Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13813-1:2023 Internet vạn vật - Tính liên tác cho các hệ thống IoT

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13813-1:2023

ISO/IEC 21823-1:2019

INTERNET VẠN VẬT - TÍNH LIÊN TÁC CHO CÁC HỆ THỐNG IOT - PHẦN 1: KHUNG

Internet of things (loT) - Interoperability for loT systems - Part 1: Framework

Mục lục

Lời nói đầu

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ, định nghĩa

4 Các thuật ngữ viết tắt

5 Tổng quan về tính liên tác Internet vạn vật

5.1 Mô tả

5.2 Các xem xét đối với tính liên tác của loT

5.3 Mô hình đa diện tính liên tác của loT

5.4 Các vấn đề ảnh hưởng đến tính liên tác của loT

6. Xem xét về các yêu cầu của tính liên tác cho các đặc trưng loT

6.1 Các mô tả chung

6.2 Các đặc trưng của hệ thống loT

6.3 Các đặc trưng của cấu phần loT

6.4 Hỗ trợ kế thừa

6.5 An ninh, an toàn

6.6 Tính không đồng nhất

6.7 Sự tuân thủ

6.8 Các đặc trưng loT khác không được xem xét trong tính liên tác

7 Khung cho các hệ thống loT có thể liên tác dựa trên kiến trúc tham chiếu loT

7.1 Nội dung tính liên tác trong và giữa các hệ thống loT

7.2 Mô tả chung

7.3 Tính liên tác của các thực thể loT

Phụ lục A (tham khảo) Hạ tầng loT tổng thể ở mức cao

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 13813-1:2023 hoàn toàn tương đương với ISO/IEC 21823-1:2019.

TCVN 13813-1:2023 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/JTC 1 “Công nghệ thông tin” biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 13813 (ISO/IEC 21823) Internet vạn vật - Tính liên tác cho các hệ thống loT gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 13813-1:2023 (ISO/IEC 21823-1:2019), Phần 1: Khung;

- TCVN 13813-2:2023 (ISO/IEC 21823-2:2020), Phần 2: Tính liên tác vận chuyển.

Bộ tiêu chuẩn ISO/IEC 21823 Internet of things (loT) - Interoperability for loT systems còn có các tiêu chuẩn sau:

- ISO/IEC 21823-3:2021, Part 3: Semantic interoperability;

- ISO/IEC 21823-4:2022, Part 4: Syntactic interoperability.

INTERNET VẠN VẬT - TÍNH LIÊN TÁC CHO CÁC HỆ THỐNG IOT - PHẦN 1: KHUNG

Internet of things (loT) - Interoperability for loT systems - Part 1: Framework

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định tổng quan về tính liên tác khi áp dụng cho các hệ thống loT và một khung về tính liên tác trong các hệ thống loT. Tiêu chuẩn này cho cho phép các hệ thống loT được xây dựng theo cách mà các thực thể của hệ thống loT có thể trao đổi thông tin và sử dụng thông tin lẫn nhau một cách hiệu quả. Tiêu chuẩn này đảm bảo tính liên tác ngang hàng giữa các hệ thống loT riêng biệt.

Tiêu chuẩn này đảm bảo rằng tất cả các bên liên quan đến việc xây dựng và sử dụng các hệ thống loT đều có hiểu biết chung về tính liên tác khi áp dụng cho các hệ thống loT và các thực thể bên trong khác nhau.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 13117:2020, Internet vạn vật - Kiến trúc tham chiếu.

3  Thuật ngữ, định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.

3.1

Giao diện (interface)

Tập được đặt tên của các thao tác đặc trưng cho hành vi của một thực thể.

[NGUỒN: 4.10, ISO 19142:2010]

3.2

Thao tác (operation)

Đặc tả của một chuyển đổi hoặc truy vấn mà một đối tượng có thể được gọi để thực thi.

[NGUỒN: 4.17, ISO 19142:2010]

3.3

Khung (framework)

Cấu trúc của các quá trình và đặc tả được thiết kế để hỗ trợ việc hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể.

[NGUỒN: 3.22, ISO/IEEE 11073-10201:2004]

3.4

Tính liên tác (interoperability)

Khả năng hai hoặc nhiều hệ thống hoặc ứng dụng trao đổi và sử dụng lẫn nhau các thông tin được trao đổi.

[NGUỒN: 3.1.5, TCVN 12480:2019 (ISO/IEC 17788:2014), đã sửa đổi]

3.5

Tính liên tác vận chuyển (transport interoperability)

Tính liên tác (3.4) trong đó trao đổi thông tin sử dụng một hạ tầng truyền thông được thiết lập giữa các hệ thống tham gia.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống được hiểu là hệ thống loT.

