Создание профилей стандартов открытых систем для основных областей применения, включая правительственные профили
Козлов В.А.

Приводится классификация основных профилей, рекомендуемых для применения в открытых системах.

Введение

В соответствии с современным концептуальным подходом весь процесс международной стандартизации подразделяется на следующие основные этапы: разработка базовых стандартов; разработка функциональных стандартов; реализация;

проверка реализации на соответствие стандартам (сертификация).

В работах по первому этапу Международная организация по стандартизации (ИСО) при участии МСЭ-Т (МККТТ), ЕСМА и других организаций опубликовала к середине 1995 г. свыше 600 стандартов и дополнений к ним по взаимосвязи открытых систем (ВОС), протоколам и услугам отдельных ее уровней.

Во всех развитых странах мира идет активный процесс прямого внедрения всех изданных базовых стандартов, относящихся к ВОС, в национальные стандарты и практической реализации положений этих стандартов в средствах вычислительных систем и сетей.

Для построения конкретной системы или сети из всего множества базовых стандартов необходимо выбрать определенное их подмножество, наилучшим образом удовлетворяющее целям и задачам этой системы или сети. При этом следует учитывать, что каждый базовый стандарт содержит в себе достаточно большие возможности выбора различных Протокольных классов, режимов работы, подмножеств процедур,' набора и значений параметров, факультативных возможностей и других альтернатив. При построении конкретной системы или сети из различных средств разных изготовителей разработчик должен выбрать из всего множества базовых стандартов ВОС конкретные подмножества, а из содержащихся в них неопределенностей — классы, конкретные режимы работы, факультативные возможности, параметры и их значения.

Эти задачи существенно упрощаются путем разработки профилей, которые представляют собой подмножества базовых стандартов, ориентированные на работу в конкретных конфигурациях сети и на конкретные применения, и международных функциональных стандартов (МФС), согласованных на международном уровне гармонизированных документов, каждый из- которых содержит определение одного или нескольких профилей. Одна из наиболее важных ролей МФС состоит в том, чтобы служить основой создания международно признанных комплектов аттестационных тестов (тестов на соответствие изделия требованиям стандартов).

АНАЛИЗ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В РАЗЛИЧНЫХ ПРИКЛАДНЫХ ОБЛАСТЯХ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

Основные понятия. В последующем тексте использованы термины, установленные и определенные в ГОСТ 24402—88 "Сети вычислительные. Термины и определения" и в ГОСТ 29099—.91 "Сети вычислительные локальные. Термины и определения". Кроме того, в нем использованы следующие термины.

Базовый стандарт — утвержденный государственный стандарт, международный стандарт, технический отчет или рекомендация МСЭ-Т (МККТТ), используемые при определении профиля.

Профиль — один или совокупность нескольких базовых стандартов с идентификацией выбранных классов, подмножеств, факультативных возможностей и параметров этих базовых стандартов, необходимых для решения конкретной прикладной задачи в конкретной конфигурации сети (или взаимосвязанных сетей).

Функциональный стандарт — утвержденный государственный стандарт или одобренный международный стандарт, который содержит спецификацию одного или нескольких профилей.

Протокол — правила и соглашения по ведению диалога между одинаковыми уровнями эталонной модели ВОС двух открытых систем. "

Оконечная система — система, являющаяся отправителем или получателем данных.

Промежуточная система — система, выполняющая функции ретрансляции и/или маршрутизации данных от отправителя к получателю данных.

Открытая система — система, способная взаимодействовать с другими открытыми системами, возможно, путем реализации общих международных стандартных протоколов.

Примечание. Открытыми системами могут быть оконечные и промежуточные системы. Однако открытая система может оказаться недоступной для других оконечных систем вследствие физического разделения технических возможностей на основе защиты обрабатываемой и передаваемой информации.

Эталонная модель функциональной среды открытых систем. Концепция открытых систем наиболее четко выражена в профиле переносимости прикладных программ — ППП (Aplicatin portability profile — АРР), разработанном Рабочей группой 1003.0 POSIX Института радиоинженеров по электротехнике и радио-электронике (IEEE). ППП базируется на трех положениях: взаимодействие (interoperablity), переносимость прикладных программ (programm portability) и мобильность пользователей (user portability).

Основополагающим понятием в Концепции ППП является функциональная среда открытых систем (ФСОС).

Эталонная модель ФСОС (ЭМ/ФСОС) приведена на рис. 1.

ФСОС состоит из инфраструктуры компьютерного обеспечения, облегчающей приобретение прикладных программ, которые:

выполнимы на любой платформе поставщика;

используют операционную систему любого поставщика;

обеспечивают доступ к базе данных любого поставщика;

обмениваются данными и взаимодействуют через сети любых поставщиков; защищены и управляемы;

взаимодействуют с пользователями через общий интерфейс человек — машина.

Говоря более техническим языком, ФСОС — это функциональная компьютерная среда, которая поддерживает переносимые, масштабируемые и взаимодействующие прикладные программы через стандартные услуги, интерфейсы, форматы и протоколы. Стандартами могут быть международные, национальные или другие открытые (общедоступные) спецификации. Эти спецификации доступны любому пользователю и поставщику для использования при построении систем и средств, удовлетворяющих критериям ФСОС.

В эталонной модели ФСОС используются три класса объектов:

прикладное программное обеспечение. В контексте эталонной модели ФСОС прикладные программы включают в себя данные, документацию и обучение, а также программы;

прикладная платформа. Состоит из совокупности аппаратных и программных компонентов, которые обеспечивают системные услуги, используемые прикладным программным обеспечением;

внешняя среда платформ. Состоит из тех элементов системы, которые являются внешними относительно прикладного программного обеспечения, и прикладной платформы (например, услуги, обеспечиваемые другими платформами или периферийными устройствами).

В эталонной модели ФСОС существуют два класса интерфейсов:

Интерфейс прикладной программы (ИПП) (Application Programm Interface — API). ИПП представляет собой интерфейс между прикладным программным обеспечением и прикладной платформой. Его основная функция — поддержка переносимости прикладного программного обеспечения. ИПП классифицируется в соответствии с типами функций, доступных через этот ИПП. В ЭМ/ФСОС существуют четыре типа функций:

функции интерфейса человек — машина;

функции обмена информацией;

коммуникационные функции;

внутренние функции системы.

Интерфейс с внешней средой (ИБС) (External Environment Interface — EEI). ИВС — это интерфейс, обеспечивающий передачу информации между прикладной платформой и внешней средой, с одной стороны, прикладными программами, выполняемыми на той же платформе, — с другой. Состоящий, главным образом, из протоколов и обеспечиваемых форматов данных, ИВС обеспечивает большие возможности для взаимодействия с внешней средой. ИВС классифицируется в соответствии с типом обеспечиваемых услуг по передаче информации.

Роль профилей в создании информационных систем. Контекст функциональной стандартизации — это одна из частей общей деятельности по стандартизации информационной технологии.

Профили определяют комбинации базовых стандартов с целью: идентификации базовых стандартов и соответствующих классов, подмножеств, факультативных возможностей и параметров, необходимых для обеспечения взаимодействия;

обеспечения в системной документации указаний на различные использования базовых стандартов, которые имеют значимость как для пользователей, так и для поставщиков;

расширения доступности для обеспечения совместимых реализаций функционально определенных групп базовых стандартов, которые должны стать главными компонентами реальной прикладной системы;

обеспечения унификации при разработке аттестационных тестов для систем, реализующих функции, относящиеся к данным профилям.

Профили не должны противоречить базовым стандартам, а использовать конкретные альтернативные выборы там, где имеются факультативные возможности и диапазоны значений.

Профиль устанавливает четкие взаимоотношения между, набором совместно используемых базовых стандартов (взаимоотношения, которые неявно предполагаются в определениях самих базовых стандартов) и может определять также конкретные детальные вопросы каждого используемого базового стандарта.

Использование профилей можно сравнить с крупнопанельным строительством, когда дом собирается из заранее изготовленных на заводе квартир, рассчитанных на определенную семью. Профиль базовых стандартов — это "сцементированный" модуль необходимых базовых стандартов (кирпичей) нужного размера, рассчитанный на создание конкретной системы, решающей конкретную прикладную задачу.

Классификация профилей. Все многообразие разработанных к настоящему времени и разрабатываемых профилей можно классифицировать по двум основным признакам: по типам охватываемых функций и по ориентации на то или иное применение. Условно назовем эти два типа профилей "профили общего назначения" и "профили конкретного применения".

Общая схема классификации профилей приведена на рис. 2. Профили общего назначения (ПОН) подразделяются на классы, каждый из которых представляет собой набор функций, независимых в разумных пределах от функций Других классов. В стандарте ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО ИСО/МЭК/ТО 10000-1 определены следующие классы профилей:

Т — транспортные профили для режима с установлением соединения;

U — транспортные профили для режима без установления соединения;

R — ретрансляционные профили;

А — прикладные профили, использующие профили Т;

В — прикладные профили, использующие профили U;

F — профили формата обмениваемых данных и представления данных.

Перечисленные классы профилей, и взаимоотношения между ними представлены на рис. 3.

Профили конкретного применения (ПКП) могут строиться как на основе базовых стандартов, так и на основе профилей общего назначения, в частности, на основе МФС (ISP). Однако в связи с недостаточной развитостью МФС в настоящее время ПКН на основе МФС могут строиться с привлечением базовых стандартов.

Правительственные профили (GOSIP) и Госпрофиль ВОС в настоящее время представляют собой некоторую выборку из профиля OSI (см. рис. 1) (версии профилей ВОС).

Отраслевые профили строятся в зависимости от решаемых в отрасли прикладных программ, режимов работы сети (с установлением или без установления соединения) и типов используемых каналов и сетей связи.

Профили предприятий (подразделений) могут строиться как подмножества отраслевых профилей (профилей предприятий), а также независимо от них (например, если предприятие имеет свою локальную вычислительную сеть, не связанную с сетью отрасли).

Функциональные стандарты. Многие профили могут быть задокументированы и опубликованы в виде отдельных МФС. Однако, если два или более профилей основываются на нескольких одних и тех же базовых стандартах, может оказаться целесообразным разработать МФС, охватывающий несколько профилей и состоящий из нескольких частей. Такие многочастевые МФС особенно полезны, если документируется несколько профилей, образующих группу, либо если несколько профилей из различных групп используют несколько общих базовых стандартов. К многочастевым МФС применимы следующие правила:

многочастевой МФС должен содержать определение полного профиля или соответствующего набора профилей;

часть многочастевого МФС может содержать раздел, определяющий один или несколько профилей;

в тех случаях, когда многочастевой МФС охватывает несколько Профилей, его структура должна быть такова, чтобы каждый профиль мог быть предметом отдельного голосования по МФС, т. е. профили, составляющие МФС, должны быть четко идентифицированы, и многочастевая структура МФС должна гарантировать реализацию такой возможности;

по возможности ссылки одной части на другую должны составлять полные части. Однако разрешены контролируемые использования односторонних ссылок на разделы других частей с целью обеспечения разумной многочастевой структуры.

ПРАВИТЕЛЬСТВЕННЫЕ ПРОФИЛИ ВЗАИМОСВЯЗИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ (GOSIP)

Наличие в международном масштабе большого задела работ по базовой и функциональной стандартизации информационной технологии и достигнутые во многих странах и различных международных объединениях практические результаты по внедрению разработанных стандартов ВОС ИСО привели к следующей стадии работ — к созданию правительственных профилей взаимосвязи открытых систем, GOSIP (Government Open Systems Interconnection Profile), принятых во многих странах на государственном уровне.

В любом национальном рынке крупнейшим пользователем часто является правительство, и правительства проявляют такой же властный интерес к открытым системам, как и крупные корпорации — пользователи.

Правительственный профиль ВОС отражает в концентрированном виде техническую политику государства в области информационной технологии и стремление каждого государства обеспечить соответствие изделий информационной технологии, приобретаемых различными его департаментами, текущим стандартам ИСО по ВОС и тем самым обеспечить гарантию их совместной работы.

Среди правительственных профилей наибольшей известностью пользуются GOSIP США (версии 1, 2 и 3) и GOSIP Великобритании. Свои собственные профили ВОС создали Франция, Швеция, Япония, многие другие страны и различные межгосударственные объединения.

