Авторитетность издания
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
Архитектура системы информационно-имитационного моделирования поддержки жизненного цикла ИТ-инфраструктуры
Аннотация:Предложена архитектура системы информационно-имитационного моделирования, предназначенной для поддержки управления ИТ-инфраструктурой на всем жизненном цикле. За счет распределенного характера организации такая система моделирования может использоваться для поддержки управления в ИТ-подразделениях и выступает в качестве базовой платформы для развертывания на ее основе систем мониторинга, оценивания, принятия решения и реализации управления. Система поддерживает единую гибридную модель ИТ-инфраструктуры, включающую в се-бя следующие частные модели: модель технической составляющей ИТ-инфраструктуры, модель задач и целей администрирования, модель предметной области ИТ. Единую гибридную модель ИТ-инфраструктуры образует системное объединение информационной и имитационной моделей. Оно предполагает использование данных информационной модели для наполнения имитационной, результаты исполнения которой пополняют информационную модель. Система гибридного моделирования включает в свой состав системы имитационного и информационного моделирования. В качестве платформы для создания системы моделирования ИТ-инфраструктуры предложено использовать виртуальную систему гибридного моделирования.
Abstract:The article suggests the architecture of information-simulation modeling system for IT-infrastructure manage-ment support. Because of organization distribution, this modeling system can be used for management support in IT-departments. It is a base platform for development monitoring, estimation, decision support and management realization sys-tems. This modeling system supports unified hybrid IT-infrastructure model that includes several particular models: IT-infrastructure technical component model, a model of administration man agement tasks and goals, a model of IT knowledge domain. A unified hybrid IT-infrastructure model consists of informational and simulation models. Data from informational model is used for simulation model, its results in complementing informational model. A hybrid modeling system consists of informational and simulation modeling systems. The authors suggest using virtual system of hybrid modeling as a base pla t-form for IT-infrastructure modeling system development.
Авторы: Гришаков В.Г. (liv@academ.msk.rsnet.ru) - Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации, г. Орел, Орел, Россия, кандидат технических наук | |
Ключевые слова: имитационный, информационный, система, модель, управление, жизненный цикл, моделирование, ит-инфраструктура |
|
Keywords: simulation, information retrieval, system, mathematical model, control management, life cycle, modeling, IT-infrastructure |
|
Количество просмотров: 16617 |
Версия для печати Выпуск в формате PDF (7.83Мб) Скачать обложку в формате PDF (1.01Мб) |
Управление жизненным циклом ИТ-инфраструктуры предприятия на основе ИПИ-подхода (интегрированной информационной поддержки жизненного цикла) предполагает наличие качественной информационной модели управляемого объекта. Такая модель интегрирует все информационное обеспечение на всех стадиях жизненного цикла управляемых компонентов ИТ-инфраструктуры. Оценивание эффективности мероприятий модернизации ИТ-инфраструктуры в процессе принятия решения требует наличия, кроме информационных моделей, и имитационных, позволяющих рассчитывать оценки эффекта и ресурсоемкости управляющих воздействий. Особенности ИТ-инфраструктуры, включающей десятки тысяч управляемых объектов, определяют сложность применяемых информационных и имитационных моделей. При этом для их эффективного использования требуются высокие характеристики систем информационного и имитационного моделирования по оперативному извлечению релевантных данных из моделей. Современные системы информационного обеспечения жизненного цикла ориентированы только на предоставление информации по объектам управления без интеграции с системами моделирования. Данное обстоятельство определяет особую актуальность разработки архитектуры систем информационно-имитационного (гибридного) моделирования. Цель работы – научно обосновать архитектуру системы информационно-имитационного моделирования, предназначенную для поддержки управления жизненным циклом ИТ-инфраструктуры, и предложить вариант ее организации, позволяющий