Das Design muss bestimmte Kriterien innerhalb jedes Grundpfeilers der Architektur erfüllen. Einige der Empfehlungen, die mit den einzelnen Grundpfeilern verbunden sind, sind im Folgenden aufgeführt. Sie stellen jedoch keine abschließenden Überlegungen im Hinblick auf die Architektur dar. Weitere Informationen finden Sie in den Überlegungen zur Konzeptionierung des Datenbearbeitungs- und Datenmanagementsystems.
Weitere Empfehlungen finden Sie unter diesen Überlegungen zum physischen Design.
In Bezug auf Performance und Skalierbarkeit zielt diese Architektur darauf ab, die User Experience mit dem System insgesamt zu optimieren und gleichzeitig den sich ändernden Arbeitslastanforderungen gerecht zu werden. Ein Netzwerk-Informationsmanagementsystem sollte konsistente Performance-Kennwerte bei der Bearbeitung bieten, um eine positive End-User-Experience zu schaffen, die die Effizienz der Endbenutzer steigert. Zusätzlich zu den unten beschriebenen Methoden zur Performance-Verbesserung ist das Performance-Management relationaler Datenbanken auch ein wichtiger Faktor für die Gesamt-Performance des Netzwerk-Informationsmanagementsystems.
Die Arbeitslasttrennung ist ein Designansatz, bei dem die optimale Verteilung von Computing-Ressourcen im Mittelpunkt steht. Die Verarbeitung einiger Bearbeitungsanforderungen in einem Netzwerk-Informationsmanagementsystem kann z. B. länger dauern als die Verarbeitung von Standardkartenanforderungen, sodass Bearbeitungsanforderungen von separaten, dedizierten Compute-Ressourcen (z. B. einer ArcGIS GIS Server-Site) profitieren können. Dieser Ansatz der Arbeitslasttrennung hilft dabei, lang andauernde Anforderungen von kürzeren Anforderungen zu trennen, sodass Bearbeitungen über dedizierte Ressourcen erfolgen und reine Anzeigeabfragen nicht durch lange Transaktionen beeinträchtigt werden. Wenn diese Trennung implementiert wird, wird sich die System-Performance für beide Gruppen wahrscheinlich verbessern, da Ressourcenkonflikte reduziert werden und das System leichter skaliert werden kann: Ressourcen können für die horizontale oder vertikale Skalierung beiden Server-Sites hinzugefügt werden. Die Arbeitslasttrennung kann verschiedene Formen annehmen:
Nach Komponente Durch die Trennung von Komponenten auf verschiedene virtuelle Maschinen oder Computing-Infrastrukturen wird sichergestellt, dass einzelne Komponenten nicht um Systemressourcen konkurrieren. ArcGIS Enterprise unterstützt zwar die Installation und Konfiguration mehrerer Komponenten auf einem einzigen System, dies wird jedoch in gut strukturierten Produktivsystemen im Allgemeinen nicht empfohlen.
Nach Service-Typ Auf diese Architektur innerhalb der ArcGIS Server-Komponenten wird ein anderer Ansatz der Arbeitslasttrennung angewendet: die Trennung nach Service-Typ. Separate GIS-Server-Sites unterstützen Utility Network-Arbeitslasten und Arbeitslasten für gehostete Services oder Kartenerstellung.
Kolokalität ist ein Designansatz, bei dem Systemkomponenten im selben Rechenzentrum im selben Teilnetz bereitgestellt werden, was dazu beiträgt, die Netzwerklatenz zu reduzieren, indem die Kommunikationsentfernung im Netzwerk reduziert wird. Im Allgemeinen wirkt sich die Netzwerklatenz für den allgemeinen GIS-Betrieb stärker auf die End-User-Experience aus als die Netzwerkbandbreite. Eine weitere Überlegung in diesem Bereich ist der Standort von Benutzer- und Client-Computern – wenn ein Benutzer über eine Verbindung mit hoher Latenz verfügt, ist es wahrscheinlich, dass die Kolokalität von Systemkomponenten die User Experience bei der Arbeit mit dem System verbessert. In einigen Fällen ist die Verwendung von Thin Clients oder Remote-Zugriff physischer Hardware vorzuziehen, die über ein langsames oder überlastetes Netzwerk verbunden ist.
