美国国防部架构框架

美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)是美国国防部(Department of Defense,DoD)针对美军指挥、管制、通信、计算机、情报、监视、侦察(Command、Control、Communication、Computer、Intelligence、Surveillance、Reconnaissance,C4ISR)系统的设计和开发提出的指导标准。它最初是由C4ISR 2.0版本演变而来的。由于长期以来,各军兵种指挥部门都建立有各自不同的指挥系统,很难适应多兵种的协同作战,不能满足战争进程加快、战机瞬息万变的环境要求。指挥系统“烟囱式的”格局严重地阻碍了联合作战指挥的有效执行,造成结构产品的非集结、非互操作和低费效比。在此背景下,从20世纪90年代初到21世纪初,美国国防部组织各兵种、国防研究机构和国防相关机构,成立了研究C4ISR架构的组织“架构工作组”(architecture working group,AWG),并先后开展了多项与架构相关的研究,最终在2003年底,发布了美国国防部架构框架1.0版本,统一组织制定了公共的架构框架等规范文件以指导美军各军兵种和DoD各机构的架构开发。

DoDAF着重于对运作企业的重要架构要素之间的关系进行建模。符合DoDAF模型的核心要素是节点(nodes)、需求线(needlines)、服务(services),以及信息交换(information exchanges)。总的来说,这些实体描述了运作企业中重要活动的结构和分配。

1.节点 系统、参与者和工作人员。DoDAF的本质要素是节点,表示逻辑或物理实体(工作人员、系统或子系统)在企业的内部或外部运行,其任务是以某种方式与一个或多个企业要素交互。节点是组成运作企业的复杂系统架构和设计的基础。DoDAF着重于节点之间的关系而设计更多的处理单个节点的结构和行为。因此,DoDAF的主要目标以及对运作企业的架构建模的好处就是描述节点可以通过其进行协作以完成任务。

2.需求线 关系及依赖。在DoDAF中,协作的运作节点之间的关系表示为需求线。每一条需求线都表示出一个节点向另一个节点提供一个或多个在运行上必要的服务和相关信息的需求。需求线是抽象的,因为它们可能表示单个的服务或者信息交换,或者一组服务或信息交换。不论在哪种情况下,需求线都举例说明了一个运作节点依赖于另一个节点来获得服务或信息,并指定了服务或信息流动的方向。

3.服务 重要的运作功能。服务表示一个节点给予另一个节点的一个或多个可运行的重要功能。每种服务还隐式或显式地表示节点之间的信息传递,并且可能被描述为一个消息或运作。

4.信息交换 所传递信息的特征。信息交换与一组功能性的和非功能性的需求相关,表现出获取、传递或使用信息所受的约束的特征。

DoDAF提供以下4种视图来描述企业。

1.全视图(all views,AV) 目的是提供在运作企业环境中的主题系统的全景透视图,并说明了拱形的关系和关键任务目标及策略,以及架构上的重要术语的整合的词典。

2.运作视图(operational view,OV) 着重于主题系统的表面上可见的结构和行为。此视图描述了为完成DoD使命所需要的任务和行动、运作要素和信息交换。DoD使命既包括战争使命,又包括商业过程。OV包含图形产品和文本产品,它们表示了运作节点和要素、分配的任务和行动、节点间所需的信息流。OV定义了信息交换的类型、交换的频率、信息交换和信息交换的自然特性所支持的任务和行动。由于OV描述了运作节点及其关系,并确定反映任务需求的依赖,因而为企业定义和演进提供了全部的环境。

3.系统视图(system view,SV) 焦点是内部结构和行为,它将功能和非功能需求(来自运作视图)严格分配合并到逻辑要素和物理要素的系统节点上。SV是图形和文本产品的集合。它描述了支持DoD功能而提供的系统和相互连接。DoD功能包括战争和商业的功能。SV将系统资源与OV联系起来。这些系统资源支持运作行动和使运作节点间的信息交换变得更加容易。

4.技术标准视图(technical standards view,TV) 技术标准视图中反映出对企业的运作架构的标准约束,并描述了系统的当前和未来状态。TV是用于管理系统各部分或元素的安排、相互作用和相互依赖的规则的最小集。它的目的是为确保一个系统能满足运作需求的一个特定集合。TV提供了技术系统执行的指导方针,在这一指导方针下,要以工程的详细说明为基础,并建立共同的构造块和开发生产线。TV包括技术规格集、执行惯例、标准选择、规则和组织成行规的标准,行规是管理已给定体系的系统和体系元素。

同时DoDAF中也规定了模块产品的集合、产品模块的特性以及实现的一般方法。以信息为中心来描述架构代表了发展的方向,为了便于理解架构,DoDAF中是将信息的内容采用通用的产品来描述。这些产品可以分为两类,一类是基本产品,另一类是支持产品。每个视图用产品集描述了架构的一个方面的特征,这些产品可以是图形、表格或者文本。DoDAF将产品分为基本产品和支持产品两种。基本产品描述了组成架构的基本信息及其相互关系,它们构成了提交给国防部的架构报告的最小必需产品集;而支持产品的主要作用是验证基本产品并和基本产品一起构成对架构的完整描述。尽管DoDAF提供了一个标准的形式来描述架构,但是它没有提供具体的人工产品表示方法和人工产品的开发过程。

DoDAF反映了美军在开发和应用架构描述方面已经获得经验,注重使用架构支持DoD的需求生成系统,规划、计划和预算系统,后勤管理系统以及更加强调架构的数据方面。