Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

 

Стремление создания единой, универсальной и открытой к изменениям структуры привело к тому, что Международная организация по стандартизации (ISO-International Standard Organization) предложила концепцию архитектуры открытых систем, в соответствии с которой, распределенная информационно-вычислительная среда делится на ряд логических уровней, распложенных друг над другом, и называемых уровнями [14].

Общие свойства открытых систем рассматриваются в совокупности, как взаимосвязанные, и реализуются в комплексе:

• расширяемость/масштабируемость - extensibility/scalability,
• мобильность (переносимость) - portability,
• интероперабельность (способность к взаимодействию с другими системами)- interoperability,
• дружественность к пользователю, в том числе легкая управляемость -driveability.

Использование подхода открытых систем обеспечивает следующие преимущества:

• устранение избыточности программных кодов благодаря стандартизации программных интерфейсов или повторному использованию программ (reusability).
• процесс постепенного развития функций систем позволяет осуществлять замену отдельных компонентов без перестройки всей системы;
• условия соблюдения поставщиком соответствующих стандартов открытых систем дает независимость от поставщиков аппаратных или программных средств;
• возможность использования информационных ресурсов других систем
• возможность совместного использования прикладных программ, реализованных в разных ОС.

Модель OSI

 

Использование подхода открытых систем, описанного выше нашло применение в стандартной модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, разработанной в начале 1980-х годов. Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, а также функции, выполняемые каждым уровнем. Часть открытой системы, реализующая некоторую функцию и входящая в состав того или иного уровня, называется объектом. Набор правил взаимодействия объектов одного и того же N-го уровня называется N-протоколом. Связь между объектами соседних уровней определяется интерфейсом. Всего выделено семь уровней: физический (Physical), канальный (Data Link), сетевой (Network), транспортный (Transport), сеансовый (Session), представительный (Presentation), прикладной (Application).

При обмене данными через каналы связи приложение обращается с запросом к прикладному уровню, на основании которого программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата, состоящего 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. Поле данных сообщения может быть пустым содержать данные или служебную информацию. Затем прикладной уровень направляет сообщение представительному уровню, который 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. Данная операция называется инкапсуляция данных верхнего уровня в пакет нижнего уровня (см. рис). Наконец, достигается нижний физический уровень, который, собственно, и передает сообщение в сеть. При этом устройства сети не анализируют сообщения, но иногда записывают в ее заголовок адреса пройденных машин и другую информацию.

Выйдя из подсети сообщение переходит от шлюза к шлюзу. Каждый шлюз, через который проходит сообщение, вычисляет контрольную сумму и сравнивает полученное значение с тем, которое записано в конце сообщения. При совпадении сообщение передается подсети данного шлюза или следующему шлюзу, в противном случае сообщение уничтожается как поврежденное, а машине отправителю передается сообщение об ошибке. Когда сообщение с первым фрагментом приходит к компьютеру –адресату, в нем запускается программа уровня межсетевого взаимодействия, называемая таймером сборки. Если все пакеты сообщения поступили на машину адресат, то сообщение 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. Рассмотрим каждый из уровней подробнее.