Ravni referenčnega modela interakcije odprtih sistemov. Referenčni model medsebojnega povezovanja odprtih sistemov (EMOS). sedem stopenj. Hierarhija ravni, protokoli in skladi

Osnovni EMBOS je model, ki ga je za opis sprejel ISO splošna načela interakcije informacijski sistemi. EMWOS priznavajo vse mednarodne organizacije kot osnovo za standardizacijo protokolov informacijskih omrežij.

V EMWOS je informacijsko omrežje obravnavano kot niz funkcij, ki so razdeljene v skupine, imenovane ravni. Razdelitev na ravni vam omogoča spreminjanje sredstev za izvajanje ene ravni brez prestrukturiranja sredstev drugih ravni, kar močno poenostavi in ​​zmanjša stroške nadgradnje orodij z razvojem tehnologije.

EMOS vsebuje sedem nivojev. Spodaj so njihove številke, imena in funkcije.

7. raven - aplikacija (Application): vključuje orodja za upravljanje aplikacijskih procesov; ti procesi se lahko združujejo za izvajanje dodeljenih nalog, izmenjavo podatkov med seboj. Z drugimi besedami, na tem nivoju se določijo in oblikujejo v bloke tisti podatki, ki naj bi se prenašali po omrežju. Raven vključuje na primer takšna sredstva za interakcijo aplikacijskih programov, kot je sprejemanje in shranjevanje paketov v "poštnih nabiralnikih" (mail-box).

6. raven - reprezentativna (Predstavitev): implementirane so funkcije predstavitve podatkov (kodiranje, oblikovanje, strukturiranje). Na tej ravni se na primer podatki, dodeljeni za prenos, pretvorijo iz kode EBCDIC v ASCII in tako naprej.

5. raven - seja (Session): zasnovana za organizacijo in sinhronizacijo dialoga, ki ga vodijo objekti (postaje) omrežja. Na tej ravni se določi vrsta komunikacije (dupleks ali pol-dupleks), začetek in konec nalog, zaporedje in način izmenjave zahtev in odgovorov medsebojno delujočih partnerjev.

4. raven - transport (Transport): namenjen upravljanju kanalov od konca do konca v podatkovnem omrežju; ta plast zagotavlja komunikacijo med končnimi točkami (v nasprotju z naslednjo omrežno plastjo, ki zagotavlja prenos podatkov prek vmesnih omrežnih komponent). Funkcije transportnega sloja vključujejo multipleksiranje in demultipleksiranje (sestavljanje-razstavljanje paketov), ​​odkrivanje in odpravljanje napak pri prenosu podatkov, implementacija naročenega nivoja storitve (na primer naročena hitrost in zanesljivost prenosa).

3. nivo - omrežje (Network): na tem nivoju se paketi oblikujejo po pravilih tistih vmesnih omrežij, skozi katera gre prvotni paket, in se paketi usmerjajo, tj. opredelitev in implementacija poti, po katerih se paketi prenašajo. Z drugimi besedami, usmerjanje je zmanjšano na oblikovanje logičnih kanalov. Logična povezava je navidezna povezava med dvema ali več entitetami omrežne plasti, ki omogoča izmenjavo podatkov med temi entitetami. Koncept logičnega kanala ne ustreza nujno neki fizični povezavi linij za prenos podatkov med povezanimi točkami. Ta koncept je uveden zaradi abstrahiranja od fizične izvedbe povezave. Druga pomembna funkcija omrežne plasti po usmerjanju je nadzor obremenitve omrežja, da se prepreči prezasedenost, ki negativno vpliva na delovanje omrežja.

2. sloj – kanal (Link, data link layer): zagotavlja storitve izmenjave podatkov med logičnimi objekti predhodnega omrežnega sloja in izvaja funkcije, povezane z oblikovanjem in prenosom okvirjev, odkrivanjem in odpravljanjem napak, ki se pojavijo na naslednjem, fizičnem sloju. Paket povezovalne plasti se imenuje okvir, ker je lahko paket na prejšnjih ravneh sestavljen iz enega ali več okvirjev.

1. sloj - fizični (Physical): zagotavlja mehanska, električna, funkcionalna in proceduralna sredstva za vzpostavljanje, vzdrževanje in prekinitev logičnih povezav med logičnimi objekti povezovalnega sloja; izvaja funkcije prenosa podatkovnih bitov preko fizičnih medijev. Na fizičnem nivoju so informacije predstavljene v obliki električnih ali optičnih signalov, transformacije valovnih oblik in izbrani parametri fizičnih medijev za prenos podatkov.

V posebnih primerih je morda treba implementirati le del teh funkcij, potem pa je v omrežju na voljo le del ravni. Torej v preprostih (nerazvejanih) omrežjih LAN ni potrebe po zmogljivostih omrežne in transportne plasti. Hkrati pa je zaradi kompleksnosti funkcij povezovalnega sloja smotrno razdeliti na dva podnivoja v LAN-u: nadzor srednjega dostopa (MAC) in nadzor logične povezave (LLC - Logical Link Control). Podsloj LLC za razliko od podsloja MAC vključuje del funkcij povezovalnega sloja, ki niso povezane z lastnostmi prenosnega medija.

Prenos podatkov prek razvejanih omrežij poteka z enkapsulacijo/dekapsulacijo podatkovnih kosov. Tako se sporočilo, ki je prispelo na transportno plast, razdeli na segmente, ki prejmejo glave in se prenesejo na omrežno plast. Segment se običajno imenuje paket transportne plasti. Omrežna plast organizira prenos podatkov prek vmesnih omrežij. Če želite to narediti, lahko segment razdelite na dele (pakete), če omrežje ne podpira prenosa segmentov kot celote. Paket je opremljen z lastno omrežno glavo (tj. pride do enkapsulacije). Pri prenosu med vozlišči vmesnega LAN je potrebna enkapsulacija paketov v okvirje z možno razčlenitvijo paketa. Sprejemnik dekapsulira segmente in rekonstruira izvirno sporočilo.

preklapljanje informacij omrežnega protokola

Splošno strukturo katere koli programske opreme ali informacijskega sistema je mogoče predstaviti, kot je navedeno zgoraj, z dvema medsebojno delujočima deloma:

• funkcionalni del, ki vključuje aplikacijske programe, ki izvajajo funkcije aplikacijskega področja;
• okolje ali del sistema, ki zagotavlja izvajanje aplikativnih programov.

S tem ločevanjem in medsebojnim povezovanjem sta tesno povezana dva sklopa vprašanj standardizacije:

1. standardi za vmesnike med aplikacijskimi programi in okoljem IS, vmesnik aplikacijskih programov (Application Program Interface - API);
2. standardi za vmesnike interakcije med samim IS in njegovim zunanjim okoljem (External Environment Interface – EEI).

Ti dve skupini vmesnikov določata specifikacije zunanjega opisa okolja IS - arhitekture, z vidika končnega uporabnika, oblikovalca IS, programerja aplikacij, ki razvijajo funkcionalne dele IS.

Specifikacije zunanjih vmesnikov okolja IS in vmesnikov za interakcijo med komponentami samega okolja so natančni opisi vseh potrebnih funkcij, storitev in formatov posameznega vmesnika.

Vsota teh opisov je Referenčni model povezovanja odprtih sistemov (OSI).. Ta model se uporablja že več kot 30 let, "zrasel" je iz omrežne arhitekture SNA (System Network Architecture), ki jo je predlagal IBM. Model medsebojnega povezovanja odprtih sistemov se uporablja kot osnova za razvoj številnih standardov ISO na področju IT. Objava tega standarda je povzela dolgoletno delo številnih znanih standardizacijskih organizacij in proizvajalcev telekomunikacijske opreme.

Leta 1984 je model prejel status mednarodnega standarda ISO 7498, leta 1993 pa je bila izdana razširjena in dopolnjena izdaja ISO 7498-1-93. Standard ima sestavljen naslov "Informacijski in računalniški sistemi - Medsebojni odnos (interakcija) odprtih sistemov - Referenčni model". Kratko ime je "Medsebojna povezava odprtih sistemov / osnovni referenčni model - OSI/BRM".

Model temelji na razdelitvi računalniškega okolja na sedem nivojev, katerih interakcija je opisana z ustreznimi standardi in zagotavlja povezanost nivojev ne glede na notranjo konstrukcijo nivoja v posamezni izvedbi (slika 2.6). .

riž. 2.6.

Glavna prednost tega modela je natančen opis povezav v okolju glede tehničnih naprav in komunikacijskih interakcij. Ne upošteva pa razmerja, upoštevajoč mobilnost aplikativne programske opreme.