CHÚ THÍCH 2: Thiết bị loT, cổng loT, cảm biến và bộ thi hành được coi là một hệ thống.

[NGUỒN: 3.1.3, TCVN 13055:2020 (ISO/IEC 19941:2017), đã sửa đổi - “tính liên tác giao vận” chuyển thành “tính liên tác vận chuyển”]

3.6

Tính liên tác cú pháp (syntactic interoperability)

Tính liên tác (3.4) sao cho các hệ thống tham gia có thể hiểu các định dạng của thông tin được trao đổi.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống được hiểu là hệ thống loT.

CHÚ THÍCH 2: Thiết bị loT, cổng loT, cảm biến và bộ thi hành được coi là một hệ thống.

[NGUỒN: 3.1.4, TCVN 13055:2020 (ISO/IEC 19941:2017)]

3.7

Tính liên tác hành vi (behavioural interoperability)

Tính liên tác (3.4) để thực tế đạt được kết quả mong đợi.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống được hiểu là hệ thống loT.

CHÚ THÍCH 2: Thiết bị loT, cổng loT, cảm biến và bộ thi hành được coi là một hệ thống.

[NGUỒN: 3.1.6, TCVN 13055:2020 (ISO/IEC 19941:2017), đã sửa đổi]

3.8

Tính liên tác chính sách (policy interoperability)

Tính liên tác (3.4) trong khi tuân thủ các khung chính sách, tổ chức và pháp lý có thể áp dụng cho các hệ thống tham gia.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống được hiểu là hệ thống loT.

CHÚ THÍCH 2: Thiết bị loT, cổng loT, cảm biến và bộ thi hành được coi là một hệ thống.

[NGUỒN: 3.1.7, TCVN 13055:2020 (ISO/IEC 19941:2017)]

3.9

Tính liên tác ngữ nghĩa (semantic interoperability)

Tính liên tác (3.4) sao cho các hệ thống tham gia có thể hiểu ý nghĩa của mô hình dữ liệu trong bối cảnh của một phạm vi chủ đề.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống được hiểu là hệ thống loT.

CHÚ THÍCH 2: Thiết bị loT, cổng loT, cảm biến và bộ thi hành được coi là một hệ thống.

[NGUỒN: 3.1.5, TCVN 13055:2020 (ISO/IEC 19941:2017), được sửa đổi - Thuật ngữ “tính liên tác dữ liệu ngữ nghĩa” đã được thay thế bằng “ tính liên tác ngữ nghĩa”.]

4  Các thuật ngữ viết tắt

5  Tổng quan về tính liên tác Internet vạn vật

5.1  Mô tả

Điều 5 đưa ra tổng quan và các mò hình đa diện cho tính liên tác của loT. Mục tiêu là đảm bảo các bên liên quan đến loT, đặc biệt như được quy định trong TCVN 13117, có hiểu biết chung về tính liên tác của loT đối với các nhu cầu cụ thể. Việc hiểu biết chung này giúp đạt được tính liên tác của loT bằng cách thiết lập các thuật ngữ và khái niệm chung được sử dụng để mô tả tính liên tác của loT, đặc biệt khi liên quan đến các thực thể loT.

5.2  Các xem xét đối với tính liên tác của loT

Tính liên tác có thể được định nghĩa là phép đo mức độ mà các kiểu hệ thống hoặc cấu phần khác nhau tương tác thành công. Trong tiêu chuẩn này, tính liên tác được định nghĩa trong 3.4. Theo bối cảnh của loT, tính liên tác được mô tả thêm là sự tương tác thành công giữa các thực thể loT được quy định trong TCVN 13117.

Tính liên tác, theo bối cảnh của loT, liên quan đến một số kiều thực thể tương tác khác nhau và các giao diện liên quan. Trong khi tính liên tác có tầm quan trọng đối với các lĩnh vực trong toàn bộ nền kinh tế, tiêu chuẩn này tập trung vào bối cảnh của loT và đặc biệt là liên quan đến khung về tính liên tác dựa trên kiến trúc tham chiếu loT được định nghĩa trong TCVN 13117.

Có nhiều xem xét khi đề cập đến tính liên tác của loT. Bao gồm:

• khả năng truyền thông giữa các thực thể trong các miền khác nhau hoặc giữa các hệ thống loT khác nhau;

• khả năng trao đổi dữ liệu giữa các thực thể trong các miền khác nhau hoặc giữa các hệ thống loT khác nhau;

• khả năng hiểu ý nghĩa của dữ liệu được trao đổi giữa các thực thể trong các miền khác nhau hoặc các hệ thống loT khác nhau;

• khả năng để một dịch vụ loT hoạt động cùng với các dịch vụ loT khác;

• vai trò và hoạt động của các cấu phần chức năng như được định nghĩa trong TCVN 13117 đối với tính liên tác.

