ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОФИЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОФИЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ РЕГИОНА
Е.Н.Филинов, А.В.Бойченко
Институт системного программирования РАН, Москва
Тел.: (095) 912-46-14, 912-07-54, факс: (095) 912-15-24, e-mail: boytchen@ispras.ru
1. Введение
Информационные системы (ИС) создаются и развиваются для обслуживания практически
всех основных сфер жизнедеятельности современного общества России.
В каждой из них требуется обеспечить взаимодействие ИС по обмену данными –
взаимный доступ к информационным ресурсам (ИР), а в ряде необходимых случаев –
тесную интеграцию ИС. Для пользователей, принадлежащих к разным сферам,
требуется обеспечить доступ к ИР, предоставляемым их владельцами в общее
пользование. Эти потребности призвана удовлетворить единая информационная
инфраструктура (ИИ) региона.
Единая ИИ региона приобретает в настоящее время такое же значение, как
традиционные инфраструктурные составляющие – транспорт, энергоснабжение, связь и
т.д. И так же, как эти традиционные составляющие, ИИ нуждается в определении
стратегии ее развития, технических нормах и правилах, регламентирующих развитие
ИИ по мере выявления потребностей общества в тех или иных ИР. Более того,
развитие ИИ оказывает влияние на развитие традиционной инфраструктуры, где
создаются современные ИС, поддерживающие функционирование транспорта,
энергетических систем, телекоммуникаций.
Профиль ИИ в виде совокупности технических норм и правил, принятый в качестве
регионального стандарта, является концентрированным выражением технической
политики информатизации, проводимой администрацией региона. Он должен служить
инструментом проведения этой политики, как на ближайшие годы, так и на
перспективу. Принятие типового профиля ИИ регионами России составляет, по нашему
мнению, один из важных шагов к формированию национальной ИИ на пути России к
информационному обществу.
2. Понятие об информационной инфраструктуре
Под ИИ понимаются:
– совокупность ИР, предоставляемых их владельцами для использования заинтересованным организациям
и/или населению;
– совокупность средств доступа к этим ИР.
Предусмотрены следующие категории участников процесса обмена информацией:
–
–
–
–
поставщики (владельцы) ИР;
потребители ИР;
службы поддержки функционирования и развития ИИ, в том числе метабаза ИР;
поставщики услуг телекоммуникационной среды (ТС), в т.ч. провайдеры доступа к Интернет и другим
сетям.
Поставщики ИР общего пользования должны поддерживать эти ИР в составе своих ИС.
Условия предоставления ИР потребителям должны быть определены их владельцами,
исходя из их законодательно определенных обязанностей и/или их коммерческих
интересов.
Потребителями ИР могут быть:
– конечные пользователи – люди, которым требуется определенная информация для решения их задач;
– прикладные программы, выполняемые в ИС, которые опираются на ИИ и обращаются к ИР,
поддерживаемым в ИС поставщикам ИР.
Доступ к ИР осуществляется с помощью услуг ТС, предоставляемых провайдерами этих
услуг. Для каждой категории услуг ТС, поддерживающих доступ к ИР, в профиле ИИ
необходимо определить стеки протоколов. Выбор стеков протоколов ТС производится
в зависимости от специфики каналов связи и передачи данных, доступных и
развиваемых в регионе России, для которого формируется профиль ИИ.
ИС поставщиков и потребителей ИР могут представлять собой как сосредоточенные,
так и распределенные системы. Во втором случае должно учитываться взаимодействие
между локальными сетями, принадлежащими разным ИС.
3. Профиль информационной инфраструктуры
В профиле ИИ следует определить унифицированные представления ИР (по их
категориям для разных прикладных областей) и унифицированные средства доступа к
ИР (например, услуги передачи файлов, Web-технологии, услуги обмена сообщениями
и т.д.).
Другими словами, профиль ИИ должен содержать стандарты на:
– форматы обмена данными и структуры данных;
– протоколы обмена данными;
– спецификации требований к программным средствам (к приложениям ИС, которые отвечают за
функциональные услуги ИИ).