Prednosti »plastne« organizacije modela interakcije so v tem, da zagotavlja samostojni razvoj ravni standardov, modularnost pri razvoju strojne in programske opreme informacijskih in računalniških sistemov ter s tem prispeva k tehničnemu napredku na tem področju.

Standard ISO 7498 loči sedem ravni (plasti) informacijske interakcije, ki so med seboj ločene s standardnimi vmesniki:

1. aplikacijska plast (aplikacijska plast)
2. predstavitveni sloj
3. seja (raven seje)
4. transport
5. omrežje
6. kanal
7. fizično.

V skladu s tem je informacijska interakcija dveh ali več sistemov niz informacijskih interakcij nivojskih podsistemov, pri čemer vsaka plast lokalnega informacijskega sistema praviloma sodeluje z ustrezno plastjo oddaljenega sistema. Interakcija se izvaja z uporabo ustreznih komunikacijskih protokolov in vmesnikov. Poleg tega lahko z uporabo tehnik enkapsulacije uporabljate iste programske module na različnih ravneh.

protokol je niz algoritmov (pravil) za interakcijo objektov istih ravni različnih sistemov.

Vmesnik- to je niz pravil, v skladu s katerimi se izvaja interakcija s predmetom določene ali druge ravni. Standardni vmesnik se lahko v nekaterih specifikacijah imenuje storitev.

Enkapsulacija je postopek umeščanja razdrobljenih blokov podatkov ene ravni v bloke podatkov druge ravni.

Pri delitvi okolja na nivoje so bila upoštevana naslednja splošna načela:

• ne ustvarjajte preveč majhnih particij, saj to oteži opis sistema interakcij;
• oblikovati raven iz enostavno lokaliziranih funkcij, to vam po potrebi omogoča hitro obnovo ravni in bistveno spremembo njenih protokolov za uporabo novih rešitev na področju arhitekture, programske in strojne opreme, programskih jezikov, omrežnih struktur, brez spreminjanja standarda vmesniki za interakcijo in dostop;
• imajo podobne funkcije na isti ravni;
• ustvariti ločene ravni za izvajanje takšnih funkcij, ki se jasno razlikujejo po dejanjih ali tehničnih rešitvah, ki jih izvajajo;
• narisati mejo med nivoji na mestu, kjer je opis storitev najmanjši, število operacij interakcij preko meje (prestopanja meje) pa minimizirano;
• narisati mejo med ravnmi na mestu, kjer bi na neki točki moral obstajati ustrezen standardni vmesnik.

Vsaka plast ima specifikacijo protokola, tj. niz pravil, ki urejajo interakcijo enakovrednih procesov iste plasti, in seznam storitev, ki opisujejo standardni vmesnik z višjo plastjo. Vsak sloj uporablja storitve spodnjega sloja, vsak spodnji sloj zagotavlja storitve zgornjemu sloju. Naj na kratko opišemo vsako plast, pri čemer upoštevamo, da je v nekaterih opisih modela OSI lahko številčenje plasti v obratnem vrstnem redu.

Layer 1 je aplikacijski sloj ali aplikacijski sloj (Application Layer). Ta raven je povezana z aplikacijskimi procesi. Protokoli plasti so zasnovani za zagotavljanje dostopa do omrežnih virov in uporabniških aplikacij. Na tem nivoju je definiran vmesnik s komunikacijskim delom aplikacij. Primer protokolov aplikacijskega sloja je protokol Telnet, ki uporabniku omogoča dostop do "gostitelja" (glavne računalniške naprave, enega od glavnih elementov v sistemu z več stroji ali katere koli naprave, povezane v omrežje in uporablja TCP / protokoli IP) v načinu oddaljenega terminala.

Aplikacijska plast opravlja nalogo zagotavljanja različne oblike interakcija aplikacijskih procesov, ki se nahajajo v različnih informacijskih omrežnih sistemih. Za to opravlja naslednje funkcije:

• opis oblik in metod interakcije med uporabljenimi procesi;
• izvedba različne vrste delovna mesta (upravljanje opravil, prenos datotek, upravljanje sistema itd.);
• identifikacija uporabnikov (interakcijskih partnerjev) z njihovimi gesli, naslovi, elektronskimi podpisi;
• opredelitev delujočih naročnikov;
• najava možnosti dostopa do novih aplikacijskih procesov;
• ugotavljanje zadostnosti razpoložljivih sredstev;
• pošiljanje zahtev za povezavo drugim procesom aplikacije;
• predložitev vlog na reprezentativni ravni za potrebne metode opisa informacij;
• izbor postopkov za načrtovani dialog procesov;
• upravljanje podatkov, izmenjanih med aplikacijskimi procesi;
• sinhronizacija interakcije med aplikacijskimi procesi;
• določanje kakovosti storitve (čas dostave podatkovnih blokov, sprejemljiva stopnja napak itd.);
• soglasje za odpravo napak in ugotavljanje veljavnosti podatkov;
• usklajevanje omejitev, naloženih sintaksi (nabori znakov, struktura podatkov).

Aplikacijska plast je pogosto razdeljena na dve podplasti. Zgornja podplast vključuje omrežne storitve. Spodnji - vsebuje standardne storitvene elemente, ki podpirajo delovanje omrežnih storitev.

Raven 2 – Predstavitvena plast. Na tej ravni se informacije pretvorijo v obliko, v kateri so potrebne za izvajanje aplikacijskih procesov. Predstavitveni sloj kodira podatke, ki jih ustvarijo procesi aplikacije, in interpretira prenesene podatke. Izvajajo se na primer algoritmi za pretvorbo formata predstavitve podatkov za tiskanje - ASCII ali KOI-8. Če pa se za vizualizacijo podatkov uporablja zaslon, se ti podatki oblikujejo po danem algoritmu v obliki strani, ki se prikaže na zaslonu.

Reprezentativni sloj opravlja naslednje glavne funkcije:

• izbira podobe predstavitev med možnimi možnostmi;
• spreminjanje predstavitvene slike v dano virtualno sliko;
• preoblikovanje sintakse podatkov (kode, simboli) v standardno;
• določitev formata podatkov.

Layer 3 - sloj seje ali sloj seje (Session Layer). Na tej ravni se vzpostavijo, vzdržujejo in zaključijo seje med reprezentativnimi objekti aplikacije (procesi aplikacije). Primer protokola sloja seje je RPC (oddaljeni klic postopka). Kot že ime pove, je ta protokol zasnovan za prikaz rezultatov izvajanja postopka na oddaljenem gostitelju. Med tem postopkom se med aplikacijama vzpostavi sejna povezava. Namen te povezave je služiti zahtevam, ki nastanejo, na primer, ko strežniška aplikacija komunicira z odjemalsko aplikacijo.

Plast seje zagotavlja interakcijo s transportno plastjo, usklajuje sprejem in prenos podatkov ene komunikacijske seje, vsebuje funkcije upravljanja gesel, izračun pristojbin za uporabo omrežnih virov itd. Ta raven zagotavlja naslednje funkcije:

• vzpostavljanje in prekinitev povezave med partnerji na ravni seje;
• izvajanje normalne in nujne izmenjave podatkov med procesi aplikacije;
• sinhronizacija sejnih povezav;
• obveščanje postopkov prijav o izjemah;
• vzpostavitev oznak v aplikacijskem procesu, ki po napaki ali napaki omogočajo obnovitev njenega izvajanja z najbližje oznake;
• prekinitev postopka prijave v potrebnih primerih in njegovo pravilno nadaljevanje;
• prekinitev seje brez izgube podatkov;
• prenos posebnih sporočil o poteku seje.

Plast 4 je transportna plast. Transportna plast je zasnovana za upravljanje pretoka sporočil in signalov. Nadzor pretoka je pomembna funkcija transportnih protokolov, saj ta mehanizem omogoča zanesljivo zagotavljanje prenosa podatkov po omrežjih s heterogeno strukturo, opis poti pa vključuje vse komponente komunikacijskega sistema, ki zagotavljajo prenos podatkov vse od pošiljatelja. naprav na sprejemne naprave prejemnika. Nadzor pretoka je sestavljen iz obveznega čakanja, da oddajnik potrdi sprejem določenega števila segmentov s strani sprejemnika. Število segmentov, ki jih lahko oddajnik pošlje, ne da bi od sprejemnika prejel potrditev, se imenuje okno.

Obstajata dve vrsti protokolov transportnega sloja - protokoli segmentacije in protokoli datagramov. Segmentiranje protokolov transportne plasti razbije izvirno sporočilo v podatkovne bloke transportne plasti – segmente. Glavna funkcija takšnih protokolov je zagotoviti dostavo teh segmentov do cilja in obnovitev sporočila. Datagramski protokoli ne segmentirajo sporočila, ampak ga pošljejo kot en sam paket skupaj z naslovnimi informacijami. Paket podatkov, imenovan "datagram" (Datagram), je usmerjen v omrežjih s preklapljanjem naslovov ali pa se prenaša prek lokalno omrežje aplikacijski program ali uporabnik.

