Разработка стандартов и спецификаций в области телекоммуникаций и компьютерных систем.

 

Международная организация по стандартизации, ИСО (InternationalOrganizationforStandardization, ISO) — международная организация, занимающаяся выпуском стандартов, созданная в 1946 году двадцатью пятью национальными организациями по стандартизации, на основе двух организаций: ISA (InternationalFederationoftheNationalStandardizingAssociations) и UNSCC (UnitedNationsStandardsCoordinatingCommittee). На сегодняшний день в состав ИСО входит 164 страны своими национальными организациями по стандартизации.

Сфера деятельности ИСО касается стандартизации во всех областях, кроме электротехники и электроники, относящихся к компетенции Международной электротехнической комиссии (МЭК, IEC). Некоторые виды работ выполняются совместными усилиями этих организаций. Кроме стандартизации ИСО занимается проблемами сертификации.

ИСО определяет свои задачи следующим образом: содействие развитию стандартизации и смежных видов деятельности в мире с целью обеспечения международного обмена товарами и услугами, а также развития сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономической областях.

Международные стандарты разрабатываются техническими комитетами ИСО (ТК) и подкомитетами (ПК) в ходе шестистадийного процесса:

· Стадия 1: Стадия предложения

· Стадия 2: Подготовительная стадия

· Стадия 3: Стадия комитета

· Стадия 4: Стадия вопросов

· Стадия 5: Стадия одобрения

· Стадия 6: Стадия публикации

Стадия 1: Стадия предложения

Первый шаг в разработке международного стандарта — подтверждение того, что конкретный международный стандарт необходим. Новое предложение (НП) направляется на голосование членам соответствующего ТК или ПК, чтобы определить необходимость включения соответствующего пункта в программу работы.

Предложение принимается, если большинство У-членов ТК/ПК («участники») голосуют «за», и если по крайней мере пять У-членов заявляют о том, что примут активное участие в проекте. На этой стадии обычно назначается лидер проекта, ответственный за данный пункт программы.

Стадия 2: Подготовительная стадия

Обычно для подготовки рабочего черновика ТК/ПК создаёт рабочую группу экспертов, председателем (созывающим членом) которой является лидер проекта. Могут приниматься различные редакции рабочих черновиков, до тех пор, пока рабочая группа не решит, что ею разработано наилучшее техническое решение рассматриваемой проблемы. На этой стадии черновик передаётся вышестоящему комитету рабочей группы для прохождения фазы выработки консенсуса.

Стадия 3: Стадия комитета

Как только первый черновик комитета готов, он регистрируется Главным Секретариатом ИСО. Он рассылается для замечаний и, если необходимо, голосования У-членов ТК/ПК. Могут готовиться разные редакции черновика комитета, до тех пор, пока не будет достигнут консенсус по техническому содержанию текста. Как только консенсус достигнут, текст окончательно редактируется для представления в качестве черновика международного стандарта (ЧМС).

Стадия 4: Стадия вопросов

Черновик международного стандарта (ЧМС) распространяется среди всех членов ИСО Главным Секретариатом ИСО для голосования и замечаний в течение пяти месяцев. Он одобряется для представления в качестве окончательной редакции черновика международного стандарта (ОЧМС), если две трети У-членов ТК/ПК высказываются «за», и не более одной четверти от общего количества голосов поданы «против». Если критерии одобрения не выполнены, текст возвращается в исходный ТК/ПК для дальнейшего изучения, и исправленный документ снова публикуется для голосования и замечаний в качестве черновика международного стандарта.

Стадия 5: Стадия одобрения

Окончательная редакция черновика международного стандарта (ОЧМС) распространяется среди всех членов ИСО Главным Секретариатом ИСО для итогового голосования за/против в течение двух месяцев. Если в этот период поступают технические замечания, на этой стадии они уже не рассматриваются, но регистрируются для анализа в ходе будущего пересмотра данного международного стандарта. Текст одобряется для представления в качестве окончательной редакции черновика международного стандарта (ОЧМС), если две трети У-членов ТК/ПК высказываются «за», и не более одной четверти от общего количества голосов поданы «против». Если эти критерии одобрения не выполнены, стандарт возвращается в исходный ТК/ПК для пересмотра с учётом технических причин, представленных в поддержку голосов «против».

Стадия 6: Стадия публикации

Когда окончательная редакция черновика международного стандарта одобрена, в итоговый текст разрешается, при возникновении такой необходимости, вносить только небольшую редакторскую правку. Итоговый текст отсылается в Главный Секретариат ИСО, который публикует данный международный стандарт.

