На наших глазах стираются границы между традиционными отраслями связи, компьютерной техникой и массовой информационно-издательской индустрией. Предвестники нового Информационного Общества определяют яркими метафорами лавину перемен в окружающем нас мире аудиовизуальной и документальной информации - “цифровая революция”, “глобальная информационная инфраструктура”, “киберпространство”, “информационные супермагистрали”, “цифровые деревни”.
В то время как технологические контуры нового общества ярко описываются в технической литературе новомодными терминами типа Internet, ISDN, мультимедиа, WWW, VOD (видео по запросу), онлайновые системы, CD, гипертекст, виртуальная реальность, телемедицина и т. п., базовые принципы и законы жизнедеятельности будущего Информационного Общества остаются для нас в густом тумане предположений. В качестве иллюстрации отметим, что лишь в ноябрьском номере журнала Communications of the ACM1 начата серия публикаций, посвященных “цифровым деревням” (Digital Village), где анализируются общечеловеческие и коммунальные свойства будущих структур жизнедеятельности в Информационном Обществе и вводятся исходные понятия киберфилософии.
Организующая роль стандартов
Фундаментальные свойства будущей цифровой деревни - базовой коммунальной ячейки Информационного Общества - определяются как самоорганизуемость, интерактивность общения, импульсивность и свобода информационного взаимодействия людей, взаимопартнерство и соучастие в групповой целенаправленной деятельности. Сообщества индивидуумов будут динамично организовываться в группы по общим целям, интересам или социокультурным принципам близости независимо от географической или страновой позиции, используемой технической или своей словарно-языковой базы. Естественно, что в основе межперсональных коммуникаций будет лежать сложная сетевая технология и разнообразные способы представления и манипуляции информацией.
Стандарты коммуникаций, стандарты доступа и представления информации, стандарты взаимодействия систем и пользователей на прикладном уровне, стандарты функционирования коллективных ассоциаций, где членами могут быть как индивидуумы, так и “сетевые агенты” или knowbots (роботы знаний), составят фундаментальную легислативную базу будущего Информационного Общества. Это относится не только к стандартам взаимодействия компьютерных систем, но и ко всем правилам межперсональных коммуникаций и обмена информацией, включая нормы этики и безопасности. Очевидно, что с развитием технологий скорость смены поколений техники будет многократно превосходить темпы изменения стандартов, что предопределяет роль стандартов как скелетных частей Информационного Общества. Эта закономерность уже отчетливо проявилась в долгожительстве таких важных норм и стандартов, как ASCII, RS-232, X.25, RGB, CD-ROM и т. п.
Стандарты Информационного Общества важны не только как механизмы стабилизации и преемственности при технологических революциях. Стандартные информационные магистрали, так же как автотранспортные суперхайвеи, регулируют высокоскоростные массовые потоки данных и облегчают глобальные связи. Наряду со стабилизирующей и регулирующей важнейшей является и такая функция стандарта, как пример выверенного технического решения. Например, протокол TCP/IP, ставший стандартом “де-факто” в 90-х годах, послужил основой многих решений по интеграции распределенных вычислительных сетей. Следовательно, при развитии информационных супермагистралей и расширении прикладных областей роль стандартов будет возрастать.
Стандарты служат также эталонами при сертификации изделий на качество и соответствие (conformance testing). Так, в США около 300 телекоммуникационных продуктов, закупаемых для нужд правительственных организаций, прошли тестирование на соответствие стандартам GOSIP.
Информационное Общество обещает нам радужные перспективы мультимедиа информации и виртуальной реальности, где ключевая роль будет принадлежать многомерному и многоаспектному представлению данных, фантастическим возможностям управления данными любой структурной сложности и новым, воистину творческим методам компьютерного синтеза новых объектов информационного мира. Представление данных - это огромное многообразие типов, информационных элементов, способов отображения и существования во времени объектов, т. е. растущего множества мультимедийных артифактов. Если Природа за миллионы лет своими глубинными законами и процессами эволюционного развития привела мир неживой и живой материи в относительно разумный порядок, то Человек призван за несколько десятков лет создать на базе стандартов упорядоченный мир мультимедийных сущностей (артифактов) как высокоорганизованную информационную среду нового Общества. Организующая роль стандартов будет, безусловно, возрастать также с развитием мультимедийности и жизнеподобных свойств информационных объектов как псевдоразумных помощников человека во всех сферах жизнедеятельности.