Na transportnem sloju se lahko izvaja tudi pogajanje omrežnih slojev različnih nekompatibilnih omrežij prek posebnih prehodov. Obravnavana plast določa naslavljanje naročniških sistemov in upravnih sistemov. Glavna naloga transportnega sloja je uporaba virtualnih kanalov, položenih med medsebojno delujočimi naročniškimi sistemi in upravnimi sistemi za prenos podatkovnih blokov v paketih. Glavne funkcije, ki jih opravlja transportna plast:

• nadzor nad prenosom podatkovnih blokov in zagotavljanje njihove celovitosti;
• odkrivanje napak, njihova delna odprava, poročanje nepopravljenih napak;
• obnovitev prenosa po okvarah in okvarah;
• povečanje ali razčlenitev podatkovnih blokov;
• podeljevanje prioritet pri prenosu blokov;
• prenos potrditev o prenesenih podatkovnih blokih;
• odprava blokad v zastojih v omrežju.

Poleg tega lahko transportna plast obnovi izgubljene podatkovne bloke nižja raven X.

Layer 5 - omrežna plast (Network Layer). Glavna naloga protokolov omrežnega sloja je določiti pot, ki bo uporabljena za dostavo podatkovnih paketov pri delovanju protokolov višjega sloja (usmerjanje). Da bi bil paket dostavljen kateremu koli gostitelju, mora biti temu gostitelju dodeljen omrežni naslov, ki ga pozna oddajnik. Skupine gostiteljev, združene po teritorialnem principu, tvorijo mreže. Za poenostavitev naloge usmerjanja je omrežni naslov gostitelja sestavljen iz dveh delov: omrežnega naslova in naslova gostitelja. Tako je naloga usmerjanja razdeljena na dvoje - iskanje omrežja in iskanje gostitelja v tem omrežju. Na omrežni plasti se lahko izvajajo naslednje funkcije:

• ustvarjanje omrežnih povezav in identifikacija njihovih vrat;
• odkrivanje in odpravljanje napak, ki nastanejo pri prenosu po komunikacijskem omrežju;
• nadzor pretoka paketov;
• organizacija (naročanje) zaporedij paketov;
• usmerjanje in preklapljanje;
• segmentacija in konsolidacija paketov;
• vrnitev v prvotno stanje;
• izbira vrst storitev.

Layer 6 - sloj povezave ali sloj podatkovne povezave (Data Link Layer). Namen protokolov povezovalne plasti je zagotoviti prenos podatkov v prenosnem mediju prek fizičnega medija. V kanalu se oblikuje startni signal za prenos podatkov, organizira se začetek prenosa, izvede se sam prenos, preveri se pravilnost procesa, izklop kanala v primeru okvar in obnovitev po odpravi okvare. , se ustvari signal za konec prenosa in kanal se preklopi v stanje pripravljenosti.

Tako lahko povezovalni sloj opravlja naslednje funkcije:

• organizacija (vzpostavitev, upravljanje, ukinitev) kanalskih povezav in identifikacija njihovih pristanišč;
• prenos podatkovnih blokov;
• odkrivanje in popravljanje napak;
• upravljanje pretoka podatkov;
• zagotavljanje preglednosti logičnih kanalov (prenos kakorkoli kodiranih podatkov po njih).

Na sloju podatkovne povezave se podatki prenašajo v obliki blokov, imenovanih okvirji. Vrsta uporabljenega prenosnega medija in njegova topologija v veliki meri določata vrsto okvira protokola transportne plasti, ki naj se uporabi. Pri uporabi topologije "skupnega vodila" (Common Bus) in "ena proti mnogo" (Point-to-Multipoint) protokol povezovalnega sloja pomeni nastavitev fizičnih naslovov, ki bodo uporabljeni za izmenjavo podatkov v prenosnem mediju in postopek za dostop do tega medija. Primera takšnih protokolov sta protokola Ethernet (v ustreznem delu) in HDLC. Protokoli transportnega sloja, ki so zasnovani za delovanje v okolju ena proti ena (od točke do točke), ne določajo fizičnih naslovov in imajo poenostavljen postopek dostopa. Primer te vrste protokola je protokol PPP.

Layer 7 - fizični sloj (Physical Layer). Protokoli fizične plasti zagotavljajo neposreden dostop do medija za prenos podatkov za protokole povezave in kasnejše plasti. Podatki se prenašajo s protokoli tega nivoja v obliki zaporedij bitov (pri serijskih protokolih) ali skupin bitov (pri vzporednih protokolih). Na tem nivoju se določi nabor signalov, ki se izmenjujejo med sistemi, parametri teh signalov (časovni in električni) ter zaporedje nastajanja signalov med postopkom prenosa podatkov.

Fizična plast opravlja naslednje funkcije:

• vzpostavlja in prekinja fizične povezave;
• prenaša zaporedje signalov;
• "posluša" kanale v potrebnih primerih;
• izvaja identifikacijo kanalov;
• vas obvešča o napakah in okvarah.

Poleg tega so na tej ravni oblikovane zahteve za električne, fizikalne in mehanske lastnosti prenosnega medija, prenosnih in povezovalnih naprav.

Od omrežja odvisna in od omrežja neodvisna raven. Zgornje funkcije vseh ravni lahko pripišemo eni od dveh skupin: bodisi funkcijam, osredotočenim na delo z aplikacijami ne glede na omrežno napravo, bodisi funkcijam, ki so odvisne od specifične tehnične izvedbe omrežja.

Zgornje tri plasti, aplikacija, predstavitev in seja, so aplikacijsko usmerjene in praktične. niso odvisni od tehničnih značilnosti gradnje omrežja. Na protokole teh plasti ne vplivajo nobene spremembe topologije omrežja, zamenjava opreme ali prehod na drugo omrežno tehnologijo.

riž. 2.9.

Standardizacija vmesnikov zagotavlja popolno preglednost interakcije, ne glede na to, kako so razporejene plasti v posameznih izvedbah (storitvah) modela.

Omrežni model OSI(Angleščina) odprto sistemi medsebojno povezovanje osnovni referenca model- osnovni referenčni model interakcije odprtih sistemov) - omrežni model sklada omrežnih protokolov OSI / ISO.

Zaradi dolgotrajnega razvoja protokolov OSI je glavni sklad protokolov, ki se trenutno uporablja, TCP/IP, ki je bil razvit pred sprejetjem modela OSI in brez stika z njim.

Model OSI
Vrsta podatkov	Raven	Funkcije
	7. Uporabljeno (prijava)	Dostop do spletnih storitev
	6. Predstavnik (predstavitev)	Predstavitev in šifriranje podatkov
	5. Seja (seja)	Upravljanje sej
Segmenti / Datagrami	4. Prevoz (prevoz)	Neposredna komunikacija med končnimi točkami in zanesljivost
	3. Omrežje (omrežje)	Določanje poti in logično naslavljanje
	2. Kanal (podatkovna povezava)	Fizično naslavljanje
	1. Fizično (fizično)	Delo z mediji, signali in binarnimi podatki

ravni modela osi

V literaturi je najpogosteje, da se plasti modela OSI začne opisovati od 7. plasti, imenovane aplikacijska plast, na kateri uporabniške aplikacije dostopajo do omrežja. Model OSI se zaključi s 1. plastjo – fizično, ki določa standarde, ki jih neodvisni proizvajalci zahtevajo za medije za prenos podatkov:

vrsta prenosnega medija (bakreni kabel, optično vlakno, radio itd.),

vrsta modulacije signala,

nivoji signala logičnih diskretnih stanj (nič in ena).

Vsak protokol modela OSI mora komunicirati bodisi s protokoli svoje plasti bodisi s protokoli nad in/ali pod svojo plastjo. Interakcije s protokoli na njihovem nivoju imenujemo horizontalne, tiste z nivoji višje ali nižje pa vertikalne. Kateri koli protokol modela OSI lahko opravlja samo funkcije svoje plasti in ne more opravljati funkcij druge plasti, ki se v protokolih alternativnih modelov ne izvaja.

Vsaka raven ima z določeno stopnjo konvencionalnosti svoj operand - logično nedeljiv podatkovni element, ki ga je mogoče upravljati na ločeni ravni v okviru modela in uporabljenih protokolov: na fizični ravni je najmanjša enota bit , na ravni podatkovne povezave so informacije združene v okvire, na omrežni ravni - v pakete ( datagrame), na transportu - v segmente. Vsak kos podatkov, ki je logično združen za prenos - okvir, paket, datagram - se šteje za sporočilo. Sporočila v splošni obliki so operandi ravni seje, predstavitve in aplikacije.

Osnovne omrežne tehnologije vključujejo fizično plast in plast povezave.

Aplikacijska plast

Aplikacijska plast (aplikacijska plast) - najvišja raven modela, ki zagotavlja interakcijo uporabniških aplikacij z omrežjem:

aplikacijam omogoča uporabo omrežnih storitev:

• oddaljen dostop do datotek in baz podatkov,

  posredovanje elektronske pošte;

odgovoren za prenos servisnih informacij;

zagotavlja aplikacijam informacije o napakah;

generira zahteve za predstavitveni sloj.

Protokoli aplikacijske plasti: RDP HTTP (HyperText Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network Management Protocol), POP3 (Post Office Protocol Version 3), FTP (File Transfer Protocol), XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET in drugi.

Izvršni nivo

Predstavitveni sloj (presentation layer; angl. predstavitev plast) zagotavlja pretvorbo protokola in šifriranje/dešifriranje podatkov. Aplikacijske zahteve, prejete iz aplikacijskega sloja, se pretvorijo v format za prenos po omrežju na predstavitvenem sloju, podatki, prejeti iz omrežja, pa se pretvorijo v aplikacijski format. Na tej ravni je mogoče izvajati stiskanje/dekompresijo ali kodiranje/dekodiranje podatkov, pa tudi preusmerjanje zahtev na drug omrežni vir, če jih ni mogoče lokalno obdelati.

Predstavitveni sloj je običajno vmesni protokol za preoblikovanje informacij iz sosednjih slojev. To omogoča komunikacijo med aplikacijami v različnih računalniških sistemih na način, ki je pregleden za aplikacije. Predstavitveni sloj omogoča oblikovanje in transformacijo kode. Oblikovanje kode se uporablja za zagotovitev, da aplikacija prejme informacije za obdelavo, ki so zanjo smiselne. Po potrebi lahko ta sloj prevede iz ene podatkovne oblike v drugo.

Predstavitveni sloj se ne ukvarja samo z oblikami in predstavitvijo podatkov, temveč tudi s podatkovnimi strukturami, ki jih uporabljajo programi. Tako sloj 6 poskrbi za organizacijo podatkov med njihovim prenosom.

Da bi razumeli, kako to deluje, si predstavljajte, da obstajata dva sistema. Ena uporablja razširjeno kodo za izmenjavo binarnih informacij EBCDIC, kot je na primer glavni računalnik IBM, druga pa uporablja kodo za izmenjavo ameriških standardnih informacij (ASCII) (ki jo uporablja večina drugih proizvajalcev računalnikov). Če morata ta dva sistema izmenjevati informacije, potem je potrebna predstavitvena plast za izvedbo transformacije in prevajanje med obema različnima formatoma.

Druga funkcija, ki se izvaja na predstavitvenem sloju, je šifriranje podatkov, ki se uporablja v primerih, ko je potrebno zaščititi posredovane informacije pred sprejemom s strani nepooblaščenih prejemnikov. Za izpolnitev te naloge morajo procesi in koda na ravni pogleda izvajati transformacije podatkov.

Standardi predstavitvene ravni tudi določajo, kako so grafike predstavljene. Za te namene se lahko uporablja format PICT, slikovni format, ki se uporablja za prenos grafike QuickDraw med programi. Druga oblika predstavitve je označena oblika slikovne datoteke TIFF, ki se običajno uporablja za bitne slike visoke ločljivosti. Naslednji standard predstavitvene plasti, ki se lahko uporablja za grafiko, je standard JPEG.

Obstaja še ena skupina standardov ravni predstavitve, ki določajo predstavitev zvoka in filmov. To vključuje vmesnik za elektronske glasbene instrumente (MIDI) za digitalno predstavitev glasbe, ki ga je razvila Motion Picture Experts Group standarda MPEG.

Predstavitveni protokoli: AFP - Apple Filing Protocol, ICA - Independent Computing Architecture, LPP - Lightweight Presentation Protocol, NCP - NetWare Core Protocol, NDR - Network Data Representation, XDR - eXternal Data Representation, X.25 PAD - Packet Assembler/Disassembler Protocol.

sloj seje

Plast seje sejo plast) model zagotavlja vzdrževanje komunikacijske seje, kar aplikacijam omogoča dolgotrajno interakcijo med seboj. Sloj upravlja ustvarjanje/prekinitev seje, izmenjavo informacij, sinhronizacijo opravil, določanje pravice do prenosa podatkov in vzdrževanje seje v obdobjih nedejavnosti aplikacije.

Protokoli sej: ADSP, ASP, H.245, ISO-SP (OSI Session Layer Protocol (X.225, ISO 8327)), iSNS, L2F, L2TP, NetBIOS, PAP (Password Authentication Protocol), PPTP, RPC, RTCP, SMPP, SCP (protokol za nadzor seje), ZIP (protokol informacij o območju), SDP (neposredni protokol vtičnic)..

transportni sloj

Transportna plast prevoz plast) model je zasnovan tako, da zagotavlja zanesljiv prenos podatkov od pošiljatelja do prejemnika. Hkrati se lahko stopnja zanesljivosti razlikuje v širokem razponu. Obstaja veliko razredov protokolov transportne plasti, od protokolov, ki zagotavljajo samo osnovne transportne funkcije (na primer funkcije prenosa podatkov brez potrditve), do protokolov, ki zagotavljajo, da je več podatkovnih paketov dostavljenih na cilj v pravilnem zaporedju, multipleksiranje več podatkov tokov, zagotoviti mehanizem nadzora pretoka podatkov in jamčiti veljavnost prejetih podatkov. Na primer, UDP je omejen na nadzor celovitosti podatkov znotraj enega datagrama in ne izključuje možnosti izgube celotnega paketa ali podvajanja paketov, kar moti vrstni red prejemanja podatkovnih paketov; TCP zagotavlja zanesljiv neprekinjen prenos podatkov, ki izključuje izgubo podatkov ali kršitev vrstnem redu njihovega prihoda ali podvajanja, lahko prerazporedi podatke, razdeli dele podatkov na fragmente in obratno, zlepi fragmente v en paket.

Protokoli transportne plasti: ATP, CUDP, DCCP, FCP, IL, NBF, NCP, RTP, SCTP, SPX, SST, TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).

omrežni sloj

Omrežna plast omrežje plast) modeli so zasnovani za določanje načina prenosa podatkov. Odgovoren za prevajanje logičnih naslovov in imen v fizične, določanje najkrajših poti, preklapljanje in usmerjanje, sledenje težavam in »zastojem« v omrežju.

Protokoli omrežnega sloja usmerjajo podatke od vira do cilja. Naprave (usmerjevalniki), ki delujejo na tej ravni, pogojno imenujemo naprave tretje ravni (glede na številko ravni v modelu OSI).

Protokoli omrežne plasti: IP/IPv4/IPv6 (internetni protokol), IPX, X.25, CLNP (omrežni protokol brez povezave), IPsec (varnost internetnega protokola). Usmerjevalni protokoli - RIP, OSPF.

Povezavni sloj

Povezavni sloj podatke povezava plast) je zasnovan tako, da zagotavlja interakcijo omrežij preko fizičnega sloja in nadzor nad napakami, ki se lahko pojavijo. Podatke, prejete s fizičnega sloja, predstavljene v bitih, zapakira v okvirje, jih preveri za celovitost in po potrebi popravi napake (oblikuje ponovno zahtevo za poškodovan okvir) in ga pošlje omrežnemu sloju. Povezovalna plast lahko komunicira z eno ali več fizičnimi plastmi ter nadzoruje in upravlja to interakcijo.

Specifikacija IEEE 802 to raven deli na dve podnivoji: mediji dostop nadzor) ureja dostop do skupnega fizičnega okolja, LLC. nadzor logične povezave) zagotavlja storitev omrežnega sloja.

Na tej ravni delujejo stikala, mostovi in ​​druge naprave. Te naprave uporabljajo naslavljanje plasti 2 (po številki plasti v modelu OSI).

Protokoli povezovalnega sloja - ARCnet,ATMEthernet,Ethernet Automatic Protection Switching(EAPS),IEEE 802.2,IEEE 802.11wireless LAN,LocalTalk, (MPLS),Point-to-Point Protocol(PPP),Point-to-Point Protocol over Ethernet(PPPoE) ), StarLan, Token ring, zaznavanje enosmerne povezave (UDLD), x.25.

Fizični sloj

Fizična plast fizično plast) - nižja raven modela, ki določa način prenosa podatkov, predstavljenih v binarni obliki, iz ene naprave (računalnika) v drugo. Prenašajo električne ali optične signale v kabelski ali radijski eter ter jih ustrezno sprejemajo in pretvarjajo v podatkovne bite v skladu z metodami kodiranja digitalnih signalov.

Na tej ravni delujejo tudi vozlišča, repetitorji signalov in medijski pretvorniki.

Funkcije fizičnega sloja so implementirane na vseh napravah, povezanih v omrežje. Na strani računalnika funkcije fizične plasti izvaja omrežni adapter ali serijska vrata. Fizična plast se nanaša na fizične, električne in mehanske vmesnike med dvema sistemoma. Fizična plast definira takšne vrste medijev za prenos podatkov, kot so vlakna, sukani par, koaksialni kabel, satelitska podatkovna povezava itd. Standardne vrste omrežnih vmesnikov, povezanih s fizično plastjo, so: V.35, RS-232, RS-485, Priključki RJ-11, RJ-45, AUI in BNC.

Protokoli fizičnega sloja: IEEE 802.15 (Bluetooth),IRDA,EIARS-232,EIA-422,EIA-423,RS-449,RS-485,DSL,ISDN,SONET/SDH,802.11Wi-Fi,Etherloop,radijski vmesnik GSMUm ,ITU in ITU-T,TransferJet,ARINC 818,G.hn/G.9960.

Družina TCP/IP

Družina TCP / IP ima tri transportne protokole: TCP, popolnoma skladen z OSI, ki zagotavlja preverjanje prejema podatkov; UDP, ki ustreza transportnemu sloju le s prisotnostjo vrat, ki zagotavlja izmenjavo datagramov med aplikacijami, ne zagotavlja prejema podatkov; in SCTP, ki je bil razvit za odpravo nekaterih pomanjkljivosti TCP in dodaja nekaj novih funkcij. (V družini TCP/IP je še približno dvesto drugih protokolov, od katerih je najbolj znan servisni protokol ICMP, ki se interno uporablja za zagotavljanje delovanja; ostali prav tako niso transportni protokoli.)

Družina IPX/SPX

V družini IPX/SPX se v protokolu omrežnega sloja IPX pojavijo vrata (imenovana vtičnice ali vtičnice), ki omogočajo izmenjavo datagramov med aplikacijami (operacijski sistem rezervira nekaj vtičnic zase). Protokol SPX pa dopolnjuje IPX z vsemi drugimi zmogljivostmi transportnega sloja v popolni skladnosti z OSI.

IPX za naslov gostitelja uporablja identifikator, sestavljen iz štiribajtne omrežne številke (ki jo dodelijo usmerjevalniki) in naslova MAC omrežne kartice.

TCP/IP model (5 plasti)

Raven aplikacije (5) (plast aplikacije) ali aplikacijska plast zagotavlja storitve, ki neposredno podpirajo uporabniške aplikacije, kot so programska oprema za prenos datotek, dostop do baze podatkov, e-pošta, storitev registracije strežnika. Ta raven ureja vse druge ravni. Na primer, če uporabnik dela z Excelovimi preglednicami in se odloči shraniti delovno datoteko v svoj imenik na omrežnem datotečnem strežniku, potem aplikacijski sloj zagotovi, da se datoteka premakne iz službenega računalnika na omrežni pogon pregledno za uporabnika.

Transport (4) sloj (Transport Layer) zagotavlja dostavo paketov brez napak in izgub ter v želenem zaporedju. Prav tako razdeli poslane podatkovne bloke v pakete in obnovi prejete podatke iz paketov. Paketi se lahko dostavljajo z ali brez povezave (virtualni kanal). Transportna plast je meja in povezava med zgornjimi tremi, ki so zelo specifične za aplikacijo, in tremi spodnjimi plastmi, ki so zelo specifične za omrežje.

Omrežni (3) sloj (omrežni sloj) je odgovoren za naslavljanje paketov in prevajanje logičnih imen (logičnih naslovov, kot so naslovi IP ali naslovi IPX) v (in obratno) naslove MAC fizičnega omrežja. Na isti ravni je rešen problem izbire poti (poti), po kateri se paket dostavi do cilja (če je v omrežju več poti). Na ravni omrežja delujejo kompleksne vmesne omrežne naprave, kot so usmerjevalniki.

Sloj kanala (2) ali sloj podatkovne povezave je odgovoren za oblikovanje paketov (okvirjev) standardnega tipa za to omrežje (Ethernet, Token-Ring, FDDI), vključno z začetnim in končnim kontrolnim poljem. Tukaj se izvaja tudi nadzor dostopa do omrežja, napake pri prenosu se zaznajo z izračunom kontrolnih vsot, napačni paketi pa se ponovno pošljejo prejemniku. Povezovalna plast je razdeljena na dve podplasti: zgornji LLC in spodnji MAC. Vmesne omrežne naprave, kot so stikala, delujejo na ravni povezave.

Fizična (1) plast (fizična plast)- to je najnižja raven modela, ki je odgovorna za kodiranje prenesenih informacij v ravni signala, sprejete v uporabljenem prenosnem mediju, in povratno dekodiranje. Opredeljuje tudi zahteve za priključke, konektorje, električno ujemanje, ozemljitev, zaščito pred motnjami itd. Na fizični ravni delujejo omrežne naprave, kot so oddajniki-sprejemniki, repetitorji in repetitorska vozlišča.

Osnovni EMIS je model, ki ga je ISO sprejel za opis splošnih principov interakcije med informacijskimi sistemi. EMWOS priznavajo vse mednarodne organizacije kot osnovo za standardizacijo protokolov informacijskih omrežij.

V EMWOS se informacijsko omrežje obravnava kot niz funkcij, ki so razdeljene v skupine, imenovane stopnje. Razdelitev na ravni vam omogoča spreminjanje sredstev za izvajanje ene ravni brez prestrukturiranja sredstev drugih ravni, kar močno poenostavi in ​​zmanjša stroške nadgradnje orodij z razvojem tehnologije.

EMOS vsebuje sedem nivojev. Spodaj so njihove številke, imena in funkcije.

7. stopnja - uporabljeno (Aplikacija): vključuje kontrole aplikacijskega procesa; ti procesi se lahko združujejo za izvajanje dodeljenih nalog, izmenjavo podatkov med seboj. Z drugimi besedami, na tem nivoju se določijo in oblikujejo v bloke tisti podatki, ki naj bi se prenašali po omrežju. Raven vključuje na primer takšna sredstva za interakcijo aplikacijskih programov, kot je sprejemanje in shranjevanje paketov v "poštnih nabiralnikih" (mail-box).

6. stopnja - predstavnik (predstavitev): implementirane so funkcije predstavitve podatkov (kodiranje, oblikovanje, strukturiranje). Na tej ravni se na primer podatki, dodeljeni za prenos, pretvorijo iz kode EBCDIC v ASCII in tako naprej.

5. stopnja - seja (Session): je zasnovan za organizacijo in sinhronizacijo dialoga, ki ga vodijo objekti (postaje) omrežja. Na tej ravni se določi vrsta komunikacije (dupleks ali pol-dupleks), začetek in konec nalog, zaporedje in način izmenjave zahtev in odgovorov medsebojno delujočih partnerjev.

4. stopnja - transport (Transport): zasnovan za upravljanje kanalov od konca do konca v omrežju za prenos podatkov; ta plast zagotavlja komunikacijo med končnimi točkami (v nasprotju z naslednjo omrežno plastjo, ki zagotavlja prenos podatkov prek vmesnih omrežnih komponent). Funkcije transportnega sloja vključujejo multipleksiranje in demultipleksiranje (sestavljanje-razstavljanje paketov), ​​odkrivanje in odpravljanje napak pri prenosu podatkov, implementacija naročenega nivoja storitve (na primer naročena hitrost in zanesljivost prenosa). Na transportni ravni se paketi običajno imenujejo segmenti.

3. raven - omrežje (omrežje): na tem nivoju se nadzoruje prenos paketov preko vmesnih vozlišč in omrežij, nadzoruje se obremenitev omrežja z namenom preprečevanja preobremenitev, ki negativno vplivajo na delovanje omrežja, usmerjanje paketi, tj. opredelitev in implementacija poti, po katerih se paketi prenašajo. Usmerjanje se zmanjša na definiranje logičnih kanalov. Logična povezava je navidezna povezava med dvema ali več entitetami omrežne plasti, ki omogoča izmenjavo podatkov med temi entitetami. Koncept logičnega kanala ne ustreza nujno neki fizični povezavi linij za prenos podatkov med povezanimi točkami. Ta koncept je uveden zaradi abstrahiranja od fizične izvedbe povezave.

2. raven - kanal (povezava, sloj podatkovne povezave): zagotavlja storitve za izmenjavo podatkov med logičnimi objekti predhodne omrežne plasti in izvaja funkcije, povezane z oblikovanjem in prenosom okvirjev, odkrivanjem in odpravljanjem napak, ki se pojavijo na naslednji, fizični plasti. okvir se imenuje paket povezovalnega sloja, saj je lahko paket v prejšnjih slojih sestavljen iz enega ali več okvirjev. V LAN so funkcije povezovalnega sloja razdeljene na dva podsloja: nadzor dostopa do kanala(MAC - Medium Access Control) in nadzor logičnega kanala ( LLC - Nadzor logične povezave). Podsloj LLC vključuje nekatere funkcije povezovalnega sloja, ki niso povezane z značilnostmi prenosnega medija. Podsloj MAC omogoča dostop do podatkovnega kanala.

1. stopnja - fizično (fizično): zagotavlja mehanska, električna, funkcionalna in postopkovna sredstva za vzpostavljanje, vzdrževanje in sproščanje logičnih povezav med entitetami povezav; izvaja funkcije prenosa podatkovnih bitov preko fizičnih medijev. Na fizičnem nivoju so informacije predstavljene v obliki električnih ali optičnih signalov, transformacije valovnih oblik in izbrani parametri fizičnih medijev za prenos podatkov.

V posebnih primerih je morda treba implementirati le del teh funkcij, potem pa je v omrežju na voljo le del ravni. Torej v preprostih (nerazvejanih) omrežjih LAN ni potrebe po zmogljivostih omrežne in transportne plasti.

Pri uporabi pride do prenosa podatkov prek obsežnih omrežij inkapsulacija/dekapsulacija kosov podatkov. Tako se sporočilo, ki prispe na transportno plast, razdeli na segmente, ki prejmejo glave in se prenesejo na omrežno plast.Na omrežni plasti se segment lahko razdeli na dele (pakete), če omrežje ne podpira prenosa segmentov. kot celota. Paket je opremljen z lastno omrežno glavo (tj. segmenti so enkapsulirani v pakete). Pri prenosu med vozlišči v vmesnem lokalnem omrežju bo morda treba razdeliti pakete v okvirje (tj. enkapsulirati pakete v okvirje). V sprejemnem vozlišču se segmenti dekapsulirajo in prvotno sporočilo se obnovi.

Vstopnica številka 9

1. Metode dostopa v lokalnih omrežjih

Lokalno omrežje vključuje nekaj deset, redkeje stotine računalnikov, ki jih združuje medij za prenos podatkov, skupen vsem vozliščem. Eden od tipičnih medijev za prenos podatkov v omrežju LAN je kos (segment) koaksialnega kabla. Vozlišča (podatkovne postaje) so nanj povezana prek opreme za zaključek podatkovnega kanala, ki so lahko računalniki in periferna oprema, ki si jih delijo vozlišča. Ker je medij za prenos podatkov skupen, zahteve za omrežne izmenjave pa se za vozlišča pojavljajo asinhrono, se pojavi problem deljenja skupnega medija med več vozlišči, z drugimi besedami, problem zagotavljanja dostopa do omrežja.

Dostop do omrežja pokličite interakcijo omrežnega vozlišča z medijem za prenos podatkov za izmenjavo informacij z drugimi vozlišči. Nadzor dostopa do medija je vzpostavitev zaporedja, v katerem so vozlišča pooblaščena za dostop do medija. Pooblastilo se nanaša na pravico do sprožitve določenih dejanj, ki so dinamično podeljena objektu, kot je podatkovna postaja v informacijskem omrežju.

Metode dostopa so lahko naključne ali deterministične. Glavna uporabljena metoda naključnega dostopa je metoda Večkratni dostop zaznavanja nosilca z zaznavanjem trkov(MDKN/OK). Angleško ime metode je Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). Ta metoda temelji na nadzoru nosilca v liniji za prenos podatkov (na sledenju prisotnosti električnih nihanj v liniji) in odpravi kolizij, ki nastanejo zaradi poskusov hkratnega zagona prenosa dveh ali več postaj. Izločanje se izvede tako, da se prekine prenos konfliktnih vozlišč in ponovijo poskusi zajetja linije s strani vsakega od teh vozlišč po naključnem časovnem obdobju.

MDCH/OK je decentraliziran način oddajanja. Vsa vozlišča imajo enake pravice za dostop do omrežja. Vozlišča, ki imajo podatke za prenos po omrežju, spremljajo stanje podatkovne povezave. Če je vod prost, potem v njem ni električnih nihanj. Vozlišče, ki želi začeti prenos, potem ko je bilo zaznano v določenem trenutku t 1 brez zadržkov, zajame prosto linijo, tj. prejme pooblastilo za uporabo linije. Katera koli druga postaja, ki želi takrat začeti oddajanje t 2 > t 1 ob odkritju električnih nihanj v liniji odložite prenos do trenutka t + t d, kje t d- zamuda.

Razlikujte med obstojnim in neobstojnim MDCN/OK glede na to, kako je definiran t d. V prvem primeru se poskus zajetja kanala zgodi takoj po sprostitvi, kar je sprejemljivo, ko je obremenitev omrežja majhna. Ob opazni obremenitvi je verjetno, da bo več postaj zahtevalo dostop do omrežja takoj, ko bo le-to prosto, zato bodo trki pogosti. Zato se običajno uporablja neobstojen MDTC/OK, pri katerem je zakasnitev t d je naključna spremenljivka.

Med delovanjem omrežja vsaka postaja analizira naslovni del okvirjev, ki se prenašajo po omrežju, da zazna in sprejme okvirje, ki so ji namenjeni.

riž. 4.1. Algoritmi dostopa po metodi MDCS/OK

Na sl. 4.1 prikazuje algoritme za sprejem in prenos podatkov v enem od vozlišč z MDKN / OK.

Konflikti (spopadi) se zgodi, ko dve ali več vozlišč "hkrati" poskuša pridobiti linijo. Koncept "hkratnosti dogodkov" v povezavi s končnostjo hitrosti širjenja signalov vzdolž črte je opredeljen kot razdalja dogodkov v času za največ 2 d klical trkovno okno, kje d- čas prehoda signalov vzdolž linije med konfliktnimi vozlišči. Če je katera koli vozlišča začela prenos v oknu trkov, potem superpozicija signalov teh vozlišč drug na drugega povzroči širjenje popačenih podatkov po omrežju. To popačenje se uporablja za odkrivanje konfliktov. To lahko storimo tako, da v oddajniku primerjamo podatke, oddane v linijo (nepopačene) in prejete iz nje (popačene), ali s pojavom komponente enosmerne napetosti v liniji. Slednje je posledica dejstva, da Manchestrska koda, ki se uporablja za predstavitev podatkov, nima konstantne komponente, ki pa se pojavi, ko je popačena. Ko zazna konflikt, mora vozlišče o tem obvestiti konfliktnega partnerja s pošiljanjem dodatnega signala zastojev, nato pa naj postaje za nekaj časa odložijo poskuse vstopa v linijo. t d. Očitno je, da vrednote t d mora biti drugačen za postaje, vpletene v konflikt; zato t d- naključna vrednost. Njegovo matematično pričakovanje bi se moralo povečevati, ko se povečuje število zaporednih neuspešnih poskusov zajetja črte.

Med determinističnimi načini dostopa do omrežja za prenos podatkov je dodatki za markerje. Označevalne metode temeljijo na prenosu pooblastila za prenos na eno od omrežnih vozlišč s posebnim informacijskim objektom, imenovanim marker.

Uporablja se več vrst metod dostopa do markerjev. Na primer, v relejna metoda posredovanje žetona poteka po prednostnem vrstnem redu; na način selektorska anketa(kvantiziran prenos) strežnik anketira podatkovne postaje in posreduje pooblastilo eni od tistih postaj, ki so pripravljene na prenos. V obročnih omrežjih enakovrednih se široko uporablja dostop s taktnim žetonom, pri katerem žeton kroži po obroču in ga postaje uporabljajo za prenos svojih podatkov.

2. Kompleksni avtomatizirani sistemi. Tehnologija EPD

Celostna avtomatizacija projektiranja uvaja temeljne spremembe v tehnologiji projektiranja, od priprave začetnih podatkov, predstavitve referenčnih in informacijskih gradiv, metod reševanja in vrednotenja do končnih operacij, to je do izdelave in reprodukcije projektnih predračunov.

