Навігація
Головна
 
Головна arrow Інформатика arrow Інформаційні технології
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Базова еталонна модель взаємозв'язку відкритих систем (модель OSI)

Узагальнена структура будь програмної або інформаційної системи може бути представлена двома взаємодіючими частинами: функціональної частиною, що включає в себе прикладні програми, які реалізують функції прикладної області; середовищем або системної частиною, що забезпечує виконання прикладних програм.

З цим поділом і забезпеченням взаємозв'язку тісно пов'язані дві групи проблем стандартизації: стандарти інтерфейсів взаємодії прикладних програм з середовищем ІС, прикладний програмний інтерфейс API; стандарти інтерфейсів взаємодії самої ІС з зовнішньої для неї середовищем EEI. Ці дві групи інтерфейсів визначають специфікації зовнішнього опису середовища ІС, архітектуру, з точки зору кінцевого користувача, проектувальника ІС, прикладного програміста, який розробляє функціональні частини ІС.

Специфікації зовнішніх інтерфейсів середовища ІС та інтерфейсів взаємодії між компонентами самого середовища являють собою точні описи всіх необхідних функцій, служб і форматів певного інтерфейсу. Сукупність таких описів становить еталонну модель взаємозв'язку відкритих систем OSI. Ця модель використовується більше 20 років, вона "виросла" з мережевої архітектури System Network Architecture (SNA), запропонованої компанією "IBM". Модель взаємозв'язку відкритих систем використовується в якості основи для розробки багатьох стандартів ISO в галузі ІТ. Публікація цього стандарту підвела підсумок багаторічної роботи багатьох відомих стандартизуется організацій та виробників телекомунікаційних засобів.

У 1984 р модель отримала статус міжнародного стандарту ISO 7498, а в 1993 р вийшло розширене і доповнене видання ISO 7498-1-93. Стандарт має складовою заголовок "Інформаційно-обчислювальні системи - Взаємозв'язок (взаємодія) відкритих систем - Еталонна модель". Коротка назва: "Еталонна модель взаємозв'язку (взаємодії) відкритих систем" (Open Systems Interconnection / Basic Reference Model - OSI / BRM).

Модель заснована на розбитті обчислювального середовища на сім рівнів, взаємодія між якими описується відповідними стандартами і забезпечує зв'язок рівнів незалежно від внутрішньої побудови рівня в кожній конкретній реалізації (рис. 6.6). Основною перевагою цієї моделі є детальний опис зв'язків у середовищі з точки зору технічних пристроїв і комунікаційних взаємодій. Разом з тим вона не бере до уваги взаємозв'язок з урахуванням мобільності прикладного програмного забезпечення.

Переваги "шаруватої" організації моделі взаємодії полягають в тому, що вона забезпечує незалежну розробку рівневий стандартів, модульність розробок апаратури і програмного забезпечення інформаційно-обчислювальних систем і сприяє тим самим технічному прогресу в цій області.

Семиуровневая модель взаємодії (взаємозв'язку) відкритих систем - модель BОС

Рис. 6.6. Семиуровневая модель взаємодії (взаємозв'язку) відкритих систем - модель BОС

Згідно ISO 7498 виділяють сім рівнів (шарів) інформаційної взаємодії, які відокремлені один від одного стандартними інтерфейсами: рівень програми (прикладний рівень), рівень представлення, сеансовий (рівень сесії), транспортний, мережевий, канальний, фізичний.

Відповідно до цього інформаційне взаємодія двох або більше систем являє собою сукупність інформаційних взаємодій рівневих підсистем, причому кожен шар локальної ІС взаємодіє, як правило, з відповідним шаром віддаленої системи. Взаємодія здійснюється за допомогою відповідних протоколів зв'язку та інтерфейсів. Крім того, застосовуючи методи інкапсуляції, можна використовувати одні й ті ж програмні модулі на різних рівнях.

Протоколом є набір алгоритмів (правил) взаємодії об'єктів однойменних рівнів різних систем.

Інтерфейс - це сукупність правил, відповідно до яких здійснюється взаємодія з об'єктом даного чи іншого рівня. Стандартний інтерфейс в деяких специфікаціях може називатися послугою.

Інкапсуляція - це процес приміщення фрагментованих блоків даних одного рівня в блоки даних іншого рівня.

