3. Как осуществляется управление взаимодействием прикладными процесами в кс?

В современных вычислительных сетях это управление строится по двум принципам:

1. связь между процессами без участия функциональной среды;

2. связь между прикладными процессами только через функциональную среду.

В первом случае – организация взаимодействия между прикладными процессами выполняется только с помощью единой сетевой операционной системы (СОС). Главный недостаток – чрезмерно высокая сложность СОС, и как следствие – невысокая надежность.

Связь через функциональную среду в своей основе имеет следующий подход – все, что нужно выполнить в сети для организации взаимодействия прикладных процессов разбивают на определенный набор функций, причем эти функции образуют иерархическую многоуровневую структуру (нижние этажи обслуживают верхние, а те – управляют нижними). Каждый уровень решает свою задачу и управление в значительной мере упрощается. Обязательно условие – в этой системе должен быть предусмотрен стандартный набор правил, который реализуется на каждом уровне. Этот набор называют уровневым протоколом.

 Международная Организация по Стандартам (ISO) разработала модель, которая четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен делать каждый уровень. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью ISO/OSI.

Этот стандарт, является обязательным для работающих в сетевой области. В основу его положена семиуровневая эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС).

Сетевая модель OSI была введена ISO в целях стандартизации построения сетевых протоколов взаимодействия открытых систем и состоит из 7 уровней.

1. Физический уровень (Physical Layer)  — передача двоичных данных и их квитирование.

2.   Подуровень MAC (Media Access Control) (MAC Sublayer)  — алгоритм предупреждения коллизий (конфликтных ситуаций); обслуживание приоритетов и обнаружение коллизий.

3.Канальный уровень (Link Layer)  — формирование пакетов, контроль с помощью циклического избыточного кода (CRC).

4.Сетевой уровень (Network Layer)  — доставка пакетов внутри одного домена без взаимодействия между доменами; описание возможных сетевых топологий на основе использования различных маршрутизаторов.

5. Транспортный уровень (Transport Layer)  — поддержка функций сервера, обслуживание групповых запросов.

6. Сеансовый уровень (Session Layer)  — поддержка функций по схеме «запрос/ответ».

7. Уровень приложений и предоставления данных (Application & Presentation Layer)  — сетевые переменные, средства диагностики и статистики сетевых потоков, управление сетью.

1. Физический уровень – решаются вопросы организации физического пути для передаваемых сигналов.

На этом уровне осуществляется установление, поддержка и расторжение соединения с физическим каналом, определение электрических и функциональных параметров взаимодействия ЭВМ с коммуникационной подсетью.

Уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель. К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, такие как требования к фронтам импульсов, уровням напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта.

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

Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 метров, манчестерский код для представления данных на кабеле, и другие характеристики среды и электрических сигналов.

2. Канальный уровень – определяются правила использования физических каналов абонентскими станциями. Сюда входит организация каналов связи, управление ими, защита от ошибок и других операций. На канальном уровне при помощи специальной аппаратуры на одной и той же физической линии связи создают несколько каналов связи, а поскольку прокладка линий связи – 40% от стоимости, то это существенно.

Одной из задач канального уровня является проверка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит 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.

К таким типовым топологиям, поддерживаемым протоколами канального уровня локальных сетей, относятся общая шина, кольцо и звезда. Примерами протоколов канального уровня являются протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

3. Сетевой уровень – решаются две основные задачи – буферизация и маршрутизация. Задача маршрутизации в том, что прокладывается маршрут между двумя абонентскими станциями, взаимодействующими в данный момент времени. Он определяется состоянием сети. На сетевом уровне происходит организация логических каналов – совокупностей всей аппаратуры, нужной для прокладывания маршрута + программные средства. Логический канал должен быть организован так, что у взаимодействующих абонентских станций было представление о том, что они являются единственными пользователями физического канала. Буферизация – процессы согласования объема и скоростей передачи информации с параметрами конкретных участков сети. Каждый