Модель пространства спецификаций ИТ

 

Современная система стандартов ИТ чрезвычайно обширна и развивается быстрыми темпами. Количество стандартизованных документов исчисляется четырехзначными числами. Поэтому для эффективной работы с такой массой документов, необходимо использовать методы классификации и систематизации стандартов и профилей. Именно с целью систематизации системы стандартов ИТ ниже вводится многоуровневая модель пространства спецификаций ИТ (базовых стандартов и профилей ИТ). Следует отметить, что стандартизованными спецификациями могут быть документы различных видов, в том числе и документы, регламентирующие работу организаций стандартизации. В дальнейшем нас будут интересовать спецификации, непосредственно связанные с описанием свойств ИТ, а также технологическими процессами их создания и использования.

В предлагаемой ниже модели пространства стандартов и профилей ИТ выделены следующие уровни иерархической упорядоченности спецификаций (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Иерархическая структура пространства спецификаций ИТ

 

1) Концептуальный уровень или уровень метазнаний, состоящий из архитектурных спецификаций, к которым в первую очередь относятся эталонные модели. Архитектурные спецификации предназначены для структуризации семантики конкретных областей ИТ.

2) Функциональный уровень или уровень базовых спецификаций (базовых стандартов и PAS), предназначенный для определения индивидуальных функций или наборов функций, указанных в архитектурных спецификациях.

3) Уровень предметных или локальных профилей ИТ, охватывающий, например, OSI-профили, API-профили, т.е. профили, разрабатываемые на основе использования базовых спецификаций, относящихся к предметной области, описанной одной эталонной моделью (возможно вместе с профилями представления и форматов данных, т.е. с F-профилями).

4) Уровень OSE-профилей, т.е. спецификаций поведения открытых систем на их границах (интерфейсах), агрегирующих базовые спецификации и/или профили, относящиеся к различным эталонным моделям.

5) Уровень OSE-профилей открытых платформ (систем), содержащий спецификации, предназначенные для описания поведения систем на всех их интерфейсах, т.е. их полного описания.

6) Уровень OSE-профилей прикладных технологий, представляющих собой полные спецификации функций и окружений прикладных технологий обработки данных (например, банковских систем, распределенных офисных приложений и т.п.), построенных на принципах открытости. Как правило, такие профили включают две части, одну, связанную с описанием окружения нижележащей платформы, другую – с описанием собственно интерфейсов приложения.

7) Уровень стратегических профилей, содержащий профили, рассматриваемые в данном случае не как спецификации одной технологии, а как наборы стандартов, определяющих техническую политику в области телекоммуникации или открытых технологий крупной организации или даже государства. Примерами стратегических профилей являются: GOSIP (Government's Open Systems Interconnection Profile), IGOSS (Industry/Government Open Systems Specifications), APP (Application Portability Profile).

Заметим, что в процессе практической реализации концепции Глобальной информационной инфраструктуры (GII) важная роль отводится разработке и стандартизации сценариев, определяющих взаимосвязь технологий, участвующих в реализации сервисов GII. В случае предложенной классификации спецификаций ИТ такие стандартизованные сценарии функционально соответствовали бы профилям уровней 4-6, как средствам комплексирования разнородных ИТ.

Рассмотрим назначение и содержание уровней представленной модели подробнее.

Архитектурные спецификации

Ядром методологического базиса ИТ служат архитектурные спецификации, к которым, прежде всего, относятся эталонные модели. Каждая эталонная модель вводит концептуальный контекст и определяет структуру множества базовых спецификаций, соответствующих конкретному разделу ИТ. В этом смысле эталонные модели могут рассматриваться как метазнания области ИТ.

Наиболее известными эталонными моделями являются:

1) Базовая эталонная модель взаимосвязи открытых систем (Basic Reference Model for Open Systems Interconnection - OSI RM) [51].

2) Эталонная модель окружений открытых систем POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments - OSE RM) [50].

3) Эталонная модель для открытой распределенной обработки (Reference Model for Open Distributed Processing - ODP RM) [52].

4) Эталонная модель управления данными (Reference Model for Data Management - DM RM) [53].

5) Эталонная модель компьютерной графики (Reference Model of Computer Graphics - CG RM) [54].

6) Эталонная модель открытого электронного обмена данными (Open-edi reference model - Open-EDI RM).

Модели, имеющие фундаментальное значение и которые также можно было бы отнести к уровню архитектурных спецификаций, разработаны в таких областях, как, например, конформность и методы тестирования конформности (conformance and conformance test methods), управление сетевыми ресурсами, управление качеством продуктов, управление безопасностью ИТ, эргономика компьютерных продуктов.

