CC BY
0
ОСОБЕННОСТИ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ
С.В. Фурман, бакалавр
Иркутский государственный университет путей сообщения (Россия, г. Иркутск)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-10-5-86-89
Аннотация. В статье анализируются особенности территориально-распределенных информационных систем предприятий. Рассматриваются аспекты, обуславливающие потребность в использовании территориально-распределенных информационных систем, их сущность, структура и основные характеристики. Приводятся перспективные направления развития таких систем. Выявляются особенности перехода предприятий к территориально-распределенным информационным системам.
Ключевые слова: территориально-распределенные информационные системы, предприятие, управление, данные, передача данных.
Цифровая трансформация изменяет общества и отрасли, обогащается конвергенцией социальных, мобильных, облачных и интеллектуальных технологий, растущей потребностью в автоматизации и интеграции [1]. Несмотря на новые возможности для инноваций в сфере продуктов и услуг, они часто воспринимаются как угроза традиционным бизнес-моделям, текущим организационным структурам и устоявшимся бизнес-операциям. Поскольку всё больше и больше компаний сталкиваются с соответствующими проблемами, они ставят цифровую трансформацию на первое место в списке своих приоритетов. Однако большинство компаний имеют лишь смутное представление о природе и влиянии цифровой трансформации, поэтому им трудно успешно разрабатывать и внедрять действенные стратегии.
Чтобы оставаться конкурентоспособными, компании, расширяющие своё присутствие, должны рассматривать управление бизнес-процессами как основу для цифровой трансформации. Используя территориально-распределённые информационные системы (далее - ТРИС), они могут создавать гибкие организационные структуры, достигать адекватной отзывчивости на операционном и стратегическом уровнях, использовать клиен-тоориентированность и ориентироваться на процессы для формирования своего цифрового будущего.
Целью работы является изучение особенностей ТРИС предприятий. Для её достиже-
ния были использованы теоретические методы исследования: анализ, обобщение и синтез литературы в области проектирования информационных систем, применены структурно-функциональные методы исследования.
Предприятия, расширяющее свою деятельность на несколько регионов, сталкиваются с рядом технологических нюансов:
- задержка в обслуживании клиентов в разных регионах;
- минимизация влияния на другие регионы в случае отказа региональной ИТ-системы;
- возможность предлагать услуги, специфичные для региона.
Основным подходом к решению данных проблем является развёртывание ИТ-систем в регионах присутствия, что приводит к созданию многорегиональной архитектуры -ТРИС. В такой архитектуре один регион выступает в качестве основного активного центра обработки данных, размещая все компоненты ИТ-системы. Другие региональные центры обработки данных содержат только компоненты, которые обрабатывают транзак-ционные данные (запросы на закупку, поиск по инвентарю и прочие) или данные, связанные с конфиденциальностью (имена, адреса, контактные номера, медицинские записи и прочие).
Один или несколько региональных центров обработки данных могут содержать полные копии основного развёртывания, используясь как резерв аварийного восстановления после сбоя. Обычно это развёртывание поддержива-
ется хранилищами данных, которые в ряде случаев необходимо реплицировать по всем центрам обработки данных.
ТРИС состоят из нескольких конфигураций, таких как рабочие станции, мини-компьютеры, мэйнфреймы и компьютеры [3]. Одним из принципов распределённых вычислений является совместное использование ресурсов - оборудования, программного обеспечения и данных, упрощающее одновременную обработку данных через многочисленные процессоры с различными уровнями параллелизма и открытости программного обеспечения. ТРИС совместно используют ресурсы, обрабатывают данные и обеспечивают сплочённый пользовательский опыт. Распределяя задачи по нескольким узлам, они могут справляться с большими нагрузками и оставаться устойчивыми к отказам отдельных узлов.
ТРИС состоят из нескольких независимых компьютеров, работающих вместе для достижения общей цели. Эти системы кажутся пользователям единой связной сущностью, в которой каждый узел взаимодействует и координирует работу с другими узлами для эффективного выполнения задач. В основные характеристики ТРИС входят [4, 5]:
1. Масштабируемость. ТРИС могут легко масштабироваться путём добавления дополнительных узлов для обработки возросшей нагрузки. Это позволяет системе приспосабливаться к росту без ухудшения производительности.
