Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный Технический Университет

им. Н.Э. Баумана

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОТОКОЛОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА

Методические указания к лабораторным работам

по курсу

«Методы обработки медицинской информации»

2010 г.

Целью настоящей работы является реализация протокола обмена с нумерацией по модулю 2 (протокола ABP) на основе стека TCP/IP.

Задачи работы:

- практическое знакомство с организаций обмена по Ethernet c использованием функций (методов) Winsocket;

- практическое изучение протоколов обмена верхнего уровня «клиент-сервер» на примере протокола с нумерацией по модулю 2 (ABP).

Продолжительность выполнения: 4 академических часа. Работа выполняются в компьютерном классе индивидуально каждым студентом; все студенты разделяются на пары «клиент-сервер».

1. Информационные сети

Информационной сетью называется система, состоящая из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и использования информации; информационная сеть состоит из линий передачи и узлов, содержащих вычислительное оборудование.

Для передачи сообщений все участники информационного обмена должны придерживаться определенных соглашений, в частности, об уровнях и форме электрических сигналов, способе определения длины сообщений, о методах контроля ошибок, способе кодирования информации и др. Эти соглашения и реализующие их аппаратно-программные средства разделяются на уровни, а взаимодействие между всеми участниками информационного обмена представляется в виде взаимодействия аналогичных уровней. При этом правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются компоненты участников обмена, лежащие на одном уровне, называются протоколами. Протокол – это набор соглашений, относящихся к определенному уровню, заранее согласованный стандарт, который позволяет двум узлам сети (например, компьютерам) обмениваться данными.

Иерархически организованная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети, называется стеком коммуникационных протоколов. Протоколы соседних уровней, находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему.

Международная Организация по Стандартам (International Standards Organization, ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), или моделью ISO/OSI.

В модели OSI взаимодействие делится на семь уровней, или слоев, как показано на рисунке 1. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Таким образом, проблема взаимодействия разделена на 7 частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше- и нижележащими уровнями.

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например к файловому сервису. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, в которое помещает служебную информацию (заголовок) и, возможно, передаваемые данные. Затем это сообщение направляется представительному уровню. Представительный уровень добавляет к сообщению свой заголовок и передает результат вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок и т.д.

Рисунок 1. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Описание уровней стека ISO/OSI

1. Физический – передача битов по физическому каналу, определяют уровни сигналов, способов канального кодирования, типы сигналов, скорость передачи. Эти задачи (в случае сети) выполняет контроллер порта, в общем случае – сетевой адаптер. Здесь не берутся в расчет уровни сигнала.

2. Канальный – проверка доступных линий связи, реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Эти задачи решают драйверы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы (устройства, осуществляющие межсетевую пересылку).

3. Сетевой – доставка данных между сетями, формирование пакетов.

4. Транспортный – обеспечение связи между оконечными пунктами, сборка, разборка пакетов, реализация надежности передач.

5. Сеансовый - управление диалогом, синхронизация, возврат при контроле передачи, тип связи, управление режимом обмена запросами и ответами.

6. Уровень представления - кодирование, форматирование в соответствии с принятым стандартом, ограничение доступа информации (кодер, декодер источника).

7. Прикладной - средство управления прикладными программами, пользовательские программы.