ПНСТ 644-2022 Информационные технологии. Интернет вещей. Совместимость систем интернета вещей. Часть 1. Структура

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Информационные технологии ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ Совместимость систем интернета вещей

Часть 1

Структура

(ISO/IEC 21823-1:2019, Internet of things (loT) — Interoperability for loT systems —

Part 1: Framework, MOD)

Издание официальное

Москва Российский институт стандартизации 2022

Предисловие

• 1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией «Платформа национальной технологической инициативы» (АНО «Платформа НТЦ») и Автономной некоммерческой образовательной организацией Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

• 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 194 «Киберфизические системы»

• 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 марта 2022 г. № 20-пнст

• 4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО/МЭК 21823-1:2019 «Информационные технологии. Совместимость систем интернета вещей. Часть 1. Структура» (ISO/IEC 21823-1:2019 «Internet of things (loT) — Interoperability for loT systems — Part 1: Framework», MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом. Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствии с ГОСТ Р 1.5—2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

• 5 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТР 1.16—2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 121205 Москва, Инновационный центр Сколково, ул. Нобеля, д. 1, e-mail: [email protected] и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д. 10, стр. 2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» и будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© ISO, 2019 — Все права сохраняются

© IEC, 2019 — Все права сохраняются

© Оформление. ФГБУ «РОТ», 2022

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

• 1 Область применения

• 2 Нормативные ссылки

• 3 Термины и определения

• 4 Сокращения

• 5 Функциональная совместимость ИВ

• 5.1 Общие положения

• 5.2 Факторы функциональной совместимости ИВ

• 5.3 Аспектная модель функциональной совместимости ИВ

• 5.4 Сложности функциональной совместимости ИВ

• 6 Характеристики ИВ для обеспечения функциональной совместимости

• 6.1 Общие положения

• 6.2 Характеристики системы ИВ

• 6.3 Характеристики компонентов ИВ

• 6.4 Поддержка устаревших компонентов

• 6.5 Защищенность

• 6.6 Неоднородность

• 6.7 Соответствие

• 6.8 Характеристики ИВ, не учтенные в функциональной совместимости

• 7 Структура совместимых систем ИВ на основе типовой архитектуры ИВ

• 7.1 Функциональная совместимость в системах ИВ и между ними

• 7.2 Общее описание

• 7.3 Функциональная совместимость сущностей ИВ

Приложение А (справочное) Высокоуровневая общая инфраструктура ИВ

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Библиография

Введение

Системы интернета вещей (ИВ) включают коммуникации между различными сущностями. Такие коммуникации включают как связи между различными системами ИВ, так и связи внутри систем ИВ. Различные сущности и их связи определены в [7].

Настоящий стандарт определяет структуру функциональной совместимости систем ИВ, в том числе аспектную модель функциональной совместимости, включающую 5 аспектов (транспортный, синтаксический, семантический, поведенческий и политики). Транспортный аспект функциональной совместимости детально определен в [2].

ПНСТ 644—2022 (ИСО/МЭК 21823-1:2019)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационные технологии

ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ Совместимость систем интернета вещей

Часть 1

Структура

Information technology. Internet of things. Interoperability for loT systems. Part 1. Framework

Срок действия — с 2022—03—31 до 2025—03—31

• 1 Область применения

Настоящий стандарт определяет функциональную совместимость систем ИВ и структуру функциональной совместимости систем ИВ. Настоящий стандарт обеспечивает проектирование систем ИВ таким образом, чтобы сущности системы ИВ могли проводить обмен и совместное использование информации. Настоящий стандарт обеспечивает партнерскую (peer-to-peer) функциональную совместимость между отдельными системами ИВ.

Настоящий стандарт обеспечивает одинаковое понимание функциональной совместимости систем ИВ и различных сущностей в них для всех сторон, участвующих в создании и использовании систем ИВ.

• 2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО/МЭК 8824 (все части) Информационные технологии. Абстрактная синтаксическая нотация версии один (АСН.1)

Примечани е — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

• 3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

Издание официальное

• 3.1 интерфейс (interface): Именованный набор операций, который характеризует поведение сущности.

• 3.2 структура (framework): Структура процессов и спецификаций, предназначенных для поддержки выполнения определенной задачи.

• 3.3 функциональная совместимость (интероперабельность) (interoperability): Способность двух или более систем или приложений проводить обмен информацией и совместное использование обмениваемой информации.