Zuverlässigkeit stellt sicher, dass Ihr System den Servicegrad bietet, der sowohl für das Unternehmen als auch für Ihre Kunden und die Projektbeteiligten erforderlich ist. Als geschäfts- oder unternehmenskritisches Unternehmenssystem sind für Netzwerk-Informationsmanagementsysteme immer Sicherungen der Daten und häufig auch Sicherungen von Systemkomponenten erforderlich. Möglicherweise ist auch eine Konfiguration mit hoher Verfügbarkeit erforderlich, um höhere Betriebszeiten zu erreichen.
Für Unternehmenssysteme mit hohen Erwartungen, Anforderungen oder Verpflichtungen in Bezug auf die Verfügbarkeit ist ein klar definierter, umsetzbarer und gut getesteter Sicherungsansatz von entscheidender Bedeutung. Bei Netzwerk-Informationsmanagementsystemen sind Sicherungen von ArcGIS Utility Network auf Datenebene (mindestens) unerlässlich. Abhängig von den Anforderungen einer Organisation können auch Sicherungen anderer Systemkomponenten erforderlich sein. Weitere Informationen zu Sicherungsstrategien und -methoden finden Sie unter Sicherungen und Notfallwiederherstellung.
Hohe Verfügbarkeit ist ein Designansatz, der darauf abzielt, das System so zu erstellen, dass es über einen bestimmten Zeitraum ein vorher festgelegtes Niveau der Betriebsleistung erreicht. Ein System mit hoher Verfügbarkeit erfordert Redundanz, Systemüberwachung und Automatisierung entsprechend dem angestrebten Service Level Agreement (SLA). Die Redundanz kann unterschiedliche Komponenten umfassen, z. B. Netzwerkkonnektivität, Zuverlässigkeit der Stromversorgung, Kühlung des Rechenzentrums und Zugang zu Mitarbeitern, die über die Fähigkeiten zur Wartung des Systems verfügen. Die Automatisierung kann so konzipiert sein, dass auf der Grundlage der Überwachung Maßnahmen ergriffen werden, um Ausfälle zu vermeiden. Weitere Informationen finden Sie unter Konfigurieren von ArcGIS Enterprise-Komponenten mit hoher Verfügbarkeit.
Denken Sie daran, dass Hochverfügbarkeitskonfigurationen die Infrastruktur- und Betriebskosten des Systems erheblich erhöhen und spezielle Fähigkeiten erfordern, um den Erfolg sicherzustellen. Designs mit hoher Verfügbarkeit erfordern operatives Engagement im Hinblick auf Menschen, Prozesse, Technologie und Governance.
Observability bietet Einblick in das System und ermöglicht es dem Betriebspersonal und anderen technischen Rollen, das System in einem fehlerfreien, stabilen Zustand zu halten. Die Überwachung der Verfügbarkeit, Performance und Auslastung des Systems ist für ein Netzwerk-Informationsmanagementsystem von entscheidender Bedeutung. Neben der Überwachung der ArcGIS Enterprise-Software ist es wichtig, dass alle unterstützenden Komponenten und Infrastrukturen überwacht werden, beispielsweise das Windows- oder Linux-Betriebssystem, Datenbanken und andere Data Stores, Compute-, Netzwerk- und Sicherheitsperimeter sowie andere relevante Komponenten.
Jede Organisation muss über ein IT-Überwachungs- und Reaktions-Framework für das Unternehmen verfügen, um Unternehmenssysteme erfolgreich aufbauen und betreiben zu können. Die proaktive Überwachung von Systemen ist ebenso wichtig wie die reaktive Problemlösung, und eine effektive Telemetriedatenerfassung sorgt dafür, dass das System jederzeit im Blick ist und Trendverhalten des Systems identifiziert wird.
ArcGIS Enterprise-Komponenten können unter Windows/Linux auf verschiedene Weise überwacht werden, z. B. in Form von Serverprotokollen und Serverstatistiken. Neben der Überwachung der ArcGIS Enterprise-Software ist es wichtig, alle unterstützenden Komponenten und Infrastrukturen wie das Windows- oder Linux-Betriebssystem, Datenbanken und andere Data Stores sowie die Compute-, Netzwerk-, Sicherheits- und andere Infrastruktur zu überwachen.