2. Отказоустойчивость. Система продолжает работать, несмотря на отказы отдельных узлов. Избыточность и репликация данных гарантируют, что отказ не повлияет на общую функциональность.
3. Параллелизм. Несколько узлов работают одновременно, выполняя задачи параллельно. Это повышает общую эффективность и скорость системы.
4. Отсутствие глобальных часов. Отсутствие единого эталона времени для всех узлов может привести к проблемам синхронизации. ТРИС используют логические часы для управления временем.
5. Независимые отказы. Узлы могут выходить из строя независимо друг от друга, не влияя на всю систему. Такая изоляция отказов
помогает поддерживать стабильность системы.
6. Географическое распределение. Узлы могут быть распределены по разным локациям. Это позволяет локализовать данные и сокращает задержку для пользователей в разных регионах.
7. Согласованность данных. Обеспечение согласованности на всех узлах является сложной, но необходимой задачей. ТРИС используют протоколы для поддержания целостности и согласованности данных.
В основе ТРИС лежат первичный системный контроллер, системное хранилище данных и база данных [6]. Основной системный контроллер - единственный контроллер в ТРИС, который отслеживает все процессы, отвечает за управление отправкой и запросами сервера по всей системе. Вторичные контроллеры процесса или связи отвечают за регулирование потока запросов на обработку сервера, управление нагрузкой перевода системы и связью между системой и VAN или торговыми партнёрами. Клиент пользовательского интерфейса предоставляет функции, необходимые для мониторинга и управления системой. Системное хранилище данных объединяет все общие данные. Реляционная база данных хранит все данные ТРИС и позволяет нескольким пользователям использовать одну и ту же информацию одновременно.
В небольших ТРИС компоненты, расположенными друг рядом с другом, могут быть связаны через локальную сеть [7]. В более крупных ТРИС с географически разделёнными компонентами связь осуществляется через глобальные сети. Компоненты в ТРИС обмениваются информацией через сложную систему передачи сообщений, по любому типу сети, который используется. Для защиты инфраструктуры при удалённом управлении работа с локациями осуществляется только через SSH, что исключает необходимость открывать порты, через которые могут атаковать злоумышленники [8]. Помимо этого, локации изолированы друг от друга: оборудование в каждой локации связано только с центральной платформой, но не друг с другом.
Для повышения эффективности использования ТРИС и решения таких проблем, как задержка сетевой связи, синхронизация данных, безопасность, распределение нагрузки и
управление ресурсами, используются инновационные технологии [9]:
1. Блокчейн и распределённые реестры. Обеспечивают защищённый от несанкционированного доступа и децентрализованный механизм хранения данных.
2. Интернет вещей. Обеспечивает эффективную обработку и анализ больших объёмов данных, генерируемых подключёнными устройствами, облегчая принятие решений и автоматизацию в реальном времени.
3. Периферийные вычисления. Повышают скорость и эффективность обработки данных.
4. Машинное обучение. Оптимизирует распределение ресурсов, повышает безопасность и улучшает анализ данных. Распределённые фреймворки глубокого обучения позволяют проводить масштабное параллельное обучение сложных моделей.
Переход к ТРИС начинается с критической оценки готовности организации: необходимо оценить потребности предприятия, нормативную среду и конкурентное положение [10]. Для небольших организаций или компаний с простыми операционными моделями полностью децентрализованная система может не потребоваться, тогда как для крупных предприятий, особенно тех, которые работают в нескольких регионах с различными нормативными требованиями, такой переход может быть обязательным. Для многих компаний может быть приемлема гибридная модель.
Приняв решение о внедрении архитектуры ТРИС, организации должны разработать стратегию работы с данными, учитывающую гибкость, производительность, согласованность, соответствие требованиям, безопасность и стоимость. Для многих предприятий цифро-
вые преобразования, миграция в облако, интеллектуальная автоматизация и возможности использования искусственного интеллекта могут стать стимулом для внедрения распределённой архитектуры. Требования этих возможностей, связанных с ними инструментов и инфраструктуры часто более благоприятны для децентрализации.
