Технология открытых систем

Одним из основных направлений информационных технологий, определяющим эффективность функционирования предприятий, выступает технология открытых систем. Идеологию открытых систем реализуют в своих последних разработках все ведущие фирмы-поставщики средств вычислительной техники, передачи информации и ПО. Их результативность на рынке информационных технологий определяется согласованной научно-технической политикой и реализацией стандартов открытых систем.

Открытая система – это система, которая способна взаимодействовать с другой системой посредством реализации международных стандартных протоколов.

Открытыми системами могут являться как конечные, так и промежуточные системы, к которым предъявляются следующие требования:

- возможность переноса прикладных программ, разработанных должным

- образом, с минимальными изменениями на широкий диапазон систем;

- совместную работу с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах;

- взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающем переход от системы к системе.

Открытые системы обладают следующими свойствами, представленными в табл. 4.3.

Таблица 4.3 – Свойства открытых систем

Интероперабельность – способность системы взаимодействовать с другими системами посредством обмена информацией и совместного ее использования.

Сущность технологии открытых систем состоит в обеспечении возможности переносимости прикладных программ между различными платформами и взаимодействия систем друг с другом. Эта возможность достигается за счет использования международных стандартов на все программные и аппаратные интерфейсы между компонентами систем. При этом различают стандарты де-факто и де-юре:

Стандарт де-факто означает, что продукт или система какого-то конкретного производителя захватили значительную часть рынка и другие производители стремятся эмулировать, копировать или использовать их с тем, чтобы также расширить свой сектор рынка.

Стандарт де-юре создается официально аккредитованными организациями по разработке стандартов. Он разрабатывается по правилам достижения соглашения в открытом обсуждении, в котором может принять участие любой желающий.

Потребность в применении открытых систем возникла еще в самом начале использования вычислительной техники. Она была обусловлена следующим:

1. Для решения все более широкого диапазона задач создавались программы, которые требовали создания разнообразных аппаратных платформ, исполняющих эти программы. В свою очередь внедрение неоднородных систем и желание разделять между такими системами информацию привели к необходимости обеспечить возможность их совместной работы.

2. Разработчики программных приложений были заинтересованы в сокращении расходов и времени переноса своих приложений на различные платформы, а для этого требовалась совместимость между разными аппаратными платформами.

3. Производители аппаратных платформ были заинтересованы в создании таких систем, которые способны выполнять широкий диапазон существующих прикладных программных приложений, а для этого также необходимо было разработать стандарты их совместимости. Необходимость решения этих проблем постепенно привела к созданию концепции открытых систем.

Перемещение информации между ПК различной конфигурации является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980 гг. Международная Организация Стандартизации (ISO) и Международный Консультативный Комитет по Телеграфии и Телефонии (МККТТ) признали необходимость в создания модели сети, которая могла бы помочь поставщикам создавать реализации взаимодействующих сетей.

Предпосылками разработки моделей взаимодействия открытых систем явились:

- необходимость эталонной системы, которая поможет обеспечить взаимодействие сетевых средств, предлагаемых различными разработчиками;

- необходимость теоретически обоснованной сетевой модели, решающей задачу перемещения информации между компьютерами различных систем;

- разбиение общей задачи перемещения информации на более мелкие подзадачи, что позволило бы разработчикам сетевых приложений сконцентрироваться на решении конкретных прикладных задач.

В 1984 году Международная организация стандартизации разработала эталонную модель сети под названием «Взаимодействие Открытых Систем» (OSI – Open System Interconnection).

Модель взаимодействия открытых систем разделяет задачу сетевого обмена на семь более мелких задач, что упрощает решение. Каждая из подзадач сформулирована таким образом, чтобы для её решения требовался минимум внешней информации. Каждый уровень модели взаимодействия открытых систем соответствует своей подзадаче, а значит каждый уровень модели в достаточной степени автономен. Функционально уровни взаимодействуют на строго иерархической основе: каждый уровень обеспечивает сервис для вышестоящего уровня, запрашивая, в свою очередь, сервис у нижестоящего уровня.

К основным принципам разработки сетевых уровней, соответствующих

модели взаимодействия открытых систем относятся:

1. Каждый уровень должен выполнять строго определённую функцию.

2. Набор функций, выполняемых сетевым уровнем, приводится в соответствие с общепринятыми международными стандартами.

3. Границы уровня выбираются таким образом, чтобы минимизировать проходящий через них поток данных.

4. Количество сетевых уровней должно быть достаточно большим, чтобы не размещать различные функции на одном и том же уровне и в то же время не усложнять модель, делая её необъятной.

Роль семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем, ее протоколов и услуг и их практическое использование в построении информационно-вычислительных сетей с течением времени постоянно менялись. В 70-е и в начале 80-х гг. ХХ в. – в период создания и становления эталонной модели, наибольшее применение в проектах различных сетей находили достаточно зрелые к тому времени и практически апробированные протоколы фирм IBM, DEC, Xerox др. С появлением в 1984 году первого стандарта по эталонной модели и, особенно, с последующим наполнением этой модели конкретными протоколами практическая привлекательность модели взаимодействия открытых систем как единого комплекса стандартов, реализующих взаимную совместимость оборудования и программ различных поставщиков, начала сильно возрастать. Свидетельство тому – появление в начале 90-х правительственных профилей взаимодействия открытых систем (GOSIP – Government Open Systems Interconnection Profile) почти во всех развитых странах мира, принятых и стандартизованных на государственном уровне, а также попытки объединения GOSIP различных стран в единую Промышленно-правительственную спецификацию открытых систем.

Однако, произошедший в 90-е годы быстрый рост сети Internet с ее более простыми протоколами, широкими возможностями доступа, богатством информационных ресурсов, с одной стороны, и такое же быстрое развитие новых сетевых высокоскоростных технологий с другой, потеснили протоколы взаимодействия открытых систем в их практическом использовании. Этому способствовал и слишком медленный процесс разработки и принятия стандартов взаимодействия открытых систем, обусловленный практикой всеобъемлющего их согласования со многими участвующими странами мира.

Процесс стандартизации взаимодействия открытых систем никогда не был тесно привязан к какой-либо конкретной рабочей среде. Справочная модель взаимодействия открытых систем описывает, каким образом информация проделывает путь через среду сети от одной прикладной программы до другой. Большинство устройств сети реализует все семь уровней. Однако в режиме потока информации некоторые реализации сети могут пропускать один или более уровней. Два самых низших уровня модели взаимодействия открытых систем реализуются аппаратным и программным обеспечением; остальные пять высших уровней, как правило, реализуются программным обеспечением.

Процесс передачи данных из прикладной программы одной системы в прикладную программу другой системы, при условии, что обе системы удовлетворяют стандартам эталонной модели взаимодействия открытых систем и имеют семиуровневую структуру представлен на рис. 4.6.

1 этап. Прикладная программа, которая является источником информации, передает данные верхнему уровню системы, в среде которой она реализована. На этом уровне происходит обработка полученных данных, смысл которой заключается в том, что к информации добавляется заголовок, содержащий служебную информацию, необходимую для адресации сообщения и выполнения контрольных функций.

Управляющая информация в форме кодированного заголовка помещается перед фактическими данными, которые должны быть переданы. Этот информационный блок передается в следующий смежный нижестоящий уровень системы.

2 этап. Каждый уровень системы, принимая информацию от верхнего уровня, добавляет к ней свои данные, которые необходимы для функционирования этого уровня. При прохождении очередного уровня сверху вниз данные получают новый заголовок. Кроме того, по мере продвижения через уровни информация кодируется, постепенно преобразовываясь в сигналы, которые можно передавать по каналам связи.

Рисунок 4.6 – Взаимодействие открытых систем на базе эталонной модели.

3 этап. Нижний уровень системы заголовка к сообщению не добавляет, его функции состоят в передаче информации, представленной в виде последовательности электрических сигналов, по каналу связи.

4 этап. На принимающей стороне информация проходит снизу вверх и на каждом уровне соответствующий заголовок сообщения отделяется, поэтому уровень на принимающей стороне получает данные точно в том виде, в котором они были отправлены соответствующим уровнем на противоположной стороне. Полученный заголовок прочитывается, после чего происходит обработка информации в соответствии с командами, содержащимися в этом заголовке

5 этап. Верхний уровень принимающей системы передает данные прикладной программе, с которой производится обмен информацией, при этом информационный блок содержит только оригинальный текст, поскольку все заголовки к этому моменту уже отделены от сообщения.

Следует отметить, что концепция заголовка и собственно данных относительна и зависит от перспективы того уровня, который в данный момент анализирует информационный блок. Не все уровни нуждаются в присоединении заголовков, некоторые просто выполняют трансформацию фактических данных, которые они получают, чтобы сделать их более или менее читаемыми для смежных с ними уровней. Обработка сообщения уровнями модели взаимодействия открытых систем представлена на рис. 4.7.

Рисунок 4.7 – Технология обработки сообщения уровнями модели взаимодействия открытых систем

Модель взаимодействия открытых систем описывает только системные средства взаимодействия, не касаясь приложений конечных пользователей. Приложения реализуют свои собственные протоколы взаимодействия, обра-

щаясь к системным средствам.

Следует иметь в виду, что приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели, в таком случае, при необходимости межсетевого обмена оно обращается напрямую к системным средствам, выполняющим функции оставшихся нижних уровней модели взаимодействия открытых систем.

К заслугам эталонной модели взаимодействия открытых систем можно отнести следующие:

1. Концепция уровневой архитектуры взаимодействия открытых систем, заложенные в ней принципы автоматического согласования параметров различных уровней, принципы построения профилей и функциональных стандартов, протоколы отдельных уровней стали эталоном при решении подобных вопросов во многих других сетевых архитектурах.

2. Многие из разработанных протоколов модели, которые непосредственно не получили широкого практического применения послужили прямой основой для создания аналогичных протоколов других сетевых архитектур,

в т.ч. в сети Internet.

3. Многие стандарты, разработанные для эталонной модели взаимодействия открытых систем, например, стандарты по кодам, механическим параметрам соединителей на физическом уровне, языкам программирования и др. реализованы во множестве изделий различных фирм.

Однако, несмотря на все достоинства эталонной модели, ей присущи и определенные недостатки:

1. Изобилие стандартов взаимодействия открытых систем.

2. Сложность протоколов взаимодействия открытых систем и, как следствие, сравнительно высокая стоимость устройств, реализующих эти протоколы.

3. Медленный процесс разработки стандартов.

4. Слабое внедрение реальных коммерческих изделий и действующих систем.

Следует также иметь в виду, что комплект протоколов Internet довольно прочно укоренился еще до того, как был разработан достаточно работоспособный комплект протоколов взаимодействия открытых систем, и если даже некоторые протоколы эталонной модели превзошли затем по своим функциональным возможностям и гибкости соответствующие протоколы Internet, всю установленную базу Internet заменять было поздно. К тому же концепция эталонной модели, разработанная до того, как организовался Internet, не предусмотрела четкого плана перехода на другие технологии и сосуществования с ними.

В этом отношении можно констатировать, что возлагавшиеся на модель взаимодействия открытых систем надежды как на единую универсальную экономичную архитектуру в полной мере не оправдались.

Функции всех уровней модели взаимодействия открытых систем могут быть отнесены к одной из двух групп:

- Функции, зависящие от конкретной технической реализации сети.

- Функции, ориентированные на работу с приложениями.

Три нижних уровня – физический, канальный и иногда сетевой – являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети, с используемым коммуникационным оборудованием, т.е. переход на другое оборудование сети означает полную смену протоколов физического и канального уровня во всех узлах сети.

Три верхних уровня – сеансовый, уровень представления и прикладной – ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети и являются сетенезависимыми. На протоколы этих уровней не влияют никакие изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию.

Транспортный и сетевой уровни являются промежуточными, они скрывают все детали функционирования нижних уровней от верхних уровней. Это позволяет разрабатывать приложения, независящие от технических средств, непосредственно занимающихся транспортировкой сообщений.

Назначение и основные функции уровней модели взаимодействия открытых систем приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Назначение и основные функции уровней эталонной модели

взаимодействия открытых систем

Физический уровень – базовый уровень в иерархии протоколов модели взаимодействия открытых систем. Он получает пакеты данных от вышележащего канального уровня, преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока и обеспечивает перенос потока двоичных сигналов, в виде которых представляются передаваемые данные, через физическую среду, соединяющую объекты вычислительной сети. В качестве физической среды, как правило, используется сеть коммутируемых каналов связи, соединяющих корреспондирующие пары объектов сети.

При передаче данных по аналоговым каналам связи последовательность бит на входе канала преобразуется в модемах в аналоговые сигналы, параметры которых согласованы с параметрами физической среды. Принимаемые на выходе аналогового канала сигналы обратно преобразуются в последовательность бит. В случае использования цифровых каналов связи преобразование последовательностей бит в аналоговые сигналы не производится. При этом вместо модемов используют линейные контроллеры, обеспечивающие сопряжение оборудование обработки данных с физическим каналом.

Физический уровень наименее противоречивый, его функции реализованы только аппаратными средствами, причем на аппаратуру разработаны и широко используются международные стандарты. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются оконечными активными сетевыми устройствами – сетевой картой и модемом.

Канальный уровень обеспечивает надежную передачу массивов данных между сетевыми открытыми системами, непосредственно связанными некоторой физической средой передачи данных.

Так как на физическом уровне пересылаются просто сигналы, то при этом не учитывается, что в некоторых сетях, в которых линии связи используются попеременно несколькими парами взаимодействующих ПК, физическая среда передачи может быть занята. Поэтому одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой его задачей является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами.

Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность битов в начало и конец каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.

Канальный уровень предназначен для выполнения следующих требований сетевого уровня:

- Независимость от используемой среды передачи. Сетевой уровень освобождается от всех проблем, связанных с тем, какого типа и качества каналы используются для передачи информации, какова конфигурация устанавливаемого соединения, а также какие режимы передачи по данному соединению задействуются.

- Независимость от кода передаваемых данных. Канальный уровень должен предоставлять возможность передачи данных и управляющей информации верхних уровней по соединению независимо от того, в каком первичном коде они представлены.

- Надежный обмен данными. При использовании канального уровня вероятности появления в передаваемых пользователем данных вставок, потерь и искажений достаточно малы. Кроме того, возможно и требование сохранения порядка следования передаваемых по соединению данных.

Различают три вида протоколов канальных уровней – протокол с остановками и ожиданием, протокол с непрерывной передачей, протокол с выборочной передачей.

Протокол с остановками и ожиданием характеризуется тем, что одновременно может передаваться только один кадр, после чего принимающая сторона ждет подтверждения. Если поступит отрицательное подтверждение или произойдет просрочка времени ожидания ответа, кадр передается повторно. Пакет сбрасывается из накопителя передающей стороны лишь после получения положительного подтверждения. Этот протокол подходит для полудуплексных каналов связи, в которых осуществляется попеременная передачи информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами.

Протокол с непрерывной передачей характеризуется тем, что кадры передаются непрерывно без ожидания подтверждения. При получении отрицательного подтверждения или истечении установленного времени ожидания, неподтвержденный кадр и все последующие кадры передаются вновь. Этот протокол более производительный и предполагает использование дуплексной связи, при которой выполняется одновременные передача и прием сообщений.

Протокол с выборочной передачей поддерживает повторную передачу только для кадра, о котором поступило отрицательное подтверждение или для которого истекло установленное время ожидания ответа. Однако на принимающей стороне требуется накопитель с перестроениями, т.к. в этом случае кадры могут повторно передаваться и приниматься не по порядку. Из-за величения стоимости реализации протокол выборочного повторения не нашел широкого распространения.

В локальных сетях протоколы канального уровня используются ПК, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами. В ПК функции канального уровня реализуются совместно сетевыми адаптерами и их драйверами.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

Одной из важных задач сетевого уровня является маршрутизация. Протоколы маршрутизации выбирают оптимальные маршруты через последовательность соединенных между собой подсетей.

Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией, например звездообразной, шинной и т.д. Это жесткое ограничение не позволяет строить сети с развитой структурой, например, КВС, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Можно было бы усложнять протоколы канального уровня для поддержания петлевидных избыточных связей, но принцип разделения обязанностей между уровнями приводит к другому решению. Чтобы с одной, стороны сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а с другой – допустить использование произвольных топологий, вводится дополнительный сетевой уровень.

Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а вот доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень, который и поддерживает возможность правильного выбора маршрута передачи сообщения даже в том случае, когда структура связей между составляющими сетями имеет характер, отличный от принятого в протоколах канального уровня.

Чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество транзитных передач между сетями, каждый раз выбирая подходящий маршрут. Проблема маршрутизации является одной из главных задач сетевого уровня. Эта проблема осложняется тем, что самый короткий путь не всегда самый лучший. Часто критерием при выборе маршрута является время передачи данных по этому маршруту. Оно зависит от пропускной способности каналов связи и интенсивности трафика, которая может изменяться с течением времени. Некоторые алгоритмы маршрутизации пытаются приспособиться к изменению нагрузки, в то время как другие принимают решения на

основе средних показателей за длительное время. Выбор маршрута может осуществляться и по другим критериям, например надежности передачи. Сетевой уровень решает также задачи согласования разных технологий, упрощения адресации в крупных сетях и создания надежных и гибких барье ров на пути нежелательного трафика между сетями.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов:

- Сетевые протоколы реализуют продвижение пакетов через сеть. Именно эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня.

- Протоколы обмена маршрутной информацией (протоколы маршрутизации) – с помощью них маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений.

Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов.

Транспортный уровень обеспечивает приложениям или верхним уровням модели – прикладному и сеансовому – передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.

Транспортный уровень оптимизирует использование имеющейся сетевой службы для обеспечения требуемых сеансовыми объектами характеристик передачи с минимальной стоимостью. На пути от отправителя к получателю пакеты могут быть искажены или утеряны. Хотя некоторые приложения имеют собственные средства обработки ошибок, существуют и такие, которые предпочитают сразу иметь дело с надежным соединением. Модель взаимодействия открытых систем определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем. Эти виды сервиса отличаются качеством предоставляемых услуг:

- срочностью;

- возможностью восстановления прерванной связи;

- наличием средств объединения нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол;

- способностью к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, с одной стороны, тем, в какой степени задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем транспортный, уровней. А с другой стороны, этот выбор зависит от того, насколько надежной является система транспортировки данных в сети, обеспечиваемая уровнями, расположенными ниже транспортного – сетевым, канальным и физическим. Так, например, если качество каналов передачи связи очень высокое и вероятность возникновения ошибок, не обнаруженных протоколами более низких уровней, невелика, то разумно воспользоваться одним из облегченных сервисов транспортного уровня, не обремененных многочисленными проверками и другими приемами повышения надежности. Если же транспортные средства нижних уровней изначально очень ненадежны, то целесообразно обратиться к наиболее развитому сервису транспортного уровня, который работает, используя максимум средств для обнаружения и устранения ошибок, например, с помощью предварительного установления логического соединения, контроля доставки сообщений по контрольным суммам и циклической нумерации пакетов, установления тайм-аутов доставки и т.п.

Функционирование транспортного уровня разбивается на три фазы – установление соединения; передачи данных; разъединения соединения.