повысить эффективность управления на всем жизненном цикле управляемого объекта. Анализ подходов к организации систем моделирования информационной поддержки жизненного цикла ИТ-инфраструктуры Для поддержания гибких информационно-имитационных (гибридных) моделей ИТ-инфраструктуры требуется соответствующая инфраструктура распределенного моделирования. Она должна обеспечивать хранение, добавление комплексов моделей, их генерацию, выполнение, проверку корректности и представления результатов моделирования администраторам. При этом распределенный характер управления ИТ-инфраструктуры определяет необходимость поддержки распределенных моделей. Такое распределенное моделирование в системах административного управления (САУ) развитием ИТ-инфраструктуры используется на всех этапах жизненного цикла, в первую очередь при разработке, модернизации и техническом сопровождении. Необходимость создания распределенных вычислительных сред, используемых для управления ИТ-инфраструктурой, подчеркивается многими авторами [1–4]. Предложены иерархические и децентрализованные подходы к организации данных распределенных моделирующих систем, реализуемых в виде комплексов моделирования. Такие системы моделирования должны поддерживать комплексные распределенные модели. Основой типовой системы моделирования являются сеть моделирующих серверов и сред, средства разработки и хранения моделей, скриптовые языки для запуска и объединения моделей, протоколы взаимодействия. Для управления комплексом моделирования используются распределенные системы управления моделированием. В настоящее время разработано несколько прототипов таких распределенных систем моделирования. Например, в [3] предложены принципы организации универсальной моделирующей среды, состоящей из программных модулей, эксплуатационной и программной документации разработчика и методических и архитектурных стандартов. Применение такой среды для административного управления требует интеграции с системами информационного обеспечения. В [1] предложена пирринговая архитектура системы распределенного моделирования (сеть средней степени централизации). Она предполагает наличие центрального узла с функциями регистрации клиентов, хранения БД модельных ресурсов, поиска ресурсов в сети, с посредническими и ор- ганизационными функциями, а также набора периферийных узлов. Для описания комплексных моделей в системе моделирования предложен скриптовый язык. Модели, построенные с его помощью, компилируются, однако возможности языка для построения моделей уровня ИТ-инфраструктуры недостаточны. В [5] рассмотрена организация распределенного моделирования в задачах разработки систем автоматизации с применением технологий распределенных и параллельных вычислений на основе моделей вычислений MPMD и SPMD. Предложен подход к организации информационно-имитационного моделирования на основе распределенного гибкого инструментального комплекса, основным вариантом которого является распределенный гибкий комплекс моделирования (РГКМ) [6]. В работе [2] проведе- но дальнейшее совершенствование технологий РГКМ, связанное с построением автоматически выполняемых комплексов моделей. Решены отдельные вопросы построения таких систем моделирования, в частности, в [7] решен вопрос организации динамической балансировки процессов имитационного моделирования для крупномасштабных динамических моделей. Анализ известных систем распределенного моделирования, использующихся для поддержки жизненного цикла ИТ-инфраструктуры, показывает, что в них поддерживаются отдельные информационные и имитационные модели ИТ-инфраструктуры частных классов. При этом обеспечить взаимодействие между различными системами имитационного и информационного моделирования и реализованными моделями из-за различий в архитектуре представления моделей практически невозможно. Это обусловливает необходимость разработки архитектуры распределенной информационно-имитационной системы моделирования, предназначенной для поддержки управления развитием ИТ-инфраструктуры. Место системы гибридного моделирования в САУ ИТ-инфраструктурой Система информационно-имитационного (гибридного) моделирования входит в состав САУ жизненным циклом ИТ-инфраструктуры как основной обеспечивающий компонент (рис. 1). В рамках системы управления все функциональные компоненты взаимодействуют с системой гибридного моделирования путем ее наполнения и извлечения требуемых данных. Исходя из структуры САУ и реализуемых ею функций выполняются следующие виды взаимодействия. 