Барабанова М.И., Кияев В.И. Информационные технологии: открытые системы, сети, безопасность в системах и сетях

Подождите немного. Документ загружается.

1-7. Козлов В. Открытые информационные системы. – М.: ФиС, 1999. –

279 с.

Вопросы к главе 1

1. Что такое «единое информационное пространство»? Из каких состав-

ляющих оно состоит?

2. В каком случае возникает несовместимость вычислительных, инфор-

мационных и телекоммуникационных устройств?

3. Как можно определить понятие «открытая информационная или про-

граммная система»?

4. Какими свойствами обладает открытая система?

5. Что такое итология и какие методы лежат в основе итологии?

6. Какие организации образуют структуру международной стандартиза-

ции в области информационных технологий?

7. Какие международные организации занимаются вопросами стандар-

тизации в среде Web-сервисов?

8. Что составляет методологическую основу базиса открытых систем?

9. Какие прикладные программы работают в функциональной среде от-

крытых систем?

10. В чём состоит суть эталонной модели взаимосвязи открытых систем

(Open Systems Interconnection)?

11. Сколько уровней взаимодействия содержит модель ВОС? Какие это

уровни?

Глава 2. ПРОФИЛИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

2.1. Понятие профиля открытой системы

При создании и развитии сложных, распределенных, тиражируемых

программных и информационных систем требуется гибкое формирование

и применение согласованных (гармонизированных) совокупностей базо-

вых и рабочих стандартов, нормативных документов разного уровня, а

также выделение в них требований и рекомендаций, необходимых для

реализации заданных функций ИС. Для унификации и регламентирования

такие совокупности базовых стандартов должны адаптироваться и кон-

кретизироваться применительно к определенным классам проектов, про-

цессов функций и компонентов разрабатываемых систем. В связи с этим

выделилось и сформировалось понятие профиля программной или инфор-

мационной системы как основного инструмента функциональной стан-

дартизации.

Профиль – это «совокупность нескольких (или подмножество одного)

базовых стандартов с четко определенными и гармонизированными под-

множествами обязательных и рекомендуемых возможностей, предназна-

ченная для реализации заданной функции или группы функций ИТ/ИС в

конкретной функциональной среде. Функциональная характеристика объ-

екта стандартизации является исходной позицией для формирования и

применения профиля этого объекта или процесса» [2-1].

Примерами такой среды могут быть: среда рабочей станции для

управления встроенными вычислительными устройствами, распределен-

ная среда передачи и обработки данных, среда офисного документооборо-

та и т.д. Если все программно-аппаратные и коммуникационные средства,

поставляемые различными производителями для использования в рамках

целостной ИС, соответствуют профилю, т.е. выполнены в соответствии с

необходимыми гармонизированными стандартами, то они будут работать

в единой среде, в которой обеспечена открытость, т.е. переносимость при-

ложений, их масштабирование, взаимодействие и функциональная расши-

ряемость.

Профиль включает набор согласованных между собой стандартов, ох-

ватывающих взаимодействие аппаратных и программных компонентов

системы, и определяет спецификации протоколов и интерфейсов, состав-

ляющих структуру открытой системы. Для построения профиля струк-

тура системы разбивается, по крайней мере, на 3 уровня: прикладные про-

граммы (комплексы программ), операционная среда и аппаратная плат-

форма, между которыми определяются правила взаимодействия. На каж-

дом из этих уровней определяются типы взаимодействующих функцио-

нальных компонентов в соответствии с принятой моделью открытых сис-

тем:

• интерфейсы системы с пользователем и внешней средой;

• системы и языки программирования;

• управление прохождением задач;

• управление данными;

• коммуникации;

• обеспечение безопасности систем и данных и т.д.

Для каждой из выбранных областей применения структура открытых

систем и модель функциональных компонентов определяются конкретно,

в зависимости от характера решаемых задач, назначения и принципов по-

строения системы. При этом используются общие методологические ре-

комендации по моделям открытых систем и известные разработки профи-

лей.

