Architektura IS/ICT: a) technologická vrstva, b) aplikační vrstva, c) vrstva prostředí

Technologická vrstva

Hardware

Hardware je všeobecné označení pro veškerá technická (fyzická) zařízení a jejich součásti, které slouží pro práci s daty a ke komunikaci. Termín se používá pro označení jednotlivých částí počítače a periferních zařízení (např. základní deska, operační paměť, grafická karta nebo toner) i pro celé zařízení nebo přístroj (např. počítač, tiskárna, monitor). [1]

Počítačová síť

Počítačová síť je jakákoli skupina vzájemně propojených výpočetních zařízení schopných odesílat nebo přijímat data. Výpočetní zařízení není jen počítač, ale je to jakékoliv zařízení, které může spustit program (např. tablet nebo telefon). Pro sítě používáme různé termíny na základě jejich velikostí a vlastností. Mezi základní prvky počítačových sítí, které jsou potřeba k jejímu fungování patří počítač, síťový adaptér, komponenty umožňující propojení, software a komunikační protokoly. [2] [3]

Typy počítačových sítí:

  • lokální síť (LAN): je nejběžnějším typem sítě, která pokrývá omezený prostor jako je např. dům nebo škola.
  • metropolitní síť (MAN): síť umožňující rozšíření působnosti lokálních sítí jejich prodloužením, zvýšením počtu připojených stanic a zvýšením rychlosti. Sítě mohou být jak privátní, tak veřejné a provozovatel je pronajímá různým uživatelům.
  • rozlehlá síť (WAN): je největším typem sítě, která se rozprostírá přes velké zeměpisné oblasti a skládá se z mnoha sítí LAN. Často mohou být sítě v rámci WAN propojeny pouze pronájmem telekomunikačních linek od různých společností, protože žádná jediná společnost nevlastní celou infrastrukturu velké zeměpisné oblasti.
  • síť datových center (DCN): síť používaná v datových centrech, kde je potřeba, aby byla data vyměňována s velmi malým zpožděním. [2]

Internet

Mapa Internetu

Jedná se o celosvětový systém vzájemně propojených počítačových sítí, v nichž mezi sebou jednotlivé počítače komunikují za pomoci protokolů TCP/IP. Internet poskytuje celou řadu služeb, s tím, že mezi nejznámější z nich patří WWW a e-mail. [4] Tyto služby zajišťují počítačové programy, které mezi sebou komunikují pomocí protokolů. To jsou seznamy doporučení, jejichž dodržování vede k bezproblémovému fungování služeb. Další známé internetové služby jsou například instant messaging (Telegram, Facebook Messenger, WhatsApp atd.), VoIP (= technologie, umožňující přenos digitalizovaného hlasu v těle paketů rodiny protokolů UDP/TCP/IP prostřednictvím počítačové sítě nebo jiného média, prostupného pro protokol IP), internetové telefonování (například Skype), přenos souborů FTP (= protokol pro přenos souborů mezi počítači pomocí počítačové sítě) atd. [5]

Protokol TCP/ IP

Protokol TCP/IP je v chápán jako standard pro komunikaci v počítačových sítích, používá se např. v nejrozsáhlejší světové síti Internet. Architektura TCP/IP zahrnuje jednak vlastní přenos datových paketů sítí (zajišťuje protokol IP), dále rozhraní pro nespojované, nepotvrzované zasílání datagramů UDP a protokol logického kanálu TCP.

Nejdůležitější principy, na kterých je založena architektura TCP/IP:

  • Možnost snadného připojení sítí založených na různých technologiích
  • Nespojovaný a bezestavový charakter komunikace
  • Důraz na rychlost přenosu dat na úkor spolehlivosti
  • Spolehlivost zajišťují až koncové uzly, nikoli přenosová část sítě

Omezení a nedostatky TCP/IP:

  1. Protokoly TCP/IP nezajišťují dostatečnou míru bezpečnosti (v době vzniku koncepce TCP/IP nebyl tento požadavek důležitý, přednost měla efektivnost přenosu). Nedostatečná bezpečnost spočívá v nešifrovaném přenosu dat, data mohou být odposlechnuta a případně zneužita. Tato nevýhoda protokolů TCP/IP je v současnosti řešena šifrováním na aplikační úrovni, vytvářením zabezpečených tunelů a dalšími mechanismy. Prvky bezpečnosti již v sobě má obsaženy protokol IPv6.
  2. Původní koncepce TCP/IP nepočítala s mobilitou uživatelů (cestovní, přenosná IP adresa). IP adresa je vázána na geografické (topologické) umístění zařízení. IPv6 přináší dílčí řešení této problematiky.