Следует заметить, что метод архитектурных спецификаций, основанный на построении эталонных моделей, используется для систематизации стандартов не только при стандартизации отдельных разделов ИТ, но и при разработке стандартов сложных технологий. Примером этому может служить разработка стандартов сетевых технологий ISDN и ATM. Разработанные для этих технологий эталонные модели мы будем называть специальными. В дальнейшем нас будут интересовать, прежде всего, эталонные модели общего назначения и те из них, которые имеют непосредственное отношение к формированию концепции открытых систем.

Базовые спецификации

Базовые спецификации, включающие стандарты ИТ и общедоступные спецификации (PAS), представляют собой основные строительные блоки, из которых конструируются профили ИТ. Хотя PAS не являются, строго говоря, международными стандартами, организацией ISO разработана специальная процедура быстрого баллотирования PAS в качестве международных стандартов, что открывает возможность использования PAS в качестве элементов стандартизованных профилей ИТ наравне с международными стандартами.

Разработка системного подхода к проектированию профилей приводит к целесообразности дальнейшей классификации базовых спецификаций. Для этого может оказаться полезной идея ортогонализации пространства спецификаций в соответствии с набором архитектурных спецификаций, соответствующих достаточно самостоятельным разделам ИТ.

Полагаясь на анализ текущего состояния системы стандартов ИТ, а также на опыт работы в области стандартизации, предложим один из возможных способов классификации базовых спецификаций, выделив следующий набор базисных разделов пространства спецификаций ИТ, при этом для каждого раздела будем указывать в скобках соответствующие ему архитектурные спецификации:

1) Базовые функции операционных систем (архитектурные спецификации - RM OSE POSIX [50]).

2) Функции взаимосвязи открытых систем (архитектурные спецификации RM OSI [51]).

3) Функции управления базами данных (архитектурные спецификации - RM DM [53]).

4) Функции пользовательского интерфейса и машинной графики (архитектурные спецификации RM CG [54]).

5) Открытая распределенная обработка (архитектурные спецификации RM ODP [52]).

6) Структуры данных и документов, форматы данных (архитектурные спецификации – ISO/IEC 8613-1).

7) Программная инженерия и управление качеством продуктов (архитектурные спецификации - ISO 12207, ISO 9000-9004), эргономика компьютерных продуктов (архитектурные спецификации – ISO 9241).

8) Административное управление (архитектурные спецификации - ISO/IEC 7498-4, ISO/IEC 10040, ISO/IEC DIS 13244).

9) Управление безопасностью ИТ (архитектурные спецификации - ISO/IEC 7498-2, ISO/IEC DTR 10181-1, ISO/IEC TR 13335, ISO/IEC 17799).

10) Тестирование конформности ИТ (архитектурные спецификации ISO/IEC 9646-1: 1994/ITU-T X.290, ISO/IEC DIS 13210).

При разработке профилей ИТ удобно использовать специальные каталоги базовых спецификаций. Такими каталогами могут быть стратегические профили или структурированные списки базовых спецификаций ИТ, составленные собственно разработчиками профилей. Предложенная выше классификация базисных разделов спецификаций ИТ может оказаться полезной при построении такого рода каталогов и списков.

Профили ИТ

При построении прикладных технологий и программных систем, как правило, приходится использовать некоторый набор базовых стандартов, выбирая для каждого стандарта необходимые в конкретном контексте функциональные возможности (опции) и значения параметров. Средством комплексирования наборов стандартов и их взаимного согласования с целью спецификации прикладной технологии или функции служит понятие профиля. Данное понятие и метод профилирования стандартов считаются фундаментальными и используются в процессах стандартизации различных областей деятельности, в том числе областей, не связанных с ИТ.

Так, например, профили основных функциональных компонент корпоративной информационной системы некоторой организации, разрабатанной с использованием языков С++ и SQL для работы в локальной сети FDDI (рис. 1.5) могут быть представлены следующим образом.

 

Рис. 1.5. Пример корпоративной информационной технологии

 

Клиентский профиль будет включать спецификации как минимум двух классов интерфейсов, а именно, интерфейса API, определяющего взаимодействие клиентской системы с прикладной программой (Application program), а также коммуникационного интерфейса, определяющего состав протоколов сетевого взаимодействия между клиентскими и серверными системами.

В соответствии с ISO 9579 коммуникационный интерфейс можен быть сформирован, например, с помощью мощного протокола прикладного уровня RDA, используемого, в частности, для реализации распределенных SQL-приложений с архитектурой клиент-сервер над стеком протоколов модели RM OSI. Для большей гибкости решения стек протоколов модели RM OSI можно разбить на две группы – протоколы верхних трех уровней, которые обозначим OSI Stack (7-5), и протоколы транспортной системы, обеспечивающие транспортные услуги OSI в режиме с соединением.

