РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ИНТЕГРАЦИОННОЙ СРЕДЫ КРОССПЛАТФОРМЕННЫХ МОБИЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ С КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ

Копытов В.В.¹ Шульгин А.О.² Федоров С.А.³

¹Доктор технических наук, ²Кандидат технических наук, ³Аспирант, Северо-Кавказский федеральный университет

РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ИНТЕГРАЦИОННОЙ СРЕДЫ КРОССПЛАТФОРМЕННЫХ МОБИЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ С КОРПОРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ

Аннотация

В статье рассмотрена концептуальная архитектура взаимодействия корпоративной информационной системы с кроссплатформенными мобильными приложениями и базовые элементы инфраструктурного слоя, необходимые и достаточные для функционирования интеграционной среды.

Ключевые слова: кроссплатформенность, мобильное приложение, информационная система, облако.

Kopytov V.V.¹ Shulgin A.O.² Fedorov S.A.³

¹PhD in Engineering, ²PhD in Engineering, ³Postgraduate stuent, North-Caucasus Federal University

DEVELOPMENT OF THE ARCHITECTURE INTEGRATION ENVIRONMENT CROSS-PLATFORM MOBILE APPLICATIONS WITH CORPORATE INFORMATION SYSTEMS

Abstract

The article describes the conceptual architecture of interaction of the corporate information system with cross-platform mobile applications and basic elements of the infrastructure layer, required and sufficient for the integrational environment functioning.

Keywords: cross-platform, mobile application, information system, cloud

Добавление в состав корпоративной информационной системы (КИС) мобильных приложений, существенно расширяющих пространство функционирования за счет смартфонов, фаблетов, планшетов и других мобильных устройств, приводит к расширению технологического состава и функций системы. Для терминологической унификации в рамках данной статьи под интегрированной корпоративной информационной системой (интегрированной КИС) понимается набор программно-технологических средств, обеспечивающих интегрированное функционирование комплекса программных средств корпоративной информационной системы и мобильных приложений для различных платформ или кроссплатформенных [1].

Интегрированная КИС уже может обеспечивать работу персонала за пределами офиса или здания за счет использования современных технологий обеспечения доступа к внутрикорпоративным системам и базам данных при использовании личных или рабочих мобильных устройств. При этом необходимо учесть разнообразие платформ рынка мобильных устройств. Одним из вариантов оптимизации времени разработки мобильных приложений является выбор одной мобильной платформы, для которой и будет разрабатываться мобильное приложение в рамках интегрированной КИС. Но это, в свою очередь, добавляет дополнительные ограничения и ставит под вопрос целесообразность данного частного решения. При разработке комплекса мобильных приложений, охватывающих большинство платформ, требуются большие временные затраты на этап разработки и тестирования каждого мобильного приложения в отдельности.

Другим решением оптимизации времени разработки мобильных приложений под разные платформы является использование альтернативного подхода, позволяющего разрабатывать кроссплатформенные приложения для различных мобильных платформ.

Настоящее исследование выполнено в рамках реализации ПНИ по теме «Разработка кроссплатформенной технологии построения мобильных приложений с заданными контурами интеграции для повышения функциональной и ресурсной эффективности корпоративных информационных систем» в рамках ФЦПИР 2014-2020 (уникальный идентификатор прикладных научных исследований RFMEFI57614X0066).

Существующие на данный момент способы и технологии организации взаимодействия программных продуктов подходят для высокоуровневой организации взаимодействия различных гетерогенных информационных систем. Однако при их использовании необходимо учитывать некоторые особенности особого класса приложений, такого как мобильные приложения. К таким особенностям следует отнести, слабую аппаратную составляющую оборудования, на котором используются мобильные приложения и низкую пропускную способность каналов связи, вследствие чего на клиентском приложении невозможность выполнить ресурсоемкие вычисления или осуществить хранение, прием и передачу результатов промежуточной обработки данных. Также к числу таких особенностей следует отнести предметную область использования мобильного приложения с вариацией способа доставки данных и массовость конечного продукта.

Одной из возможностей решения быстрой разработки кроссплатформенных мобильных приложений для взаимодействия с КИС является выделение однотипных для различных КИС технологий, принципов и процессов в единую программно-технологическую платформу (фреймворк). Уменьшение временных затрат при разработке мобильных приложений с использованием кроссплатформенного фреймверка заключается в отделении всех процессов, не связанных с особенностями мобильной платформы, в отдельный поток и реализация этого потока только один раз. Данный подход позволяет разово разработать общую платформу, на основании которой и будут в дальнейшем строиться различные интегрированные КИС.