Ein wichtiger Aspekt der Observability ist die Verwendung von Telemetrie – Daten oder Informationen, die reale Benutzeraktivitäten in einem System repräsentieren. Die Erfassung von Telemetriedaten für alle Komponenten des Entwurfs, einschließlich Desktop-Client-Computer, ist entscheidend für das Verständnis der Performance und Auslastung des Systems mit dem übergeordneten Ziel, Engpässe und Möglichkeiten zur Optimierung des Systems zu identifizieren.
In der Referenzarchitektur wird der Telemetriedatenerfassungsmechanismus durch ArcGIS Monitor repräsentiert. Zu den wichtigen Systemmerkmalen, die auf diese Weise erfasst werden, gehören folgende:
Es ist wichtig zu beachten, dass Telemetriedatenausgaben nicht notwendigerweise die vollständige User Experience erfassen. Erwägen Sie, mit Endbenutzern von Anwendungen (z. B. Benutzern, die Desktop-, Web- oder mobile Apps verwenden) in Kontakt zu treten, um zusätzlich zur Telemetriedatenerfassung deren Erfahrungen bei der Ausführung ihrer Workflows zu beobachten.
Sicherheit schützt Ihre Systeme und Informationen. Die Überlegungen zum Sicherheitsdesign für ein Netzwerk-Informationsmanagementsystem sind eng an die Sicherheitsanforderungen des Systemmusters angelehnt. Dazu gehören auch wichtige Überlegungen zur Benutzerauthentifizierung, Systemautorisierung, Daten- und Zugriffssteuerung sowie zur Überwachung von Benutzeraktivitäten und Änderungen der Systemkonfiguration.
Die Integration verbindet dieses System mit anderen Systemen, um Unternehmensservices bereitzustellen und die Produktivität der Organisation zu steigern. Ein Netzwerk-Informationsmanagementsystem muss in der Regel den Datenaustausch und die Abstimmung mit anderen Systemen, z. B. Enterprise Asset Management (EAM), Customer Relationship Management (CRM) und Advanced Distribution Management (ADMS), ermöglichen. Die Integrationsanforderungen für ein Netzwerk-Informationsmanagementsystem sind eng an das Muster des Datenbearbeitungs- und Datenmanagementsystems angelehnt.
Folgende spezifische Überlegungen zur Integration von Netzwerk-Informationsmanagementsystemen sollten angestellt werden:
| Art der Integration | Hinweise |
|---|---|
| Daten | Für das Zielsystem müssen Netzwerkdaten lokal in einem eigenen Format/System verfügbar sein. |
| Service | Das Zielsystem kann über RESTful-API-Aufrufe in das Netzwerk-Informationsmanagementsystem integriert werden. |
| Anwendung | Für das Zielsystem ist die Funktionalität des Quellsystems auf Anwendungsebene erforderlich, z. B. ein benutzerdefiniertes Widget, das mit ArcGIS Maps SDK for JavaScript erstellt wurde. |
Die Automatisierung zielt darauf ab, den Aufwand für manuelle Bereitstellungs- und Betriebsaufgaben zu verringern, was zu einer höheren betrieblichen Effizienz sowie zur Reduzierung der vom Menschen verursachten Systemprobleme führt. Die Automatisierungsanforderungen für ein Netzwerk-Informationsmanagementsystem sind eng an das Muster des Datenbearbeitungs- und -managementsystems angelehnt und umfassen Empfehlungen wie:
Die Überlegungen zum physischen Design konzentrieren sich hier in erster Linie auf das Design logischer Architekturen, das schließlich in ein physisches Architekturdesign umgewandelt werden muss. Esri bietet Services für den Entwurf der Systemarchitektur an, falls Sie Hilfe bei der Ermittlung der verschiedenen Faktoren im Zusammenhang mit dem physischen Entwurf der Organisation benötigen, z. B. Netzwerk, Speicher, Systemumgebungen und Dimensionierung.
