Глава 5

КОММУНИКАЦИОННЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ И СИСТЕМЫ

НА ИХ ОСНОВЕ

5.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

5.1.1. СЕМИУРОВНЕВАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ В СЕТЯХ

К основным требованиям, которым должна удовлетворять организация вычислитель­ных сетей:

• открытость, т. е. возможность подключения дополнительного оборудования и каналов связи без изменения технических и программных средств существующих ком­понентов;

• гибкость, т. е. сохранение работоспособности при изменении структуры в результате

выхода из строя какого-либо оборудования, допустимость изменения типов аппарату­ры или каналов связи, а также возможность подключения к общей сети станций разно­го типа;

• эффективность, т. е. обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах.

Указанные требования реализуются за счет модульного принципа организации уп­равления процессами в сети. Для обеспечения гибкости, открытости и эффективности сети управление в сетях реализуется по многоуровневой схеме. За каждым уровнем зак­реплены программные и аппаратные модули, которые реализуют определенные функ­ции обработки и передачи данных.

Главные принципы разделения модулей на уровни перечислены ниже:

Каждый уровень реализует определенные сетевые задачи обработки и передачи данных и обеспечивает определенный набор услуг для уровня, расположенного в структуре над ним. Совокупность правил взаимодействия объектов одноименных уровней называется протоколом.

Уровень N взаимодействует только с уровнями N - 1 и N + 1.

Функции соседних уровней не перекрываются и не совпадают.

Многоуровневая организация управления процессами в сети приводит к необходимости модифицировать на каждом уровне передаваемые сообщения применительно только к функциям, реализуемым на этом уровне. При передаче данных между уровнями каждый из уровней добавляет некоторую служебную информацию (заголовок и концевик для данных, которые поступили от верхнего уровня управления), адресованную другим одноименным уровням управления в сети и не рассматриваемую уровнями с другими названиями. На каждом этапе число передаваемых данных возрастает. И каждый более низкий уровень рассматривает всю информацию, поступившую от более высокого уровня, как данные. Чем больше создается уровней управления, тем гибче управление, но тем больше аппаратные затраты и время обработки. Гибкость организации и простота реализации достигаются за счет того, что обмен данными допускается только между объектами одного уровня.

Большинство сетевых устройств имеют в своем составе реализацию от одного до N уровней управления.

Границы между уровнями располагаются таким образом, чтобы взаимовлияние смежных уровней было минимальным и изменения внутри одного уровня не требовали перестройки других, т. е. работа уровня N не зависит от функционирования верхних и нижних уровней управления.

С появлением необходимости объединения разнотипных ЭВМ возникла острая по­требность в разработке некоторой идеологической концепции, которая позволила бы установить универсальные правила взаимодействия разнотипных машин. Таким обра­зом, для того чтобы машина смогла войти в сеть, ее аппаратное и программное обеспе­чение должно удовлетворять некоторому набору универсальных соглашений, точное выполнение которых гарантирует возможность взаимодействия различных машин.

По линии Международной организации по стандартизации ISO (International Standart Organization) принята в 1977 г. и рекомендована 7-уровневая модель OSI (Open System Interconnection).

Модули расположены по уровням 1-7. Первый нижний уровень взаимодействует с передающей средой, а седьмой верхний - отвечает за общение с пользователем. OSI содержит следующие уровни (рис. 5.1):