Пересмотр стандартов

Все международные стандарты рецензируются всеми членами ИСО, по крайней мере, через три года после публикации и каждые пять лет после первого рецензирования. Решение о подтверждении, пересмотре или отзыве международного стандарта принимается большинством голосов У-членов ТК/ПК.

Если в начале работы над проектом стандарта уже имеется более или менее завершённый документ, например, стандарт, разработанный другой организацией, некоторые стадии можно опустить. При так называемой «ускоренной процедуре» документ направляется непосредственно на одобрение членам ИСО в качестве черновика международного стандарта (ЧМС) (стадия 4) или, если документ был разработан международным органом стандартизации, признанным Советом ИСО, в качестве окончательной редакции черновика Международного стандарта (ОЧМС, стадия 5), без прохождения предыдущих стадий.

 

8. Эталонная модель ISO взаимодействия открытых систем OSI.

 

Для единого представления данных в сетях с неоднородными устройствами и программным обеспечением международная организация по стандартам ISO разработала базовую модель связи открытых систем OSI (OpenSystemInterconnection). Эта модель описывает правила и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи. Основными элементами модели являются уровни, прикладные процессы и физические средства соединения. На рис. 2.1 представлена структура базовой модели. Каждый уровень модели OSI выполняет определенную задачу в процессе передачи данных по сети. Базовая модель является основой для разработки сетевых протоколов. OSI разделяет коммуникационные функции в сети на семь уровней, каждый из которых обслуживает различные части процесса области взаимодействия открытых систем.

Модель OSI можно разделить на две различных модели, как показано на рис.2.2:

• горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах;

• вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине.

Рис. 2.2 Схема взаимодействия компьютеров в базовой эталонной модели OSI

Каждый уровень компьютера-отправителя взаимодействует с таким же уровнем компьютера-получателя, как будто он связан напрямую. Такая связь называется логической или виртуальной связью. В действительности взаимодействие осуществляется между смежными уровнями одного компьютера. Информация на компьютере-отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по физической среде до компьютера-получателя и опять проходит сквозь все слои, пока не доходит до того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе.

В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной модели соседние уровни обмениваются данными с использованием интерфейсов прикладных программ API (ApplicationProgrammingInterface).

Перед подачей в сеть данные разбиваются на пакеты. Пакет (packet) это единица информации, передаваемая между станциями сети. При отправке данных пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения. На каждом уровне к пакету добавляется управляющая информация данного уровня (заголовок), которая необходима для успешной передачи данных по сети, как это показано на рис. 2.3, где Заг - заголовок пакета, Кон - конец пакета.

На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке. На каждом уровне протокол этого уровня читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Когда пакет дойдет до Прикладного уровня, вся управляющая информация будет удалена из пакета, и данные примут свой первоначальный вид.

Каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, запрашивая в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня. Верхние уровни запрашивают сервис почти одинаково: как правило, это требование маршрутизации каких-то данных из одной сети в другую. Практическая реализация принципов адресации данных возложена на нижние уровни.

Рассматриваемая модель определяет взаимодействие открытых систем разных производителей в одной сети. Поэтому она выполняет для них координирующие действия по:

• взаимодействию прикладных процессов;

• формам представления данных;

• единообразному хранению данных;

• управлению сетевыми ресурсами;

• безопасности данных и защите информации;

• диагностике программ и технических средств.

 

Прикладной уровень (Applicationlayer)

Прикладной уровень обеспечивает прикладным процессам средства доступа к области взаимодействия, является верхним (седьмым) уровнем и непосредственно примыкает к прикладным процессам. В действительности прикладной уровень это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам.Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).

Прикладной уровень выполняет следующие функции:

1. Выполнение различных видов работ.

• передача файлов;

• управление заданиями;

• управление системой и т.д.

2. Идентификация пользователей по их паролям, адресам, электронным подписям;

3. Определение функционирующих абонентов и возможности доступа к новым прикладным процессам;

4. Определение достаточности имеющихся ресурсов;

5. Организация запросов на соединение с другими прикладными процессами;

6. Передача заявок представительскому уровню на необходимые методы описания информации;

7. Выбор процедур планируемого диалога процессов;

8. Управление данными, которыми обмениваются прикладные процессы и синхронизация взаимодействия прикладных процессов;

9. Определение качества обслуживания (время доставки блоков данных, допустимой частоты ошибок);

10. Соглашение об исправлении ошибок и определении достоверности данных;

11. Согласование ограничений, накладываемых на синтаксис (наборы символов, структура данных).