Zu den zusätzlichen Ressourcen im Zusammenhang mit dem physischen Design gehören:
Werkzeuge für das Design von Grafikarbeiten (Graphic Work Design; GWD) sind bei der Entwicklung von Versorgungsnetzen unerlässlich und bieten spezielle Funktionen zum Erstellen von technischen Designs, Generieren von Bauplänen und Durchführen von Baukostenschätzungen mit Einheitenbibliotheken. Diese Werkzeuge kombinieren CAD-Design-Werkzeuge mit räumlichen Analysen von GIS und erleichtern die Entwicklung und Integration von Designs in Netzwerk-Informationsmanagementsysteme.
Die Integrationsmethoden hängen von den gewählten GWD-Werkzeugen und der verwendeten Implementierungsoption für das Netzwerk-Informationsmanagementsystem ab, wobei jeweils spezifische Design- und Kapazitätsüberlegungen erforderlich sind.
Beim Planen einer GWD-Integration ist es entscheidend, Faktoren wie die Systemkompatibilität, Integrationsfähigkeit und Skalierbarkeit für zukünftige Verbesserungen zu berücksichtigen. Bei der Bewertung sollte von der Organisation berücksichtigt werden, ob eine einfache Integration in bestehende Workflows möglich ist und Datenaktualisierungen während des gesamten Projektlebenszyklus unterstützt werden. Diese Überlegungen stellen sicher, dass der Designprozess flexibel bleibt und angemessen auf neue operative Anforderungen reagiert werden kann.
ArcGIS-Integrationsoptionen stehen in allen drei Phasen des GWD-Designprozesses zur Verfügung:
Die folgende Tabelle enthält einen Vergleich der verschiedenen Integrationsmethoden und die ihnen entsprechenden Aktionen und zeigt die potenziellen Auswirkungen der einzelnen Implementierungsoptionen eines Netzwerk-Informationsmanagementsystems auf das System. Diese Informationen sollen Organisationen dabei helfen, die am besten geeignetste Methode anhand der Projektanforderungen und operativen Ziele zu bewerten.
Es gibt die folgenden drei ArcGIS-Integrationsmethoden:
Teilnetz exportieren: Ein Prozess, der die Extraktion von Informationen aus einem Teil eines Versorgungsnetzes in eine JSON-Datei ermöglicht, um sie als Netzwerkdaten freizugeben. Dies führt normalerweise zu höheren anfänglichen Computing-Kosten, danach jedoch nur noch zu einer minimalen Nutzung von ArcGIS-Services. Nach der Datenextraktion arbeiten Benutzer mit lokalen Daten, bis sie diese zurückschreiben.
Feature-Service-Synchronisierung: Ein Prozess, bei dem Design-Werkzeuge mit ArcGIS Server-Feature-Services mit aktivierter Synchronisierung verwendet werden. Dies führt normalerweise zu höheren anfänglichen Computing-Kosten, danach jedoch nur noch zu einer minimalen Nutzung von Feature-Services. Diese Funktion ermöglicht es Clients, ein Replikat anzufordern, offline mit den Daten zu arbeiten und die Änderungen mit den Quell-Feature-Classes in einer Enterprise-Geodatabase zu synchronisieren.
Live-Verbindung: Ein Muster, bei dem der Client direkt mit editierbaren Feature-Services arbeitet. Diese Integrationsmethode erfordert eine ständige Verbindung mit den Feature-Service-Endpunkten.
Die Funktion “Teilnetz exportieren” setzt voraus, dass das Teilnetz mit dem GWD-Werkzeug zurückimportiert wird. Auch wenn diese Integration auf Features basiert, die nur das GWD-Werkzeug aufweist, wird die Lösung in diesem Kontext nicht näher ausgeführt oder referenziert.
