Раздел 2.8 Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем.

В соответствие с этой моделью установлены правила взаимодействия между сетью и видами обслуживания, которые она может предоставлять. Эти взаимодействия отображаются в виде иерархии протокольных уровней. Механизм функционирования взаимодействия открытых систем (ВОС) состоит в следующем. Предполагают, что при взаимодействии двух определенных интерфейсов пользователя реализуется совокупность протоколов следующих семи протокольных уровней:

физического

канального

сетевого

транспортного

сеансового

представительного

прикладного.

Первые три протокольных уровня определяют особенности работы непосредственно сети связи при обслуживании ею пользователей. Следующие четыре уровня определяют и реализуют процессы взаимодействия самих пользователей. По этой причине протоколы 1-3 называются протоколами сетевой спецификации или подсистемой сети, а протоколы 4-7 протоколами подсистемы пользователя. Важным требованием является требование подключение терминала пользователя к концентратору или станции сети с помощью двух типов стандартных цифровых каналов: информационного и канала сигнализации. Информационный канал является базовым каналом и называется «В» каналом (скорость передачи – 64 кбит/с). Канал сигнализации помимо своего прямого назначения можно использовать для передачи данных в пакетизированном виде. В соответствии с принятой стандартизацией этот канал называется каналом «D». Совокупность двух каналов «В» и одного «D», со скоростью передачи по нему 16 кбит/с. обуславливает скорость передачи 2В+D и соответствующий интерфейс. Другим скоростным стандартом является “первичная скорость передачи” равная 30В+D для стандарта Европы, 24В+D для стандарта США и Японии. Предусмотрено также формирование и более скоростных цифровых потоков на основе В-каналов, путем их мультиплексирования. НО канал со скоростью 384 кбит/с. (6х64); Н11-1536 кбит/с. (24х64);Н12-канал со скоростью 1920кбит/с. (30х64). В настоящее время стандартизированы интерфейсы для Н – каналов, структура которых имеет вид: (Н0+D), (Н11+D), (Н12+D). В этих интерфейсах пропускная способность канала D составляет 64кбит/с.

2.8.1. Назначение и взаимодействие протокольных уровней вос

Рассмотрим подробнее назначение и взаимодействие протокольных уровней ВОС. Рис.9.1 иллюстрирует функциональное назначение отдельных уровней протокольного взаимодействия. На этом рисунке в упрощенном виде показана организация связи между двумя пользователями сети U_iи U_j. Предпо­лагают, что в общем случае оконечные устройства, к которым подключены пользователи, могут не только передавать, но и обрабатывать информацию, т. е. реализовать некоторый информационный процесс. Оконечным устройством может быть интеллектуальный терминал или ЭВМ. В соответствии с моделью протокольного ВОС каждому оконечному устройству ставятся в соответствие все семь перечисленных выше протокольных уровней.

Организация связи между пользователями Ui и Uj начинается с активи­зации процессов и протоколов, начиная с верхнего (прикладного) уровня, с последовательным вовлечением в работу всех семи уровней.

Методически рассмотрение удобнее начинать с уровня-инициатора, т. е. с прикладного уровня.

Прикладной уровень(уровень управления процессами) — поддерж­ка операторских функций для управления операционной системой ЭВМ, распределенными базами данных, диалоговыми функциями. В зависимости от назначения оконечного устройства (числа реализуемых прикладных про­цессов) прикладной уровень может иметь несколько протоколов и пользова­тель может обращаться к любому из них. Уровень 7 отвечает за инициали­зацию и завершение сеансов связи, распределение программных и аппарат­ных средств для реализации процесса.

Представительный уровень— обеспечивает работу прикладного уровня, осуществляя систематическую согласованность процессов, орга­низует необходимое представление данных для изображения их на дис­плеях или печатающих устройствах, структурирует данные, осуществля­ет преобразование символьных потоков, засекречивание и рассекречива­ние информации.

Сеансовый уровень— создает стандарт сеанса и контролирует его соблюдение. В случае прерывания сеанса протоколы этого уровня обеспе­чивают его восстановление без потерь, в противном случае, извещают опе­раторов о невозможности дальнейшей работы. Кроме того, на этом уровне регламентируются правила ведения диалога между ЭВМ.

