7

Архитектура взаимодействия открытых вычислительных систем. Семиуровневая модель.

С начала 60-х годов XX в. возникла необходимость организовывать обмен данными между различными вычислительными машинами. Например, при решении общих задач и для ускорения обмена информацией.

Уже первые попытки объединения вычислительных машин в единую сеть вывели ряд проблем. Связанные вычислительные машины оказались несовместимыми как на программном уровне, так и на аппаратном. Для преодоления этой проблемы была выработана концепция, на основе которой должны строится все вычислительные машины, которые предполагается объединить в единую сеть. Эту концепцию назвали семиуровневая модель взаимодействия открытых вычислительных систем. В англоязычной литературе используется сокращение OSI (Open System Interconnection).

		П1	…			ПN		П - пользователи
	1	п рикладной уровень	взаимодействие			п рикладной уровень	1
	2	уровень представления данных				уровень представления данных	2
	3	сеансовый уровень				сеансовый уровень	3
	4	транспортный уровень				транспортный уровень	4
	5	сетевой уровень				сетевой уровень	5
	6	канальный или логический уровень				канальный или логический уровень	6
	7	физический уровень				физический уровень	7
	ФИЗИЧЕСКАЯ СРЕДА

Рис. 1

Семиуровневая модель проиллюстрирована на (рис. 1). На рисунке представлена Физическая среда, к которой подключены пользователи системы (вычислительные машины), каждый из которых, в свою очередь, может быть описан при помощи 7-ми уровней:

Физический уровень.

В современных вычислительных машинах данные представляются в виде логических сигналов принимающих всего два значения «0» и «1», в физической среде данные передаются в виде физического(-их) сигнала(-ов) (например: в радиоканале – радиосигналы; в волоконно-оптической линии – световой сигнал; в проводном канале – это электрический сигнал). Задача физического уровня преобразовать логический сигнал в физический сигнал и осуществить ввод физического сигнала в физическую среду.

Канальный или Логический уровень.

При передаче физических сигналов по физической среде возможны искажения физических сигналов. Из-за этих возможных искажений физических сигналов могут возникать ошибки на стороне получателя в тех логических сигналах, которые были посланы ему от источника. Задача канального уровня – это организация «надежной» передачи данных по «ненадежному» каналу связи.

Сетевой уровень.

В общем случае сеть - это не просто линия связи, а набор каких-то любых линий связи и промежуточных узлов. Сеть связи можно сравнить с уличной сетью большого города. Основная задача сетевого уровня выбрать в некотором смысле оптимальный маршрут по разветвленной сети.

Транспортный уровень.

Для того чтобы понять задачу транспортного уровня, надо вспомнить о том, что к одной сети может быть подключено большое число вычислительных машин. Однако при этом возможна перегрузка сети. Задача транспортного уровня – обеспечение доставки сообщений с заданной оперативностью и достоверностью, при этом необходимо избежать перегрузки сети.

Сеансовый уровень.

Взаимодействие между системами происходит обычно на некотором ограниченном интервале времени, который называют - сеансом. Сеансовый уровень отвечает за организацию этого сеанса (т.е. организует начало взаимодействия и поддерживает обмен данных в процессе взаимодействия, а также выполняет все необходимые действия в конце сеанса связи).

Уровень представления данных. На разных взаимодействующих системах данные могут быть представлены в различных формах. Уровень представления данных решает задачу единообразного представления данных в системе путем преобразования данных к форме «понятной» для участников взаимодействия.

Прикладной уровень. На прикладном уровне находятся те задачи, которые взаимодействуют между собой. В качестве примера можно привести задачу Internet Explorer, либо любой другой Web-браузер. Эта задача взаимодействует с другой задачей, находящейся на прикладном уровне удаленной машины и эту задачу называют Web-сервер.