В таблице 1 представлен укрупненный перечень информационно-коммуникационных служб и соответствующих стандартов компьютерных систем 90-х годов, определяющих главные направления перехода к Информационному Обществу. Сегодня уже ясны ключевые тенденции, определяющие развитие информационно-коммуникационных служб:
цифровизация связи; переход телевидения, телефонии, фотографии, видеозаписи и магнитной записи информации на цифровые методы кодирования, передачи и представления информации;
развитие персональных компьютерных систем, обладающих супермощностью, удобными графическими интерфейсами и “телепьютерными” возможностями;
повсеместное распространение компьютерных сетей типа Internet, появление универсальных мобильных (беспроводных) служб связи и “WWW-революция”;
конвергенция компьютерных, коммуникационных и телевизионных технологий и создание единого цифрового канала доступа к мультимедийной информации.
Очевидно, что конвергенция технологий невозможна без взаимоувязанных стандартов, т. е. взаимосогласованных как с точки зрения непротиворечивых и совместимых технических решений, так и композиций - групп стандартов, объединенных в функциональные профили или прикладные “пакеты стандартов”. Концепция совместимости и иерархической взаимосогласованности стандартов наиболее последовательно разработана в многоуровневых (7-уровневых в терминах ISO) архитектурах сетевых протоколов. Рис. 1 отражает общую точку зрения на иерархическую композицию стандартных протоколов, принятую в наиболее распространенных системах. В серии изданий “Технологии электронных коммуникаций”2 можно найти подробные описания многих телекоммуникационных стандартов и архитектуры OSI.
Другие принципы компоновки стандартных технических решений используются при создании интегрированных информационных систем. Например, сетевой мультимедиа сервер (типа Ncube, IBM Multimedia server, Microsoft Tiger) может использовать различные сетевые технологии (ISDN, ATM, TCP/IP, Ethernet) и определенные наборы стандартизированных мультимедиа технологий (MPEG2, Indeo, QT). Такие группировки стандартов, образуемые для решения прикладных задач, называются функциональными профилями стандартов. Термином GOSIP (Government OSI Profile) обозначается широкий набор телекоммуникационных стандартов, принятых на национальном уровне в качестве общей технологической платформы государственных систем связи. В США, Великобритании и частично в России идеи GOSIP развиваются уже в течение 5 - 7 лет.
Как создаются стандарты
В мировой практике стандартизации сосуществуют несколько взаимодополняющих и в то же время конкурирующих подходов. Стандарты “де-факто” возникают вследствие доминирования на мировом рынке определенных технических решений: MS-DOS, SQL, TCP/IP, HTTP и многие другие общепризнанные технологии. Стандарты могут появляться в результате активности промышленных групп или соглашений крупных производителей, стремящихся “застолбить” передовые технологии и оказать влияние на мировой рынок. Таким образом появились стандарты VHS, CD-ROM, DVD.
При целенаправленной разработке стандартов используются на практике два подхода: “снизу-вверх”, когда стандартизация закрепляет апробированные технические решения, и “сверху-вниз”, когда авторитетный международный орган (ISO, ITU, IEEE) ведет многоэтапную разработку стандарта по технологии: “предложения о стандарте”, “проект стандарта”, “стандарт”. Успешное развитие сети Internet, когда решающее значение имели темпы внедрения новых протоколов и общее международное признание на инженерном уровне, подтвердило многие преимущества подхода “снизу-вверх”. Однако успеху Internet очень сильно способствовала уникальная ситуация, когда небольшая группа высокопрофессиональных и высокомотивированных исследователей во главе с Винтоном Серфом в короткие сроки разработала эффективные технические решения и параллельно строила “демократическую” структуру Internet. Все технические решения Internet закреплялись в общедоступных документах RFC и после апробации оперативно получали статус стандартов Internet. Группа Internet Engineering Task Force (IETF) планирует, координирует и ведет разработку стандартов. Для подготовки стратегических решений позднее был образован Internet Architecture Board - Совет по архитектуре Internet, однако влияние этого органа на развитие Internet оказалось значительно слабее, чем технических стандартов и начальных общих организационных принципов.
