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_i и 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?