从1987年第一个企业架构框架Zachman出现到现在,企业架构已经发展了30多年,出现了许多经典框架理论,并在国内外各行业广泛应用。经典企业架构框架包括Zachman框架、美国国防部架构框架DoDAF、美国联邦企业架构框架FEA和Open Group企业架构框架TOGAF。
提到企业架构,就不能不提到Zachman框架
。约翰·扎克曼(John Zachman)先生在1987年发表了一篇具有划时代意义的的论文,题目为“A framework for information systems architecture”,提出了Zachman框架。
Zachman框架是全球第一个企业架构理论,是其他企业架构框架的源泉。它全称为企业架构和企业信息系统架构。约翰·扎克曼指出:“为了避免企业分崩离析,信息系统架构已经不再是一个可有可无的选择,而是企业的必需。”约翰·扎克曼最早是从建筑、飞机等复杂业务中形成对这一框架的认识的。Zachman框架的核心理念是同一个事物可以用不同的方式、基于不同的目的、从不同维度进行描述。当一个事物足够复杂时,这种描述框架就有了更大的价值。
Zachman框架是描述企业的元模型,是由两种分类法构成的矩阵,具体如图3-2所示。
矩阵横向是沟通的基础要素,即我们熟悉的5W1H方法:什么(What)、如何(How)、何地(Where)、何人(Who)、何时(When)以及为何(Why),用于全面、综合地描述复杂事物。矩阵纵向是企业不同利益相关者(包括管理层、业务管理者、架构师、工程师、建造者和用户)的不同视角。不同视角有着不同的关注点,具体关注程度也不一样,但每一行代表了某一类利益相关者对企业的完整理解。用户视图已经关注到具体的系统功能层面。
尽管Zachman框架给出了帮助组织梳理架构内容的方法,但是Zachman框架本身并不是一个完整的企业架构设计解决方案。比如,Zachman框架没有给出架构开发的流程步骤,偏于静态描述而无法对持续演进的企业架构进行动态描述,也没有给出评价架构成熟度的方法。
图3-2 Zachman框架
美国国防部架构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)
是由美国国防部制定的。DoDAF前身是1996年推出的指挥控制通信计算机情报监视和侦查架构框架。DoDAF 1.0版本于2003年发布,DoDAF 2.0版本于2009年发布。如图3-3所示,DoDAF 2.0版本以支持核心决策过程、提供决策数据为主要目标,包括全景视图、数据与信息视图、标准视图、能力视图、作战视图、服务视图、系统视图和项目视图八大视图。
此外,DoDAF提出了实施方法论,包括确定架构用途、确定架构应用范围、确定数据需求、开展架构设计、对架构进行分析和生成架构成果文件6个步骤。
由于来自军方,DoDAF对企业架构的影响没有Zachman框架或者TOGAF那么大,知名度也没有TOGAF那么高。但随着DoDAF 2.0版本的发布,DoDAF框架不断完善,现在已经不再只适用于军方系统建设,也适用于企业系统建设。
图3-3 DoDAF 2.0八大视图
FEA严格意义上并不是一个企业架构框架,而是以美国联邦政府为客观对象的企业架构具体实例。在它之前诞生的FEAF(联邦企业架构框架)才算得上一个真正意义的企业架构框架。不过,由于FEA在政府方面的示范作用,其各种参考模型和治理方法比方法论级别的FEAF更加容易让人接受,所以在很多情况下,FEA被看作是一种企业架构框架。
FEA 1.0版于2002年2月发布,目前最新的大版本是2013年1月发布的FEA 2.0版。
FEA 2.0提供了一系列架构规划工具,核心是综合参考模型CRM和协同规划方法CPM。
如图3-4所示,综合参考模型(Consolidated Reference Model,CRM)包括绩效参考模型(PRM)、业务参考模型(BRM)、数据参考模型(DRM)、应用参考模型(ARM)、基础设施参考模型(IRM)和安全参考模型(SRM)等,覆盖了战略、业务、数据、应用、基础设施和安全6个子架构领域,为总体规划提供了统一语言和框架。其中,绩效参考模型(PRM)是FEA特有的模型,综合考虑了机构的战略、业务和投资,用于衡量企业架构带来的价值。综合参考模型可以用于跨机构分析和识别重复投资、差距和机会,加强整个联邦政府内部机构间的协同。
