Материал. Литература по теме Тема Циклические и узловые подсети Вопрос Циклическое кольцо
 Скачать 3.12 Mb.
|
|
Тема 12. Функциональные профили. Базовые и полные функциональные профили Цели и задачи изучения темы: Изучить процессы формирования, развития и применения профилей информационных систем. Разобраться в классификации функциональных профилей. Разобраться в типах функциональных профилей. Понять назначение полного функционального профиля. Получить представление об открытых сетевых архитектурах. Изучить процессы формирования, развития и применения профилей информационных систем. Вопросы темы: 1. Профили ИС. 2. Классификация профилей. 3. Функциональный профиль. 4. Открытая сетевая архитектура. 5. Request for Comments. Вопрос 1. Профили ИС. На стадии стратегического планирования и анализа требований уточняются исходные данные и разрабатываются спецификации требований к прикладному программному обеспечению (ПО) и к среде. Принимаемые на этой стадии решения исходят из альтернативного выбора методологии и принципов построения ИС между функционально-модульным подходом и объектным подходом. В плане создания ИС, разрабатываемом на этой стадии, должны быть учтены работы, связанные с построением и оформлением функциональных профилей ИС. Полнота функций, выполняемых информационно-вычислительной сетью – это обеспечение выполнения всех предусмотренных функций и по доступу ко всем ресурсам, и по совместной работе узлов, и по реализации всех протоколов и стандартов работы. Аппаратно-программные платформы, на которых выполняются клиентские и серверные части приложений, должны соответствовать требованиям профиля среды ИС. После детального проектирования версии прикладных программных средств, начиная со стадии разработки вплоть до стадии интеграции и тестирования комплекса прикладных программ в составе ИС, все работы должны проводиться в соответствии с требованиями функциональных профилей ИС. Применение функциональных профилей ИС в этих случаях позволяет обусловить пределы изменений в системе, связанных с ее адаптацией, и границы значений параметров, в рамках которых может производиться настройка. При сопровождении ИС важнейшее значение имеют регламенты процессов сопровождения и применение инструментальных средств, встроенных в ИС, в частности средств управления конфигурацией. Эти регламенты рекомендуется устанавливать с использованием стандартов ISO 687: 1983, ISO 12207:1995 и ANSI/IEEE 1042: 1987. В международной функциональной стандартизации ИТ принята жесткая трактовка понятия профиля. Считается, что его основой могут быть только международные и национальные, утвержденные стандарты - не допускается использование стандартов де-факто и нормативных документов фирм. Подобное понятие профиля активно используется в гамме международных функциональных стандартов, конкретизирующих и регламентирующих основные процессы и объекты взаимосвязи открытых систем (ВОС), в которых возможна и целесообразна жесткая формализация профилей (функциональные стандарты ИСО 10607 - 10613 и соответствующие им ГОСТ Р). Однако при таком подходе невозможны унификация, регламентирование и параметризация множества конкретных функций и характеристик сложных объектов архитектуры и структуры современных ИС. Вопрос 2. Классификация профилей. Существует несколько классификаций профилей, по смысловому содержанию во многом несхожих, а в чем-то даже противоречивых. Это связано прежде всего со взаимной противоречивостью различных концепций. Например, с точки зрения общей концепции открытых систем вся взаимосвязь открытых систем (ВОС) относится к коммуникационным функциям, а с точки зрения самой ВОС к коммуникационным функциям относятся только функции четырех нижних уровней эталонной модели ВОС, функции же трех ее верхних уровней - к прикладным. Кроме того, некоторые функции, разработанные в рамках ВОС совместным техническим комитетом СТК1 ИСО/МЭК (и еще ранее техническим комитетом TC 97), например административное управление (Management) системой и данными, справочные службы (Directory), машинная графика, в концепции открытых систем вынесены за рамки ее коммуникационных функций, т. е. отняты у ВОС. Такие несоответствия в классификации и терминологии характерны для начального этапа развития многих концепций и в данном случае — для концепции открытых систем. Наиболее обобщенная классификация профилей представлена на рисунке 60. Рис. 60. Классификация профилей Все известные к настоящему времени профили предлагается разделить на три крупных класса: назовем их профили функционального назначения (ПФН), профили концептуальных систем (ПКС) и профили конкретного применения (ПКП). ПФН охватывают лишь отдельные прикладные или коммуникационные функции и не распространяются на всю систему. Это некие модули, блоки (как в крупнопанельном строительстве), только здесь эти блоки изготовлены не из бетона, а из тех же кирпичей (базовых стандартов), подобранных, обрубленных, подогнанных и сцементированных в расчете на заданный размер объекта (прикладную или коммуникационную функцию). К этому классу относятся как раз те профили, которые разрабатывает СГФС, сформулировавшая в ISO/IEC TR 10000-1 приведенное выше определение профилей. В настоящее время правительственные профили (GOSIP) и госпрофиль ВОС представляют собой некоторые выборки из всей совокупности базовых стандартов ВОС (версии профилей ВОС). Отраслевые профили строятся в зависимости от применяемого в отрасли набора прикладных программ, режимов работы сети (с установлением или без установления соединения), типов используемых сетей и сетевых технологий. Профили предприятий (подразделений) могут строиться в виде подмножества отраслевых профилей (профилей предприятий), а также независимо от них: например, если предприятие имеет свою локальную вычислительную сеть, не связанную с сетью отрасли. Вопрос 3. Функциональный профиль. Функциональный профиль — иерархия взаимосвязанных протоколов, предназначенная для определенного круга задач обработки и передачи данных. В документах ISO и ITU определен широкий набор сетевых служб, и он все время расширяется. Выпущено большое число стандартов для всех семи уровней области взаимодействия . Все указанные стандарты являются гибкими и предусматривают множество вариантов. Кроме этого, производители могут использовать свои стандарты и интегрировать их в область взаимодействия. Реализовать все стандарты не только невозможно, но и не нужно. Поэтому для решения возникающих задач подбираются сетевые службы и множества определяющих их стандартов. В результате, создаются функциональные профили. При этом следует иметь в виду, что стандарт любого уровня содержит ядро (основу, обеспечивающую минимальные возможности функционирования уровня). Наряду с этим, имеется перечень необязательных функциональных блоков, расширяющих перечень видов сервиса. Основными целями применения профилей при создании и использовании ИС являются: снижение трудоемкости проектов ИС; повышение качества компонентов ИС; обеспечение расширяемости ИС по набору прикладных функций и масштабируемости; обеспечение возможности функциональной интеграции в ИС задач, которые раньше решались раздельно; обеспечение переносимости прикладного программного обеспечения. Выбор стандартов и документов для формирования профилей ИС зависит от того, какие из этих целей определены приоритетными. Функциональный профиль определяет выбранные классы, подмножества, варианты и параметры стандартов, обеспечивающих работу нужного набора сетевых служб. Каждый из профилей определяет группу выбранных стандартов, имеющую международное признание. Существует множество типов функциональных профилей (рис. 61). Рис. 61. Классификация функциональных профилей По числу используемых уровней области взаимодействия выделяют полные функциональные профили, коллапсные функциональные профили и базовые функциональные профили (рис. 62). Рис. 62. Типы функциональных профилей Первые охватывают все семь уровней. Вторые включают, как минимум, физический уровень, канальный уровень и прикладной уровень. Все либо часть остальных уровней в профиле отсутствует (их функции резко упрощены и переданы на имеющиеся уровни). И, наконец, базовый профиль определяет лишь взаимосвязанные стандарты нескольких нижних уровней. Кроме этого, существуют смешанные функциональные профили, которые в одних случаях