текст лекций / 49. Взаимод. открытых систем

Взаимодействие открытых систем (ВОС)

Эталонная модель взаимодействия открытых систем - ЭМ ВОС

В любых службах электросвязи обмен информацией должен осуществляться по определенным, заранее оговоренным правилам (набором протоколов, стандартов) международными организациями по стандартизации.

Протокол - это документ, определяющий правила и процедуры взаимодействия одноименных уровней (эталонной модели ВОС) систем, работающих друг с другом.

Так, в 1978г. МОС (Международная организация стандартизации) разработала международные стандарты взаимосвязи открытых систем (ВОС).

Открытой система взаимосвязи называется тогда, когда она соответствует 7-уровневой эталонной модели ВОС (модель ISO - МОС - международной организации стандартизации).

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем - ЭМ ВОС - является описанием структуры стандартов и определяет принципы взаимосвязи между отдельными стандартами (взаимодействия открытых систем). ЭМ ВОС все процессы, реализуемые открытой системой, разбиты на взаимно подчиненные уровни.

ЭМ ВОС является основой для разработки множества стандартов не только для самой эталонной модели ВОС, но и определения конкретного набора услуг, удовлетворяющих ЭМ ВОС, а также протоколов, обеспечивающих удовлетворение услуг для реализации которых они разработаны. Цель всех 7-ми уровней протоколов - обеспечение процессов ввода, хранения, обработки и выдачи пользовательской информации, т.е. обеспечение прикладных процессов.

Функциональная схема 7-уровневой эталонной модели ВОС

7-й уровень - Прикладной

6-й уровень - Представления

5-й уровень - Сеансовый

4-й уровень - Транспортный

3-й уровень - Сетевой

2-й уровень - Канальный

1-й уровень - Физический

Протоколы нижних с 1-го по 3-й уровней ориентированы на передачу информации.

Протоколы 4-го уровня (транспортного) иногда относят к нижним уровням.

Протоколы верхних с 5-го по 7-ой уровней являются пользовательским (прикладным) уровнем, они ориентированы на обработку информации.

Классификация уровней

Протоколы верхних четырех уровней (прикладного, представления, сеансового и транспортного) выполняют функции создания данных и предоставления их конечным пользователям.

Прикладной уровень (7-ой) обеспечивает интерфейс пользователя с коммуникационной системой (например, электронную почту, распределенные базы данных и сетевые операционные системы в ЛВС).

Представительный (представления, представительский) уровень обеспечивает общий формат предоставления данных для прикладного уровня, что позволяет любым устройствам, подключенным к сети (хост-устройствам), связываться между собой, даже если эти устройства по-разному предоставляют данные.

Службы, которые поддерживают представительный уровень, обеспечивают услуги: передачу файлов, протоколы виртуальных терминалов,

сжатие, преобразование кодов, шифрование.

Сеансовый уровень (уровень сессий). Его основным назначением является разделение потока данных, формируемых службами представительного уровня, на несколько потоков - сеансов (связи), которые посылаются через систему и управляют взаимодействием между парами сообщающихся прикладных процессов.

Сеансы могут быть короткими или длинными, включающими одно или несколько взаимодействий с помощью обмена сообщениями.

Услуги, предоставляемые представительному уровню: организация/завершение сеанса, идентификация/регистрация, синхронизация передачи данных, сообщения об исключительных ситуациях.

Транспортный уровень обеспечивает установку канала связи, передачу данных и освобождение канала, взаимодействует с сетевым уровнем, чтобы гарантировать виртуальное соединение без ошибок, в правильной последовательности. Транспортный уровень выполняет требуемое мультиплексирование или разделение каналов.

Сетевой уровень обеспечивает связь каналов (звеньев) в глобальную сеть, связывающую все "открытые" системы, т.е. выполняет маршрутизацию данных от узла источника к узлу получателя (адресата). Сетевой уровень обеспечивает маршрутизацию сообщений между приложениями через промежуточные коммутационные (коммуникационные) узлы. Протоколы сетевого уровня должны быть согласованы для всей сети.

Сетевой уровень обеспечивает не только протоколы (правила) маршрутизации пакетов через сеть, а при необходимости, протоколы управления потоками данных, гарантирующие количество пакетов в системе, которое эту систему не перегружает.

Канальный уровень (уровень управления каналом) обеспечивает надежную связь на физическом уровне (установление соединения, его поддержание и разъединение).

Протоколы этого уровня определяют структуру данных (например, размер кадра или пакета), управляют потоками данных, обнаружением и устранением ошибок.

Физический уровень обеспечивает средства для передачи данных через среды передачи (проводная среда: медный, коаксиальный и волоконно-оптический кабель; беспроводная среда: радио, спутниковые каналы связи, радиорелейные каналы связи; а также: инфракрасная среда, в которой интерференция практически отсутствует; линии электропередачи и др.). Протоколы этого уровня определяют типы соединителей, частотные характеристики линий связи, уровни напряжений, коды передачи и др.

Нижние уровни (канальный и физический) обеспечивают передачу сообщений между смежными узлами.

Протоколы четырех нижних уровней обеспечивают быструю и надежную передачу информации, поэтому их часто называют протоколами транспортной сети.

Выход в транспортную сеть осуществляется через порт.

Каждый процесс имеет свой порт.

Перед входом в транспортную сеть информация пользователя получает заголовок того процесса, который ее породил.

В качестве примера рассмотрим ЭМ ВОС - протоколы доступа к ресурсам ЦСИО:

-протоколы 1-го уровня - физические и технические характеристики каналов:

-для пользователей сети передачи данных (СПД) с коммутацией каналов (КК) - Х.21;

-для пользователей сети ПД с коммутацией пакетов (КП) - Х.25 и 1.430;

-для пользователей сети ТфОП - V;

-протоколы 2-го уровня - установление, разъединения соединений - определяют процедуры передачи полезной информации с исправлением ошибок (КП) и сигнальной информации;

-протоколы 3-го уровня - маршрутизация и коммутация информации, управление потоками - определяют маршрут установления соединений при способе коммутации каналов (КК), управляют транспортировкой пакетов полезной и сигнальной информации;

-протоколы 4-го уровня - передача цифровых потоков с разными скоростями - определяют процедуры логического упорядочивания информационных блоков, управляют потоками сообщений;

-протоколы 5-го уровня - организация взаимодействия между прикладными процессами - определяют начало и окончание сеансов связи, их восстановление при разъединении соединения на нижних уровнях, исправление ошибок передачи путем повторения передачи блока информации (страницы или нескольких страниц);

-протоколы 6-го уровня - интерпретация значения, смысла прикладных процессов - определяют форму документа (шрифты, структура);

-протоколы 7-го уровня - управление прикладными программами, предоставление или потребление информационных ресурсов - определяют процедуры обработки сообщений (вид сообщений, качество передачи, идентификация получателя сообщения, язык сообщения, засекречивание информации).