1. Система мониторинга осуществляет на- полнение поддерживающихся в системе моде- лирования моделей и их комплексов. При этом происходит наполнение данными спецификации ИТ-компонентов как информационных, так и технологических (имитационных) моделей, отражающих состояния этих объектов в рамках жизненного цикла. При необходимости по управляющим командам реализуется сбор дополнительных уточненных данных об ИТ-инфраструктуре. 2. Система оценивания состояния извлекает данные из моделей (в виде как исполнимых моделей, так и их комплексов). С использованием алгоритмов идентификации и прогнозирования в ней определяется состояние ИТ-инфраструктуры (ИТ-компонентов) на текущий момент и на прогнозный период. Оценки состояния обновляют соответствующие технологические модели ИТ-компонентов. Интегральные оценки состояния (отчетные, контрольные) обновляют информационную модель ИТ-инфраструктуры. 3. В систему принятия решений из системы моделирования поступают оценки состояния ИТ-инфраструктуры. В системе принятия решений разрабатываются проекты модернизации, формализуемые в виде соответствующих моделей, пополняющих базу моделей ИТ-проектов. С использованием системы оценивания анализируется эффективность альтернатив проектов модернизации, оценка которых выполняется на основе прогнозных и оценочных моделей. Принятое решение формализуется в виде комплекта документов, представляющих собой план реализации проекта модернизации, также формализуемый в виде комплекса гибридных моделей. 4. Система управления осуществляет реали- зацию формализованного решения на основе проекта модернизации, представленного в виде информационных моделей. При этом в процессе решения разрабатывается значительное количество документов, формализующихся в виде частных моделей соответствующих классов. Также дополнительно обеспечивается актуализация гибридной информационно-имитационной модели по результатам воздействия. Гибридная модель ИТ-инфраструктуры
Вследствие расширения требуемых функций по поддержке управления развитием ИТ-инфраструктуры [8] система моделирования должна позволять функционирование единой гибридной модели ИТ-инфраструктуры. В общем виде такая модель включает в себя следующие частные модели: модель непосредственно технической составляющей ИТ-инфраструктуры, модель задач и целей администрирования, модель предметной области ИТ. Каждая частная модель представляет собой системное объединение информационной и технологической (имитационной) моделей. Системное объединение моделей подразумевает использование данных информационной модели для наполнения имитационной, результаты исполнения которой пополняют информационную модель. Объединение информационной и имитационной моделей образует единую гибридную модель ИТ-инфраструктуры. Единая гибридная модель используется в процессе управления развитием на всем жизненном цикле и предполагает предоставление доступа к релевантной информации о состоянии ИТ-инфраструктуры на всех уровнях административного управления. Информационная модель ИТ-инфраструктуры представляет собой структурированное системное описание ИТ-компонентов и их взаимосвязей между собой. Такая модель интегрирует все документо- и датацентрические описания, связанные с ИТ-инфраструктурой (от технических заданий до руководств пользователя), и представляет их в формализованном виде. Архитектурно такая модель – это хранилище данных, представленных в структурированном виде, из которого средствами системы моделирования должно обеспечиваться формирование требуемых отображений (выдача релевантной информации по запросу администратора или системы моделирования). При этом уровни отображения ИТ-инфраструктуры в рамках информационной модели должны рассмат- риваться на всей ее иерархии: от описания па- раметров компонентов на конкретных стадиях жизненного цикла до определения оценок всей ИТ-инфраструктуры в целом. Интегрированная технологическая (имитационная) модель предназначена для оценивания состояния ИТ-инфраструктуры в целом и ее компонентов с требуемой степенью детализации (до уровня минимальных объектов управления), а также для прогнозирования состояния, в том числе с учетом реализации вариантов управленческих решений и изменения внешних условий [9]. Поскольку аналитические модели расчета оценок эффективности для ИТ-инфраструктуры в целом отсутствуют, практическим вариантом реализации технологической модели является использование комплексных