1. Фаза установления соединения ориентирована на выполнение:

- • выбора сетевого соединения, наиболее удовлетворяющего требованиям сеансового объекта с учетом стоимости и качества обслуживания;

• решения о целесообразности объединения или расщепления транспортного соединения с целью оптимизации использования сетевых соединений;

• выбора оптимального размера транспортного блока данных протокола;

• выбора функций, которые будут задействованы в фазе передачи данных;

• отображения транспортных адресов в сетевые.

2. Фаза передачи данных направлена на доведение транспортных блоков данных службы до сеансовых объектов-получателей по транспортному соединению передачей транспортных блоков данных протокола. При этом могут быть задействованы следующие функции, использование каждой из которых согласуется в фазе установления соединения:

- упорядочение;

- управление потоком;

- обнаружение ошибок;

- исправление ошибок;

- передача срочных данных;

- разграничение транспортных блоков данных службы;

- идентификация транспортных соединений.

3. Фаза разъединения соединения ориентирована на выполнение следующих функций:

- оповещения о причине разъединения;

- идентификации разъединяемого транспортного соединения передачи данных.

Все протоколы, начиная с транспортного уровня и выше, реализуются программными средствами конечных узлов сети – компонентами их сетевых операционных систем.

Протоколы нижних четырех уровней обобщенно называют сетевым транспортом или транспортной подсистемой, так как они полностью решают задачу транспортировки сообщений с заданным уровнем качества в составных сетях с произвольной топологией и различными технологиями.

Остальные три верхних уровня решают задачи предоставления прикладных сервисов на основании имеющейся транспортной подсистемы.

Сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными задачами.

Одна из задач сеансового уровня – преобразование имен в сетевые адреса, так что прикладные программы могут использовать имена для связи с устройствами. К основным услугам сеансового уровня относятся – неделимая служба, управление взаимодействием, синхронизация сеансового соединения.

Неделимая служба реализует процедуру не предоставления сеансовых блоков данных, посланных по сеансовому соединению, представительному объекту-получателю до тех пор, пока это явно не разрешено представительным объектом-отправителем.

Управление взаимодействием позволяет взаимодействующим представительным объектам явно управлять очередностью выполнения некоторых управляющих функций.

Выделяют следующие виды взаимодействия объектов:

- Двустороннее одновременное (дуплексное) взаимодействие – оба взаимодействующих представительных объекта имеют право одновременно передавать и принимать данные.

- Двустороннее поочередное (полудуплексное) взаимодействие – взаимодействующие представительные объекты поочередно получают право передавать данные.

- Одностороннее (симплексное) взаимодействие – один из представительных объектов только передает данные, а другой – только принимает.

Синхронизация сеансового соединения позволяет представительным объектам определять и идентифицировать точки синхронизации, осуществлять повторную установку сеансового соединения в заранее определенное состояние и согласовывать точку повторной синхронизации.

На сеансовом уровне обеспечиваются средства, необходимые для организации и синхронизации диалога между взаимодействующими представительными объектами и для управления информационным обменом между ними. Для этого на сеансовом уровне устанавливаются сеансовые соединения между двумя представительными объектами и поддерживается взаимодействие по обмену данными. Сеансовые соединения устанавливаются по запросу представительного объекта, передаваемому в сеансовой точке доступа к службе, и разъединяются либо представительными, либо сеансовыми объектами. В установленном сеансовом соединении поддерживается диалог между представительными объектами даже при возможных потерях данных на транспортном уровне.

В каждый момент времени между сеансовыми и транспортными соединениями существует взаимно однозначное соответствие. Передача срочных сеансовых блоков данных службы обычно производится с использованием передачи срочных транспортных данных. В случае возникновения отказов в транспортном соединении сеансовый уровень может выполнять функции, необходимые для повторного установления транспортного соединения с целью поддержки продолжающего существовать сеансового соединения.

Сеансовые объекты оповещают (с использованием услуги оповещения об особых состояниях) представительные объекты о том, что служба была прервана, и восстанавливают службу только по указанию представительного объекта. Это позволяет представительным объектам провести повторную синхронизацию и продолжить функционирование с некоторого согласованного состояния.

Разъединение сеансового соединения в нормальных условиях производится без потерь данных по запросу представительных объектов. Сеансовый уровень также содержит функции для преждевременного разъединения сеансового соединения с возможными потерями данных.

Сеансовые протоколы могут осуществлять некоторые функции по управлению уровнем, такие, как активация и контроль ошибок.

На практике немногие приложения используют сеансовый уровень, и он редко реализуется в виде отдельных протоколов, обычно функции этого уровня объединяют с функциями прикладного уровня и реализуют в одном протоколе.

Представительный уровень (уровень представления данных) отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была читаемой для прикладного уровня другой системы.

Представительный уровень имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII (American Standard Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией) и EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) – расширенный двоично-десятичный код обмена информацией). На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которому секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных служб.

При необходимости представительный уровень осуществляет трансляцию между множеством форматов представления информации путем использования общего формата представления информации.

На представительном уровне обеспечивается общее представление данных, используемых между прикладными объектами. Таким образом обеспечивается независимость прикладных объектов от используемого синтаксиса (т.е. правил кодирования передаваемой информации). Синтаксическая независимость может быть достигнута двумя способами:

1. Представительный уровень обеспечивает общие синтаксические элементы, используемые прикладными объектами;

2. Прикладные объекты могут использовать любой синтаксис, а на представительном уровне в этом случае осуществляется преобразование между различными формами синтаксиса и общим синтаксисом, необходимым для связи между прикладными объектами. Это преобразование выполняется в открытой системе прозрачно для других открытых систем и поэтому не оказывает влияния на стандартизацию протоколов представительного уровня.

В среде взаимодействия открытых систем не существует единого синтаксиса передачи данных. Используемый в представительном соединении синтаксис передачи согласовывается между взаимодействующими представительными объектами. Для представительного объекта необходимо определить как синтаксис, соответствующего прикладного объекта, так и согласованный синтаксис передачи. Для протокола представительного уровня необходимо задать только синтаксис передачи.

Для удовлетворения требований прикладных объектов на представительном уровне может использоваться любой синтаксис передачи, подходящий для этой цели. Для достижения других целей (например, уменьшения объема данных, включающего снижение стоимости передачи) может производиться преобразование синтаксиса.

Прикладной уровень является границей между процессами сети и прикладными (пользовательскими) процессами. Прикладной уровень – это самый близкий к пользователю уровень модели взаимодействия открытых систем. Он отличается от других уровней тем, что не обеспечивает услуг ни одному из других уровней модели. Однако, он обеспечивает ими прикладные процессы, лежащие за пределами масштаба модели взаимодействия открытых систем. Примерами таких прикладных процессов могут служить программы обработки крупномасштабных таблиц, программы обработки слов, программы банковских терминалов и т.д.

Прикладной уровень содержит все функции, отсутствующие на более низких уровнях, но необходимые для взаимодействия открытых систем. Когда предполагается взаимодействие конкретных экземпляров прикладных процессов, процесс-инициатор вызывает экземпляр прикладного объекта своей открытой системы. Затем устанавливается ответственность этого экземпляра прикладного объекта за установление соединения с экземпляром прикладного объекта открытой системы-получателя. Этот процесс осуществляется путем вызова экземпляров объектов на нижних уровнях. После установления соединения между прикладными объектами прикладные процессы могут взаимодействовать.

Прикладной объект состоит из элемента пользователя и элемента прикладной службы. Выделяется два типа элементов прикладной службы:

- Общие элементы предоставляют возможности, необходимые множеству приложений

- Специальные элементы предоставляют возможности, требуемые для обеспечения дополнительных услуг конкретным приложениям (например, передача файлов, банковские операции и т. д.)

Прикладной уровень определяет сетевые прикладные программы, которые обслуживают файлы. Многие сетевые программы-утилиты являются частью прикладного уровня.

Дата добавления: 2014-01-11