Принципы построения открытых систем

Понятие открытой системы.

Важнейшими требованиями, предъявляемыми к современным компьютерным сетям, является возможность модернизации и расширения сети, ее гибкость и надежность. Эти свойства позволяют подключение к сети новых компьютерных систем без модернизации программного обеспечения существующей сети, и обеспечивают надежную передачу сообщений через сеть. Они реализуются в так называемых открытых системах.

Открытой системой - Open Sistem Interconnect (OSI) - называют систему, которая выполняет все функции взаимодействия по обмену сообщениями в сети, сгруппированные в соответствии с эталонной моделью открытых систем. Модель разработана Международной организацией стандартов (МОС) - International Standart Organization (ISO), а саму модель сокращенно называют ЭМВОС. Модель строится применительно к методу пакетной передачи сообщений и реализуются программным обеспечением сети, размещенным в компьютерах-абонентах и специализированных сетевых устройствах.

Принципы построения открытых систем

МОС предложила все функции взаимодействия, необходимые для передачи сообщений через сеть, сгруппировать в семь уровней, расположенных один над другим. При этом каждый уровень должен выполнять определенные функции по передаче сообщений.

Принципы открытости ЭМВОС:

1. Все нижележащие уровни обеспечивают сервис для вышележащих.

2. Между уровнями должен обеспечиваться межуровневый интерфейс - правила взаимодействия смежных уровней в одной системе.

3. Одноименные уровни удаленных систем должны взаимодействовать в соответствии с определенным протоколом (логические взаимодействия).

4. Соединение между системами происходит через одно физическое соединение (канал). Через это соединение взаимодействуют сетевые и прикладные процессы в удаленных системах.

5. Количество прикладных процессов, работа которых осуществляется в системе неограниченно и обеспечивается мультиплексированием (временным сложением) на физическом уровне.

При условии соблюдения межуровневых интерфейсов и правил взаимодействия одноименных уровней в удаленных системах, к сети может быть подключено неограниченное количество систем к любому межуровневому интерфейсу. Свойство открытости позволяет избежать доработок новых систем из-за иного аппаратного построения, использования иных операционных систем.

Международная организация стандартов приняла семиуровневую иерархию функций взаимодействия, обеспечивающих связь прикладных процессов, расположенных в различных системах, включенных в сеть.

Каждый из семи уровней содержит ряд функций обязательных для выполнения и представляет собой логический модуль, реализуемый программно или аппаратно.

Рис.1.

ПП (Например, программа WEB) формирует запрос на удаленный WEB-сервер в виде сообщение стандартного формата. Сообщение состоит из заголовка и поля данных. Поле данных содержит информацию, которую необходимо передать через сеть прикладному уровню машины-адресата, т.е. программе Web-серверу, чтобы сообщить ему, какую работу надо выполнить. Web-сервер формирует сообщение-ответ и направляет его на транспортный уровень. Представительный и сессионный уровни являются вспомогательными.

Длинные сообщения делятся на одинаковые части, которые снабжаются заголовком и концевиком (пакеты). Транспортный уровень приписывает логический адрес и заголовок (ТИ). Транспортные блоки - Maximum Transfer Unit (МТU) поступают на сетевой уровень, который в свою очередь добавляет свой заголовок и т. д. Наконец, сообщение достигает нижнего, физического уровня, который собственно и передаёт его по линиям связи машине-адресату в виде последовательности битов. Когда сообщение по сети поступает на машину-адресат, оно принимается её физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие данному уровню функции, а затем удаляет этот заголовок и передаёт сообщение вышележащему уровню.

Пример сети вида:

Рис.2.

В соответствии с принятой моделью архитектуры взаимодействия открытых систем по одному физическому соединению может быть одновременно связано n различных систем. При этом по одному соединению может осуществляться независимое управление передачей информации между различными парами систем. Возникает иллюзия наличия в физическом соединении отдельных каналов, которые принято называть логическими.

Логический канал - это путь для передачи данных от одной системы к другой. Логический канал прокладывается по маршруту в одном или нескольких физических каналах. Логический канал можно охарактеризовать, как маршрут, проложенный через физические каналы и узлы коммутации.

Логический канал, соединяющий в информационно-вычислительной сети два информационных процесса, также называют виртуальным.

Виртуальный канал - в сети коммутации пакетов - средства, обеспечивающие передачу пакетов между двумя узлами с сохранением исходной последовательности, даже если пакеты пересылаются по различным физическим маршрутам. Виртуальное соединение устанавливается при вызове и аннулируется по окончании сеанса связи.

К этой сети можно подключить компьютер, имеющий другой тип и другую ОС, если выполнить два условия:

1. Поддержать межуровневый интерфейс на любом протокольном уровне (поставить драйвер).

2. Прикладной процесс должен быть одинаковым.