Уровень представления данных (Presentationlayer)

Уровень представления данных или представительский уровень представляет данные, передаваемые между прикладными процессами, в нужной форме данные.

Этот уровень обеспечивает то, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. В случаях необходимости уровень представления в момент передачи информации выполняет преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а в момент приема, соответственно, выполняет обратное преобразование.

Представительный уровень выполняет следующие основные функции:

1. Генерация запросов на установление сеансов взаимодействия прикладных процессов.

2. Согласование представления данных между прикладными процессами.

3. Реализация форм представления данных.

4. Представление графического материала (чертежей, рисунков, схем).

5. Засекречивание данных.

6. Передача запросов на прекращение сеансов.

Протоколы уровня представления данных обычно являются составной частью протоколов трех верхних уровней модели.

Сеансовый уровень (Sessionlayer)

Сеансовый уровень - это уровень, определяющий процедуру проведения сеансов между пользователями или прикладными процессами.

Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации. Последние позволяют вставлять контрольные точки в длинные передачи, чтобы в случае отказа можно было вернуться назад к последней контрольной точке, вместо того чтобы начинать все сначала.На сеансовом уровне определяется, какой будет передача между двумя прикладными процессами:

- полудуплексной (процессы будут передавать и принимать данные по очереди);

- дуплексной (процессы будут передавать данные, и принимать их одновременно).

Сеансовый уровень обеспечивает выполнение следующих функций:

1. Установление и завершение на сеансовом уровне соединения между взаимодействующими системами.

2. Выполнение нормального и срочного обмена данными между прикладными процессами.

3. Управление взаимодействием прикладных процессов.

4. Синхронизация сеансовых соединений.

5. Извещение прикладных процессов об исключительных ситуациях.

6. Установление в прикладном процессе меток, позволяющих после отказа либо ошибки восстановить его выполнение от ближайшей метки.

7. Прерывание в нужных случаях прикладного процесса и его корректное возобновление.

8. Прекращение сеанса без потери данных.

9. Передача особых сообщений о ходе проведения сеанса.

Транспортный уровень (TransportLayer)

Транспортный уровень предназначен для передачи пакетов через коммуникационную сеть. На транспортном уровне пакеты разбиваются на блоки. Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням модели (прикладному и сеансовому) передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.Транспортный уровень определяет адресацию физических устройств (систем, их частей) в сети. Этот уровень гарантирует доставку блоков информации адресатам и управляет этой доставкой. Его главной задачей является обеспечение эффективных, удобных и надежных форм передачи информации между системами.

В функции транспортного уровня входят:

1. Управление передачей по сети и обеспечение целостности блоков данных.

2. Обнаружение ошибок, частичная их ликвидация и сообщение о неисправленных ошибках.

3. Восстановление передачи после отказов и неисправностей.

4. Укрупнение или разделение блоков данных.

5. Предоставление приоритетов при передаче блоков (нормальная или срочная).

6. Подтверждение передачи.

7. Ликвидация блоков при тупиковых ситуациях в сети.

Сетевой уровень (NetworkLayer)

Сетевой уровень обеспечивает прокладку каналов, соединяющих абонентские и административные системы через коммуникационную сеть, выбор маршрута наиболее быстрого и надежного пути.

Сетевой уровень устанавливает связь в вычислительной сети между двумя системами и обеспечивает прокладку виртуальных каналов между ними. Виртуальный или логический канал - это такое функционирование компонентов сети, которое создает взаимодействующим компонентам иллюзию прокладки между ними нужного тракта. Кроме этого, сетевой уровень сообщает транспортному уровню о появляющихся ошибках. Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами (packet). В них помещаются фрагменты данных. Сетевой уровень отвечает за их адресацию и доставку.Прокладка наилучшего пути для передачи данных называется маршрутизацией, и ее решение является главной задачей сетевого уровня.

Сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы и маршрутизацию пакетов на основе преобразования МАС-адресов в сетевые адреса. Сетевой уровень обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень.

Сетевой уровень выполняет функции:

1. Создание сетевых соединений и идентификация их портов.

2. Обнаружение и исправление ошибок, возникающих при передаче через коммуникационную сеть.

3. Управление потоками пакетов.

4. Организация (упорядочение) последовательностей пакетов.

5. Маршрутизация и коммутация.

6. Сегментирование и объединение пакетов.

