Государственный комитет РФ по высшему образованию
Московский государственный институт электроники и математики РЕФЕРАТ На тему : ” Принципы уровневой организации ЛВС ( на основе модели OSI ) “. Студентки группы С-103: Кафедра ВТ . Ковалевой Татьяны Преподаватель : ———————– Простяков С. А. ———————- ( подпись ) Оценка : ———————– —— ———————– ————– ( подпись ) ( подпись ) Москва 1994 год . – 2 СОДЕРЖАНИЕ.
1. Связь и стандарты ………………………………………. 3
2. Модель ОSI ………………………………………………… 6
2. 1. Физический уровень ………………………………… 7
2. 2. Канальный уровень …………………………………. 13
2. 3. Сетевой уровень ……………………………………. 18
2. 4. Транспортный уровень ……………………………… 22
2. 5. Сеансовый уровень …………………………………. 31
2. 6. Представление данных ……………………………… 43
2. 7. Прикладной уровень ………………………………… 47 3. Взаимодействие ЛВС на различных уровнях …………. 52
4. Заключение ………………………………………………… 57
5. Список литературы ………………………………………. 60 – 3 1. Связь и стандарты. В последние годы среди вычислительных комплексов и вы
числительных сетей во всех развитых странах мира наиболее ши рокое развитие получили локальные вычислительные сети (ЛВС). ЛВС – это коммуникационная система , во многом похожая
на телефонную. Любое из подключенных устройств может исполь зовать сеть для отправления и получения информации. Их возможности и преимущества перед традиционными
средствами передачи и обработки данных весьма многообразны : они позволяют объединять в единую сеть устройства самых раз ных типов от микро- и персональных до суперЭВМ ; при их пост роении не требуются средства сетей связи общего пользования; обеспечиваемые ими скорости передачи данных значительно
превышают скорости передачи данных по обычным сетям связи. Предполагается , что в ближайшем будущем ЛВС станут одним из самых распространенных средств обработки и передачи данных , поскольку по своим характеристикам и возможностям они наибо лее полно отвечают потребностям значительной части учрежде ний и предприятий , занимающихся планированием , управлением и производством . К настоящему времени в различных странах мира созданы и
находятся в эксплуатации многие десятки типов ЛВС с различны ми физическими средами , топологией , размерами , алгоритма ми работы , архитектурной и структурной организацией . Скорость является важной характеристикой ЛВС – она поз
воляет быстро передавать данные . В идеале при посылке и по лучении данных через ЛВС время отклика должно быть почти та – 4
ким же , как будто они получены от этой конкретной машины , а не из некоторого места вне сети . Для достижения такого не большого времени отклика большинство ЛВС работают при скорос ти передачи данных от 1 до 10 Мбт/сек . ЛВС должны быть не только быстрыми , но и адаптируемыми.
Они должны иметь гибкую архитектуру , которая позволяла бы располагать станции на базе ПК там , где это потребуется . А у пользователей должна быть возможность добавлять и перестав лять ПК или внешние устройства в сети или отключать их , не вызывая при этом прерывания работы сети . ЛВС также должна быть надежной . Одно из главных преиму
ществ автономного ПК состоит в том , что влияние его поломки или сбоя ограничено . Остальные работы в конторе не прерыва ются . При объединении ПК в ЛВС система должна сохранять та кую надежность . И наконец , одной из существенных черт ЛВС является то,
что она разработана для работы c интеллектуальными рабочими станциями ( Персональными компьютерами ) . ПК , включенные в сеть , должны уметь использовать потенциальные возможности других интеллектуальных приборов также , как в сетях подклю чения терминалов к главному компьютеру . Однако в большинст ве прикладных программ ПК используют свои собственные вычис лительные возможности . Описанная выше сеть может быть названа небольшой эффек
тивной вычислительной сетью персональных компьютеров фирмы IBM . Обычно термин локальная вычислительная сеть может испо льзоваться в более широком смысле . ЛВС может обозначать все от больших корпоративных терминальных сетей до сетей , бази – 5 рующихся на телефонных системах PBX. Эволюция локальных сетей в значительной степени способст
вовала появлению стандартов ЛВС . Эти стандарты заметно отли чаются от традиционных . Вместо навязывания соответствия не которому произвольно выбранному набору аппаратных средств но вые стандарты дают максимальную свободу в выборе специальной аппаратуры . Эта свобода добавляется к высокой гибкости обес печиваемой базовой архитектурой ЛВС . Фирма Xerox одной из первых приняла участие в стандарти
зации локальных сетей. Ее участие заключалось в активном про тежировании изготавливаемой ею сети Еthernet . Чтобы добить ся превращения сети Ethernet в промышленный стандарт для воз можно большего числа потенциальных клиентов , фирма Xerox уч редила консорциум Ethernet , куда вошли фирма Intel и фирма Digital Equipment . В 1980 г. этот консорциум выпустил доку ментацию на сеть Ethernet . С тех пор сеть Ethernet усиленно навязывается в качестве стандарта для локальных сетей с ши ной для передачи немодулированных сигналов . В то время , как разработчиками отыскивался стандарт для
аппаратных средств , люди стали замечать недостатки такого стандарта . Наличие стандарта означает , что все используют одинаковый тип кабеля для ЛВС , одну топологию , один метод доступа к кабелю . Если бы такой стандарт стал реальностью , то каждый бы использовал некоторый стандартный набор аппарат ных средств , а все другие средства , не включенные в стан дарт , исчезли бы . Проблема заключается в том , что аппаратные средства для ЛВС не могут быть оптимизированы из-за наличия нескольких – 6
критериев . Единственный набор аппаратных средств не может быть наилучшим во всех ситуациях . Например , для оффиса вра ча потребуется локальная сеть из трех или четырех ПК ; в этом случае наилучшей будет система с кабелем со скрученными парами проводов . Такой кабель не обеспечивает высокую ско рость передачи данных и его нельзя использовать для передачи данных на большие расстояния , но он недорогой . В этой ситу ации использование многоканального коаксиального кабеля или оптической системы было бы расточительством . В то же время, крупное учреждение нуждается в больших скоростях передачи данных на большие расстояния ; в этой ситуации кабель со скрученными парами проводов непригоден . Аналогично , в дру гих ситуациях наилучшее решение проблемы дадут другие систе мы аппаратных средств ЛВС . 2. Модель OSI. Появление стандартов на программные средства разрешило
дилемму стандартизации . При помощи этих стандартов операци онная система обеспечивает стандартное взаимодействие между аппаратными средствами ЛВС и прикладными программами ЛВС . Обращение к модели стандартной связи иллюстрирует работу стандартов на программные средства . Международная Организа ция по Стандартам учредила Модель Открытой Системы Связи (OSI) , которая является основой при проектировании ЛВС . Бо льшинство ЛВС проектируется в соответствии с этой моделью . OSI модель делит коммуникационный процесс на иерархию – 7
функциональных уровней, которые зависят друг от друга(рис. 1): Уровень 7 . Прикладные программы Уровень 6 . Представление данных Уровень 5 . Сеансовый Уровень 4 . Транспортный Уровень 3 . Сетевой Уровень 2 . Канальный Уровень 1 . Физический Каждый уровень имеет встроенный интерфейс для связи с
примыкающими уровнями . Уровень 2 может передавать данные на Уровень 1 или Уровень 3 , но Уровень 1 не может напрямую свя зываться с Уровнем 3 . OSI модель не учреждает и не поощряет какую-либо конкрет
ную технику , методику связи ( протокол ) . Ее определения достаточно широки , чтобы включить в себя множество протоко лов . 2. 1. Физический уровень . Физический уровень определяет физическую связь между ПК
и средой передачи данных . Эта связь определяется как механи ческими ( кабели , соединения ) , так и электрическими ( спо соб модуляции , напряжение ) характеристиками . На этом уров – 8 ——————¬ ¦ 7. APPLICATION ¦ L—————– ——————¬ ¦ 6. PRESENTATION ¦ L—————– ——————¬ ¦ 5. SESSION ¦ +—————–+ ¦ 4. TRANSPORT ¦ +—————–+ ¦ 3. NETWORK ¦ L—————– ——————¬ ¦ 2. DATA-LINK ¦ +—————–+ ¦ 1. PHYSICAL ¦ L—————– Рис. 1 OSI модель. – 9
не определяются скорость передачи данных и топология сети . Физический уровень также обеспечивает функциональные и
процедурные средства установления, поддержания и разъедине ния физических соединений для прозрачной передачи последова тельности бит между канальными объектами . Физическое соеди нение может включать промежуточные открытые системы , рет ранслирующие последовательность бит на физическом уровне . Физические объекты связаны посредством физической среды . Физический уровень – базовый уровень в иерархии протоко
лов модели OSI . Он обеспечивает перенос потока двоичных сиг налов , в виде которых представляются передаваемые данные , через физическую среду , соединяющую объекты информационно вычислительной сети ( ИВС ) . В качестве физической среды, как правило , используется сеть коммутируемых каналов связи, соединяющих корреспондирующие пары объектов ИВС . При передачи данных по аналоговым каналам связи последо
