Обгрунтування стандартизації функцій інформаційних мереж міжнародною спілкою електрозв’язку

У сучасних комп'ютерних мережах як правило використовується багато різних видів мережних протоколів і навіть в рамках однієї мережі застосовують кілька з них.Потреба в розширенні, модернізації, а так само необхідність спрощення процесів розробки та вдосконалення обчислювальних мереж показала необхідність у стандартизації принципів і процедур взаємодії між абонентами мереж. З цією метою була розроблена так звана Еталонна модель взаємодії відкритих систем,що складається з семи рівнів(OSI, Open Systems Interconnection), розроблена міжнародною організацією стандартизації (ISO, International Standards)

Основною перевагою використання систем, що відповідають моделі OSI, є їх гнучкість. Це означає, що якщо змінити фізичне середовище передачі даних, то не потрібно змінювати всю структуру мережі.

Метою моделі ВВС є:

· можливість побудування мережі з апаратних і програмних засобів різних виробників, що дотримуються одного стандарту;

· можливість безболісної зміни окремих компонентів мережі іншими, що дозволяє мережі розвиватись з мінімальними витратами;

· можливість легкого сполучення однієї мережі з іншою;

· простота обслуговування мережі.

Мережева модель ВВС представляє собою рівневий підхід до мережі.

Рівні описують протоколи, що регламентують процедури взаємодії процесів однойменних рівнів різних систем на основі обміну повідомленнями (даними).

Рівні взаємодіють згори вниз і знизу догори за допомогою інтерфейсів і можуть ще взаємодіяти з таким же рівнем іншої системи за допомогою протоколів.

Модель рівневих протоколів ВВС є семирівневим стандартом. Рівні в мережній моделі, запропонованій МОС, наведено на рис. 2.1.

Найнижчий фізичний рівень (Physical layer) моделі, призначений безпосередньо для передачі потоку даних. Здійснює передачу електричних або оптичних сигналів в кабель або в радіоефір, а також їх прийом і перетворення в біти даних відповідно до методів кодування цифрових сигналів.

Іншими словами, здійснює інтерфейс між мережевим носієм і мережевим пристроєм. На цьому рівні працюють концентратори, повторювачі (ретранслятори) сигналу і медіаконвертори.

Функції фізичного рівня:

- передача бітів по фізичних каналах;

- формування електричних сигналів;

- кодування інформації;

- синхронізація;

- модуляція.

Функції фізичного рівня реалізуються на всіх пристроях, підключених до мережі. З боку комп’ютера функції фізичного рівня виконуються мережевим адаптером або портом зв’язку. До фізичного рівня відносяться фізичні, електричні і механічні інтерфейси між двома системами. Цей рівень визначає такі властивості середовища мережі передачі даних як оптичне волокно, вита пара, коаксіальний кабель, супутниковий канал передачі даних і тому подібне.

Функції цього рівня забезпечують активізацію, підтримку і дезактивізацію фізичного ланцюга між кінцевим устаткуванням даних (КУД) і апаратурою каналу даних (АКД).

Інтерфейси фізичного рівня призначені для приєднання пристроїв користувача до ліній зв'язку. Щоб виконати цю важливу функцію, опис біль­шості інтерфейсів фізичного рівня має містити характеристики чотирьох видів.

Електричні характеристики описують рівні напруги (або струму) і тим­часові характеристики сигналів, що подають 0 або 1.

Функціональні характеристики відображають функції, виконувані фізич­ним інтерфейсом. У більшості протоколів фізичного рівня ці функції класи­фікуються як функції керування, синхронізації, передачі даних і заземлення.

Механічні характеристики описують інтерфейсні рознімання і проводи.

Процедурні характеристики відображають дії, які мають здійснювати з'єднувачі, і послідовність дій при передаванні даних через інтерфейс.

КУД, звичайно, приєднується до АКД за допомогою стандартного інтерфейсу RS-232-С. За КУД частіше за все розглядається пристрій кінцевого користувача, наприклад, термінал або ЕОМ. Апаратура каналу даних забезпечує з'єднання КУД з лінією зв'язку. Інтерфейс RS-232-С описує чотири функції: визначення керую­чих сигналів, що проходять через інтерфейс; пересилання даних користувача че­рез інтерфейс; передачу тактових сигналів для синхронізації потоку даних; фор­мування електричних характеристик інтерфейсу.

Канальний рівень (Data Link layer) призначений для забезпечення взаємодії мереж на фізичному рівні і контролі за помилками, які можуть виникнути.

Протоколи керування каналом, здійснюючи зв'язок, виконують три стро­го визначені етапи:

- встановлення зв’язку. Однією з задач канального рівня є перевірка доступності середовища передачі, тобто встановлення зв’язку з віддаленим вузлом, щоб гаранту­вати готовність обох систем до обміну даними;

- передача інформації. Виконується обмін даними користувача каналом зв'язку між двома пристроями, при цьому здійснюється контроль можливих помилок передавання;

- закінчення зв'язку. Канал звільнюється, припиняється керування каналом. Це означає, що дані не можуть передаватися, доки зв'язок не буде відновлено.

Мережний рівень (Network layer) мережевої моделі OSI, призначений для визначення шляху передачі даних. Відповідає за трансляцію логічних адрес і імен у фізичні, визначення найкоротших маршрутів, комутацію і маршрутизацію, відстеження похибок і заторів в мережі.