На сетевом уровне определяется два вида протоколов. Первый вид относится к определению правил передачи пакетов с данными конечных узлов от узла к маршрутизатору и между маршрутизаторами. Именно эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. Однако часто к сетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемых протоколами обмена маршрутной информацией. С помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений.

Канальный уровень (DataLink)

Единицей информации канального уровня являются кадры (frame). Кадры - это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. Задача канального уровня передавать кадры от сетевого уровня к физическому уровню.

В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.

Канальный уровень может выполнять следующие виды функций:

1. Организация (установление, управление, расторжение) канальных соединений и идентификация их портов.

2. Организация и передача кадров.

3. Обнаружение и исправление ошибок.

4. Управление потоками данных.

5. Обеспечение прозрачности логических каналов (передачи по ним данных, закодированных любым способом).

Физический уровень (PhysicalLayer)

Физический уровень предназначен для сопряжения с физическими средствами соединения. Физические средства соединения — это совокупность физической среды, аппаратных и программных средств, обеспечивающая передачу сигналов между системами. Физическая среда - это материальная субстанция, через которую осуществляется передача сигналов. Физическая среда является основой, на которой строятся физические средства соединения.

Механические и электрические / оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают:

• тип кабелей и разъемов;

• разводку контактов в разъемах;

• схему кодирования сигналов для значений 0 и 1.

Физический уровень выполняет следующие функции:

1. Установление и разъединение физических соединений.

2. Передача сигналов в последовательном коде и прием.

3. Прослушивание, в нужных случаях, каналов.

4. Идентификация каналов.

5. Оповещение о появлении неисправностей и отказов.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером.

Эталонная модель TCP/IP.

 

Стек протоколов TCP/IP (англ. TransmissionControlProtocol/InternetProtocol — протокол управления передачей) — набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия DOD, используемых в сетях. Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP основан на модели сетевого взаимодействия DOD и включает в себя протоколы четырёх уровней:

· прикладного (application),

· транспортного (transport),

· сетевого (network),

· канального (datalink).

Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.

Уровень сетевого доступа. На этом уровне выполняются те же процессы, что на двух нижних уровнях OSI.

— Физический уровень. На физическом уровне определеныэлектрические, механические, процедурные и функциональныехарактеристики активации, поддержания и отключения физическогоканала между конечными системами. Технические характеристикифизического уровня определяют такие параметры, как уровнинапряжения, синхронизация изменения напряжения, физическуюскорость передачи данных, максимальное расстояние передачи данных,физические подключения и другие аналогичные характеристики.

— Канальный уровень. На канальном уровне определяется формат
данных для передачи и методы контроля доступа к сети.

Уровень Интернета. На этом уровне обеспечивается маршрутизация данныхот источника к месту назначения. Для этого определяется формат пакета и схемаадресации, данные перемещаются с канального уровня на транспортный, пакетыданных маршрутизируются на удаленный хост, выполняется фрагментацияи восстановление пакетов данных.

Транспортный уровень. Транспортный уровень является центральнымв архитектуре TCP/IP. Он предоставляет услуги обмена данными приложениям,которые работают на хостах в сети.

Прикладной уровень. На прикладном уровне выполняются приложениядля передачи файлов, поиска и устранения неисправностей сети и работыс Интернетом. Этот уровень поддерживает прикладные программныеинтерфейсы (API), благодаря которым программы, написанные дляопределенной операционной системы, могут получать доступ к сети.

Модель OSIи стек протоколов TCP/IP были разработаны разными организациями
примерно в одно и то же время в качестве методов организации и соединения
компонентов, участвующих в передаче данных. Уровни стека протоколов TCP/IP
соответствуют уровням модели OSI.

■ Уровень сетевого доступа стека TCP/IP примерно соответствует физическомуи канальному уровням модели OSIи, в основном, отвечает за взаимодействиес сетевым оборудованием и доступ к средам передачи данных.

■ Уровень Интернета в стеке TCP/IP почти в точности соответствует сетевомууровню модели OSIи отвечает за адресацию и маршрутизацию междусетевыми устройствами.

■ Транспортный уровень TCP/IP, подобно транспортному уровню модели OSI,позволяет приложениям хоста получать доступ к сетевому уровню либо

в режиме негарантированной доставки, либо в режиме надежной доставки.

■ Прикладной уровень стека протоколов TCP/IP работает с приложениями,которые обмениваются данными с более низкими уровнями, и соответствует отдельным прикладному, сессионному уровнями и представительскомууровням в модели OSI. Дополнительные уровни модели OSIобеспечиваютдополнительную организацию функций, связанных с приложениями.