Komunikace v sítích založených na TCP/IP probíhá ve čtyřech vrstvách:

  • Vrstva síťového rozhraní: umožňuje přístup k fyzickému přenosovému médiu, je přímo závislá na implementaci a liší se pro jednotlivé přenosové technologie.
  • Síťová vrstva: primárním úkolem síťové vrstvy je hledání cesty pro bloky dat (v této vrstvě zvaných pakety), a to nejen mezi přímými sousedy, ale mezi libovolnými dvěma uzly v síti.
  • Transportní vrstva: poskytuje volitelně spojovaný a spolehlivý přenos dat, aplikace si může vybrat, zda využije rychlejší, ale nespolehlivý a nespojovaný přenos dat protokolem UDP (= jeden ze sady protokolů internetu) nebo spolehlivý, spojovaný přenos dat protokolem TCP.
  • Aplikační vrstva: vrstva aplikací (programů), využívajících síťový přenos dat. Původními službami aplikační vrstvy je elektronická pošta, vzdálené přihlašování a vzdálený přenos dat. Později přibyly další služby, jako je správa sítě, sdílení souborů, sdílení a zpřístupnění informací, identifikace komunikujících partnerů, a další. K nejdůležitějším protokolům vrstvy patří FTP, HTTP, HTTPS, www, Telnet, SSH atd. [6]

OSI model

Referenční model OSI (Open System Interconnection model) je model pro vzájemnou komunikaci a interoperatibilitu heterogenních počítačových systémů pomocí standardních protokolů. Vyvinula ho Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) a v r. 1984 ho publikovala jako ISO standard. Architektura OSI modelu je členěna do sedmi abstraktních vrstev. Každá z nich zpracovává přenášená data takovým způsobem, aby je mohla přijmout k dalšímu zpracování vrstva bezprostředně následující. [7]

Architektura OSI modelu:

  1. Fyzická vrstva: smyslem je zajistit přenos jednotlivých bitů mezi příjemcem a odesilatelem prostřednictvím fyzické přenosové cesty, kterou tato vrstva bezprostředně ovládá. Fyzická vrstva poskytuje jako své služby prostředky pro přenos jednotlivých bitů.
  2. Linková vrstva: má za úkol zajistit (pomocí služeb fyzické vrstvy) bezchybný přenos celých bloků dat (velikosti řádově stovek bytů), označovaných jako rámce. Jelikož fyzická vrstva nijak neinterpretuje jednotlivé přenášené bity, je na linkové vrstvě, aby správně rozpoznala začátek a konec rámce i jeho jednotlivé části.
  3. Síťová vrstva: má povinnost doručovat jednotlivé pakety ze zdrojového uzlu do cílového uzlu. Ve skutečnosti odesílá data z jedné sítě do druhé. K odesílání dat využívá různé směrovací algoritmy. Síťová vrstva nese v záhlaví IP adresu.
  4. Transportní vrstva: zabývá se komunikací koncových účastníků (tedy komunikací mezi původním odesilatelem a konečným příjemcem). Při odesílání dat zajišťuje sestavování jednotlivých paketů, do kterých rozděluje přenášená data, a při příjmu je zase z paketů vyjímá a skládá do původního tvaru. Dokáže tak zajistit přenos libovolně velkých zpráv, přestože jednotlivé pakety mají omezenou velikost.
  5. Relační vrstva: úkolem této vrstvy je navazování, udržování a rušení relací mezi koncovými účastníky. V rámci navazování relace si tato vrstva vyžádá na transportní vrstvě vytvoření spojení, prostřednictvím kterého pak probíhá komunikace mezi oběma účastníky relace.
  6. Prezentační vrstva: data, která se prostřednictvím sítě přenáší, mohou mít mj. povahu textů, čísel či obecnějších datových struktur. Jednotlivé uzlové počítače však mohou používat odlišnou vnitřní reprezentaci těchto dat. Tato vrstva má na starost potřebné konverze přenášených dat.
  7. Aplikační vrstva: účelem vrstvy je poskytnout aplikacím přístup ke komunikačnímu systému a umožnit tak jejich spolupráci. Do této vrstvy se řadí například tyto služby a protokoly: HTTP, FTP, DNS a DHCP. [8]

Aplikační vrstva

Třívrstvá architektura

Přehled třívrstvé architektury

Třívrstvá architektura (anglicky Three-tier architecture) označuje jeden z typů architektury informačních systémů. Tedy to, jakým způsobem je aplikace rozdělena mezi to, co vidí a používá uživatel (tzv. prezentační vrstva) a to, co se odehrává na pozadí na straně serveru (aplikační a datová vrstva). Odděluje jednotlivé vrstvy tak, aby na sobě nebyly závislé. Využívá se především pro tvorbu robustnějších softwarů.

Vrstvy architektury:

  • Prezentační vrstva: část, která je viditelná pro uživatele, zajišťuje vstup požadavků a prezentaci výsledků. Je závislá na platformě (např. webová aplikace, aplikace pro Windows a Android aplikace). Může být tedy různá pro různá zařízení či platformy.
  • Aplikační vrstva (také funkční): prostřední vrstva modelu, která zajišťuje výpočty a operace prováděné mezi vstupně-výstupními požadavky a daty. Také nazývána jako aplikační server.
  • Datová vrstva (také databázová): nejnižší vrstva modelu, zajišťuje práci s daty, tedy systém řízení báze dat a základní datově-funkční operace zajišťující ukládání, výběr, agregaci, předzpracování, integritu a audit dat. [9]




Typy informačních systémů

Informační systém můžeme definovat jako soubor lidí, potencionálních informací (dokumentů, dat), technických prostředků a metod či pravidel zajišťujících shromažďování, zpracování, uchování, vyhledávání, přenos a prezentaci potenciálních informací za účelem jejich využití uživateli. [10]

Dva hlavní typy informačních systémů:

  • Podnikové informační systémy (Enterprise Information Systems, EIS): provozují je především podniky a organizace samy pro sebe s vlastními daty a údaji, přičemž oprávnění pro práci s informačním systémem mají pouze pracovníci dané firmy, a to podle individuálního nastavení přístupových práv.
  • Veřejné informační systémy (Public Information Systems): shromažďují, uchovávají a nabízejí takové informace, k nimž má přístup široká veřejnost, případně určitá komunita. Jako příklady lze uvést informační systémy pro veřejné knihovny a muzea nebo městské úřady. [11]

Vrstva prostředí

Vrstva prostředí se nachází na vrcholu architektury a ovlivňuje vše, co je pod ní.

Legislativa

Určuje, jakým způsobem systém funguje. Spadá sem specifikace zákonů, norem a směrnic, které musí být při tvorbě IS/ICT respektovány.

Jedná se například o:

  • Autorský zákon: autorský zákon upravuje tzv. autorská práva. To jsou práva autorů k jejich dílům. Autorský zákon stanovuje, že nikdo nesmí užívat autorská díla bez souhlasu držitele autorských práv, není-li zákonem stanovena výjimka. Upravuje udělování licencí k užití díla a stanovuje také případy, kdy licence není třeba. [12]
  • Ochranu soukromí: v České republice zaručuje ochranu soukromí Listina základních práv a svobod, která je součástí ústavního pořádku České republiky. Základní práva a svobody dosažené v Listině v zásadě vyjadřují vztah mezi státem a občanem. Práv a svobod zakotvených v Listině se zpravidla může dopomoci každý.
  • Svobodný přístup k informacím: legislativní nařízení, které garantuje přístup k informacím drženým státem. Ustanovuje proces, ve kterém mohou být vznášeny požadavky na vládou držené informace. Všechny tyto požadavky pak musí být přijaty a za minimální náklady, kromě standardních výjimek, vyřízeny poskytnutím informace.
  • GDPR: právní rámec ochrany osobních údajů v evropském prostoru s cílem hájit co nejvíce práva občanů EU proti neoprávněnému zacházení s jejich daty včetně osobních údajů. Týká všech firem a institucí, ale i jednotlivců a online služeb, které zpracovávají data uživatelů. [13]

Ekonomické prostředí

Ekonomické prostředí zahrnuje finanční náklady na tvorby a provozu ICT a přínosy podniku z užití IS/ ICT.