Bằng việc tính đến những xem xét này, tiêu chuẩn này cung cấp nội dung của khung để hiểu rõ hơn các tiêu chuẩn về tính liên tác hiện có và trong tương lai.

5.3  Mô hình đa diện tính liên tác của loT

5.3.1 Quy định chung

Tính liên tác liên quan đến một số yếu tố, bắt đầu từ việc trao đổi đơn giản các byte dữ liệu, tạo điều kiện cho sự hiểu biết về ngữ nghĩa của thông tin được trao đổi, và cũng là sự liên kết của các quá trình, hành vi và chính sách nghiệp vụ của các bên trao đổi. Tính liên tác ngữ nghĩa, hành vi và chính sách có thể dẫn đến một thách thức lớn hơn đáng kể so với tính liên tác của các bit và byte. [1][1]

Để xử lý các tương tác khác nhau mà tính liên tác áp dụng trong loT, cần phải khám phá các khía cạnh công nghệ, thông tin và con người. Trong tương lai, tính liên tác liên quan đến các thách thức có thể gia tăng và khó quản lý hơn khi các hệ thống loT ngày càng phức tạp và kết nối với nhau. Trong các hệ thống loT, nơi mọi thứ có thể được kết nối, sự phức tạp lan rộng hơn từ các khía cạnh công nghệ đến các chính sách toàn cầu, quy định và luật pháp quốc tế.

Để thảo luận về tính liên tác trong bối cảnh của loT, cần phải giải quyết các quan điểm khác nhau về tính liên tác khải niệm và xác định xem tính liên tác với ai, với cái gì và hoàn cảnh nào trong đó tính liên tác đóng một vai trò quan trọng. Tiêu chuẩn này mô tả những khía cạnh khác nhau của tính liên tác theo các phương diện. Tính liên tác của hai thực thể có thể được mô tả theo các phương diện khác nhau, trong đó mỗi phương diện tập trung vào một khía cạnh của tính liên tác. Để đạt được tính liên tác, điều quan trọng là tất cả các phương diện được các thực thể tương tác hiểu và thống nhất với nhau.

Mô hình đa diện tính liên tác được mô tả trong tiêu chuẩn này xác định năm phương diện với bối cảnh tính liên tác của loT. Năm phương diện này, được thể hiện trong Hình 1, là vận chuyển, cú pháp, ngữ nghĩa, hành vi và chính sách. Mô hình này được hình thành bằng cách kết hợp và rút gọn European Interoperability Framework (Khung về tính liên tác của Châu Âu) [2] và Levels of Conceptual Interoperability Model (Các mức của Mô hình tính liên tác khái niệm) (LCIM) [3].

Hình 1 - Các phương diện của tính liên tác của loT

Trong Hình 1, vòng tròn lớn chỉ ra rằng tính liên tác có năm phương diện và các phương diện này có một số ảnh hưởng lẫn nhau. Mô hình này ban đầu được tạo ra theo tiêu chuẩn TCVN 13055 (ISO/IEC 19941) [1] và được điều chỉnh cho phù hợp với “Internet vạn vật” để đạt được sức mạnh tổng hợp với quan điểm tích hợp hệ thống trong ICT.

5.3.2  Tính liên tác vận chuyển

Tính liên tác vận chuyển là tính phổ biến của hạ tầng truyền thông được thiết lập để trao đổi dữ liệu giữa các thực thể. Nó bao gồm phương tiện vật lý được sử dụng (ví dụ: có dây, không dây) và cơ chế vận chuyển giữa các thực thể khác nhau của một hệ thống loT hoặc giữa các hệ thống loT khác nhau được xác định như mô hình tham chiếu dựa trên thực thể trong TCVN 13117. Các ví dụ bao gồm IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.11 (Wi-Fi®[2]) cho lớp vật lý và các giao thức như TCP/IP, HTTP/S, AMQP (như được chỉ định trong ISO/IEC 19464 [4]) và MQTT (như được chỉ định trong ISO/IEC 20922 [5]).

5.3.3  Tính liên tác cú pháp

Tính liên tác cú pháp là khả năng của hai hoặc nhiều hệ thống hoặc thiết bị trao đổi thông tin dựa trên cú pháp như định dạng, quy tắc, v.v... Các cú pháp mẫu cho thông tin bao gồm OWL (Web Ontology Language - Ngôn ngữ bản thể Web), RDFS (Resource Description Framework Schema - Lược đồ khung mô tả tài nguyên), UML (Unified Modelling Language - Ngôn ngữ mô hình thống nhất), XML (eXtensible Markup Language - Ngôn ngữ đánh dấu eXtensible), JSON (như được quy định trong ISO/IEC 21778 [6]), ASN.1 (như được quy định trong loạt ISO/IEC 8824 [7]), v.v.