При розбитті середовища на рівні дотримувалися наступні загальні принципи:

  • • не створювати занадто багато дрібних разбиений, оскільки це ускладнює опис системи взаємодій;
  • • формувати рівень з легко локалізуемих функцій - у разі необхідності це дозволяє швидко перебудовувати рівень і суттєво змінити його протоколи для використання нових рішень в галузі архітектури, програмно-апаратних засобів, мов програмування, мережевих структур, не змінюючи при цьому стандартні інтерфейси взаємодії і доступу;
  • • розташовувати на одному рівні аналогічні функції;
  • • створювати окремі рівні для виконання таких функцій, які явно розрізняються за реалізують їх діям або технічним рішенням;
  • • проводити межу між рівнями в такому місці, де опис послуг є найменшим, а число операцій взаємодій через кордон (перетин кордону) зведено до мінімуму;
  • • проводити межу між рівнями в такому місці, де в певний момент повинен існувати відповідний стандартний інтерфейс.

Кожен рівень має протокольну специфікацію, тобто набір правил, керуючих взаємодією рівноправних процесів одного і того ж рівня, і перелік послуг, які описують стандартний інтерфейс з розташованим вище рівнем. Кожен рівень використовує послуги розташованого нижче рівня, кожен розташований нижче надає послуги розташованому вище. Наведемо коротку характеристику кожного рівня.

  • 1. Рівень додатки (прикладний рівень). Цей рівень пов'язаний з прикладними процесами. Протоколи призначені для забезпечення доступу до ресурсів мережі і програмам-додаткам користувача. На даному рівні визначається інтерфейс з комунікаційною частиною додатків. Як приклад протоколів прикладного рівня можна навести протокол Telnet, який забезпечує доступ користувача до хосту (головному обчислювальному пристрою, одному з основних елементів в многомашинной системі або будь-якого пристрою, підключеному до мережі і використовує протокол TCP / IP) в режимі віддаленого терміналу.
  • 2. Рівень представлення. На цьому рівні інформація перетворюється до такого виду, в якому це потрібно для виконання прикладних процесів. Наприклад, виконуються алгоритми перетворення формату представлення даних - ASCII або КОИ-8. Якщо для представлення даних використовується дисплей, то ці дані по заданому алгоритму формуються у вигляді сторінки, яка виводиться на екран.
  • 3. Сеансовий рівень (рівень сесії). На даному рівні встановлюються, обслуговуються і припиняються сесії між представницькими об'єктами додатків (прикладними процесами). Як приклад протоколу сеансового рівня можна розглянути протокол RPC (Remote Procedure Call). Як випливає з назви, даний протокол призначений для відображення результатів виконання процедури на віддаленому хості. У процесі виконання цієї процедури між додатками встановлюється сеансовое з'єднання. Призначенням даного з'єднання є обслуговування запитів, які виникають, наприклад, при взаємодії додатка-сервера з додатком-клієнтом.
  • 4. Транспортний рівень. Даний рівень призначений для управління потоками повідомлень і сигналів. Управління потоком є важливою функцією транспортних протоколів, оскільки цей механізм дозволяє надійно забезпечувати передачу даних по мережах з різнорідною структурою. При цьому в опис маршруту включаються всі компоненти комунікаційної системи, що забезпечують передачу даних на всьому шляху від пристроїв відправника до приймальних пристроїв одержувача. Управління потоком полягає в обов'язковому очікуванні передавачем підтвердження прийому обумовленого числа сегментів приймачем. Число сегментів, яке передавач може відправити без підтвердження їх отримання від приймача, називається вікном.

Існує два типи протоколів транспортного рівня: сегментують і дейтаграмному. Сегментують протоколи транспортного рівня розбивають вихідне повідомлення на блоки даних транспортного рівня - сегменти. Основною функцією таких протоколів є забезпечення доставки цих сегментів до об'єкта призначення і відновлення повідомлення. Дейтаграмному протоколів не сегментируют повідомлення, вони відправляють його одним пакетом разом з адресною інформацією. Пакет даних, який називається "дейтаграмма" (Datagram), маршрутизируется в мережах з перемиканням адрес або передається по локальній мережі прикладній програмі або користувачеві.

