Шина данных что это: зачем нужна и как работает

Статья «Шины данных и интеграции. Musthave цифровой трансформации бизнеса. ESB шина данных. Интеграция 1С»

В данной статье предлагаем рассмотреть шины данных, интеграции и другие трендовые инструменты, которые используются для создания современных IT-архитектур.

Тренд на микросервисную архитектуру

В последние годы микросервисные IT-архитектуры активно конкурируют с монолитными, минусы которых стали очевидными с течением времени. Микросервисы же нейтрализуют свои недостатки за счёт новых технологий и подходов.

Некоторые заказчики до сих пор считают, что вести весь учёт в единой системе спокойнее и дешевле. Но рынок меняется, и мы видим, как затраты на поддержание микросервисной архитектуры становятся сравнимы с поддержанием неповоротливого монолита. Рынок IT пришёл к тому, что интеграция – это нестрашно. И самое главное – микросервисная архитектура позволяет бизнесу быстрее меняться, что крайне важно в наших реалиях.

Если есть два решения, которые хорошо выполняют свои задачи и дополняют друг друга, внедряйте оба эти решения. 20 решений? Значит внедряйте 20 решений. Обмен между системами будет осуществлён при помощи шин данных, которые и были созданы для выполнения таких задач.

Что из себя представляют шины данных – системы класса ESB

Шины данных – инструмент повышения надёжности интеграций и снижения издержек на их разработку и сопровождение.

Они выполняют следующие функции:

• 
  Гарантия доставки сообщений.

• 
  Асинхронный обмен данными.

• 
  Мониторинг состояния интеграций и визуализация топологии.

Обмен с использованием шин данных происходит на базе событий:

Пользователь завёл документ –> документ в режиме реального времени попал в интегрированную систему

Благодаря этому постепенно отмирает необходимость выгрузки данных.

Мы делим шины данных на две группы – монолитные и компонентные ESB-решения.

Монолитные ESB-решения

В монолитных решениях единый комплекс программ реализует все функции шины данных.  

Монолитные шины данных:

• 
  Microsoft BizTalk

• 
  Oracle ESB

• 
  SAP ESB

• 
  Mule

• 
  Apache NIFI

ESB-монолиты отечественного производства:

• 
  Datareon – российское решение не на платформе «1С», но писалось в том числе и для того, чтобы работать с 1С. Само по себе довольно универсальное.

• 
  1C:Интеграция

• 
  1С:2is

• 
  1С:Шина

Преимущества ESB-монолитов:

• 
  Можно внедрить силами интегратора, не привлекая свои трудовые ресурсы.

• 
  Как правило, имеют мощную визуализацию топологии.

• 
  Могут внедряться в nocode-варианте – настройка происходит в графическом интерфейсе программы.

Однако такие решения обойдутся бизнесу дороже компонентных: цена будет включать в себя стоимость самого продукта, обучение и время сотрудников, которое будет тратиться на поддержку ESB-монолита.

Компонентные ESB-решения

Компонентные шины данных состоят из отдельных модулей (компонентов), каждый из которых выполняет определённую функцию:

• 
  ETL/ELT-модули – трансформируют сообщения.

• 
  Брокеры сообщений – диспетчеризируют сообщения, обеспечивают асинхронный обмен.

• 
  Коннекторы к базам данных – нужны для того, чтобы транспорт сообщений и база данных могли «общаться».

• 
  Визуальная среда – обеспечивает наглядный мониторинг за производительностью и состоянием интеграций.

Компонентные шины данных прижились в 1С среде и нашей практике.

Преимущества компонентных шин данных:

• 
  Большинство из компонентов – это бесплатные open-source-решения.

• 
  Администрирование каждого компонента может выполнять та или иная служба, нет необходимости выделять целое подразделение под поддержание работы шины данных.

Из минусов – требуют более вдумчивого подхода. Здесь нет универсальных способов и внедрений «по шаблону»: под каждый проект нужно грамотно подбирать эти инструменты.

Наша разработка – компонентная шина данных на базе RabbitMQ

RabbitMQ – транспорт сообщений. Он знает, от кого получить, что передать и в каком формате. Полностью поддерживает событийную интеграцию – большое количество небольших сообщений в момент времени.

Форматом обмена данными в нашем случае выступает популярный в 1С-среде Enterprise Data. Единый формат обмена – это удобно, потому что в таком случае не надо учить системы работать друг с другом.