Стратегическое планирование должно включать не только обсуждение технологий, но и учёт необходимых людей и процессы. Переход к распределённой модели часто требует переподготовки сотрудников и изменения культуры организации. Это может быть сложным, особенно для предприятий, которые привыкли к контролю и предсказуемости централизованных систем. Однако при правильном подходе преимущества обычно перевешивают проблемы.
Таким образом, создание ТРИС необходимо предприятиям, имеющим широкую географию отделений, между которыми необходимо организовать сеть, выделяя сотрудникам и иным компаниям доступ к её ресурсам. ТРИС, являясь эффективной защищённой средой для общего взаимодействия, обеспечивает возможность удалённого и безопасного доступа для пользователей к корпоративным ресурсам. При этом вся информация, передающаяся из центральной локации к удалённым пользователям, кешируется, чтобы снизить нагрузку на каналы связи. Используя ТРИС, предприятия формируют единую систему для упрощённого мониторинга за сервисами и управления каналами связи, через которые можно передавать важную конфиденциальную информацию в зашифрованном виде.
Библиографический список
1. Fischer M., Imgrund F., Janiesch C., Winkelmann A. Strategy archetypes for digital transformation: Defining meta objectives using business process management // Information & Management. -2020. - Vol. 57, Iss. 5. - P. 103262. - DOI: 10.1016/j.im.2019.103262.
2. Ekanayake C. Building Geographically Distributed Enterprise Applications - Part 1 (2021). Medium. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://chathura-ekanayake.medium.com/building-geographically-distributed-enterprise-applications-part-1-c6b6edd9867f (accessed 13.10.2024).
3. What Are The Different Types of Distributed Systems? (2023). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.jaroeducation.com/blog/different-types-of-distributed-systems/ (accessed 13.10.2024).
4. Distributed Information Systems in Distributed System (2024). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.geeksforgeeks.org/distributed-information-systems-in-distributed-system/ (accessed 13.10.2024).
5. Kushtagi R. Navigating Complexity: Making Informed Decisions on Distributed Systems (2023).
- [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://medium.com/@roopa.kushtagi/navigating-complexity-making-informed-decisions-on-distributed-systems-a1f65f71ec54 (accessed 13.10.2024).
6. Mohanan R. What Are Distributed Systems? Architecture Types, Key Components, and Examples (2022). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.spiceworks.com/tech/cloud/articles/what-is-distributed-computing/ (accessed 13.10.2024).
7. Powell P. 10 industries that use distributed computing (2024). - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.ibm.com/blog/distributed-computing-use-cases/ (accessed 13.10.2024).
8. Managing geographically distributed infrastructure in a single window. - [Электронный ресурс].
- Режим доступа: https://www.ispsystem.com/dci-geo-distributed-infrastructure (accessed 13.10.2024).
9. Distributed Systems (2023). Huawei Website. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://forum.huawei.com/enterprise/en/distributed-systems-advancing-scalability-and-fault-tolerance-in-modern-computing/thread/691890798221737984-667213860488228864 (accessed 13.10.2024).
10. Crolene D. Breaking the chains of big data: How distributed architecture unlocks agility (2024).
- [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.cio.com/article/3513871/breaking-the-chains-of-big-data-how-distributed-architecture-unlocks-agility.html (accessed 13.10.2024).
FEATURES OF GEOGRAPHICALLY DISTRIBUTED ENTERPRISE INFORMATION
SYSTEMS
S.V. Furman, Bachelor's degree
Irkutsk State University of Railway Engineering
(Russia, Irkutsk)
Abstract. The article analyzes the features of geographically distributed information systems of enterprises. The aspects that determine the need for the use of geographically distributed information systems, their essence, structure and main characteristics are considered. Promising directions for the development of such systems are given. The peculiarities of the transition of enterprises to geographically distributed information systems are revealed.
Keywords: geographically distributed information systems, enterprise, management, data, data transmission.
