Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Понятие открытых систем и модель их взаимодействия.

Введение

В настоящее время взаимодействие в компьютерных сетях описывается с помощью модели взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection – OSI). Модель OSI была разработана Международной организацией по стандартизации (International Organization for Standardization – ISO) как руководство для разработки стандартов, позволяющих осуществлять обмен данными с использованием разнородных компьютерных устройств. Эта модель разделяет сетевые коммуникации на отдельные уровни, облегчающие разработку и внедрение сетей, а также служит базисом при разработке совместимого сетевого оборудования. Каждый уровень модели обслуживает различные этапы процесса взаимодействия. Работу модели OSI обеспечивают различные службы, каждая на своем уровне. Службы работают по определенным правилам – протоколам. Соответственно на каждом уровне работает свой протокол. Все вместе данные службы выполняют одну общую работу – передачу данных по сети, придерживаясь общего правила (общего протокола).

Физический уровень

Физический уровень обеспечивает линию связи для передачи данных между узлами сети, определяет электрические, механические и функциональные параметры для физической связи в системах. Физический уровень использует физические средства соединения, добавляет свой сервис и предоставляет все это канальному уровню. Заданием уровня является создание физических интерфейсов, необходимых для подключения систем к физическим средствам соединения. Уровень определяет процедуры передачи сигналов в физический канал и приема сигналов из канала.

Физический уровень выполняет следующие функции:

устанавливает и разъединяет физические соединения;
передает последовательность сигналов;
прослушивает в нужных случаях каналы;
выполняет идентификацию каналов;
оповещает о появлении неисправностей и отказов.

Виды сервиса, предоставляемого канальному уровню, определяются протоколами (стандарт, определяющий поведение функциональных блоков при передаче данных) физического уровня.

В модели OSI взаимодействие делится на семь уровней или слоев. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия. Таким образом, проблема взаимодействия разбита на 7 частных проблем, каждая из которых может быть решена независимо от других.(рисунок 1)

Рисунок 1 Модель взаимодействия открытых систем ISO

Архитектуры взаимодействия открытых систем предусматривает существование протоколов и интерфейсов, используемых на различных уровнях взаимодействия систем. Правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах сети определяются протоколом. Протокол - это правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах. Каждый уровень поддерживает интерфейсы с выше- и нижележащими уровнями.

Каждый уровень стандартизации позволяет программам, компьютерам и устройствам, использующим и обеспечивающим связь, "договориться" между собой по какой-то группе вопросов. Эти уровни являются вложенными друг в друга, т.к. передаваемое сообщение по очереди проходит все стадии - начиная от прикладного и кончая физическим уровнем на передающем конце и в обратную сторону - на приемном. Поэтому набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

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. 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. Наконец, сообщение достигает самого низкого, физического уровня, который действительно передает его по линиям связи. (рисунок 2)

Рисунок 2 Процесс подготовки сообщения

Рисунок 3 Уровни

Канальный уровень

Уровень управления линией передачи данных (канальный уровень) формирует изданных кадры, которые являются блоками данных, содержащими дополнительную управляющую информацию. Канальный уровень может выполнять следующие функции:

1. организацию (установление, управление, расторжение) канальных соединений и идентификацию их портов;

2. передачу блоков данных;

3. обнаружение и исправление ошибок;

4. управление потоками данных;

5. обеспечение прозрачности логических каналов (передачи по ним данных, закодированных любым способом).

Сетевой уровень

Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя узлами. Соединение происходит благодаря функциям маршрутизации (процесс выбора маршрута передачи данных в сети).

Задачей сетевого уровня является создание виртуальных каналов, проходящих через коммуникационную сеть. На сетевом уровне могут выполняться следующие функции:

1. создание сетевых соединений и идентификация их портов;

2. обнаружение и исправление ошибок, возникающих при передаче через коммуникационную сеть;

3. управление потоками пакетов;

4. организация (упорядочение) последовательностей пакетов;

5. маршрутизация и коммутация;

6. сегментация и объединение пакетов;

7. возврат в исходное состояние;

8. выбор видов сервиса.

Многоуровневый подход

Средства сетевого взаимодействия, конечно, тоже могут быть представлены в виде иерархически организованного множества модулей. Многоуровневый подход к описанию и реализации функций системы применяется не только в отношении сетевых средств. Такая модель функционирования используется, например, в локальных файловых системах, когда поступивший запрос на доступ к файлу последовательно обрабатывается несколькими программными уровнями (начиная с верхнего). (рисунок 4)

Рисунок 4 Путь запроса файла

Вывод

Можно сделать вывод, что создание технологии открытых систем было необходимостью, направленной на обеспечение возможности переносимости данных программ между различными платформами и взаимодействие систем друг с другом. Автоматизация управленческой деятельности изначально связывалась только с автоматизацией некоторых вспомогательных, рутинных операций.

Список литературы

http://jre.cplire.ru/jre/sep05/1/text.html#_Toc113429718
http://citforum.ru/database/articles/art_19.shtml