5.3.4  Tính liên tác ngữ nghĩa

Tính liên tác ngữ nghĩa là khả năng của các thực thể trao đổi thông tin để hiểu ý nghĩa của mô hình dữ liệu trong nội dung của một lĩnh vực chủ đề. Các khái niệm miền trong hệ thống loT rất đa dạng và phụ thuộc vào bản chất của các thực thể liên quan.

Tính liên tác ngữ nghĩa dựa trên các mô hình dữ liệu của thông tin được trao đổi tại thời điểm trao đổi đó. Các mô hình dữ liệu phụ thuộc vào bản chất của các thực thể liên quan và khả năng chức năng của các giao diện giữa chúng.

5.3.5  Tính liên tác hành vi

Tính liên tác hành vi mà ở đó kết quả của việc sử dụng thông tin được trao đổi phù hợp với đầu ra mong đợi. Các thực thể loT được thiết kế theo một mục đích hoặc ý định cụ thể. Tuy nhiên, việc sử dụng thực tế một thực thể bởi một thực thể khác có thể theo ý định khác mà không vi phạm các phương diện khác của tính liên tác.

Các tính liên tác hành vi của một thực thể loT được xác định trong phần mô tả giao diện. Mô tả giao diện bao gồm phần khai báo về giao diện được cung cấp bởi dịch vụ, thường được gọi là API. Khai báo giao diện mô tả giao diện dưới dạng một tập các thao tác được cung cấp bởi giao diện và các đầu vào, đầu ra cho mỗi thao tác. Về mặt mô tả giao diện, tính liên tác hành vi yêu cầu cung cấp thêm thông tin về đầu ra mong đợi của mỗi thao tác, bao gồm các yếu tố như điều kiện trước, điều kiện sau và bất kỳ chuỗi thao tác nào cần thiết để sử dụng thành công giao diện. Khía cạnh tính liên tác hành vi tóm tắt từ các chi tiết triển khai và mô tả hành vi của các thực thể loT theo cách đại diện độc lập.

Tính liên tác hành vi có thể đặc biệt quan trọng khi một thực thể cụ thể (ví dụ như một bộ truyền động) được thay thế bằng một phiên bản mới cung cấp cùng một giao diện - trong khi các yếu tố ngữ nghĩa và cú pháp của giao diện có thể phù hợp, hành vi có thể khác, tạo ra đầu ra không mong muốn.

5.3.6  Tính liên tác chính sách

Tính liên tác được xác định được định nghĩa là khả năng của hai hoặc nhiều hệ thống tương tác với nhau trong khung pháp lý, tổ chức và chính sách áp dụng cho các hệ thống tham gia.

5.3.7  Tóm lược mô hình đa diện cho tính liên tác của loT

Xem Bảng 1 (Trang sau).

Bảng 1 - Tóm lược các phương diện khác nhau về tính liên tác của loT [1]

5.4  Các vấn đề ảnh hưởng đến tính liên tác của loT

Một trong những khía cạnh quan trọng của tính liên tác của loT là sự hiểu biết lẫn nhau về các phương diện ngữ nghĩa và hành vi thể hiện các khái niệm từ một lĩnh vực quan tâm.

Những thách thức liên quan đến ngữ nghĩa của dữ liệu, mục đích sử dụng và thực tế tổ chức của con người và quá trình cũng như những ràng buộc của khung pháp lý hoặc quy định có xu hướng khó giải quyết hơn nhiều. Ví dụ, các tính liên tác vận chuyển có thể giúp cung cấp dữ liệu từ hệ thống này sang hệ thống khác, nhưng các hạn chế về chính trị hoặc quy định có thể khiến dữ liệu thực tế không khả dụng. Việc thiếu thống nhất về cơ cấu quản trị có thể gây ra rủi ro pháp lý ngăn cản việc chia sẻ dữ liệu đó [1].

Tính liên tác đầy đủ giữa hai hệ thống tương tác yêu cầu tính liên tác tồn tại ở tất cả các phương diện của tính liên tác. Tuy nhiên, trên thực tế mà nói, hai hệ thống vẫn có thể tương tác thành công ngay cả khi tính liên tác không thể đạt được đối với tất cả các phương diện. Ví dụ, đối với khía cạnh tính liên tác vận chuyển, một hệ thống có thể giao tiếp bằng giao thức REST HTTP trong khi một hệ thống khác có thể giao tiếp bằng giao thức MQTT. Tính liên tác ở khía cạnh vận chuyển vẫn có thể đạt được bằng cách sử dụng bộ điều hợp giao thức, chẳng hạn như Enterprise Service Bus (Trục dịch vụ doanh nghiệp) (ESB) [1].

Tương tự, nếu hai hệ thống khác nhau liên quan đến khía cạnh tính liên tác cú pháp, có thể cho phép chúng tương tác với nhau bằng cách sử dụng trình dịch cú pháp - ví dụ là ánh xạ cú pháp giữa dữ liệu được mã hóa trong XML và dữ liệu được mã hóa trong JSON [1].

Tuy nhiên, các hệ thống khác nhau về ngữ nghĩa dữ liệu đặt ra các vấn đề quan trọng đối với tính liên tác. Nếu hai hệ thống có các loại dữ liệu tạo tác khác nhau hoặc ý nghĩa của dữ liệu tạo tác khác nhau giữa các hệ thống, thì có thể xảy ra trường hợp dữ liệu từ một hệ thống không có ý nghĩa hoặc hệ thống kia không sử dụng được. Ngoài ra, có thể không tạo được bộ điều hợp ngữ nghĩa để cho phép hai hệ thống kết nối có ý nghĩa. Có thể tạo siêu dữ liệu hoặc ánh xạ ngữ nghĩa để cung cấp một dạng (toàn bộ hoặc một phần) sự tương đương về ngữ nghĩa [1].

Các quá trình hoặc hoạt động của các thực thể tương tác cần thiết để đạt được các tính liên tác hành vi thành công. Thực thể đích không thể cung cấp các tính năng và chức năng được mong đợi bởi thực thể nguồn không có chúng. Thiếu tính liên tác hành vi giữa hai hệ thống có thể là một rào cản rất lớn để kích hoạt đầy đủ tính liên tác giữa chúng. Hàm ý là hành vi thực tế của một hệ thống không phù hợp với mong đợi của hệ thống kia, ngay cả khi giao diện chức năng (hoặc API) phù hợp giữa các hệ thống. Có thể tạo ra một số dạng bộ điều hợp hành vi để đối phó với những khác biệt về hành vi, nhưng đây có thể là một thách thức đáng kể đối với những hành vi không phù hợp phức tạp hơn.

Tính liên tác chính sách có thể là một trong những thách thức và khó đạt được nhất nếu có sự không phù hợp giữa các thực thể tương tác. Nếu có luật pháp cấm dịch vụ loT kết nối với thiết bị loT vì dịch vụ này chạy ở một khu vực pháp lý khác với thiết bị, thì dịch vụ loT không thể sử dụng thiết bị đó ngay cả khi tất cả các phương diện khác của tính liên tác thỏa mãn. Các chính sách của nhà cung cấp dịch vụ loT liên quan đến vị trí dữ liệu (ví dụ: đối với dữ liệu nhạy cảm) cũng có thể là một rào cản đáng kể đối với các tính liên tác chính sách. Trong một số trường hợp, có thể giải quyết các vấn đề về chính sách tính liên tác bằng cách cấu hình lại hệ thống loT hoặc sửa đổi vị trí của các thực thể trong hệ thống loT.

Để đáp ứng các yêu cầu đối với tính liên tác, yêu cầu là các quá trình hoặc hoạt động của các thực thể của hệ thống loT phải phù hợp và căn chỉnh hoàn toàn với các quá trình hoặc hoạt động của các thực thể khác của cùng một hệ thống loT hoặc của các hệ thống loT khác.

6. Xem xét về các yêu cầu của tính liên tác cho các đặc trưng loT

6.1  Các mô tả chung

Cần thiết phải phân tích các đặc trưng của hệ thống loT được xem xét để hỗ trợ tính liên tác. Điều 6 phân loại các đặc trưng của hệ thống loT được xác định trong TCVN 13117 về tính liên tác. Trong Điều 6, chỉ các đặc trưng được xác định trong TCVN 13117 ảnh hưởng đến tính liên tác được mô tả. Những đặc trưng này chủ yếu tập trung vào các phương diện ngữ nghĩa, hành vi và chính sách.

6.2  Các đặc trưng của hệ thống loT

6.2.1  Truyền thông mạng

Từ quan điểm truyền thông mạng, hai thực thể loT có thể tương tác với, nhau khi sử dụng cùng một hạ tầng truyền thông. Điều này bao gồm cả phương tiện vật lý và giao thức vận chuyển được sử dụng. Truyền thông mạng chủ yếu tập trung vào khía cạnh vận chuyển.

Trong trường hợp phương tiện vật lý không phù hợp với hai thực thể, các thiết bị trung gian mạng có thể được sử dụng để kích hoạt giao tiếp, chẳng hạn như bộ định tuyến và cổng. Trong trường hợp giao thức không khớp giữa hai thực thể, một trình dịch giao thức có thể được sử dụng để cho phép giao tiếp giữa hai thực thể.

6.2.2  Tự mô tả

Để cho phép giao tiếp với một thực thể loT từ các thực thể loT khác, cần phải tự mô tả một số yếu tố. Tự mô tả chủ yếu tập trung vào khía cạnh cú pháp.

Các yếu tố bao gồm:

• (các) định nghĩa giao diện;

• mô tả mạng (loại mạng, các định danh điểm cuối);

• các tham số và khả năng an ninh, an toàn;

• siêu dữ liệu thực thể bao gồm kiểu thực thể, mô tả các khả năng, các ràng buộc.

6.2.3  Các đặc trưng của hệ thống loT khác không được xem xét trong tính liên tác

Tiêu chuẩn này không xem xét các đặc trưng của hệ thống loT sau cho tính liên tác:

• quản lý và vận hành mạng

Những đặc trưng này chủ yếu tập trung vào các phương diện ngữ nghĩa, hành vi và chính sách.

6.3  Các đặc trưng của cấu phần loT

6.3.1  Khả năng khám phá

Khả năng khám phá cho phép người dùng, dịch vụ và các thiết bị khác tìm thấy cả thiết bị trên mạng và các khả năng và dịch vụ mà họ cung cấp vào bất kỳ thời điểm cụ thể nào. Do đó, khám phá nên được coi là khám phá thông tin được cung cấp bằng cách tự mô tả nêu trong 6.2.2.

6.3.2  Tính kết nối mạng

Để hỗ trợ tính liên tác truyền thông mạng được nêu trong 6.2.1, tính kết nối mạng phải được mô tả là sự tự mô tả như giao thức truyền thông được nêu trong 6.2.2.

6.3.3  Định danh duy nhất

Định danh duy nhất rất quan trọng để làm cho một hệ thống loT có thể tương tác với các hệ thống loT khác. Để định danh duy nhất, một số loại định danh duy nhất sẽ được sử dụng.

6.3.4  Các đặc trưng của cấu phần loT khác không được xem xét trong tính liên tác

Tiêu chuẩn này không xem xét các đặc trưng của cấu phần loT sau cho tính liên tác:

• Tính tương hợp;

• Tính mô đun;

• Khả năng chia sẻ.

6.4  Hỗ trợ kế thừa

Sự hỗ trợ cho dịch vụ, giao thức, thiết bị, hệ thống, cấu phần, công nghệ hoặc tiêu chuẩn đã lỗi thời nhưng vẫn hiện đang được sử dụng cho tính liên tác với tính tương thích ngược.

6.5  An ninh, an toàn

6.5.1  Tính bí mật

Tính bí mật cần được đảm bảo giữa hai hệ thống loT tương tác với nhau.

6.5.2  Tính toàn vẹn

Tính toàn vẹn dữ liệu nên được đảm bảo giữa hai hệ thống loT đang liên tác.

6.5.3  Bảo vệ thông tin định danh cá nhân

Bảo vệ thông tin định danh cá nhân nên được đầm bảo trên hai hệ thống loT đang liên tác. Tính bí mật có thể ảnh hưởng đến các phương diện hành vi và chính sách.

6.6  Tính không đồng nhất

Không đồng nhất của các hệ thống loT chỉ ra rằng chúng có thể có các giao diện khác nhau với giao diện khác. Các hệ thống loT không đồng nhất nên có thể tương tác với nhau bằng các cơ chế thích hợp.

6.7  Sự tuân thủ

Để hỗ trợ tính liên tác chính sách giữa các thực thể loT, các thực thể loT đó nên phù hợp với các quy định có thể áp dụng.

6.8 Các đặc trưng loT khác không được xem xét trong tính liên tác

Tiêu chuẩn này không xem xét các đặc trưng loT sau đây cho tính liên tác:

• khả năng sử dụng - bao gồm khả năng quản lý, các cấu phần đã xác định rõ và tính linh hoạt;

• độ tin cậy, khả năng phục hồi và tính sẵn sàng;

• các đặc trưng dữ liệu - dung lượng, vận tốc, tính xác thực, tính thay đổi và tính đa dạng;

• khả năng mở rộng;

• sự tin cậy và tính đáng tin cậy.

