Взаимодействие открытых систем. Стандартизация сетей.

Открытая система – под открытой системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами на основе стандартных правил, открытых спецификаций, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.

Преимущества использования открытых систем:

1) возможность построения сети из аппаратных и программных средств различных производителей;

2) возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети более совершенными, что позволяет производить развитие сети с минимальными затратами;

3) возможность легкого сопряжения одной сети с другой.

 

Положения ВОС (Взаимодействие открытых систем) распространяются только на взаимосвязь систем и не распространяются на другие аспекты систем, к ней не относящиеся.

Эти положения распространяются не только на передачу информации между системами (например, передачу данных), но также и на их способность к взаимодействию для решения общей (распределенной) задачи. Другими словами, ВОС охватывает аспекты взаимосвязи, относящиеся к взаимодействию между системами, что и подразумевает выражение "взаимосвязь систем".

 

Понятие взаимодействия открытых систем включает широкий круг вопросов, в том числе:

а) связь между процессами, касающаяся обмена информацией и синхронизации действий между прикладными процессами ВОС;

б) представление данных, касающееся всех аспектов создания и сохранения описаний данных, а также преобразования данных с целью их переформатирования при обмене между открытыми системами;

в) вопросы хранения данных, касающиеся носителей памяти, а также систем файлов и баз данных, необходимых для управления и обеспечения доступа к данным, хранящимся на носителях;

г) вопросы управления процессами и ресурсами, относящиеся к средствам, которые объявляют прикладные процессы ВОС, инициируют их и управляют ими, а также к средствам, обеспечивающим для них доступ к ресурсам ВОС;

д) вопросы обеспечения целостности и конфиденциальности, накладывающие ограничения на обработку информации, которые должны предусматриваться и обеспечиваться при функционировании открытых систем;

е) программная поддержка, охватывающая описание, компиляцию, редактирование, тестирование и хранение программ, выполняемых прикладными процессами ВОС, их передачу и доступ к ним.

 

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (МВОС, OSI open system interconnection) это наиболее удачная попытка стандартизировать протоколы обмена информацией. Несмотря на то что были разработаны и другие модели, большинство разработчиков и поставщиков сетевых продуктов используют терминологию эталонной модели МВОС.

 

Сетевой стандарт – это набор правил и соглашений, используемых при создании локальной сети и организации передачи данных с применением определенной топологии, оборудования, протоколов и т. д.

Наиболее известные организации, занимающиеся стандартизацией объединенных сетей:

• Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO). ISO является международной организацией, отвечающей за самые различные стандарты, включая многие из тех, которые относятся к сетям.

• Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers — IEEE). IEEE является профессиональной организацией, разрабатывающей сетевые и другие стандарты. В IEEE разработаны широко используемые стандарты локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.5.

В России вопросами стандартизации в качестве головного национального института занимался и продолжает заниматься Госстандарт (в сотрудничестве с отраслевыми институтами ЦНИИС, ЛОНИИС и др.).

FDDI (Fiber Distributed Data Interface – оптоволоконный интерфейс распределения данных) - одна из первых высокоскоростных технологий ЛВС с пропускной способностью 100 Мбит/с, реализованная на волоконно-оптическом кабеле.

Стандарт FDDI разработан в середине 80-х годов прошлого века комитетом по стандартизации ХЗТ9.5 при Американском национальном институте стандартов (ANSI - American National Standards Institute). Он реализован с максимальным соответствием стандарту IEEE 802.5 – Token Ring. Небольшие отличия от этого стандарта определяются необходимостью обеспечения большей скорости передачи данных на большие расстояния. Благодаря большей пропускной способности и поддержке больших, чем электрические провода, расстояний, интерфейс FDDI часто используется в скоростных магистралях.

 

 

Модель взаимодействия открытых систем (OSI). Уровни OSI.

 

OSI – Open System Interconnection.

Назначение модели OSI состоит в обобщенном стандартном представлении средств сетевого взаимодействия для сетей с коммутацией пакетов.

Модель OSI определяет:

- уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов

- стандартные названия уровней

- функции, которые должен выполнять каждый уровень

Модель OSI не содержит описаний конкретных протоколов и их реализаций.

Модель OSI делит средства взаимодействия на семь уровней, за которыми закреплены названия:

- прикладной

- представления

- сеансовый

- транспортный

- сетевой

- канальный

- физический

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые ОС, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей. Приложения могут обращаться к системным средствам сетевого взаимодействия, используя специально разработанный для этих целей набор стандартных процедур ОС – прикладной программный интерфейс (Application Program Interface, API).

Прикладной уровень (application layer) – это в действительности просто набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, а также организуют свою совместную работу. Единица данных – сообщения.

Уровень представления (presentation layer) – обеспечивает представление передаваемой сети информации, не меняя при этом ее содержания.

Сеансовый уровень (session layer) – обеспечивает управление взаимодействием сторон: фиксирует, какая из сторон является активной в настоящий момент, и предоставляет средства синхронизации сеанса.

Транспортный уровень (transport layer) – обеспечивает приложениям или верхним уровням стека – прикладному, представления и сеансовуму – передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется. Модель OSI определяет пять классов транспортного сервиса, от 0 до высшего 4.

Сетевой уровень (network layer) – служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, называемой составной сетью. Решение этих задач возлагается на узлы и марщрутизаторы. (пакеты)

Канальный уровень (data link layer) – обеспечивает прозрачность соединения для сетевого уровня (кадры). Для этого он предлагает ему следующие услуги:

- установление логического соединения между взаимодействующими узлами.

- согласование в рамках соединения скоростей передатчика и приемника информации

- обеспечение надежной передачи, обнаружение и коррекция ошибок.

Физический уровень (physical layer) – поддерживает интерфейс с канальным уровнем. (биты)

 

 

Средства взаимодействия процессов в сетях.

В настоящее время существует четыре способа связи между процессами, работающими на разных ЭВМ:

1. Удаленный вызов процедур;

2. Обращение к удаленным объектам;

3. Связь посредством сообщений;

4. Связь на основе потоков данных.

Удаленный вызов процедур

Стандартные операции вызова процедур предусматривают передачу в процедуру исходных параметров для ее работы и возврат в вызывающую программу результатов работы процедуры. В локальной ЭВМ передача в процедуру исходных параметров для ее работы и возврат в вызывающую программу результатов работы процедуры производится через стек.

Удаленный вызов процедур осуществляется с помощью технологии RPC (Remote Procedure Call - удаленный вызов процедур). Идея RPC состоит в том, чтобы с точки зрения пользователя (программиста) удаленный вызов процедур выглядел точно так же, как локальный. Это означает, что ни программист, ни вызывающая программа не должны уведомляться о том, что вызываемая процедура выполняется на другой ЭВМ, и наоборот, вызываемая процедура не должна уведомляться о том, что она вызывается программой, физически размещенной на другой ЭВМ сети. Иными словами, RPC призвана обеспечить прозрачность местоположения.