имитационных моделей. При этом модель всей ИТ-инфраструктуры представляет собой иерархическую агрегативную модель, компоненты которой описывают отдельные уровни инфраструктуры (функциональные подсистемы) и выделенные ИТ-компоненты. В рамках технологической модели поддерживаются четыре частные модели, используемые в процессе административного управления: – модель функционирования ИТ-инфраструктуры на уровне значений параметров, которая заполняется первичными данными с системы мониторинга и в которой осуществляется их прогнозирование; – модель оценивания технического состо- яния, в которой значения параметров функцио- нирования ИТ-инфраструктуры, в том числе ка- чества обслуживания, соотносятся с требуемыми значениями, что позволит оценить состояние компонентов ИТ с учетом перспективы; – модель оценивания эффективности функционирования ИТ-инфраструктуры и ее компонентов на основе мгновенных качественных оценок (оценок соответствия технического состояния потребностям предприятия); – модель оценивания эффективности состояния компонентов ИТ-инфраструктуры с учетом всего их жизненного цикла, использование которой позволяет управлять эффективностью распределения ресурсов при развитии ИТ. Функциональные требования к системе информационно-имитационного моделирования Для поддержки единой гибридной модели система моделирования должна обеспечивать оперативный доступ к релевантной информации по прикладным запросам администраторов и по технологическим запросам от самой системы моделирования, выполняемых для исполнения первичных запросов, осуществляющих управление развитием ИТ-инфраструктуры. Для этого система моделирования должна решать следующие задачи взаимодействия с остальными компонентами системы административного управления (рис. 2): – оперативное добавление новых первичных данных об объектах управления (с использованием собственной системы мониторинга путем ввода данных от администраторов в ручном режиме с использованием интерпретации моделей других форматов из внешних источников [10]); – прием запросов на выдачу требуемой информации о текущем, ретроспективном и прогнозируемом состояниях компонентов ИТ-инфраструктуры (различной степени детализации) с учетом задаваемых внешних воздействий; – выдача информации по запросу в требуемом виде (документальном или в виде моделей). В рамках поддержания гибридной модели ИТ-инфраструктуры система моделирования должна осуществлять: – поддержку модели функционирования ИТ-инфраструктуры; – преобразование разрозненных документарных сведений к виду информационных моделей (с использованием средств интерпретации) и поддержку обратного отображения; – долговременное хранение данных о состоянии ИТ-инфраструктуры с возможностью оперативного извлечения; – поддержку разработки новых моделей компонентов ИТ-инфраструктуры; – обеспечение возможности интерпретации внутренних частных моделей в другие формализованные представления. Выполнение рассматриваемых функций позволит поддерживать единую гибридную модель ИТ-инфраструктуры и использовать данные, получаемые из нее, для управления развитием на протяжении всего жизненного цикла. Реализация представленного варианта архитектуры системы моделирования требует разработки архитектуры модели ИТ-инфраструктуры с учетом ее жизненного цикла, иерархичности и сложности, которая к тому же должна обеспечивать возможность оценивания и прогнозирования. При реализации системы моделирования также требуется учесть: – распределенный характер САУ, что предполагает распределенность системы моделирования и самих частных моделей; – разнотипность моделей, определяемую оборудованием различных типов и источников разработки моделей. Вариант реализации системы гибридного моделирования
– распределенная система управления запросами на моделирование; – облако серверов моделирования (локальных и удаленных серверов моделирования, предоставляющих сервисы моделирования в различных информационных и имитационных средах); – облако баз моделей компонентов ИТ-инфраструктуры (динамический набор моделей компонентов ИТ-инфраструктуры, которые предоставляются в виде сервисов в рамках подхода «Модель как сервис – MaaS» [11]); – облако баз методик моделирования компонентов ИТ-инфраструктуры, с применением которых можно моделировать ИТ-компоненты с использованием серверов/сред моделирования; – среда взаимодействия, обеспечивающая интеграцию элементов ВСГМ в единое целое; – системы основного и административного управления ВСГМ.