В профиле ИИ отражаются требования к ИС, которые подключаются к ИИ с целью
доступа к внешним ИР. Эти требования могут рассматриваться как нормативные или
рекомендуемые для конкретных ИС, развитие которых происходит в учреждениях и
предприятиях региона.
В качестве примера конкретного ИР общего пользования, который возможно
использовать в ИС разного назначения, можно привести базу данных по населению
региона. Такие базы данных в регионе создаются и поддерживаются несколькими
организациями: ГУВД/РУВД (паспортные столы), ЗАГС (по учету актов гражданского
состояния), органами социального обеспечения (по учету пенсионеров),
избирательными комиссиями (по учету избирателей – "ГАС-Выборы"), ГНИ (по учету
налогоплательщиков – физических лиц). Одновременно сведения о населении
требуются для адресно-справочной службы города. Очевидно, что необходим обмен
информацией между этими локальными системами (каждая из которых добавляет свои
реквизиты к общей базе данных). Интеграция этих систем на основе ИИ города
позволила бы установить единые для них структуры данных, форматы и протоколы
обмена.
Авторам представляется, что технически решение этой задачи следует вести на
основе согласования заинтересованными территориальными органами форматов данных
и протоколов обмена данными, правил синхронизации внесения изменений в базы
данных о населении. С точки зрения ИИ региона, ИР – база данных по населению –
это явно выделенная прикладная область ИИ, для которой целесообразно и возможно
сформировать полный набор стандартов.
Другим примером ИР общего пользования можно считать картографические базы данных
на основе общепринятой карты города, которые используются в геоинформационных
системах, обслуживающих имущественно-земельный комплекс, комплекс перспективного
развития, инженерные службы города.
4. Категории информационных ресурсов
В качестве ИР общего пользования в рамках ИИ рассматриваются:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
массивы файлов, которые хранятся в ИС и предоставляются их владельцами;
архивы документов;
полнотекстовые базы данных, например, нормативно-правовые базы данных;
базы данных (реляционные и объектные);
базы знаний, например, в сфере науки и образования;
картографические базы данных ГИС;
информационно-поисковые системы, например, поисковые системы Интернет;
ресурсы информационных сетей, например, Web-узлы российского сегмента Интернет;
электронные каталоги библиотек;
электронные каталоги музеев;
библиотеки прикладных программ повторного использования.
Этот перечень ИР может быть продолжен. Для каждой категории ИР в профиле ИИ
определяются их унифицированные представления и услуги среды, необходимые для
доступа к ним.
5. Архитектура информационной инфраструктуры
Предлагаемая методология формирования профиля ИИ предусматривает подходы к
точному определению номенклатуры интерфейсов и протоколов взаимодействия ИС,
опирающихся на инфраструктуру.
С этой целью введено понятие об архитектуре ИИ, представляемой в виде двух
моделей:
– модели функциональных служб ИИ (МФС), определяющей логику взаимоотношений между приложениями
и службами нижележащих уровней, которые поддерживают как функционирование, так и разработку
приложений;
– эталонной модели архитектуры (ЭМА), определяющей состав функциональных компонентов, их
интерфейсы и протоколы.
МФС дает разделение компонентов на 3 слоя (приложения, службы, физическая
среда), рассматриваемые с точки зрения трех аспектов:
– функциональный аспект;
– аспект информационной безопасности;
– аспект управления (системного и сетевого администрирования).
Перечень основных функциональных служб, которые подлежат спецификации в профиле
ИИ, включает в себя:
–
–
–
–
службы среды распределенных вычислений;
службы взаимодействия между приложениями;
службы поддержки пользовательского интерфейса;
вспомогательные службы.
Принятые для профиля ИИ представления архитектуры являются обобщением известных
подходов к описанию сетевой архитектуры среды открытых систем в соответствии со
стандартами эталонных моделей (Reference Models) OSE/RM и OSI/RM.
