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4.8   规划CN的角色和内涵

       通信架构的必备职责之一是:支撑系统架构的任务。SYN之间的数据交换,大多需要经由通信单元的连结和传递。通讯单元(CN: Communication Node)之间的连结(Link)及数据传递(Data Transmit)格式及效能。如下图所示:


图-36 基于 {EA模式+SoS视角} 规划出通信观点

       由于通信封包的层级很多,通信结点(CN)的颗粒度的选择,常常因架构设计团队而不同。例如,数字家庭业务区块的顶层设计团队选择的CN颗粒度,可能与公交车业务区块的顶层设计团队所选择的CN颗粒度,并不相同。这项问题有各种化解途径。例如,事先订定一个样板,让各团队参考之;或事先约定;或者等到呈送到市政府审核时,再来协商调整等等,各有利弊,于此就不细加说明了。于此,我们采取比较粗的CN颗粒度,只说明应用层的通信协议而已。有需要时,随时可以继续细腻化。
       通信结点(CN)位于两个SYN之间;通常以网络(Network)形式存在、相互连结的;而且分为许多层级(Layered)。一般而言,顶层设计偏重于通信协议性的规范,会避免做太多实体层的规范,以便包容通信层技术的快速演变。这种颗粒大小是依据层级(Layer)来区分的。例如,Internet 或WiFi等就是比较粗颗粒的(协议层级较高);而TCP/IP就稍微地细小一点(协议层级较高)。之后,进行中层设计或实践层设计时,才会进行实体结点(Node)的分解(Decomposition)。例如,细分为交换机、路由器、有线下车点等。
       前面说过了,SYN之间的合作及数据交换,是来实践OPN层的信息交换。以此类推,可以知道CN之间的合作和信息传输,是来实践SYN层的数据交换。前面,我们规划了数个SYN层的合作当做范例。这些合作是:

Sx-1.1:医院对外(家庭)的合作及数据交换。
Sx-1.2:医院内部SYN之间的合作及数据交换。
Sx-2.0:规划家庭对外的合作及数据交换
Sx-3.0:医院对外(个人)的合作及数据交换。

       接下来,就来说明如何规划CN的角色和内涵,来支撑这5个SYN层的合作。

4.8.1    针对(SYN层)的合作Sx-1.1

       在本文的范例里,就只叙述最高层级(即粗颗粒度)的协议规范。如下图: +


图-37  SYN层合作Sx-1.1里的通信节点(CN)

       这针对SYN合作任务里的数据交换路径,叙述其所采用的通信协议。如下图:


图-38  上图-37里Cx1.1A通信结点(CN)的规划图

       这图表达了,<超音波仪SYN>可以使用两种通信途径(协议)来将检测数据传输给<智能TV/STB SYN>。而<血糖仪SYN>则是透过Internet途径将数据传输给<智能TV/STB SYN>。在下图-39里则说明了<智能TV/STB SYN>透过Internet访问医院的<云服务 SYN>。


图-39 上图-37里Cx1.1B通信结点(CN)的规划图

       除了这图表达出来的数据交换路径和其采用的通信协议之外;在顶层设计文件里,还必须添加更多规范性的数据。例如,传输的数据XML表格、传输封包的大小(Size)、传输频率、速度要求、以及安全性加解密的策略方案等。

4.8.2    针对(SYN层)的合作Sx-1.2

       依循刚才所介绍的模式,来看看SYN层的Sx-1.2合作的数据交换图。如下:


图-40  SYN层合作Sx-1.2里的通信节点(CN)

       针对其数据交换路径,来规范其通信协议。如下图-40所示,说明了医院里的两个SYN都在同一个局域网络上。


图-41 上图-40里Cx1.2通信结点(CN)的规划图

4.8.3    针对(SYN层)的合作Sx-2.0

       依循刚才所介绍的模式,来看看SYN层的Sx-2.0合作的数据交换图。如下:


图-42  SYN层合作Sx-2.0里的通信节点(CN)

       针对其数据交换路径,来规范其通信协议。如下图-43所示,说明了<手机SYN>与<智能TV/STB SYN>之间是透过Internet来通信的。此外,<智能TV/STB SYN>与医院的<云服务SYN>之间也是透过Internet来通信的。


图-43  上图-42里Cx2.0通信结点(CN)的规划图

4.8.4   针对(SYN层)的合作Sx-3.0

       依循刚才所介绍的模式,来看看SYN层的Sx-3.0合作的数据交换图。如下:


图-44  SYN层合作Sx-3.0里的通信节点(CN)

       针对其数据交换路径,来规范其通信协议。如下图-45所示,说明了<手机SYN>与医院的<云服务SYN>之间都是透过Internet来通信的。


图-45  上图-42里Cx3.0通信结点(CN)的规划图

       层的信息交换规范是要来满足<数字家庭业务区块>的服务功能和需求。而SYN层的数据交换规范是要在符合OPN信息交换规范下,进行更细腻的系统层级技术规范。同样地,CN层的数据传输规范是要在符合SYN数据交换规范下,进行更细腻的通信层级的协议等规范。
       这三个层级的规范是来自人们对一个整体SoS系统的3个观点;表达出一个有机( Organic)体系的三个不同面貌而已。所以,这三个层级的架构规范必须相辅相成,相互支撑,才能构成有效的顶层设计,才能擘划美好未来。

5. 结语:从顶层设计衔接中层设计

       以上各节举例介绍了基于EA模式的顶层设计方法。 笔者建议采用这个模式,其背后有两项假设(Assumption):

  • 包容多样性。顶层设计将包容不同地理区域,或不同业务区块的独特性需求;因此采取<由中间而上>(Middle-up)的迭代式规划途径。
  • 深度信息化。依循EA模式,优先规划信息共享、互联互通的信息交换架构,非常有利于深度信息化的智慧城市的顶层设计。

       基于包容多样性的需求,我们需要有简单造形的容器(Container)来容纳多变的内涵,并能组合出各种面貌的产品(或系统)。基于深度信息化的特性,这种容器应该是信息化架构里的软件造形,以便包容硬件、通信和内容;并且位于中层设计范围,一方面往上支撑顶层的多样化,另一方面包容底层实践技术的多变性。相对地,顶层设计是偏于战略层级的规范制定;而中层设计则偏于战术层级的规划与设计。如下图:


图-46 业务单元(OPN)的分类

       中层设计强调战术的弹性(Flexibility)、复用性(Reusability)和相似性(Similarity);战术层面的弹性,非常有助于维持愿景和战略的有效性和稳定性。因为它有效吸收了来自基层的强大发展冲击,让整体性(“顶层设计”)自上而下力量,与区域性自下而上的力道,两者产生融合,促进和谐发展。此外,顶层设计的规模愈大(例如数据量,网络带宽等),其中层设计愈重要。就如同树木一般,长得愈高大的树,其树干就愈重要性。因此,笔者也建议采用以<软件EIT造形>为容器的中层设计。此EIT造形如下图:


图-47 业务单元(OPN)的分类

       基于EIT造形的简单性和组合性,顶层设计人员很容易理解中层设计的战术如何来支撑上层的战略;因而促成战略和战术的相辅相成效益。例如,家庭OPN可透过电视SYN来与家人的手机SYN通信。此时,我们可以在TV/STB瑞安装一个<EIT造形>来负责与家人手机的通信。于是,基于EIT造形的中层设计,以图形表达如下:


图-48 业务单元(OPN)的分类

       这图里的OPN和SYN是来自于顶层设计;而EIT造形则来自中层设计,两者紧密结合在一起。于是,顶层设计就能顺畅地衔接到中层设计了。

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