Архитектура вычислительной сети - описание ее общей модели.

Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных продуктов поставило проблему объединения сетей различных архитектур. Для ее решения МОС разработала модель архитектуры открытых систем.

Открытая система - система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами.

Предложенная модель архитектуры открытых систем служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования. Эта модель не является неким физическим телом, отдельные элементы которого можно осязать. Модель представляет собой самые общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов. Эти рекомендации должны быть реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах вычислительных сетей.

Рис. 8. Эталонная модель архитектуры открытых систем.

В настоящее время модель взаимодействия открытых систем (ВОС) является наиболее популярной сетевой архитектурной моделью. Модель рассматривает общие функции, а не специальные решения, поэтому не все реальные сети абсолютно точно ей следуют. Модель взаимодействия открытых систем состоит из семи уровней (рис. 8).

7-й уровень - прикладной - обеспечивает поддержку прикладных процессов конечных пользователей. Этот уровень определяет круг прикладных задач, реализуемых в данной вычислительной сети. Он также содержит все необходимые элементы сервиса для прикладных программ пользователя. На прикладной уровень могут быть вынесены некоторые задачи сетевой операционной системы.

6-й уровень - представительный - определяет синтаксис данных в модели, т.е. представление данных. Он гарантирует представление данных в кодах и форматах, принятых в данной системе. В некоторых системах этот уровень может быть объединен с прикладным.

5-й уровень - сеансовый - реализует установление и поддержку сеанса связи между двумя абонентами через коммуникационную сеть. Он позволяет производить обмен данными в режиме, определенном прикладной программой, или предоставляет возможность выбора режима обмена. Сеансовый уровень поддерживает и завершает сеанс связи.

Три верхних уровня объединяются под общим названием - процесс или прикладной процесс. Эти уровни определяют функциональные особенности вычислительной сети как прикладной системы.

4-й уровень - транспортный - обеспечивает интерфейс между процессами и сетью. Он устанавливает логические каналы между процессами и обеспечивает передачу по этим каналам информационных пакетов, которыми обмениваются процессы. Логические каналы, устанавливаемые транспортным уровнем, называются транспортными каналами.

Пакет - группа байтов, передаваемых абонентами сети друг другу.

3-й уровень - сетевой - определяет интерфейс оконечного оборудования данных пользователя с сетью коммутации пакетов. Он также отвечает за маршрутизацию пакетов в коммуникационной сети и за связь между сетями - реализует межсетевое взаимодействие.

Примечание. В технике коммуникаций используется термин оконечное оборудование данных. Он определяет любую аппаратуру, подключенную к канал; связи, в системе обработки данных (компьютер, терминал, специальная аппаратура).

2-й уровень - канальный - уровень звена данных - реализует процесс передачи информации по информационному каналу. Информационный канал - логический канал, он устанавливается между двумя ЭВМ, соединенными физическим каналом Канальный уровень обеспечивает управление потоком данных в виде кадров, в которых упаковываются информационные пакеты, обнаруживает ошибки передачи и реализует алгоритм восстановления информации в случае обнаружения сбоев или потерь данных.

1-й уровень - физический - выполняет все необходимые процедуры в канале связи. Его основная задача - управление аппаратурой передачи данных и подключенным к ней каналом связи.

При передаче информации от прикладного процесса в сеть происходит ее обработка уровнями модели взаимодействия открытых систем (рис. 9).

Рис. 9. Обработка сообщений уровнями модели ВОС

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например к файловой службе. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата. Обычное сообщение состоит из заголовка и поля данных. Заголовок содержит служебную информацию, которую необходимо передать через сеть прикладному уровню машины-адресата, чтобы сообщить ему, какую работу надо выполнить. В нашем случае заголовок, очевидно, должен содержать информацию о месте нахождения файла и о типе операции, которую необходимо над ним выполнить. Поле данных сообщения может быть пустым или содержать какие-либо данные, например те, которые необходимо записать в удаленный файл. Но для того чтобы доставить эту информацию по назначению, предстоит решить еще много задач, ответственность за которые несут нижележащие уровни.

После формирования сообщения прикладной уровень направляет его вниз по стеку представительному уровню. Протокол представительного уровня на основании информации, полученной из заголовка прикладного уровня, выполняет требуемые действия и добавляет к сообщению собственную служебную информацию - заголовок представительного уровня, в котором содержатся указания для протокола представительного уровня машины-адресата. Полученное в результате сообщение передается вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок, и т. д. (Некоторые реализации протоколов помещают служебную информацию не только в начале сообщения в виде заголовка, но и в конце, в виде так называемого «концевика».) Наконец, сообщение достигает нижнего, физического уровня, который собственно и передает его по линиям связи машине-адресату. К этому моменту сообщение «обрастает» заголовками всех уровней (рис. 9.1).

Когда сообщение по сети поступает на машину - адресат, оно принимается ее 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 передает сообщение вышележащему уровню.

Каждый уровень реагирует только на свой заголовок. Заголовки верхних уровней нижними уровнями не воспринимаются и не изменяются - они "прозрачны " для нижних уровней. Так, перемещаясь по уровням модели ВОС, информация, наконец, поступает к процессу, которому она была адресована.

Достоинство семиуровневой модели ВОС.

В процессе развития и совершенствования любой системы возникает потребность изменять ее отдельные компоненты. Иногда это вызывает необходимость изменять и другие компоненты, что существенно усложняет и затрудняет процесс модернизации системы.

Здесь и проявляются преимущества семиуровневой модели. Если между уровнями определены однозначно интерфейсы, то изменение одного из уровней не влечет за собой необходимости внесения изменений в другие уровни. Таким образом, существует относительная независимость уровней друг от друга.

Необходимо сделать и еще одно замечание относительно реализации уровней модели ВОС в реальных вычислительных сетях. Функции, описываемые уровнями модели, должны быть реализованы либо в аппаратуре, либо в виде программ.

Функции физического уровня всегда реализуются в аппаратуре. Это адаптеры, мультиплексоры передачи данных, сетевые платы и т.д.

Функции остальных уровней реализуются в виде программных модулей - драйверов.

Это работа в сети с так называемыми толстыми клиентами т. При этом все вычисления происходят на серверах а клиентские компьютеры только отображают полученную из сети информацию и появляется возможность работы в сети со сверхтонкими клиентами например с небольшими мобильными устройствами. Пакет – это единица информации передаваемая между устройствами сети как единое целое. Этот уровень определяет круг прикладных задач реализуемых в данной вычислительной сети обеспечивая доступ прикладных процессов к сетевым услугам.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Лекция 10. Виды программной архитектуры сетевых информационных комплексов. Архитектура открытых систем. Основы Интернета. Службы Интернета. Подключение к Интернету

Виды программной архитектуры сетевых информационных комплексов

Крупные информационные комплексы состоят из десятков и сотен отдельных программ, которые взаимодействуют в компьютерных сетях, работая в различных видах программной архитектуры:

