Информационные системы поколения NEXT.

Бизнес современной компании, в какой бы сфере деятельности она ни работала, находится в сильной взаимосвязи с ее информационной структурой. Информационные системы сегодня не просто влияют на деятельность предприятий, ускоряя и оптимизируя бизнес-процессы, они становятся неотъемлемой частью этих процессов. Для того чтобы информационные технологии приносили максимальную отдачу от вложенных в них средств, развитие бизнеса и совершенствование инфраструктуры, на которую он опирается, должны осуществляться параллельно; иными словами, бизнес-процессы и те ИТ-транзакции, которые ими порождаются, должны быть максимально синхронизированы.

Однако на практике бизнес-процессы, как правило, подвержены более быстрым изменениям, в отличие от информационных систем, пересмотр концепции построения которых осуществляется более инертно. Степень приспособленности информационных систем к насущным задачам во многом определяется сегодня не реальными потребностями бизнеса, а достигнутым уровнем развития технологий. Следствием этого являются неоптимальные инвестиции, неэффективно используемые ресурсы информационных систем, сложность масштабирования и перенастройки систем в соответствии с новыми требованиями, увеличение затрат на эксплуатацию и т. д.

Принципы адаптивности

По результатам исследования экспертов аналитической компании Forrester Research, наряду с высокой стоимостью и низкой степенью использования имеющихся ИТ-ресурсов, одной из ключевых проблем является неспособность ИТ-инфраструктуры большинства компаний к быстрым изменениям. По данным опроса журнала Network World, проведенного летом 2003 г., 40% его участников сообщили, что откладывают внедрение новых приложений из-за проблем с производительностью сети, примерно 65% не удовлетворены имеющимися сетевыми и вычислительными ресурсами.

За последние 2—3 года во многих компаниях, в том числе и российских, количественный состав корпоративного оборудования и программного обеспечения достиг критической массы и превратился в сложно управляемые объекты. Между тем, бизнес ряда компаний связан с использованием критически важных приложений, остановка которых может завершиться фатально. К тому же внешняя среда стала намного более агрессивной, представляющей угрозу с возможными негативными последствиями для бизнеса.

В этих условиях особую актуальность приобретает концепция адаптивного управления инфраструктурой. Согласно прогнозам Forrester Research, в ближайшие годы данное направление развития IT станет одним из определяющих как для компаний, развивающих общую концепцию, так и для тех, кто разрабатывает ее элементы, а массовый переход на технологии адаптивного управления состоится после 2006 г.

Основные требования к адаптивности информационной системы и, в частности, ее инфраструктурной части, можно сформулировать в виде нескольких принципов.

Принцип максимально эффективного использования подразумевает возможность качественного и количественного масштабирования (не только в сторону наращивания, но и в сторону уменьшения), наиболее полное использование всех ресурсов и сервисов, надежность, доступность, безопасность.

Принцип интеграции реализуется путем использования в единой системе многих сервисов, протоколов, технологий. В качестве примеров подобного подхода можно привести Web-сервисы или наложение на сеть передачи данных системы пакетной телефонии.

Принцип управляемости означает переход от системы с элементами автоматического управления к полностью автоматическому управлению, включающему в себя не только управление устройствами, но и управление сервисами. В соответствии с этим принципом все установки и настройки, балансировка нагрузки, обеспечение отказоустойчивости и восстановление должны выполняться автоматически.

Принцип сбалансированности подсистем подразумевает необходимость применения принципов адаптивности ко всем подсистемам без исключения.

Сети будущего

Сформулированные принципы очерчивают новый подход к проектированию инфраструктурных решений, в частности таких его компонент, как средства коммуникации (сети) и управления. Реализация данных принципов ведущими производителями сетевого и телекоммуникационного оборудования нашла отражение в концепции сетей связи нового поколения – (Next Generation Networks/New Generation Networks, NGN). Наряду с этим названием в различных открытых изданиях и технических материалах производителей можно встретить и другие термины, обозначающие ту же суть: адаптивные сети (Adaptive Networks), интеллектуальные сети (Intelligent Networks) и проч. Термин NGN чаще всего употребляется в отношении сетей операторов связи, однако ключевой идеей концепции NGN является адаптивность. Производители отрасли в настоящее время активно поддерживают и пропагандируют эту идею, рассматривая ее как качественный скачок в развитии ИТ с точки зрения соответствия современным требованиям бизнеса.