В справочнике международных стандартизованных профилей [55] существует профиль, описывающий набор протоколов для реализации передачи данных по транспортному протоколу OSI через локальную сеть FDDI. Данный профиль имеет наименование TC54. Он включает ссылки на стандарт транспортного протокола OSI, стандарт протокола сетевого уровня (X.25) вместе с дополнениями, адаптирующими этот протокол для использования в локальных сетях, а также ссылки на стандарты протоколов нижних уровней, определяющих функционирование сети FDDI. Профиль TC54 является типичным примером OSI-профиля, так как определяет только функции сетевого взаимодействия, определенные стандартными протоколами, разработанными в соответствии с моделью RM OSI.

 

Таким образом, описание коммуникационного интерфейса в клиентском профиле будет включать ссылки на следующие спецификации:

стандарт протокола RDA

стандарты протоколов верхних уровней модели RM OSI (OSI Stack (7-5))

профиль TC54.

В состав спецификаций API необходимо включить стандарты языков С++ и SQL (обозначим их как Std «С++» и Std «SQL», соответственно), а также интерфейс RDA, реализующий сервис протокола RDA для клиентских систем. Таким образом, описание интерфейса API в профиле клиента включит ссылки на следующие спецификации:

Std «С++»

Std «SQL»

интерфейс RDA-клиента.

Заметим, что в данный профиль могут быть включены спецификации и других классов интерфейсов, как, например, графического пользовательского интерфейса. И нам пришлось бы включать в него такие ссылки, если бы одним из исходных требований к разрабатываемой системе было бы требование обеспечения легкости перевода пользователей с одной компьютерной платформы на другую.

Профиль серверной части, будет содержать идентичный с профилем клиента коммуникационный интерфейс (иначе клиентские и серверные системы не смогли бы взаимодействовать), а его интерфейс API будет почти идентичным клиентскому, за исключением различий в программных интерфейсах для сервиса RDA в клиентской и сервисных системах. Однако для простоты примера мы не будем заострять внимание на этих различиях.

Если в исходной постановке задачи заказчик включил бы требование обеспечения переносимости хранимых данных, то в серверный профиль следовало бы ввести ссылки на стандарты, определяющие форматы представления данных в долговременной памяти. Такие стандарты относятся к классу информационных интерфейсов.

Для наглядного представления случаев применения и функциональности профилей используются специальные схемы или диаграммы (так называемые сценарии), на которых, как правило, определяются основные функциональные компоненты описываемой данным профилем технологии, их взаимосвязи, интерфейсы, распределение основных функций в системе и пр.

Для профилей рассмотренного варианта таким сценарием может служить схема, показанная на рис. 1.6.

Отметим еще раз что, в соответствии с введенными выше определениями, построенные нами в данном примере профили относятся к OSE-профилям.

Предположим, что при анализе этого решения заказчик захотел построить транспортную систему своей организации на основе сети Intranet.

В этом случае нам пришлось бы перепроектировать профиль T54, заменив его, например, на профиль Ti, основанный на использовании следующих стандартов:

 

Рис. 1.6. Сценании для профилей клиент-серверной ИС (вариант)

 

RFC 1006 (IETF STD 35). ISO Transport Service on top the TCP.

RFC 793 (IETF STD 7). Transmission Control Protocol (TCP).

RFC 791 (IETF STD 5). Internet Protocol (IP).

RFC 1390 (IETF STD 36). Transmission of IP and ARP over FDDI Networks.

ISO 9314 FDDI LAN.

Таким образом, основная идея построения новой транспортной системы Ti состоит в использовании протокола TS (RFC 1006), эмулирующего интерфейс протокола TP OSI над стеком протоколов TCP/IP, а также протокола (RFC 1390), обеспечивающего передачу IP-пакетов через сеть FDDI. Протокольная структура транспортной системы Ti иллюстрируется на рис. 1.7.

 

Рис. 1.7. Стек протоколов конечной системы, реализующей транспортный сервис TP OSI над стеком протоколов TCP/IP и FDDI.

 

Следует заметить, что профиль Ti относится к классу коммуникационных профилей. Однако по определению он не является OSI-профилем, так как содержит ссылки на стандарты, не входящие в состав стандартов модели OSI.

Если же детальнее рассмотреть используемый выше международный стандартизованный профиль TC54, определяющий транспортный сервис в режиме с соединением через локальную сеть FDDI и являющийся примером OSI-профиля, то сценарий для профиля TC54, взятый из справочника международных стандартизованных профилей, может выглядеть так, как показано на рис. 1.8.

 

Рис. 1.8. Сценарий, иллюстрирующий применение профиля TC54

 

На сценарии показывается типовая конфигурация систем, участвующих во взаимосвязи, и, собственно, эталонная точка (reference point) взаимосвязи, которая и обозначает определяемый в профиле коммуникационный интерфейс для подключения оконечной системы к сети FDDI.

Функциональность данного профиля (без учета функций сетевого управления), т.е. состав протоколов, входящих в профиль, показаны на рис. 1.9. Данный стек включает:

 

Рис. 1.9. Стек протоколов конечной системы, реализующей профиль TC54

 

многочастевой стандарт ISO 9314 FDDI LAN, определяющий базовые протоколы сетевой технологии FDDI;

стандарт для подуровня управления логическим каналом - LLC типа 2 (ISO/IEC 8802-2), т.е. с сервисом, ориентированным на соединение;

протокол и сервис сетевого уровня OSI (X.25) - ISO/IEC 8208 и ISO/IEC 8878, соответственно;

протокол транспортного уровня OSI - ISO/IEC 8073.

Как можно было видеть из предыдущего материала, существуют различные типы профилей. В частности, различаюящихся к одному типу интерфейсов систем, от профилей, объединяющих стандарты разнородных интерфейсов. Также может быть полезным классификация профилей по степени полноты описания систем ИТ.

Стратегические профили

Экономическая целесообразность внедрения в практику концепции открытых систем привела к необходимости разработки профилей, играющих роль нормативно-методических документов на государственном уровне или на уровне отдельных отраслей и организаций. Такие профили мы назвали стратегическими. В системе стандартов POSIX такие профили называются профилями организаций (“Organization specific profiles”).

Примерами стратегических профилей, как уже отмечалось, являются: GOSIP - Government's Open Systems Interconnection Profile), IGOSS (Industry/Government Open Systems Specifications), APP (Application Portability Profile).

Спецификации GOSIP (правительственные профили взаимосвязи открытых систем) определяют техническую политику в области сетевых технологий на уровне государств и ориентированы на применение в госбюджетных организациях. Наибольшая активность в разработке правительственных профилей приходилась на конец 80-х - начало 90-х годов. В СЩА за разработку и сопровождение спецификаций GOSIP несет ответственность национальный институт стандартизации и технологий NIST, который периодически обновляет версии GOSIP. Свои правительственные профили имеют многие развитые страны, в том числе: США, Великобритания, Франция, Япония, Австралия, Швеция и др.

Разработка IGOSS представляет собой попытку взаимного согласования стратегических профилей правительства США, Канады, разработчиков проекта электротехнической промышленности UCA (Utility Communication Architecture), а также пользователей стандартов MAP и TOP (разработанных корпорациями General Motors и Boing в соответствии с моделью RM OSI). Версии IGOSS переиздавались примерно каждые два года.

Для более полной методологической поддержки целей открытости американским институтом стандартов NIST разработан и периодически обновляется профиль переносимости приложений APP, основным предметом рассмотрения которого является функциональная среда открытых систем. В APP такая среда формируется на основе спецификаций POSIX, GOSIP, TCP/IP, а также других спецификаций, обеспечивающих функциональные возможности, необходимые для удовлетворения разнообразных потребностей в области открытых систем. Спецификации APP ориентированы на менеджеров и руководителей проектов, которые несут ответственность за приобретение, развитие и эксплуатацию информационных систем, поддерживаемых неоднородными аппаратными, программными и коммуникационными платформами.

 

100 100

Пример построения каталога базовых спецификаций

 

Как отмечалось выше, при разработке профилей прикладных технологий целесообразно использовать специальные каталоги спецификаций, являющиеся важным инструментом проектирования описаний окружений открытых систем в виде профилей. В качестве таких каталогов разработчики профилей могут использовать известные стратегические профили или собственные каталоги спецификаций, разработанные ими с ориентацией на конкретные области применения.

Ниже демонстрируется один из возможных способов построения каталога спецификаций в форме структурированного списка ссылок на стандарты и профили. Данный структурированный список построен на основе предложенной ранее классификации базисных разделов спецификаций ИТ. Он построен в учебных целях и не претендует на полноту и законченность. Однако он может послужить основой для создания каталогов спецификаций, применимых для разработки конкретных классов профилей ИТ. С тем, чтобы облегчить изучение данного примера, описание списка составлено в форме обзора спецификаций, содержащего пояснительный текст и комментарии.

 

Каталог базовых спецификаций