На основе моделей прогнозируется развитие ИТ-инфраструктуры, внешней среды и результатов применения вариантов управленческих решений. Полученные новые модели в дальнейшем могут использоваться повторно в процессе администрирования. Тем самым происходит увеличение количества используемых моделей, повышение их адекватности реальной ИТ-инфраструктуре, что приводит к расширению функциональных возможностей системы административного управления по прогнозированию результатов тех или иных вариантов управленческих решений по развитию ИТ-инфраструктуры. При использовании распределенной системы управления запросами на моделирование со специализированными сценарными языками важное значение имеет возможность формировать сценарии моделирования и получать гибридные модели ИТ-компонентов, состоящие из моделей разных типов различных систем моделирования. Прототипом такого языка сценариев может выступать язык запросов на моделирование [2]. Потребление моделей и серверов моделирования в виде сервисов позволяет снять часть задач по поддержке инфраструктуры моделирования с администратора ИТ-инфраструктуры и упростить механизмы взаимодействия моделей. Такая форма организации ВСГМ повышает надежность ее функционирования, поскольку выход из строя отдельных серверов моделирования не снижает эффективность административного управления в целом. Прототип ВСГМ позволяет получать доступ к семейству серверов моделирования через унифицированный интерфейс. При этом обеспечивается поддержка как имитационных, так и информа- ционных моделей. Использование стандартизованных описаний позволяет применять данные информационных моделей для пополнения имитационных. За счет возможностей интерфейса обеспечивается добавление в систему моделирования новых серверов моделирования. Подытоживая, отметим, что в работе представлена архитектура системы гибридного моделирования, предназначенной для информационной и имитационной поддержки управления развитием ИТ-инфраструктуры предприятия на всем жизненном цикле. Сложность ИТ-инфраструктуры как управляемого объекта предопределяет необходимость развертывания интегрированных систем поддержки управления жизненным циклом с точки зрения как информационного обеспечения (обеспечения всеми информационными ресурсами), так и технологического (обеспечения возможности оценивания эффективности функционирования и использования ИТ на предприятии). Основой предлагаемой архитектуры является интеграция систем информационного обеспечения в состав системы гибридного (в первую очередь имитационного) моделирования, а также использование набора трансляторов для ввода данных и моделей других типов из внешних источников и для извлечения данных для принятия решения. Направлением дальнейших исследований является совершенствование оперативности наполнения гибридных моделей ИТ-инфраструктуры. Литература 1. Бродский Ю.И., Павловский Ю.Н. Разработка инструментальной системы распределенного имитационного моделирования // Информационные технологии и вычислительные системы. 2009. № 4. С. 9–21. 2. Гришаков В.Г., Лебеденко Е.В. Моделирование организации распределенного гибкого комплекса подразделения головного администрирования АСУП // Информационные системы и технологии. 2009. № 4. С. 49–54. 3. Власов С.А., Девятков В.В., Девятков Т.В. Универсальная моделирующая среда для разработки имитационных приложений // Информационные технологии и вычислительные системы. 2009. № 2. С. 5–12. 4. Олзоева С.И. Распределенное моделирование в задачах разработки АСУ. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. 219 с. 5. Новицкий В.О. Система производственного планирования с использованием банка аналитических моделей // Информационно-управляющие системы. 2010. № 3 (46). С. 75–79. 6. Пирогов В.В., Воробьев А.А., Баранов И.Ю. Методика сравнительного анализа альтернатив распределенных систем управления гибридным моделированием объектов корпоративных информационно-вычислительных сетей: Деп. в ВИНИТИ. 04.04.2002, № 621–В2002. 17 с. 7. Миков А.И., Замятина Е.Б., Осмехин К.А. Метод динамической балансировки процессов имитационного мо- делирования // Методы и средства обработки информации: тр. II Всерос. науч. конф. М.: Изд-во МГУ, 2005. С. 472–477. 8. Гришаков В.Г., Логинов И.В., Христенко Д.В. Управление модернизацией АСУ предприятием на основе информационной поддержки ее жизненного цикла // Информационно-управляющие системы. 