2. Стандартизация компьютерных сетей

Сети разрабатывали разные организации, ориентируясь на:

• вычислительную и коммуникационную технику;

• группы пользователей;

• классы задач и сферы применения.

Главная задача – должны работать согласованно все компоненты сети. Проблема согласованного взаимодействия решается в рамках протоколов. Протокол – система соглашений, касающихся различных аспектов информационного обмена взаимодействующих объектов. Протокол согласовывает, как разные пользователи (сетевые станции) будут совместно использовать общую среду передачи (физический канал) для обмена сообщениями, и определяет параметры обмена данными между компьютерами: от скорости передачи данных до методов адресации при транспортировке сообщений.

Обеспечение совместимости между сетями, работающими с разными протоколами, выполняется программно-аппаратным комплексом, называемым шлюзом. Основная функция шлюза – преобразование данных и протоколов передачи к единому стандарту.

Чтобы в сети могли функционировать различные компьютеры, должны быть единые правила обмена информации и требования к структуризации сети.

Эти функции стандартизируют организации:

• МККТТ – международный консультационный комитет по телефонии и телеграфии;

• IEEE – институт инженеров, электриков и электронщиков;

• ISO – международная организация по стандартизации.

Основное достижение в области стандартизации – концепция OSI (Open System Interconnection) – Взаимодействие Открытых Систем. Она – основа обеспечения совместимости разнородных компонентов при объединении их в сеть. В рамках концепции OSI организация ISO приняла семиуровневую эталонную модель протоколов передачи данных (Seven Layer Reference Model). Модель решает проблемы взаимодействия систем с различными видами оборудования и различными стандартами протоколов.

Первый уровень – физический: передача цифровых данных через физический носитель. Касается физических аспектов передачи двоичной информации по линиям связи. Передаются биты без деления на группы. Этот уровень обязан поддерживать прием-передачу битового потока.

Второй уровень – канала связи: обеспечение надежности передачи на участке цепи. Отвечает за безошибочную передачу блоков данных через уровень 1 (который может искажать данные):

• определяет начало и конец пакета в битовом потоке;

• формирует из данных пакеты;

• обрамляет передаваемые данные вспомогательными символами;

• включает процедуру проверки наличия ошибок и их исправления.

Третий уровень – сетевой: обеспечение связи двух любых смежных точек сети. Функции этого уровня:

• выборка информации из источника;

• преобразование ее в пакеты;

• правильная передача в точку назначения.

Для этого определяется маршрут передачи информации между сетями и ПК, обеспечивается обработка ошибок и управление потоками данных.

Четвертый уровень (транспортный) – приема-передачи: обеспечение надежности обмена информацией между конечными пользователями. Включает схему адресации для обеспечения связи через множество сетей и шлюзов. Задача этого уровня – привести в порядок передачу информации.

Пятый уровень – обмена (сеансовый): организации и синхронизации диалога, процесса обмена информации. Отвечает за картографию сети, преобразуя региональные (доменные) компьютерные имена в числовые адреса и наоборот. Он координирует взаимодействие связывающихся пользователей:

• устанавливает их связь;

• оперирует с ней;

• восстанавливает аварийно оконченные сеансы.

Этот уровень координирует не компьютеры и устройства, а процессы в сети, поддерживает их взаимодействие, управляя сеансами связи между процессами прикладного уровня.

Шестой уровень – представления: имеет дело с синтаксисом и семантикой передаваемой информации: преобразование информации, настройка задач на операционную среду. Устанавливается взаимопонимание двух сообщающихся компьютеров: как они представляют и понимают передаваемую информацию при ее получении. Решаются задачи:

• перекодировки текстовой информации и изображений;

• сжатия и распаковки;

• поддержки сетевых файловых систем, абстрактных структур данных и др.

Седьмой уровень – прикладных программ: обслуживание программ пользователя, бесперебойной работы и стандартизация оборудования. Обеспечивает интерфейс между пользователем и сетью, делает доступным для человека услуги:

• передачи файлов;

• удаленного терминального доступа;

• электронной передачи сообщений и др.

В конкретной реализации функции этого уровня определяются пользователем согласно его потребностям и финансовым возможностям.