Подход “сверху-вниз” многими экспертами признается как несоответствующий требованиям динамичной рыночной экономики. Коммерческие факторы начинают разрушать классический процесс международной стандартизации, принятый в ISO, ITU, IEC и других организациях. Успехи таких стандартов де-факто, как UNIX, Windows, TCP/IP, подтверждают практические преимущества подхода “снизу-вверх”. В настоящее время благодаря WWW-технологии разработка стандартов значительно ускоряется и становится более открытой для учета мнений всех заинтересованных стран. При стандартизации Internet уже с 1992 г. используется для заседаний IETF технология мультивещания (Mbone).
Роль стандартов в национальной информационной инфраструктуре (NII) США
В технической политике NII определяющую роль играют стандарты Internet, разрабатываемые в рамках IETF, входящей в организационную структуру Internet Society. В то же время и относительно параллельно на базе международных стандартов ISO по семейству сетевых протоколов OSI в США были разработаны национальные версии этих стандартов, вошедшие в набор GOSIP. Стандарты GOSIP поддерживаются NIST (National Institute of Standards and Technology). Для локальных сетей типа Ethernet, Token-Ring или шины DQDB разработку стандартов ведут рабочие группы, координируемые IEEE. Новые и быстро развивающиеся стандарты для ATM (асинхронного метода передачи) подготавливаются двумя организациями: АТМ Forum и ITU (International Telecommunications Union). Стандарты для телевизионной промышленности разрабатываются организациями США - Society of Motion Picture and Television Engineers и Advanced Television System Committee, а также ITU.
В качестве начальных стандартов NII планируется выбрать следующие:
- электронная почта,
- передача файлов,
- информационные справочники,
- справочники ресурсов,
- электронный обмен данными.
Важнейшими первоочередными прикладными стандартами объявляются:
- взаимосвязь офисных систем,
- видеотелефония/“разделение экранов” (screensharing),
- форматы сложных документов,
- усовершенствованные функции защиты данных
- взаимосвязь с широкополосными сетями данных (например, ATM).
В США ключевую роль в стандартизации NII играет IISP (Information Infrastructure Standards Panel), образованный в рамках ANSI. В настоящее время IISP объявил о публичном рассмотрении первых 16 проектов стандартов NII (тексты можно получить из http://www.ansi.org/iisp/iisphome.html).
Программа стандартизации NII базируется на ряде новых концепций, что резко контрастирует с многоэтапной архитектурой OSI/ISO. Центр тяжести переносится в область сетевых интерфейсов, чтобы освободить прикладные службы от оков тяжелых в реализации универсальных стандартов.
Пользователь воспринимает сетевые услуги, например, Internet только в своей “клиентской” машине. Сложные протокольные механизмы находятся “внутри” сетей и с точки зрения стандартизации находятся под контролем международных органов типа ISO, ITU, IETF и других. Прикладные функции и интерфейсы фактически все больше выходят за пределы сетей и реализуются либо непосредственно в персональном компьютере, либо в локальной корпоративной сети. Это означает, что массивные и длительные процессы стандартизации не могут уследить за динамикой прикладных служб и не в состоянии в принципе контролировать многие интерфейсы и прикладные характеристики на стороне пользователя. Стратегический подход к этой проблеме в рамках NII намечен как создание Открытой сети данных (ODN), где стандартизируются прежде всего прикладные интерфейсы и обеспечивается открытая среда для развития прикладных служб.
Европейский подход
В известном докладе Бангемана - главного “информационного” политического деятеля Европейской Комиссии “Европа и Глобальное Информационное Общество” взаимосвязь сетей и взаимодействие прикладных систем объявлены критическими условиями создания глобального информационного общества. В Европе в 1988 г. был образован общеевропейский институт по стандартизации ETSI - European Telecommunications Standards Institute, который проводит активную координационную политику и непосредственно разрабатывает стандарты для Европейской Информационной Инфраструктуры. На международном уровне ISO/IEC (совместный орган - JTC1) организовал целевой комитет по вопросам Глобального Информационного Общества, который проводит в 1996 г. специальный семинар по этой проблеме. В области прикладных служб широкий фронт работ координирует EWOS.
В Европе активную роль, кроме ETSI и EWOS, играют ECMA, CEN и X/Open. В конце 1995 г. европейский опыт по стандартизации информационных и коммуникационных технологий обобщен в энциклопедическом справочном издании3. Европейские структуры, прежде всего ETSI, обладают большим информационным потенциалом, сильно поддерживаются Европейской Комиссией и открыты для взаимодействия с российскими организациями.