вательность бит ( Хi ) на входе канала преобразуется в уст ройствах модуляции/ демодуляции – модемах в аналоговые сигна лы Si(t) , параметры которых согласованы с параметрами физи ческой среды ( физического канала ) . Принимаемые на выходе аналогового канала сигналы преобразуются в последователь ность бит ( Yi ) , которая может отличаться от переданной последовательности из-за воздействия помехи P(t) . Модемы в совокупности с физическим каналом образуют дискретный канал связи (рис. 2) . В случае использования цифровых каналов связи преобразо вание последовательностей бит в аналоговые сигналы не произ – 10 ————¬ ¦ Помеха Pi ¦ L—–T—– Si(t) ¦ Si(t)+P(t) ¦ ¦ ¦ ¦ ———+———-¬ ¦
Xi ———-¬ ¦ ¦ Физическая среда ¦ ¦ ———-¬ Yi –T— Модем L-+–+ ( аналоговый +-+– Модем L—T— ¦ L———- ¦ канал ) ¦ L———- ¦ ¦ L——————– ¦ ¦ ¦ ¦ Дискретный канал связи ¦ +——————————————————-+ Рис. 2. Структура дискретного канала связи. – 11
водится . При этом вместо модемов используют линейные конт роллеры , обеспечивающие сопряжение оборудование обработки данных с физическим каналом . Дискретный канал связи защищен от воздействия помех то
лько потенциальной помехоустойчивостью передаваемых сигналов ( аналоговых или дискретных ) . Таким образом , поскольку на физическом уровне не решается задача исправления искаженных бит , его следует считать ненадежной системой передачи . Понятие физического уровня , его назначение и выполняе
мые функции определены в стандарте ISO 7498 . В соответствии с ним физический уровень выполняет сервисные функции для ка нального уровня . Его назначением является обеспечение меха нических , электрических , функциональных и процедурных средств для установления , поддержания и разъединения физи ческих соединений с целью передачи последовательностей бит между объектами канального уровня . Физический уровень предоставляет канальному уровню сле дующие услуги : – физические соединения ; – физические блоки данных службы ; – оконечные точки физических соединений ; – идентификацию физических каналов передачи данных ; – организацию передачи последовательностей бит ; – оповещение о неисправности физического уровня ; – определение параметров качества предоставляемых услуг . Основными функциями , которые выполняются внутри физи ческого уровня , являются : – 12 – установление и разъединение физических соединений меж ду объектами ИВС ; – передача последовательностей бит в синхронном или асинхронном режиме ; – управление физическим уровнем . 2. 2. Канальный уровень. Канальный уровень определяет механизм управления досту
пом к среде передачи данных . Здесь также определяются форма ты , используемые в элементах сообщений . В ЛВС сообщения по сылаются не в виде непрерывного потока , а разбиваются на один или несколько пакетов , которые являются элементами со общений . Каждый пакет содержит адреса источника и места наз начения , а так же средства обнаружения ошибок . Канальный уровень обеспечивает функциональные и проце
дурные средства установления , поддержания и разъединения ка нальных соединений между сетевыми объектами , а также средст ва передачи канальных блоков данных связи . Канальное соеди нение использует одно или несколько физических соединений . При этом канальный уровень обнаруживает и , возможно , исп равляет ошибки , возникающие на физическом уровне . Протоколы канального уровня занимают особое место среди
связных протоколов , используемых в сетях передачи данных . Они являются тем инструментом , который служит для организа ции на основе реальных дискретных каналов , вносящих ошибки – 13
в передаваемые по ним данные , безошибочной ( вернее , почти безошибочной ) передающей среды для протоколов более высоких уровней . В сети канальный уровень чаще всего используется для ор
ганизации связи между двумя ее станциями , расположенными на удаленных узлах , с целью надежного упорядоченного обмена данными между ними по имеющимся в наличии или предоставляе мым в их распоряжение на определенный период “ненадежным” дискретным каналам противоположных направлений . При этом возможно , что между соответствующими узлами имеется несколь ко дискретных каналов в каждом направлении передачи . Следо вательно , протокол , используемый в канальном уровне , дол жен обеспечивать надежную упорядоченную передачу данных от одного узла к другому по пучку дискретных каналов , которые могут существенным образом различаться как по скорости пере дачи данных и времени задержки распространения по ним сигна лов , так и по частоте и характеру возникающих в них ошибок . Для упрощения обеспечения связи в таких условиях , а
следовательно , построения звена передачи данных и разработ ки соответствующих протоколов канальный уровень принято раз бивать в общем случае на два подуровня : управления каналом передачи данных , т. е. первый подуровень второго уровня се ти , и организации многоканальной передачи данных , т. е. второй подуровень второго уровня сети . В связи с этим появ ляются и два типа протоколов . Одни протоколы предназначены для организации передачи по одному каналу передачи данных , т. е. организации однозвенной передачи данных , а использую щие их протоколы многоканальной передачи – для организации – 14
многозвенной передачи данных . Протоколы второго подуровня второго уровня сети должны позволить верхнему уровню “безбо лезненно” учитывать возможные изменения суммарной пропускной способности между двумя узлами сети , которые могут иметь место при введении существующих или вновь появившихся и иск лючении имеющихся дискретных каналов в канальном уровне . Для использования на физическом уровне разработано боль
шое число каналов , позволяющих помимо избирательной переда чи ( в адрес одной станции ) организовывать еще и широковеща тельную передачу ( в адрес группы станций ) . В связи с расп ространением таких каналов на канальный уровень была также возложена и задача по организации канала передачи данных мно готочечной конфигурации . Последнее , в свою очередь , потре бовало разработки соответствующих протоколов управления кана лом передачи данных и звена передачи данных в целом . Решение задачи разработки протоколов звена передачи дан
ных требует определения набора и видов услуг , которыми зве но передачи данных должно обеспечивать верхний уровень с уче том тех возможных услуг , которые могут быть предоставлены звену передачи данных физическим уровнем . Спецификация та ких услуг , как правило , должна представлять собой абстракт ное , не зависящее от реализации и административных делений сети определение возможностей связи , предоставляемых данным уровнем вышележащему уровню сети . Для достижения поставлен ной цели в рассмотрение вводят понятие службы звена передачи данных и полагают , что именно она и предоставляет соответст вующие услуги . Поскольку протокол является инструментом , позволяющим реализовать требуемый набор соответствующих ви – 15
дов услуг на основе конкретного набора услуг , предоставляе мого имеющимся в распоряжении физическим уровнем , то опреде ление протокола канального уровня должно содержать детальное описание того , какими средствами обеспечивается предоставле ние требуемых от него услуг , и является заданием на разра ботку с учетом выделяемых на его реализацию средств ( обору дования ) . С течением времени и виды , и наборы услуг , требующие
ся от канального уровня , как и средства , предоставляемые физическим уровнем, могут менятся . Поэтому эти изменения не обходимо учитывать при разработке протоколов звена передачи данных . По этой причине разработчики протоколов взяли на во оружение подход , основанный на выявлении стандартных меха низмов ( процедур ) , позволяющих на вполне определенных средствах ( услугах физического уровня ) реализовывать те ус луги , которые требуются верхним уровням от звена передачи данных . Задача же проектирования и разработки протоколов при таком подходе сводится к выбору и объединению в рамках данного протокола соответствующих механизмов . Служба звена передачи данных предназначена для выполне ния следующих требований пользователей : – независимости от используемой среды передачи; – кодонезависимости передаваемых данных; – надежного обмена данными; – выбора качества обслуживания при передаче данных . Независимость от используемой среды передачи означает ,
что пользователь службой звена передачи данных ( верхний уро вень ) освобождается от всех проблем , связанных с тем , ка – 16
кого типа и качества дискретные каналы используются , какова конфигурация устанавливаемого соединения ( двухточечная или многоточечная ) , а также какие режимы передачи по данному соединению задействуются . Кодонезависимость ( или кодопрозрачность ) состоит в
том , что служба звена передачи данных должна предоставлять возможность передачи данных и управляющей информации пользо вателя по соединению независимо от того , в каком первичном коде они представлены . Надежный обмен данными предполагает , что при использо