Существенно, что описание архитектуры каждого узла ИИ так же, как и конкретных
ИС, опирающихся на ИИ, тоже выполняется с помощью OSE/RM и OSI/RM,
конкретизированных применительно к архитектуре этих конкретных систем.
6. Рекомендуемые форматы обмена данными
Унифицированные форматы обмена данными необходимы для обеспечения взаимодействия
приложений информационных систем, опирающихся на ИИ. Стандарты и спецификации
унифицированных форматов обмена данными относятся к слою "Приложения" модели
функциональных служб (МФС) ИИ и определяют взаимодействие систем на уровне
"приложение-приложение". Номенклатура унифицированных форматов обмена данными
связана со спецификой прикладных областей, которые обслуживаются ИИ.
Форматы обмена данными:
– Общего назначения EDI FACT;
– ГИС – ГОСТ Р 50828-95; CEN ENV Geographical information; ISO 15046 Geographical information;
– Библиотечные форматы:
– Каталоги UNI MARC (Machine Readable Cataloging); ISO-SR (Search and Replace) в Европейском
проекте Europe Gate; ANSI Z 39.50;
– Межбиблиотечный обмен полными текстами – GEDI;
– В науке:
– CDR (Common Data Format);
– HDF (Hierarchical Data Format);
– NetCDF;
– VRML 2.0;
– CIF (Crystallographic Information File) – кристаллография;
– CXF (Chemical Exchange Format) – химия;
– FITS (Flexible Image Transport System) – астрономия;
– GRIB (Grid in Binary) – метеорология;
– MathML – математика;
– Ресурсы Web:
– HTML;
– XML;
– Форматы метаданных:
– RFC 2413;
– RDF (Resource Description Framework);
– XML;
– MDIS (Metadata Interchange Specification).
Предлагается ориентация ИИ на международные стандарты в области электронного
обмена данными, которые приняты для ряда прикладных областей (электронная
коммерция, транспорт, электронные библиотеки, наука и научное обслуживание,
геоинформационные системы), наиболее широко использующих услуги ИИ. Ориентация
на международные стандарты должна обеспечить основу формирования ИИ и
облегчить вхождение в мировое информационное пространство. Вместе с тем
отклонения от международных стандартов, связанные со спецификой состояния
конкретных ИС в регионах России, не дают возможности принять решения о
следовании международным стандартам во всех названных прикладных областях. Эти
вопросы решаются конкретно при создании каждой прикладной ИС (например, в
банковской сфере). Поэтому часть профиля ИИ, касающаяся форматов обмена
данными, носит рекомендательный характер по применению международных
стандартов, устанавливая эти стандарты как цель развития ИИ в перспективе. В
тех случаях, когда прикладная область не готова к переходу на международные
стандарты, категории форматов обмена данными, названные в профиле, подлежат
обязательному определению как стандарты регионального уровня или как
национальные стандарты РФ.
Кроме форматов обмена, специфичных для каждой прикладной области, в профиле ИИ
предусматриваются форматы обмена метаданными.
7. Услуги телекоммуникационной cреды:
–
–
–
–
–
поддержка виртуальных частных (корпоративных) сетей;
обмен сообщениями (электронная почта);
обмен файлами;
услуги WWW (Web-технологии);
услуги видеоконференцсвязи.
8. Заключение
Работы по стандартизации ИИ проводятся в США в рамках инициативы Клинтона-Гора
(National Information Infrastructure – NII), в Западной Европе – в рамках
инициативы Комиссии ЕС (Open Information Interchange – ОII), в министерстве
обороны США – в рамках программы Defence Information Infrastructure Common
Operating Environment – DII COE.
Принципы построения профиля ИИ, предложенные в проекте, могут быть реализованы в
дальнейшем для каждого региона России, администрация которого заинтересована в
выборе рациональной стратегии развития ИИ и поддержке ее необходимыми
стандартами.
Профили конкретных ИС, опирающихся на ИИ региона, предлагается формировать и
применять по методике, описанной в докладе авторов "Методика формирования и
применения профилей открытых информационных систем".
Работа, представленная в докладе, выполнена при поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований (грант 98-01-00978).