• 3.4 транспортная функциональная совместимость (transport interoperability): Функциональная совместимость, где для обмена информацией между участвующими системами используется установленная инфраструктура связи.

Примечания

• 1 Под системой понимается система ИВ.

• 2 Устройство ИВ, шлюз ИВ, датчик ИВ и исполнительное устройство ИВ рассматриваются как система.

• 3 .5 синтаксическая функциональная совместимость (syntactic interoperability): Функциональная совместимость, когда форматы обмена информацией понимаются участвующими системами.

Примечания

• 1 Под системой понимается система ИВ.

• 2 Устройство ИВ, шлюз ИВ, датчик ИВ и исполнительное устройство ИВ рассматриваются как система.

• 3 .6 поведенческая функциональная совместимость (behavioural interoperability): Функциональная совместимость, когда фактический результат работы системы совпадает с ожидаемым.

Примечания

• 1 Под системой понимается система ИВ.

• 2 Устройство ИВ, шлюз ИВ, датчик ИВ и исполнительное устройство ИВ рассматриваются как система.

• 3 .7 функциональная совместимость политики (policy interoperability): Функциональная совместимость при соблюдении правовых и организационных норм и принципов политики, применимых к участвующим системам.

Примечания

• 1 Под системой понимается система ИВ.

• 2 Устройство ИВ, шлюз ИВ, датчик ИВ и исполнительное устройство ИВ рассматриваются как система.

• 3 .8 семантическая функциональная совместимость (semantic interoperability): Функциональная совместимость, когда участвующие системы понимают значение модели данных в контексте предметной области.

Примечания

• 1 Под системой понимается система ИВ.

• 2 Устройство ИВ, шлюз ИВ, датчик ИВ и исполнительное устройство ИВ рассматриваются как система.

• 3 .9 метаданные сущности ИВ (ИВ entity metadata): Информация о взаимодействии с сущностью ИВ, в том числе информация об оконечной точке и интерфейсе сущности ИВ.

• 4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

AMQP — улучшенный протокол очереди сообщений (Advanced Message Queuing Protocol);

API — программный интерфейс приложения (Application Programming Interface);

ASD — домен приложений и служб (Application & Service Domain);

loT — Интернет вещей (Internet of Things);

JSON — объектная нотация JavaScript (JavaScript Object Notation);

MQTT — протокол для передачи последовательности сообщений с телеметрическими данными (Message Queuing Telemetry Transport);

OMD — домен эксплуатации и управления (Operation & Management Domain);

RAID — домен доступа и обмена ресурсами (Resource Access & Interchange Domain);

SOD — домен восприятия и контроля (Sensing & Controlling Domain);

UD — домен пользователей (User Domain);

PED — домен физических сущностей (Physical Entity Domain).

• 5 Функциональная совместимость ИВ

  • 5.1 Общие положения

В настоящем разделе представлены общие сведения и аспектная модель функциональной совместимости ИВ. Настоящий стандарт обеспечивает одинаковое представление о функциональной совместимости ИВ для участников ИВ. Для этого установлены общая терминология и концепции по отношению к сущностям ИВ.

• 5.2 Факторы функциональной совместимости ИВ

Функциональная совместимость определяется как успешное взаимодействие различных видов систем или компонентов. В контексте ИВ функциональная совместимость определена как успешное взаимодействие между сущностями ИВ.

В контексте ИВ функциональная совместимость включает в себя различные типы взаимодействующих сущностей и связанные с ними интерфейсы. Настоящий стандарт определяет функциональную совместимость в рамках ИВ и в рамках структуры функциональной совместимости на основе типовой архитектуры ИВ по [7].

Факторы функциональной совместимости ИВ включают:

• - возможность связи сущностей в разных доменах или между различными системами ИВ;

• - возможность обмена данными между сущностями в разных доменах или между различными системами ИВ;

• - способность распознавать значение обмениваемых данных между сущностями в разных доменах или разных системах ИВ;

• - способность платформы ИВ работать с другими платформами ИВ;

• - роли и деятельности функциональных компонентов для функциональной совместимости согласно [7].

• 5.3 Аспектная модель функциональной совместимости ИВ
  
  5.3.1 Общие положения

  Функциональная совместимость включает как уровень простого обмена байтами данных и распознавание семантики обмениваемой информации, так и согласование бизнес-процессов, поведения и политики по обе стороны обмена. Семантическая, поведенческая функциональные совместимости и функциональная совместимость политики являются более сложной задачей, чем функциональная совместимость на уровне битов и байтов (см. [3]).