На базе одной совокупности базовых стандартов могут формировать-

ся и утверждаться различные профили для разных проектов разработки

программных или информационных систем и сфер их применения. Эти

ограничения базовых документов профиля и их гармонизация, проведен-

ная разработчиками профиля, должны обеспечивать качество, совмести-

мость и корректное взаимодействие компонентов системы в заданной об-

ласти его применения.

Базовые стандарты и профили могут использоваться как непосредст-

венные директивные, руководящие или рекомендательные документы, а

также как нормативная база, необходимая при выборе или разработке

средств автоматизации технологических этапов или процессов создания,

сопровождения и развития ИС.

Основными целями применения профилей при создании и использо-

вании ИС являются:

• снижение трудоемкости и повышение связности программных про-

ектов и проектов по разработке ИС;

• обеспечение переносимости прикладного программного обеспече-

ния (ППО);

• обеспечение расширяемости ИС по набору прикладных функций и

масштабируемости системы в целом и отдельных её частей;

• предоставление возможности функциональной интеграции в ИС

задач, которые раньше решались раздельно и менее эффективно;

• повышение надежности и качества компонентов ИС.

Выбор стандартов и документов для формирования конкретных про-

филей ИС зависит от того, какие из этих целей определены приоритетны-

ми. В качестве общей методологической базы построения и применения

профилей сложных распределенных ИС предлагается использовать тех-

нический отчет ИСО/МЭК ТО 10000 (ISO/IEC TR 10000-1, ISO/IEC TR

10000-2, ISO/IEC TR 10000-3). Части 1 и 2 этого документа введены в Рос-

сии в качестве стандарта ГОСТ Р. Часть 3, определяющую основы и так-

сономию профилей среды открытых систем, предлагается задействовать

при построении и использовании профилей ИС как документ прямого

применения.

В связи с этим заметим, что международными органами стандартиза-

ции ИТ принята жесткая трактовка понятия профиля. На этом уровне счи-

тается, что основой профиля могут быть только международные, регио-

нальные и национальные утвержденные стандарты, – не допускается ис-

пользование стандартов де-факто и нормативных рабочих документов

фирм. Подобное понятие профиля активно используется в совокупностях

международных функциональных стандартов, конкретизирующих и рег-

ламентирующих основные процессы и объекты взаимосвязи открытых

систем (ВОС), в которых возможна и целесообразна жесткая формализа-

ция профилей (например, функциональные стандарты ИСО/МЭК 10607-

10613 и соответствующие им ГОСТ Р).

Отметим, однако, что при таком подходе часто невозможны унифика-

ция, регламентирование и параметризация множества конкретных функ-

ций и характеристик сложных объектов архитектуры и структуры совре-

менных развивающихся ИС. В связи с этим новый, прагматический под-

ход к разработке и применению профилей ИС состоит в использовании

совокупности адаптированных и параметризованных базовых междуна-

родных и национальных стандартов и открытых общедоступных специ-

фикаций, отвечающих широко используемым стандартам де-факто и ре-

комендациям международных консорциумов.

2.2. Классификация профилей

Общая таксономия профилей (таксономия – теория и методология

классификации и систематизации сложно организованных областей,

имеющих обычно иерархическое строение) может допускать несколько

типов классификаций, выбор такого типа напрямую зависит от предмет-

ной области ИТ/ИС, целей и задач разработки профиля, области примени-

мости и т.д.

Профиль определяет комбинацию базовых стандартов, которые в со-

вокупности выполняют четко определенную функцию ИТ (решение кон-

кретной прикладной задачи при работе через конкретную сеть или комби-

нацию сетей). В связи с этим профили классифицируются по группам и

типам решаемых задач (см. например, ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-1-93),

на рис. 2.1 показана одна из возможных классификаций.

Рис. 2.1. Общая схема классификации профилей

В ISO/IEC TR 10000-1 определены следующие классы профилей

(рис. 2.2):

Рис. 2.2. Распределение профилей по классам

Рисунки 2.1.и 2.2 – источник: Козлов В.А. // Инженерное образование». – 2005. – № 2.