вании службы звена передачи данных вероятности появления в передаваемых пользователем данных вставок , потерь и искаже ний ( трансформация ) достаточно малы . Кроме того , возмож но и требование сохранения порядка следования передаваемых по соединению данных . Для выбора качества обслуживания служба звена передачи
данных должна предоставлять пользователю средства запроса , а также возможность согласования показателей качества обслу живания не только тех пользователей , между которыми предпо лагается организовать обмен данными по соединению , но и меж ду пользователями и службой звена передачи данных . Для удовлетворения перечисленных требований пользовате лей служба звена передачи данных должна обеспечивать : – соединение между пользователями для организации обмена данными ; – установление соглашений между пользователями и службой звена передачи данных о качестве обслуживания ; – обмен данными по соединению ; – 17 – регулирование принимающим пользователем скорости пос тупления данных от передающего пользователя на вход со единения ; – ускоренную передачу определенных массивов данных ; – возвращение службы звена передачи данных в определен ное (как правило , исходное) состояние для фазирования пользователей ; – безусловное ( и , как правило , разрушительное ) разъе динение соединения пользователями либо службой звена передачи данных . 2. 3. Сетевой уровень. Сетевой уровень обеспечивает средства установления под
держания и разъединения сетевых соединений между открытыми системами , содержащими взаимодействующие прикладные объекты, а также средства для обмена сетевыми блоками данных службы между транспортными объектами по сетевым соединениям . Сете вой уровень обеспечивает независимость транспортных объектов от маршрутизации и коммутации ( ретрансляции ) , выполняемых на сетевом уровне при установлении и функционировании сетево го соединения . Все функции ретрансляции выполняются на сете вом уровне и ниже . Основная услуга сетевого уровня – прозрачная передача
данных между транспортными объектами . Сетевой уровень выпол няет все функции , необходимые для маскирования различий меж ду различными средствами и подсетями . ( Подсеть – набор од – 18
ной или нескольких промежуточных систем , выполняющий функ цию ретрансляции и через который оконечные системы могут ус танавливать сетевые соединения . ) Таким образом на границе сетевого и транспортного уровней обеспечивается независи мость от используемых сред , за исключением качества обслужи вания . Качество обслуживания согласовывается между транс портными объектами и поставщиком сетевой службы в момент ус тановления соединения . Услуги сетевого уровня , предоставляемые транспортному уровню : – сетевые адреса , используемые для идентификации транс портных объектов ; – сетевые соединения ( двухточечные ) ; – идентификаторы оконечных точек сетевого соединения ; – прозрачная передача сетевых блоков данных службы любо го размера ; – параметры качества обслуживания ; – уведомления об ошибках ; – упорядоченная доставка сетевых блоков данных службы ; – управление потоком ; – передача срочных сетевых блоков данных службы ограни ченного размера ( необязательная услуга ) ; – повторная установка ; – разъединение ; – подтверждение приема ( необязательная услуга ) . Некоторые из услуг являются необязательными , т. е. по
льзователь должен их запрашивать , а поставщик сетевой служ бы может их или обеспечивать или нет . – 19 Сетевой уровень обеспечивает поддержку сетевых соедине
ний для различных типов сетей – от простых двухточечных се тей до объединения подсетей с различными характеристиками . Сетевой уровень может разбиваться на различные подуровни в зависимости от типов используемых подсетей . На сетевом уровне выполняются следующие функции : – маршрутизация и ретрансляция ; – сетевые соединения ; – мультиплексирование сетевых соединений ; – сегментация и укрупнение ; – обнаружение ошибок ; – исправление ошибок ; – упорядочение ; – управление потоком ; – передача срочных данных ; – повторная установка ; – выбор службы ; – управление сетевым уровнем . Сетевая служба OSI определяется на основе примитивов и
событий службы ; параметров , связанных с каждым примитивом и с каждым событием , и формы , которую они принимают ; взаи мосвязи между этими примитивами и событиями и правильными их последовательностями . Сетевая служба обеспечивает : – прозрачную передачу данных между ее пользователями , и в частности независимость от используемых средств пере дачи ; – сквозную передачу , т. е. доставку блоков данных сете – 20 вой службы между пользователями сетевой службы в або нентских системах , причем все функции по маршрутиза ции и коммутации ( ретрансляции ) осуществляются пос тавщиком сетевой службы ; – прозрачность передаваемой информации – данных пользова теля сетевой службы и ( или ) управляющей информации ; – выбор качества службы , т. е. сетевая служба предостав ляет возможность пользователям запрашивать и согласовы вать качество обслуживания для передачи данных пользо вателя сетевой службы ; – адресование пользователей сетевой службы – адресование точек доступа к сетевой службе дает возможность пользо вателям однозначно идентифицировать друг друга . Сетевая служба выполняет следующие функции для ее поль зователя : – установление сетевого соединения с другими пользовате лями службы для передачи данных пользователя сетевой службы в форме блоков данных сетевой службы . Между одной и той же парой пользователей может быть установлено несколько сетевых соединений ; – принятие соглашения между двумя пользователями сете вой службу и ее поставщиком относительно качества обслуживания для каждого сетевого соединения ; – прозрачная передача последовательности блоков данных сетевой службы в сетевом соединении ; – управление скоростью передачи блоков данных сетевой службы пользователем службы со стороны приемника – 21 информации ; – в некоторых случаях – средство передачи последователь ности отдельных срочных блоков данных сетевой службы . Эти срочные блоки данных имеют ограниченную длину и их передача через точки доступа к службе осуществля ется по правилам, отличным от правил передачи нормаль ных данных ; – средство , с помощью которого сетевое соединение мо жет быть возвращено в определенное состояние , и взаимодействие двух пользователей службы синхронизи ровано с использованием службы повторной установки ; – в некоторых случаях – средство подтверждения приема данных ; – безусловное разъединение сетевого соединения либо по льзователями , либо поставщиками сетевой службы ; – “прозрачная” передача блоков данных сетевой службы ог раниченной длины из одной точки доступа к другой при одном доступе к сетевой службе без предварительного установления соединения . Максимальный размер блоков данных при передаче без установления соединения ограничен 64 512 октетами ; – предварительное согласование параметров качества обс луживания между пользователем-передатчиком и постав щиком сетевой службы . Подтверждение приема и передача срочных данных представ
ляют собой необязательные услуги поставщика , т. е. постав щик сетевой службы может их обеспечивать или не обеспечивать для конкретного сетевого соединения . Все другие услуги сете – 22
вого уровня являются обязательными и должны обеспечиваться каждым поставщиком сетевой службы . 2. 4. Транспортный уровень. Транспортный уровень определяет сетевую адресацию ( фи
зическое расположение устройств в сети ) и способ подсоедине ния и отсоединения различных частей сети . Этот уровень так же определяет способ , при котором имеет место гарантирован ная передача сообщений , вообще говоря , при помощи нумерова ния пакетов и уверенность в том , что они пребывают в полном порядке без пропусков или дублирования . Управление межсете вой маршрутизацией осуществляется на этом уровне . Транспортный уровень обеспечивает прозрачную передачу
данных между сеансовыми объектами и освобождает их от выпол нения функций по организации надежной и эффективной передачи данных . Транспортный уровень оптимизирует использование имеющей
ся сетевой службы для обеспечения требуемых сеансовыми объек тами характеристик передачи с минимальной стоимостью . Все протоколы , определенные на транспортном уровне ,
носят межконцевой характер , связывая взаимодействующие транспортные объекты , и таким образом функционируют в среде OSI только между оконечными открытыми системами . На транспортном уровне не выполняются функции маршрути
зации и ретрансляции , поскольку сетевая служба обеспечивает – 23
сетевые соединения между любыми транспортными объектами , да же при использовании нескольких последовательно соединенных подсетей . Транспортные функции , вызываемые на транспортном уров
не для обеспечения запрашиваемого качества обслуживания , за висят от качества сетевой службы . Транспортный уровень предоставляет следующие услуги се ансовому уровню : – установление транспортного соединения ; – передача данных ; – разъединение транспортного соединения . Транспортные соединения устанавливаются между сеансовы