При рассмотрении взаимодействий, в которых необходима функциональная совместимость ИВ, необходимо учесть технологические, информационные и человеческие аспекты. В будущем проблемы функциональной совместимости будут расти, поскольку системы ИВ становятся все более сложными и взаимосвязанными. В системах ИВ, к которым могут быть подключены самые разные объекты, усложняются как технологические аспекты, так и аспекты глобальной политики, регулирования и международного права.

Для определения функциональной совместимости необходимо концептуально установить, с кем, с чем и в каких обстоятельствах система ИВ будет взаимодействовать. Настоящий стандарт определяет различные характеристики функциональной совместимости с точки зрения аспектов. Функциональная совместимость двух сущностей должна быть определена в терминах разных аспектов, где каждый аспект характеризует один параметр. Для достижения функциональной совместимости важно, чтобы все аспекты были изучены и совместно согласованы взаимодействующими сущностями.

Аспектная модель функциональной совместимости, определенная в настоящем стандарте, включает пять аспектов, которые представлены на рисунке 1 и включают в себя транспортный, синтаксический, семантический, поведенческий аспекты и аспект политики. Данная модель получена путем объединения и абстрагирования европейской структуры совместимости (European Interoperability Framework) (см. [4]) и концептуальной модели уровней совместимости (Levels of Conceptual Interoperability Model, LCIM) (cm. [5]). Большой круг на рисунке обозначает, что функциональная совместимость имеет пять аспектов, и они оказывают влияние друг на друга. Данная модель изначально была разработана в [3] и адаптирована для ИВ для достижения синергии с точки зрения системной интеграции в ИКТ¹.

• 5.3.2 Транспортная функциональная совместимость

Транспортная функциональная совместимость — это общность инфраструктуры связи для обмена данными между сущностями. Транспортная функциональная совместимость включает физический уровень (например, проводная или беспроводная связь) и механизм передачи между различными сущностями системы ИВ или между различными системами ИВ, определенный как типовая модель на основе сущностей в [7]. Примеры транспортной функциональной совместимости на физическом уровне включают IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.11 (Wi-Fi), примеры протоколов включают TCP/IP, HTTP/S, AMQP (см. [б]) и MQTT (см. [7]).

• 5.3.3 Синтаксическая функциональная совместимость

Синтаксическая функциональная совместимость — это способность двух или более систем или устройств проводить обмен информацией на основе их синтаксисов, таких как форматы, правила и т. д. Примеры синтаксисов для информации включают OWL², RDFS³, UML¹⁴, XML¹⁵, JSON (см. [7]), АСН.1 (в соответствии с серией ГОСТ Р ИСО/МЭК 8824) и т. д.

• 5.3.4 Семантическая функциональная совместимость

Семантическая функциональная совместимость — это способность сущностей, проводящих обмен информацией, понимать значение модели данных в контексте предметной области. Концепции предметной области в системе ИВ варьируются и зависят от свойств соответствующих сущностей.

Семантическая функциональная совместимость основана на моделях данных обмениваемой информации. Модели данных зависят от свойств задействованных сущностей и функциональных возможностей интерфейсов между ними.

• 5.3.5 Поведенческая функциональная совместимость

Поведенческая функциональная совместимость достигается, когда результаты использования информации обмена соответствуют ожидаемому результату. Сущности ИВ спроектированы для определенной цели или задачи. Однако фактическое использование сущности другой сущностью может иметь цель, отличную от исходной, без нарушения других аспектов совместимости.

Поведенческая функциональная совместимость сущности ИВ определяется в описании интерфейса. Описание интерфейса включает декларацию интерфейса, часто в виде API. Декларация интерфейса определяет интерфейс в виде набора предоставляемых операций, а также входных и выходных данных для каждой операции. С точки зрения описания интерфейса, поведенческая функциональная совместимость требует предоставления дополнительной информации по ожидаемым результатам каждой операции, включая такие элементы, как предварительные условия, постусловия и любые последовательности операций, которые необходимы для успешного использования интерфейса. Аспект поведенческой функциональной совместимости абстрагируется от деталей реализации и описывает поведение сущностей ИВ независимо от представления.

