Рівнем моделі взаємодії відкритих систем немає. Модель взаємодії відкритих систем (OSI)

Управління процесом передачі та обробки даних у мережі вимагає стандартизації наступних процедур:

· Виділення та звільнення ресурсів комп'ютерів та системи телекомунікації;

· Встановлення та роз'єднання з'єднань;

· маршрутизації, узгодження, перетворення та передачі даних;

· Контролю правильності передачі;

· Виправлення помилок та ін.

Зазначені завдання вирішуються за допомогою системи протоколів та стандартів, що визначають процедури взаємодії елементів мережі при встановленні зв'язку та передачі даних. Протокол- це набір правил та методів взаємодії об'єктів обчислювальної мережі.
Необхідність стандартизації протоколів важлива розуміння мережами одне одного за її взаємодії.
Протоколи для мереж - те саме, що мова для людей. Говорячи різними мовами, люди можуть не розуміти один одного, - також і мережі, які використовують різні протоколи. Від ефективності протоколів, їх надійності, простоти залежить те, наскільки ефективна і зручна робота людини в мережі.
Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO) розроблено систему стандартних протоколів, що отримала назву моделі взаємодії відкритих систем(OSI),часто звана також еталонної семирівневої логічною моделлювідкритих систем.
Відкрита система - система, доступна для взаємодії з іншими системами відповідно до прийнятих стандартів.
Ця система протоколів базується на поділі всіх процедур взаємодії на окремі дрібні рівні, для кожного з яких легше створити стандартні алгоритмиїх побудови.
Модель OSI є найзагальнішими рекомендаціями для побудови стандартів сумісних мережевих програмних продуктів, вона служить базою для виробників розробки сумісного мережевого устаткування. В даний час модель взаємодії відкритих систем є найбільш популярною мережевою архітектурною моделлю.
Загалом мережа повинна мати 7 функціональних рівнів

Прикладний рівень(application) - керуєзапуском програм користувача, їх виконанням, введенням-виведенням даних, керуванням терміналами, адміністративним керуванням мережею. На цьому рівні забезпечується надання користувачам різних послуг, пов'язаних із запуском програм. На цьому рівні функціонують технології, які є надбудовою над передачею даних.
Рівень вистави(Presentation)- інтерпретація та перетворення даних, що передаються в мережі, до виду, зручного для прикладних процесів. На практиці багато функцій цього рівня задіяні на прикладному рівні, тому протоколи рівня уявлень не набули розвитку і в багатьох мережах практично не використовуються.
Сеансовий рівень(session)- організація та проведення сеансів зв'язку між прикладними процесами (ініціалізація та підтримка сеансу між абонентами мережі, керування черговістю та режимами передачі даних). Багато функцій цього рівня в частині встановлення з'єднання та підтримки впорядкованого обміну даними на практиці реалізуються на транспортному рівнітому протоколи сеансового рівня мають обмежене застосування.
Транспортний рівень(Транспорт)- управління сегментуванням даних та транспортуванням даних від джерела до споживача (тобто обмін керуючою інформацією та встановлення між абонентами логічного каналу, забезпечення якості передачі даних). Протоколи транспортного рівня розвинені дуже і інтенсивно використовуються практично. Велика увагана цьому рівні приділено контролю достовірності інформації, що передається.
Мережевий рівень(Network)- управління логічним каналом передачі в мережі (адресація і маршрутизація даних). Кожен користувач мережі обов'язково використовує протоколи цього рівня та має свою унікальну мережеву адресу, яку використовують протоколи мережного рівня. На цьому рівні виконується структуризація даних – розбивка їх на пакети та присвоєння пакетам мережевих адрес.
Канальний рівень(data-link)- формування та управління фізичним каналом передачі даних між об'єктами мережного рівня (встановлення, підтримка та роз'єднання логічних каналів), забезпечення “прозорості” фізичних з'єднань, контролю та виправлення помилок передачі.
Фізичний рівень(physical)- встановлення, підтримання та розірвання з'єднань з фізичним каналом мережі. Управління виконується на рівні бітівцифрових (імпульси, їх амплітуда, форма) та аналогових (амплітуда, частота, фаза безперервного сигналу).

Блоки інформації, що передаються між рівнями, мають стандартний формат: заголовок (header), службова інформація, дані, кінцевик. Кожен рівень під час передачі блоку інформації нижчестоящему рівню забезпечує його заголовком. Заголовок вищестоящого рівня сприймається нижчестоящим як дані, що передаються.

Кошти кожного рівня відпрацьовують протокол свого рівня та інтерфейси із сусідніми рівнями.
Зазначені рівні управління можна за різними ознаками поєднувати в групи:
- рівні 1, 2 та частково 3 реалізуються здебільшого за рахунок апаратних засобів; верхні рівні з 4 по 7 та частково 3 забезпечуються програмними засобами;

Рівні 1 та 2 відповідальні за фізичні сполуки; рівні 3-6 зайняті організацією передачі, передачею та перетворенням інформації на зрозумілу для абонентської апаратури форму; рівень 7 забезпечує виконання прикладних програм користувача.

4. Стек протоколів. Інтерфейс. Характеристика стандартних стеків протоколів, які у сучасних мережах ЕОМ.

При надсиланні повідомлень обидва учасники мережного обміну повинні ухвалити безліч угод. Наприклад, вони повинні узгодити рівні та форму електричних сигналів, спосіб визначення довжини повідомлень, домовитися про методи контролю достовірності тощо. Іншими словами, угоди повинні бути прийняті для всіх рівнів, починаючи від найнижчого рівня передачі бітів до найвищого рівня, що деталізує, як інформація повинна бути інтерпретована. Такі формалізовані правила, що визначають послідовність та формат повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, що лежать на одному рівні, але в різних вузлах, називаються протоколами.

Ієрархічно організована сукупність протоколів, що вирішують завдання взаємодії вузлів мережі стеком комунікаційних протоколів.

Протоколи сусідніх рівнів, що знаходяться в одному вузлі, взаємодіють один з одним також відповідно до чітко визначених правил та за допомогою стандартизованих форматів повідомлень. Ці правила прийнято називати інтерфейс.Інтерфейс визначає набір послуг, які надає нижчележачий рівень.

Найважливішим напрямом стандартизації у сфері обчислювальних мереж є стандартизація комунікаційних протоколів. В даний час у мережах використовується велика кількість стеків комунікаційних протоколів. Найбільш популярні такі стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, OSI.

Всі ці стеки на нижніх рівнях - фізичному та канальному - використовують одні й ті ж добре стандартизовані протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI та ряд інших, які дозволяють задіяти в усіх мережах одну й ту саму апаратуру. Натомість на верхніх рівнях всі стеки працюють за своїми протоколами. Ці протоколи часто не відповідають рекомендованому моделлю OSI розбиття на рівні. Зокрема, функції сеансового та представницького рівня, як правило, поєднані із прикладним рівнем. Така невідповідність пов'язана з тим, що модель OSI з'явилася як результат узагальнення існуючих і реально використовуваних стеків, а не навпаки.

Стек OSI

На відміну від інших стеків протоколів, стек OSI повністю відповідає моделі OSI, він включає специфікації протоколів для всіх семи рівнів взаємодії, визначених у цій моделі. На нижніх рівнях стек OSI підтримує Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколи глобальних мереж, X.25 та ISDN, тобто використовує розроблені поза стеком протоколи нижніх рівнів, як і решта стеків. Протоколи мережного, транспортного та сеансового рівнів стеку OSIспецифіковані та реалізовані різними виробниками, але поширені поки що мало. Найбільш популярними протоколами стека OSI є прикладні протоколи. До них відносяться: протокол передачі файлів FTAM, протокол емуляції терміналу VTP, протоколи довідкової служби X.500, електронної пошти X.400 та ряд інших.

Протоколи стека OSI відрізняються складністю та неоднозначністю специфікацій. Ці властивості стали результатом загальної політики розробників стеку, які прагнули врахувати у своїх протоколах усі випадки та всі існуючі технології. До цього потрібно додати ще й наслідки великої кількості політичних компромісів, неминучих при прийнятті. міжнародних стандартівз такого злободенного питання, як побудова відкритих обчислювальних мереж.

Стек TCP/IP

Популярність цієї операційної системи призвела до поширення протоколів TCP, IP та інших протоколів стека. Сьогодні цей стек використовується для зв'язку комп'ютерів всесвітньої інформаційної мережі Internet, а також у величезній кількості корпоративних мереж.