ми объектами , идентифицируемыми транспортными адресами . Ка чество обслуживания в транспортном соединении согласовывает ся между сеансовыми объектами и транспортной службой . В про цессе установления транспортного соединения выбирается один из имеющихся классов транспортной службы , характеризуемых различными наборами параметров качества обслуживания ( про пускная способность , транзитная задержка , время установле ния соединения , вероятность остаточной ошибки и т. д. ) . Между одной и той же парой транспортных адресов может
быть установлено несколько транспортных соединений . Для их различения сеансовые объекты используют идентификаторы око нечных точек транспортного соединения . Услуга передачи данных обеспечивает дуплексную передачу
данных между парой транспортных адресов в соответствии с сог ласованным качеством обслуживания . Если согласованное ка чество обслуживания не может быть обеспечено и попытки его – 24
восстановить терпят неудачу , то транспортное соединение раз ъединяется и об этом сообщается сеансовым объектам . При необходимости установления транспортного соединения
с некоторым сеансовым объектом транспортный уровень определя ет сетевой адрес , идентифицирующий транспортный объект , ко торый присоединен к этому сеансовому объекту . Поскольку на транспортном уровне обеспечивается межконцевая служба без ретрансляции , то транспортный уровень отображает транспорт ные адреса в сетевые , идентифицирующие оконечный транспорт ный объект ( рис. 3 ) . Один транспортный объект может обслуживать несколько се
ансовых объектов , и поэтому с одним сетевым адресом некото рого транспортного объекта может быть связано несколько транспортных адресов . При этом транспортные объекты выполня ют функцию отображения транспортных адресов в сетевые ( рис. 4 ) . Функционирование транспортного уровня разбивается на фа
зы установления соединения , передачи данных и разъединения соединения . В фазе установления соединения могут выполняться следую щие функции : – выбор сетевого соединения , наиболее удовлетворяющего требованиям сеансового объекта с учетом стоимости и качества обслуживания ; – решение о целесообразности мультиплексирования или расщепления транспортного соединения с целью оптими зации использования сетевых соединений ; – выбор оптимального размера транспортного блока данных – 25 ————-¬ ————-¬ ¦ Сеансовый ¦ ¦ Сеансовый ¦ ¦ объект ¦ Оконечные ¦ объект ¦ L—-T–T—– транспортные L—-T–T—- ¦ ¦ адреса ¦ ¦ ¦ ¦—————————————¦ ¦ —–+–+——-¬ ——–+–+—-¬ ¦ Транспортный ¦ ¦ Транспортный ¦ ¦ объект ¦ Оконечные ¦ объект ¦ L—-T–T——– сетевые L——-T–T—- ¦ ¦ адреса ¦ ¦ ¦ ¦—————————————¦ ¦ —–+–+—————————————+–+—-¬ ¦ С е т е в о й у р о в е н ь ¦ ¦ ¦ Рис. 3. Отображение между транспортными и сетевыми адресами. – 26 ————–¬ ————-¬ ¦ Сеансовый ¦ ¦ Сеансовый ¦ ¦ объект А ¦ ¦ объект Б ¦ L———T-T– L-T-T——– ¦ ¦ Транспортный ¦ ¦ ¦ ¦ адрес ¦ ¦ ¦ +——————————-¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ –+-+——————————-+-+-¬ ¦ Т р а н с п о р т н ы й о б ъ е к т ¦ L—————-T—T—————— ¦ ¦ ¦ ¦ ————-+—+————–¬ ¦ С е т е в о й о б ъ е к т ¦ L——————————- Рис. 4. Отображение одного сетевого адреса в несколько транспортных адресов . – 27 протокола ; – выбор функций , которые будут задействованы в фазе пе редачи данных ; – отображение транспортных адресов в сетевые ; – обеспечение идентификации различных транспортных сое динений между одной и той же парой транспортных точек доступа к службе ; – передача данных . В фазе передачи данных осуществляется доведение транс
портных блоков данных службы до сеансовых объектов-получате лей по транспортному соединению передачей транспортных бло ков данных протокола . При этом могут быть задействованы сле дующие функции , использование каждой из которых согласуется в фазе установления соединения : – упорядочение ; – укрупнение ; – сцепление ; – сегментация ; – мультиплексирование или расщепление ; – управление потоком ; – обнаружение ошибок ; – исправление ошибок ; – передача срочных данных ; – разграничение транспортных блоков данных службы ; – идентификация транспортных соединений . – 28 В фазе разъединения соединения могут выполняться функ
ции оповещения о причине разъединения , идентификации разъе диняемого транспортного соединения , передачи данных . Протоколы транспортного уровня предназначены для сквоз
ной передачи данных через сеть между оконечными пользователя ми – абонентами сети . Основными функциями транспортного про токола являются : – разбиение сообщения на пакеты ; – передача пакетов через сеть ; – сборку исходного сообщения ( фрагмента сообщения ) . Передача пакетов может осуществляться с повышением дос
товерности , т. е. каждый пакет закрывается проверочной сум мой , если сеть не обеспечивает приемлемый коэффицент ошибок , а также с нумерацией и повторной передачей пакетов, если сетевой уровень не обеспечивает надежную упорядоченную дос тавку пакетов . Набор процедур протокола зависит как от требований верх
него уровня к передаче данных , так и от характеристик сете вого уровня . Сетевой уровень может поддерживать службу пере дачи пакетов , ориентированную на соединение , т. е. с упоря доченной доставкой пакетов , или дейтаграммный режим . Транс портная служба также может быть либо ориентированной на сое динение , либо нет . Ориентированная на соединение транспорт ная служба поддерживает между пользователями виртуальный ка нал . При этом служба обеспечивает : – установление транспортного соединения между пользова телями и согласование качества предоставляемых услуг; – передачу блоков данных службы без ограничения их дли – 29 ны и содержимого ; – управление темпом обмена ; – передачу срочных данных ; – разъединение транспортного соединения . При этом транспортный протокол может пользоваться услу гами сетевых соединений , если они поддерживаются . С другой стороны , для некоторых прикладных задач ориен
тированная на соединение служба не нужна . В этом случае транспортная служба обеспечивает передачу блоков данных служ бы ограниченной длины , не гарантируя их доставку и сохране ние исходной последовательности у получателя , независимо от того , используется или нет соединение сетевого уровня . Таким образом , задачей транспортной службы является вы
равнивание поддерживаемой сетью службы до уровня , требуемо го пользователем , как по набору услуг , так и по характерис тикам ( достоверности , надежности и т. д. ) . С точки зре ния пользователя транспортная служба скрывает от него особен ности сети . Часто под термином “сквозная передача данных” понимают
также механизмы , используемые в некоторых сетях для управле ния передачей от входа в сеть до выхода из нее . Более того, как правило , транспортные протоколы предназначены для сквозной передачи данных через сеть , представляющих собой совокупность подсетей с различными сетевыми службами . Для этого в транспортных протоколах могут быть предусмотрены про цедуры промежуточной фрагментации пакетов , необходимые при переходе пакета из одной подсети в другую , где используется меньший размер пакета . – 30 Транспортная служба и транспортный протокол , не ориен
тированные на соединения , являются достаточно простыми и обеспечивают прозрачную передачу пользовательских данных блоков данных транспортной службы ограниченной длины – в точ ку доступа получателя . Передача данных обеспечивается без предварительного установления и последующего разъединения со единения . При этом логическая взаимосвязь между несколькими блоками не учитывается . 2. 5. Сеансовый уровень. Главная функция сеансового уровня – определение интер
фейса прикладных программ для связи с транспортным уровнем . Одна из задач этого уровня – преобразование имен в сетевые адреса , так что прикладные программы могут использовать име на для связи с устройствами . Неделимая служба – услуга сеансового уровня , посредст
вом которой сеансовые блоки данных службы , посланные по се ансовому соединению , не предоставляются представительному объекту-получателю до тех пор , пока это явно не разрешено представительным объектом-отправителем . Управление взаимодействием – услуга сеансового уровня ,
позволяющая взаимодействующим представительным объектам явно управлять очередностью выполнения некоторых управляющих функ ций . Двустороннее одновременное ( дуплексное ) взаимодейст
вие – режим взаимодействия , при котором оба взаимодействую щих представительных объекта имеют право одновременно переда – 31 вать и принимать данные . Двустороннее поочередное ( полудуплексное ) взаимодейст
вие – режим взаимодействия , при котором взаимодействующие представительные объекты поочередно получают право переда вать данные . Одностороннее ( симплексное ) взаимодействие – режим
взаимодействия , при котором один из представительных объек тов только передает данные , а другой – только принимает . Синхронизация сеансового соединения – услуга сеансового
