Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Модель является формой описания характеристик и процессов, происходя­щих в сети. На основе модели строится логическая структура сети, а затем опреде­ляются пути ее реализации в различного рода технических устройствах: ЭВМ, тер­миналах, каналах передачи данных и т.д.

Системой назовем автономную совокупность оборудования, их программного обеспечения, периферийного оборудова­ния, терминалов, людей - операторов, различных физических процессов, средств передачи данных, способную осуществлять обработку и передачу информации и выполнять функции взаимодействия с другими системами. Со­вокупность систем и физических средств соединения образует сеть (например, ин­формационно - вычислительную). Логическое описание сети определяется ее общей моделью. Так как функции, выполняемые сетью, чрезвычайно сложны, они иерар­хически делятся на группы. В результате этого создается многоуровневая концепция информационно - вычислительной сети.

Перемещение информации между различными системами является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980гг. Международной организацией по Стандартизации (ISO) и Международным Консультативным Комитетом по Телеграфии и Телефонии (ныне МСЭ-Т) была разработана эталонная модель "Взаимодействие От­крытых Систем" (ВОС/OSI). Эта модель описана в рекомендации Х.200 (МККТТ) и ISO 7498 (ISO).

Открытыми называют взаимодействующие на одном интерфейсе системы, т.е. «понимающие» друг друга.

Эталонная модель OSI делит проблему перемещения информации между системами через среду сети на семь менее крупных, и следовательно, более лег­ко разрешимых проблем (уровней). Каждая из этих проблем выбрана потому, что она от­носительно автономна, и следовательно, ее легче решить без использования внешней информации.

Большинство устройств сети реализует все семь уровней. Два самых низших уров­ня OSI реализуются аппаратным и программным обеспечением; остальные пять высших уровня, как правило, реализуются программным обеспечением.

Справочная модель OSI описывает, каким образом информация передается от одной прикладной программы (например, программы обра­ботки таблиц) до другой прикладной программы, находящейся в другой системе.

В качестве примера связи типа OSI предположим, что Система А на рисунке 2 .1 имеет информацию для отправки в Систему В. Прикладная программа Системы А сообщается с Уровнем 7 (верхний уровень), который сообщается с Уровнем 6 Сис­темы А, и т.д. до Уровня 1 Системы А. Задача Уровня 1 отдавать (а также забирать) информацию в физическую среду сети. После того, как информация проходит через физическую среду сети и поступает на Систему В, она проходит через уровни Системы В в обратном, пока она наконец не поступит в прикладную программу Системы В.

Рисунок 2.1 — Взаимодействие двух систем.

При обмене сообщениями оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений. Например, они должны согласовать способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т.п. Другими словами, соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого уровня передачи битов, до самого высокого уровня, детализирующего, как информация должна быть интерпретирована.

Правила взаимодействия двух систем могут быть описаны в виде набора процедур для каждого из уровней. Такие формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколами. Протоколы характеризуются:

- способами синхронизации;

- синтаксисом (порядком расположения информации в кадре);

- семантикой (смысловым содержанием данных).

Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

Уровневая модель OSI исключает прямую связь между соответствующими уровнями других систем, т.е. каждый уровень Системы А пользуется услугами, предоставляемыми ему смежными уровнями Системы А. Взаимоот­ношения между смежными уровнями отдельной системы показаны на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 –Взаимодействие смежных уровней в одной системе.

Интерфейс – это граница между двумя взаимодействующими системами (устройствами), определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена и т.д., т.е. интерфейс — это совокупность аппаратных и (или) программных средств, обеспечивающих взаимодействие двух разнофункциональных блоков (уровней).

Предположим, что Уровень 5 Системы А должен связаться с Уровнем 5 Сис­темы В. Чтобы выполнить эту задачу, Уровень 5 должен воспользоваться услугами Уровня 4 Системы А. Уровень 5 называется "пользователем услуг", а Уровень 4 -"источником услуг". Услуги уровня 4 обеспечиваются Уровню 5 в "точке доступа к услугам" (SAP), которая представляет собой просто местоположение, в котором Уровень 5 может запросить услуги Уровня 4. Как видно из рисунка. Уровень 4 мо­жет предоставлять свои услуги множеству объектов Уровня 4.

Прикладной уровень Системы А помещает управляющую информацию (в форме кодированного заголовка) перед фактическим текстом, который должен быть передан. Этот информационный блок передается в Уровень 6 Сис­темы А, который может предварить его своей собственной управляющей информа­цией. Размеры сообщения увеличиваются по мере того, как оно проходит вниз через уровни до тех пор, пока не достигнет сети, по которой оригинальный текст и вся связанная с ним управляющая информация передается Системе В. Уровень 1 Системы В отделяет заголовок уровня 1 и расшифровав его, он знает, как обрабатывать данный информационный блок. Слегка уменьшенный в размерах информационный блок передается в Уровень 2, ко­торый отделяет заголовок Уровня 2, проанализировав его, он узнает о действиях, ко­торые должен выполнить, и т.д. Когда информационный блок наконец доходит до прикладной программы Системы В, он должен содержать только оригинальный текст.

Концепция заголовка и собственно данных относительна и зависит от пер­спективы того уровня, который в данный момент анализирует информационный
блок. Например, в Уровне 3 информационный блок состоит из заголовка Уровня 3 и следующими за ним данными. Однако данные Уровня 3 могут содержать заголовки Уровней 4,5,6 и 7. Кроме того, заголовок Уровня 3 является просто данными для Уровня 2. И наконец, не все уровни нуждаются в присоединении заголовков. Некоторые уровни могут просто выполнять адаптацию получаемых данных, чтобы сделать их читаемы­ми для смежных с ними уровней.