1.2.2. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (эм вос) – Open System Interconnection (osi)

Появление стандартов на программные средства разрешило дилемму стандартизации. При помощи этих стандартов операционная система обеспечивает стандартное взаимодействие между аппаратными средствами и прикладными программами сетей. Международная Организация по Стандартам (ISO) учредила Эталонную модель взаимодействия открытых систем (OSI), которая является основой при проектировании большинства сетей [1, 2, 4].

Модель OSI делит коммуникационный процесс на иерархию функциональных уровней, которые зависят друг от друга.

Уровень 7. Прикладные программы.

Уровень 6. Представление данных.

Уровень 5. Сеансовый (уровень сессии).

Уровень 4. Транспортный.

Уровень 3. Сетевой.

Уровень 2. Канальный (уровень звена передачи данных).

Уровень 1. Физический.

Каждый уровень имеет встроенный интерфейс для связи с примыкающими уровнями. Уровень 2 может передавать данные на Уровень 1 или Уровень 3, но Уровень 1 не может напрямую связываться с Уровнем 3 .

Модель OSI не учреждает и не поощряет какую-либо конкретную технику, методику связи (протокол). Ее определения достаточно широки, чтобы включить в себя множество протоколов.

Функции уровней

1. Физический уровень отвечает за передачу данных по физическим каналам (в том числе – по кабелю). На этом уровне работают сетевые адаптеры, концентраторы.

2. Канальный уровень обеспечивает доступ к среде передачи данных, обнаружение и коррекцию ошибок (используется повторная передача), определение работоспособности сети. Сетевые адаптеры с драйверами реализуют функции этого уровня. На этом уровне работают также мосты и коммутаторы.

3. Сетевой уровень обеспечивает связь сетей с различными топологиями, передачу между ними данных с выбором оптимального маршрута. Функции этого уровня реализуют маршрутизаторы.

4. Транспортный уровень обеспечивает исправление ошибок передачи: искажение, потерю, дублирование (используется контрольная сумма, нумерация пакетов, тайм-аут) данных.

5. Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом («Кто активный?»), поддерживает средства синхронизации приемника и передатчика (для осуществления прерванной передачи с момента перерыва с помощью контрольных точек).

6. Представительный уровень обеспечивает представление данных в общем формате для разных систем, шифрование/дешифрование, синтаксис.

7. Прикладной уровень обеспечивает доступ к разделенным ресурсам, электронную почту; вычислительные, информационно-поисковые, справочные работы, осуществляет логическое преобразование данных. На этом уровне работают шлюзы.

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными программами-утилитами, системными аппаратными средствами.

1.2.3. Источники стандартов

Работы по стандартизации вычислительных сетей ведутся большим количеством организаций. Необходимо различать следующие виды стандартов:

• стандарты отдельных фирм (например, набор (стек) протоколов DECnet фирмы Digital Equipment или графический интерфейс OPEN LOOK для Unix-систем фирмы SUN);

• стандарты специальных комитетов и объединений, создаваемых несколькими фирмами (например, стандарты технологии АТМ, разрабатываемые специально созданным объединением АТМ Forum, насчитывающем около 100 коллективных участников, или стандарты союза Fast Ethernet Alliance по разработке стандартов 100 Мбит/с Ethernet);

• стандарты национальных организаций по стандартизации, (например, стандарт FDDI, представляющий один из многочисленных стандартов, разработанных американским национальным институтом стандартов ANSI, или стандарты безопасности для операционных систем, разработанные Национальным центром защиты компьютеров NCSC министерства обороны США);

• международные стандарты (например, модель и стек коммуникационных протоколов, разработанные ISO, многочисленные стандарты Международного союза электросвязи (ITU), в том числе стандарты на сети с коммутацией пакетов Х.25, сети frame relay, ISDN, модемы и многие другие).

Некоторые стандарты, непрерывно развиваясь, могут переходить из одной категории в другую. В частности, фирменные стандарты на продукцию, получившую широкое распространение, обычно становятся международными стандартами де-факто, т. к. вынуждают производителей из разных стран следовать фирменным стандартам для того, чтобы обеспечить совместимость своих изделий с этими популярными продуктами. Например, из-за феноменального успеха персонального компьютера компании IBM, фирменный стандарт на архитектуру IBM PC стал международным стандартом де-факто. Более того, ввиду широкого распространения некоторые фирменные стандарты становятся основой для национальных и международных стандартов де-юре. Например, стандарт Ethernet, первоначально разработанный компаниями Digital Equipment, Intel и Xerox, через некоторое время и в несколько измененном виде был принят как национальный стандарт IEEE 802.3, а затем ISO утвердила его как международный стандарт ISO 8802.3.

Далее приводятся краткие сведения об организациях, наиболее активно и успешно занимающихся разработкой стандартов в области вычислительных сетей [1, 2].

• Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization – ISO). Этой организацией была разработана модель взаимодействия открытых систем ОSI, которая в настоящее время является концептуальной основой стандартизации в области вычислительных сетей.

• Международным союз электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) – организация, являющаяся в настоящее время специализированным органом Организации Объединенных Наций. Наиболее значительную роль в стандартизации вычислительных сетей играл постоянно действующий комитет этой организации Consultative Commitete for International Telephony and Telegraphy (CCITT) или Международный Консультативный Комитет по Телефонии и Телеграфии (МККТТ). В результате проведенной в 1993 году реорганизации ITU, ССIТТ несколько изменил направление своей деятельности и сменил название – теперь он называется ITU-T. Основу деятельности ITU-T составляет разработка международных стандартов в области телефонии, телематических служб (электронной почты, факсимильной связи, телетекста, телекса и т. д.), передачи данных, аудио- и видеосигналов. За годы своей деятельности ITU-T выпустил огромное число рекомендаций-стандартов.

• Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике – Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE – национальная организация США, определяющая сетевые стандарты. В 1981 году рабочая группа 802 этого института сформулировала основные требования, которым должны удовлетворять локальные вычислительные сети. Группа 802 определила много стандартов, самыми известными из них являются стандарты 802.1, 802.2, 802.3 и 802.5, которые описывают общие понятия, используемые в области локальных сетей, а также стандарты на два нижних уровня сетей Ethernet и Token Ring.

• Европейская ассоциация производителей компьютеров (ЕСМА – European Computer Manufacturers Association) – некоммерческая организация, активно сотрудничающая с ITU-T и ISO. Она занимается разработкой стандартов и технических обзоров, относящихся к компьютерной и коммуникационной технологиям.

• Ассоциация электронной промышленности (Electronic Industries Association, EIA) является национальной коммерческой ассоциацией США, проявляющей значительную активность в разработке стандартов в области электронной деятельности. Ее наиболее известный стандарт – RS-232.

• Министерство обороны США (Department of Defense – DoD) имеет многочисленные подразделения, занимающиеся созданием стандартов для компьютерных систем. Одной из самых известных разработок DoD является стек транспортных протоколов TCP/IP, по которому работает, в частности, Интернет.

• Стандартизацией локальных сетей крупных ЭВМ занимается комитет Х3Т9.5 Американского национального института, стандартов (American National Standards Institute, ANSI), а также фирма IBM (архитектура сетей SNA).