图3-4 综合参考模型
如图3-5所示,协同规划方法(Collaborative Planning Methodology,CPM)为规划者提供了使用规划流程来制定从当前状态到未来状态的迁移策略的步骤,形成企业路线图。企业路线图将战略和项目、预算映射起来,帮助识别投资和执行之间的差距,以及项目之间的依赖性和风险。CPM具体分为组织和计划、实施和度量两个阶段、5个步骤。尽管两个阶段看上去是按顺序执行的,事实上在不同阶段的内部和之间会有许多迭代。
国际标准组织Open Group于1995年正式发布企业架构框架(The Open Group Architecture Framework,TOGAF),并持续迭代升级。TOGAF 9.0于2009年发布,TOGAF 9.2于2018年发布,TOGAF 10.0于2022年4月发布。TOGAF 10.0是目前最新的版本。TOGAF是一种协助开发、验收、运行、使用和维护企业架构的工具。它基于一个可迭代的架构过程模型,支持架构最佳实践,并提供一套可重用的架构资产,核心是架构开发方法(Architecture Develo-pment Method,ADM)。
图3-5 协同规划方法
TOGAF最重要的意义在于它是基于业务战略分解的业务能力进行规划,实现了业务和IT的一致性,使得IT架构支持灵活变化的业务需求,满足组织的业务需求。
TOGAF 10.0共包含6部分内容,分别是简介、架构开发方法、ADM指南和技术、架构内容框架、企业连续体和工具、架构能力框架,如图3-6所示。
第一部分简介主要介绍了TOGAF参考资料。第二部分架构开发方法(ADM)是TOGAF的核心,介绍了企业架构开发的完整路径。第三部分ADM指南和技术是对ADM应用和若干架构技术的进一步介绍。第四部分架构内容框架介绍了架构内容元模型、架构构建块、架构制品和交付物等。第五部分企业连续体和工具介绍了企业架构产出的分类方法、存储以及架构开发工具。第六部分架构能力框架介绍了企业内建立和运行架构所需的组织、流程、技能、角色和职能。其中,架构开发方法和架构内容元模型是TOGAF最为精华的部分,后面会进一步详细介绍。
图3-6 TOGAF 10.0内容
1. TOGAF架构开发方法(ADM)
(1)TOGAF ADM基本内容
ADM描述了一种开发和管理企业架构生命周期的方法,用于开发满足组织业务和IT需求的企业架构。
如图3-7所示,TOGAF ADM共分为1个预备、8个步骤和1个需求管理,形似葫芦。
1)“1个预备”是指预备阶段,主要完成架构开发准备工作。
预备阶段工作包括建立架构开发组织,确定架构开发方法、工具,明确架构开发原则等,为组织架构项目成功开展做好准备。
图3-7 TOGAF ADM
2)“8个步骤”涵盖架构开发、管理、维护的生命周期,包括如下8个阶段。
● 阶段A:架构愿景设计。
阶段A主要是设置项目的范围、约束和期望,形成大家一致认可的架构愿景和架构工作声明。
● 阶段B、C、D:开发架构蓝图,输出架构定义文件。
阶段B开发业务架构,针对现状(AS-IS)和目标(TO-BE)业务架构,初步进行差距分析。
阶段C开发信息系统架构(即应用架构和数据架构),针对现状(AS-IS)和目标(TO-BE)应用架构、数据架构,初步进行差距分析。关于应用架构和数据架构设计的先后顺序有3种,包括先开发应用架构后开发数据架构,先开发数据架构后开发应用架构,并行开发。
阶段D开发技术架构,针对现状(AS-IS)和目标(TO-BE)技术架构,初步进行差距分析。
● 阶段E和F:制定架构实施路径,输出架构路线图。
阶段E发现机会及制定解决方案主要是进行现状架构和目标架构之间的差距分析,形成工作包和项目。
阶段F迁移规划主要是进行成本收益分析和风险评估,明确过渡架构和里程碑,制定详细的架构实施与迁移计划。
● 阶段G:在架构实施过程中开展架构治理和管控。
阶段G实施治理是开展架构合规性审查,及时发现和纠正偏差,保证架构实施中的各个项目遵从架构蓝图,做到一张蓝图绘到底。
● 阶段H:架构变更管理,对架构进行变更以响应企业的需求。
阶段H是对架构变更进行分类管理。如果是小的变更,企业可以对现有架构进行调整维护。如果是大的变更,企业需要判断是否需要启动新一轮架构设计周期,重新制定架构蓝图。