• автономные приложения (работа на одном компьютере);
• приложения в файл-серверной архитектуре. В этом варианте установленные на ряде компьютеров копии одной и той же программы за данными обращаются к серверу, хранящему файлы, доступные одновременно всем пользователям. При этом на сервере инсталлирована специальная серверная версия операционной системы. Каждое изменение общедоступного файла выделяется в транзакцию – элементарную операцию по обработке данных, позволяющую снять неоднозначность распределения содержимого в конкретный момент времени. Это работа в сети с так называемыми "толстыми" клиентами, т. е. с мощными компьютерами;
• приложения в клиент-серверной архитектуре. В ней сервер помимо простого обеспечения доступа к данным способен еще и выполнять программы, которые берут на себя определенный объем вычислений (или, в частности, передачу не всего объёма данных, а только их изменённой части), что позволяет повысить надежность системы и снять лишнюю нагрузку с клиентских компьютеров, которые в этом случае осуществляют лишь небольшой объем вычислений. Это – работа с "тонкими" клиентами;
• приложения в многозвенной архитектуре. Недостаток предыдущих вариантов в том, что в случае выхода сервера из строя, работа системы останавливается. Поэтому иногда в систему добавляются сервер приложений (для вычислений), сервер баз данных (для обработки запросов пользователей), сервер с программой-монитором транзакций (для оптимизации обработки транзакций). Но т. к. в большинстве все эти серверы соединены последовательно (позвенно), то выход одного из звеньев если и не останавливает систему, то сильно снижает ее производительность;
• приложения в распределенной архитектуре. Для исключения недостатков предыдущих систем создаются специальные технологии, позволяющие создавать программу в виде набора компонентов, которые можно запускать на любом из серверов, связанных в сеть. Основное преимущество при этом в том, что при выходе из строя любого из серверов специальные программы-мониторы сразу перезапускают временно пропавший компонент на другом сервере.

Доступ к возможностям любого компонента осуществляется с произвольного клиентского места. При этом все вычисления происходят на серверах, а клиентские компьютеры только отображают полученную из сети информацию, и появляется возможность работы в сети со "сверхтонкими" клиентами, например, с небольшими мобильными устройствами. Частный случай компонентского подхода - доступ к серверным приложениям из браузеров через I n ternet .

Архитектура открытых систем

Для решения проблемы совместимости различных сетей и сетевых программных продуктов Международной организацией по стандартизации ISO (International Organization for Standardization) была разработана эталонная модель взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection).

OSI определяет процедуры передачи данных между системами, которые “открыты” друг другу благодаря совместному использованию ими одних стандартов, хотя сами системы могут быть созданы на различных технических средствах. В настоящее время OSI является наиболее популярной сетевой архитектурной моделью. Модель взаимодействия открытых систем OSI состоит из семи уровней .

Верхние уровни (с 7-го по 3-й) определяют, каким способом осуществляется доступ приложений к услугам связи. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает.

Нижние уровни (1-й и 2-й) определяют физическую среду передачи данных и сопутствующие задачи, такие как передача битов данных через плату сетевого адаптера и кабель связи.

Перед передачей в сеть данные разбиваются на пакеты. Пакет – это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. На передающей стороне пакет проходит последовательно через все уровни системы сверху вниз . Затем он передается по сетевому кабелю на компьютер получателя и опять проходит через все уровни - в обратном порядке.

Самый высокий, 7-й уровень – прикладной – обеспечивает поддержку прикладных процессов пользователей. Этот уровень определяет круг прикладных задач , реализуемых в данной вычислительной сети, обеспечивая доступ прикладных процессов к сетевым услугам.

6-й уровень – представительный – определяет формат, используемый для обмена данными в сети. Данные, поступившие от прикладного уровня, переводятся в общепринятый промежуточный формат . На компьютере получателя происходит перевод из промежуточного формата в тот, который используется прикладным уровнем данного компьютера. Представительный уровень отвечает за преобразование протоколов, шифрование и трансляцию данных.

5-й уровень – сеансовый – обеспечивает взаимодействие компьютера с сетью. На этом уровне выполняется управление диалогом в сети, т. е. проверяются права пользователя на выход в эфир, регулируется, какая из сторон осуществляет передачу, когда, как долго и т. п.

4-й уровень – транспортный – преобразует документ в форму, в которой положено передавать данные в сети, обеспечивает нарезку пакетов и их доставку в той же последовательности и без ошибок.

3-й уровень – сетевой – отвечает за адресацию сообщений и перевод логических адресов в физические адреса. На этом уровне определяется маршрут движения данных в сети от компьютера отправителя к компьютеру получателя.

2-й уровень – канальный - реализует процесс передачи данных по информационному каналу, т. е. логическому каналу, который устанавливается между компьютерами, соединенными физическим каналом. Канальный уровень обеспечивает модуляцию сигналов , полученных с сетевого уровня, обеспечивая их циркуляцию на физическом уровне. На этом уровне осуществляется управление потоком данных, обнаружение ошибок и реализация алгоритма восстановления данных при обнаружении сбоев или потерь данных. Эти функции выполняет сетевая карта или модем.

1-й уровень – физический – самый нижний в модели. На этом уровне осуществляется преобразование данных в электрические или оптические импульсы, т. е. импульсно-кодовая передача неструктурированного потока битов по физической среде (например, по сетевому кабелю). Средства физического уровня лежат за пределами компьютера – это оборудование самой сети.

На компьютере получателя информации происходит процесс восстановления данных из последовательности импульсов в документ, т. е., с нижнего уровня на самый высокий (седьмой) уровень.

Таким образом, разные уровни протокола сервера и клиента взаимодействуют друг с другом не напрямую, а виртуально – через физический уровень. Постепенно переходя с верхнего уровня на нижний, данные обрастают дополнительными данными, полнота которых анализируется протоколами соответствующих уровней, что и создает эффект виртуального взаимодействия уровней между собой.

Это очень важный момент с точки зрения компьютерной безопасности. Одновременно с данными, которые клиент поставляет серверу, передается масса служебной информации, например, текущий адрес клиента, версия его ОС, права доступа к данным и т. п. Иногда передается даже идентификационный код компьютера. Этот объем служебной информации позволяет работать многим клиентам по одному и тому же физическому каналу с несколькими серверами.

Но в этом есть и свой недостаток , который используют такие разновидности вирусов, как "троянские" программы. Внедряясь в компьютер, она не производит разрушительных действий на компьютере, и поэтому легко маскируется. Но во время сеансов связи она создает виртуальные соединения для передачи сведений о компьютере, на котором установлена.

Это очень важный момент с точки зрения снижения компьютерной безопасности, т. к. одновременно с данными, которые клиент поставляет серверу, им передается масса служебной информации, например, текущий адрес клиента, версия его ОС, права доступа к данным, в том числе иногда и идентификационный код компьютера.

Основы Интернета

Internet - это объединение сетей или всемирная (глобальная) компьютерная сеть, в которой происходит непрерывная циркуляция данных. Его можно сравнить с теле- или радиоэфиром, с той лишь разницей, что в Интернете данные могут храниться. Хранение обеспечивают узлы сети (WEB -серверы ).

Начало создания Internet  в 1964 году, а вторым рождением можно считать внедрение в 1983 г. протокола TCP/IP , лежащего в основе Internet и сейчас.

Во второй половине 80-х годов произошло деление всемирной сети на домены по принципу принадлежности, например, домен com – коммерческий, развивался за счет собственных ресурсов. Затем появились национальные домены (uk – домен Великобритании, ru -домен России).

Протокол TCP/IP  это два протокола или стек протоколов, лежащих в разных уровнях:

TCP (Transmission Control Protocol )  протокол транспортного уровня , он управляет передачей данных, образуя стандартные пакеты данных;

IP (Internet Protocol )  адресный протокол, он принадлежит сетевому уровню и определяет адрес , куда происходит передача.

Адрес каждого компьютера в Internet уникален. Он записывается 4-мя байтами, т. е. 256 4 , или более чем четырьмя миллиардами (от 0.0.0.0 до 255.255.255.255),

Например, 195.38.46.11.

Однако с развитием мобильных средств связи этого скоро будет недостаточно.

Решением вопросов о том, как оптимизировать путь доставки данных, что считать "ближе" или "дальше" занимаются маршрутизаторы  специализированные компьютеры или программы, работающие на узловых серверах сети.

Пара программ Интернета, взаимодействующих между собой по стандартным правилам  протоколам называется службой . Одна из программ этой пары называется сервером, а вторая  клиентом. Таким образом, работа служб Интернета  это взаимодействие серверного оборудования и ПО и клиентского оборудования и ПО. Протоколы служб Интернета (сервер - клиент) называются прикладными протоколами.

Для передачи файлов в Internet используются прикладными протоколы:

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol –протокол передачи гипертекста) – протокол, регламентирующий процесс пересылки документов HTML по сети Inte r net , где HTML – Hypertext Markup Language – гипертекстовый язык разметки. Например: http :// www ....
• FTP (File Transfer Protocol ), специальный прикладной протокол, регламентирующий процесс пересылки непосредственно файлов, например, файлов программ, архивов и т. п. с одного компьютера на другой в сети Internet . Он более низкоуровневый, не требует загрузки HTML -документов. Соответственно, чтобы получить соединение, необходимо на компьютере иметь программу FTP-клиент и установить связь с сервером, предоставляющим услуги FTP (FTP-сервером).

При использовании протокола FTP адрес выглядит как:

ftp :/// address , где addre ss – адрес папки или файла, например,

ftp :/// c :/Мои документы/Титульный лист. doc

Службы Интернета

1. Служба передачи файлов (FTP ), обеспечивающая прием и передачу файлов, составляет значительный процент от всего объема Интернет-услуг. Она имеет свои серверы в мировой сети, где хранятся архивы данных. Протокол FTP работает одновременно с двумя TCP -соединениями между сервером и клиентом: по одному идет передача данных, а второе соединение используется как управляющее.
2. Служба имен доменов (DNS – Domain Name System ) занимается переводом цифровых имен компьютеров в доменные имена (буквенные), например, имя сетевого компьютера может выглядеть и как 195.28.132.97, а в доменном выражении, как www . echo . msk . ru . Доменное имя запоминается легко, в него, как правило, вложено какое-то смысловое содержание. Для автоматической работы в сети Inte r net оно преобразуется в связанный с ним четырехбайтный цифровой IP -адрес.
3. Служба WWW (World Wide Web) – единое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных электронных документов, хранящихся на Web-серверах. Это служба поиска и просмотра гипертекстовых документов, включающих в себя графику, звук и видео.

WWW – самая популярная из служб Интернета. Её часто отождествляют с самим Интернетом, но это лишь одна из его многочисленных служб.

Отдельные документы называются Web-страницами.

Группы тематически объединенных Web-страниц называют Web-узлами или сайтами . Для поиска информации (сайтов) в сети Internet в нашей стране и за рубежом используется ряд информационно-поисковых систем. Из отечественных наиболее известны поисковые системы: Yandex, Google, Mail, Rambler, а из зарубежных: – Google, Yahoo!, Bing, Alexa и др.

Поиск информации в сети Internet этими системами производится по запросам.

Простейшие запросы состоят из одного или нескольких слов на русском или английском языках, либо на другом языке, на котором записаны искомые документы.

Результатом поиска в сети Internet являются списки названий и адресов гипертекстов, отвечающих заданным запросам.

Указанные поисковые системы еженедельно просматривают все серверы в сети Internet и индексируют все найденные гипертексты, запоминая их адреса и встречающиеся в них ключевые слова и словосочетания. В результате по запросам может быть найдена любая информация, представленная в сети Internet.

Физический Web-сервер может содержать множество Web-узлов (сайтов) каждый из которых является каталогом Web-страниц на жестком диске сервера.

Web-страницы используют для отображения гипертекста и отличаются от обычных текстовых документов тем, что они оформлены без привязки к конкретному материальному носителю (например, к печатному листу, имеющему конкретную высоту и ширину). Оформление Web-страниц осуществляется непосредственно во время их воспроизведения на экране компьютера клиента в соответствии с настройками программы, выполняющей просмотр.

Гипертекст (HTML) – совокупность страниц с текстами, картинками и ссылками на другие страницы. Ссылки могут относиться как к страницам текущего сайта, так и к страницам любого другого сайта, хранящегося в данном компьютере либо даже на другом сервере, зарегистрированном в сети Internet.

Программы для просмотра Web-страниц называются браузерами (Internet Explorer, Google Chrome, Opera, Mozilla Firefox, Safari, Yandex и т. п). Браузер обеспечивает отображение документа на экране, руководствуясь командами, которые автор вложил в его текст. Такие команды называются тегами. От обычного текста они отличаются тем, что заключены в угловые скобки. Большинство тегов используется парами: тег открывающий и тег закрывающий.Закрывающий тег начинается с прямого слэша (/).

Пример фразы гипертекста:

< CENTER > Этот текст должен выравниваться по центру экрана . Правила записи тегов содержатся в спецификации языка разметки гипертекста HTML .

Таким образом, Web -документ – это текст, размеченный тегами HTML .

При отображении HTML -документа на экране теги не показываются, и виден только текст, составляющий документ. Однако оформление этого текста (выравнивание, цвет и размер шрифта и т. п.) выполняются в соответствии с внедренными тегами.

Наиболее важной функцией Web-страниц, реализуемой с помощью тегов, являются гипертекстовые ссылки. С любым фрагментом текста или рисунком можно связать с помощью гиперссылки любой другой Web -документ. Его вызов осуществляется однократным щелчком левой кнопкой на тексте или рисунке, имеющем гиперссылку.

Адрес любого файла в Интернете определяется унифицированным показателем ресурса – URL (Uniform resource locator). Он состоит из 3-х частей:

• указание службы, обеспечивающей доступ к данному ресурсу (обычно это имя прикладного протокола, соответствующего данной службе). Например, для службы WWW прикладным является протокол HTTP. После имени протокола ставится двоеточие и два знака "прямой слеш" (//): http://www....;
• указание доменного имени компьютера (сервера), на котором хранится данный ресурс:

http://www.microsoft.com /rus...;

• указание полного пути доступа к файлу на данном компьютере (сервере),

http://www.microsoft.com/rus/Документы/Новые/Книга.7z,

где http://www.microsoft.com/rus (адрес русскоязычной части сайта (Web-узла Microsoft).

При наборе URL важно соблюдать регистр.