7 Khung cho các hệ thống loT có thể liên tác dựa trên kiến trúc tham chiếu loT

7.1  Nội dung tính liên tác trong và giữa các hệ thống loT

Khung cho các hệ thống loT có thể liên tác có bối cảnh được thiết lập bởi TCVN 13117. Hình 2 cho thấy các tương tác diễn ra trong các hệ thống loT và các thực thể có liên quan. Hình 2 là phiên bản đơn giản của Hình 14 trong TCVN 13117: 2018, tập trung vào các tương tác diễn ra.

Hình 2 - Các thực thể và tương tác trong các hệ thống loT

Có hai loại tương tác được mô tả trong Hình 2:

1) tương tác giữa hai hệ thống loT, được biểu thị bằng mũi tên liên kết hệ thống loT ngang hàng và Truy cập và truyền thông

2) truyền thông giữa các thực thể trong một hệ thống loT duy nhất, được biểu thị bằng tất cả các mũi tên khác.

Các tương tác chính diễn ra giữa các thực thể trong hệ thống loT là:

• các ứng dụng và dịch vụ với các thiết bị loT;

• các ứng dụng và dịch vụ với cổng loT;

• các cổng loT với các thiết bị loT;

• các ứng dụng với các dịch vụ;

• các dịch vụ với các dịch vụ;

• hệ thống quản lý với các thiết bị loT;

• hệ thống quản lý với các cổng loT;

• hệ thống quản lý với các ứng dụng và dịch vụ;

• hệ thống quản lý với thiết bị người dùng.

Khung cho các hệ thống loT có thể liên tác được áp dụng cho các tương tác chính được xác định trong 7.2.

7.2  Mô tả chung

Điều 7.2 giải thích khung về tính liên tác của IoT về các tương tác nội bộ và giữa các hệ thống loT được mô tả trong 7.1.

Mô hình đa diện tính liên tác được mô tả trong 5.3 chỉ ra rằng để tính liên tác diễn ra giữa hai hệ thống, mỗi phương diện tính liên tác phải được xử lý thích hợp.

Nếu một thực thể loT có thể kết nối và sử dụng một thực thể loT khác, thì các thực thể loT có thể liên tác với nhau. Để kết nối và sử dụng một thực thể loT khác, đối tượng sử dụng loT cần biết về thực thể loT đích. Kiến thức về một thực thể loT đích có thể đạt được bằng một số hình thức:

• thông qua việc sử dụng một giao thức khám phá;

• thông qua việc sử dụng một dịch vụ đăng ký;

• thông qua cấu hình thủ công của thực thể loT đang sử dụng bằng cách sử dụng thông tin tĩnh đã biết về thực thể loT đích.

Kiến thức cần thiết về thực thể loT đích bao gồm thông tin về điểm cuối được hiển thị bởi mục tiêu và giao diện được cung cấp bởi điểm cuối đó:

• vận chuyển thông tin bao gồm lớp vật lý và (các) giao thức;

• cấu trúc cú pháp của dữ liệu được trao đổi;

• ý nghĩa ngữ nghĩa của dữ liệu được trao đổi;

• các phương diện hành vi của thực thể loT đối với từng hoạt động giao diện;

• các yếu tố chính sách áp dụng cho việc sử dụng thực thể loT.

Cùng với nhau, thông tin về tương tác với một thực thể loT này được gọi là siêu dữ liệu thực thể loT. Do đó, cần có các mô hình để mô tả siêu dữ liệu thực thể loT liên quan đến các điểm cuối và giao diện của các thực thể loT.

Hình 3 - Các khái niệm về tính liên tác của các thực thể loT

Hình 3 chỉ ra các khái niệm về tính liên tác của các thực thể loT. Trong Hình 3, tương tác diễn ra giữa hai thực thể loT và thông tin được trao đổi. Thực thể loT đích cung cấp một điểm cuối có giao diện liên kết được gọi bởi thực thể loT đang sử dụng. Điều cần thiết là các quá trình hoặc hoạt động của các thực thể tương tác phải đạt được các tính liên tác thành công. Nếu không, thực thể đích không thể cung cấp các tính năng và chức năng mà thực thể nguồn mong đợi.

Một khía cạnh quan trọng của bất kỳ thực thể loT nào là nó có thể có nhiều giao diện riêng biệt, thường được hiển thị trên các điểm cuối khác nhau. Thực thể loT thường có giao diện chức năng cung cấp các khả năng chính của thực thể loT và giao diện quản lý riêng biệt cho phép thực thể loT được quản lý và kiểm soát. Tính liên tác cho giao diện chức năng có thể tách biệt với các tính liên tác cho giao diện quản lý, mỗi tính năng có thể có các thực thể loT sử dụng khác nhau.

