Концептуальные модели и уровни абстракции

Раздел раскрывает принципы построения рамки программно-определяемых сред (SDE). Цель подхода — согласовать бизнес-процессы, рабочие нагрузки и вычислительные ресурсы через систему уровней абстракции, политик и механизмов оптимизации.

Политико-ориентированная абстракция рабочих нагрузок

Рабочие нагрузки формируются из бизнес-процессов, включающих:

Системы учёта — транзакционные модули (например, ERP или базы заказов);
Системы взаимодействия — каналы связи с клиентами (порталы, CRM, оповещения);
Системы анализа — аналитика, прогнозирование, машинное обучение.

Пример — процесс от запроса до оплаты:

получение коммерческого запроса или заказа;
оформление и согласование договора;
выставление счёта, контроль оплаты и задолженности;
автоматизация повторяющихся шагов через роботизацию процессов (RPA).

Каждый шаг бизнес-процесса связан с приложениями разного типа — учётными, коммуникационными и аналитическими. Все они создают нагрузку, требующую координированного управления.

Абстракция и моделирование нагрузок

Нагрузки описываются с учётом:

доступных вычислительных, сетевых и дисковых ресурсов;
требований к времени отклика, надёжности и доступности;
контекста выполнения — приоритет, резервирование, миграция.

Ранее подобные модели реализовывались в архитектуре Model-Driven Architecture (MDA) с помощью UML и XML. В программно-определяемых средах применяется модель политик, где каждая нагрузка описывается набором правил и условий работы.

- Политики определяют требования по скорости, доступности, миграции и балансировке. - Контексты выполнения учитывают приоритет и текущее состояние среды, обеспечивая динамическое распределение ресурсов.

Абстракция ресурсов и инфраструктура по возможностям

Абстракция по возможностям (вместо жёсткой привязки к оборудованию) делит ресурсы по их характеристикам и назначению.

Тип ресурса	Основное свойство	Применение
Узлы с высокой скоростью обмена памятью	Работа с большими массивами данных	Аналитика, машинное обучение
Узлы с высокой скоростью обработки	Минимальные задержки, ограниченные потоки	Учётные системы, базы заказов
Многопоточные серверы	Массовая параллельная обработка	Аналитика, отчётность
Энергоэффективные микросерверы	Компактность, распределённость	Интернет вещей, лёгкие веб-службы
Хранилища высокой производительности	Быстрый ввод-вывод и резервирование	Базы данных, резервное копирование

Такой подход устраняет зависимость от конкретной архитектуры (x86, ARM и др.) и концентрируется на реальных возможностях: скорости, устойчивости, энергоэффективности и латентности.

Интеграция вычислений, связи и хранения

Все ресурсы объединяются в единый управляемый контур — программно-определённую инфраструктуру, где вычисления, связь и хранение действуют согласованно.

```mermaid flowchart TD

A[Политики нагрузок] --> B[Абстракция возможностей]
B --> C[Вычислительные ресурсы]
B --> D[Сетевые ресурсы]
B --> E[Ресурсы хранения]
C & D & E --> F[Единый контур управления]
F --> G[Динамическая оркестрация]

В результате формируется виртуальная инфраструктура, где все компоненты координируются через общий центр управления. Возможна организация зон устойчивости, кластеров и резервных сегментов для обеспечения надёжности.

Непрерывная оптимизация

Программно-определяемая среда обеспечивает постоянную адаптацию и оптимизацию, связывая показатели бизнес-процессов с состоянием инфраструктуры.

$$ SDE = f(\text{Показатели эффективности}, \text{Возможности ресурсов}, \text{Политики управления}) $$

Пример — процесс от закупки до оплаты:

этапы: запрос предложений, заказ, приёмка, оплата;

ключевые показатели: доступность, точность, время отклика, надёжность.

Каждый показатель преобразуется в требования к ресурсам: доступность узлов, пропускная способность каналов, резервирование данных.

- Показатели отслеживаются на уровне приложений и инфраструктуры. - При отклонениях среда автоматически перераспределяет ресурсы. - Оркестратор выбирает сценарий с наилучшим соотношением затрат, скорости и устойчивости. - Цель — непрерывная оптимизация без остановки сервисов.

Ключевые идеи

Модель строится на политико-ориентированном описании нагрузок.

Ресурсы классифицируются по их возможностям, а не по типу оборудования.

Инфраструктура объединяет вычисления, связь и хранение в единую систему.

Показатели бизнеса напрямую связаны с параметрами ИТ-среды.

Основная цель — гибкость, предсказуемость и полная загрузка ресурсов.