GOSIP возникли в результате появившихся потребностей упростить и облегчить процесс ассимиляции технологии ВОС в федеральных правительственных службах путем определения общего родового набора требований, чтобы исключить независимое ознакомление пользователей с огромным множеством сложных стандартов и обеспечения стабильности изделий ВОС в закупочной деятельности федеральных служб.

GOSIP определяет и описывает общую' совокупность протоколов обмена данными, которые позволяют системам, разработанным различными поставщиками, взаимодействовать между собой, а пользователям различных прикладных программ этих систем обмениваться информацией.

Сейчас в мире уже доступен широкий набор изделий, реализующих протоколы ВОС. Например, почти каждый основной поставщик компьютеров в США объявил о наличии совместимых с GOSIP изделий. Реализации транспортного уровня стали доступны с начала 1984 г. Реализации протокола сетевого уровня в режиме без установления соединения появились на рынке в 1985 г. Доступны также, реализации сеансового уровня. Широко доступны также многие средства локальных и глобальных вычислительных сетей, соответствующие GOSIP; а также реализации систем обработки сообщений (MHS) и передачи файлов (FTAM) для всех семи уровней. В ближайшее время число изделий, обеспечивающих дополнительные услуги, возрастет.

Введение. GOSIP США уже содействует конкуренции в закупках и упрощает разработку централизованных стратегий агентств, относящихся к закупкам .средств обмена данными. Ключевой набор возможностей уже существует в изделиях ВОС; этот набор со временем станет более, широким, что будет способствовать взаимодействию между средствами различных поставщиков. Изделия ВОС основаны на технически стабильных стандартах и соглашениях. Более того, создан широкий рынок изделий ВОС и таким образом поставщики могут поставлять изделия не только своему правительству, но и другим пользователям разных стран мира.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФИЛЬ ВЗАИМОСВЯЗИ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ РОССИИ (ГОСПРОФИЛЬ-ВОС)

Государственный профиль взаимосвязи открытых систем России (Госпрофиль-ВОС) разработав в виде проекта государственного стандарта Российской Федерации (ГОСТ Р), который в настоящее время проходит стадию согласования и экспертизы. Проект указанного ГОСТ Р разработан на Основе анализа и систематизации базовых и функциональных международных стандартов ИСО/МЭК и рекомендаций МСЭ-Т (МККТТ) (всего 419 документов), "Правительственных профилей взаимосвязи открытых систем" (GOSIP) различных стран и объединений, в первую очередь, GOSIP США, с учетом особенностей состояния и потребностей развития информационной технологии в Российской федерации.

Госпрофиль-ВОС имеет основной целью создание единого информационного пространства России, совместимого с мировым информационным пространством. Госпрофиль-ВОС ставит своими задачами:

Придать статус государственной политики России в области информационной технологии ориентации на международные стандарты ИСО/НЭК, МСЭ-Т (НККТТ) по взаимосвязи открытых систем.

Определить набор взаимоувязанных цепочек государственных стандартов России, направленных на решение самых различных прикладных задач {электронная почта, архитектура открытых документов, банковские операции, передача файлов, базы данных, обработка заданий и транзакций, телетекст, фототелеграф, видеотекст и уф.) и на работу по различным типам распределенных и локальных вычислительных сетей и сетей связи.

Систематизировать международные и государственные (Россия) стандарты и рекомендации, отразив существующие между ними взаимоотношения.

Установить поэтапный характер разработки Госпрофиля-ВОС (версии 1, 2 и т. д.).

Определить первоочередность разработок государственных базовых и
функциональных стандартов России на базе соответствующих международных
стандартов.

Проект стандарта по Госпрофилю-ВОС распространяется на технические и программные средства открытых систем обработки и передачи данных, предназначенных для работы в глобальных вычислительных сетях (ГВС) и локальных вычислительных сетях (ЛВС) и определяет:

общую структуру Государственного профиля взаимосвязи открытых систем России (Госпрофиля-ВОС );

перечень стандартов, образующих Госпрофиль-ВОС;

структуру первой версии Госпрофиля-ВОС;

общее описание стандартов, образующих первую версию Госпрофиля-ВОС.

В текстовой части и в таблицах проект стандарта отражает текущее состояние в России государственной стандартизации в области взаимосвязи открытых систем в сопоставлении с состоянием международной стандартизации в этой области, наглядно показывая существующие пробелы отечественной стандартизации, и, тем самым, определяет направления дальнейших работ.