Проблемы и новые подходы
Стандартов в области информационных и коммуникационных технологий стало очень много благодаря активной работе различных институтов и групп по стандартизации (табл. 2). Стандарты ISO, представляющие наиболее полные и детально разработанные технические решения, считаются в то же время громоздкими и часто избыточными, и следовательно, дорогостоящими в реализации. Процесс разработки и юридического оформления стандартов ISO и ITU часто затягивается до 35 лет.
Из-за сложности процесса согласования стандартов на общемировом уровне более успешными оказываются динамичные региональные или промышленные группы - IETF, X/Open, ECMA, EWOS и др. Процесс подготовки стандартов сокращается до 12 лет, однако разнообразие стандартов еще более возрастает. С другой стороны, в ряде очень важных областей (медицинские, транспортные, резервирования билетов и другие информационные системы) эксперты отмечают большие потребности в международных стандартах.
Новые подходы к стандартизации проявляются в двух параллельных тенденциях: концентрация усилий в узких областях (медицина, налоговые службы, торговля по каталогам, платежные карточки) и упрощение сетевых архитектур и стандартизация структур взаимодействия прикладных служб. Общая архитектура взаимодействия прикладных и коммуникационных служб укрупняется в три блока (рис. 2): прикладные службы, сетевая интеграция и распределенные сетевые ресурсы. В качестве универсального механизма взаимодействия прикладных служб принимается эталонная модель распределенной обработки транзакций (DTP). На рис. 3 показана эталонная модель DTP, предложенная X/Open. Различные прикладные процессы в оконечной системе (хост-системе или клиентской машине) могут взаимодействовать как локально, например с общей базой данных, так и в распределенной обстановке с удаленными процессами. ТМ отвечает за координацию прикладных процессов (завершение по определенным условиям, откаты, восстановление, синхронизация процессов). ТХ (Transaction Demarcation) является стандартным API-интерфейсом взаимодействия прикладной программы с ТМ. Менеджер коммуникационных ресурсов (CRM) позволяет локальным АР обмениваться прикладными данными с АР-партнером или ТМ (обмен управляющей информацией транзакции). X/Open регламентирует три коммуникационные парадигмы:
XATMI - клиент-серверное взаимодействие,
TxRPC - удаленный вызов процедур,
CPI-C - диалоговый режим взаимодействия.
На основе этой логической системы стандартных коммуникационных объектов унифицируется структура сложных прикладных процессов разной природы.
Новая большая область стандартизации формируется в связи с развитием мультимедиа-технологии. В последние годы начался активный процесс отбора технических решений, связанных с представлением мультимедиа-объектов и их обработкой на различных платформах (PC, Macintosh, Silicon Graphics, Avid, Intel и др.). В таблице 3 приведены примеры различных фирменных и международных стандартов в области мультимедиа. Однако следует признать, что эта область остается еще полностью открытой для новых технологий и будущих стандартов.
Заключительные соображения
В последние годы активность стандартизирующих институтов и групп существенно возросла под влиянием новых требований и больших финансовых инвестиций в программы создания Глобальных/Национальных Информационных Инфраструктур в США, Европе и Японии. ISO/TEC JTC1 также образовал специальный комитет по вопросам Глобального Информационного Общества. В США ключевым органом по разработке архитектурных решений и стандартов NII стал с июля 1994 г. IISP (Information Infrastructure Standards Panel), действующий в рамках ANSI. IISP под лозунгом “Конкуренция без хаоса может быть достигнута только через стандарты” создал 5 проблемных групп, которые анализируют потребности в стандартах и определяют ключевые области стандартизации. Среди приоритетных областей выделены: электронные издательства; электронные развлечения (entertainment); образование; медицина и здравоохранение; взаимодействие прикладных служб.
В ближайшие 23 года процесс международной стандартизации значительно ускорится благодаря новой технологии работ по стандартизации на основе телеконференций и WWW-серверов, хранящих проекты стандартов и замечания экспертов. Для России, только осознающей роль Национальных Информационных Инфраструктур в процессах мировой интеграции, с принятием страны в Совет Европы 25 января 1995 г. появляются реальные возможности успеть еще сесть в быстро уходящий поезд. Прежде всего нужна свежая и профессиональная информация о том, что происходит в мире в области стандартизации. Поэтому мы планируем в следующих выпусках PC Week/RE остановиться на более подробном описании стандартов по ключевым областям NII.
Юрий Горностаев
С развитием технологий скорость смены поколений техники будет многократно превосходить темпы изменения стандартов, что предопределяет роль стандартов как скелетных частей Информационного Общества