3)“1个需求管理”是指架构开发、管理、维护都要围绕架构需求管理开展,以需求为架构开发的基础,用需求来验证架构方案,并通过架构实施来满足需求。
(2)TOGAF ADM支持三重迭代
TOGAF ADM通过葫芦图简单清晰地说明了架构开发的生命周期,但实际项目中8个步骤虽然有先后关系,但并不是像流水一样持续向前、完全按照线性顺序执行,不同的步骤有时是同步进行的,而且在不同层级上有一些往复迭代。
ADM支持3个级别的迭代:多个ADM周期的迭代,ADM周期内、阶段之间的迭代以及单个阶段内的迭代。
1)多个ADM周期的迭代:ADM以循环方式呈现,表明一个架构周期结束会进入下一个架构周期,也有可能较高层级的架构项目触发低级架构项目,启动新的架构周期。
2)ADM周期内、阶段之间的迭代:TOGAF描述了4类跨阶段迭代:预备阶段和阶段A之间的架构能力迭代,阶段B、E、F之间的架构开发迭代,阶段E、F的过渡规划迭代,以及阶段G、H和预备阶段之间的架构治理迭代。
3)单个阶段内的迭代:TOGAF支持在单个ADM阶段内重复执行活动,直至完成本阶段工作。
(3)TOGAF ADM与其他部分的关系
为什么说ADM是TOGAF的核心?这是因为ADM搭建了TOGAF的整体结构,是树干和树枝,其他各部分内容都可以通过ADM串接,从而构成完整的架构框架,成为一棵枝繁叶茂的大树。第三部分包含ADM中使用到的指南和各种关键技术。第四部分包含架构构建块、制品和交付物,这些都是ADM各阶段的输入和输出,是架构开发工作成果。第五部分包含对存储库中各类架构资产的分类方法。第六部分包含成功执行ADM所需的各种架构能力建设。
2. TOGAF内容元模型介绍
元模型主要定义某个特定领域的概念并提供构建该领域架构模型的元素。TOGAF也有自己的元模型,将体系中的各种概念融为一体。
TOGAF的工作成果中最小粒度的产出就是构建块。构建块代表了业务能力、IT能力或架构能力的一个组件。构建块又分为架构构建块(Architecture Building Block,ABB)和解决方案构建块(Solution Building Block,SBB),架构构建块说明所需能力,解决方案构建块是构建所需能力的组件。
TOGAF内容元模型提供了对架构中可能存在的所有构建块类型的定义,描述存在的构建块以及相互间的关系。TOGAF内容元模型如图3-8所示。
TOGAF内容元模型分为三大部分,分别是架构原则、愿景和需求,架构定义和架构实现。其中,架构原则、愿景和需求是架构设计的输入,用于明确架构设计要遵循哪些原则,满足哪些架构需求,以及各利益方达成一致的架构愿景。架构定义包括定义动机、业务架构、信息系统架构、技术架构等。架构实现是关于架构迁移和架构治理的内容,保障架构落地。
图3-8 TOGAF内容元模型
TOGAF内容元模型内实体之间的关系如图3-9所示。TOGAF 9.2内容元模型区分核心内容和扩充内容,扩充内容使用不同的颜色表示。TOGAF 10不再像原先区分核心内容和扩充内容,所有内容均为白框,这样简化了内容元模型的使用。
业务架构部分包括组织单元、施动者、角色、功能、流程、业务能力、价值流、业务信息、业务服务、行动方针、产品、事件、控制、服务质量、合约、驱动力、目的、目标和度量19个概念,是其中最为复杂的部分。
其中,组织单元、施动者和角色都与组织相关。施动者属于组织单元,在业务流程中扮演某种角色。功能、流程、业务能力、价值流、行动方针和业务服务都与行为相关。组织单元拥有功能,功能提供业务能力,业务能力使能价值流,功能、业务能力和价值流影响行动方针,流程由多个功能编排、分解而成,业务服务由流程实现。业务信息是新加入的构建块,表明数据的作用受到高度重视。
图3-9 TOGAF内容元模型内实体之间的关系
数据架构包括数据实体、逻辑数据组件和物理数据组件3个构建块。数据实体由施动者提供或使用。数据实体被逻辑数据组件封装,施动者通过业务服务访问和更新数据实体,物理数据组件是逻辑数据组件的实现。
应用架构包括应用服务、逻辑应用组件和物理应用组件3个构建块。应用服务使用数据实体,将业务服务全部或部分自动化。逻辑应用组件实现和提供应用服务,物理应用组件实现逻辑应用组件。
技术架构包括技术服务、逻辑技术组件和物理技术组件3个构建块。逻辑技术组件为业务服务提供平台,支持技术服务,并被物理技术组件实现。