Госпрофиль-ВОС имеет иерархическую логическую структуру. Он. определен как общий функциональный стандарт, который основан на конкретных функциональных стандартах, ориентированных на решение конкретных прикладных задач или на построение конкретных конфигурацию сети и построенных в соответствии с принципами, установленными ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-1. В свою очередь, каждый конкретный функциональный стандарт основывается на определенном наборе базовых стандартов и на использовании конкретных фа­культативных возможностей и других вариантов базовых стандартов.

Общая схема Госпрофиля-ВОС приведена в упомянутом проекте ГОСТ по Госпрофилю — ВОС. На схеме отражены все основополагающие государственные (Россия) и международные базовые стандарты по взаимосвязи открытых систем, а также проекты стандартов по состоянию на момент окончания разработки настоящего стандарта.

Ввиду большой сложности общей схемы Госпрофиля-ВОС и большой трудоемкости всей работы по его практической реализации разработку Госпрофиля-ВОС целесообразно проводить по этапам.

В основу выбора первой и последующих версий Госпрофиля-ВОС были положены следующие общие критерии:

• потребности, общее состояние, степень развитости и планы развития соответствующей технологии в стране;
• степень относительной важности стандарта или группы стандартов, занимаемое ими место в общей схеме Госпрофиля-ВОС , степень взаимосвязи с другими стандартами общей схемы;
• состояние международной и государственной стандартизации соответствующей технологии.

Руководствуясь указанными критериями, была выбрана первая версия Госпрофиля-ВОС, в которую включены три прикладные задачи (системы обработки сообщений, передача файлов и факсимильная служба), два типа сетей общего пользования (КТСОП и СДОП-КП) и три типа локальных вычислительных сетей (КДОН/ОК, КМД и ВОРИПД).

Общая схема Госпрофипя — ВОС и его первая версия подробно изложены в научно-техническом сборнике "Информатика и вычислительная техника", № 1-2, 1995 г.

К ожидаемым преимуществам внедрения в России Госпрофиля-ВОС относятся:

• взаимная совместимость всех технических и программных средств внутри России и на международном уровне;
• существенное снижение затрат на разработку и приобретение программного обеспечения в силу его широкого распространения для ВОС и широкой доступности;
• дешевое универсальное оборудование, которое может выпускать практически любой изготовитель;
• сокращение сроков ввода средств и систем в эксплуатацию благодаря стандартным протоколам и интерфейсам;
• доступный и дешевый сервис в эксплуатации.

ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ОТРАСЛЕВОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СТАНДАРТА

Наиболее показательной отраслью, где при построении системы автоматизации с успехом могут быть применены профили и функциональные стандарты, является банковское дело. В отличие от многих других отраслей в банковском деле к настоящему времени на прикладном уровне наработано около сотни международных базовых стандартов ИСО по форматам сообщений, их кодированию, протоколам передачи сообщений, кредитным картам и др. Дальнейшей задачей является создание на основе этих базовых стандартов профиля и увязка этого профиля с профилями прикладного и ниже расположенных уровней эталонной модели ВОС. Эту задачу целесообразно решать в рамках разработки функционального стандарта.

Разработку информационной системы банковской деятельности (ИСБД) целесообразно проводить по этапам (версиям). Первая версия ИСБД должна основываться на первой версии Госпрофиля-ВОС [1] за исключением отсутствия на первом этапе "факсимильных служб". Каждая часть ФС должна быть построена в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-1-93 и, наряду с обязательными разделами, содержать (за исключением первой общей части):

конфигурацию подсистемы, к которой относится рассматриваемая часть ФС; комбинацию базовых стандартов, охватываемых данным профилем; перечень конкретных требований к каждому базовому стандарту с позиций профиля;

перечень конкретных параметров, их значений, обязательных и факультативных возможностей каждого базового стандарта, подлежащих проверке и тестированию, представленный в виде таблиц и оформленный как "Список требований к заявке о соответствии реализации функциональному стандарту" (СТЗФС) согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-1-93.

Предлагаемая общая структура функционального стандарта первой версии ИСБД приведена на рис. 4.

---

&copy Информационное общество, 1996, вып. 2, с. 17-26.