Транспортный уровень— предназначен для управления сквозной транспортировкой сообщений между пользователями. В частности, на этот уровень возложена задача контроля за целостностью сообщений, оптимиза­цией использования средств связи, выбор вида и качества обслуживания процесса. На этом уровне выбирается тип коммуникаций — коммутация каналов, пакетов, сообщений; формируется стандартное транспортное сообщение из входных данных, проводится формирование начала и конца транспортируемых единиц данных. Протоколы транспортного уровня со­вместно с протоколами сетевого, канального и физического уровня форми­руют так называемую транспортную сеть.

Рис.2.8.1 Протокольные уровни ВОС.

Сетевой уровень— реализует маршрутизацию на транспортной сети, формируя физические и виртуальные каналы, дейтаграммы, осуществляет распределение маршрутов продвижения данных, отвечает за правильность сборки сообщений из сетевых единиц.

Канальный уровень— определяет правила передачи блоковых данных по физическому звену связи. Этот уровень отвечает за обнаружение и исправление ошибок, возникающих из-за помех в канале связи, формирование сообщений о неустранимых ошибках на вышестоящий уровень, слеже­ние за скоростью обмена и окончанием блоков данных, а также управление физической цепью при ее мультиплексном использовании.

Физический уровень— управляет средствами организации физического соединения, идентифицирует каналы, обнаруживает повреждение канала и передает эту информацию объектам канального уровня. Информация, передаваемая по физической цепи на этом уровне, не подвергается преобразованиям.

Важной особенностью семиуровневой системы является то, что ресурсы нижележащего уровня могут предоставляться пользователям в режиме разделения и, кроме того, терминалы и ЭВМ в зависимости от их «интеллектуальных способностей» могут автономно включаться в различные уровни иерархии.

Следование семиуровневому стандарту протоколов взаимодействия открытых систем при создании ЦСИС позволяет:

- развивать и реализовать протоколы отдельных уровней, не затрагивая протоколы остальных уровней;

- упрощать разработку системы и проектирование сетей в целом;

- обеспечивать полную совместимость систем и сетей различного типа.

Если в общем случае оконечные устройства требуют реализации всех семи протокольных уровней, то на узлах коммутации ЦСИС необходима реализация только первых трех уровней ВОС. Поэтому при взаимодействии узлов коммутации между собой и пользователями используются лишь первые три уровня протоколов. Уровни 5—7 предназначены для протокольного взаимодействия пользователей.

Операции, обеспечивающие распределение связных ресурсов, выбор путей передачи, установление и разъединение соединений, определение способа коммуникации, реализуются на уровнях 1—4. Эти операции существенно отличаются от операций, связанных с установлением сеанса взаимодействия терминалов или ЭВМ, реализуемых на протокольных уровнях 5—7. По этой причине совокупность протокольных уровней 1—4 называется транспортной подсистемой, а иногда транспортной сетью. Но при этом в целом логика разделения протоколов на уровни такова, что уровни 4—7 обеспечивают сквозное взаимодействие процессов в сеансе, а уровни 1—3 реализуют сетевой интерфейс.

Другими словами, глубина протокольного взаимодействия распределенных моделей ВОС различна. Если протоколы уровней 1—3 являются протоколами только сетевой спецификации, то протоколы уровней 4—7 обусловливают взаимодействие пользователей и поэтому их называют ино­гда также протоколами взаимодействия «из конца в конец». По отношению к протоколам 1—3 уровней протоколы уровней 4—7 являются протоколами более высокого уровня.

Для того чтобы семиуровневая архитектура протоколов функционировала, к передаваемым сообщениям добавляются заголовки или передается специальная управляющая информация. Если, например, на некотором протокольном уровне к сообщению добавляется заголовок, то для уровня, расположенного ниже, эти данные являются стандартными сообщениями, к которым может быть добавлен следующий заголовок, и т. д. Управляющие сообщения передаются, главным образом, между уровнями для их активизации и реактивизации.

Контрольные вопросы

2.8.1 Что физический уровень?

2.8.2 Что такое канальный уровень?

2.8.3 Какой из уровней является наивысшим?

2.8.4. Какой уровень самый нижний?