Trenutno ima precejšnje število oblikovalskih inštitutov v državi že izkušnje z uporabo programov za avtomatizacijo. posamezne stopnje v procesu oblikovanja. Izkušnje integrirane avtomatizacije načrtovanja se še izpopolnjujejo, zato stabilne metode in postopki za takšno načrtovanje še niso v celoti razviti. Prehodna povezava med uporabo zasebnih programov in celostno avtomatizacijo projektantskega procesa pa so računalniško podprte procesne linije (TLP), ki se razvijajo v številnih raziskovalnih inštitutih pri nas in v tujini. TLP združuje več skupno delovne skupine (ekipe) računalniško podprtega projektiranja Glavna naloga TLP je izboljšanje kakovosti projektantskih predračunov in produktivnosti projektantov.

Pri razvoju projektov lahko TLP izvede določen sklop oblikovalskih del. Hkrati ima struktura TLP dva podsistema: projektiranje in zagotavljanje. Projektantski podsistemi so neposredno vključeni v procese razvoja projekta, izvajalci pa v tehnološko pripravo procesov računalniško podprtega projektiranja (slika II.7).

Organizacija, vodenje in načrtovanje procesa oblikovanja v TLP se izvaja z uporabo razvitih tehnoloških zemljevidov, ki imajo naslednje tri vrste: tehnološke karte oblikovanje (TCH), izvršni diagrami poteka (ITC) in organizacijski diagrami poteka (OTC). Glavni pri sestavljanju tehnologije načrtovanja toka za TLP je TCH (tabela II.3), ki je sestavljen v procesu analize vseh operacij, izvedenih na proizvodni liniji, z opredelitvijo časa načrtovanja in stroškov dela na vsaki stopnji.

Osnova za organizacijo procesa načrtovanja je oddelek za nadzor kakovosti (tabela A.4), ki je namenjen podajanju informacij o razpoložljivosti programske opreme in seznamu projektantskih operacij, ki sestavljajo obravnavani proces načrtovanja.

TLP uporablja kompleks tehničnih sredstev, vključno z računalniškim sistemom, organizacijsko opremo in komunikacijskimi sredstvi.

Ena prvih v naši državi je bila proizvodna linija za oblikovanje nosilnih okvirjev civilnih zgradb na osnovi serije II-04-KORT ​​​​(ortogonalni okvir).

EPD-tehnologije (Electronic Product Definition). V skladu s pristopom EPD so vse informacije v zvezi z enim izdelkom strukturirane po vrsti, namenu in vezane na zaporedje tehnoloških proizvodnih procesov (poleg tega v skladu s strukturo samega izdelka). Tehnologija EPD zagotavlja razvoj in vzdrževanje elektronskega informacijskega modela v celotnem življenjskem ciklu izdelka (vključno s trženjem, idejno in podrobno zasnovo, tehnološko pripravo, proizvodnjo, delovanjem, popravilom in odlaganjem)

Vstopnica številka 10

Različice CAD

Razvrstitev CAD se izvaja po številnih merilih, na primer glede na uporabo, namen, obseg (kompleksnost nalog, ki jih je treba rešiti), naravo osnovnega podsistema - jedra CAD.

Aplikacije Najbolj reprezentativne in široko uporabljene so naslednje skupine CAD:

• CAD za uporabo v splošni inženirski industriji. Pogosto jih imenujemo mehanski sistemi CAD ali sistemi MCAD (Mechanical CAD);
• CAD za radijsko elektroniko: sistemi ECAD (Electronic CAD) ali EDA (Electronic Design Automation);
• CAD na področju arhitekture in gradbeništva.

Poleg tega je znano veliko število specializiranih sistemov CAD, ki so bodisi razvrščeni v navedene skupine bodisi predstavljajo samostojno vejo klasifikacije. Primeri takih sistemov so CAD za velika integrirana vezja (LSI); zrakoplov CAD; CAD električni stroji itd.

Za predvideni namen razlikovati med CAD ali podsistemi CAD, ki zagotavljajo različne vidike (stratume) oblikovanja. Tako se zgoraj obravnavani sistemi CAE/CAD/CAM pojavljajo kot del MCAD.

Po obsegu razlikovati med ločenimi programsko-metodološkimi kompleksi (PMC) CAD, na primer: kompleks za analizo trdnosti mehanskih izdelkov po metodi končnih elementov (MKE) ali kompleks za analizo elektronskih vezij; sistemi PMK; sistemi z edinstveno arhitekturo ne samo programske (software), ampak tudi tehnične (strojne) podpore.

Glede na naravo osnovnega podsistema ločimo naslednje vrste CAD:

1. CAD na osnovi podsistema računalniške grafike in geometrijskega modeliranja. Ti CAD sistemi so osredotočeni na aplikacije, kjer je glavni postopek načrtovanja projektiranje, to je definiranje prostorskih oblik in relativne lege objektov. V to skupino sistemov spada večina CAD s področja strojništva, zgrajenih na osnovi grafičnih jeder.

Trenutno so razširjena poenotena grafična jedra, ki se uporabljajo v več kot enem sistemu CAD (jedra Parasolid podjetja EDS Urographies in ACIS podjetja Intergraph).

2. CAD na osnovi DBMS. Osredotočeni so na aplikacije, v katerih se velika količina podatkov obdeluje z relativno enostavnimi matematičnimi izračuni. Takšne CAD sisteme najdemo predvsem v tehničnih in ekonomskih aplikacijah, na primer pri oblikovanju poslovnih načrtov, najdemo pa jih tudi pri načrtovanju objektov, kot so nadzorne plošče v sistemih za avtomatizacijo.

3. CAD na podlagi posebnega paketa aplikacij. Pravzaprav so to avtonomno uporabljeni PMC, na primer simulacijsko modeliranje proizvodnih procesov, izračun trdnosti s FEM, sinteza in analiza avtomatskih krmilnih sistemov itd. Takšni CAD sistemi se pogosto imenujejo sistemi StrAU. Primeri so programi za logično načrtovanje, ki temeljijo na jeziku VHDL, matematični paketi, kot je MathCAD.

4. Kompleksni (integrirani) CAD, sestavljen iz nabora podsistemov prejšnjih vrst. Tipični primeri kompleksnih CAD sistemov so CAE / CAD / CAM sistemi v strojništvu ali CAD BIS. Tako CAD LSI vključuje DBMS in podsisteme za načrtovanje komponent, shematskih, logičnih in funkcionalnih vezij, topologijo kristalov, teste za testiranje ustreznosti izdelkov. Za upravljanje tako kompleksnih sistemov se uporabljajo specializirana sistemska okolja.

Komunikacija je skupek omrežij in komunikacijskih storitev (slika 9.12). Telekomunikacijska storitev je skupek naprav, ki zagotavlja predstavitev storitev uporabnikom. Sekundarna omrežja zagotavljajo transport, preklapljanje signalov v telekomunikacijskih storitvah, primarna omrežja zagotavljajo sekundarne kanale. Sestavni del pripadajoča storitev je terminalska oprema, ki se nahaja pri uporabniku.

Primer storitve je telefonska storitev. Zagotavlja telefonske storitve, prenos podatkov itd.

Treba je opozoriti, da se pojma storitev in storitev v literaturi razlagata dvoumno. Tako se prenos podatkov po telefonskih omrežjih (z uporabo telefonske storitve) pogosto obravnava kot storitev prenosa podatkov po telefonskih kanalih. Iz tega sledi, da takoj, ko lastnik telefona poveže svoj računalnik z modemom v telefonsko omrežje, se storitev pojavi. Bolj logično se nam zdi opredeliti, kdaj pod storitvijo prenosa podatkov razumemo komunikacijski sistem, ustvarjen posebej za prenos podatkov, tj. nabor strojne in programske opreme, metode obdelave, distribucije in prenosa podatkov.

Hkrati lahko podatkovna storitev zagotavlja tudi telefonske storitve. Je del dokumentarnih telekomunikacijskih storitev (DES), ki zagotavljajo izmenjavo (prenos) različnih netelefonskih informacij. V strukturi storitev DES so skladno s tem tudi telegrafske storitve in časopisni prenosi, telematika. Vsaka storitev ima lahko številne uporabe, ki so z vidika uporabnika razvrščene kot storitve.

Izmenjava informacij v vseh telekomunikacijskih storitvah mora potekati po določenih, vnaprej določenih pravilih. Ta pravila (standarde) so razvile številne mednarodne telekomunikacijske organizacije.

Tako je leta 1978 Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO) ustanovila pododbor SC16, katerega naloga je bila razviti mednarodne standarde za medsebojno povezovanje odprtih sistemov. Izraz "odprt sistem" je pomenil sistem, ki lahko komunicira s katerim koli drugim, ki izpolnjuje zahteve odprtega sistema. Odprt je, ko je v skladu z referenčnim modelom povezovanja odprtih sistemov (OSI). Referenčni model OSI je najsplošnejši opis strukture gradnje standardov. Določa razmerje med posameznimi standardi in daje osnovo za omogočanje vzporednega razvoja številnih standardov, ki jih zahteva OSI.

