情報システムの基礎としてのエンジニアリングインフラストラクチャ

多くの場合、IT専門家は、情報システム、特にその環境の全体性と複雑さを十分に認識していません。 これは、現在の狭い専門分野では一般的には普通のことですが、実際の専門家には、少なくとも自分の計画の実現を妨げる可能性のあるものについての考えを持つことをお勧めします。 最終的に、ソフトウェアパッケージの作業は、明らかでない要因も含めて、多くの多くの要因に依存していることを理解することは、誰をも傷つけます。







情報システムの概念の解釈は、例えばWikipediaで見ることができます。



念のため：

情報インフラストラクチャのサブシステム。 サブシステムの目的、それらが解決するタスク

情報システムのインフラストラクチャを表示するにはどうすればよいですか？ ピラミッドの一種で、その最上部にある「第1層」は、消費者であり、検索され、処理され、すぐに使用できる情報です。 人が知覚する情報は無形です。 人間もこのインフラストラクチャの要素であり、ソフトウェアのように非常に重要です。 ただし、何らかの理由で、それを技術的、工学的要素に帰することは認められていません。 私もしません



この情報は何ですか？ モニター画面に表示されるものは、スピーカーから聞こえます。 私たちが特定の決定を下すことに基づいて何か-またはこれらの決定をする権利を意識的にコンピューター技術に委任します。



従来、ピラミッドの「第2層」-インターフェイス、表示、制御、入出力デバイス。 なぜ別のエンティティへのインターフェースを取ることにしたのですか？ 消費者が下した決定は、完全に主観的な理由で消費者に提供される情報の「品質」に依存するためです。 はい、技術的には、ソフトウェアとハ​​ードウェアのインターフェース-完全に独立した領域です。



同じパーソナルコンピュータを使用して、データ配列をプレゼンテーション用にアクセス可能なビューに変換する情報処理デバイスを使用して、第3層と直接「通信」するインターフェースシステム。 現代では、インターフェースと「スマートフォン」やタブレットなどの「コンピューター」との間に線を引くのが難しい場合があります。



処理用のデータがなく、情報源と通信することのないコンピューター（ラップトップ、タブレット、スマートフォン）自体は、非常に必要な高価なハードウェアではありません。 かつて、コンピューティングシステムのデータの「ソース」は（主なソース-人と周囲の現実/環境を舞台裏に置いた場合）テレタイプ、パンチカード、パンチテープ、磁気テープでした。現在、原則として、初期データは他のコンピューティングデバイスからネットワークを介して取得されます。電気通信による大容量施設。 これは4番目の層であり、人間が消費する情報を準備する端末デバイスとデータソースの接続を提供します。



5番目と6番目の層-プライマリ、基本情報、およびデータストレージの処理。 これらの2つの層は、たとえば、インターネット全体-サタデーエンターテインメント、データセンター、またはデータストレージシステム、ディスクアレイ、対応するスイッチを介した多数のファイバーチャネルチャネル（ここには独自のミニ階層、上記の図に収まる）; または単なるホームNASサーバー。



また、以下（以下）では、一般にエンジニアリング（情報ではなく）インフラストラクチャと呼ばれるものがあります。 上記のすべての正常な動作を保証するもの。



容認された制限の枠内で情報にアクセスする（およびこの情報を処理する）前述の方法を実装するには、技術的な手段だけでなく、ハイテクな手段を使用する必要があることは明らかです。 これは、いくつかの条件が満たされた場合にのみ機能します。



さらに明白：

• 第一に、電気がなければ、特定の要件、標準に対応して、奇妙なことに、IT機器の操作は不可能です-このような矛盾。
• 第二に、物理法則に従い、IT機器の電子部品は、多数の故障なしに、-40〜+50ºCの条件付きのかなり限られた温度範囲でのみ正常に動作でき、20±2ºCの範囲は「快適」と見なされます。 同時に、IT機器自体が熱源です。消費されるすべての電気エネルギーは、ITシステムのコンポーネントによって熱エネルギーに変換されます。
• 第三に、今日使用されている技術により、相対湿度のレベルには制限があります。高湿度では、結露が発生する可能性があり、これは電気回路の短絡を意味します。 低湿度では、静電気が蓄積する可能性があり、電気部品が故障する可能性が高くなります。
• 第4に、「2番目と3番目」を考慮すると、IT機器は、ほこりの侵入から始まり、いじめっ子によって投げられた石で終わる望ましくない外部の影響から保護されるべきです。 ほこりの層は、コンポーネントから熱を除去することを困難にし、静電気の蓄積に貢献します。 石で、そしてすべてが明確です。
• ITシステムとそれらを提供するシステムのコンパクトな配置の問題がまだあります。 つまり、建築サブシステム、専用ゾーン、部屋、建物、または農場全体が位置する構造物です。 この問題はさまざまな方法で解決され、多くの場合、このソリューションには情報システムに割り当てられた資金の非常に重要な部分が必要です。 これも間違っていますが、ソフトウェアを考慮に入れていないという事実と同様に、これは無視しましょう。

情報インフラストラクチャの7番目のエンジニアリングレイヤーは非常に厚いため、いくつかのサブシステム（時には多くのサブシステム）からなる独自の複雑なインフラストラクチャです。



興味深いことに、エネルギー輸送、都市および地域の電力供給ネットワーク、容量の生成、エネルギー生産があるため、これはまだチェーンの終わりではありません...しかし、これは、トピックの範囲外で、私は企業の規模に制限することを約束しました。

特定の情報システムが構築されている目標。 選択した目標へのインフラストラクチャの依存

実際、目標は理解可能である。消費者に必要なレベルの責任（または単に法律）を提供し、最終的な分析と意思決定のための情報を提供すること。 オプションとして-いくつかの喜びのために（あなたはコンピューターゲームをプレイしますか？そして映画？そして音楽？）。 消費者に情報を提供するように設計されたインフラストラクチャの規模は、解決するタスクの最終的な重要性に直接依存します。



情報インフラ。 例は明らかです。一方で、PC、ラップトップ、クライアントとしてのスマートフォンのペア、中央ノードとしてのルーター、プロバイダーへの単一の通信チャネルを含む「ホームネットワーク」。 一方、世界の半分に支社を持ち、全国に1.5ダースのデータセンターを持つ企業。 範囲は最も広いです。 したがって、これら2つのインフラストラクチャソリューションの実装には、異なるレベルの機器が必要です。 製造業者はこの「問題」と事前配置デバイスを認識しています：「ホー​​ムWi-Fiルーター」、「ワークグループのスイッチ」、「企業全体のサーバー」。



特定のタスクごとのソリューションの複雑さと高コストは、このタスクの重要性によって決まります。これは長い間決定されてきました。 あなたは、個人として、ラップトップに保存された写真、ビデオ、映画、本にとってどれほど価値がありますか？ レベル10 RAIDアレイでNASを購入する価値はありますか？ または、8ギガバイトのフラッシュドライブで十分ですか？ または、たとえば、32ギガバイトの2つのフラッシュドライブ？ NASの費用は、キプロスからのユニークな写真の損失の可能性からあなたの道徳的な苦痛を払い戻しますか？



一方、ペタバイトのストレージに保存されている情報は、商業銀行にとってどれほど価値がありますか？ 別の都市の同じ都市にある2番目のサーバーにミラーリングする必要がありますか、それともテープ上の毎日のバックアップで十分ですか？ ストレージシステムの崩壊後の銀行のダウンタイムによる修理や復元の損失は非常に大きいため、数千万ドルの「ミラー」はわずかな費用になりますか。



エンジニアリングインフラストラクチャ。 無停電電源装置を自宅で購入する必要がありますか？これは場所を取りませんが、データ損失から節約できますか？ 費用は正当化されますか？過去5年間で自宅の電気が2回遮断されたことが記憶にある場合は？ そして、どのデータセンターの空調バックアップスキームを選択するか：N + 1または2N-冷房能力（たとえば、50 kW）を備えた追加の空調はそれぞれ150万ドルかかりますか？



質問は非常に修辞的です。インフラストラクチャはタスクの規模に対応し、あまり正確ではありませんが、計算に基づいている必要があります。

インフラストラクチャの決定、サブシステムの構成

「写真」が1枚のCDに保存されている限り、インフラストラクチャの問題はないようです。データは常に安全です（もちろん、自分で管理することを忘れない限り）、可用性、および個人情報の崩壊の場合システムでは、このデータは非常に簡単に回復できます。 少なくとも時々アクセスする必要があるデータの量が数十テラバイトから数百テラバイトの場合、それは別の問題です。 これらのデータに短時間でもアクセスできなくなった場合、あなた（会社）が損失（最終的には金融、評判、道徳）を被る状況を想像するのは簡単です。



インフラストラクチャの必要な規模、およびそのシステムとサブシステムの必要な構成を決定しようとすることができます。



消費者に提供される情報の量 （「自宅」に保存する必要がある情報 ）は完全に推定できます。これは日常の活動で使用されるものであり、その結果、ハードドライブに「定着」します。たとえば、自宅では、視聴後に後悔せずに消去できるが、それでもディスク容量を占有するシリーズなど、従業員のパソコンに深く個人的な音楽のストックがあるとしましょう。 つまり、現在運用しているデータの量であり、将来必要になる可能性がある量です。 過去の期間の統計がほとんどない場合、データ量の増加を予測できます（企業であり、そのような統計がない場合、管理者は完全なアイドラーまたは無能です）。



利用可能なデータ量、その使用の強度、および統計に基づく成長予測によると、どの「レベル」のインフラストラクチャでどの機器を使用するかを把握することは非常に可能です。



最終的な情報の性質によって 、インフラストラクチャピラミッドの「上位層」の内容が決まる場合があります。

インターフェースツールの技術レベルと情報の提供：デザインウェブスタジオは、市場で効果的に競争することはできそうになく、主要な従業員にレンダリング用のPentium-IIIベースのコンピューターと解像度800x600の14インチモニターを提供します。 一方、多くの簿記会社はこの手法を使用しており、今後数年間非常によく使用される可能性があります。



データ使用の強度とその量によって、 データ送信ツールの要件が決まります。上記のアカウンティングの例では、（オフィスの平均サイズに対して）カテゴリ5 / 5eおよび10/100レイヤー2スイッチの「銅」構造ケーブルシステムに基づいてネットワークを構築すれば十分です。銀行のデータセンターネットワークのコアには、毎秒2〜8（SAN）および1〜10（その他）のギガビットの伝送速度を備えたインターフェイスを備えたレイヤー3〜4スイッチだけでなく、SANのオプティクスが既に必要です。



情報処理ツールは 、Midi-TowerビルのワークグループのレベルからIBM p795クラスのモンスターまで、さまざまな容量（および、それに応じて、電力）、パフォーマンス、コスト、さらには目的のサーバーによって提示されます。 「ミドル」セグメントでは、ブレードサーバーが普及するに値します（主にソリューションの柔軟性のため）。 特定のシステムの選択は、解決するタスクの複雑さ（2つの大きな違い：有限要素法を使用した宇宙船の熱保護の計算、または「プレイサッパー」）、およびそれに応じて必要なパフォーマンスに依存します。



データストレージはかなり伝統的なタスクであり、さまざまな方法で解決できます（ただし、ベースには、すべての方法があります-ほとんどがハードドライブ、オンラインストレージを意味する場合、データ処理の速度に重要なタスク用のSSD、バックアップ用の磁気テープ、アーカイブコピー;実際には、情報のバックアップについて特別な会話があります;プライバシーには、CD / DVDとフラッシュドライブが追加されます）。 方法は、必要なストレージボリュームとアクセス速度に応じて-奇妙なことに-選択されます。 自宅のコンピューターの単一のHDD上のパーティション、サーバー内のRAIDアレイ、ディスク「シェルフ」またはそのアレイ、または3つ（5つ、7つ）の42Uキャビネット（1つまたは2つが「頭脳」）のハイエンドシステム、コントローラ、残りはディスクアレイです。



エンジニアリングインフラストラクチャシステムの要件は、上記のすべての特性から決定されます。 主な指標は消費電力です。これは、企業に関する話である場合、これがさらなる計算の基礎となります。 なぜメインですか？ 電気の支払いは、データセンターの運用コストの大きな部分を占めています。 250キロワットの電気容量を備えたIT機器が設置されているデータセンターは、コンピューティングのみに約2.2千メガワット時間を消費し、エンジニアリングインフラストラクチャと一緒に、エンジニアリングシステムの効率に応じて3から4,000メガワット時間を消費します。 今日のお金では、これは1000万から1200万ルーブルを意味します。 このような潜在的なコストは驚くべきことではなく、予備的な評価が必要です。 どうやって？



各ITデバイスで消費されるパスポートの電力をまとめて、「火災の場合に」10〜20％を追加します（測定によると、レポートの生成時、つまり集中的な計算中、ITシステムの消費電力は平均で9.67％増加しました必要に応じて、開発のための予備を追加し、IT機器が消費する容量、つまり、必要な総容量（インフラストラクチャ全体）の約50〜70％を取得します。 同時に、 保証された無停電電源システムの必要な電力が明らかになり、同時に、IT機器とUPSから除去する必要がある熱量、つまり空調システムの電力を評価できます 。 その後、冗長性の最小許容レベルで決定し、ドラフト計算の基礎が整います。



ITシステムの容量はIT機器の容量に追加され、その結果、外部電源と保証された電力システムの必要容量が決定されます。非常用ディーゼル発電機などです。 それがエネルギーです。



いくつかの修正を加えたこの手法は、一般に、「ビジネスの機能」に必要な情報インフラストラクチャの規模とそのコストの両方の大まかな評価に適用できます。 ただし、セキュリティは別の問題であり、多面的で多様であり、極端な場合には非常に高価になる可能性があります。 ところで、セキュリティを確保するための対策の1つは、インフラストラクチャ全体と、それを構成するサブシステムおよびコンポーネントの両方の信頼性を高めると考えることができます。

信頼性の問題

技術システムの信頼性は、非常に多面的で面白い科学です。 ただし、適用される側面にのみ関心があります。 主な問題は、合理的な費用で情報インフラストラクチャの許容できる信頼性を確保する方法です。 以来：

• 信頼性を向上させる主な方法は、コンポーネント（デバイス、サブシステム、通信チャネルなど）をバックアップおよび複製することです。
• 追加の方法は、信頼性が高いため、高価なコンポーネントを使用することです。
• 信頼性を高めるこれらの両方の方法には、一定のコストが必要です。

コンポーネントまたはシステム全体に障害が発生した場合に発生する可能性のある「価格」に基づいて、信頼性および/または冗長性のレベルを高める方法を選択する必要があります。 楽しみのためだけに、ホームネットワークと大企業という2つの極端なオプションを比較します。 インフラストラクチャピラミッドのレベルを、下から上、基礎から上部構造まで見ていきましょう。つまり、エネルギーセクターから始めて、サブシステムとコンポーネントのデータをテーブルに入力します。 表は見栄えが良く、中小企業向けの中間オプションがありますが、ここでは、非常に小規模と大規模のコントラストがより強くなります。 繰り返しますが、表の数字はかなりrather意的であり、コストを明確に比較できるように与えられています。 現実には、彼らは非常に「泳ぐ」ことができます。







私の意見では、明らかになった。 解決する問題の重要度が異なると、規模が異なり、規模によってソリューションのコストが異なります。



同時に、インフラストラクチャ（たとえば、Mobile Telesystems、VTB-24とホームネットワーク）には基本的な違いがないことに注意してください。 個人データが非常に貴重であり、さらに保護されている場合は、隣人と財布以外に誰もあなたを止めません。各デバイスにバルコニーを設置し、バルコニーに設置します。 各チャネルに個別のルーター/スイッチをインストールして、2つの独立したプロバイダーに接続します。 ミラー内の第5レベルのRAIDアレイを使用して、既存のNASにもう1つ追加します。 キャビネットの下に、テーブルの上にあるものと同じ別のシステムユニット（いわゆる「コールドリザーブ」）をキャビネットの下に置き、BlueRayドライブをテーブルに挿入して、毎週次のブランクを貴重なものでカットします。 記録されたディスクを月に一度銀行のセルに持っていく。 などなど。 必要なだけですか？

結論として

十分に複雑なシステムの動作は、他のシステムの特定の組み合わせの正常な機能に依存します。 これは、特にハイテクプロジェクトを実装する場合に覚えておくと便利な場合があります。 また、システムが全体としてどのように機能し、どのシステムに依存し、どのような影響を与えるのかを把握するために、対象領域の境界を越えることも有用です。