2012. Т. 3. № 58. С. 84–90. 9. Мисевич П.В. Применение рабочей технологической модели для проектирования и сопровождения автоматизированных систем // Системы управления и информационные технологии. 2007. № 1.2 (27). С. 248–253. 10. Гришаков В.Г. Система поддержки гибридной модели ИТ-инфраструктуры в условиях использования внешних сервисов // Информационные системы и технологии. 2012. № 2. С. 39–47. 11. Тарнавский Г.А. Технологии облачных вычислений в математическом моделировании // Информационные технологии и вычислительные системы. 2010. № 4. С. 66–76. References 1. Brodskiy Yu.I., Pavlovskiy Yu.N. Designing development system of distributed simulation modeling. Informatsionnye tekhnologii i vychislitelnye sistemy [Information technologies and computation systems]. ISA RAS Publ., 2009, no. 4, pp. 9–21 (in Russ.). 2. Grishakov V.G., Lebedenko E.V. Modeling distributed versatile system organizing of MIS head administrating division. Informatsionnye sistemy i tekhnologii [Information systems and technologies]. Oryol, State Univ. ESPC Publ., 2009, no. 4, pp. 49–54 (in Russ.). 3. Vlasov S.A., Devyatkov V.V., Devyatkov T.V. A universal modeling environment for simulation applications development. Informatsionnye tekhnologii i vychislitelnye sistemy [Information technologies and computation systems]. ISA RAS Publ., 2009, no. 2, pp. 5–12 (in Russ.). 4. Olzoeva S.I. Raspredelyonnoe modelirovanie v zadachakh razrabotki ASU [Distributed modeling in MIS development tasks]. East Siberia State Univ. of Technology and Management Publ., Ulan-Ude, 2005, 219 p. 5. Novitskiy V.O. A production planning system using an analytical models bank. Informatsionno-upravlyayushchie sistemy [Information and Control Systems]. St. Petersburg State Univ. of Aerospace Instrumentation Publ., 2010, no. 3, pp. 75–79 (in Russ.). 6. Pirogov V.V., Vorobyov A.A., Baranov I.Yu. Metodika sravnitelnogo analiza alternativ raspredelennykh sistem upravleniya gibridnym modelirovaniem obyektov korporativnykh informatsionno-vychislitelnykh setey [A benchmarking metedology for distributed control systems alternatives for gibrid modeling enterprise information computer networks objects]. Deposited research paper in VINITI, 2002, no. 621–В2002, 17 p. 7. Mikov A.I., Zamyatina E.B., Osmekhin K.A. A method for dynamic balancing of simulation modeling processes. Trudy 2 Vseross. nauch. konf. “Metody i sredstrva obrabotki informatsii” [Proc. of the 2nd All-Russian conf. “Information processing methods and techniques”]. Moscow, Moscow State Univ. Publ., 2005, pp. 472–477 (in Russ.). 8. Grishakov V.G., Loginov I.V., Khristenko D.V. An enterprise automated control system upgrade management based on it s lifecycle information support. Informatsionno-upravlyayushchie sistemy [Information and Control Systems]. St. Petersburg State Univ. of Aerospace Instrumentation Publ., 2012, vol. 3, no. 58, pp. 84–90 (in Russ.). 9. Misevich P.V. Using working technological model for automated systems design and support. Sistemy upravleniya i informatsionnye tekhnologii [Management systems and IT]. 2007, no. 1.2 (27), pp. 248–253 (in Russ.). 10. Grishakov V.G. Support system for gibrid model of IT-infrastructure when using external services. Informatsionnye sistemy i tekhnologii [Information systems and technologies]. 2012, no. 2 (70), pp. 39–47 (in Russ.). 11. Tarnavskiy G.A. Cloud computing technologies in mathematical modeling. Informatsionnye tekhnologii i vychislitelnye sistemy [Information technologies and computation systems]. ISA RAS Publ., 2010, no. 4, pp. 66–76 (in Russ.). |
Постоянный адрес статьи: http://swsys.ru/index.php?id=3754&like=1&page=article |
Версия для печати Выпуск в формате PDF (7.83Мб) Скачать обложку в формате PDF (1.01Мб) |
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2014 год. [ на стр. 29-35 ] |
Возможно, Вас заинтересуют следующие статьи схожих тематик:
- Система управления бизнес-процессами и административными регламентами
- Некоторые технологические аспекты создания учебно-тренировочных средств подготовки командиров и специалистов Военно-морского флота
- Управление жизненным циклом информатизированных бизнес-процессов
- Методы сокращения количества уязвимостей в специальном программном обеспечении реального времени
- Методы анализа функциональных моделей
Назад, к списку статей