уровня , позволяющая представительным объектам определять и идентифицировать точки синхронизации , осуществлять повтор ную установку сеансового соединения в заранее определенное состояние и согласовывать точку повторной синхронизации . На сеансовом уровне обеспечиваются средства , необходи
мые для организации и синхронизации диалога между взаимо действующими представительными объектами и для управления ин формационным обменом между ними. Для этого на сеансовом уров не устанавливаются сеансовые соединения между двумя предста вительными объектами и поддерживается взаимодействие по обме ну данными . Для реализации передачи данных между представи тельными объектами сеансовые соединения отображаются в транс портные. Сеансовые соединения устанавливаются по запросу представительного объекта , передаваемому в сеансовой точке доступа к службе , и разъединяются либо представительными , либо сеансовыми объектами . В установленном сеансовом соеди нении поддерживается диалог между представительными объекта ми даже при возможных потерях данных на транспортном уровне . Представительный объект может получить доступ к другому – 32
представительному объекту только через сеансовое соединение, причем представительный объект может поддерживать несколь ко сеансовых соединений одновременно . Представительные объекты идентифицируются сеансовыми ад
ресами . Во многих системах существует взаимно одназначное соответствие между сеансовыми и транспортными адресами , од нако , с одним транспортным адресом может быть связано неско лько сеансовых . Сеансовый уровень предоставляет следующие услуги : – установление сеансового соединения ; – разъединение сеансового соединения ; – обмен обычными данными ; – неделимая служба ; – обмен срочными данными ; – управление взаимодействием ; – синхронизация сеансового соединения ; – оповещение об особых состояниях . Для обеспечения сеансовой службы сеансовый уровень вы
полняет ряд функций . Большинство требуемых функций следует из обеспечиваемых сеансовым уровнем услуг . Дополнительные описания даны для следующих функций : – отображение сеансового соединения в транспортное ; – управление потоком по сеансовому соединению ; – передача срочных данных ; – восстановление сеансового соединения ; – разъединение сеансового соединения ; – управление сеансовым уровнем . В каждый момент времени между сеансовыми и транспортны – 33
ми соединениями существует взаимно однозначное соответствие. Однако их время жизни может отличаться в следующих случаях : – транспортное соединение поддерживает несколько после довательных сеансовых соединений ( рис. 5 ) ; – несколько последовательных транспортных соединений поддерживают сеансовое соединение ( рис. 6 ) . Можно также рассматривать случаи , когда одно транспорт
ное соединение используется для поддержки нескольких сеансо вых соединений одновременно . Для реализации отображения сеансового соединения в
транспортное на сеансовом уровне сеансовые блоки данных служ бы должны отображаться в сеансовые блоки данных протокола , а последние – в транспортные блоки данных службы . При таком отображении может потребоваться реализация на сеансовых об ъектах таких функций , как сегментация . На сеансовом уровне нет одноуровневого управления пото
ком . Для предотвращения перегрузки представительного объек та-приемника сеансовый объект-приемник использует ” метод об ратного давления ” по транспортному соединению , т. е. управ ление потоком на транспортном уровне. Передача срочных сеансовых блоков данных службы обычно
производится с использованием передачи срочных транспортных данных . – 34 Время— —¬ —¬ —¬ —¬ —¬ —¬ Сеансовые ¦ ¦—–¦ ¦ ¦ ¦—–¦ ¦ ¦ ¦—–¦ ¦ соединения L— L— L— L— L— L– —–¬ ——¬ Транспортные¦ ¦——————————¦ ¦ соединения L—– L—– Рис. 5. Несколько последовательных сеансовых соединений : 1 – установление ; 2 – разъединение . – 35 Время— —¬ —¬ Сеансовые ¦ ¦————————-¦ ¦ соединения L— L– —–¬ —¬ —¬ —¬ —¬ ——¬
Транспортные¦ ¦—-¦ ¦ ¦ ¦—-¦ ¦ ¦ ¦——-¦ ¦ соединения L—– L— L— L— L— L—–
Рис. 6. Несколько последовательных транспортных соединений : 1 – установление ; 2 – разъединение . – 36 В случае возникновения отказов в транспортном соедине
нии сеансовый уровень может выполнять функции , необходимые для повторного установления транспортного соединения с целью поддержки продолжающего существовать сеансового соединения . Сеансовые объекты оповещают ( с использованием услуги опове щения об особых состояниях ) представительные объекты о том , что служба была прервана , и восстанавливают службу то лько по указанию представительного объекта . Это позволяет представительным объектам провести повторную синхронизацию и продолжить функционирование с некоторого согласованного сос тояния . Разъединение сеансового соединения в нормальных услови
ях производится без потерь данных по запросу представитель ных объектов . Сеансовый уровень также содержит функции для преждевременного разъединения сеансового соединения с возмож ными потерями данных . Сеансовые протоколы могут осуществлять некоторые функ
ции по управлению уровнем , такие , как активация и контроль ошибок . Cеансовая служба с установлением соединения обеспечива
ет средства организации и синхронизации обмена данными между ее пользователями , в частности : – средства установления сеансового соединения с другим пользователем , обмена данными по этому соединению и его освобождения ; – средства согласования правил использования признаков для обмена данными , синхронизации и освобождения соединения , а также организации обмена данными в – 37 полудуплексном и дуплексном режимах ; – средства установления точек синхронизации в диалоге , а в случае ошибок восстановления диалога с согласован ной точки синхронизации; – средства прерывания диалога и его последующего восста новления с заранее согласованной точки . Поясним основные понятия сеансового уровня . Признак
есть атрибут сеансового соединения , который динамически наз начается в каждый момент времени только одному пользователю сеансовой службы , что дает ему исключительное право вызы вать определенные службы . Определяются четыре типа признака : – данных ; – освобождения ; – вспомогательной синхронизации ; – главной синхронизации/деятельности . Признак всегда находится в одном из следующих состояний: – доступности , в котором всегда назначен одному пользо вателю ( что дает ему право использовать соответствую щую службу ) и не назначен другому пользователю ( что не дает ему права пользоваться службой , но он может это право приобрести в дальнейшем ) ; – недоступности ни одному пользователю , причем в этом случае они не имеют права использовать службу . Для струкруризации обмена данными пользователи сеансовой
службы могут вводить главные точки синхронизации , которые разбивают процесс обмена данными на единицы диалога . При этом процесс передачи в пределах некоторой единицы диалога не – 38
зависит от передач в рамках других единиц диалога , а каждая главная точка синхронизации подтверждается явно . Для структуризации обмена данными внутри единицы диалога
используются вспомогательные точки синхронизации , которые могут подтверждаться , а могут и не подтверждаться . Логически различные части работы называются периодами
деятельности . Каждый такой период состоит из одной или нес кольких единиц диалога . В каждый момент времени в рамках од ного сеансового соединения допускается использование только одного периода деятельности , но в течение одного сеансового соединения могут существовать несколько последовательных пе риодов . Кроме того , период деятельности может распростра нятся на несколько сеансовых соединений , может быть прерван и возобнавлен во время того же или следующего сеансового соеди нения . Сеансовая служба содержит три фазы : – установление сеансового соединения ; – передачи данных ; – освобождения сеансового соединения . С первой фазой связана только одна служба – установления
сеансового соединения , используемая для установления сеансо вого соединения и для согласования признаков и параметров со единения . В фазе передачи данных осуществляется обмен данными меж
