Основні вимоги до сучасних обчислювальних мереж

Основні показники якості функціонування мережі:

• продуктивність;

• надійність;

• керованість;

• розширюваність;

• прозорість.

Продуктивність обчислювальної мережі визначають як час реакції системи - час між моментом виникнення запиту і моментом одержання відповіді, так і її пропускна здатність - кількість інформації, що передається через мережу за одиницю часу.

Надійність роботи мережі визначається надійністю роботи всіх її компонентів, забезпеченням захисту інформації (як тієї, що зберігається, так і тієї, що передається) від перекручувань і несанкціонованого доступу.

Характеристиками керованості є засоби впливу на роботу будь-якого елемента мережі і виявлення проблем у їхній роботі, а також можливість автоматизації цих процесів.

Розширюваність мережі - можливість модернізації її елементів, а також додавання нових елементів мережі (користувачів, комп'ютерів, служб). Масштабуємість мережі визначається можливістю її розширення без істотного зниження продуктивності.

Інтегрованість означає можливість підключення до мережі різноманітного і різнотипного устаткування, програмного забезпечення від різних виробників. Основним напрямком розвитку інтегрованості обчислювальних мереж є стандартизація мереж, їхніх елементів і компонентів.

Відкриті системи

Відкриті системи - це системи, які можуть взаємодіяти з іншими системами відповідно зі встановленими правилами. Середовище відкритих систем - це набір міжнародних стандартів, що забезпечують інтероперабельність і мобільність застосувань, даних та персоналу, описують середовище, яке надає відкрита система для використання. Взаємозв’язок компонентів здійснюється за допомогою протоколів - домовленостей відносно форматів подання інформації та правил, що визначають функціонування компонентів, що виконують інформаційний обмін

Міжнародна організація зі стандартизації (International Standards Organization - ISO) у 1984 р. розробила еталонну модель взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection - OSI). Еталонна модель OSI швидко стала основною архітектурною моделлю для передачі міжкомп’ютерних повідомлень. Даний стандарт визначає лише вимоги відносно організації взаємодії окремих компонентів розподіленої системи.

Еталонна модель OSI поділяє проблему переміщення інформації між комп'ютерами через середовище мережі на сім менших, і отже, простіших проблем, які обрані через свою відносну автономність.

Кожна із семи областей проблеми вирішується за допомогою одного з рівнів моделі. Ці рівні відносно незалежні. Тому модулі, що реалізують кожний з рівнів, можуть бути модифіковані без внесення змін у модулі інших рівнів.

Рівні еталонної моделі osi

1. Прикладний

37. Подання даних

38. Сеансовий

39. Транспортний

40. Мережний

41. Канальний

42. Фізичний

Рівні моделі утворюють ієрархічну систему, у якій запит, який виникає на якому-небудь рівні, передається для виконання на більш низький рівень, і навпаки, результати обробки запитів передаються з більш низьких рівнів на більш високі. Для опису зв'язків між двома сусідніми рівнями встановлюється набір правил і угод - інтерфейс, що і визначає набір сервісів, які надаються рівнями.

Більшість пристроїв мережі реалізує всі сім рівнів. Однак деякі реалізації мережі пропускають один або більше рівнів. Два нижчі рівні OSI реалізуються апаратним і програмним забезпеченням; інші п'ять вищих рівнів, як правило, реалізуються програмним забезпеченням.

Рівень	Функції	Передана інформація	Протоколи TCP/IP
Прикладний	Які дані треба переслати	повідомлення застосувань	FTP, HTTP, SNMP, DNS
Подання даних	Як повинні виглядати дані	зашифровані чи зжаті
Сеансовый	Кому треба переслати дані	повідомлення сеансу
Транспортний	Куди треба переслати дані	серії пакетів	TCP, UDP
Мережний	Яким маршрутом треба скористатися для пересилання даних	пакети	IP, ARP
Канальний	Що треба зробити, щоб пройти по цьому маршруті	фрейми	Ethernet, PPP
Фізичний	Як для цього використовувати середовище передачі даних	біти	Оборудо-вание мережі

В основі моделі OSI лежать 2 ключові принципи: 1. Концепція відкритих систем, тобто 2 різні системи, що підтримують функції відповідного рівня, можуть обмінюватися даними на цьому рівні; 2. концепція однорангового з'єднання типу “точка-точка“, тобто дані, що сформовані на конкретному рівні моделі, призначені тільки відповідному рівню іншого пристрою.

Прикладний рівень - це найближчий до користувача рівень OSI. Він відрізняється від інших рівнів тим, що не забезпечує послуг жодному з інших рівнів OSI, однак він забезпечує ними прикладні процеси, що лежать за межами масштабу моделі OSI. Прикладами таких прикладних процесів можуть служити програми обробки таблиць, програми обробки текстової інформації, програми банківських терміналів тощо. Прикладний рівень ідентифікує і встановлює наявність передбачуваних партнерів для зв'язку, синхронізує спільно працюючі прикладні програми, а також встановлює угоди по процедурах усунення помилок і управління цілісністю інформації. Прикладний рівень також визначає, чи є в наявності досить ресурсів для передбачуваного зв'язку.

Рівень подання даних відповідає за те, щоб інформація, що посилається з прикладного рівня однієї системи, синтаксично зрозуміла відповідному рівню іншої системи. При необхідності він здійснює трансляцію між форматами подання інформації шляхом використання спільного формату подання інформації. Цей рівень відповідає не тільки за формат і подання даних користувача, але також за структури даних, що використовують програми.

Сеансовий рівень установлює, кординує і завершує сеанси взаємодії між прикладними задачами. Сеанси складаються з діалогу між двома або більше об'єктами подання. Цей рівень синхронізує діалог між об'єктами рівня подання даних і керує обміном інформацією між ними, а також надає засоби для відправлення повідомлень у виняткових ситуаціях про проблеми сеансового, представницького і прикладного рівнів.

У той час як прикладний, представницький і сеансовий рівні відповідають за прикладні питання, чотири нижчих рівні вирішують проблеми транспортування даних.

Транспортний рівень забезпечує транспортування даних об’єктами, що взаємодіють, та надання послуг з надійного обміну даними між логічними об’єктами сеансового рівня. Це дозволяє вищім рівням не вникати в ці деталі. Зокрема, транспортний рівень вирішує такі питання, як виконання надійного транспортування даних через мережу.

Мережний рівень забезпечує можливість зв’язок між двома абонентами за допомогою мережної адреси у пакеті даних, забезпечуж передання даних та обробку помилок, керує потоками даних, надає послуги з формування пакетів та маршрутів проходженя запитів та даних через мережу.

Канальний рівень забезпечує надійний транзит даних через фізичний канал. Виконуючи цю задачу, канальний рівень вирішує питання фізичної адресації (на противагу мережної чи логічної адресації), топології мережі, лінійної дисципліни (яким чином кінцева система використовує мережний канал), повідомлення про несправності, упорядкованої доставки блоків даних і управління потоком інформації.

Фізичний рівень визначає електротехнічні, механічні, процедурні і функціональні характеристики активації, підтримки і дезактивації фізичного каналу між кінцевими системами. Специфікації фізичного рівня визначають такі характеристики, як рівні напруги, синхронізацію зміни напруги, швидкість передачі фізичної інформації, максимальні відстані передачі інформації, фізичні з'єднувачі та інші аналогічні характеристики.

Для різних рівнів моделі потрібно реалізувати відповідні протоколи.