работают как полные, а в других - как коллапсные. Например, в Цифровой Сети с Интегральным Обслуживанием (ЦСИО). В связи с использованием разнообразных наборов протоколов все большее распространение получают многоштабельные профили. Они характеризуются наличием разных штабелей протоколов. Например, тем, что на нижних (1-K) уровнях определяются различными, а на верхних (K+1-7) - одними и теми же протоколами (рис. 63). Рис. 63. Схема многоштабельного профиля Важность проблемы создания и использования полных функциональных профилей настолько велика, что в наиболее развитых странах создаются правительственные профили взаимодействия открытых систем. Наряду с этим, ведутся работы по созданию Международного стандартного профиля ISP. Чаще всего, такие штабели определяются протоколами X.25, TPC/ IP , 802.3. В штабелях протоколов функциональных профилей выделяют точки со стандартными интерфейсами. Они определяют используемые платформы. Базовый функциональный профиль. Базовый функциональный профиль — функциональный профиль, включающий иерархию протоколов только несколько уровней. Так как базовый функциональный профиль определяется стандартами лишь части уровней области взаимодействия, то он является фундаментом, на котором строится полный функциональный профиль либо коллапсный функциональный профиль. Поэтому базовый функциональный профиль самостоятельного значения не имеет. Пользуются популярностью базовые функциональные профили, именуемые оптоволоконный распределенный интерфейс данных, распределенная двойная шина с очередями, открытая сетевая обработка данных, базовый функциональный профиль ATM, сетевая базовая система ввода/вывода. Коллапсный функциональный профиль. Коллапсный функциональный профиль — псевдо-полный функциональный профиль, в котором отсутствует один либо несколько уровней. Коллапсным называют профиль, в котором функции отсутствующих уровней настолько упрощены, что включены в набор задач, выполняемых оставшимися уровнями. Появление коллапсных профилей открыло возможность создания очень простых и быстродействующих локальных сетей. Естественно, что эти преимущества получены за счет резкого упрощения ряда функций области взаимодействия. В этой связи, рассматриваемые профили имеют ограниченные возможности представления данных и организации сеансов. Кроме этого, здесь упрощена передача данных через коммуникационную сеть. Примером коллапсного профиля является miniMAP, созданный фирмой General Motors, представленный на рисунке 64. Рис. 64. Профиль miniMAP Его архитектура характеризуется рядом важных особенностей, отличающих ее от Z функционального профиля MAP. Прежде всего, в miniMAP резко ограничены возможности создания разнообразных сетевых служб. Этот профиль предназначен только для управления такими технологическими процессами, в которых необходимо лишь передавать небольшие порции данных и получать короткие, но быстрые ответы. Подобные процессы используются в сетях считывающих устройств , интеллектуальных датчиков, систем машинного зрения, роботов. Полный функциональный профиль. Полный функциональный профиль Full functional profile — функциональный профиль, включающий иерархию протоколов всех семи уровней. Полный функциональный профиль является законченным продуктом, обеспечивающим прикладные процессы всем набором видов сервиса, предоставляемых моделью OSI. Обычно базой профиля являются выбранные в качестве стандарта территориальные сети и локальные сети. Полный функциональный профиль является целостным и законченным продуктом, обеспечивающим прикладные процессы всем набором видов сервиса, предоставляемых областью Взаимодействия Открытых Систем (ВОС). Состоит он из иерархической группы взаимосвязанных функциональных блоков как это показано на рисунке 65. Рис. 65. Структура полного профиля Базой профиля, как правило, являются выбранные в качестве стандарта территориальные сети и локальные сети. Они определяют физический уровень (1), канальный уровень (2) и сетевой уровень (3). Далее следует общий транспортный протокол, расположенный на транспортном уровне (4). Эти четыре уровня образуют транспортную платформу. В верхней части сеансовый уровень (5), представительный