ду двумя пользователями сеансовой службы . С передачей данных связаны четыре службы : – служба передачи нормальных данных обеспечивает переда чу cеансовых блоков данных службы по сеансовому соеди – 39 нению . При использовании функционального блока полудуплекса управление передачей данных осуществляет ся с помощью признака данных ; – служба передачи срочных данных обеспечивает передачу срочных cеансовых блоков данных службы по сеансовому соединению , причем на передачу срочных данных не оказывают никакого влияния механизмы управления потоками и признаками , связанными с передачей всех других типов данных ; – служба передачи служебных данных используется для пе редачи служебных cеансовых блоков данных службы без использования механизмов управления передачей с по мощью признака данных ; – служба обмена данными о возможнстях обеспечивает обмен небольшими порциями данных . Эта служба может быть инициирована только при наличии службы управления деятельностью , причем обмен данными о возможности производится до начала деятельности . С управлением признаками связаны три службы : – служба передачи признаков позволяет пользователю сеан совой службы уступить один или несколько сеансовых признаков другому пользователю ; – служба запроса признаков позволяет пользователю сеан совой службы запросить другого пользователя сеанса передать ему один или несколько конкретных признаков ; – служба передачи управления позволяет пользователю се анса уступить все доступные признаки другому пользователю . – 40 С синхронизацией и повторной синхронизацией связаны три службы : – служба вспомогательных точек синхронизации позволяет пользователю сеансовой службы отделять поток нормаль ных сеансовых блоков данных службы и служебных сеансовых блоков данных службы , переданных до запроса этой службы , от потока таких же блоков , переданных после запроса . Для управления этой службой исполь зуются признаки вспомогательной синхронизации ; – служба главных точек синхронизации позволяет пользова телю сеансовой службы ограничивать поток нормальных , служебных и срочных сеансовых блоков данных службы , передаваемых внутри единицы диалога . Для управления этой службой используются признаки главной синхронизации/деятельности ; – служба повторной синхронизации используется для уста новления сеансового соединения к предыдущей или новой точке синхронизации и для повторного прикрепления доступных признаков . Применение этой службы может повлечь за собой потерю нормальных , служебных или срочных сеансовых блоков данных службы . Для сообщений об ошибках и непредвиденных ситуациях име ются две службы : – служба выдаваемых пставщиком особых оповещений позво ляет сообщать пользователям об особых состояниях или протокольных ошибках поставщика сеансовой службы . Применение этой службы может повлечь потерю нормаль ных , служебных или срочных сеансовых блоков данных – 41 службы ; – служба выдаваемых пользователем особых оповещений ис пользуется пользователем сеансовой службы для сообще ния о наступлении особых состояний в случаях , когда признак данных доступен , но ему не прикреплен . При менение этой службы может повлечь потерю нормальных , служебных или срочных сеансовых блоков данных службы . С управлением деятельномтью связаны пять служб : – служба начала деятельности используется для индикации того , что начата новая деятельность ; – служба возобнавления деятельности используется для ин дикации восстановления ранее прерванной деятельности ; – служба прерывания деятельности позволяет осуществлять аварийное завершение деятельности , но таким образом , что выполненная до этого работа не будет утрачена и может быть продолжена в дальнейшем . Применение этой службы может повлечь потерю нормальных , служебных или срочных сеансовых блоков данных службы ; – служба аннулирования деятельности позволяет осуществ лять аварийное завершение деятельности , причем выпол ненная до этого работа будет утрачена и не может быть продолжена в дальнейшем . Применение этой службы может повлечь потерю нормальных , служебных или срочных се ансовых блоков данных службы ; – служба окончания деятальности используется для завер шения деятельности ( и установки главной точки синхронизации ) . Для управления этими службами используются признаки главной синхронизации/деятель – 42 ности . Применение служб управления деятельностью может привести
к такому состоянию , когда на сеансовом соединении не осу ществляется никакая деятельность . Если во время отсутствия какой бы то ни было деятельности используются службы управле ния деятельностью , то пользователями сеансовой службы могут быть инициированы только следующие службы : – начала деятельности ; – возобнавления деятельности ; – управления признаками ; – обмена данными о возможности ; – передачи служебных данных ; – передачи нормальных данных ; – передачи срочных данных ; – разрыва соединения ; – освобождения соединения . 2. 6. Представление данных . Этот уровень определяет трансляцию форматов и синтаксиса
прикладных программ в форму , пригодную для сети . Уровень представление данных определяет способ , по которому програм мы поступают в сеть . На представительном уровне обеспечивается представление
информации , которая передается прикладными объектами или на которую они ссылаются в процессе передачи . На этом уровне осуществляется только синтаксическая , но не семантическая ( содержательная ) обработка данных , выполняемая на приклад – 43 ном уровне . На представительном уровне обеспечивается общее предс
тавление данных , используемых между прикладными объектами . Таким образом обеспечивается независимость прикладных объек тов от используемого синтаксиса ( т. е. правил кодирования передаваемой информации ) . Синтаксическая независимость мо жет быть достигнута двумя способами : 1) представительный уровень обеспечивает общие синтакси ческие элементы , используемые прикладными объектами ; 2) прикладные объекты могут использовать любой синтак
сис , а на представительном уровне в этом случае осуществля ется преобразование между различными формами синтаксиса и об щим синтаксисом , необходимым для связи между прикладными объектами . Это преобразование выполняется в открытой системе прозрачно для других открытых систем и поэтому не оказывает влияния на стандартизацию протоколов представительного уров ня . Представительный уровень добавляет к сеансовой службе следующие услуги : – преобразование синтаксиса ; – выбор синтаксиса . Для обеспечения службы представления представительный уровень выполняет следующие функции : – запрос установления сеанса ; – передача данных ; – согласование и повторное согласоване синтаксиса ; – преобразование синтаксиса ; – запрос завершения сеанса . – 44 В среде OSI не существует единого синтаксиса передачи
данных . Используемый в представительном соединении синтаксис передачи согласовывается между взаимодействующими представи тельными объектами . Для представительного объекта необходимо определить как синтаксис соответсвующего прикладного объек та , так и согласованный синтаксис передачи . Для протокола представительного уровня необходимо задать только синтаксис передачи . Для удовлетворения требований прикладных объектов на
представительном уровне может использоватся любой синтаксис передачи , подходящий для этой цели . Для достижения других целей ( например , уменьшения объема данных , включающего снижение стоимости передачи ) может производится преобразова ние синтаксиса . Между представительными и сеансовыми адресами устанавли
вается взаимно однозначное соответствие . На представительном уровне отсутствуют мультиплексирование и расщепление . Информация , подлежащая передаче между прикладными об
ъектами ( пользователями представительной службы ) , указыва ется в параметре ” Данные пользователя ” примитивов предста вительной службы . Единица такой информации специфицируется на уровне абстрактного синтаксиса и называется значением представительных данных . Абстрактный синтаксис данных определяется как аспекты
правил , используемых для формальной спецификации передавае мых между открытыми системами данных , которые не зависят от применяемых методов их кодирования . Множество значений представительных данных называется – 45
абстрактным синтаксисом , а однозначно идентифицирующее это множество имя – именем абстрактного синтаксиса . Пользователи представительной службы согласовывают между
собой допустимое множество абстрактных синтаксисов и сообщают его представительным объектам . В процессе передачи они могут решить изменить согласованное множество абстрактных синтакси сов . Для заданного множества абстрактных синтаксисов предста
вительные объекты выбирают взаимоприемлемые синтаксисы пере дачи . Синтаксис передачи определяется как те аспекты правил ,
которые задают конкретное представление передаваемых между открытыми системами данных ; а имя , задающее однозначное ( в рамках заданного имени абстрактного синтасиса ) представление множества значений представительных данных как потока битов , – именеи синтаксиса передачи . Соответствие между именем абстрактного синтаксиса и име
нем синтаксиса передачи называется представительным контекс том . Двумя основными функциями уровня представления являются: – согласование синтаксиса передачи , выполняемое предс тавительным протоколом ; – преобразование между абстрактным синтаксисом и синтак сисом передачи , выполняемое в рамках представитель ного объекта и , поэтому не влияющее на представитель ный протокол . Отметим , что если согласованное между пользователями и поставщиком представительной службы множество представитель – 46
ных контекстов ( называемое множеством определенных контекс тов ) пусто , то используется контекст по умолчанию . Контекстом по умолчанию называется представительный кон