Vendar mora standard OSI definirati ne le referenčni model, ampak tudi določen nabor storitev, ki zadovoljujejo referenčni model, kot tudi nabor protokolov, ki zadovoljujejo storitve, za katere so zasnovani (slika 9.13). V tem primeru se protokol razume kot dokument, ki določa postopke in pravila za interakcijo istoimenskih ravni sistemov, ki delujejo drug z drugim.

Kot referenčni model je bil leta 1983 odobren sedemstopenjski model (slika 9.14), v katerem so vsi procesi, ki jih izvaja odprt sistem, razdeljeni na medsebojno podrejene ravni. Sloj z nižjo številko zagotavlja storitve zgornjemu sloju, ki meji nanj, in za to uporablja storitve spodnjega sloja, ki meji nanj. Najvišja (7) raven samo porablja storitve, najnižja (1) pa le te zagotavlja.

riž. 9.14. Struktura referenčnega modela OSI

V sedemstopenjskem modelu so protokoli spodnjih ravni (1-3) osredotočeni na prenos informacij, zgornji ravni (5-7) - na obdelavo informacij. Protokoli transportnega sloja so včasih v literaturi posebej izločeni, saj niso neposredno povezani s prenosom informacij. Vendar pa je ta raven (4) po svojih funkcijah bližje trem nižjim stopnjam (1-3) kot zgornjim trem (5-7). Zato ga bomo v prihodnje imenovali nižji nivo.

Naloga vseh sedmih nivojev je zagotoviti zanesljivo interakcijo med aplikacijskimi procesi. Pri tem aplikativne procese razumemo kot procese vnosa, shranjevanja, obdelave in izdajanja informacij za potrebe uporabnika. Vsak nivo opravlja svojo nalogo. Vendar ravni varujejo in preverjajo delo druga druge.

Protokoli višje ravni (5-7).Aplikacijska (uporabniška) raven je glavna, zavoljo nje obstajajo vse druge ravni. Imenuje se aplikacija, ker z njo komunicirajo aplikacijski procesi sistema, ki morajo rešiti neko težavo skupaj z aplikacijskimi procesi, ki se nahajajo v drugih odprtih sistemih. Aplikativni nivo referenčnega modela OSI določa semantično vsebino informacij, ki si jih izmenjujejo odprti sistemi v procesu skupnega reševanja nekega vnaprej znanega problema.

Šesta stopnja se imenuje predstavitveni nivo. V bistvu določa postopek za predstavitev prenesenih informacij v želeni omrežni obliki. To je posledica dejstva, da omrežje združuje različne končne točke (na primer različne računalnike). Če bi bile vse končne točke v omrežju iste vrste, potem uvedba predstavitvene plasti ne bi bila potrebna. Torej, v omrežju, ki združuje računalnike različnih vrst, morajo imeti informacije, ki se prenašajo po omrežju, določeno enotno obliko predstavitve. To je oblika, ki jo določa protokol šeste ravni.

Pokliče se naslednja peta plast protokolov raven seje, ali sejo. Njegov glavni namen je organizacija načinov interakcije med aplikacijskimi procesi - povezava aplikacijskih procesov za njihovo interakcijo, organizacija prenosa informacij med procesi med interakcijo in "ločevanje" procesov.

Potem so tu še štirje protokoli najnižje makro ravni. Glavni namen protokolov nižja raven se spušča v hiter in zanesljiv pretok informacij. Zato se protokoli nižje plasti včasih imenujejo protokoli transportnega omrežja. Dostop do prometnega omrežja se izvaja preko ti pristanišča. Vsak proces ima svoja vrata. Uporabniški podatki pred vstopom v transportno omrežje prejmejo glavo procesa, ki jih je generiral.Transportno omrežje zagotavlja prenos uporabniških informacij z glavo procesa (sporočila) do naslovnika, pri čemer za to uporablja protokole nižje ravni.

Protokoli nizke ravni (1-4).Četrtič transportni sloj v Model OSI služi za posredovanje sporočil med dvema medsebojno delujočima sistemoma z uporabo osnovnih plasti. Ta plast prejme nek blok podatkov od nadrejenega in mora zagotoviti njihov transport po komunikacijskem omrežju do oddaljenega sistema. Ravni nad transportno ne upoštevajo posebnosti omrežja, po katerem se prenašajo podatki, »poznajo« le oddaljene sisteme, s katerimi komunicirajo. Transportna plast mora "vedeti", kako omrežje deluje, kakšne velikosti podatkovnih blokov sprejema itd.

Naslednje tri nižje plasti določajo delovanje omrežnega vozlišča. Protokoli teh plasti služijo tako imenovanemu transportnemu omrežju. Kot vsak transportni sistem tudi to omrežje prenaša informacije, ne da bi nas zanimala njihova vsebina. glavna naloga to omrežje - hitro in zanesljivo posredovanje informacij.

Glavna naloga tretji (omrežni) nivo - usmerjanje sporočil, poleg tega zagotavlja upravljanje pretoka informacij, organizacijo in vzdrževanje transportnih kanalov ter upošteva tudi opravljene storitve.

Krmilna plast povezave(drugi nivo) ali kanal je skupek postopkov in metod za upravljanje kanala za prenos podatkov (vzpostavljanje povezave, vzdrževanje in prekinitev povezave), organiziran na podlagi fizične povezave, omogoča odkrivanje in odpravljanje napak.

Tabela 9.1. Funkcije, ki jih izvajajo sistemske plasti

številka stopnje	Ime ravni	Funkcije, ki jih izvaja sloj
	Uporabljeno	Zastopanje ali poraba informacijskih virov. Upravljanje aplikacij
	Predstavnik	Reprezentacija (interpretacija) pomena (pomena) informacij, ki jih vsebujejo uporabljeni procesi
	sejo	Organizacija in vodenje sej interakcije med aplikacijskimi procesi
	Transport	Prenos na kakršen koli način kodiranih nizov informacij
	omrežje	Usmerjanje in preklapljanje informacij, nadzor pretoka podatkov
	kanalizirano	Vzpostavljanje, vzdrževanje in prekinitev povezave
	Fizično	Fizikalne, mehanske in funkcionalne lastnosti kanalov

Fizično(prvi) raven zagotavlja neposredno povezavo s prenosnim medijem. Določa mehanske in električne značilnosti, potrebne za povezavo, vzdrževanje povezave in odklop fizičnega vezja (kanala). Tu so definirana pravila za prenos vsakega bita skozi fizični kanal. Kanal lahko prenaša več bitov hkrati (vzporedno) ali zaporedno, kot se to zgodi v serijskih vratih RS232.

kratek opis stopnje so podane v tabeli. 9.1.

Referenčni model OSI je priročno orodje za vzporedni razvoj standardov za medsebojno povezovanje odprtih sistemov. Opredeljuje le koncept izgradnje in medsebojnega povezovanja standardov med seboj in lahko služi kot osnova za standardizacijo na različnih področjih prenosa, shranjevanja in obdelave informacij.

Razdelitev na ravni je zelo priročna in omogoča naslednje: - poenostavitev zasnove omrežja in strukturiranje njegovih funkcij - razširitev nabora aplikacij, osredotočenih na uporabnike omrežja; − zagotoviti rast omrežja v procesu njegovega razvoja. V svetu je najbolj priljubljena odprta omrežna arhitektura, ki temelji na referenčnem modelu interakcije odprtih sistemov ali EMBOS (Open Systems Interconnection / Reference Model), ali na kratko model OSI (OSI). Ta sedemplastni model sta leta 1977 skupaj razvila ISO in CCITT (sodobno ime ITU-T).

riž. Omrežni standardi IEEE 802

standardi IEEE 802 Omrežne protokole in standarde, ki pokrivajo dve nižji plasti modela I (fizično in povezovalno), je razvil odbor IEEE 880.

(skrajšano kot IEEE 802). Razširjenih je bilo več različnih metod za izdelavo teh nivojev. Poleg tega ima povezovalna plast le svojo nižjo podplast - MAC (nadzor dostopa do medijev) - inen s fizično plastjo za organizacijo omrežnega standarda. Tako protokoli podplasti (povezavne plasti) LLC in več visoke ravni 3, 4 itd. ostal neodvisen od omrežnih standardov, na sl. Na sliki 5.16 so navedeni glavni omrežni standardi IEEE 802. Opozoriti je treba, da je standard FDDI, čeprav ga je razvila druga organizacija, prav tako vključen v to skupino omrežnih standardov, saj je izdelan v popolni skladnosti z referenco OSI / IEEE 802. model.