Рассмотрим концептуальную схему платформы быстрого построения кроссплатформенных мобильных приложений для построения интегрированных КИС, представленную на рисунке 1.

Архитектура интегрированной КИС включает в себя следующие составные блоки:

• корпоративная информационная система;
• подсистема расширений КИС;
• частное облако вычислительных ресурсов;
• мобильные приложения.

Рис. 1 – Концептуальная архитектура интегрированной КИС

Подсистема расширений КИС представляет собой пакет программных средств преобразования данных и процессов, находящихся в составе КИС, в соответствующие идеологии и требованиям кроссплатформенной технологии данные и процессы. Подсистема расширений, в зависимости от типа и архитектуры КИС, может собой представлять, как монолитное программное обеспечение с использованием того же стека технологий, так и распределенный слабосвязанный комплекс служб и сервисов, обеспечивающий механизмы преобразования данных.

Частное облако – это инфраструктура вычислительных мощностей компании, предназначенная только для использования в рамках интегрированной КИС. Потребителями ресурсов частного облака является КИС, подсистема расширений КИС и сами мобильные приложения. Используется модель обслуживания «Инфраструктура как услуга» (IaaS), обеспечивающая самостоятельное управление ресурсами обработки, хранения и доступа к информации. Основными требованиями к частному облаку является её высокая надежность и доступность как со стороны корпоративной информационной системы, так и со стороны мобильных приложений. При этом частное облако является частью общей вычислительной сети компании, использующей технологии виртуальных частных сетей поверх сети Интернет (virtual private networks). Отдельные компоненты частного облака должны предоставлять сервисы для подключения различных ресурсов сети Интернет (социальные сети, базы и банки данных, почтовые сервисы и т.д.).

Мобильные приложения являются исполняемыми программными модулями, разработанными с использованием кроссплатформенной технологии для различных мобильных платформ. К популярным платформам (экосистемам) можно отнести Android (Google), iOS (Apple), WindowsPhone (Microsoft), менее популярные платформы это BlackberryOS (RIM), Bada (Samsung), SymbianOS (Nokia). Между различными платформами существенно различается реализация транспортного слоя доступа к данным частного облака, а также пользовательский интерфейс и способ взаимодействия с человеком. Все различия продиктованы теми или иными особенностями операционных систем, используемыми средами функционирования, способами доступа к ресурсам и требованиями разработчиков платформ.

Среди всего объема данных, оперируемых в интегрированной КИС, можно выделить три основных потока: учетные записи, данные и уведомления. Данные потоки имеет смысл разделять между собой и описывать отдельно по причине больших различий между собой. Прежде всего, различия кроются в модели доступа к ним со стороны мобильных приложений и способах обработки данных. Менее существенные различия заключаются в направлении передачи, потребности в хранении и т.д. Кроме этого, блоки данных по-разному представляются пользователю для визуализации.

Учетные записи являются компонентом подсистемы безопасности КИС, обеспечивающим аутентификацию и идентификацию пользователей системы. В интегрированных КИС должны использоваться те же механизмы проверки пользователей и разграничения доступа, что и в настольных приложениях. Различается только модель аутентификации за счет наличия его в единственном экземпляре в КИС и менее доверенная среда исполнения – операционная система мобильного приложения. В связи с этим используются специальные средства обработки и хранения учетных данных, такие как: ключи сессии, временные токены авторизации и сертификаты подписи.

К потоку данных в интегрированных КИС относится процесс обмена основной обрабатываемой информацией, такой как: данные учетных систем, статистическая, качественная и количественная информация, различная оперативная информация, финансовая и производственная документация, информация о ресурсах и т.д. Основной моделью взаимодействия КИС и мобильных приложений является модель «запрос-ответ». При этом чаще всего пассивной стороной (сервером) в такого рода взаимодействии выступает КИС. Немаловажная возможность мобильных приложений является функция ввода новой информации в банки данных КИС, при этом модель взаимодействия остается такой же за исключением большего объема данных в запросе.

