Семиуровневая эталонная модель взаимодействия открытых систем

Промышленные контролеры

Локальные промышленные сети

Промышленные контролеры

Лекция 18

Информационный обмен между различными уровнями уп­равления, их интеграция в единую систему осуществляются по­средством локальных вычислительных сетей. Локальные вычисли­тельные сети [25, 26] представляют собой системы распределен­ной обработки данных, охватывающие относительно небольшие территории (до 5 — 10 км) внутри отдельных предприятий и объ­единяющие с помощью общего канала связи сотни абонентских узлов. Локальные вычислительные сети могут подключаться к другим локальным, а также региональным и глобальным сетям ЭВМ. Преимущества интегрированных систем для автоматизи­рованных производств — снижение затрат материалов и времени производственного цикла.

Локальные вычислительные сети, обеспечивающие физичес­кую и логическую связь между распределенными промышленны­ми контроллерами, измерительными преобразователями и ис­полнительными механизмами и их интеграцию в единую систему управления технологическим процессом, называются локальны­ми промышленными сетями (Fieldbus — «полевая» шина). Основ­ными требованиями к вычислительным сетям, эксплуатирую­щимся в промышленных условиях, являются простота монтажа, высокая надежность и высокая скорость передачи данных (что отличает их, например, от глобальных сетей, которые могут вно­сить в передачу данных значительные задержки).

Стандарты играют первостепенную роль при проектировании современных вычислительных сетей. Без стандартов пользовате­ли были бы вынуждены покупать все сетевое оборудование от од­ного производителя, так как оборудование разных производите­лей могло быть несовместимым. Стандарты призваны облегчить интеграцию продуктов различных производителей в одной сети.

Международная организация по стандартизации (International Organization of Standardization — ISO) разработала стандарт, описывающий правила соединения аппаратных и программных средств в единую систему. Этот стандарт носит название модели взаимосвязи открытых систем — ВОС (Open System Interconnection — OSI). Как правило, производители се­тевого оборудования определяют свои изделия в терминах OSI-модели.

Архитектура OSI-модели разбита на семь независимых уров­ней. В соответствии с этим передача информации в сети сводит­ся к семи подзадачам, соответствующим определенным уровням модели. OSI-модель определяет назначение и правила взаимо­действия уровней. Отдельные уровни отличаются по специфике выполняемых процессов и по технологиям реализации. Каждый уровень обеспечивает полный набор услуг для уровня, располо­женного выше.

В табл. 18.1 указаны конкретные примеры реализации всех се­ми уровней OSI-модели. Нижние два уровня — физический и ка­нальный — реализуются аппаратно-программным способом, ос­тальные пять — в основном программным. Так, сетевой уровень реализуется драйверами операционной системы, а также аппа­ратными и программными средствами маршрутизаторов. Верх­ние четыре уровня реализуются средствами сетевой операцион­ной системы.

При передаче информации между прикладными программа­ми, находящимися на разных узлах сети, передаваемая информа­ция проходит вниз через все уровни системы и преобразуется к виду, пригодному для передачи по физическим каналам связи. После доставки по требуемому адресу информация проходит че­рез все уровни наверх и преобразуется в исходный вид.

Таблица 18.1 Примеры реализации уровней OSI-модели

Но­мер уров­ня	Название	Назначение	Пример
	Физический	Физическое (механическое и электрическое) соединение среды передачи данных	Стандарт lOBaseT (витая пара) Стандарт 10Base2/IOBase5 (коаксиальный кабель) Стандарт 10 Base F (оптоволоконные линии)
	Канальный	Передача по физическому адресу по сети Доступ к среде передачи данных	Ethernet Token Ring Протокол CSMA/CD ^/ (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection — Сети с множественным доступом с контролем несушей и обнаружением коллизий)
	Сетевой	Логическая адресация и маршрутизация	IP (Internet Protocol — Протокол Интернет) IPE (Internetwork Packet Exchange — Межсетевой протокол обмена пакетами) DDP (Datagram Delivery Protocol — Протокол доставки пакетов (Apple Talk))
	Транспорт­ный	Прозрачная передача пакетов данных по сети	TCP (Transmission Control Protocol — Протокол контроля передачи данных) SPX (Sequenced Packet Exchange — Протокол последовательного обмена пакетами) ATP (Apple Talk Transaction

Продолжение

Но­мер уров­ня	Название	Назначение	Пример
			Protocol — Протокол управления транзакциями Apple Talk)
	Сеансовый	Управление диалогом между устройствами сети	NPS (Network Print Service — Сервисы печати) NFS (Network File System -Разделяемые файловые системы)
	Представи­тельный	Преобразование данных при передаче информации между устройствами с различными форматами данных	Код ASCII (American Standard Code for Information Interchange — Американский стандартный код для обмена информацией) EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code — Расширенный двоично-десятичный код для обмена информацией)
	Прикладной	Предоставление сетевого сервиса для программ пользователя	Электронная почта Удаленный доступ (Telnet)

Промышленные сети, как правило, реализуют физический, канальный и прикладной уровни OSI-модели, остальные уровни в большинстве случаев избыточны.

Дата добавления: 2015-04-29