• F – профили формата обмениваемых данных и представления дан-

ных;

• Т – транспортные профили для режима с установлением соедине-

ния;

• U – транспортные профили для режима без установления соедине-

ния;

• R – ретрансляционные профили;

• А – прикладные профили, использующие профили Т;

• В – прикладные профили, использующие профили U.

Профили F определяют характеристики и представление различных

видов информации, которой обмениваются профили А и В. Транспортные

профили классов Т и U определяют, каким образом обеспечиваются два

режима услуг транспортного уровня модели ВОС (OSI): с установлением

соединения (Connection Transport Service – COTS) и без установления со-

единения (Connectionless Transport Service – CLTS) с использованием двух

аналогичных режимов услуг сетевого уровня (CONS и CLNS) и конкрет-

ных сетевых технологий. Прикладные профили классов А и В определяют

обеспечение протоколов обмена данными для конкретных типов приме-

нения с использованием двух указанных режимов услуг транспортного

уровня. Профили R определяют ретрансляционные функции, необходи-

мые для обеспечения взаимодействия между системами, использующими

различные профили Т или профили U. Ретрансляция между профилями Т

и U не предусматривается.

Основными являются две группы профилей: группы A (приклад-

ные), определяющие набор базовых стандартов трех верхних уровней

эталонной модели ВОС (OSI), и группы T (транспортные), определяю-

щие набор базовых стандартов четырех нижних уровней эталонной мо-

дели ВОС [2-2].

Существующие базовые профили имеют достаточно жесткую смы-

словую и иерархическую структуру. По широте охвата области стандарти-

зации, степени признания и области функционального применения про-

фили можно разделить на: стратегические (ISP, GOSIP), OSE-профили

прикладных технологий, полные OSE-профили (профили платформ, сис-

тем), OSE-профили (спецификации поведения открытых систем), локаль-

ные (OSI-профили).

На верхнем уровне находятся международные стандартизованные

профили (International Standardized Profiles – ISP), признанные соответст-

вующим комитетом ISO. В области международной стандартизации ИТ-

профили ISP имеют такой же статус, что и международные базовые стан-

дарты, и предназначены для широкой области применения.

Определение профиля ISP включает следующие элементы:

• сжатое определение области действия функции, для которой опре-

деляется профиль;

• иллюстрацию сценария, показывающего пример применения про-

филя, при этом желательно использование диаграммного представ-

ления ИТ-системы, самого приложения и имеющих место интер-

фейсов;

• нормативные ссылки на набор базовых стандартов или ISP, вклю-

чающие точную идентификацию актуальных текстов базовых спе-

цификаций, а также охватывающие принятые дополнения и ис-

правления;

• спецификации применения каждого цитируемого базового стан-

дарта или ISP, устанавливающие выбор классов, подмножеств, оп-

ций, диапазонов значений параметров, а также ссылки на регистри-

руемые объекты;

• раздел, определяющий требования на соответствие данному про-

филю его ИТ-систем, реализованных на базе этого профиля;

• ссылку на спецификацию аттестационных тестов для реализации

данного профиля, если таковые имеют место;

• информативные ссылки на любые полезные, желательно актуали-

зированные документы.

Типовая структура описания ISP

FOREWORD // Предисловие

INTRODUCTION // Введение

1. SCOPE // Область применения + Сценарии

2. NORMATIVE REFERENCES // Нормативные ссылки

3. DEFINITIONS // Определения

4. ABBREVIATIONS // Сокращения

5. CONFORMANCE // Соответствие

6. Requirements specifications related to each base standard // Специ-

фикации требований для каждого базового стандарта

NORMATIVE ANNEXES // Нормативные приложения, задающие тре-

бования соответствия профиля в табличном представлении.

INFORMATIVE ANNEXES // Объяснения и руководства, если это

требуется.

Требования к содержанию и формату ISP

1. Профили непосредственно связаны с базовыми стандартами, и ат-

тестация на соответствие профилю подразумевает аттестацию на

соответствие этим базовым стандартам.