Поведенческая функциональная совместимость является особенно важной, когда появляется новая версия определенной сущности (например, исполнительного устройства) с аналогичным интерфейсом. В этом случае, хотя семантические и синтаксические элементы интерфейса могут совпадать, поведение может отличаться, что приведет к непредусмотренным результатам.

• 5.3.6 Функциональная совместимость политики

Функциональная совместимость политики определяется как способность двух или более систем взаимодействовать в рамках правовых и организационных норм и принципов политики, применимых к участвующим системам.

Данный аспект включает правительственные законы и нормы, а также положения и условия политики, применяемой к пользователю ИВ или поставщику системы ИВ, а также организационную политику взаимодействия.

• 5.3.7 Аспектная модель функциональной совместимости ИВ

Аспектная модель функциональной совместимости ИВ приведена в таблице 1.

Таблица 1 — Аспектная модель функциональной совместимости ИВ [3]

• 5.4 Сложности функциональной совместимости ИВ

Одним из важных факторов функциональной совместимости ИВ является одинаковое понимание семантических и поведенческих аспектов, которые отражают концепции из области интересов.

Проблемы, связанные с семантикой данных, предполагаемым использованием и организационными сущностями людей и процессов, а также с ограничениями правовой или нормативной базы, как правило, решать гораздо труднее. Например, транспортная функциональная совместимость обеспечит передачу данных из одной системы в другую, но политические или нормативные ограничения сделают данные практически недоступными. Отсутствие соглашения о структурах управления может создавать юридические риски, которые препятствуют обмену данными (см. [3]).

Полная функциональная совместимость двух систем требует наличие функциональной совместимости для всех аспектов взаимодействия. Однако две системы могут успешно взаимодействовать, даже если функциональная совместимость достигнута не для всех аспектов. Например, в случае транспортной функциональной совместимости: если одна система взаимодействует с использованием протокола REST HTTP, а другая — с использованием протокола MQTT. В таком случае транспортная функциональная совместимость достигается с использованием адаптера протокола, такого как Сервисная шина предприятия (Enterprise Service Bus, ESB) (см. [3]).

В случае если две системы различаются по синтаксической функциональной совместимости, они могут взаимодействовать с использованием синтаксического транслятора. Примером синтаксического транслятора является отображение синтаксиса между данными, закодированными в XML, и данными, закодированными в JSON (см. [3]).

Однако в случае систем, которые отличаются по семантике данных, возникают значительные проблемы функциональной совместимости. Если две системы имеют разные типы сущностей данных, или значение сущностей данных различается в разных системах, то данные из одной системы могут не иметь значения или быть непригодными для использования в другой системе. Кроме того, может оказаться невозможным создание семантических адаптеров, которые позволят двум системам эффективно взаимодействовать. Возможно создание метаданных или семантических отображений для предоставления семантически эквивалентной формы (полной или частичной) (см. [3]).

Для достижения поведенческой функциональной совместимости необходимы процессы или деятельности взаимодействующих сущностей. В их отсутствие целевая сущность не может обеспечить функции и функциональные возможности, ожидаемые исходной сущностью. Отсутствие поведенческой функциональной совместимости между двумя системами может быть очень существенным препятствием для обеспечения полной функциональной совместимости между ними. Это означает, что фактическое поведение одной системы не соответствует ожиданиям другой системы, даже если совпадает функциональный интерфейс (или API) между системами. Возможно создание некоторой формы поведенческого адаптера для обработки поведенческих различий, но это может оказаться серьезной проблемой для более сложных поведенческих несоответствий.

Функциональная совместимость политики может стать одной из самых сложных и труднодостижимых, если между взаимодействующими сущностями возникают несоответствия. Если существует юридический запрет на подключение платформы ИВ к устройству ИВ, например, потому что платформа и устройство находятся в разных юрисдикциях, то платформа не может использовать это устройство, даже если все другие аспекты функциональной совместимости достигнуты. Политика поставщика платформы ИВ, касающаяся размещения данных (например, конфиденциальных данных), также может быть значительным препятствием для функциональной совместимости политики. В некоторых случаях проблемы функциональной совместимости политики могут быть решены путем перенастройки системы ИВ или изменения размещения сущностей в системе ИВ.

Для удовлетворения требований к функциональной совместимости требуется, чтобы процессы или деятельности сущностей систем ИВ были полностью согласованы с процессами или деятельностями других сущностей той же системы ИВ или других систем ИВ.