Интуитивное определение NGN приводится в «Концептуальных положениях по построению мультисервисных сетей на ВСС России», утвержденных в 2001 г. Министерством Связи России: «Сеть связи следующего поколения (NGN) – концепция построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации, и созданию новых услуг…».

Что представляет собой сеть NGN с точки зрения ее «технологических обязанностей»? Сеть нового поколения принципиально отличается от традиционной сети оператора связи, основная задача которого состоит в продаже каналов связи. В перечень услуг оператора связи нового поколения входит предоставление более интеллектуального сервиса (VoIP, аренда приложений, хостинг и т. д). К особенностям сетей NGN относятся:

поддержка и предоставление услуг нового типа (на верхних уровнях модели OSI);
наличие клиентской (пользовательской) и серверной части, а также управление всеми ресурсами, включая клиентские;
поддержка мультимедийных услуг, которая требует наличия мультисервисной транспортной среды;
поддержка разнообразных протоколов и многосвязное взаимодействие (в отличие от наиболее распространенного сейчас взаимодействия «точка-точка»);
возможность использования сложной многоуровневой адресации;
выполнение требований к мобильности и гарантиям качества услуг.
Иерархия сетевой архитектуры сетей нового поколения подразумевает деление на транспортный уровень, уровень управления коммутацией и передачей информации и уровень управления услугами. Наиболее оптимальным будет решение, в котором перенастройка любого из вышележащих уровней не потребует никакой адаптации нижележащих – эта особенность гарантирует беспрецедентную гибкость и универсальность системы и способно дать реальные конкурентные преимущества компании, владеющей подобной инфраструктурой.

Потребители услуг

Принято считать, что разработчики концепции NGN ориентировали ее, прежде всего, на операторов телекоммуникационного рынка (включая традиционных и альтернативных операторов, операторов мобильной связи, Internet-провайдеров). Однако данная идея органично применима и в отношении корпоративных сетей. По сути, корпоративная сеть – это среда для предоставления услуг внутри самой компании. Как и для сети телекоммуникационного оператора, в корпоративной сети актуальны вопросы управления мобильными пользователями, конвергентным трафиком, задачи снижения затрат на перенастройку сервисов, их расширение и снижение эксплуатационных расходов. Разница по сравнению с провайдерами услуг телекоммуникационного рынка состоит в специфике и масштабе решаемых задач.

Основным принципом корпоративной сети нового поколения должна стать доступность сервисов вне зависимости от местоположения пользователя и тех интерфейсов, через которые он подключается к сети. Это означает, что все сотрудники компании в любое время могут использовать любые (включая мобильные) средства связи для подключения ко всему арсеналу приложений, размещенных в корпоративной информационной среде.

Для реализации подобной идеи необходимо:

• обеспечить полную гетерогенность сети, т.е. объединить рабочие станции, ноутбуки, наладонные компьютеры, мобильные телефоны, прочие устройства считывания и представления информации, гарантировав при этом доступность всех имеющихся в КИС приложений по требованию пользователя;
• предусмотреть возможность удовлетворения спонтанных и непрогнозируемых требований пользователей;
• вместе с децентрализацией ресурсов необходимо обеспечить их надежность, безопасность и управляемость.

Создание подобной среды с помощью имеющихся технических средств наталкивается на определенные проблемы. Они заключаются в том, что имеющиеся технические средства, как правило, ориентированы на фиксированную схему работы приложений. Взаимодействие пользователя с источником услуги (например, сервером приложения) осуществляется с помощью разрешения адресов DNS и установления соответствующих сессий. Протоколы типа RSVP и возможности по обеспечению качества обслуживания в сетях (QoS) не спасают положения, поскольку ориентированы на поддержку определенного набора услуг и на наличие определенных типов устройств в сети, предварительно настроенных для узкого круга приложений. Например, корпоративная сеть, настроенная на поддержку Video-on-Demand, может оказаться неспособной предоставить услугу VoIP без дополнительных перенастроек, а иногда и замены оборудования.