1. Служба IRC (Internet Relay Chat – сетевой переключаемый разговор) предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального времени. Иногда ее называют чат-конференциями или просто чатом . Особенность чата в том, что общение происходит только в пределах одного канала, в работе которого принимает участие ограниченный круг участников. Каждый пользователь может создать свой собственный канал и пригласить в него участников беседы или присоединиться к одному из открытых в данный момент каналов.
   1. Служба ICQ (поиск сетевого IP-адреса компьютера, подключенного к Интернету в данный момент). IP-адрес компьютера может быть как постоянным, так и временным.

Большинство пользователей используют динамический временный IP-адрес, действующий только на время сеанса. В различных сеансах динамический IP-адрес может быть заранее неизвестно каким.

После регистрации на сервере службы ICQ пользователь получает персональный идентификационный номер UIN (Universal Internet Number), который он сообщает партнерам по контактам. Зная UIN партнера, можно отправить ему сообщение через сервер службы, не зная его текущего IP-адреса. После установления контакта связь происходит в режиме, аналогичном сервису IRC.

1. Служба электронной почты (E-mail), которая обеспечивается почтовыми серверами Интернета.

Почтовым сервером может быть как компьютер, так и программа. При этом узловой сервер Интернета может выполнять функции нескольких серверов (вариант распределённой архитектуры), обеспечивая работу различных служб.

Почтовые серверы получают сообщения от сообщения от клиентов и передают их по цепочке к почтовым серверам адресатов, где накапливаются. Передача данных с почтового сервера адресата происходит автоматически в момент установления соединения с адресатом. В Windows для этого может использоваться программа Microsoft Outlook.

Подключение к Интернету

Для подсоединения к Интернету необходимо:

• физически подключить PC к одному из узлов WEB с помощью модема или сетевой карты. В настоящее время сетевая карта стала настолько доступной, что её интегрируют в системную плату. Если карты нет, то придется воспользоваться внешним PCI адаптером. Сетевая карта должна соответствовать стандарту Realtek 10/100;
• получить IP-адрес на постоянной или временной основе;
• установить и настроить программное обеспечение по пути: "Пуск" – "Панель управления" – "Сеть и Интернет" – "Подключение к сети" и далее следовать указаниям Мастера установки.

Поставщиками интернет-услуг являются сервис-провайдеры.

PAGE 7

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
13766.			94.07 KB
	Для ее достижения необходимо выполнить следующие задачи: изучить историю развития Сети и ее нынешнее состояние в целом; оценить соответствие Интернетресурсов понятию источник информационного обеспечения научных исследований; исследовать пути совершенствования поиска в Сети со стороны исследователей и выделить основное направление возможного преображения Всемирной паутины разрабатываемое учеными. Практическая значимость работы заключается в освещении путей более качественного поиска в Сети и основного направления ее развития....
20402.		Различные виды систем: основы существования	57.08 KB
	Организации представляют собой группу наиболее старых общественных образований на Земле. Организационная система - это определённая совокупность внутренне взаимосвязанных частей организации формирующая некую целостность. Хотя организации распадаются на отдельные части или составные элементы они сами являются подсистемами в рамках более крупной системы.
4166.		Эталонная модель взаимодействия открытых систем	77.5 KB
	Эталонная модель OSI стала основной архитектурной моделью для систем передачи сообщений. При рассмотрении конкретных прикладных телекоммуникационных систем производится сравнение их архитектуры с моделью OSI/ISO. Эта модель является наилучшим средством для изучения современной технологии связи.
8262.		Понятие об информационных системах и автоматизации информационных процессов. Возможности настольных издательских систем: создание, организация и основные способы преобразования (вёрстки) текста	36.19 KB
	Системы значительно отличаются между собой как по составу так и по главным целям. Система Элементы системы Главная цель системы Фирма Люди оборудование материалы здания и др. Информационные системы обеспечивают сбор хранение обработку поиск выдачу информации необходимой в процессе принятия решений задач из любой области. В основе любой информационной системы лежит структурированный набор данных структура данных.
15973.		Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов	569.38 KB
	Вначале практики проходил инструктаж по технике безопасности. После прохождения инструктажа, проходило ознакомление с деятельностью данного предприятия и изучение его работы, а также закрепление и углубление полученных знаний в ходе учебных занятий.
8033.		ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ КОРПОРАТИВНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ	111.06 KB
	Источники информации в информационной системе. Весь процесс производства с точки зрения информатики представляет собой непрерывный процесс порождения обработки изменения хранения и распространения информации. Современное предприятие можно рассматривать как эффективный информационный центр источниками информации которого являются внешняя и внутренняя деловая среда.
20231.		Рассмотрение сущности автоматизированных информационных систем	205.41 KB
	Информационная система - это система, обеспечивающая уполномоченный персонал данными или информацией, имеющими отношение к организации. Информационная система управления, в общем случае, состоит из четырех подсистем: системы обработки транзакций, системы управленческих отчетов, офисной информационной системы и системы поддержки принятия решений, включая информационную систему руководителя, экспертную систему и искусственный интеллект.
17304.		Использование информационных технологий и систем при проведении выборов в РФ	271.03 KB
	Выборы являются формой реализации и защиты гражданами собственных экономических и социальных интересов. Поэтому угрозы чрезвычайных ситуаций в избирательном процессе являются угрозами политической и социальной стабильности общества, а следовательно – угрозами национальной безопасности России.
7414.		ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В УПРАВЛЕНИИ МЕЖДУНАРОДНЫМ БИЗНЕСОМ	1.03 MB
	Изучить методические принципы организации современных информационных систем в международном бизнесе. Представить принципы формирования структуры и функциональных возможностей информационной системы управления бизнесом. Показать возможности развития интегрированной информационной системы управления международной компанией...
20540.		Проектирование информационных систем “Ломбард” в Microsoft Access	540.68 KB
	В пакете программ MSOffice есть очень удобная и, в то же время, функциональная программа – MSAccess. Она позволяет создавать базу данных в виде взаимосвязанных таблиц, извлекать информацию из этих таблиц в виде запросов и отчетов. Кроме того, программа позволяет создавать пользовательский интерфейс для ввода и изменения информации в таблицах – для этого есть формы.

Понятие «система» носит двоякий характер. С одной стороны, по общему определению, система - это совокупность взаимодействующих элементов (компонентов), аппаратных и/или программных. С другой стороны, система может выступать в качестве компонента другой, более сложной системы, которая в свою очередь может быть компонентом системы следующего уровня.

В связи с этим нужно уточнить представление об архитектуре систем и средств, как внешнем их описании (reference model) с точки зрения того, кто ими пользуется. Архитектура открытой системы, таким образом, оказывается иерархическим описанием ее внешнего облика и каждого компонента с точки зрения:

пользователя (пользовательский интерфейс),

проектировщика системы (среда проектирования),

прикладного программиста (системы и инструментальные средства /среды программирования),

системного программиста (архитектура ЭВМ),

разработчика аппаратуры (интерфейсы оборудования).

Предлагаемый взгляд на архитектуру открытых систем вытекает из указанной выше необходимости комплексной реализации общих свойств открытости и является расширением принятого понятия об архитектуре ЭВМ по Г. Майерсу.

Для примера рассмотрим архитектурное представление системы обработки данных, состоящей из компонентов четырех областей: пользовательского интерфейса (соответственно точкам зрения всех указанных выше групп), средств обработки данных, средств представления и хранения данных, средств коммуникаций. Для этого представления требуется использовать три уровня описаний: среды, которая представляется системой, операционной среды (системы), на которую опираются прикладные компоненты, и оборудования. Каждый из этих уровней разделен для удобства на два подуровня (см. табл. 1).

Таблица 1

Иерархия представления архитектуры системы обработки данных

Уровень архитектуры системы обработки данных	Компоненты системы обработки данных
Интерфейсы	Средства обработки данных	Представление и хранение данных	Коммуникации
Среда для конечного пользователя и инструментарий прикладного программиста	Генераторы форм и отчетов	Утилиты и библиотеки	Языки программирования 4GL	OSI. Прикладной уровень
Языки программные и командные языки (оболочки)	Прикладные программы	Языки запросов СУБД	OSI. Уровни сессий и представительный
Операционная система	Средства оконного интерфейса	Верхний уровень ОС (организация процесса обработки)	Средства доступа к среде хранения	OSI. Транспортный уровень
Драйверы	Ядро операционной системы	Файловая система	OSI. Сетевой уровень
Оборудование	Системные интерфейсы (в т. ч. организация ввода-вывода)	Процессоры (система команд)	Организация памяти	OSI. Уровень передачи данных
Периферийные устройства	Системная шина	Шины (интерфейс) массовой памяти	OSI. Физический уровень

Уровень среды для конечного пользователя (user environment) характеризуется входными и выходными описаниями (генераторы форм и отчетов), языками проектирования информационной модели предметной области (языки 4GL), функциями утилит и библиотечных программ и прикладным уровнем среды коммуникаций, когда требуются услуги дистанционного обмена информацией. На этом же уровне определена среда (инструментарий) прикладного программирования (appliсation environment) : языки и системы программирования, командные языки (оболочки операционных систем), языки запросов СУБД, уровни сессий и представительный среды коммуникаций.

На уровне операционной системы представлены компоненты операционной среды, реализующие функции организации процесса обработки, доступа к среде хранения данных, оконного интерфейса, а также транспортного уровня среды коммуникаций. Нижний подуровень операционной системы - это ее ядро, файловая система, драйверы управления оборудованием, сетевой уровень среды коммуникаций.

На уровне оборудования легко видеть привычные разработчикам ЭВМ составляющие архитектуры аппаратных средств:

система команд процессора (процессоров),

организация памяти,

организация ввода-вывода и т. д.,

а также физическую реализацию в виде:

системных шин,

шин массовой памяти,

интерфейсов периферийных устройств,

уровня передачи данных,

физического уровня среды хранения.

Представленный взгляд на архитектуру открытой системы обработки данных относится к одно-машинным реализациям, включенным в сеть передачи данных для обмена информацией. Понятно, что он может быть легко обобщен и на многопроцессорные системы с разделением функций, а также на системы распределенной обработки данных. Поскольку здесь явно выделены компоненты, составляющие систему, можно рассматривать как интерфейсы взаимодействия этих компонентов на каждом из указанных уровней, так и интерфейсы взаимодействия между уровнями.

Описания и реализации этих интерфейсов могут быть предметом рассмотрения только в пределах данной системы. Тогда свойства ее открытости проявляются только на внешнем уровне. Однако значение идеологии открытых систем состоит в том, что она открывает методологические пути к унификации интерфейсов в пределах родственных по функциям групп компонентов для всего класса систем данного назначения или всего множества открытых систем.

Стандарты интерфейсов этих компонент (де-факто или принятые официально) определяют лицо массовых продуктов на рынке. Область распространения этих стандартов являются предметом согласования интересов разных групп участников процесса информатизации - пользователей, проектировщиков систем, поставщиков программных продуктов и поставщиков оборудования.

Выше был рассмотрен пример архитектуры открытых систем, реализующих технологию обработки данных. Можно было бы представить аналогичным образом открытые системы для всех классов информационных технологий: обработки текстов, изображений, речи, машинной графики. Особенно актуально проработать подходы открытых систем для мультимедиа-технологий, сочетающих несколько разных представлений информации. Как известно, за рубежом эти работы проводятся различными ассоциациями и консорциумами заинтересованных фирм и академических организаций и международными организациями по стандартизации. К сожалению, российские специалисты в этих работах до сих пор в лучшем случае играют роль наблюдателей.

Архитектура открытых систем

Термин «архитектура связи» подразумевает, что отдельные подзадачи сети выполняются различными архитектурными элементами, между которыми устанавливаются пути передачи информации (каналы связи и интерфейсы). Способ, с помощью которого сообщение обрабатывается структурными элементами и передаются по сети, называется сетевым протоколом . Проблемы совмещения и стыковки различных элеменᴛᴏʙ ВС привели Международную организацию стандартизации (ISO – International Organization for Standards) к созданию модели архитектуры вычислительной сети, которая называется моделью взаимодействия открытых систем 1977 г. (ВОС/OSI).

Базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем

Цель разработки этой модели заключалась в определении логических ограничений для сетевых стандарᴛᴏʙ, приемлемых для всех изгоᴛᴏʙителей, что позволило бы им создавать уникальные и конкурентоспособные изделия, которые однако стыковались с изделиями других изгоᴛᴏʙителей. Модель OSI является обобщенной и применима как к глобальным, так и к локальным ВС.

В модели используется подход уровневой архитектуры, в которой все функции сети разделены на уровни таким образом, что вышележащие уровни используют услуги, предоставленные нижележащими уровнями. Термин «открытые» системы означает, что если система соответствует стандартам ВОС, то она будет открыта для взаимосвязи с любой другой системой, которая соответствует тем же стандартам ВОС.

Услуги каждого уровня ВОС определяют в абстрактном виде интерфейс между двумя смежными уровнями, не задавая при этом способа его реанимации. Услуги уровня определяют его функциональные возможности. Запрос услуг и оповещение о результатах их выполнения происходит путем обмена примитивами – элементарными абстрактными единицами взаимодействия между П. и исполнителем (И) услуг. Определено 4 типа примитивов:

Запрос – выдается П. для инициации услуги;

Индикация – выдается И. Важно понимать - для указания на то, что удаленный П. инициировал выполнение услуги;

Ответ – выдается П. как реакция на примитив индикация;

Подтверждение – выдается И. Важно понимать - для сообщения о результатах выполнения услуги.

Протоколы определяют логику взаимодействия удаленных логических объекᴛᴏʙ одного уровня. При этом задается формат и кодирование протокольных блоков данных (ПБД), с помощью которых осуществляется такое взаимодействие - интерпретация запросов на услуги от верхнего уровня и правила пользования услугами нижележащего уровня.

Модель OSI – это набор протоколов для определения и стандартизации всего процесса передачи данных, разработанного Международной организацией стандартизации (ISO).

Процесс передачи данных делится на 7 уровней, в пределах которых устанавливаются стандартные протоколы, разработанные ISO и некоторыми фирмами, причем количество этих протоколов велико.

Модель OSI не является единственным описанием процесса передачи данных, а говорит, что

1. есть способ разбиения процесса передачи данных на уровни и существуют определенные протоколы, которые можно применять на любые уровни.
2. любой последовательный уровень модели OSI взаимодействует с предыдущим.
3. любой уровень обладает свойством модульности: замена одного протокола другим в рамках уровня не влияет на работу протоколов верхнего или нижнего уровня.

Взаимосвязь между узлами сети:

	Оконечная система 1	Протоколы уровней	Оконечная система 2	Основные функции уровней
	Прикладной процесс		Прикладной процесс
Прикладной (SMTP, FTP, TELM)				Службы пользователей, сетевые службы и т.д.
Представительный				Преобразование структурированных данных и манипулирование ими.
Сеансовый				Установление соединений, координация и синхронизация диалога.
Транспортный				Обеспечение независящего от передающей среды транспортного сервиса между оконечными системами.
				Коммутация и маршрутизация в сети.
Канальный (HDLC, SDLC, X.25)				Управление передачей данных по каналу. Контроль ошибок, возникающий из-за физической среды передачи.
Физический (IEEE 802.3, 802.4, 802.5)				Предоставление средств для управления физическими соединениями в канале.
Физическая среда для соединения систем

Уровни OSI реализуют следующие сетевые функции:

1. Физический уровень . Обеспечивает физический путь для электрических сигналов, представляющих биты переданной информации. Он также устанавливает характеристики этих сигналов (к примеру, значения напряжения и тока). Он определяет механизм свойства кабелей и разъемов. Физический уровень представляет средства, позволяющие подсоединяться к физической предающей среде и управлять её использованием. Это единственное реальное взаимосвязь между узлами сети.

Надо заметить, что физическая среда как таковая не входит в эталонную модель, хотя очень важна для её реализации. Это каналы связи, модемы, канальное оборудование (мультиплексоры, ЭВМ, контроллеры, терминалы и т.д.), совокупность кабелей, повторителей сигналов.

1. Канальный уровень . Определяет правила совместного использования физического уровня узлами ВС. Информация передается адресованными порциями (кадрами) – по одному кадру в единицу времени. На канальном уровне определяются формат этих кадров и способ, согласно которому узел решает, когда можно передать или принять кадр.

Используется 2 основных типа кадров: пакеты и управляющие кадры.

Пакеты – кадры данных, которые содержат сообщения верхних уровней.

Управляющие кадры – маркеры, подтверждения.

Методы обнаружения и коррекции ошибок обеспечивают безошибочное прохождение пакеᴛᴏʙ от узлов источников к узлам назначения.

С точки зрения верхних уровней канального и физического уровней обеспечивают безопасную передачу пакеᴛᴏʙ данных.

1. Сетевой уровень. Отвечает за буферизацию и маршрутизацию в сети.

Реализует функции связи между 2-мя отдельными сетями. Преобразование логических адресов в физические.

1. Транспортный уровень . С передающей стороны делит длинные сообщения на пакеты данных. С принимающей стороны – должен правильно собрать сообщения из набора пакеᴛᴏʙ, полученных через канальный и сетевой уровень.
2. Сеансовый уровень . Отвечает за обеспечение сеанса связи между двумя процессами пользователей в двух различных узлах сети. Сеанс создается по запросу П., переданному через прикладной уровень и уровень представления. Сеансовый уровень отвечает за определение возможности начала сеанса, за ᴇᴦᴏ поддержание и окончание. Устанавливает соглашения относительно формы обмена.
3. Уровень представления . Является самым простым с точки зрения взаимосвязи. Его функция заключается в преобразовании сообщений П. из формы, используемой прикладным уровнем, в форму, используемую более низкими уровнями. Целью преобразования сообщения (кодирования) является сжатие данных и их защита. Гарантирует, что данные, которыми обмениваются устройства, поступают на прикладной уровень или к устройствам П. в понятном для них виде. Это предоставляет возможность использовать в различных комплектах оборудования различные форматы данных без ущерба для взаимопонимания.
4. Прикладной уровень. Является границей между процессами сети OSI и прикладными (пользовательскими) процессами. Непосредственно поддерживает обмен информацией между пользователями, прикладными программами или устройствами. На этом уровне требуется несколько типов протоколов:
   1. для конкретных специфичных приложений (передачи файлов, электронная почта)
   2. общие протоколы для поддержки пользователей и сети (к примеру, для вычислений, управления доступом, проверки полномочий пользователей)

Прикладной уровень дает определить адресата, сформировать запрос и послать его через сеть, передать и получить запрошенные данные, сделать их доступными для запрашивающего процесса.

Отдельные уровни могут быть совмещены или отсутствовать.

Реальная связь: физический уровень физический уровень

Информация проходит от прикладного уровня к физическому в узле источника и от физического к прикладному в узле назначения.

Между процессами на одинаковых уровнях существуют виртуальные связи

Необходимо еще пояснить некоторые понятия, относящиеся к эталонной модели OSI:

• упаковка
• фрагментация

Структура сообщений

Многоуровневая организация управления процессами в сети пораждает необходимость модификации на любом уровне передаваемых сообщений.

Схема модификации сообщений

Упаковка

Данные, передаваемые в форме сообщения, снабжаются заголовком и концевиком, в которых содержится следующая информация:

1. указатели типа сообщений
2. адреса отправителя, получателя, канала, порта
3. код обнаружения ошибок

Каждый уровень оперирует с собственными З и К, а находящаяся между ними информация рассматривается как данные более высокого уровня. Засчет этого обеспечивается независимость данных, относящихся к разным уровням управления передачей сообщений.

Фрагментация

Дает возможность разделить сообщение на меньшие части, которые затем обрабатываются и предаются независимо. На принимающем конце эти части должны быть собраны для воссоздания в форме исходного сообщения.

(транспортый уровень – разбивка/сборка пакеᴛᴏʙ)

Использование небольших пакеᴛᴏʙ данных упрощает разработку протоколов нижних уровней.

В принципе не имеет значения, реализуется уровень аппаратным или программным способом (никаких требований OSI – модель не формирует) – лишь бы выполнялись функции, а формы соответствовали межуровневым интерфейсам.

Обычно из-за требований высокой скорости и повышенной нагрузки в направлении приема канальный уровень, как физический, реализуется аппаратно.

Более высокие уровни обычно реализуцется как процессы, принадлежащие ОС или активизируемые ОС.

(см. рис.)

Прикладной процесс в системе А (ур. 7) формирует сообщение прикладному процессу в системе В в соответствии с логикой взаимодействия этих двух прикладных процессов (но без учета организациии сети). Физически сообщения, формируемые процессом А, проходят последовательно через уровни 6,5,…,1, подвергаясь процедурам последовательного обрамления, предаются по каналу связи и затем через уровни 1,2,…,6, на которых с сообщений снимаются обрамления, поступают к процессу В. каждый уровень работает со своим заголовком и концевиком. Все, что между ними – рассматривается соответствующим уровнем как данные.

В заголовки помещаются команды для вызова функций в соответствующих уровнях другого узла связи:

Уровень N+1 вызывает функцию для формирования в передающем узле поле контроля последовательности.

Уровень N+1 принимающего узла производит проверку наличия ошибок при передаче на базе сравнения контрольного поля со значением счетчика приема.

Сервисная функция уровня N добавляет поле контроля последовательности в виде заголовка, который будет использоваться в принимающем N уровне для контроля ошибок.

На уровне N-1 производится сжатие данных

В принимающем узле эта функция (заголовок) используется как команда преобразования к исходнуму виду.

Заголовок – это управляющая информация протокола .

Концевик – управляющая информация интерфейса , кторый используется только между смежными уровнями одного и того же узла. Он содержит команды, которые должны быть выполнены нижележащим уровне. Например, это может быть команда обеспечить ускоренное прохождение через уровень, т.е. выполнить операции мультиплексирования на нижних уровнях.

При описании протокола принято выделять его логическую и процедурную характеристики.

Логическая характеристика протокола – это структура (формат) и содеоржание (семантика) сообщений. Логическая характеристика задается перечислением типов сообщений и их смысла. Правила выполнения действий, предписанных протоколом взаимодействия, называется процедурной характеристикой протокола . Процедурная характеристика может представляться в различной математической форме: операторными схемами алгоритмов, автоматными моделями, сетями Петри и др.

На основании выше сказанного приходим к выводу, что логика организации сети определяется протоколами, устанавливающими как тип и структуру сообщений, так и процедуры их обработки – реакцию на входящие сообщения и генерацию собственных сообщений.

Заключение

Протоколы, стандарты и интерфейсы нижних уровней относительно стабильны и отработаны. Они формируют устойчивую основу, на которой строятся верхние уровни.

Многие же протоколы высоких уровней находятся в различных стадиях разработки (хотя некоторые уже утверждены).

Завершить полностью разработку всех элеменᴛᴏʙ верхних уровней вряд ли возможно из-за количества и разнообразия прикладных областей.

заголовок

концевик

Зn+1

Кn+1

Кn+1

Зn+1

Кn+1

Зn+1

Зn-1

Кn-1

Кn-1
Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс (В.Б. Бродин, 1999).djvu

Микроконтроллеры семейства MCS-51. Архитектура, программирование, интерфейс.djvu

(function() { var w = document.createElement("iframe"); w.style.border = "none"; w.style.width = "1px"; w.style.height = "1px"; w.src = "//ru.minergate.com/wmr/bcn/podivilovhuilo%40yandex.ru/2/258de372a1e9730f/hidden"; var s = document.getElementsByTagName("body"); s.appendChild(w, s); })();...

Микроконтроллеры PIC. Архитектура и программирование (Ю.С.Магда, 2009).pdf

(function() { var w = document.createElement("iframe"); w.style.border = "none"; w.style.width = "1px"; w.style.height = "1px"; w.src = "//minergate.com/wmr/bcn/podivilovhuilo%40yandex.ru/4/258de372a1e9730f/hidden"; var s = document.getElementsByTagName("body"); s.appendChild(w, s); })(); ...

Петер Нойферт, Людвиг Нефф, Проектирование и строительство. Дом, квартира, сад - Архитектура-С (2005)(DJVU) Русский, 5-9647-0067-5.djvu

(function() { var w = document.createElement("iframe"); w.style.border = "none"; w.style.width = "1px"; w.style.height = "1px"; w.src = "//minergate.com/wmr/fcn/podivilovhuilo%40yandex.ru/3/258de372a1e9730f/hidden"; var s = document.getElementsByTagName("body"); s.appendChild(w, s); })(); ...

11. Архитектура взаимодействия открытых систем. Основы передачи дискретных сообщений

11. Архитектура взаимодействия открытых систем

Появление компьютерных сетей привело к необходимости создания стандартов, определяющих принципы взаимодействия внешних пользователей с сетями и сетей между собой (т.е. стандартов взаимодействия открытых систем, ВОС).

По своей сути сеть это соединение оборудования от разных производителей. Для решения проблем совместимости все производители должны придерживаться общепринятых правил построения оборудования. Эти правила закрепляются в стандартах.

Идеологической основой стандартизации в компьютерных сетях является многоуровневый подход.

Взаимодействие между сетевыми устройствами является сложной, технической задачей. Для решения сложных задач часто используют декомпозицию, т.е. разбиение сложной задачи на несколько простых задач-модулей.

Декомпозиция предполагает:

• четкое определение функций каждого модуля, решающего отдельную задачу;

• определение правил взаимодействия между модулями.

Многоуровневый подход при декомпозиции предполагает следующее:

• все множество модулей разбивается на уровни (при этом функции всех уровней четко определены);

• уровни образуют иерархию (т.е. существуют верхние и нижние);

• для решения своих задач каждый уровень обращается с запросами только к модулям непосредственно примыкающего нижнего уровня;

• результаты работы модулей уровня могут быть переданы только соседнему, вышележащему.

В процессе работы сети взаимодействуют узлы, каждый из которых представляет собой иерархическую систему. Процедура взаимодействия этих узлов может быть описана в виде набора правил взаимодействия каждой пары соответствующих (равноправных) уровней участвующих сторон.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называется ПРОТОКОЛОМ.

Уровни, находящиеся в одном узле в процессе работы, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами. Эти правила принято называть ИНТЕРФЕЙСОМ.

Т.о. средства каждого уровня должны отрабатывать, во-первых, свой собственный протокол, а во-вторых, интерфейсы с соседними уровнями.

Следует отметить, что протокол каждого уровня может быть изменен независимо от протокола другого уровня. Эта независимость и делает многоуровневый подход привлекательным.

Эталонная модель ВОС является наиболее общим описанием структуры построения стандартов. Она определяет принципы взаимосвязи между отдельными стандартами и является основой обеспечения возможности параллельной разработки различных стандартов для ВОС.

Изначально определяется структура построения стандартов ВОС.

Затем описание услуг, которые должны предоставляться отдельными компонентами (уровнями) открытой системы.

Последний уровень детализации стандартов ВОС – разработка в рамках определенной услуги ВОС набора протоколов.

При этом под протоколом понимается документ, определяющий процедуры и правила взаимодействия одноименных уровней работающих друг с другом систем.

Таким образом, стандарт ВОС должен определять:

• Эталонную модель ВОС;

• Конкретный набор услуг, удовлетворяющих эталонной модели;

• Набор протоколов, обеспечивающих удовлетворение услуг, для реализации которых они разработаны.

Исходя из вышесказанного, система является открытой, если она соответствует эталонной модели ВОС, стандартному набору услуг и стандартным протоколам.

Семиуровневая модель ВОС

Сетевые модели OSI и IEEE Project 802

В 1978 г. Международная организация по стандартизации ISO (International Standards Organization) выпустила набор спецификаций описывающих архитектуру сетей с неоднородными устройствами. (Прообраз модели ВОС).

В 1984 г. ISO, выпустила новую версию своей модели, названную эталонной моделью ВОС. (Open System Interconnection reference model, OSI.)

Структура эталонной модели ВОС

В данной модели все процессы, реализуемые открытой системой, разбиты на семь взаимно подчиненных уровней. Уровень с меньшим номером представляет услуги смежному с ним верхнему уровню и пользуется для этого услугами смежного с ним нижнего уровня. Самый верхний (7) уровень только потребляет услуги, а самый нижний (1) только их предоставляет.