• 6 Характеристики ИВ для обеспечения функциональной совместимости

  • 6.1 Общие положения

В разделе 6 приведены характеристики систем ИВ, влияющие на функциональную совместимость. Эти характеристики относятся к семантическому, поведенческому аспектам и аспекту политики. 6

• 6.2 Характеристики системы ИВ
  
  6.2.1 Сетевые коммуникации

  С точки зрения сетевой коммуникации две сущности ИВ могут взаимодействовать, когда они используют одну и ту же инфраструктуру связи. Это включает как физическую среду, так и используемый протокол передачи. Сетевые коммуникации представляют транспортный аспект.

Если физическая среда двух сущностей не совпадает, то для обеспечения коммуникации могут использоваться сетевые промежуточные устройства, такие как маршрутизаторы и шлюзы. Если протокол передачи двух сущностей не совпадает, то может быть использован транслятор протокола.

• 6.2.2 Самоописание

Для коммуникации сущности ИВ с другими сущностями ИВ необходимо самоописание ряда элементов. Самоописание представляет синтаксический аспект.

Элементы включают:

• - определение интерфейса(ов);

• - описание сети (тип сети, идентификаторы оконечных точек);

• - возможности и параметры безопасности;

• - метаданные сущности, в том числе тип сущности, описание возможностей, ограничения.

• 6.2.3 Характеристики системы ИВ, не учтенные в функциональной совместимости

В настоящем стандарте не рассматривается управление и эксплуатация сети. Эти характеристики относятся к семантическому, поведенческому аспектам и аспекту политики.

• 6.3 Характеристики компонентов ИВ
  
  6.3.1 Обнаруживаемость

  Обнаруживаемость позволяет пользователям, платформам и другим устройствам находить как устройства в сети, так и возможности и службы, которые они предлагают, в любой определенный момент времени. Обнаруживаемость должна быть дополнена самоописанием (см. 6.2.2).

  • 6.3.2 Подключаемость к сети

Для обеспечения функциональной совместимости сетевых коммуникаций (см. 6.2.1) подключаемость к сети должна быть дополнена самоописанием (см. 6.2.2), таким как протокол связи.

• 6.3.3 Идентифицируемость

Идентифицируемость необходима для обеспечения функциональной совместимости одной системы ИВ с другими системами ИВ. Идентифицируемость может быть обеспечена несколькими типами уникальных идентификаторов.

• 6.3.4 Характеристики компонентов ИВ, не учтенные в функциональной совместимости

В настоящем стандарте не рассматриваются следующие характеристики компонентов ИВ для обеспечения функциональной совместимости:

• - компонуемость;

• - модульность;

• - возможность совместного использования.

• 6.4 Поддержка устаревших компонентов

Для обеспечения обратной функциональной совместимости должна быть поддержка платформ, протоколов, устройств, систем, компонентов, технологий или стандартов, которые устарели, но все еще используются.

• 6.5 Защищенность
  
  6.5.1 Конфиденциальность

  Между двумя функционально совместимыми системами ИВ должна быть обеспечена конфиденциальность.

  • 6.5.2 Целостность

Между двумя функционально совместимыми системами ИВ должна быть обеспечена целостность данных.

• 6.5.3 Защита персональной идентификационной информации

Между двумя функционально совместимыми системами ИВ должна быть обеспечена защита персональной идентификационной информации. Конфиденциальность влияет на поведенческий аспект и аспект политики.

• 6.6 Неоднородность

Неоднородность систем ИВ означает, что они могут иметь разные интерфейсы. Совместимость неоднородных систем ИВ может быть достигнута при помощи подходящих механизмов. Подходящие механизмы определяются аспектом функциональной совместимости. Например, в случае транспортной функциональной совместимости может быть использован адаптер протокола, такой как Сервисная шина предприятия (Enterprise Service Bus, ESB) (см. [3]). В случае если две системы различаются по синтаксической функциональной совместимости, они могут взаимодействовать с использованием синтаксического транслятора. В случае семантического аспекта возможно создание метаданных или семантических отображений для предоставления семантически эквивалентной формы (полной или частичной) (см. [3]). Для достижения поведенческой функциональной совместимости возможно создание некоторой формы поведенческого адаптера для обработки поведенческих различий.

• 6.7 Соответствие

Для поддержки функциональной совместимости политики между сущностями ИВ данные сущности ИВ должны соответствовать применимым нормативным требованиям.