У нас системы подчиняются одному формату, но это необязательно: RMQ поддерживает много форматов обмена данными, например, взаимодействие с внешними контрагентами и сервисами можно реализовывать на JSON, XML или Excel.

Помимо RMQ и универсального формата обмена данными, в нашей ESB-системе есть средства для визуализации обменов и средства для интеграционных тестов. При разработке, внедрении и дальнейшей поддержке информационной системы, например, 1С:ERP, мы непрерывно формируем сценарные тесты по интеграциям, тем самым заранее учим системы понимать, что такое успешный обмен. В нашем случае обмены тестирует Ванесса – инструмент сценарного тестирования, написанный на языке Gherkin.

Даже если документ пришёл из одной системы в другую, он мог быть неправильно трансформирован или неправильно проведён – это и проверяет Ванесса. Если возникла ошибка, администратор шины данных увидит её ещё до того, как рабочая среда информационных систем обновится. Так мы обеспечиваем высокую надёжность и бесконечную горизонтальную масштабируемость решения.

Преимущества нашего решения:

• 
  Нет высоких затрат на добавление новой системы

• 
  Поддержка небольшим количеством трудовых ресурсов

• 
  Низкая стоимость владения

• 
  Высокая производительность

Для эффективного обмена Rabbit MQ с продуктами «1С» используют специальные адаптеры. Мы работаем со следующими:

Помимо RMQ и универсального формата обмена данными, в нашей ESB-системе есть средства для визуализации обменов и средства для интеграционных тестов. При разработке, внедрении и дальнейшей поддержке информационной системы, например, 1С:ERP, мы непрерывно формируем сценарные тесты по интеграциям, тем самым заранее учим системы понимать, что такое успешный обмен. В нашем случае обмены тестирует Ванесса – инструмент сценарного тестирования, написанный на языке Gherkin.

Мониторинг состояния информационных систем

Производительность обменов в крупных корпорациях может быть проблемой. Но существуют методики мониторинга, которые позволяют следить за тем, чтобы уровень производительности оставался ннормальным. Визуализацию состояния обменов можно гибко настроить при помощи следующих инструментов:  

• «Ситуационный центр» для мониторинга за ИС 1С:Корпорации
• 
  Дашборды для администраторов баз данных: позволяют следить за тем, что происходит с системой, в режиме онлайн: Allure/Prometeus+Grafana
• 
  Непрерывное слежение за производительностью
  • 
    позволяет избавиться от эффекта плавного замедления
  • расчет APDEX встроенными средствами в 1С:Корпорации

Визуализация производительности обменов, количества сообщений и т. д. на Rabbit MQ

Сервисоориентированная архитектура и поэтапное внедрение ERP

Важный тренд, связанный с сервисориентированной архитектурой, – поэтапное внедрение ERP-системы.

Как мы знаем, модули ERP-системы не могут быть изолированы друг от друга и внедряться независимо, из-за чего результат всего проекта заказчик видит уже в самом конце.

Современные IT-архитектуры позволяют разделить большой проект на этапы. Это происходит благодаря использованию гибких обменов, в том числе временных. С их помощью учёт не нагружается дополнительными трудозатратами: поэтапность внедрения реализуется через событийную интеграцию.

Как это выглядит на практике?

1. 
   Внедряем управление справочниками.

2. 
   Организуем интеграции.

3. 
   Определяем очереди для запуска подсистем.

4. 
   На каждом этапе появляются новые обмены и отмирают уже ненужные.

Ниже представлена реальная дорожная карта одного из наших проектов. Для поэтапного внедрения системы 1С:ERP нам потребовалось более 100 обменов, которые появлялись и упразднялись в течение трёх лет.

Такой подход позволяет реализовывать проекты на несколько тысяч пользователей, например, для перехода с 1С:УПП на 1С:ERP. Переводы «разом» теперь возможны только для микропредприятий.

Что есть кроме Rabbit MQ?

Кроме RMQ мы советуем присмотреться к следующим брокерам сообщений:

Apache – может своими встроенными средствами реализовать «откат» до любого состояния информационной системы в части обменов.

Redis – тоже быстрые и удобные обмены.

