Особенности территориально-распределенных информационных систем предприятий

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 транзакционные 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, миникомпьютеры, 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

• 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.

помогает поддерживать стабильность системы.

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.