• 6.8 Характеристики ИВ, не учтенные в функциональной совместимости

В настоящем стандарте не учтены следующие характеристики ИВ:

• - удобство использования, включая управляемость, четко определенные компоненты и гибкость;

• - надежность, способность к восстановлению и доступность;

• - характеристики данных: объем, скорость, достоверность, изменчивость и разнообразие;

• - масштабируемость;

• - доверие и доверенность.

• 7 Структура совместимых систем ИВ на основе типовой архитектуры ИВ

  • 7.1 Функциональная совместимость в системах ИВ и между ними

Структура функционально совместимых систем ИВ установлена в [7]. На рисунке 2 показаны взаимодействия, происходящие в системах ИВ и участвующих сущностях.

Рисунок 2 — Сущности и взаимодействия в системах ИВ

Типы взаимодействия включают:

• - взаимодействия между двумя системами ИВ, обозначенные стрелкой от блока «Одноранговая система ИВ» к блоку «Доступ и связь»;

• - взаимодействие между сущностями в отдельной системе ИВ, обозначенное всеми остальными стрелками.

Взаимодействия между сущностями в системе ИВ включают:

• - приложения и платформы с устройствами ИВ;

• - приложения и платформы со шлюзами ИВ;

• - шлюзы ИВ с устройствами ИВ;

• - приложения с платформами;

• - платформы с платформами;

• - системы управления с устройствами ИВ;

• - системы управления с ИВ-шлюзами;

• - системы управления с приложениями и платформами;

• - системы управления с пользовательскими устройствами.

Структура для функционально совместимых систем ИВ применима к основным взаимодействиям, указанным в 7.2.

• 7.2 Общее описание

В настоящем разделе приведена структура функциональной совместимости ИВ с точки зрения взаимодействий внутри и между системами ИВ, перечисленных в 7.1.

Для обеспечения функциональной совместимости между двумя системами должен быть обеспечен каждый из аспектов модели функциональной совместимости (см. 5.3).

Сущности ИВ функционально совместимы, если одна сущность ИВ может подключиться и использовать другую сущность ИВ. Для подключения к другой сущности ИВ сущность ИВ должна иметь информацию о целевой сущности ИВ, что может быть получено:

• - с помощью протокола описания;

• - с помощью службы реестра;

• - через ручную настройку использования сущности ИВ с использованием статической информации о целевой сущности ИВ.

Необходимые знания о целевой сущности ИВ включают в себя информацию об оконечной точке и интерфейсе оконечной точки:

• - информация о передаче, включая физический уровень и протокол(ы);

• - синтаксическая структура данных обмена;

• - семантическое значение данных обмена;

• - поведенческие аспекты сущности ИВ для каждой из операций интерфейса;

• - элементы политики, которые применяются к использованию сущности ИВ.

Целиком данная информация о взаимодействии с сущностью ИВ называется метаданными сущности ИВ. Следовательно, необходимы модели для описания метаданных сущности ИВ, имеющие отношение к оконечным точкам и интерфейсам сущностей ИВ.

На рисунке 3 показаны концепции функциональной совместимости сущностей ИВ, а именно продемонстрировано взаимодействие между двумя сущностями ИВ и обмен информацией. Целевая сущность ИВ предлагает оконечную точку с соответствующим интерфейсом, которая вызывается используемой сущностью ИВ. Необходимо, чтобы была обеспечена поведенческая функциональная совместимость процессов или деятельностей взаимодействующих сущностей. В ином случае целевая сущность не может предоставить функции и функциональные возможности, ожидаемые исходной сущностью.

Рисунок 3 — Концепции функциональной совместимости сущностей ИВ

Сущность ИВ может иметь несколько отдельных интерфейсов и предоставлять их на разных оконечных точках. Как правило, сущность ИВ имеет функциональный интерфейс, который предлагает 9

основные возможности сущности ИВ, и отдельный интерфейс управления, который позволяет управлять сущностью ИВ. Функциональная совместимость для функционального интерфейса может отличаться от функциональной совместимости для интерфейса управления.

Структура функциональной совместимости ИВ включает в себя модели сущностей ИВ, модели взаимодействия между сущностями ИВ и модели метаданных сущностей ИВ.

• 7.3 Функциональная совместимость сущностей ИВ

На практике многие взаимодействующие сущности ИВ являются функционально совместимыми. Это достигается, когда использование сущности ИВ спроектировано с учетом возможности использования определенной целевой сущности ИВ в качестве основного требования. Другое решение — это когда сущность ИВ и целевая сущность ИВ предназначены для использования определенного стандартизированного интерфейса для определенных возможностей.