Um zu bestimmen, welche Integrationsmethode am besten zu den Workflows und Anforderungen Ihrer Organisation passt, gehen Sie wie folgt vor:
| Designphase | Integrationsmethode | Aktion | Systemauswirkung | Option 1 | Option 2 | Option 3 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Initiierung | Teilnetz exportieren | Das GWD-Werkzeug sendet eine Anforderung zum Exportieren von Teilnetzen. | Anforderungen zum Exportieren von Teilnetzen können rechenintensiv sein. Mehrere gleichzeitige Anforderungen können eine höhere Kapazität erfordern. Zusätzliche ArcGIS Server-Sites können zur Arbeitslasttrennung dieser Aufgabe verwendet werden. | |||
| Initiierung | Feature-Service-Synchronisierung | Das GWD-Werkzeug stellt eine Replikatdefinition für UN bereit, von dem dann der Vorgang ‘createReplica’ genutzt wird, um die für den Feature-Service benötigten Daten zu extrahieren. | Bei der ersten Synchronisierungsanforderung wird der Prozess “Teilnetz exportieren” aufgerufen. Mehrere gleichzeitige Anforderungen können eine höhere Kapazität erfordern. | |||
| Initiierung | Live-Verbindung | Verwendet eine Live-Verbindung zu UN-Feature-Services, um Änderungen in GIS direkt in einer Version durchzuführen. | Jede Interaktion mit den Daten erzeugt Anforderungen an die ArcGIS-Komponenten. Dies kann zusätzliche Kapazität erfordern. | |||
| Entwicklung | Teilnetz exportieren | Das GWD-Werkzeug sendet nur für Grundkarten- oder Referenz-Datasets Anforderungen an ArcGIS-Services. | In dieser GWD-Phase werden ArcGIS-Services nur sehr wenig verwendet. | |||
| Entwicklung | Feature-Service-Synchronisierung | Das Designwerkzeug sendet nur für Grundkarten- oder Referenz-Datasets Anforderungen an ArcGIS-Services. | In dieser GWD-Designphase werden ArcGIS-Services nur sehr wenig verwendet. | |||
| Entwicklung | Live-Verbindung | Verwendet eine Live-Verbindung zu UN-Feature-Services, um Änderungen in GIS direkt in einer Version durchzuführen. | Jede Interaktion mit den Daten erzeugt Anforderungen an die ArcGIS-Komponenten. Dies kann zusätzliche Kapazität erfordern. | |||
| Abschluss | Teilnetz exportieren | Das GWD-Werkzeug sendet am Ende des Workflows einen vollständigen Satz von Assets an das GIS-System. | Während dem Zurückschreiben der Daten ins System kommt es zu einer Vielzahl von Änderungsvorgängen. Dies kann eine beträchtliche Menge an Ressourcen belegen. Zusätzliche ArcGIS Server-Sites können zur Arbeitslasttrennung dieser Aufgabe verwendet werden. | |||
| Abschluss | Feature-Service-Synchronisierung | Es kommt zu einer Massensynchronisierung von Assets, die nach dem Designprozess aus der nicht verbundenen ArcGIS-Replikat-Geodatabase über einen Feature-Service mit der Haupt-Enterprise-Geodatabase synchronisiert werden. | Abhängig von der Menge der Features kann die Synchronisierung zeitaufwendig und ressourcenintensiv sein. Zusätzliche ArcGIS Server-Sites können zur Arbeitslasttrennung dieser Aufgabe verwendet werden. | |||
| Abschluss | Live-Verbindung | Alle Änderungen werden in GIS durchgeführt und erfordern lediglich Abgleichs- und Zurückschreibevorgänge, die erforderlich sind, um die Änderungen in die Enterprise-Geodatabase zu übertragen. | Alle Änderungen wurden in GIS durchgeführt und erfordern nur Abgleichen und Zurückschreiben. |
Inbegriffen Nicht verfügbar
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Exportieren von Teilnetzen sowohl in der Initiierungs- als auch in der Abschlussphase Kapazitäten erfordert. Die Feature-Synchronisierung benötigt Kapazität bei jedem Synchronisierungsereignis in allen drei Projektphasen, während die Live-Verbindung eine erhöhte Kapazität bei allen Vorgängen in jeder einzelnen Phase erfordert. Es ist wichtig, die Integration der GWD-Werkzeuge in Ihr Netzwerk-Informationsmanagementsystem zu bewerten, um diese zusätzlichen Kapazitätsanforderungen angemessen einplanen zu können und sicherzustellen, dass die ausgewählte Implementierungsoption die GWD-Integrationsmethode unterstützt.