текст , который всегда известен поставщику и двум пользовате лям представительной службы . Контекст по умолчанию использу ется всегда при передаче срочных данных . Контекст по умолча нию может быть либо определен с использованием услуги уста новления представительного соединения ( но не может быть из менен при использовании других услуг ) , либо установлен по предварительному соглашению . 2. 7. Прикладной уровень . Прикладной уровень определяет сетевые прикладные прог
раммы , которые обслуживают файлы . Многие сетевые програм мы-утилиты являются частью прикладного уровня . Прикладной уровень характеризует аспекты прикладного
процесса , относящиеся к OSI . Элемент прикладной службы часть прикладного объекта , обеспечивающая услуги среды OSI с использованием нижележащих служб . Элемент пользователя часть прикладного процесса , в которой используются элементы прикладной службы , необходимые для выполнения процесса пере дачи информации , присущего данному прикладному процессу . Будучи самым верхним уровнем OSI , прикладной уровень обеспечивает доступ в среду OSI для прикладных процессов . Прикладные процессы обмениваются информацией посредством – 47
прикладных объектов , прикладных протоколов и службы предс тавлений . Прикладной объект содержит один элемент пользователя и
набор элементов прикладной службы , которые могут вызывать друг друга и ( или ) элементы службы представлений для выпол нения необходимых функций . Элементы пользователей в различных системах взаимодейст
вуют друг с другом с помощью обмена блоками данных прикладной службы , порождаемыми элементами прикладной службы . Кроме передачи данных прикладная служба может предостав лять следующие услуги : – идентификация партнеров , предполагающих взаимодейст вовать (например, с помощью имен, адресов, описаний) ; – определение текущей готовности партнеров , предполага ющих взаимодействовать ; – установление полномочий для передачи ; – согласование механизма секретности ; – аутентификация партнеров , предполагающих взаимодейст вовать ; – определение методологии назначения цен , достаточности ресурсов, приемлемого качества обслуживания (например, времени ответа , подходящего уровня ошибок ) ; – синхронизация взаимодействующих приложений ; – выбор дисциплины диалога , включающей процедуры иници ализации и завершения ; – согласование ответственности за обнаружение ошибок и процедур управления целостностью данных ; – идентификация ограничений по синтаксису данных ( мно – 48 жество символов , структуры данных ) . Прикладной уровень содержит все функции , отсутствующие
на более низких уровнях , но необходимые для взаимодействия открытых систем . Когда предполагается взаимодействие конк ретных экземпляров прикладных процессов , процесс-инициатор вызывает экземпляр прикладного объекта своей открытой системы . Затем устанавливается ответственность этого экземпляра прикладного объекта за установление соединения с экземпляром прикладного объекта открытой системы-получателя. Этот процесс осуществляется путем вызова экземпляров объектов на нижних уровнях . После установления соединения между прикладными объектами прикладные процессы могут взаимодейст вовать . Прикладной объект состоит из элемента пользователя и
элемента прикладной службы . Выделяется два типа элементов прикладной службы : общие элементы и специальные элементы . Общие элементы предоставляют возможности , необходимые мно жеству приложений , специальные – возможности , требуемые для обеспечения дополнительных услуг конкретным приложениям ( например , передача файлов , банковские операции и т. д. ) . В эталонной модели OSI совместное функционирование ре
альных открытых систем моделируется через взаимодействие прикладных процессов в этих системах . Прикладной процесс – это элемент реальной открытой сис
темы , который принимает участие в выполнении одного или нес кольких заданий по обработке информации . Для выполнения задания по распределенной обработке ин формации требуется совместное функционирование нескольких – 49
прикладных процессов . Множество вовлекаемых в выполнение не которого задания прикладных процессов может изменятся . Прик ладной прцесс может одновременно или последовательно прини мать участие в выполнении одного или нескольких различных и , возможно , независимых заданий . Взаимодействие прикладных процессов может быть двусторонним или многосторонним , синх ронным или асинхронным , они могут быть связаны в иерархичес кую , сетевую и другие структуры при обработке некоторого за дания . При поддержке одного или нескольких заданий приклад ным процессам может потребоваться разделение своего взаимо действия на ряд логически независимых частей . Деятельность данного прикладного процесса по поддержке
конкретного задания по обработке информации поддерживается вызовом прикладного процесса . Прикладной процесс может в некоторый момент времени не
иметь ни одного вызова или иметь их несколько . Совместная деятельность прикладных процессов осуществляется некоторым динамически меняющимся набором вызовов прикладных процессов , взаимодействующих посредством функций взаимодействия . Причем существенное значение для описания этой деятельности имеет определение свойств функций взаимодействия , а не конкретные обеспечивающие их механизмы ( например , механизмы передачи данных ) . В среде OSI конкретный случай совместного функционирова
ния прикладных процессов представляется некоторой конфигура цией вызовов прикладных процессов , а функция взаимодействия – соответствующей конфигурацией вызовов прикладных объектов ( рис. 7 ) . – 50 —————————–¬ ¦ Вызов прикладного процесса ¦ ¦ ¦ ¦ ———————¬ ¦ ¦ ¦ вызов прикладного ¦ ¦ ¦ ¦ объекта ¦ ¦ ¦ L———T———– ¦ L————-+————–
——————————+—————————-¬ ¦ Вызов прикладного ———-+———¬ ¦ ¦ процесса ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ ¦ ¦ объекта ¦ ¦ ¦ L——————– ¦ ¦ ———————-¬ ———————-¬ ¦ ¦ ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ ¦ ¦ объекта ¦ ¦ объекта ¦ ¦ ¦ L———T———— L———-T———– ¦
L————–+——————————+———— —————+————–¬ ————-+————¬ ¦ ———–+———-¬ ¦ ¦ ———–+———-¬ ¦ ¦ ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ ¦ ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ ¦ ¦ объекта ¦ ¦ ¦ ¦ объекта ¦ ¦
¦ L———————- ¦ ¦ L———————- ¦ ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ Вызов прикладного ¦ ¦ процесса ¦ ¦ процесса ¦ L—————————— L————————- Рис. 7. Взаимодействие прикладных процессоо в среде OSI. – 51 Прикладной объект – это активный элемент открытой систе
мы , представляющий те компоненты прикладного процесса , ко торые участвуют в обмене информацией между открытыми систе мами . Каждый прикладной объект относится только к одному прикладному процессу . Тип прикладного объекта определяется набором конкретных
выполняемых функций , а сам прикладной объект – это экземпляр
некоторого типа прикладного объекта . Вызов прикладного об ъекта выполняет функции прикладного объекта для конкретного случая обмена информацией . Внутренняя структура прикладного объекта отражает как
поведение прикладного процесса при обмене информацией , так и требования по обмену информацией , проистекающие из его роли в обработке информации . На прикладном уровне присваиваются наименования типам и
экземплярам прикладных процессов и объектов . Наименование однозначно идентифицирует элемент в среде OSI , и оно может быть отображено в адрес посредством справочной функции . Вре мя , в течение которого действительно некоторое наименование, определяется администрацией реальной открытой системы . Каждый элемент прикладной службы требует описания пре
доставляемых им услуг и поддерживающего их выполнение прото кола . Спецификация протокола определяет правила информационно
го обмена между равноправными элементами прикладной службы . Она также может содержать описание используемой службы предс тавительного уровня или услуг , предоставляемых другими эле – 52 ментами прикладной службы . 3. Взаимодействие ЛВС на различных уровнях . Устройства , используемые для межсетевого взаимодейст вия , зависят от степени совместимости сетей . Когда две сети соединяются , то эти соединения выполняю тся на первом идентичном уровне OSI . Устройства , называемые усилителями , достигают самого
низкого уровня соединения . Устройства , регенерирущие сиг нал ( усилители ) , устанавливают кабельное соединение на уровне 2 ( канальный уровень ) – в действительности соедине ние ” уровень 1 – к – уровню 1 ” ( физический уровень ) , ко торое осуществляется на уровне 2 . Усилители расширяют дальность действия одной сети . Ког
да устанавливается усилитель он создает физический разрыв в кабеле . Сигнал воспринимается с одной стороны усилителя , затем регенерируется , и направляется к следующей части кабе ля ( рис. 8 ) . Усилитель не расщепляет сеть , а только берет сигнал с
одной стороны и передает его дальше с другой . Его единствен ная цель – компенсировать ухудшение качества сигнала , кото рое имело бы место в отсутствии усилителя . Следующий уровень взаимодействия называется мостом .