В подобных случаях совместимых сущностей ИВ транспортный, синтаксический, семантический и поведенческий аспекты полностью совпадают между сущностью ИВ и целевой сущностью ИВ.

Реальное значение модели функциональной совместимости для систем ИВ применяется в случаях несоответствия использования сущности ИВ и целевой сущности ИВ. Модель функциональной совместимости предлагает подходы, которые могут быть использованы для преодоления несоответствий функциональной совместимости между двумя сущностями ИВ. В приложении А приведена более подробная информация о взаимодействии между сущностями.

Приложение А (справочное)

Высокоуровневая общая инфраструктура ИВ

В приложении А приведены модели инфраструктуры системы ИВ, которые могут быть использованы для обеспечения функциональной совместимости. На рисунке А.1 показано, как одна система ИВ может быть объединена с другой. Стрелки на рисунке А.1 отражают коммуникацию и обмен данными между системами ИВ, которые обеспечиваются добавлением RAID в каждую систему ИВ. Коммуникации и обмен данными одной системы ИВ с другой показаны на примере систем ИВ А, В и С на рисунке А.1.

Рисунок А.1 — Интеграция системы ИВ с другими системами

На рисунке А.2 общая инфраструктура ИВ представлена с системной точки зрения. На рисунке продемонстрировано, как для обеспечения функциональной совместимости могут быть интегрированы различные типы систем ИВ в вертикальных ASD через платформы ИВ на разных организационных уровнях (например, национальном, региональном, корпоративном, предприятия или глобальном).

Система ИВ может напрямую взаимодействовать с другими системами ИВ, когда их прямое взаимодействие оказывается взаимовыгодным. Система ИВ может получать доступ к службам, реализованным во внешних сторонних системах, таких как банковские и финансовые службы, медицинские службы, службы выставления счетов и т. д.

Линии на рисунке А.2 представляют возможность сетевого подключения, а серые круги представляют совместимые точки доступа (например, шлюзы ИВ).

Система ИВ 1

Система ИВ 2

Система ИВЗ

Система ИВ Л/

Службы и приложения вне системы ИВ: банки, финансовые институты, торговая площадка, независимые центры обработки (счета, платежи и т. д. кадровые агентства и т. д.

Q - точка доступа для других систем, организаций и платформ ИВ

Рисунок А.2 — Общая инфраструктура ИВ

Приложение ДА (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Таблица ДА. 1

Библиография

• [7] ISO/IEC 30141:2018 Internet of Things (loT) — Reference Architecture

• [2] ISO/IEC 21823-2 Internet of Things (Io T) — Interoperability for Io T systems — Part 2: Transport Interoperability

• [3] ISO/IEC 19941 Information technology — Cloud computing — Interoperability and portability

• [4] European Interoperability Framework (EIF). Доступно по веб-адресу:

https://ec.europa.eu/isa2/sites/isa/files/eif_brochure_final.pdf

• [5] Wang W.G., Tolk A., Wang W.P., The Levels of Conceptual Interoperability Model:

Applying Systems Engineering Principles to M&S (2009)

Доступно по веб-адресу: //arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0908/0908.0191.pdf

• [6] ISO/IEC 19464 Information technology — Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) v1.0 specification

• [7] ISO/IEC 20922 Information technology — Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) v3.1.1

УДК 004.738:006.354

Ключевые слова: информационные технологии, интернет вещей, совместимость систем, структура

Редактор Т.Н. Магала Технический редактор И.Е. Черепкова Корректор И.А. Королева Компьютерная верстка А.Н. Золотаревой

Сдано в набор 09.03.2022. Подписано в печать 17.03.2022. Формат 60x84%. Гарнитура Ариал.

Усл. печ. л. 2,32. Уч.-изд. л. 1,90.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении в ФГБУ «РСТ» , 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2.

¹

ИКТ — информационно-коммуникационная технология (Information and communication technology, ICT).

²

OWL — язык веб-онтологий, Web Ontology Language.

³

RDFS — язык описания словарей RDF-терминов, Resource Description Framework Schema.

*⁴ UML — унифицированный язык моделирования, Unified Modelling Language.

*⁵ XML — расширяемый язык разметки, extensible Markup Language.