3.4. Основний стандарт - еталонної моделі взаємодії відкритих систем

При передачі мови через телекомунікаційну мережу дотримуються певних правил: Ви уявляєте себе, називаючи своє ім'я (як при рукостисканні), повторюєте слова і пропозиції, коли Ваша розмова перерваний, відновлюєте розмова після порушення зв'язку і закінчуєте заключній фразою. Ці правила можуть називатися протоколами в значенні слова, використовуваного в світі телекомунікацій. Мережевий оператор воліє мати одну ефективну за вартістю мережу замість безлічі взаємодіючих фіксованих і мобільних мереж і служб, що забезпечують передачу мови, відеоповідомлень і даних. Тому основні мережі, такі як ТфОП і мережа ПД, будуть не тільки рости, а й «мігрувати», ставати все більш і більш схожими. Крім того, їх пропускна спроможність буде збільшуватися і вимагати швидкого зростання ПД в межах мереж. Зростаюча інтеграція, міграція і сам процес зв'язку вимагають, щоб усі, хто зацікавлений у використанні та розвитку телекомунікації, застосовували сучасний підхід до предмета. Цей підхід повинен грунтуватися не на традиційній телефонії, а на взаємодії через функціональні рівні в моделях, що описують передачу даних.

Сучасні мережі можна розглядати як синтез двох початково незалежних мереж - телекомунікаційних та комп'ютерних. Логіка розвитку систем зв'язку вимагала застосування цифрових систем передачі (ЦСП) і обчислювальних засобів для вирішення задач маршрутизації, управління встановленням з'єднань, сигналізації, а логіка розвитку обчислювальної техніки спонукала до більшого використання засобів зв'язку між периферійними пристроями та окремими комп'ютерами. Вимоги, що пред'являються до систем телекомунікації (СТ), зводяться до забезпечення високоякісної передачі, розподілу, обробки та зберігання різного виду інформації, можливості управління з боку користувача, оперативного отримання від мережі відповідних реакцій, об'єднання та поділу ресурсів. Ці вимоги можуть бути забезпечені лише на основі повної спряженості, здійснюваної в рамкгос розподілених процесів управління та обробки інформації.

Через відсутність загального стандарту продукція окремих виробників була несумісна, випускається ними обладнання не могло взаємодіяти один з одним. Для вирішення цієї проблеми необхідні стандарти, що визначають сумісні з'єднання систем різних виробників. Якісні зміни в техніці зв'язку зажадали проведення інтенсивної роботи МСЕ та 130 по створенню уніфікованої моделі взаємодії розподілених процесорних систем та вироблення міжнародних стандартів. Був створив підкомітет ISO для розробки міжнародних стандартів взаємодії відкритих систем (ВОС).Термін «відкрита система» має на увазі систему, що взаємодіє з будь-якої іншої системою, що відповідає тим же стандартом. Відкрита система призначена для розвитку як кількісно, ​​так і якісно, ​​вона гнучка, так як допускає еволюцію з урахуванням нових теоретичних і технічних можливостей. Об'єднання відкритих систем також є відкритою системою. Робота по стандартизації відкритих систем почалася в 1977 р. У 1983 р. була запропонована еталонна модель ВОС - найбільш загальний опис структури побудови стандартів. Модель ВОС, визначальна принципи взаємозв'язку між окремими стандартами, є основою для паралельної розробки безлічі стандартів і забезпечує поступовість переходу від існуючих реалій до нових стандартів. Модель ВОС була прийнята в 1984 р. і опублікована в «Червоній книзі» як рекомендація Х.200.

При створенні стандарту встановлення зв'язку між двома персональними комп'ютерами для передачі даних має бути визначено кілька «угод»:

-Яка служба і яка мова використовуватимуться;

-Як буде кодуватися інформація;

-Як буде відображений діалог, як він буде починатися, чергуватися і закінчуватися;

-Що повинен зробити користувач, щоб визначити порушення передачі;

-Які методи будуть використовуватися для «приєднання» адреси;

-Як здійснюватиметься контроль мережі при порушенні передачі;

-Як термінали будуть з'єднуватися в мережі.

Вибрані угоди розділені на сім рівнів, як це прийнято в моделі взаємодії відкритих систем.

У семиуровневой моделі ВОС (рис. 3.1) всі процеси, що реалізуються відкритою системою, розбиті на взаімоподчіненность рівні. Рівень з меншим номером надає послуги суміжному з ним верхнього рівня і користується для цього послугами нижнього суміжного рівня. Внутрішні функції на кожному рівні можуть реалізовуватися різними засобами і за різними алгоритмами, однак взаємодія між рівнями і компонентами одного рівня окремих систем повинно бути стандартним. На верхніх рівнях розташовуються прикладні процеси, а нижні відображають функції передачі інформації різного виду в мережі зв'язку. Прикладними процесами називаються програмні компоненти, що виконують обслуговування користувачів мережі: передачу файлів, інформаційно-довідкові послуги, передачу даних, організацію розподіленого банку даних, діалогову роботу з пакетами прикладних програм, електронну пошту, проведення телеконференцій і т. п.

Основні поняття моделі ВОС - протокол і інтерфейс. Еталонна модель ВОС не визначає протоколи та інтерфейси взаємодії, структуру і характеристики фізичних засобів з'єднання. Вона визначає лише вимоги до них і дає чіткий опис характеристик області взаємодії відкритих систем, в рамках яких можуть бути розроблені протоколи, інтерфейси і фізичні засоби. В одній і тій же еталонної моделі для різних застосувань може бути описано безліч наборів послуг, кожен з яких задовольняє вимогам ВОС. Останньою сходинкою деталізації є розробка набору протоколів в рамках певних послуг. Для кожного набору послуг можуть бути розроблені різні протоколи. Таким чином, стандарт ВОС повинен визначати не тільки еталонну модель, а й конкретний набір послуг, що входять в цю модель, а також набір протоколів, що забезпечують надання цих послуг.Система є відкритою лише тоді, коли вона відповідає еталонної моделі ВОС, стандартного набору послуг і стандартних протоколах.

Верхній (сьомий) рівень моделі ВОС є основним, завдяки йому існують всі інші рівні. Він називається прикладним, оскільки з ним взаємодіють прикладні процеси даної системи, вирішальні певне завдання спільно з іншими прикладними процесами, розміщеними в інших відкритих системах. Протоколи прикладного рівня забезпечують взаємодію прикладних процесів і безпосередньо пов'язані з одними програмами. Цей рівень еталонної моделі ВОС визначає семантику, тобто смисловий зміст інформації, якою обмінюються відкриті системи в процесі спільного вирішення заздалегідь відомого завдання. Обидві взаємодіючі системи повинні однаково інтерпретувати отримувану інформацію, тобто володіти уявленнями про область спільної роботи. Функції, реалізовані протоколами цього рівня, забезпечують опис форм і методів взаємодії прикладних процесів, ідентифікацію користувачів, посилку запитів на з'єднання з іншими прикладними процесами, подачу заявок нижченаведеному рівню на необхідні методи опису інформації і т. д. Для того щоб прикладні процеси могли взаємодіяти між собою, необхідно дотримання протоколу про смисловому змісті всіх уражених аспектів роботи.

відкритих систем. За протоколами рівня представлення взаємодіючі системи домовляються про форму, в якій буде передаватися інформація. Завдання цього рівня - перетворення інформації підлягає передачі між прикладними процесами, тобто мова та формат надання інформації даних, графічного матеріалу або мови.

П'ятий, сеансовий рівень, забезпечує взаємодію між прикладними процесами неза-] но від методу і техніки передачі інформації. Протоколи цього рівня викликають необхідні * для користувача програми, виділяють ресурси, необхідні для їх виконання, і забезпечують свяем з одними програмами. Сеансовий рівень надається в розпорядження користувачів засобами для організації діалогу між процесами двох верхніх рівнів. Приклади виконуваних функцій: відкриття і закриття сеансу зв'язку; синхронізація сеансового з'єднання; діалогове ¹ управління сеансом, що забезпечує передачу блоків даних і підтвердження правильності прийому. ¹ При взаємодії прикладних процесів, реалізованих в одній системі, сеансовий рівень є] самим нижнім.

Четвертий, транспортний рівень, забезпечує логічне з'єднання між двома кінцевими пристроями від одного користувача до іншого згідно адресами джерела і одержувача повідомлений »і пересилку повідомлень між взаємодіючими системами з використанням нижніх рівнів. Цейрівень приймає від верхнього рівня блок даних і забезпечує його транспортування через мережу зв'язку до віддаленої системи з необхідною якістю обслуговування. Рівні, що лежать вище транспортного,: не враховують специфіку мережі, через яку передаються дані, вони знають лише віддалені системи, з якими взаємодіють. Транспортний рівень повинен мати інформацію про те, як працює мережа, розміри блоків даних, які вона може приймати і т. п. Функції четвертого рівня включають! в себе процедури контролю та корекцій помилок. Всі перераховані вище рівні називаються верхніми і реалізуються тільки в системах ВОС.

Три наступних нижніх рівня визначають функціонування вузлів мережі, вони повинні реалізуватися в системах, взаємодіючих через канал зв'язку з вузлом мережі або іншої відкритої системою.

Третій, мережевий рівень, виконує маршрутизацію блоків даних через мережу. Він включає в себ »функції встановлення фізичного з'єднання послідовно через всі ланки мережі і містить сигнальний протокол, що визначає маршрут передачі інформації від одного об'єкта до іншого.Прото-1 коли цього рівня реалізують функції вибору маршрутизації і типу комутації.

Другий, канальний рівень, виконує функції встановлення, підтримки і роз'єднання сон єднань каналів зв'язку. Ці сполуки називаються інформаційними каналами. Для забезпечений »інформаційних каналів може виконуватися поділ інформації на окремі сегменти, звані блоками, кадрами або пакетами. Кожен блок інформації може містити поля фіксованого розміру (адреси, управління та перевірки) і поле змінної довжини (інформаційне). Протоколи ка нального рівня передбачають оптимальну величину блоку. Загалом на канальний рівень покладаються такі функції:

- ініціалізація - обменслужебнимі повідомленнями, що підтверджують готовність до передачі даййих між взаємодіючими вузлами мережі;

- ідентифікація - обмін службовою інформацією, яка підтверджує правильність з'єднаний ия між пунктами:

-Синхронізація по кодовою комбінаціям;

-Сегментація - формування блоків для їх передачі по каналу;

-Забезпечення прозорості - надання вищерозташованих рівнем можливості передачі довільних послідовностей бітів або знаків;

-Управління потоком - забезпечення узгодження швидкостей передачі і прийому;

-Контроль помилок в каналі зв'язку і відновлення інформації, перекрученої в процесі передачi по мережі;

-Виявлення порушень нормальної передачі інформації та реалізації процедур виходу <з збійних ситуацій;

-Ліквідація логічного з'єднання, утвореного при ініціалізації каналу;

-Управління каналом- забезпечення можливості контролю функціонування каналу, виявлення відмов, відновлення, збір інформації про роботу каналу.

Послуги канального рівня значно відрізняються для різних інформаційних каналів.

Перший, фізичний рівень, забезпечує безпосередній взаємозв'язок з середовищем передачі ^ реалізуючи механічні, електричні, функціональні та процедурні стандарти взаємодії з ФІМ зические засобами ПД. Приклади середовища передачі - коаксіальний кабель, двухпроводная кручена га-ра, світловод, шина, що складається з групи проводів, для паралельної передачі байтів інформації та ін середу передачі може бути складовою і включати сегменти різного типу, наприклад проводнуш »і світлову лінії. У функції даного рівня не входить сама фізична середа передачі, він визначає тільки основні характеристики потоку інформації через цю середу, наприклад швидкістьпередачі, віц, синхронізації. Метою фізичного рівня є встановлення, підтримання та відключення физичес . Наступний, шостий рівень, називається рівнем представлення. Він визначає синтаксис переданої інформації, тобто набір знаків і способи їх подання, зрозумілі для всіх взаємодіючих ких сполук (фізичних знаків), що з'єднують між собою вузли мережі. Фізичні рівні вузлів мережі, з'єднаних каналами з різною середовищем передачі, повинні виконувати однакові протоколи взаємодії. Наприклад, крайовий електронно-оптичний перетворювач повинен взаємодіяти з системою свого вузла так само, як і модем, розташований на іншому вузлі мережі. Правила цієї взаємодії і визначаються протоколами фізичного рівня, реалізованими на інтерфейсі фізичного рівня з середовищем передачі. Сам інтерфейс фізичного рівня являє собою групу проводів для передачі в кожному напрямку даних і керуючих сигналів.

У відповідності з архітектурою відкритих систем, фізичний рівень повинен надавати канальному рівню наступні послуги:

-Реалізовувати фізичне з'єднання між двома або більше компонентами канального рівня;

-Здійснювати передачу по встановленому з'єднанню одиниць даних, наприклад, бітів або байтів-ЧРІ передачі інформації;

-Надавати канальному рівню доступ до з'єднання, виконаному на фізичному рівні;

-Забезпечувати ідентифікацію шляхів передачі інформації між компонентами фізичного

рівня;

-Забезпечувати збереження на виході тій же послідовності даних, в якій вони надійшли на вхід фізичного з'єднання;

видавати повідомлення про відмови або несправних станах засобів фізичного рівня;

-Забезпечувати необхідні параметри якості обслуговування.

Таким чином, три нижніх рівні забезпечують безпосередньо транспортування інформації від джерела до споживача. При розгляді моделі ВОС слід мати на увазі, що число використовуваних рівнів може бути різним для фази встановлення і фази безпосереднього обміну інформацією між користувачами.

На відміну від еталонної моделі ВОС, протокольні моделі конкретних мереж допускають введення додаткових підрівнів, а також можуть включати не всі рівні. Проте їх побудова грунтується на тих же принципах. Модель ВОС головним чином призначена для координації існуючих і розроблюваних стандартів. Стандарти, що застосовуються на окремих рівнях, визначаються іншими рекомендаціями. Деякі приклади таких стандартів: з'єднання терміналів даних з модемами (V.24), канальний протокол (LAPB), адресація (Q.931).

Поділ служб на служби передачі та телеслужби (рис. 3.2) відображає стандартизацію функцій і протоколів зв'язку в моделі ВОС. Так як служби передачі орієнтовані на транспортування повідомлень, вони реалізуються на нижніх рівнях моделі ВОС. Телеслужби охоплюють функції передачі і протоколи зв'язку для всіх рівнів моделі ВОС.