При динамическом изменении требований традиционная инфраструктура оказывается неспособной активно реагировать на новые потребности. Чтобы проактивно влиять на состояние информационной среды, приложение должно получить информацию об этом состоянии. Именно на решение подобных задач и создание интеллектуальных возможностей инфраструктуры и направлены усилия разработчиков адаптивных сетей.

Главная идея состоит в изменении парадигмы сетевой инфраструктуры: теперь не пользователь со своим приложением подстраивается под возможности сети, а сеть меняет свои настройки с учетом требований пользователя. Конфигурация сети и функциональность сетевого оборудования автоматически изменяются в зависимости от требований пользователя. Сеть не только реагирует на текущие запросы пользователя, но также анализирует его предпочтения и текущее окружение, предоставляя соответствующую информацию системе управления, удовлетворяющей принципам адаптивности.

Архитектура систем управления в сетях NGN

Адаптивность применительно к системам управления, в первую очередь, подразумевает интеллектуальные способности системы. Традиционные системы сетевого управления строятся как набор агентов (например, snmp), выполняющих простейшую работу по сбору данных с сетевых устройств с примитивной предварительной обработкой и передачей данных на мощный интеллектуальный центр (сервер управления). При проектировании систем управления в сетях нового поколения пришлось отказаться от иерархического принципа соподчинения и перейти к иному, «федеративному» принципу управления.

Агенты корпоративных сетей нового поколения становятся все более интеллектуальными. Установленные на узлах сети или вычислительных устройствах, агенты берут на себя роль управляющих мини-центров, изучающих свое окружение и распределяющих ресурсы. Теперь анализ мониторинговой информации производится локально, прямо на месте. Центру управления вместо обработки гигантских объемов информации с использованием сложнейших корреляционных цепочек отводится роль «дирижера», координирующего работу агентов–«музыкантов» и принимающего лишь ключевые решения. Тем самым обеспечивается и принцип максимально эффективного использования — проблема масштабирования не стоит так остро, как в централизованных системах, а при увеличении количества агентов нагрузка на сервер не возрастает лавинообразно.

Интеллектуальные агенты позволяют в полной мере реализовать принцип «проактивности». Потенциальная проблема может быть идентифицирована интеллектуальным агентом по характерным симптомам и предотвращена с помощью превентивных мер. Агент должен поставить в известность сервер управления, вместо того, чтобы ожидать реакции оператора на одно из информационных сообщений, поступающих на консоль от многих агентов.

Несмотря на «федеративное» перераспределение, роль сервера управления не только снижается, а наоборот, возрастает. Именно сервер реализует адаптивность сети, координируя и направляя работу агентов для достижения поставленных целей, подключая дополнительные ресурсы в случае необходимости. Например, низкая производительность Internet–сервисов на предприятии может быть устранена подключением дополнительных дисковых ресурсов (выделение дискового пространства из доступного пула) для увеличения объема данных кэша.
Экономический эффект от внедрения адаптивных информационных систем достигается за счет снижения затрат на управление и обслуживание; сокращения расходов на инфраструктуру, которая становится единой для всех типов приложений; экономии на вычислительных ресурсах и каналах связи; усиления эффективности использования IT-ресурсов компании в целом.

Концепции сети NGN в полном объеме еще никем не реализованы, однако потребность в предоставлении услуг на базе сетей нового поколения настолько велика, что их внедрение не является отдаленной перспективой, и многие идеи уже находят свое техническое воплощение.

Необходимо только иметь в виду, что к созданию адаптивной инфраструктуры нужно подходить комплексно. Принципам адаптивности должны удовлетворять все инфраструктурные слои: и сети, и вычислительные системы, и системы хранения данных, и приложения, и системы управления. Задуматься об этом пора уже сейчас. Бизнес не будет долго мириться со сложной, ненадежной, неповоротливой информационной системой. Хочется верить, что революционная ситуация не возникнет, а вместо этого произойдет эволюционный скачок в развитии информационных систем.