2. ISP должен удовлетворять правилам ISO/IEC для представления

проектов и самих международных стандартов.

3. ISP должен быть компактным документом, не повторяющим текста

документов, на которые он ссылается.

4. Определение одного профиля может включать ссылки на опреде-

ление других.

5. Многие профили документируются и публикуются в виде отдель-

ных ISP. Однако для тесно связанных между собой профилей мо-

жет быть использован более подходящий для такого случая меха-

низм многокомпонентных ISP (Multipart ISPs). Многокомпонент-

ные ISP позволяют избежать копирование общего текста для свя-

занных профилей.

6. Для каждого профиля должна обеспечиваться спецификация тести-

рования профиля (Profile Test Specification), которая определяется

или как часть ISP, или как отдельный самостоятельный ISP.

В последнем случае в исходном ISP используется ссылка на этот

документ.

В дополнении к стандарту ISO/IEC TR-10000-1 приводятся правила

составления каждого из элементов ISP, соответствующие правилам

ISO/IEC. (В случае разбиения ISP на части каждая часть должна удовле-

творять этой структуре.)

На уровень ниже в иерархии следуют национальные профили, в соот-

ветствии с которыми должна строиться национальная система ИТ-

стандартизации. Несмотря на то, что инициатива разработки концепции

таких профилей принадлежит Великобритании, примерами наиболее

«влиятельных» национальных профилей могут служить Профиль перено-

симости приложений APP (Application Portability Profile), разработанный

по заказу правительства США, а также входящий в него Государственный

профиль взаимосвязи открытых систем (Government Open System Intercon-

nection Profile – GOSIP) (рис. 2.3). Мощным фактором, усилившим пре-

стиж GOSIP США, стало то, что в 1990 году он получил статус Федераль-

ного стандарта по обработке информации (Federal Information Processing

Standard – FIPS) и стал обязательным стандартом при разработке и приме-

нении соответствующих технологий. Из рисунка видно, что GOSIP стро-

ится на базе рассмотренной в гл. 1 семиуровневой модели.

В мае 1993 года Национальным институтом стандартов и технологий

США был выпущен документ Application Portability Profile APP. The U.S.

Government’s Open System Environment Profile OSE/1 Version 2.0. Этот до-

кумент определяет рекомендуемые для федеральных учреждений США

спецификации в области информационных технологий, обеспечивающие

мобильность персонала, системных и прикладных программных средств.

Рис. 2.3. Государственный профиль взаимосвязи открытых систем (ВОС)

правительства США

Профиль APP строится на основе модели OSE/RM, описанной выше.

APP строится как профиль открытой среды, предназначенный для исполь-

зования правительством США.

Он охватывает широкую область прикладных систем, представляю-

щих интерес для многих федеральных агентств. Индивидуальные стандар-

ты и спецификации, входящие в APP, определяют форматы данных, ин-

терфейсы, протоколы и/или их комбинации.

Функциональные области APP. Все виды функционального обслужи-

вания в рамках APP могут быть представлены следующими семью функ-

циональными областями:

1) функции, реализуемые операционной системой;

2) функции, реализующие человеко/машинные интерфейсы;

3) поддержка разработки программного обеспечения;

4) управление данными;

5) обмен данными;

6) компьютерная графика;

7) сетевые функции.

Национальные профили GOSIP имеют Великобритания, Франция,

Швеция, Япония, Австралия, Гонконг (Сянган). В январе 2000 года Госу-

дарственный профиль взаимосвязи открытых систем России (Госпрофиль

ВОС России) был утвержден Госстандартом (ГОСТ Р 50.1.22-2000-04.08,

версия 2). Этот профиль разработан на основе базовых и функциональных

стандартов семиуровневой Эталонной модели взаимосвязи открытых сис-

тем (OSI/RM ISO/IEC) с учетом опыта по разработке и применению

GOSIP указанных стран (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Общеархитектурные стандарты Госпрофиля ВОС России