Стек TCP/IP на нижньому рівні підтримує всі популярні стандарти фізичного та канального рівнів: для локальних мереж – це Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальних – протоколи роботи на аналогових комутованих та виділених лініях SLIP, PPP, протоколи територіальних мереж X.25 та ISDN.

Основними протоколами стека, що дали назву, є протоколи IP і TCP. Ці протоколи в термінології моделі OSI відносяться до мережного та транспортного рівня відповідно. IP забезпечує просування пакета по складовій мережі, а TCP гарантує надійність доставки.

За довгі роки використання в мережах різних країн та організацій стек TCP/IP увібрав у себе велику кількість протоколів прикладного рівня. До них відносяться такі популярні протоколи, як протокол пересилання файлів FTP, протокол емуляції терміналу telnet, поштовий протокол SMTP, який використовується в електронній пошті мережі Internet, гіпертекстові послуги WWW та багато інших.

Сьогодні стек TCP/IP є одним з найпоширеніших стеків транспортних протоколівобчислювальних мереж.

Стек IPX/SPX ( Novell) ( Internetwork Packet Exchange (IPX та Sequenced Packet Exchange, SPX),

Цей стек є оригінальним стеком протоколів фірми Novell, розробленим для мережної операційної системи NetWare ще на початку 80-х років. Популярність стека IPX/SPX безпосередньо пов'язана з операційною системою Novell NetWare, яка довгий часзберігала світове лідерство за кількістю встановлених систем.

Багато особливостей стека IPX/SPX обумовлені орієнтацією ранніх версійОС NetWare працювати у локальних мережах невеликих розмірів, які з персональних комп'ютерівіз скромними ресурсами. Протоколи стека IPX/SPX донедавна добре працювали в локальних мережах і не дуже - у великих корпоративних мережах, оскільки вони надто перевантажували повільні глобальні зв'язки широкомовними пакетами, які інтенсивно використовуються кількома протоколами цього стеку. Ця обставина, а також той факт, що стек IPX/SPX є власністю фірми Novell, і на його реалізацію потрібно отримувати ліцензію тривалий час обмежували його діяльність лише мережами NetWare.

Стек NetBIOS/SMB ( IBM та Microsoft )

Цей стек широко застосовується у продуктах компаній IBM та Microsoft. На його фізичному та канальному рівнях використовуються всі найпоширеніші протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI та інші. На верхніх рівнях працюють протоколи NetBIOS та SMB.

Протокол NetBIOS виконує багато корисних мережевих функцій, які можна віднести до мережного, транспортного та сеансового рівня моделі OSI, проте він не забезпечує можливість маршрутизації пакетів. Це обмежує застосування протоколу NetBIOS локальними мережами, які не розділені на підмережі, і унеможливлює його використання в складових мережах.

Протокол SMB(Server Message Block) виконує функції сеансового, представницького та прикладного рівнів. На основі SMB реалізується файлова служба, а також служби друку та надсилання повідомлень між програмами.

Подібна інформація.

На початку 80-х років низка міжнародних організацій розробила модель, яка відіграла значну роль у розвитку мереж. Ця модель називається моделлю взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection). Повний опис цієї моделі займає понад 1000 сторінок тексту.

Згідно моделі OSI весь процес взаємодії систем у мережі можна представити як ієрархію 7 рівнів:

7. Прикладний рівень (Application).

6. Представницький рівень (Presentation)

5. Сеансовий рівень (Sission).

4. Транспортний рівень (Transport). 3. Мережевий рівень (Network). 2. Канальний рівень (Data Link). 1. Фізичний рівень (Physical).

Перед подачею в мережу дані розбиваються на пакети, які часто називають кадрами. Пакет(кадр) - це елементарна порція інформації, що передається між вузлами мережі як єдине ціле. Пакет проходить через усі рівні, і кожен рівень додає до пакету заголовки – деяку службову інформацію. Коли пакет сягає фізичного рівня, він обростає заголовками всіх рівнів. Фізичний рівень передає пакет, разом із заголовками, лініями зв'язку машині-адресату.

Коли повідомлення через мережу надходить на машину-адресат, воно приймається її фізичним рівнем і послідовно переміщається вгору з рівня на рівень. Кожен рівень аналізує та обробляє заголовок свого рівня, виконуючи відповідні даному рівню функції, а потім видаляє цей заголовок і передає повідомлення вищому рівню.

Правила взаємодії в межах одного рівня називають протоколом взаємодії.Правила взаємодії мережевих рівнів називають міжрівневий інтерфейс.Таким чином, взаємодія в мережі на одному рівні визначається протоколом, а сусідні вертикалі рівні взаємодіють один з одним через міжрівневий інтерфейс.

Завдання кожного нижчого рівня, наприклад N-1, полягає у забезпеченні функціонування вищого рівня N-2.

У моделі OSI розрізняють два види діалогу між вузлами передачі інформації.

1. Діалог із встановленням з'єднання.При використанні перед обміном даними відправник і одержувач повинні спочатку встановити з'єднання. Після завершення діалогу вони мають розірвати це з'єднання. Телефон - це приклад взаємодії, що базується на встановленні з'єднання.

2. Діалог без попереднього встановлення з'єднання(Дейтаграмний діалог). У цьому випадку відправник надсилає повідомлення, коли воно готове. Опускання листа до поштової скриньки - приклад.

1. Фізичний рівень- має справу з передачею бітів по фізичних каналах зв'язку, такими як коаксіальний кабель, кручена пара, оптоволоконний кабель та інші. До цього рівня мають відношення характеристиці та фізичних середовищ передачі даних, такі як перешкодозахищеність, хвильовий опір та ін. у всіх пристроях, підключених до мережі. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером.

2. Канальний рівень.Фізично просто пересилаються біти. При цьому не враховується, що в деяких мережах, в яких лінії зв'язку використовуються поперемінно кількома парами, комп'ютерів, що взаємодіють, фізичне середовище передачі може бути зайняте. Тому одним із завдань канального рівня є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення та корекції помилок. І тому на канальному рівні біти групуються набори, звані кадрами. Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, поміщаючи спеціальну послідовність біт на початок і кінець кожного кадру, для його виділення, а також обчислює контрольну суму, обробляючи всі байти кадру певним способом, і додаючи контрольну суму. Коли кадр приходить по мережі, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат із контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, то кадр вважається правильним та приймається. Якщо контрольні суми не збігаються, то фіксується помилка. Канальний рівень може не тільки виявляти помилки, але й виправляти їх за рахунок повторної передачі пошкоджених кадрів.

3. Мережевий рівень.Мережевий рівень служить утворення єдиної транспортної системи, що об'єднує кілька мереж.

Протоколи канального рівня забезпечують доставку даних між будь-якими двома вузлами в мережах із певною топологією: загальна шина, зірка, кільце. Для доставки повідомлень з мережі з однією топологією до мережі з іншою топологією (з однієї локальної мережі до іншої) використовуються протоколи мережного рівня. Мережі з'єднуються між собою спеціальними пристроями. маршрутизаторів.Щоб надіслати повідомлення від відправника, що знаходиться в одній мережі, одержувачу, який знаходиться в іншій мережі, потрібно здійснити деяку кількість транзитних передач між мережами (хотів), кожного разу, вибираючи відповідний маршрут. Таким чином, маршрут - послідовність маршрутизаторів, якими проходить пакет.

Проблема вибору найкращого шляху називається маршрутизацією- одне з головних завдань мережного рівня. Ця проблема ускладнюється тим, що найкоротший шлях не завжди найкращий. Критеріями під час виборів маршруту є: час, швидкість передачі, надійність передачі.

Мережевий рівень вирішує завдання спрощення адресації у великих мережах, створення надійних і гнучких бар'єрів по дорозі небажаного трафіку між мережами.

Трафік- це обсяг інформації, що передається через мережу.

Адреса одержувача на мережевому рівні складається із старшої частини – номера мережі та молодшої – номера вузла в цій мережі. Усі вузли в одній мережі повинні мати одну й ту саму старшу частину адреси. Тому мережа на мережевому рівні - це сукупність вузлів, мережна адреса яких містить один і той же номер мережі.

4. Транспортний рівень.На шляху від відправника до одержувача пакети можуть бути спотворені чи загублені. Транспортний рівень забезпечує верхнім рівням - прикладному та сеансовому - передачу даних з тим ступенем надійності, який їм потрібний. Модель OSI визначає 5 класів сервісу, що відрізняються якістю послуг.

Вибір класу сервісу залежить від того, наскільки надійною є система транспортування даних у мережі, що забезпечується рівнями, розташованими нижче за транспортне. Наприклад, якщо якість каналів передачі даних дуже висока і ймовірність виникнення помилок невелика, то розумно скористатися одним із полегшених сервісів. Якщо ж транспортні засоби їх рівнів дуже ненадійні, то доцільно звернутися до найбільш розвиненого сервісу транспортного сервісу.

5. Сеансовий рівень- Забезпечує управління діалогом: фіксує яка зі сторін є активною зараз, надає засоби синхронізації. Останні дозволяють вставляти контрольні точкиу довгі передачі, щоб у разі відмови можна було повернутися назад до останньої контрольної точки, а не починати все спочатку.

6. Представницький рівеньмає справу з формою подання інформації, що передається по мережі, не змінюючи при цьому її зміст. За рахунок цього рівня інформація, що передається прикладним рівнем однієї системи, завжди зрозуміла прикладному рівню іншої системи. На цьому рівні подолаються відмінності у поданні даних, кодах символів (наприклад, ASCII та EBCDIC). На цьому рівні також може виконуватися шифрування та дешифрування даних, для забезпечення таємності інформації, що передається.

7. Прикладний рівень- це просто набір різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі отримують доступ до ресурсів, що розділяються, таким як файли, принтери та ін., а також організують свою спільну роботу.

Архітектура відкритих систем

Термін «архітектура зв'язку» передбачає, що окремі підзадачі мережі виконуються різними архітектурними елементами, між якими встановлюються шляхи передачі (канали зв'язку та інтерфейси). Спосіб, за допомогою якого повідомлення обробляється структурними елементами та передаються по мережі, називається мережевим протоколом. Проблеми суміщення та стикування різних елементівЗС привели Міжнародну організацію стандартизації (ISO - International Organization for Standards) до створення моделі архітектури обчислювальної мережі, Яка називається моделлю взаємодії відкритих систем 1977 (ВОС / OSI).

Базова еталонна модель взаємодії відкритих систем

Мета розробки цієї моделі полягала у визначенні логічних обмежень для мережевих стандартів, прийнятних для всіх виробників, що дозволило б їм створювати унікальні та конкурентоспроможні вироби, які проте стикувалися з виробами інших виробників. Модель OSI є узагальненою і може бути застосована як до глобальних, так і до локальних ЗС.

У моделі використовується підхід рівневої архітектури, в якій всі функції мережі розділені на рівні таким чином, що рівні, що лежать вище, використовують послуги, надані нижчими рівнями. Термін "відкриті" системи означає, що якщо система відповідає стандартам ВОС, то вона буде відкрита для взаємозв'язку з будь-якою іншою системою, яка відповідає тим самим стандартам ВОС.

Послугикожного рівня ВОС визначають абстрактному вигляді інтерфейс між двома суміжними рівнями, не задаючи при цьому способу його реанімації. Послуги рівня визначають його функціональні можливості. Запит послуг та оповіщення про результати їх виконання відбувається шляхом обміну примітивами -елементарними абстрактними одиницями взаємодії між П. та виконавцем (І) послуг. Визначено 4 типи примітивів:

Запит – видається П. для ініціації послуги;

Індикація – видається І. Для вказівки на те, що віддалений П. ініціював виконання послуги;

Відповідь - видається П. як реакція на примітивну індикацію;

Підтвердження – видається І. Для повідомлення про результати виконання послуги.

Протоколивизначають логіку взаємодії віддалених логічних об'єктів рівня. При цьому задається формат та кодування протокольних блоків даних (ПБД), за допомогою яких здійснюється така взаємодія - інтерпретація запитів на послуги від верхнього рівня та правила користування послугами рівня нижче.

Модель OSI- це набір протоколів визначення та стандартизації всього процесу передачі, розробленого Міжнародною організацією стандартизації (ISO).

Процес передачі ділиться на 7 рівнів, у яких встановлюються стандартні протоколи, розроблені ISO і деякими фірмами, причому кількість цих протоколів велика.

Модель OSI не є єдиним описом процесу передачі даних, а каже, що

1) є спосіб розбиття процесу передачі даних на рівні та існують певні протоколи, які можна застосовувати на будь-які рівні.

2) будь-який послідовний рівень моделі OSI взаємодіє з попереднім.

3) будь-який рівень має властивість модульності: заміна одного протоколу іншим в рамках рівня не впливає на роботу протоколів верхнього або нижнього рівня.

Взаємозв'язок між вузлами мережі:

рівні	Кінцева система 1	Протоколи рівнів	Кінцева система 2	Основні функції рівнів
	Прикладний процес		Прикладний процес
Прикладний (SMTP, FTP, TELM)				Служби користувачів, мережеві службиі т.д.
Представницький				Перетворення структурованих даних та маніпулювання ними.
Сеансовий (BIOS)				Встановлення з'єднань, координація та синхронізація діалогу.
Транспортний (TCP/IP)				Забезпечення незалежного від середовища транспортного сервісу між кінцевими системами.
Мережевий (X.25)				Комутація та маршрутизація в мережі.
Канальний (HDLC, SDLC, X.25)				Управління передачею даних каналом. Контролює помилки, що виникають через фізичне середовище передачі.
Фізичний (IEEE 802.3, 802.4, 802.5)				Надання засобів для керування фізичними сполуками у каналі.
Фізичне середовище для з'єднання систем

Рівні OSI реалізують такі мережеві функції:

Фізичний рівень. Забезпечує фізичний шлях для електричних сигналів, що становлять біти переданої інформації. Він також встановлює характеристики цих сигналів (наприклад, значення напруги та струму). Він визначає механізм якості кабелів та роз'ємів. Фізичний рівень представляє засоби, що дозволяють приєднуватися до фізичного середовища і управляти його використанням. Це єдиний реальний взаємозв'язок між вузлами мережі.

Слід зазначити, що фізичне середовище як така не входить до еталонної моделі, хоча дуже важлива для її реалізації. Це канали зв'язку, модеми, канальне обладнання (мультиплексори, ЕОМ, контролери, термінали тощо), сукупність кабелів, повторювачів сигналів.

Канальний рівень. Визначає правила спільного використання фізичного рівня вузлами ЗС. Інформація передається адресованими порціями (кадрами) – по одному кадру в одиницю часу. на канальному рівнівизначаються формат цих кадрів та спосіб, згідно з яким вузол вирішує, коли можна передати або прийняти кадр.

Використовується 2 основних типи кадрів: пакети та керуючі кадри.

Пакети – кадри даних, які містять повідомлення верхніх рівнів.

Керуючі кадри – маркери, підтвердження.

Методи виявлення та корекції помилок забезпечують безпомилкове проходження пакетів від вузлів джерел до вузлів призначення.

З точки зору верхніх рівнів канального та фізичного рівнів забезпечують безпечну передачу пакетів даних.

Мережевий рівень.Відповідає за буферизацію та маршрутизацію в мережі.

Реалізує функції зв'язку між двома окремими мережами. Перетворення логічних адрес на фізичні.

4. Транспортний рівень. З передавальної сторони поділяє довгі повідомлення пакети даних. З приймаючої сторони повинен правильно зібрати повідомлення з набору пакетів, отриманих через канальний і мережевий рівень.

5. Сеансовий рівень. Відповідає за забезпечення сеансу зв'язку між двома процесами користувачів у різних вузлах мережі. Сеанс створюється на запит П., переданому через прикладний рівень і рівень подання. Сеансовий рівень відповідає за визначення можливості початку сеансу, за його підтримку та закінчення. Встановлює угоди щодо форми обміну.

6. Рівень вистави. Є найпростішим з погляду взаємозв'язку. Його функція полягає в перетворенні повідомлень П. з форми, використовуваної прикладним рівнем, у форму, що використовується нижчими рівнями. Метою перетворення повідомлення (кодування) є стиснення даних та їх захист. Гарантує, що дані, якими обмінюються пристрої, надходять на прикладний рівень або до пристроїв П. у зрозумілому для них вигляді. Це дозволяє використовувати у різних комплектах обладнання різні форматиданих без шкоди взаєморозуміння.

7. Прикладний рівень.Є межею між процесами мережі OSI і прикладними (користувацькими) процесами. Безпосередньо підтримує обмін інформацією між користувачами, прикладними програмами чи пристроями. На цьому рівні потрібно кілька типів протоколів:

1) для конкретних специфічних програм (передачі файлів, електронна пошта)

2) загальні протоколидля підтримки користувачів та мережі (наприклад, для обчислень, керування доступом, перевірки повноважень користувачів)

Прикладний рівень дає визначити адресата, сформувати запит і надіслати його через мережу, передати та отримати запитані дані, зробити їх доступними для запитуючого процесу.

Окремі рівні можуть бути поєднані або відсутні.

Реальний зв'язок: фізичний рівень

Інформація проходить від прикладного рівня до фізичного у вузлі джерела та від фізичного до прикладного у вузлі призначення.

Між процесами на однакових рівнях існують віртуальні зв'язки

Необхідно ще пояснити деякі поняття, які стосуються еталонної моделі OSI:

· Упаковка

· Фрагментація

Структура повідомлень

Багаторівнева організація управління процесами в мережі вражає необхідність модифікації на будь-якому рівні повідомлень, що передаються.

Схема модифікації повідомлень

Упаковка

Дані, що передаються у формі повідомлення, забезпечуються заголовком та кінцевиком, в яких міститься наступна інформація:

1. покажчики типу повідомлень

2. адреси відправника, одержувача, каналу, порту

3. код виявлення помилок

Кожен рівень оперує зі своїми З і До, а що перебуває з-поміж них інформація сприймається як дані вищого рівня. За рахунок цього забезпечується незалежність даних, що належать до різним рівнямуправління передачею повідомлень.

Фрагментація

Дає можливість розділити повідомлення на менші частини, які потім обробляються та віддаються незалежно. На кінці, що приймає, ці частини повинні бути зібрані для відтворення у формі вихідного повідомлення.

(транспортний рівень - розбиття/складання пакетів)

Використання невеликих пакетів даних полегшує розробку протоколів нижніх рівнів.

У принципі немає значення, реалізується рівень апаратним чи програмним способом (ніяких вимог OSI - модель не формує) - лише виконували функції, а форми відповідали міжрівневим інтерфейсам.

Зазвичай через вимоги високої швидкостіта підвищеного навантаження у напрямку прийому канальний рівень, як фізичний, реалізується апаратно.

Вищі рівні зазвичай реалізується як процеси, що належать ОС або ОС, що активізуються.

(Див. рис.)

Прикладний процес у системі А (ур. 7) формує повідомлення прикладного процесу у системі відповідно до логікою взаємодії цих двох прикладних процесів (але без урахування організації та мережі). Фізично повідомлення, що формуються процесом А, проходять послідовно через рівні 6,5,...,1, піддаючись процедурам послідовного обрамлення, віддаються по каналу зв'язку і потім через рівні 1,2,...,6, на яких з повідомлень знімаються обрамлення, надходять до процесу В. кожен рівень працює зі своїм заголовком та кінцевиком. Все, що між ними – розглядається відповідним рівнем як дані.

У заголовки поміщаються команди для виклику функцій у відповідних рівнях іншого вузла зв'язку:

Рівень N+1 викликає функцію для формування в вузлі, що передає, полі контролю послідовності.

Рівень N+1 приймаючого вузла проводить перевірку наявності помилок під час передачі з урахуванням порівняння контрольного поля зі значенням лічильника прийому.

Сервісна функція рівня N додає поле контролю послідовності у вигляді заголовка, який буде використовуватися в рівні N для контролю помилок.

На рівні N-1 проводиться стиснення даних. У вузлі, що приймає, ця функція (заголовок) використовується як команда перетворення до вихідного вигляду.

Заголовок - це керуюча інформація протоколу.

Кінцівка - керуюча інформація інтерфейсу, який використовується тільки між суміжними рівнями одного і того ж вузла. Він містить команди, які повинні бути виконані на рівні нижче. Наприклад, може бути команда забезпечити прискорене проходження через рівень, тобто. виконати операції мультиплексування нижніх рівнях.

При описі протоколу прийнято виділяти його логічну та процедурну характеристики.

Логічна характеристика протоколу- це структура (формат) та зміст (семантика) повідомлень. Логічна характеристика задається перерахуванням типів повідомлень та його змісту. Правила виконання дій, передбачених протоколом взаємодії, називається процедурною характеристикою протоколу. Процедурна характеристика може представлятися у різній математичної формі: операторними схемами алгоритмів, автоматними моделями, мережами Петрі та інших.

Таким чином, логіка організації мережі визначається протоколами, що встановлюють як тип та структуру повідомлень, так і процедури їх обробки - реакцію на вхідні повідомлення та генерацію власних повідомлень.

Висновок

Протоколи, стандарти та інтерфейси нижніх рівнів відносно стабільні та відпрацьовані. Вони формують стійку основу, де будуються верхні рівні.

Багато ж протоколів високих рівнів перебувають у різних стадіяхрозробки (хоча деякі вже затверджені).

Завершити повністю розробку всіх елементів верхніх рівнів навряд чи можливо через кількість та різноманітність прикладних областей.

Модель взаємодії відкритих систем

Передача та обробка даних у розгалуженій мережі є СЛОЖ- НИМ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬ численну та різноманітну апаратурупроцесом, що вимагає формалізації та стандартизації наступнихпроцедур:

управління та контроль ресурсом комп'ютерів та системи теле-комунікацій;

встановлення та роз'єднання з'єднання;

контроль з'єднань;

маршрутизація, узгодження, перетвореннята передача даних;

КОНТРОЛЬ правильності передачі;

виправлення помилок тощо.

Необхідне застосування стандартизованих протоколіві длязабезпечення розуміння мережами один одного за їх взаємодії.Зазначені вище завдання вирішуються за допомогою застосування системи протоколів і стандартів, які визначають процедури взаємодій.ності елементів мережі при встановленні зв'язку та передачі даних.

Протокол є набором правил і методом взаємодій.об'єктів обчислювальної мережі, що регламентує основніпроцедури, алгоритми та формати взаємодії, що забезпечуютькоректність узгодження, перетворення та передачі даних у мережі.Виконанням протокольних процедур керують спеціальні про-грами, рідше за апаратні засоби.

Міжнародною організацією зі стандартизації(ІSO - Інтернаціональна Organisation for Standardization ) розроблена система стандартноїих протоколів модель взаємодії відкритих систем ( Open System Interconnection - OSI ), яку також називають еталонноюсемирівневою моделлю відкритих систем.

Відкрита система - система, доступна для взаємодії з ін-ними системами відповідно до розроблених стандартів.

Модель OSI містить загальні рекомендації для побудови стан-дартів сумісних мережевих програмних продуктом і служить осно-виття для розробників сумісного мережного обладнання. Ці ре-комендації мають бути реалізовані як у технічних, так і впрограмних засобів обчислювальних мереж. Для забезпечення упо-рядкування функцій управління та протоколів обчислювальної мережівводяться функціональні рівні. У загальному випадку мережа включаєсім функціональних рівнів .

Умовно рівні програми та подання даних можна від-нести до функцій взаємодії з додатком, а нижчірівні – до функцій зв'язку.

Прикладний рівень регламентує процес управління терміна-ламі мережі та прикладними процесами, які є джерелом-ми та споживачами інформації, що передається в мережі. Відповідає за запуск програм користувача, їх виконання, введення-виведення даних,управління терміналами; адміністративне управління мережею. наданому рівнізастосовуються технології, що є надбудовоюнад інфраструктурою передачі даних: електронної пошти, теле- та відеоконференцій, віддаленого доступу до ресурсів, роботи в Інтер-не ті.

Рівень вистави інтерпретує та перетворює дані,передані в мережі, на вигляд, зручний для прикладних процесів.

Узгоджує формати подання даних, синтаксис, трансляцію та інтерпретацію програм з різних мов. Багато функцій цьогорівня задіяні на прикладному рівні, тому надають-ні протоколи не отримали розвитку і в багатьох мережах практикине використовуються.

Сеансовий рівень забезпечення організації та проведення сеан-сов зв'язку між прикладними процесами, такими як ініціаліза-ція та підтримка сеансу між абонентами мережі, керування оче-редністю та режимами передачі даних. Багато функцій цьогорівня в частині встановлення з'єднання та підтримки упорядкованого обміну даними реалізуються на транспортному рівні, тому протоколи сеансового рівня мають обмежене застосування.

Транспортний рівень - відповідає за управління сегментуваннямем даних (сегмент - блок даних транспортного рівня) та наскрізнийпередачею (транспортуванням) даних від джерела до споживача. На даному рівні оптимізується використання послуг, що нада-ляються на мережевому рівні, в частині забезпечення максимальної пропуск-ної здатності при мінімальних витратах. Протоколи транспортно-го рівня (сегментуючі та дейтаграмні) розвинені дуже широко та інтенсивно використовуються на практиці. Сегментуючі протоко-ли розбивають вихідне повідомлення блоки даних - сегменти. Ос-новою функцією таких протоколів транспортного рівня єзабезпечення доставки цих сегментів до об'єкта призначення та відновлення повідомлення. Дейтаграмні протоколи не сегментують зіспілкування та відправляють його одним шматком, який називається «дей-таграма».

Мережевий рівень . Призначенням даного рівня є управління логічним каналом передачі даних у мережі (адресація та маршрутизація даних, комутація каналів, повідомлень, пакетів та мульти-плексування). На цьому рівні реалізується головна телекомунікаційна функція мереж, що полягає у забезпеченні зв'язку її користувачів. Кожен користувач мережі обов'язково використовує протоколи цього рівня і має свою унікальну мережеву адресу, що використовується протоколами мережевого рівня. На цьому рівні передава- ні дані розбиваються на пакети. Для того, щоб пакет був доставленийдо будь-якого хоста, цьому хосту повинен бути поставлений у відповідність відомий передавачу мережевий адресу.

Канальний рівень. Формування та управління фізичним каналом передачі даних між об'єктами мережевого рівня, забезпечення прозорості фізичних з'єднань, контролю та виправлення помилок передачі.

Фізичний рівень відповідає за встановлення, підтримку та розірвання з'єднань з фізичним каналом мережі. На даному рівні визначаються набір сигналів, якими обмінюються системи, параметри цих сигналів тимчасові, електричні - і послідовність формування цих сигналів при виконанні процедури передачі даних.

Комунікація, зв'язок, радіоелектроніка та цифрові прилади

Зазначені завдання вирішуються за допомогою системи протоколів та стандартів, що регламентують нормалізовані процедури взаємодії елементів мережі при встановленні зв'язку та передачі даних. Протокол це набір правил і методів взаємодії об'єктів обчислювальної мережі, що охоплює основні процедури алгоритми та формати взаємодії, що забезпечують коректність узгодження перетворення та передачі даних у мережі. Говорячи різними мовами люди можуть не розуміти один одного також і мережі, що використовують різні протоколи.

Модель взаємодії відкритих систем

Управління таким складним, що використовує численну та різноманітну апаратуру процесом, як передача та обробка даних у розгалуженій мережі, вимагає формалізації та стандартизації процедур:

Виділення та звільнення ресурсів комп'ютерів та системи телекомунікації;

Встановлення та роз'єднання з'єднань;

Маршрутизації, погодження, перетворення та передачі даних;

контролю правильності передачі;

Виправлення помилок тощо.

Необхідність стандартизації протоколів важлива й у розуміння мережами друг

друга при їх взаємодії.

Протокол - це набір правил і методів взаємодії об'єктів обчислювальної мережі, що охоплює основні процедури, алгоритми та формати взаємодії, що забезпечують коректність узгодження, перетворення та передачі даних у мережі. Реалізацією протокольних процедур зазвичай керують спеціальні програми, Рідше апаратні засоби.

Протоколи для мереж те ж саме, що мова для людей. Говорячи різними мовами, люди можуть не розуміти один одного, також і мережі, які використовують різні протоколи. Але й усередині мережі протоколи забезпечують різні варіантиповодження з інформацією, різні види сервісу при роботі з нею. Від ефективності цих сервісів, їх надійності, простоти, зручності та поширеності залежить те, наскільки ефективна та зручна взагалі робота людини в мережі.

Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO International International Organisation for Standardization) розроблена система стандартних протоколів, що отримала назву моделі взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection OSI), часто звана також еталонною семирівневою логічною моделлю відкритих систем.

Відкрита система - система, доступна для взаємодії з іншими системами відповідно до прийнятих стандартів.

Ця система протоколів базується на технології «розділяй і володарюй», тобто на поділі всіх процедур взаємодії на окремі дрібні функціональні рівні, для кожного з яких легше створити стандартні алгоритми їх побудови.

Модель OSI є найзагальнішими рекомендаціями для побудови стандартів сумісних мережних програмних продуктів, вона ж є базою для виробників при розробці сумісного мережевого обладнання, тобто ці рекомендації повинні бути реалізовані як в апаратурі, так і в програмних засобах обчислювальних мереж. В даний час модель взаємодії відкритих систем є найбільш популярною мережевою архітектурною моделлю. Модель регламентує загальні функції, а не спеціальні рішеннятому вирішені мережі мають достатньо простору для маневру. Отже, для упорядкування функцій управління та протоколів обчислювальної мережі вводяться функціональні рівні. У випадку мережа повинна мати 7 функціональних рівнів (табл. 11.1).

Таблиця 11.1. Рівні керування моделі OSI

Рівень OSI

Призначення

Приклади протоколів

7 Прикладний Забезпечує прикладні процеси

користувача засобу доступу до мережевих ресурсів; є інтерфейсом між програмами користувача та мережею. Має інтерфейс із користувачем

6 Подання Встановлює стандартні методи

представлення даних, які зручні всім взаємодіючих об'єктів прикладного рівня. Має інтерфейс із прикладними програмами

5 Сеансовий Забезпечує засоби, необхідні
мережевим об'єктам для організації,
синхронізації та адміністративного
управління обміном даних між ними

4 Транспортний Забезпечує надійну, економічну та «прозору» передачу даних між взаємодіючими об'єктами сеансового рівня

3 Мережевий Забезпечує маршрутизацію передачі
даних у мережі, встановлює логічний
канал між об'єктами для реалізації
протоколів транспортного рівня

2 Канальний Забезпечує безпосередній зв'язок

об'єктів мережного рівня, функціональні та процедурні засоби її підтримки для ефективної реалізації протоколів мережного рівня

1 Фізичний Формує фізичне середовище передачі

даних, встановлює з'єднання об'єктів мережі з цим середовищем

Х .400, NCR HTTP, SMTP, FTP, FTAM, SAP, DNS, Telnetі т.д. д.

X.226

X.225, RPC, NetBEUT і т.д. д.

Х .224, TCP, UDP, NSP, SPX, SPP, RHі т.д. д.

X.25, X.75, IP, IPX, IDP, TH, DNA-4і т.д. д.

LAP-B, HDLC, SNAP, SDLC, IEEE 802.2і т.д. д.

Ethernet, Arcnet, Token Ring, IEEE 802.3, 5

Коротко пояснимо призначення протоколів OSI.

Прикладний рівень (application) управління терміналами мережі та прикладними процесами, які є джерелами та споживачами інформації, що передається в мережі. Знає запуском програм користувача, їх виконанням, введенням-виводом даних, керуванням терміналами, адміністративним керуванням мережею. На цьому рівні забезпечується надання користувачам різних послуг, пов'язаних із запуском його програм, починаючи від простої передачі даних і до формування технології віртуальної реальності. На цьому рівні функціонують технології, які є ніби надбудовою над інфраструктурою власне передачі даних: електронної пошти, теле- та відеоконференцій, віддаленого доступу до ресурсів, роботи в середовищі Всесвітньої інформаційної павутини і т.д.

Рівень представлення (presentation) - інтерпретація і перетворення даних, що передаються в мережі, до виду, зручного для прикладних процесів. Забезпечує подання даних у узгоджених форматах та синтаксисі, трансляцію та інтерпретацію програм з різних мов, шифрування даних. На практиці багато функцій цього рівня задіяні на прикладному рівні, тому протоколи рівня уявлень не набули розвитку і в багатьох мережах практично не використовуються.

Сеансовий рівень (session) - організація та проведення сеансів зв'язку між прикладними процесами (ініціалізація та підтримка сеансу між абонентами мережі, управління черговістю та режимами передачі даних: симплекс, напівдуплекс, дуплекс, наприклад). Багато функцій цього рівня в частині встановлення з'єднання та підтримки впорядкованого обміну даними на практиці реалізуються на транспортному рівні, тому протоколи сеансового рівня мають обмежене застосування.

Транспортний рівень (transport) управління сегментуванням даних (сегмент блок даних транспортного рівня) та наскрізною передачею (транспортуванням) даних від джерела до споживача (обмін керуючої інформацією та встановлення між абонентами логічного каналу, забезпечення якості передачі даних). На цьому рівні оптимізується використання послуг, що надаються на мережному рівні, щодо забезпечення максимальної пропускної спроможності при мінімальних витратах. Протоколи транспортного рівня розвинені дуже і інтенсивно використовуються практично. Велику увагу на цьому рівні приділено контролю достовірності інформації, що передається.

Мережевий рівень (network) ¦ управління логічним каналом передачі у мережі (адресація і маршрутизація даних, комутація: каналів, повідомлень, пакетів і мультиплексування). На цьому рівні реалізується головна телекомунікаційна функція мереж забезпечення зв'язку її користувачів. Кожен користувач мережі обов'язково використовує протоколи цього рівня та має свою унікальну мережеву адресу, яку використовують протоколи мережного рівня. На цьому рівні виконується структуризація даних розбивка їх на пакети і присвоєння пакетам мережевих адрес (пакет блок даних мережного рівня).

Канальний рівень (data link) ¦ формування та управління фізичним каналом передачі даних між об'єктами мережевого рівня (встановлення, підтримка та роз'єднання логічних каналів), забезпечення прозорості (кодонезалежності) фізичних з'єднань, контролю та виправлення помилок передачі). Протоколи цього рівня дуже численні та суттєво відрізняються один від одного своїми функціональними можливостями. На цьому рівні діють, наприклад, протоколи доступу до моноканала. Управління виконується на рівні кадрів (кадр блок даних на канальному рівні). Фізичний рівень (physical) - встановлення, підтримання та розірвання з'єднань з фізичним каналом мережі (забезпечення потрібними фізичними реквізитами підключення до фізичного каналу). Управління виконується лише на рівні бітів цифрових (імпульси, їх амплітуда, форма) і аналогових (амплітуда, частота, фаза безперервного сигналу).

Мал. 11.6. Структура передачі даних моделі OSI

Кошти кожного рівня відпрацьовують протокол свого рівня та інтерфейси із сусідніми рівнями. Нижчі рівні забезпечують можливість функціонування вищестоящих; у своїй кожен рівень має інтерфейс лише з сусідніми рівнями і кожному рівні управління обумовлюється: - специфікація послуг (що робить рівень?); - Специфікація протоколів (як це робиться?).

Набір протоколів, достатній організації взаємодії у мережі, називається стеком комунікаційних протоколів.

Зазначені рівні управління можна за різними ознаками поєднувати в групи:

Рівні 1, 2 та частково 3 реалізуються здебільшого за рахунок апаратних засобів; верхні рівні з 4 по 7 та частково 3 забезпечуються програмними засобами;

рівні 1 і 2 обслуговують абонентську підмережу, рівні 3 і 4 комунікаційну підмережу, рівні 5-7 обслуговують прикладні процеси, що виконуються в мережі;

Стеки протоколів найбільш поширених мереж мережі Х.25, глобальної мережі Інтернет і локальної обчислювальної мережі NovellNet Ware показані на рис. 11.7.

Мал. 11.7. Стеки протоколів деяких відомих мереж

24.Мережі та мережеві технологіїнижніх рівнів

Cеть lSDN

Відразу обмовимося, що ті самі найменування технологій можуть бути використані для ідентифікації протоколів і мереж. Наприклад, протокол, що застосовує технологію ISDN, може бути названий протоколом ISDN, а мережу, побудовану з використанням цієї технології, можна назвати мережею ISDN. Цифрова мережа з інтеграцією послуг ISDN (Integrated Serviced Digital Network) використовує цифрові канали зв'язку в режимі комутації каналів. Це найпопулярніша і найпоширеніша цифрова мережа з комутацією каналів як у Європі, так і на інших континентах (за поширеністю вона поступається лише аналоговою телефонною мережею). Спочатку ISDN замислювалася як мережа, здатна інтегрувати існуючі телефонні мережі з мережами передачі даних, що зароджуються тоді.

Адресація у мережі будується за телефонним принципом. Номер ISDN складається з: 15 десяткових цифрі включає код країни, код мережі і код місцевої підмережі. Код країни такий самий, як у звичайній телефонній мережі. За кодом мережі виконується перехід у задану мережу ISDN. Усередині підмережі для адресації використовуєте; десяткових цифр, що дозволяє детально ідентифікувати будь-який пристрій.

Можливо, в перспективі мережа ISDN буде глобальною цифровою магістраллю, що з'єднує як офісні, так і домашні комп'ютери (і іншу цифрову апаратуру) і високошвидкісну передачу даних, що їх надає власникам.

Основною перевагою мереж ISDN є те, що вони дозволяють об'єднати єдине ціле різні видизв'язку (відео-, аудіопередачу даних). Можна, наприклад, одночасно здійснювати зв'язок декількох видів: розмовляти по відеотелефону і під час розмови виводити на екран комп'ютерів схеми, графіки, кети і т. д. Швидкості передачі даних, що реалізуються мережею: 64 кбіт/с, 128 кбіт/с, більше дорогих системахі до 2 Мбіт/с, а потужних мережах на широкосмугових каналах зв'язку до 155 Мбіт/с.

Компоненти мереж ISDN

Компонентами мереж ISDN є (рис. 11.8) термінали (terminals), термінальні адаптери (terminal adapters ТА), мережеві термінали (network termination evices), лінійні термінали (line-termination equipment) і магістральні установки (exchange-termination equipment) ).

Мал. 11.8. Фізична структура мережі ISDN;

Спеціалізовані ISDN-термінали ТЕ1 забезпечують подання даних користувачу та безпосереднє підключення користувача до інтегрованої мережі. Прості термінали ТЕ2 є терміналами у звичайному розумінні цього терміну і не забезпечують безпосереднього підключення користувача до мережі ISDN.

Термінальний адаптер ТА забезпечує підключення найпростіших терміналів до мережі ISDN. Точка пар R використовується для підключення простих терміналів до термінальних адаптерів.

Мережеві термінали NT1 та NT2 забезпечують підключення терміналів користувача до різних точок сполучення мережі ISDN. Точка сполучення S використовується для підключення терміналів користувача до мережного терміналу. Мережевий термінал NT2 забезпечує взаємодію з мережею терміналів користувача, підключених до магістралі S. Точка сполучення Т використовується для підключення мережевих терміналів NT1 і NT2. Точка пару U використовується для підключення мережевого терміналу NT1 до комутатора ISDN.

Інтерфейси мереж ISDN

Користувач може з'єднуватися з мережею як цифровими, так і аналоговими каналами, в останньому випадку на вході мережі виконується аналого-цифрове, а на виході мережі цифро-аналогове перетворення інформації.

Внутрішньомережевий інтерфейс базується на цифрових каналах трьох типів:

У основний канал передачі даних зі швидкістю передачі даних 64 кбіт/с;

D канал передачі керуючої (адресної) інформації, на підставі якої виконується комутація каналів (може передавати і дані користувача з низькою швидкістю) зі швидкістю передачі 16 або 64 кбіт/с;

H канал високошвидкісної передачіданих користувача зі швидкостями передачі 384 (канал НТ), 1536 (канал Н11), 1920 (канал Н12) кбіт/с.

На підставі цих каналів мережа ISDN підтримує два типи інтерфейсів користувача.

1. Початковий користувальницький інтерфейс BRI (Basic Rate Interface) виділяє користувачу два канали для передачі даних і один канал D (16 кбіт/с) для передачі керуючої інформації(формат 2B+D) та забезпечує загальну пропускну здатність 192 кбіт/с. Дані інтерфейсу передаються 48-бітними кадрами. Передача кадру триває 250 мс, що забезпечує пропускну здатність каналів 64 кбіт/с, а каналу D 16 кбіт/с. Можливе використання не лише формату 2 B+D, а й B+D, і просто D. Протокол фізичного рівня побудований за стандартом 1430/431. Різні каналиКористувачі можуть мультиплексувати (розділяти) один фізичний канал за технологією TDM (Time Division Multiplexing).

2. Основний інтерфейс користувача - інтерфейс первинної швидкості PRI (Primary Rate Interface), забезпечує користувачів більш швидкісною передачею даних, виділяючи йому ресурси за форматами 30B+D (у Європі) або 23B+D (на інших континентах). Сумарна пропускна здатністьскладає 2048 кбіт/с у Європі та 1544 кбіт/с на інших континентах (в принципі, відповідним налаштуванням системи можна реалізувати й інші формати: при одному D встановлювати будь-яке значення, але не більше 31). В інтерфейсі PRI можуть використовуватися канали Н, але загальна пропускна спроможність не повинна перевищувати 2048 кбіт/с (тобто для каналів Н11 і Н12 можливий тільки формат H+D). Основний інтерфейс користувача використовують мережі N-ISDN (narrowband). При використанні широкосмугових каналів зв'язку можуть бути організовані більше потужні мережі D-ISDN (broadband), здатні передавати дані зі швидкістю 155000 кбіт/с.

Інтеграція різнорідних трафіків у мережі ISDN виконується за принципом тимчасового поділу (time division multiplexing TDM).

Хоча основний режим мереж ISDN - робота з комутацією каналів, в ній реалізовані також служби, що забезпечують роботу з комутацією пакетів, трансляцією кадрів (Frame Relay), некоммутируемым (виділеним) цифровим каналам і комутованої телефонної мережі загального користування.

Стек протоколів мереж ISDN

У мережах ISDN використовуються два окремих стеки протоколів для каналів D і каналів (Н). Для каналів D використовують протоколи мережі з комутацією пакетів, причому визначені протоколи лише трьох нижніх рівнів.

Фізично використовується протокол за стандартом Т/430/431 (при підключенні мережевого терміналу до комутатора ISDN використовуються кадри довжиною 240 біт).

На канальному рівні керування процесами передачі даних здійснюється шляхом формування викликів. Керуючі команди, які формують виклик, передаються каналами D. Для того щоб забезпечити передачу керуючої інформації виклику конкретному користувачеві з групи, ця інформація передається на двох рівнях моделі OSI на канальному рівні та мережному рівні. Для передачі керуючої інформації на канальному рівні використовується протокол LAP-D (Link Access Procedure D-channel) один з протоколів безлічі HDLC (High-lever Data Link Control Procedure), що включає до свого складу також протоколи LAP-B, що використовуються в мережах Х .25, та LAP-M, що працюють у сучасних модемах. Протоколи безлічі HDLC здійснюють передачу даних як кадрів змінної довжини. Початок та кінець кадру позначаються спеціальною послідовністю бітів, яка називається прапором.

Кадр протоколу LAP-D містить 5 полів: FLAG, ADRESS, CONTROL, Data, FCS.

Поле Data містить повідомлення, що передається. Поле ADRESS визначає тип інформації, що передається, і може містити фізичну адресу терміналу (Terminal Endpoint Identifier), з якою здійснюється проміжна взаємодіяпід час передачі кадру.

Поле CONTROL містить допоміжну інформацію для керування передачею:

Інформаційні кадри (Information Frames) Безпосередня передача керуючих повідомлень мережного рівня ISDN; у 16-розрядному полі CONTROL кадрів даного типурозміщуються 7-розрядні номери переданого та прийнятого кадру для забезпечення виконання процедури керування потоком;

Керуючі кадри (Supervisory Frames), призначені керувати процесом передачі інформаційних кадрів й у вирішення проблем, що з втратами кадрів у процесі передачі;

Ненумеровані кадри (Unnumbered Frames), призначені для встановлення та розривання логічного з'єднання, узгодження параметрів лінії та формування сигналів про виникнення непереборних помилок у процесі передачі даних інформаційними кадрами.

Поля FLAG і FCS - байти обрамлення кадру, причому FCS містить контрольну суму кадру.

На мережному рівні використовується протокол Х.25 (комутатори мереж ISDN виконують роль комутаторів Х.25), або протокол Q.931, що виконує маршрутизацію з комутацією каналів.

Для каналів використовується мережа з комутацією каналів, причому в технології ISDN визначено тільки протокол фізичного рівня, що відповідає стандарту 1.430/431.

На канальному та наступних рівняхкерування здійснюється за вказівками, отриманими по каналу D. Якщо ж для каналу D використовується протокол Q.931, для каналу створюється безперервний фізичний канал.

Мережі ISDN можна використовувати для передачі даних, для об'єднання віддалених локальних мереж, для доступу до мережі Інтернет, для інтеграції передачі різного видутрафіку, у тому числі відео та голосового. Термінальними пристроями мережі можуть бути цифрові телефонні апарати, комп'ютери з ISDN-адаптером, відео- та аудіообладнання. Основні переваги мереж ISDN:

Надання користувачеві широкого кола якісних послуг: передача даних, телефонія, об'єднання ЛОМ, доступ до Інтернету, передача відео- та аудіотрафіку;

використання звичайних двопровідних ліній зв'язку з мультиплексуванням одного каналу між кількома абонентами;

Більш висока, ніж при роботі з традиційними модемами, швидкість передачі інформації по телефонних каналах зв'язку до 128 кбіт/с на один канал;

Ефективність використання у корпоративних мережах

Недоліки мереж:

Великі одноразові витрати під час створення та модернізації мережі;

Синхронне використання каналів зв'язку, що не дозволяє динамічно підключати до працюючого каналу нових абонентів. Швидкісна межа передачі даних 2048 кбіт/с (у мережі D-ISDN до 155 Мбіт/с). Слід сказати, що для роботи по цифрових каналах зв'язку, особливо по виділених цифрових каналах, існують технології, що дозволяють передавати інформацію з набагато великими швидкостями. Наприклад, технології SDH (Synchronous Digital Hierarchy) та SONET (Synchronous Optical NET) забезпечують швидкості передачі, зокрема по волоконно-оптичному кабелю, до 2488 Мбіт/с.

Мережа та технологія Х.25

Мережа Х.25 є класичною повнопротокол'ною мережею, розробленою Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO). Ця мережа стала базою інформаційного обміну регіональних і загальноросійських органів управління, інших корпоративних структур. Мережі Х.25, зорієнтовані використання малих і великих комп'ютерів, існують у сотнях міст Росії та базуються на інфраструктурі Ростелекому.

Головною особливістю мережі Х.25 є використання віртуальних каналів задля забезпечення інформаційного взаємодії між компонентами мережі. Віртуальні канали призначені для організації виклику та безпосередньої передачі даних між абонентами мережі. Інформаційний обмін у мережі Х.25 багато в чому схожий на аналогічний процес у мережах ISDN і складається з трьох обов'язкових фаз:

Встановлення дзвінка (віртуального каналу);

Інформаційний обмін віртуальним каналом;

Розрив виклику (віртуального каналу).

Компонентами мережі є пристрої трьох основних категорій:

Термінальні пристрої DTE (Data Terminal Equipment);

Мережеві термінали DCE (Data Circuit-Terminating Equipment);

Магістральні комутатори PSE (Packet Switching Exchange).

Базова технологіяХ.25 немає розвинених протоколів прикладного рівня і надає користувачам переважно транспортні послуги передачі. Все, що потрібно понад передачу даних, має бути організовано додатково, як надбудова над технологією. Стек протоколів стандарту Х.25 включає обов'язкові тільки протоколи трьох нижніх рівнів; протоколи, які іноді вказуються для верхніх рівнів управління, носять лише рекомендаційний характер.

Фізично використовується протокол Х.21. На канальному рівні використовується LAP-B (Link Access Procedure Balanced) - один із протоколів множини HDLC, що здійснюють передачу даних у вигляді кадрів змінної довжини. Початок та кінець кадру позначаються спеціальною послідовністю бітів, яка називається прапором. Протокол LAP-B описує взаємодію сусідніх вузлів як процедуру із встановленням з'єднання та підтвердженням, при цьому вирішує наступні завдання:

Забезпечення передачі повідомлень, що містять будь-яку кількість бітів та будь-які можливі комбінації бітів - вимога кодової прозорості;

Виконання під час передачі даних процедур, що виявляють помилки, на приймальній стороні;

Захист від втрат або спотворення компонентів повідомлення при виникненні помилки в інформації, що передається;

Підтримка роботи як двоточкових, так і багатоточкових фізичних ланцюгів; - підтримку роботи і дуплексних та напівдуплексних ліній зв'язку;

Забезпечення інформаційного обміну за значних варіацій часу поширення сигналу.

Для забезпечення дисципліни управління процесом передачі даних одна із станцій, що забезпечують інформаційний обмін, може бути позначена як первинна, а інша (або інші) як вторинна. Кадр, який надсилає первинна станція, називається командою (command). Кадр, який формує та передає вторинна станція, називається відповідь (response).

Протоколи сімейства HDLC здійснюють передачу даних як кадрів змінної довжини. Початок та кінець кадру позначається спеціальною послідовністю бітів, яка називається прапором.

Структура кадру LAP-В

Кадр протоколу LAP-B містить чотири поля: ADRESS, CONTROL, Data, PCS. Поле Data містить дані, що передаються.

У полі ADRESS розташовується біт ознаки C/R (Command/Response), фізичні адреси станції, що приймає і передає.

Вміст поля CONTROL визначає тип кадру:

Інформаційний;

Керуючий;

Ненумерований.

Вторинна станція іноді також передає кадр FRMR для того, щоб вказати на виникнення аварійної ситуації, яка не може бути вирішена шляхом повторної передачіспотворений кадр.

Режими організації взаємодії на канальному рівні

Вторинна станція сегмента може працювати у двох режимах:

Режим нормальної відповіді;

Режим асинхронної відповіді.

Вторинна станція, яка знаходиться в режимі нормальної відповіді, починає передачу даних тільки в тому випадку, якщо вона отримала команду, що дозволяє, від первинної станції. Вторинна станція, яка знаходиться в режимі асинхронної відповіді, може за своєю ініціативою розпочати передачу кадру або групи кадрів. Станції, які поєднують у собі функції первинних та вторинних станцій, називаються комбінованими. Симетричний режимвзаємодія комбінованих станцій називається збалансованим режимом.

На мережному рівні використовується основний протокол Х.25. Процес мережного рівня отримує у своє розпорядження частину смуги пропускання фізичного каналу як віртуального каналу. Повна смуга пропускання каналу ділиться в рівних пропорціях між віртуальними каналами, які активні в поточний моментУ мережі Х.25 існує два типи віртуальних каналів - комутовані SVC віртуальні каналиі постійні віртуальні канали PVC.

Пакет Х.25 складається як мінімум із трьох байтів, які визначають заголовок пакета. Перший байт містить чотири біти ідентифікатора загального формату i чотири біти номера групи логічного каналу. Другий байт містить номер логічного каналу, а третій ідентифікатор типу пакета.

Пакети в мережі бувають двох типів:

Керуючі пакети;

Пакети даних.

Тип пакета визначається значенням молодшого ідентифікатора біта типу пакета. Мережеві адресиодержувача та відправника пакета складаються з двох частин:

Data Network ID Code (DNIC) містить 4 десяткові цифри, що визначають код країни та номер провайдера;

Network Terminal Number містить 10 або 11 десяткових цифр, які провайдер визначає для ідентифікації конкретного користувача.

протоколи вищих рівнів стандартом не визначаються, але використовуються Зазвичай додатково розроблені OSI-протоколи: на транспортному рівні X.224, на сеансовому рівні Х.225, на рівні подання Х.226 і на приладному рівні Х.400 протокол передачі електронної пошти, CMIP (Common Management Information Protocol) - загальний інформаційний протокол управління, FTAM (File Transfer, Access and Management) - протокол передачі, доступу та управління файлами і т.д.

Мережа використовує комутацію пакетів та є однією з найпоширеніших корпоративних мереж цього типу. Її популярність визначається, передусім, тим, що вона на відміну Інтернету дає гарантії коефіцієнта готовності мережі (одного з показників надійності). Мережа Х.25 добре працює на ненадійних лініях зв'язку завдяки використанню протоколів підтвердження встановлення з'єднань та корекції помилок на двох рівнях: канальному та мережевому.

3 мережах Х.25 найбільш розвинені протоколи канального та мережевого рівнів. На канальному рівні потік даних структурується на кадри (фрейми), кожен кадр обрамляється прапорами (операторними дужками, унікальними кодами) та містить службову інформацію (поле адреси, поле управління з послідовним номером кадру та поле контрольної сумидля перевірки достовірності) та поле даних. Тут виконується управління потоком даних між сусідніми вузлами мережі, визначається оптимальний за швидкістю режим передачі, виходячи з протяжності каналу та його якості, здійснюється контроль за появою помилок. Контроль за помилками здійснюється у всіх вузлах мережі. При передачі даних кожному транзитному вузлу присвоюється порядковий номер і після проведення контролю, одночасно з передачею пакета на наступний вузол, попередньому передається повідомлення про підтвердження прийому. У разі виявлення помилок виконується повторна передача інформації.

На мережному рівні виконується об'єднання (мультиплексування) кадрів, що передаються з різних каналів в один потік. При цьому цей потік знову структурується розбивається на пакети, виконується маршрутизація пакетів на базі інформації, що міститься в їх заголовках.

Складання, а потім розбирання пакетів виконує спеціальний пристрій «складальник-забірник пакетів» (PAD, Packet Assembler Disassembler). Крім процедур складання-розбирання PAD виконує управління процедурами встановлення з'єднання л роз'єднання по всій мережі з потрібними комп'ютерами, формування та передачу старт-стопних кодів та бітів перевірки на парність, просування пакетів по мережі.

Доступ користувачів до мережі Х.25 може виконуватись у монопольному та пакетному режимах. Прості термінали користувачів, наприклад, касові апарати, банкомати, можна підключати до мережі безпосередньо через PAD. Ці термінали можуть бути вбудованими та віддаленими, в останньому випадку можна використовувати інтерфейс RS-232C.

Переваги мережі Х.25:

У мережі забезпечується гарантована доставка пакетів;

Висока надійність мережі через постійний ефективний контроль за появою помилок та наявності механізму альтернативної маршрутизації, за допомогою якого крім основного маршруту прораховується і кілька резервних;

Можливість роботи як по аналогових, так і цифрових каналах, як по виділених, так і комутованих каналах;

Можливість у режимі реального часу поділу одного фізичного каналу доступу між кількома абонентами (оплата буде виконуватися у разі не весь час з'єднання, лише час передачі бітів інформації користувача).

Недоліки мережі Х.25:

Невисока, обумовлена розвиненими механізмами контролю достовірності інформації швидкість передачі даних зазвичай у межах від 56 до 64 кбіт/с;

Неможливість передавати чутливий до тимчасових затримок трафік (оцифрований голос, відеоінформацію), що зумовлено необхідністю частої повторної передачі спотворених кадрів у каналах зв'язку поганої якості, внаслідок чого в мережі виникають непередбачені затримки передачі.

А також інші роботи, які можуть Вас зацікавити
64045.		Соціальні функції віртуальних мереж з прикладу міжособистісної комунікації молоді Волгограда	842.5 KB
	Ціль курсової роботипередбачає вирішення низки взаємозалежних завдань: виявити особливості процесу трансформації комунікаційних практик актора; проаналізувати основні теоретичні підходи до вивчення інтернет-простору та віртуальних соціальних мереж...
64047.		Регресійний аналіз впливу ВВП на рівень безробіття	1.89 MB
	Для досягнення зазначеної мети випускної кваліфікаційної роботи було поставлено такі завдання: Вивчити теоретичні концепції безробіття; Вивчити модель парної регресії; Оцінити регресійну залежність між рівнем безробіття та ВВП...
64048.		Розробка сайту МАДОУ дитячого садка «Айгуль» с.Максютове Кугарчинського району	5.01 MB
	Актуальність роботи обумовлена тим, що відповідно до статті 32 «Про освіту», створення та запровадження офіційного сайту освітніх установвсіх типів у мережі «Інтернет» є обов'язковим, отже, кожен дитячий садок...
64049.		Експертиза асортименту та якості кави, особливості формування її ринку в районі обслуговування	792.5 KB
	Популярність кави в сучасному світівеличезна і продовжує рости з кожним роком. Кавові плантації розташовані у 80 країнах по всьому світу, але світовими лідерами з виробництва є Колумбія, Бразилія та Індонезія. Напій цінується по всьому за свої смакові якості та вплив на організм.
64050.		Удосконалення системи інформаційного забезпечення комерційної діяльності ЗАТ "Мегамарт"	291.5 KB
	Для досягнення поставленої мети в роботі були поставлені та вирішені такі завдання: розглянуто поняття та сутність комерційно значної інформації; охарактеризовано поняття інформаційної системи та інформаційної технології...
64052.		Розробка генетичного алгоритму	1.98 MB
	Метою даної дипломної роботиє розробка генетичного алгоритму, в якому поетапно описується розв'язання задачі про знаходження найкоротшого маршруту у існуючій системі доріг. Завдання: проаналізувати можливості генетичних алгоритмів.