Уведомления и сообщения, хоть и частично можно отнести к потоку данных, тем не менее являются отдельным потоком по причине совершенно другой модели функционирования и решаемой основной задачи. Поток уведомления предназначен для передачи информации со стороны КИС в мобильное приложение, когда КИС является инициатором сообщений. В этом случае мобильное приложение является пассивным компонентом в понимании клиент-серверной архитектуры. Для такого рода взаимодействия используются так называемые push-технологии в соответствии со следующими шаблонами (паттернами) PUSH-PULL и PUB-SUB. PUSH-PULL паттерн основан на процедурах помещения (push)и получения (pull) сообщения из очереди, и наличии постоянно действующих компонентах (worker)для чтения очередей. PUB-SUB паттерн подразумевает наличие процедуры подписки (subscribe) конкретного приложения на получение сообщений из очереди, а при необходимости отправки публикации (publish) в эту очередь отправителем.

Данный поток используется для доставки сообщений пользователям в рамках оперативной деятельности, срочного информирования и оповещений, осуществления коммуникаций, передачи извещений и событий. Характеристики и особенности канала доставки сообщений могут существенно варьироваться в зависимости от производственной необходимости, например, по скорости: мгновенно, в рамках времени жизни, при появлении связи, без ограничения; по охвату: unicast, multicast, broadcast, geocast, anycast; по предоставлению: текст, изображение, аудио, видео, комплексное и т.д. В зависимости от типа мобильной платформы способ уведомления пользователей о поступлении сообщений в приложение и принцип обмена данными с частным облаком может существенно отличаться.

Основным достоинством описанной технологии является дополнение функционала КИС до работы с мобильными приложениями без изменения ее внутренней архитектуры. Благодаря этому расширение КИС возможно не только на этапе разработки КИС, но и при успешном функционировании на протяжении длительного времени, что позволяет осуществить процесс расширения до интегрированной КИС, без нарушения работоспособности существующей КИС.

Предложенная технология построения интеграционной среды для кроссплатформенных мобильных приложений учитывает современные принципы коммуникации и технологической интеграции, обеспечивая улучшение потребительских свойств и снижение временных затрат на создание и эксплуатацию.

Ключевыми преимуществами предложенных решений являются:

• гетерогенность, обеспечиваемая совместимостью технологических решений облачных сервисов;
• кроссплатфоменность на стороне мобильных устройств, заключающаяся в минимизации функционального кода и использовании приложений-контейнеров;
• снижение стоимости разработки и поддержки набора приложений для популярных мобильных операционных систем;
• снижение временных затрат на разработку функциональной части мобильных приложений за счет использования унифицированного описания бизнес-логики в составе описанных моделей в облачной инфраструктуре.

В тоже время использование данного подхода оправдано только при необходимости разработки мобильных приложений сразу для нескольких мобильных платформ.

Основными зависимостями при использовании данного подхода являются:

• использование дополнительного звена в виде облачной инфраструктуры
• дополнительное изучение конструктивных особенностей и способов взаимодействия с программно-техническим комплексом (фреймворком).

Литература

1. Mikhail Y. Evaluating the potential of developing cross-platform mobile applications // Master of Science Thesis, Gothenburg, Sweden 2013, 31 p.
2. Брауде Э. Технология разработки программного обеспечения. — СПб, ПИТЕР, 2009. – 655 с.
3. Фаулер М. Архитектура корпоративных программных приложений.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. — 544 с. ISBN 5-8459-0579-6
4. Levy A.Y. Logic-Based Techniques in Data Integration. Logic-based Techniques in Data Integration. In: Logic Based Artificial Intelligence. Edited by J. Minker. – Kluwer Publishers, 2000.

References

1. Mikhail Y. Evaluating the potential of developing cross-platform mobile applications // Master of Science Thesis, Gothenburg, Sweden 2013, 31 p.
2. Braude Je. Tehnologija razrabotki programmnogo obespechenija. — SPb, PITER, 2009. – 655 s.
3. Fauler M. Arhitektura korporativnyh programmnyh prilozhenij.: Per. s angl. — M.: Izdatel'skij dom «Vil'jams», 2006. — 544 s. ISBN 5-8459-0579-6
4. Levy A.Y. Logic-Based Techniques in Data Integration. Logic-based Techniques in Data Integration. In: Logic Based Artificial Intelligence. Edited by J. Minker. – Kluwer Publishers, 2000.