  • 5. Мережевий рівень. Основним завданням протоколів мережевого рівня є визначення шляху, який буде використаний для доставки пакетів даних при роботі протоколів верхніх рівнів. Для того щоб пакет був доставлений до будь-якого хоста, цьому хосту повинен бути поставлений у відповідність відомий передавача мережеву адресу. Групи хостів, об'єднані за територіальним принципом, утворюють мережі. Для спрощення завдання маршрутизації мережеву адресу хоста складається з двох частин: адреси мережі й адреси хоста. Таким чином, завдання маршрутизації розпадається на дві - пошук мережі і пошук хоста в цій мережі.
  • 6. Канальний рівень (рівень ланки даних). Призначенням протоколів канального рівня є забезпечення передачі даних в середовищі передачі по фізичному носію. У каналі формується стартовий сигнал передачі даних, організується початок передачі, проводиться сама передача, проводиться перевірка правильності процесу, проводиться відключення каналу при збоях і відновлення після ліквідації несправності, формування сигналу на закінчення передачі та перекладу каналу в режим очікування.

На канальному рівні дані передаються у вигляді блоків, які називаються кадрами. Тип використовуваного середовища передачі та її топологія багато в чому визначають вид кадру протоколу транспортного рівня, який повинен бути використаний.

При використанні топології "спільна шина" і "один-ко-мно- гим" (Point-to-Multipoint) кошти протоколу канального рівня задають фізичні адреси, за допомогою яких буде проводитися обмін даними в середовищі передачі і процедура доступу до цього середовища. Прикладами таких протоколів є протоколи Ethernet (у відповідній частині) і HDLC. Протоколи транспортного рівня, які призначені для роботи в середовищі типу "один-до-одного" (Point-to-Point), не визначають фізичних адрес і мають спрощену процедуру доступу. Прикладом протоколу такого типу є протокол РРР.

7. Фізичний рівень. Протоколи цього рівня забезпечують безпосередній доступ до середовища передачі даних для протоколів канального і наступних рівнів. Дані передаються за допомогою протоколів у вигляді послідовностей бітів (для послідовних протоколів) або груп бітів (для паралельних). На цьому рівні визначаються набір сигналів, якими обмінюються системи, параметри цих сигналів (тимчасові та електричні) і послідовність формування сигналів при виконанні процедури передачі даних. Крім того, на даному рівні формулюються вимоги до електричних, фізичним і механічним характеристикам середовища передачі, передавальних і сполучних пристроїв.

Зазначені раніше функції всіх рівнів можна віднести до однієї з двох груп: або до функцій, орієнтованих на роботу з додатками незалежно від пристрою мережі, або до функцій, залежать від конкретної технічної реалізації мережі.

Три верхніх рівня - прикладний, представницький і сеансовий - орієнтовані на додатки і практично не залежать від технічних особливостей побудови мережі. На протоколи цих рівнів не впливають які-небудь зміни в топології мережі, заміна обладнання або перехід на іншу мережеву технологію.

Три нижніх рівні - фізичний, канальний і мережевий - є мережезалежними, тобто протоколи цих рівнів тісно пов'язані з технічною реалізацією мережі і комунікаційним обладнанням. Транспортний рівень є проміжним, він приховує всі деталі функціонування нижніх рівнів від верхніх. Це дозволяє розробляти докладання, які залежать від технічних засобів безпосереднього транспортування повідомлень.

Схема практичної реалізації моделі ВОС

Рис. 6.7. Схема практичної реалізації моделі ВОС

На рис. 6.7 показана схема практичної реалізації моделі ВОС (OSI), в якій працюють різні елементи мережі. Комп'ютер з встановленою на ньому мережевою операційною системою взаємодіє з іншим комп'ютером за допомогою протоколів всіх семи рівнів. Цю взаємодію комп'ютери здійснюють через різні комунікаційні пристрої: концентратори, модеми, мости, комутатори, маршрутизатори, мультиплексори.

Комунікаційний пристрій в залежності від типу може працювати: тільки на фізичному рівні (повторювач); на фізичному і канальному рівнях (міст); фізичному, канальному і мережевому рівнях, іноді захоплюючи і транспортний рівень (маршрутизатор).

Таким чином, еталонна модель взаємозв'язку (взаємодії) відкритих систем описує і реалізує стандартизовану систему взаємодії в процесах обміну інформацією та даними між прикладними програмами і системами в обчислювальних мережах. Стандартизація інтерфейсів забезпечує повну прозорість взаємодії незалежно від того, яким чином влаштовані рівні в конкретних реалізаціях моделі.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук