2. Основные модели взаимосвязи открытых систем

Международная организация по стандартизации (МОС, InternationalStandardizationOrganization, ISO) предложила в 1978 г. эталоннуюмодель взаимодействия открытых систем (ВОС,OpenSystemInterconnect, OSI). На основе этой модели был разработан стек протоколов, не получивший широкого распространения, хотя он и был принят в качестве национального стандарта правительством США еще в 1990 году (проект GOSIP). Тем не менее, модельOSIявляется главной методологической основой для анализа и разработки сетей.

Стандартом де-факто для глобальных сетей в настоящее время является стек протоколов TCP/IP, разработанный в середине 70-х годов по заказу Министерства обороны США. Позднее была выработана и модель TCP/IP.

В локальных сетях, наряду с TCP/IP, применяются стеки IPX/SPX, NetBIOS/SMB, XNS,DECnetи другие.

Различия между моделями ВОС и TCP/IPпроисходят из различных целей и методологий разработки протоколов и услуг. Разработка моделиOSIбыла направлена на довольно амбициозную цель – установление механизмов для распределенной обработки данных в аппаратно и программно разнородных компьютерных средах. Цели разработки протоколовTCP/IPбыли гораздо скромнее и прагматичнее: установление механизмов для соединения сетей и предоставление пользователям этих сетей набора базовых коммуникационных услуг.

Разработкой протоколов ВОС занималась крупная международная организация – МОС. Подобным организациям свойственно замедленное функционирование. Работа над стандартами ВОС показала как недостаточную мобильность таких организаций перед лицом предельно интенсивного технологического развития в данной области, как и сложности с установлением баланса зачастую противоречивых интересов многих участников работы.

Разработка протоколов TCP/IPпроисходила в среде, ориентированной на практическое применение. В центре внимания были конкретные проблемы, касающиеся связи сетей и обслуживания пользователей. РазработкуTCP/IPначинали ради решения проблем сетиARPANET– в первую очередь, взрывного роста количества подключенных компьютеров и, соответственно, трафика, ими производимого. ПротоколIPдолжен был предоставить средства разделения единой сети, которой былаARPANET, на множество подсетей, изолирующих внутренний трафик друг от друга. Нужно было создать сеть сетей вместо сети компьютеров.

1. Эталонная модель вос

При разработке модели ВОС выделение уровней базировалось на следующих принципах:

• каждый уровень должен выполнять отдельную функцию,

• поток информации между уровнями должен быть минимизирован,

• функции уровней должны быть удобны для определения международных стандартов,

• количество уровней должно быть достаточным для разделения функций, но не избыточным.

Модель ВОС определяет семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представления данных, прикладной.

Физическийуровень (Physicallayer) – организует передачу битов по КПД. Стандарты этого уровня определяют характеристики кабелей и разъемов, схемы кодирования электрического или оптического сигнала и прочие параметры КПД.

Канальныйуровень (Datalinklayer) – обеспечивает надежную доставку данных в физической сети. Стандарты этого уровня определяет правила совместного использования КПД и делятся на две группы: подуровеньуправления логическим каналом(LogicalLinkControl– LLC) и подуровеньуправления доступом к среде(MediumAccessControl– MAC). Поток битов между двумя участниками сети делится накадры(frame), и канальный уровень гарантирует безошибочную доставку кадров. Кроме того, канальный уровень решает, кто из участников может передавать данные в каждый момент времени, управляет потоком данных (буферизацией) и контролирует последовательность кадров.

Сетевойуровень (Networklayer) – обеспечивает передачу данных между сетями. На этом уровне находятся системы адресации участников сетей и системы маршрутизации. Сетевой уровень выбирает способ передачи данных по сети: это может быть как коммутация каналов, так и коммутация пакетов. В сетях с коммутацией пакетов сетевой уровень делит поток данных на пакеты, независимо маршрутизируемые по сети. Пакеты могут передаваться как по виртуальным каналам, так и в виде дейтаграмм.

Транспортныйуровень (Transportlayer) – представляет собой интерфейс пользовательской системы с сетью передачи данных. Он отвечает за надежную передачу данных и распределение обязанностей между участниками сети.

Сеансовыйуровень (Sessionlayer) – предназначен для организации диалога между процессами. Основные функции уровня – обработка подключений (login) и отключений (logout), аутентификация, синхронизация.

Уровень представления данных(Presentationlayer) – управляет представлением информации в сети. Гарантирует, что данные, которыми обмениваются участники, записаны в формате, которых понимают обе стороны. Уровень имеет дело с наборами символов (charactersets), форматами данных, кодированием и упаковкой данных.

Прикладной уровень (Applicationlayer) – это интерфейс между сетью и пользовательскими программами. Типичные услуги, предоставляемые прикладным уровнем – электронная почта, передача файлов и т.д.