Tarantool – ещё одно отличное решение российского IT-рынка:

• 
  NoSQL-СУБД – полноценная база данных
• 
  In-Memory вычисления
• 
  Использует частично компилируемый код – язык «LUA»
• 
  Производительность на уровне самых сложных BigData-нагрузок
• 
  10 000 транзакций в секунду – легко!
• 
  Можно реализовать: ETL/ELT, брокер сообщений, любую бизнес-логику

Изменения в IT, технологиях, бизнесе заставляют нас активно внедрять и использовать новые инструменты. Следите за трендами, не пренебрегайте open-source разработками, смотрите не только в сторону «1С».  Правильно подобранные инструменты могут усилить нашу 1С:Предприятия и мы получим колоссальный бизнес-эффект.

Шина данных это самая важная магистраль передачи информации ПК

Содержание

1. Шина данных это система передачи информации в ПК
2. Компьютерная шина
3. Основное деление компьютерных шин
4. Одна из самых значимых устройств связи
5. Производительность компьютера
6. Системные шины в современных компьютерах

Шина данных это одна из самых важных шин, из-за необходимости которой собственно и формируется вся остальная система. Численность имеющихся у нее разрядов указывает на скорость и производительность обмена данными, кроме этого определяет наибольшее число выполняемых команд. Шина данных это устройство, которое передает данные всегда в двух направлениях.

Для работы компьютера предполагается наличие в его составе комплекса определенных систем, и отсутствие хотя бы одной из них приведет к полной неработоспособности ПК. Ниже перечислены основные системы:

1. Центральный процессор
2. Графический адаптер
3. Система оперативной памяти (ОЗУ)

Но все-таки эти модули, даже в комплексе не будут выполнять тех функций, которые от них требуются. Для того, чтобы все компоненты функционировали как положено, среди них создается взаимосвязь, с помощью которой будет выполняться необходимые вычислительные и другие операции. Средства связи такого рода создают именно компьютерные системные шины. Следовательно, можно утверждать, что данный компонент является крайне необходимым элементом в компьютерном блоке.

Компьютерная шина

Компьютерная шина – это электронная магистраль предназначенная для передачи информации между функциональными модулями компьютера. Такими как: центральный процессор, графический адаптер, винчестер, ОЗУ и остальными устройствами. Данная система включает в себя некоторое количество других шин, в частности: шины адреса, шина данных, кстати их может быть несколько, и шина управления.

Основное деление компьютерных шин

Отличие шин друг от друга базируется на нескольких моментах. Главным признаком считается Первенствующим показателем является место расположения. Исходя из этого шины бывают следующих типов:

1. Шины для создания магистральной связи между компонентами установленными внутри компьютерного блока, а именно: центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, системная плата. В современных компьютерах она обозначается как — локальная шина.
2. Шины служащие для подсоединения к системной плате периферийных гаджетов, таких, как: адаптеры, карты памяти, называются — внешними шинами.

По-большому счету, компьютерной шиной можно охарактеризовать практически всякое устройство, служащее для создания связи между двумя и более компонентами. Даже оборудование для подключения компьютера к сети Интернет в определенной степени считается системной шиной.

Одна из самых значимых устройств связи

Все действия выполняемые нами с помощью компьютера, будь то работа с документами или прослушивание музыкальных треков, компьютерные игры — все это возможно только благодаря процессору. Равным образом и процессор не может выполнять свои функции, не имея при этом магистральной связи с остальными значимыми компонентами осуществляющими полноценную работу компьютера. То есть, именно с помощью системной шины процессора организуется в одно целое комплекс устройств.

Производительность компьютера

Все основные компьютерные шины в зависимости от предназначения, делятся на несколько категорий:

1. Адресные шины
2. Шины управления
3. Шины данных

У процессора может быть задействовано несколько системных трактов связи, при этом, как показала практика, наличие определенного количества шин увеличивает эффективность работы компьютера. Пропускная способность компьютерной шины в большей части определяет производительность ПК. Принцип ее действия заключается в определение скорости трансляции данных, передающихся с локальных устройств на другие вычислительные модули и обратно.

Системные шины в современных компьютерах

Стандартная локальная шина, разработанная ассоциацией VESA, получила компетентное признание в мире компьютерных технологий. Официальное ее название VL-Bus и она же является одной из самых популярных шин локального назначения со дня ее представления. Используя шину VL-Bus можно осуществлять 32-разрядную передачу информации между графическим адаптером и процессором либо винчестером.

Однако, такая магистраль связи не способна поддерживать корректную работу микропроцессора. Вследствие этого она встраивается в систему вместе с 16-разрядной шиной ISA, и таким образом выполняет функции дополнительного расширения.

Компьютерная шина, оперативка, центральный процессор и мосты

Что такое шина данных? — Connext DDS

Типичные распределенные системы требуют совместного использования данных несколькими устройствами и несколькими сетями, от периферии до тумана и облака. Это сложно, потому что огромный объем данных, не говоря уже о строгих требованиях к безопасности и защищенности, может легко перегрузить сеть. Эти проблемы требуют новых способов управления возросшим объемом данных, требованиями к производительности, рисками безопасности и сертификатами безопасности. Одним из наиболее важных изменений является шина данных и ее уникальная способность управлять потоком данных.

Шина данных Определение

Шина данных — это ориентированная на данные программная структура для распределения и управления данными в реальном времени в интеллектуальных распределенных системах. Он позволяет приложениям и устройствам работать вместе как единая интегрированная система.

Шина данных упрощает логику приложений и интеграции благодаря мощной парадигме, ориентированной на данные. Вместо обмена сообщениями программные компоненты взаимодействуют через общие объекты данных. Приложения напрямую считывают и записывают значения этих объектов, которые кэшируются в каждом участнике.

Основные характеристики шины данных:

• Участники/приложения непосредственно взаимодействуют с данными
• Инфраструктура понимает и поэтому может выборочно фильтровать данные
• Инфраструктура устанавливает правила и гарантии параметров качества обслуживания (QoS), таких как скорость, надежность и безопасность потока данных

Разница между базой данных и шиной данных

Шина данных обеспечивает данные в движении, в то время как база данных предоставляет данные в состоянии покоя.

В базе данных реализовано хранилище, ориентированное на данные. Он сохраняет старую информацию, которую вы можете позже найти по связанным свойствам сохраненных данных.

Шина данных реализует взаимодействие, ориентированное на данные. Он управляет будущей информацией, позволяя вам фильтровать по свойствам входящие данные. Ориентированность на данные можно определить с помощью следующих свойств:

• Интерфейс — это данные. Нет никаких искусственных оболочек или блокировщиков интерфейса, таких как сообщения, объекты, файлы или шаблоны доступа.
• Инфраструктура понимает эти данные. Это включает фильтрацию/поиск, инструменты и избирательность. Он отделяет приложения от данных и тем самым устраняет большую часть сложности приложений.
• Система управляет данными и устанавливает правила обмена данными между приложениями. Это дает понятие «истина». Он обеспечивает продолжительность жизни данных, сопоставление моделей данных, интерфейсы CRUD и т. д.

Важно отметить, что шина данных — это не просто база данных, с которой вы взаимодействуете через интерфейс pub-sub. Базы данных нет. База данных подразумевает хранилище: данные физически где-то находятся. Шина данных реализует чисто виртуальную концепцию, называемую «глобальным пространством данных», и предполагает движение данных.

Зачем внедрять шину данных?

Технологии баз данных и шин данных заменяют взаимодействие между приложением и приложением на взаимодействие между приложением и данными. Это изменение абсолютно критично. Он разделяет приложения и значительно упрощает масштабирование, совместимость и системную интеграцию, что имеет решающее значение для интеллектуальных распределенных систем. На самом деле разница заключается в том, что старые данные хранятся в (вероятно, централизованной) базе данных, а будущие данные отправляются непосредственно в приложения из распределенной шины данных.

Что такое многоуровневая шина данных?

Консорциум промышленного Интернета (IIC) Эталонная архитектура промышленного Интернета (IIRA) представляет собой основанное на стандартах руководство по архитектуре, которое разработчики могут использовать при проектировании интеллектуальных распределенных систем на основе общей структуры. IIRA рекомендует новый архитектурный шаблон для интеллектуальных распределенных систем, называемый шаблоном «многоуровневая шина данных».

В интеллектуальных распределенных системах возникает общая модель архитектуры, состоящая из нескольких шин данных, разделенных на уровни в соответствии с потребностями QoS связи и модели данных. Как правило, шины данных внедряются на периферии интеллектуальных машин или подсистем нижнего уровня, таких как автомобиль, нефтяная вышка или больничная палата. Выше этого будет одна или несколько шин данных, которые объединят эти интеллектуальные машины или подсистемы, облегчая обмен данными между центром управления более высокого уровня или внутренними системами. Уровень серверной части или центра управления может быть шиной данных самого высокого уровня в системе, но может быть и больше, чем эти три уровня.