Мост соединяет две , в основном , идентичные сети , которые имеют некоторые физические различия в самом низу ( рис. 9 ) . – 53
Например , мост может соединять на сетевом уровне две сети с различными более низкими уровнями ; все что находится выше сетевого уровня должно быть одинаково . Устройство , которое взаимосвязывает три нижних уровня ,
устанавливая соединение на идентичном транспортном уровне , называется маршрутизатором , роутером ( router ) . Роутеры обеспечивают достаточно сложный уровень сервиса . В случае осуществления связи с его помощью , верхние уровни сети ( се ансовый , представления данных и прикладной ) должны быть одинаковы ( рис. 10 ) . Роутер имеет две секции , каждая из которых может пере
давать , принимать и обрабатывать . Когда сигнал поступает на роутер , он направляется в буфер ( хранится ) , затем выпол няется некоторое протокольное преобразование , чтобы сделать сигнал совместимым с другой стороной . Далее , сообщение пе реходит на другую сторону , передается другой сети . Чтобы соединить совершенно различные сети используется
устройство , называемое шлюзом . Шлюзы выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней модели OSI ( рис. 11 ) . Роутеры и шлюзы могут манипулировать с передаваемыми па
кетами . В случае роутера , эта манипуляция может быть прос то некоторым решением о том , откуда пакет приходит и куда направляется . В случае шлюза это решение может быть немного сложнее так как шлюз может выполнять больше функций . Он не только выполняет функции роутера , но может преобразовать со общение из одного пакетного формата в другой или из одной системы кодирования в другую . – 54 —————¬ ————–¬ ¦ DATA-LINK ¦———-¦ DATA-LINK ¦ +————–+ +————-+ ¦ PHYSICAL ¦ ¦ PHYSICAL ¦ L————— L————- Рис. 8. Усилитель. —————¬ ————–¬ ¦ NETWORK ¦———-¦ NETWORK ¦ +————–+ +————-+ ¦ DATA-LINK ¦ ¦ DATA-LINK ¦ +————–+ +————-+ ¦ PHYSICAL ¦ ¦ PHYSICAL ¦ L————— L————- Рис. 9. Мост – 55 —————¬ ————–¬ ¦ TRANSPORT ¦———-¦ TRANSPORT ¦ +————–+ +————-+ ¦ NETWORK ¦ ¦ NETWORK ¦ +————–+ +————-+ ¦ DATA-LINK ¦ ¦ DATA-LINK ¦ +————–+ +————-+ ¦ PHYSICAL ¦ ¦ PHYSICAL ¦ L————— L————- Рис. 10. Роутер. —————¬ ————–¬ ¦ APPLICATION ¦———-¦ APPLICATION ¦ +————–+ +————-+ ¦ PRESENTATION ¦ ¦ PRESENTATION¦ +————–+ +————-+ ¦ SESSION ¦ ¦ SESSION ¦ +————–+ +————-+ ¦ TRANSPORT ¦ ¦ TRANSPORT ¦ +————–+ +————-+ ¦ NETWORK ¦ ¦ NETWORK ¦ +————–+ +————-+ ¦ DATA-LINK ¦ ¦ DATA-LINK ¦ +————–+ +————-+ ¦ PHYSICAL ¦ ¦ PHYSICAL ¦ L————— L————- Рис. 11. Шлюз . – 56 4. Заключение . Интерес к локальным сетям вырос очень быстро частично
потому , что пользователи увидели в них дешевый способ объе динения большого числа относительно недорогих устройств , и частично потому , что , казалось , они могут разрешить неко торые проблемы совместимости различного оборудования . Конеч но , недорогая локальная сеть могла предоставить отдельным устройствам возможность обмениваться информацией . Если свя зываемые сетью устройства используют различные наборы симво лов и протоколы высокого уровня , то сама локальная сеть ред ко может разрешить проблему совместимости . Здесь требуются сети , способные работать с различными протоколами и наборами символов и обеспечивающие их преобразование . Они значительно сложнее и дороже , чем основные локальные сети . Современные вычислительные сети обеспечивают пользовате
лю широкий набор услуг и позволяют создавать целый ряд раз личных по назначению автоматизированных систем распределенной обработки информации , к числу которых в первую очередь сле дует отнести : – информационно-поисковые ( банки данных и программ ма тематического обеспечения , справочные службы , обмен файлами данных между различными вычислительными комплексами ) ; – диалоговые ( отладка математических программ , службы обучения и оценки знаний , обработка графической информации , разработка новой техники ) ; – 57 – системы распределенных вычислений ( решение сложных математических задач , моделированние процессов и систем , логичекое преобразование данных , удаленный ввод заданий , выполнение финансовых и торговых операций ) . Общение между персональными компьютерами – это одна из
возможностей , реализованных благодаря ЛВС . Многие ЛВС имеют утилиты , позволяющие посылать односторонние сообщения другим пользователям сети . Однако подлинное общение между персо нальными компьютерами в сети требует специального пакета прикладных программ , называемого электронной почтой . Электронная почта похожа на некоторые другие средства
общения . Но она специально приспособлена для обеспечения эф фективного общения между рабочими станциями на базе персо нальных компьютеров. Следующее поколение локальных сетей будет состоять из
систем передачи данных , на которых будут строиться эффектив ные интерфейсы , работающие с широким набором разнообразных устройств . Некоторые сети будут законченными системами , например , для автоматизации учреждений , которые поддержива ют устройства с проектированные для совместной работы в сети определенного типа . В такой системе сама локальная сеть бу дет всего лишь одним из ее компонентов . Большая часть устройств , которые используют локальную
сеть , будут в большей или меньшей степени ” интеллектуальны ми ” , а ” неинтеллектуальные ” терминалы станут редкостью , так как они нуждаются в интерфейсе со значительными вычисли тельными возможностями для пользования сетью . Поскольку сое – 58
диненные между собой устройства будут ” интеллектуальными ” и смогут выполнять прикладные программы , то сети станут пол носвязными системами распределенной обработки информации . Наиболее интересным аспектом локальных сетей можно счи
тать возможности интеграции цифровых данных , речи , текстов и других видов информации в одной сети . При этом значительно экономятся средства на прокладку кабелей . Пока еще это дале кая цель , так как существующие сети нацелены скорее на пере дачу данных и изредко включают возможность передачи речи . Системы с передачей модулированных сигналов , конечно , могут передавать любые виды информации , и , вероятно , именно они будут особенно быстро развиваться в сторону интегрального обслуживания . Соответствующее оборудование для интеграции передачи различной информации уже производится , хотя и в ог раниченных количествах . – 59 Список литературы. 1. Организация локальных сетей на базе персональных компьютеров . “И. В. К. – СОФТ”, Москва 1991. 2. Протоколы информационно-вычислительных сетей . Справочник под ред. И. А. Мизина, А. П. Кулешова. Москва “Радио и связь” 1991. 3. Стандарты по локальным вычислительным сетям . Справочник под ред. С. И. Самойленко. Москва “Радио и связь” 1990. 4. К. Ги ” Введение в локальные вычислительные сети . ” Москва “Радио и связь” 1986.