уровень (6) и прикладной уровень (7) создают прикладную платформу. Непосредственно на ней располагаются прикладные процессы. Полными функциональными профилями являются системная сетевая архитектура, архитектура дискретной сети, функциональный профиль MAP, функциональный профиль TOP, открытая сетевая архитектура. Во многих странах разработаны правительственные профили взаимодействия открытых систем, также являющиеся полными функциональными профилями. Вопрос 4. Открытая сетевая архитектура. Открытая сетевая архитектура — полный функциональный профиль, разработанный фирмой British Telecom. British Telecom на всех семи уровнях использует в ONA (Open Network Architecture – Открытая Сетевая Архитектура) стандарты ISO и ITU. Разработка архитектуры поддерживается созданием средств тестирования для определения конформности изделий. На верхних уровнях ONA покрывает три области: передачи сообщений, диалога, обработки данных (рис. 66). Рис. 66. Профиль открытой сетевой архитектуры Сетевая служба MHS/MOTIS определяет работу электронной почты. При передаче сообщений применяется также сетевая служба EDI. Обработка сообщений осуществляется в соответствии со стандартом сетевая служба ODA. Администрация сети выполняет задачи, связанные с управлением сетью. При управлении обеспечивается выполнение различных режимов передачи данных. С одной стороны, это - передача больших файлов для обработки статистики, счетов, удаленной загрузки сетевых программ. С другой стороны, это - посылка коротких сведений, например, управляющих команд. Для учета абонентских систем используется сетевая служба DS*. Выполнение задач, связанных с передачей файлов, в архитектуре ONA обеспечивается сетевой службой FTAM. Хранение информации осуществляется Интеллектуальной сетевой базой данных INDB. Область обработки данных, также, используется для управления сетью. Что касается сетевой части структуры (уровни 1-3), то она опирается на сеть коммутации пакетов, Цифровую Сеть с Интегральным Обслуживанием (ЦСИО) и локальные сети . Такой подход определяет главные интересы British Telecom, связанные с организацией территориальных коммуникационных сетей. Идея открытой сетевой архитектуры была впервые высказана Каном в 1972 году. Открытая сетевая архитектура подразумевает, что отдельные сети могут проектироваться и разрабатываться независимо, со своими уникальными интерфейсами, предоставляемыми пользователям или другим поставщикам сетевых услуг, включая услуги Internetа. При проектировании каждой сети могут быть приняты во внимание специфика окружения и особые требования пользователей. В основу своих первоначальных рассуждений Кан положил четыре принципа: Каждая сеть должна сохранять свою индивидуальность. При подключении к Internetу сети не должны подвергаться внутренним переделкам. Коммуникации должны идти по принципу «максимум возможного». Если пакет не прибыл в пункт назначения, источник должен вскоре повторно передать его. Для связывания сетей должны использоваться черные ящики; позднее их назовут шлюзами и маршрутизаторами. Шлюзы не должны хранить информацию об отдельных протекающих через них потоках данных. Они должны оставаться простыми, без сложных средств адаптации и восстановления после разного рода ошибочных ситуаций. На эксплуатационном уровне не должно существовать глобальной системы управления. Вопрос 5. Request for Comments. Запрос комментариев (Request for Comments, RFC)— документ из серии пронумерованных информационных документов Internetа, содержащих технические спецификации и Стандарты, широко применяемые во Всемирной сети. Название RFC ещё можно перевести как «заявка на обсуждение» или «тема для обсуждения». В настоящее время первичной публикацией документов RFC занимается IETF под эгидой открытой организации Общество Internetа (Internet Society, ISOC). Правами на RFC обладает именно Общество Internetа. Несмотря на название, запросы комментариев RFC сейчас рассматриваются как стандарты Internetа (а рабочие версии стандартов обычно называют драфтами). Согласно RFC 2026, жизненный цикл стандарта выглядит следующим образом: 1. Выносится на всеобщее рассмотрение Internetовский черновик (Internet Draft). Черновики не имеют официального статуса, и удаляются из базы через шесть месяцев после последнего изменения. Если черновик стандарта оказывается достаточно удачным и непротиворечивым, он получает статус Предложенного стандарта (Proposed Standard), и свой номер RFC. Наличие программной реализации стандарта желательно, но не обязательно. 2. Следующая стадия— Черновой стандарт (Draft Standard) означает, что предложенный стандарт принят сообществом, в частности, существуют две независимые по коду совместимые реализации разных команд разработчиков. В черновые стандарты ещё могут вноситься мелкие правки, но они считаются достаточно стабильными и рекомендуются для реализации. 3. Высший уровень— Стандарт Internetа (Internet Standard). Это спецификации с большим успешным опытом применения и зрелой формулировкой. Параллельно с нумерацией RFC они имеют свою собственную нумерацию STD. Список стандартов имеется в документе STD 1 (сейчас это RFC 5000, но нумерация может измениться). Из более чем трёх тысяч RFC этого уровня достигли только несколько десятков. 4. Многие старые RFC замещены более новыми версиями под новыми номерами, или вышли из употребления. Такие документы получают статус Исторических (Historic). Практически все стандарты Глобальной сети существуют в виде опубликованных заявок RFC. Но в виде документов RFC выходят не только стандарты, но также концепции, введения в новые направления в исследованиях, исторические справки, результаты экспериментов, руководства по внедрению технологий, предложения и рекомендации по развитию существующих Стандартов и другие новые идеи в информационных технологиях: 1. Экспериментальные (Experimental) спецификации содержат информацию об экспериментальных исследованиях, интересных для Internet- сообщества. Это могут быть, например, прототипы, реализующие новые концепции. 2. Информационные (Informational) RFC предназначены для ознакомления общественности, не являются стандартами и не являются результатом консенсуса или рекомендациями. Некоторые черновики, не получившие статуса Предложенного стандарта, но представляющие интерес, могут быть опубликованы как Информационные RFC. 3. Лучший современный опыт (Best Current Practice). Эта серия RFC содержит рекомендации по реализации стандартов, в том числе от сторонних организаций, а также внутренние документы о структуре и процедурах стандартизации. Вопросы для самопроверки: 1. Расскажите о процессе формирования и применения профиля ИС? 2. Классификация функциональных профилей. 3. Что такое функциональный профиль? 4. Чем отличается коллапсный функциональный профиль от базового функционального профиля? 5. Какие типы функциональных профилей Вы знаете? 6. Какие RFC основные Вы знаете? 7. Что такое полный функциональный профиль? 8. Что такое структура полного профиля? 9. Основные профили открытой сетевой архитектуры? 10. Что такое открытая сетевая архитектура? Литература по теме: Основная литература: 1. Компьютерные сети. / А.В. Кузин, Учебное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2013. 192 с. 2. Таненбаум Э.С. Компьютерные сети. 5-е изд, – СПб.: Питер, 2013. – 960с. Дополнительная литература: 1. Компьютерные сети. / Н.В. Максимов, И.И. Попов. Учебное пособие. 5-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ, 2012. 464 с. 2. Муштоватый И.Ф. Самоучитель по работе в Internetе/ Под общ. редакцией М.И. Монастырского. – Ростов н/Д.: «Феникс», 2001. – 320с. 3. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., А.А.Кириченко, Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (для бакалавров): Учебник / Под редакцией А.П. Пятибратова. – М.: КноРус, 2013. – 376 с. 4. Столлингс В. Компьютерные сети, протоколы и технологии Internetа. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 832 с. Интернет-ресурсы: 1. Информационные технологии и электронные коммуникации // http://emf.ulstu.ru/metod/ITEK/index.htm 2. Основы построения объединенных сетей // http://www.citforum.ru/nets/ito/index.shtml 3. Системы передачи информации // http://kunegin.narod.ru/ref/lec/86.htm 4. Формирование и применение профилей открытых информационных систем // http://www.osp.ru/os/1997/05/179274/ |