Odkazy

Reference

  1. POTÁČEK, Jiří. Hardware. In: KTD: Česká terminologická databáze knihovnictví a informační vědy (TDKIV) [online]. Praha : Národní knihovna ČR, 2003- [cit. 2022-01-20]. Dostupné z: https://aleph.nkp.cz/F/?func=direct&doc_number=000000023&local_base=KTD.
  2. 2,0 2,1 FOX, Pamela. Počítačové sítě. Khan Academy [online]. [cit. 2022-01-12]. Dostupné z: https://cs.khanacademy.org/computing/informatika-pocitace-a-internet/x8887af37e7f1189a:internet/x8887af37e7f1189a:site-a-jejich-propojovani/a/computer-networks-overview
  3. Co je to počítačová síť?. Internet a jeho služby [online]. [cit. 2022-01-12]. Dostupné z: http://ijs.8u.cz/index.php/pocitacove-site/co-je-to-pocitacova-sit
  4. Co je to Internet?. Co je to? [online]. [cit. 2022-01-12]. Dostupné z: https://cojeto.superia.cz/internet/internet.php
  5. Jak na Internet?. cz.nic [online]. [cit. 2022-01-13]. Dostupné z: https://www.jaknainternet.cz/page/1795/struktura-internetu/
  6. Sada protokolů TCP/IP. Střední průmyslová škola Brno, Purkyňova, příspěvková organizace [online]. [cit. 2022-01-13]. Dostupné z: https://moodle.sspbrno.cz/pluginfile.php/6413/mod_resource/content/1/tcpip.pdf
  7. Co je to Referenční model ISO/OSI? IT slovník [online]. [cit. 2022-01-13]. Dostupné z: https://it-slovnik.cz/pojem/referencni-model-iso-osi
  8. PETERKA, Jiří. Referenční model ISO/OSI - sedm vrstev. Archiv článků a přednášek Jiřího Peterky [online]. [cit. 2022-01-13]. Dostupné z: https://www.earchiv.cz/a92/a213c110.php3
  9. Třívrstvá architektura (Three-tier architecture). In: ManagementMania.com [online]. Wilmington (DE) 2011-2022, 05.12.2015 [cit. 2020-01-12]. Dostupné z: https://managementmania.com/cs/trivrstva-architektura-three-tier-architecture
  10. NOVOTNÁ, Jitka. Základy informačních technologií. Moodle UK [online]. 2021 [cit. 2020-01-18]. Dostupné z: https://dl1.cuni.cz/pluginfile.php/856806/mod_resource/content/1/AIS10155_01_Uvod_ArchtekturaISICT.pdf
  11. Typy informačních systémů. Advin [online]. 2016 [cit. 2020-01-18]. Dostupné z: https://www.advin.cz/novinky/93-typy-informacnich-systemu
  12. Autorský zákon. Bezpečný internet [online] [cit. 2022-01-19]. Dostupné z: http://www.bezpecnyinternet.cz/skoly/zakony/autorsky-zakon.aspx
  13. Co je GDPR? GDPR.cz [online] [cit. 2022-01-19]. Dostupné z: https://www.gdpr.cz/gdpr/.

Doporučená literatura

  • KOCH, Miloš a ONDRÁK, Viktor. Informační systémy a technologie. Vyd. 3. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2008. 166 s. Učební texty vysokých škol. ISBN 978-80-214-3732-6.
  • CHLAPEK, Dušan, ŘEPA, Václav a STANOVSKÁ, Iva. Analýza a návrh informačních systémů. 1. vyd. Praha: Oeconomica, 2011. 157 s. ISBN 978-80-245-1782-7.
  • HORNÝ, Stanislav. Analýza a návrh systémů. Vyd. 1. Praha: Vysoká škola ekonomická, Fakulta informatiky a statistiky, 1999 [i.e. 2000]. 98 s. ISBN 80-245-0007-8.
  • ŠENOVSKÝ, Pavel. Bezpečnostní informatika II. 1. vyd. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 2005. 37 s. ISBN 80-86634-61-2.
  • MOLNÁR, Zdeněk. Podnikové informační systémy. Vyd. 2., přeprac. V Praze: České vysoké učení technické, 2009. 195 s. ISBN 978-80-01-04380-6.

Související články

Klíčová slova

hardware, sítě, internet, protokol TCP/IP, OSI model, třívrstvá architektura, informační systém