Типичные распределенные системы требуют совместного использования данных в нескольких сетях, подобных этой, от периферии до тумана и облака. Например, в подключенной больнице устройства должны обмениваться данными внутри пациента или операционной, с постами медсестер и удаленными мониторами, с аналитическими приложениями в реальном времени для интеллектуальных сигналов тревоги и поддержки принятия клинических решений, а также с ИТ-записями о состоянии здоровья. Это сложно по нескольким причинам. Совокупный объем данных потоковых устройств может легко перегрузить больничные сети; данные пациентов должны надежно отслеживаться, даже когда пациенты и устройства перемещаются между палатами и сетями; кроме того, устройства и приложения должны взаимодействовать друг с другом, даже если они разработаны разными производителями. Многоуровневая архитектура шины данных является идеальной основой для решения этих задач и разработки многоуровневых распределенных систем.

IIRA: многоуровневая архитектура шины данных

Преимущества многоуровневой шины данных

Преимущества реализации многоуровневой архитектуры шины данных включают: Быстрая интеграция между устройствами — время доставки составляет миллисекунды или микросекунды.

Шина данных Connext: мощная парадигма, ориентированная на данные

RTI Connext ^® , созданная на основе стандарта DDS, оснащена шиной данных, которая позволяет приложениям обмениваться данными с помощью надежного метода одноранговой связи типа «публикация-подписка». Приложения DDS не полагаются на централизованного брокера, а обнаруживают друг друга через шину данных, присоединяясь или покидая домен DDS в любое время. Централизованный брокер представляет собой не только единую точку отказа, но и единую точку детерминированной доставки данных, что делает его также единой точкой риска безопасности. Структура шины данных устраняет это узкое место в сети. Connext обрабатывает детали распределения данных, синхронизации и управления, включая сериализацию и управление жизненным циклом. Его надежность, безопасность, производительность и масштабируемость проверены в самых требовательных промышленных системах.

Что такое шина данных?

Что означает шина данных?

Шина данных — это система внутри компьютера или устройства, состоящая из разъема или набора проводов, которая обеспечивает транспортировку данных. Различные типы шин данных развивались вместе с персональными компьютерами и другим оборудованием.

Рекламные объявления

Techopedia объясняет шину данных

В общем, шина данных имеет широкое определение. Первый стандарт шины данных был 32-битным, тогда как более новые 64-битные системы могут обрабатывать гораздо большие объемы данных. Другие ширины шины данных включают 1-битную, 4-битную, 8-битную и 16-битную.

Шина данных может передавать данные в память компьютера и из нее, а также в центральный процессор (ЦП), который действует как «двигатель» устройства, или из него. Шина данных также может передавать информацию между двумя компьютерами.

Новые, более широкие шины данных могут поддерживать более высокие скорости передачи данных, а объем данных, которые они могут передавать, называется пропускной способностью.

Скорость обмена информацией между компонентами регулируется контроллером шины. Например, информация, поступающая от ЦП, всегда будет передаваться с гораздо большей скоростью, чем данные, поступающие от других компонентов.

Однако в компьютере все должно двигаться с одинаковой скоростью, и для этой цели служат контроллеры шины. Раньше шины данных первого поколения не имели контроллера и состояли из простых жгутов проводов, которые соединяли память компьютера с различными периферийными устройствами.

Шина данных может работать как параллельная или последовательная шина в зависимости от того, как передаются данные. Параллельная шина используется в более сложных соединениях, которые должны передавать более одного бита за раз. Типичные примеры включают соединения Peripheral Component Interconnect (PCI) Express и Small Computer System Interface (SCSI). Данные передаются по многим проводам одновременно.

Последовательные шины используют один провод для отправки и получения данных между компонентами и обычно состоят из относительно небольшого количества проводов, поэтому они несколько проще, чем параллельные соединения. Типичными примерами последовательной шины являются соединения универсальной последовательной шины (USB) и SATA.

Каждый компьютер также содержит как внутренние (или локальные) шины данных, так и внешние шины данных. Локальная шина данных соединяет все компоненты материнской платы, а внешняя соединяет материнскую плату со всеми остальными периферийными устройствами.

Использование термина «шина данных» в ИТ несколько похоже на использование термина «электрическая шина» в электронике. Электронная шина предоставляет средства для передачи тока примерно так же, как шина данных обеспечивает способ передачи данных.