Khung về tính liên tác của loT bao gồm các mô hình thực thể loT và gồm các mô hình tương tác giữa các thực thể loT, cộng với các mô hình siêu dữ liệu thực thể loT được sử dụng để mô tả chúng.

7.3  Tính liên tác của các thực thể loT

Trong nhiều trường hợp, các thực thể loT đang tương tác có thể tương tác với nhau. Điều này có thể xảy ra vì thực thể loT đang sử dụng được thiết kế và xây dựng với việc sử dụng thực thể loT đích cụ thể như một yêu cầu chính. Một trường hợp thay thế là khi thực thể loT đang sử dụng và thực thể loT đích đều được thiết kế để sử dụng một giao diện được tiêu chuẩn hóa cụ thể cho một khả năng cụ thể.

Trong những trường hợp này là các thực thể loT có thể tương tác, có khả năng là các phương diện truyền tải, cú pháp, dữ liệu ngữ nghĩa và hành vi đều khớp giữa thực thể loT đang sử dụng và thực thể loT đích.

Giá trị thực của mô hình tính liên tác cho các hệ thống loT áp dụng cho các trường hợp có sự không khớp giữa thực thể loT đang sử dụng và thực thể loT đích. Mô hình tính liên tác có thể đưa ra các phương pháp có thể được thực hiện để khắc phục sự không phù hợp về tính liên tác giữa hai thực thể loT. Phụ lục A đề cập đến sự tương tác giữa các thực thể.

Phụ lục A

(tham khảo)

Hạ tầng loT tổng thể ở mức cao

Phụ lục A giải thích các mô hình hệ thống hạ tầng loT có thể được sử dụng cho các tính liên tác. Hình A.1 cho thấy cách một hệ thống loT có thể được kết hợp với một hệ thống khác. Các mũi tên trong Hình A.1 đại diện cho truyền thông và trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống loT, được kích hoạt bởi RAID trong mỗi hệ thống loT. Điều này được minh họa bằng một hệ thống loT kết nối với một hệ thống khác, ví dụ: Hệ thống loT A, B và c trong Hình A.1.

Hình A.1 - Tích hợp hệ thống loT với các hệ thống khác

Trong Hình A.2, một hạ tầng loT tổng thể được trình bày theo quan điểm hệ thống và minh họa cách các kiểu hệ thống loT khác nhau trong ASD theo chiều dọc có thể được tích hợp cho các tính liên tác thông qua các nền tảng loT ở các cáp tổ chức khác nhau (ví dụ: quốc gia, tỉnh, tập đoàn, doanh nghiệp hoặc toàn cầu).

Ngoài ra, một hệ thống loT có thể tương tác trực tiếp với các hệ thống loT khác khi cả hai cùng có lợi từ sự tương tác trực tiếp. Hơn nữa, hệ thống loT có thể truy cập các dịch vụ được thực hiện trên các hệ thống bên ngoài, bên thứ ba, chẳng hạn như dịch vụ ngân hàng và tài chính, dịch vụ y tế, dịch vụ thanh toán, v.v...

Các đường trong Hình A.2 đại diện cho kết nối mạng và các vòng tròn màu xám đại diện cho các điểm truy cập có thể tương tác (ví dụ: cổng loT).

Hình A.2 - Hạ tầng IoT tổng thể

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 13055 (ISO/IEC 19941), Công nghệ thông tin - Tính toán đám mây - Tính liên tác và tính khả chuyển:

[2] Khung về tính liên tác Châu Âu (EIF) [đã xem 2018-11-05], Có sẵn tại: https://ec.europa.eu/isa2/sites/isa/files/eif_brochure_final.pdf;

[3] Wang W.G., Tolk A., Wang W.P., Các cấp độ về khái niệm của Mô hình tính liên tác: Áp dụng các Nguyên tắc Kỹ thuật Hệ thống cho M&s (2009) [đã xem 2018-11-05], Có sẵn tại: http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0908/0908.0191.pdf;

[4] ISO/IEC 19464, Information technology - Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) v1.0 specification (Công nghệ thông tin - Đặc tả giao thức hàng đợi thông điệp nâng cao (AMQP) v1.0);

[5] ISO/IEC 20922, Information technology - Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) v3.1.1 (Công nghệ thông tin - Vận chuyển từ xa hàng đợi thông điệp (MQTT) v3.1.1);

[6] ISO/IEC 21778, Information technology - The JSON data interchange syntax (Công nghệ thông tin - Cú pháp trao đổi dữ liệu JSON);

[7] ISO/IEC 8824 (tất cả các phần), Information technology - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) (Công nghệ thông tin - Ký hiệu cú pháp trừu tượng 1 (ASN.1)).