Інформаційні технології та моделювання бізнес-процесів - Томашевський О.М. - 10.3. Еталонна модель взаємодії відкритих мереж та систем

Комп'ютерні мережі будуються за багаторівневим принципом. Для організації зв'язку між комп'ютерами, необхідно спочатку розробити набір правил їх взаємодії, визначити мову їх "спілкування", тобто визначити зміст сигналів, що посилають комп'ютери. Ці правила та визначення називаються протоколом.

Для коректної роботи мережі використовується цілий ряд протоколів: наприклад, протокол управління фізичним зв'язком, встановлення зв'язку в мережі, доступу до ресурсів, тощо. Багаторівневу систему було створено з метою спрощення і впорядкування такої величезної кількості протоколів та зв'язків. Багаторівнева модель взаємодії передбачає реальну взаємодію (інтерфейси) лише із сусідніми рівнями (верхнім та нижнім) і віртуальну - виключно із аналогічним рівнем приймача лінії зв'язку.

Під реальною взаємодією будемо розуміти безпосередню взаємодію - передачу інформації. В такому випадку інформація залишається незмінною - в пункт призначення вона надходить у вигляді, ідентичному вигляду у пункті відправлення. Віртуальна взаємодія передбачає опосередковану передачу даних, коли останні можуть обумовленим способом змінюватись.

Наведемо приклад для ілюстрації процесів реальної та віртуальної взаємодії. Нехай директор однієї фірми (директорі) написав лист директорові іншої фірми (директор_2). Секретарі вкладає цей лист у конверт, пише адресу і передає на пошту. Пошта здійснює доставку за зазначеною адресою. Конверт отримує секретар_2, розкриває його і кладе лист на стіл директорові_2. Реальною в даній схемі є лише взаємодія на рівні поштового транспорту - тобто в процесі перевезення листа з однієї точки в іншу. Всі інші - віртуальні, починаючи із взаємодії поштових відділень і закінчуючи найвищим рівнем директорі <-> директор_2. В такій моделі взаємодії директора не хвилюють проблеми відправлення листа, а секретар не повинен знати про тонкощі перевезення поштової кореспонденції.

Саме такий підхід і є перевагою багаторівневої моделі взаємодії відкритих систем ISO OSI (International Standards Organization, ISO; Open System Interconnection, OSI), і саме він дозволяє встановлювати зв'язок із будь-яким комп'ютером мережі Інтернет, довільної конфігурації, і яку би ОС на ньому не було встановлено. Розглянемо детальніше зазначену модель із характеристикою рівнів (рис.10.4):

Рис.10.4. Схема еталонної модель відкритих систем ІSО ОSІ

Рівень 0 (канал зв'язку) пов'язаний із фізичним середовищем - передавачем сигналу і містить характеристики посередників, що з'єднують кінцеві пристрої: кабелі, радіолінії і т.п. Як правило, рівень 0 не зазначається в моделі ISO OSI, проте, знання його особливостей дозволяє налагодити стабільний зв'язок з точки зору фізичних з'єднань.

Рівень 1 (фізичний) містить фізичні аспекти передачі двійкової інформації лінією зв'язку. Детально описує, наприклад, напругу, частоту, природу середовища передачі. Відповідає за підтримку зв'язку та приймання/передачу бітового потоку.

Рівень 2 (канальний) забезпечує безпомилкову передачу пакетів через рівень 1, що може спотворювати дані (використовується завадостійке кодування). Визначає початок та кінець пакету в бітовому потоці.

Рівень 3 (мережний) використовує можливості, що надаються рівнем 2 для забезпечення зв'язку двох довільних точок в мережі. Маршрутизація пакетів та обробка адрес відбувається на цьому ж рівні.

Рівень 4 (транспортний) завершує організацію передачі даних - контролює правильність передачі пакетів, правильність доставки в потрібний пункт призначення, їх збереженість та послідовність надходження. Відновлює повідомлення шляхом злиття пакетів. Містить надійну схему адресації для забезпечення зв'язку через величезну кількість мереж та шлюзів.

s Шлюз - станція зв'язку із довільною мережею. Забезпечує зв'язок несумісних мереж, а також взаємодію несумісних компонентів у рамках однієї мережі

Транспортний рівень відповідає за всі деталі та проблеми передачі даних. Забезпечує взаємодію вищих рівнів моделі з інформацією незалежно від технічної реалізації самого процесу передачі.

Рівень 5 (сеансовий) координує взаємодію користувачів - встановлює зв'язок, відновлює аварійно завершені сеанси. Відповідає за картографію мережі - перетворює регіональні (доменні) комп'ютерні імена у числові адреси і навпаки. Підтримує процеси в мережі та їх взаємодію.

Рівень 6 (представлення даних) оперує синтаксисом та семантикою інформації, що передається, тобто встановлює "порозуміння" між двома комп'ютерами. Тут вирішуються задачі перекодування (всім, напевно, траплялись повідомлення у вигляді набору незрозумілих символів -наприклад, при передачі українського тексту без перетворення кодом Windows CP1251); підтримка зображень, стиск та розпакування файлів, підтримка мережних файлових систем (Network File System, NFS), тощо.

Рівень 7 (прикладний) забезпечує інтерфейс між користувачем і мережею, підтримує доступ користувача до різноманітних послуг мережі. На цьому рівні реалізуються, як мінімум, п'ять прикладних служб: передача файлів, віддалений термінальний доступ, електронна передача повідомлень, довідкова служба та управління мережею. Визначається користувачем відповідно до його потреб, можливостей та фантазії.