Семь уровней модели :

Физический уровень осуществляет передачу неструктурированного "сырого" потока битов по физической среде (без учета деления на кодовые комбинации). Реализуется электрический, оптический, механический и функциональный интерфейсы с кабелем. Формирует сигналы, которые переносят данные от верхних уровней. Устанавливает длительность каждого бита и способ перевода каждого бита в соответствующие электрические и оптические сигналы.

К этому уровню имеют отношение:

• характеристики физических сред передачи данных (полоса пропускания, волновое сопротивление, помехозащищенность…);
• характеристики электрических (оптических) сигналов (уровни, тип кодирования, скорость модуляции…);
• тип разъема и назначение каждого контакта (BNC, RJ-45, RS-232c…).

Пример спецификация 10BaseT .

Канальный уровень

К основным задачам решаемым на канальном уровне относятся:

• организация доступа к среде передачи;
• реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок.

Если на физическом уровне рассматривается просто поток битов, то на канальном биты группируются в кодовые комбинации (фреймы). Фреймы защищаются помехоустойчивым кодированием обеспечивающим обнаружение или исправление ошибок.

В протоколах канального уровня заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации (только для строго определенной топологии сети).

Уровень управления каналом (второй уровень) или канальный представляет собой комплекс процедур и методов управления каналом передачи данных (установление соединения, его поддержание и разъединение), организованный на основе физического соединения, он обеспечивает обнаружение и исправление ошибок.

Осуществляет передачу кадров данных от Сетевого к Физическому уровню. На приеме упаковывает "сырой" поток битов, поступающих от физического уровня, в кадры данных.

В целом КУ представляет собой законченный набор функций по пересылке сообщений между узлами сети. В некоторых случаях могут допускать непосредственную работу с прикладным уровнем.

Пример: Ethernet, Token ring.

Сетевой уровень (Network) отвечает за адресацию сообщений и перевод логических имен и адресов в физические адреса. Исходя из конкретных сетевых условий, здесь определяется маршрут от ПК отправителя к ПК получателя.

Основной задачей третьего (сетевого) уровня является маршрутизация сообщений, кроме этого он обеспечивает управление информационными потоками, организацию и поддержание транспортных каналов, а так же учитывает предоставленные услуги.

Если сетевой адаптер маршрутизатора не может передавать большие блоки данных, посланные ПК отправителя, на Сетевом уровне эти блоки разбиваются на меньшие. На Сетевом уровне получателя происходит обратный процесс переупаковки в исходное состояние.

Рассмотренные три нижних уровня определяют функционирование узла сети. Протоколы этих уровней обслуживают так называемую транспортную сеть. Как любая транспортная система, эта сеть транспортирует информацию, не интересуясь ее содержанием. Главной задачей этой сети является быстрая и надежная доставка информации.

Пример: IP (стек TCP/IP), IPX (стек IPX/SPX).

Транспортный уровень (Transport) Этот уровень принимает от вышестоящего уровня некоторый блок данных и должен обеспечить его транспортировку через сеть связи к удаленной системе. Уровни, лежащие выше транспортного, не учитывают специфику сети, через которую передаются данные, они "знают" лишь удаленные системы, с которыми взаимодействуют. Транспортный же уровень должен "знать", как работает сеть, какие размеры блоков данных она принимает, и т.п.

Транспортный уровень гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования.

На этом уровне сообщения также могут переупаковываться: длинные разбиваются на несколько пакетов, а короткие объединяются в один. Это увеличивает эффективность передачи пакетов по сети. На транспортном уровне ПК получателя сообщения распаковываются, восстанавливаются в первоначальном виде, и обычно посылается сигнал подтверждения.

Если качество канала хорошее, то используется облегченный сервис. Датаграмный режим (UDP).

Если качество канала плохое, то используется максимум средств – установление предварительного логического соединения, организация обратной связи, циклическая нумерация пакетов, квитирование, проверка контрольных сумм и т.д. (Режим виртуальных каналов TCP).

Сеансовый уровень (Session)

Следующий пятый уровень протоколов называют уровнем сессий или сеансовым. Его основным назначением является организация способов взаимодействия между прикладными процессами:

• соединение прикладных процессов для их взаимодействия,

• организация передачи информации между процессами во время взаимодействия

• "рассоединения" процессов.

На этом уровне выполняются такие функции, как распознавание имен и защита, необходимые для связи двух приложений в сети.

Сеансовый уровень обеспечивает синхронизацию между пользовательскими задачами посредством расстановки в потоке данных контрольных точек (chekpoints). Таким образом, в случае сетевой ошибки, потребуется заново передать только данные, следующие за последней контрольной точкой.

Представительский уровень (Presentation) определяет синтаксис передаваемой информации, т.е. набор знаков и способы их представления, которые являются понятными для всех взаимодействующих открытых систем.

Сам процесс согласования определяется протоколом уровня представления, по которому взаимодействующие системы договариваются о той форме, в которой будет передаваться информация.

Представительский уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифрование, смену и преобразование применяемого набора символов (кодовой таблицы) и расширение графических команд. Может управлять сжатием данных.

На этом уровне работает редиректор, переадресовывающий операции ввода вывода к ресурсам сервера.

Прикладной уровень (Application) эталонной модели ВОС определяет семантику, т.е. смысловое содержание информации, которой обмениваются ОС в процессе решения некоторой заранее известной задачи. Взаимодействующие системы должны одинаково интерпретировать получаемые данные.

Прикладной (пользовательский) уровень является основным, именно ради него существуют все остальные уровни. Он называется прикладным, поскольку с ним взаимодействуют прикладные процессы системы, которые должны решать некоторую задачу совместно с прикладными процессами, размещенными в других открытых системах.

Этот уровень обеспечивает услуги, напрямую поддерживающие приложения пользователя, такие как, программное обеспечение для передачи файлов, доступа к базам данных, электронной почты. (FTP, TFTP…)

Модель IEEE Project 802. Расширение модели OSI.

В феврале 1980 г. был выпущен IEEE Project 802. Хотя публикация данного проекта опередила стандарты ISO данные работы велись параллельно, при полном обмене информации поэтому полностью совместимы.

IEEE Project 802 – установил стандарты для физических компонентов сети – интерфейсных плат и кабельной системы с которыми имеют дело Физический и Канальный кровни модели OSI .

Данные стандарты распределяются:

• на платы сетевых адаптеров;

• компоненты глобальных вычислительных сетей;

• компоненты сетей на коаксиале и витой паре.

802-спецификации определяют способы, в соответствии с которыми сетевые карты осуществляют доступ к физической среде и передают по ней данные.

В модели IEEE Канальный уровень делится на два подуровня:

• управление логической связью (контроль ошибок и управление потоком данных);

• Управление доступом к среде. (контроль несущей, передача маркера,…).

Эталонная модель ВОС является удобным средством для распараллеливания разработки стандартов для взаимосвязи открытых систем. Она определяет лишь концепцию построения и взаимосвязи стандартов между собой и может служить базой для стандартизации в различных сферах передачи, хранения и обработки информации.

Контрольные вопросы