На цьому рівні працює такий мережевий пристрій, як маршрутизатор. Протоколи мережного рівня маршрутизують дані від джерела до одержувача і можуть бути розділені на два класи: протоколи з установкою з’єднання і без нього. Описати роботу протоколів з установкою з’єднання можна на прикладі зразку роботи звичайного телефону. Протоколи цього класу починають передачу даних з виклику або установки маршруту проходження пакетів від джерела до одержувача. Після чого починають послідовну передачу даних і після закінчення передачі розривають зв’язок.

Протоколи без установки з’єднання, які посилають дані, що містять повну адресну інформацію в кожному пакеті, працюють аналогічно поштовій системі. Кожен лист або пакет містить адресу відправника і одержувача. Далі кожен мережний пристрій прочитує адресну інформацію і ухвалює рішення про маршрутизацію даних. Пакет даних передається від одного проміжного пристрою до іншого до тих пір, поки не буде доставлений одержувачу.

Протоколи без установки з’єднання не гарантують надходження інформації одержувачу в тому порядку, в якому вона була відіслана. За доставку даних у відповідному порядку при використанні мережних протоколів без установки з’єднання відповідають транспортні протоколи.

Транспортний рівень (Transport layer) моделі, призначений для доставки даних без помилок, втрат і дублювання в тій послідовності, в якій вони були передані. При цьому неважливо, які дані передаються, звідки і куди, тобто цей рівень надає сам механізм передачі. Блоки даних він розділяє на фрагменти, розмір яких залежить від протоколу, короткі об'єднує в один, а довгі розбиває. Протоколи цього рівня призначені для взаємодії типу “точка-точка”.

Транспортний рівень забезпечує верхнім рівням передачу даних із заданою надійністю. Цей рівень користується послугами нижчестоящого мережного рівня, тому вищестоящі рівні захищені від процедур мережних з'єднань і різноманітності застосовуваних мереж.

Модель ВВС визначає п’ять класів сервісу, що надається транспортним рівнем. Ці види сервісу відрізняються якістю послуг, що надаються: терміновістю, можливістю відновлення розірваного зв’язку, наявністю засобів мультиплексування декількох з’єднань між різними прикладними протоколами через загальний транспортний протокол.

Протоколи нижніх чотирьох рівнів називають транспортною підсистемою, тому що вони повністю вирішують транспортування повідомлень із заданим рівнем якості в складних мережах з довільною топологією і різними технологіями.

Сеансовий рівень (Session layer) моделі відповідає за підтримку сеансу зв'язку, дозволяючи програмам взаємодіяти між собою тривалий час. Рівень управляє створенням/завершенням сеансу, обміном інформацією, синхронізацією задач, визначенням права на передачу даних і підтримкою сеансу в періоди неактивності програм.

Синхронізація передачі забезпечується розміщенням в потік даних контрольних точок, починаючи з яких при порушенні взаємодії процес поновлюється Він служить інтерфейсом користувача з рівнем транспортних послуг. Цей рівень забезпечує засоби організації обміну даними між користувачами.

Для виконання задач сеансового рівня є дві функції:

- функція керування діалогом надає регламентовані засоби початку сеансу, передачі повідомлень між віддаленими системами, а потім по завершенню сеансу переривання з’єднання;

- функція розділення даних передбачає вставку в повідомлення покажчиків, які дозволяють кожному вузлу повідомляти про початок і кінець повідомлення. Обидві функції для сеансу однаково важливі, оскільки гарантують отримання повідомлення вузлами, причому в повному обсязі, а також відсутність в ньому сторонньої інформації.

Представницький рівень (Presentation layer) має справу з формою представлення інформації, що передається мережею, не змінюючи при цьому саму інформацію.

За рахунок представницького рівня інформація, що передається прикладним рівнем однієї системи, завжди зрозуміла прикладному рівню іншої системи. За допомогою засобів даного рівня протоколи прикладного рівня можуть подолати синтаксичні відмінності в представленні даних або ж відмінності в кодах символів.

Абстрактний синтаксис даних - це аспекти правил, використовуваних для формальної специфікації даних, що передаються між відкритими систе­мами, які не залежать від методів їх кодування.

Синтаксис передачі визначає ті аспекти правил, які регламентують конк­ретне подання даних, що передаються між відкритими системами. Однознач­не подання з множини значень представницьких даних як потоку бітів нази­вається ім'ям синтаксису передачі.

Двома основними функціями рівня подання є: узгодження синтаксису пе­редачі, що виконується представницьким протоколом, і перетворення кодів між абстрактними синтаксисами передачі в рамках представницького об'єкта.

Прикладний рівень моделі (Application layer) забезпечує взаємодію мережі і користувача. Рівень дозволяє програмам користувача доступ до мережевих служб, таким як обробник запитів до баз даних, доступ до файлів, пересилки електронної пошти. Також цей рівень відповідає за передачу службової інформації, надає програмам інформацію про помилки і формує запити до рівня представлення.

Стандарти прикладного рівня визначають:

- концептуальну схему рівня, що містить модель сервісу, наданого проце­сам і операції, які при цьому слід виконувати;

- предметну область, тобто засоби для забезпечення взаємодії прикладних процесів;

- функції та мови для задоволення запитів прикладних процесів.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: