Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Взаимодействующие процессы в сетях соединяются с помощью функциональной среды, обеспечивающей выполнение определенного свода правил - протоколов связи процессов. Протоколы, регламентирующие передачу данных, очень сложны, так как для обеспечения эффективности интерфейса необходимо согласовать достаточно большой объем информации. Они охватывают практически все фазы обмена в сети, в том числе синхронизацию тактовых генераторов компьютера-получателя и компьютера-отправителя, процедуру кодирования передаваемой информации, инструкции о том, как передать информацию по различным маршрутам с разными схемами адресации без потери ее целостности [46].

Обычно протоколы связи процессов реализуются с учетом принципа коммутации пакетов, когда перед передачей сообщение разбивается на блоки - пакеты определенной длины. Каждый пакет снабжается служебной информацией и превращается в независимую единицу передачи информации. На приемной стороне из поступающих пакетов формируется передаваемое сообщение.

Для обеспечения обмена информацией между компьютерными сетями или между компьютерами данной сети в 1978 г. Международная организация но стандартизации (МОС) разработала многоуровневый комплект протоколов, известный как семиуровневая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Она является основой для анализа существующих сетей, создания новых сетей и стандартов. Одна из основных идей модели взаимодействия открытых систем (OS1) - обеспечение относительно простого обмена информацией при использовании изготовленных разными фирмами аппаратных и программных средств, соответствующих стандартам взаимодействия открытых систем. Конечные пользователи не должны заботиться о проблемах совместимости, которые все еще свойственны системам, включающим устройства различных производителей. Сеть, удовлетворяющая требованиям эталонной модели взаимодействия открытых систем, называется открытой [16].

Многоуровневый подход, реализованный в модели взаимодействия открытых систем, оказался очень эффективным. Каждый уровень протоколов включает определенный круг функций и сервиса. Преимущество такого подхода заключается в возможности внесения изменений в один уровень без переработки всей модели в целом.

Абонентская система (АС) в соответствии с эталонной моделью взаимодействия открытых систем представляется прикладными процессами и процессами взаимодействия АС, которые разбиваются на семь функциональных уровней (рис. 9.1). Функции и процедуры, выполняемые в рамках одного функционального уровня, составляют соответствующий уровневый протокол. Отдельные уровни модели взаимодействия открытых систем удобно рассматривать как группы программ, предназначенных для выполнения конкретных функций. Нумерация уровневых протоколов идет снизу вверх, а их названия указаны на рисунке 9.1. Функциональные уровни взаимодействуют на строго иерархической основе: каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, запрашивая, в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня.

При передаче информации но мере продвижения ее от верхнего (прикладного) уровня к нижнему (физическому) на каждом уровне, кроме физического, к ней добавляется заголовок, содержащий управляющую информацию для соответствующего уровня на принимающем компьютере.

Многоуровневая организация управления процессами в сети порождает необходимость модифицировать на каждом уровне передаваемые сообщения в соответствии с функциями, реализуемыми на этом уровне. Модификация выполняется по схеме, представленной на рис. 9.2. Данные, передаваемые в форме сообщения, снабжаются заголовком (3) и концевиком (К), в которых содержится информация, необходимая для обработки сообщения на соответствующем уровне: указатели типа сообщения, адреса отправителя, получателя, канала, порта и т. д.

Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем

Рис. 9.1. Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем

Заголовок и концевик называются обрамлением сообщения. Сообщение, сформированное на уровне N+1, при обработке на уровне N снабжается дополнительной информацией в виде заголовка 3N и концевика KN.

При поступлении на нижележащий уровень к сообщению вновь добавляется дополнительная информация в виде заголовка 3N-1 и концевика KN-1.

При передаче сообщения от низших уровней к высшим оно освобождается от соответствующего обрамления. Таким образом, каждый уровень оперирует с собственным заголовком и концевиком, а сопровождаемая ими информация рассматривается как данные более высокого уровня. За счет этого обеспечивается независимость данных, относящихся к разным уровням управления передачей сообщений.

Управляющая информация в заголовках и концевиках содержит такие данные, как тип передаваемой информации, адреса станции-отправителя и станции-иолучагеля, режим передачи (дуплексный, полудуплексный и т. д.), метод кодирования информации, метод контроля ошибок. Приемный компьютер принимает информацию в виде потока битов и собирает ее в кадры. По мере продвижения кадров снизу вверх (от физического уровня к прикладному) протоколы соответствующих уровней удаляют предназначенную для них управляющую информацию, и в конечном итоге прикладная программа получит только исходные данные.

Структура сообщений на разных уровнях

Рис. 9.2. Структура сообщений на разных уровнях

Стандартизация распространяется на протоколы связи одноименных уровней взаимодействующих АС. Связь между уровнями осуществляется в форме различных транзакций, известных как примитивы (primitives).

Примитивы делятся на примитивы запроса, индикации, ответа и подтверждения. Уровень, выступающий в роли пользователя сервиса, может активизировать функцию путем выдачи запроса на выполнение действия. Уровень, играющий роль поставщика сервиса, выдает подтверждение о выполнении функции. Иногда выдается запрос на действие, которое должен выполнять уровень на другом (взаимодействующим с первым) компьютере. Примитивы удобно рассматривать как управляющую информацию, которая представлена в кадрах, передаваемых в процессе обмена данными [44].

Функциональные уровни рассматриваются как составные независимые части процессов взаимодействия АС. Основные функции, реализуемые в рамках уровневых протоколов, представлены в таблице 9.1.

Таблица 9.1. Назначение уровней и протоколов модели OS1

Уровни модели OSI

Назначение уровней и протоколов модели OSI

7. Прикладной

Обеспечивает прикладным процессам пользователя средства доступа к сетевым ресурсам; является интерфейсом между программами пользователя и сетью. Имеет интерфейс с пользователем

Продолжение табл. 9.1

Уровни модели OSI

Назначение уровней и протоколов модели OSI

6. Представительный

Устанавливает стандартные способы представления данных, которые удобны для всех взаимодействующих объектов прикладного уровня. Имеет интерфейс с прикладными программами

5. Сеансовый

Обеспечивает средства, необходимые сетевым объектам для организации, синхронизации и административного управления обменом данных между ними

4. Транспортный

Обеспечивает надежную, экономичную и «прозрачную» передачу данных между взаимодействующими объектами сеансового уровня

3. Сетевой

Обеспечивает маршрутизацию передачи данных в сети, устанавливает логический канал между объектами для реализации протоколов транспортного уровня

2. Канальный

Обеспечивает непосредственную связь объектов сетевого уровня, функциональные и процедурные средства ее поддержки для эффективной реализации протоколов сетевого уровня

1. Физический

Формирует физическую среду передачи данных, устанавливает соединения объектов сети с этой средой

Совокупность протоколов, приведенных в таблице 9.1, составляют стек протоколов модели OSI.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >