 |
4.2. Еталонна модель взаємодії відкритих систем. Програмне забезпечення комп’ютерних мереж
|
|
|
|
4. 2. Еталонна модель взаємодії відкритих систем. Програмне забезпечення комп’ютерних мереж
Під відкритими інформаційними системами на сьогоднішній день розуміють такі цифрові інформаційні системи та мережі інформаційна місткість яких та їх операційні можливості щодо числа підключення користувачів є необмеженими з одного боку, а із іншого – відкритими системами називають системи штучного інтелекту для яких із математичної точки зору характерні немонотонність виведення, та відсутність строгої аксіоматичності, як наслідок - подання знань про предметні галузі.
У класичних логічних системах аксіоми описують " вічні" логічні істини, істинні для будь-якої предметної галузі. На відміну від цього в відкритих інформаційних системах кожна предметна галузь використовує власні, специфічні, істинні лише в ній твердження. Тому такі системи (відкриті) є по суті квазіаксіоматичними, в яких у процесі тривалого формального виведення можлива зміна вихідних аксіом, і, як наслідок, зміна результату виведення.
Починаючи із середини 70-х років у рамках багатьох міжнародних регіональних і національних організацій планомірно ведуться роботи зі стандартизації зв’язку між ЕОМ у тих чи інших прикладних областях. У число цих організацій входять, наприклад: 1. Міжнародна організація стандартизації – МОС (ISO); 2. Міжнародний консультативний комітет з телеграфії і телефонії - МККТТ (CCІTT); 3. Європейська асоціація виробників ЕОМ - ЕАВЕ (ЕСМА); 4. Інститут інженерів електроніки і радіоелектроніки. США - ІІЕР (ІEEE).
Усі роботи зі стандартизації зв’язку між ЕОМ базуються на так званій Еталонній моделі взаємозв’язку відкритих систем (ВВС) Міжнародної організації стандартизації, що скорочено іменується модель ВВС/МОС і описана в документі МОС ІS 7498. Тотожну ВВС/МОС рекомендацію Х. 200 випустив МККТТ.
|
|
|
Еталонна модель ВВС/МОС
Зупинимося на основних архітектурних і функціональних аспектах 7-ми прошаркової еталонної моделі ВВС/МОС.
У моделі OSI (рис. 4. 6) засоби взаємодії поділяються на сім шарів: прикладний, представницький, сеансовий, транспортний, мережний, канальний, фізичний.
Рис. 4. 6. Прошарки еталонної моделі ВВС/МОС та їх програмне забезпечення (Служби та протоколи)
Для кожного шару визначаються стандарти протоколу і служби. У стандарті протоколу даного шару фіксуються формати і семантика елементів даних (протокольних одиниць обміну даними) і припустимі послідовності обміну протокольними одиницями. У стандарті служби фіксуються елементи взаємодії двох суміжних шарів чи функцій даного шару (N), що забезпечують роботу протоколу обміну більш високого шару (N+1).
Прошарки еталонної моделі ВВС/МОС можна розділити на три класи;
1) клас шарів, характерних для кінцевих систем;
2) клас шару маршрутизації;
3) клас шарів, характерних для суміжних систем.
У перший клас входять прикладний, представницький (подання), сеансовий та транспортний прошарки. Для них властиве виконання таких функцій, як надання послуг прикладним системам, трансляція адрес, захист від несанкціонованого доступу, узгодження форматів та процедур обробки даних. Для кожної пари взаємодіючих прикладних систем в кінцевих системах повинна бути забезпечена узгодженість протоколів даного класу.
Другий клас містить тільки мережний шар, що має наскрізну узгодженість у всіх транзитних системах, що сполучають локальні і (чи) великомасштабні мережі зв’язку. За допомогою класу шару маршрутизації досягається незалежність споживачів від кожного конкретного виготовлювача обчислювального і зв’язкового устаткування.
|
|
|
У третій клас входять фізичний і канальний прошарки. У даному класі повинна бути забезпечена погодженість у кожній парі суміжних систем, що також дозволить уникнути залежності від виготовлювачів устаткування.
4. 2. 1. Особливості фізичних середовищ передачі даних.
Як фізичне середовище передачі можуть виступати кабелі зі скрученими парами проводів (кручені пари), коаксіальні кабелі, волокняно-оптичні кабелі, радіо-, інфрачервоні ІЧ- та НВЧ-канали.
У перелік параметрів середовища передачі мереж зв’язку входять смуга перепускання і швидкість передачі, здатність до двоточкової, багатоточкової і (чи) широкомовної передачі (тобто припустимі застосування), максимальна довжина і число таких, що підключаються кінцевих систем, топологічна гнучкість і трудомісткість прокладання, стійкість до перешкод та вартість.
Середовищем, що з’єднує передавач і приймач, інформація передається у виді сигналів, які можуть бути аналоговими чи дискретними (цифровими).
Смуга перепускання - область частот гармонійних коливань, що проходять середовищем передачі. Ширина смуги перепускання середовища повинна бути достатньою для проходження суттєвих амплітуд частотного спектра сигналів. При перевищенні спектром сигналів смуги перепускання, наприклад, за рахунок збільшення частоти зміни сигналів, середовище не встигає змінювати свій енергетичний стан, що приводить до перекручувань сигналів. Смуга перепускання виміряється в герцах, а швидкість передачі середовищем - у бітах за секунду. Швидкість залежить не тільки від смуги перепускання, але і від способів модуляції і кодування. Різні середовища передачі мають різну смугу перепускання і, відповідно, швидкості передачі.
Важливою характеристикою середовища передачі є здатність до широкомовлення, що залежить від її конструкції і реалізації. Наприклад, кручена пара більш придатна для зв’язку точка в точку, а грубіший коаксіальний кабель - для широкомовлення.
Сигнал у ході поширення середовищем утрачає свою потужність через розсіювання чи випромінювання. Загасання сигналу визначає максимально припустиму довжину середовища. Для збільшення довжини середовища звичайно застосовуються підсилювачі і повторювачі, що відновлюють рівень потужності сигналів.
|
|
|
Чим грубший кабель, тим сутужніше його прокладати через великий радіус заокруглення. Із іншого боку, грубіший кабель (вірніше, його центральна жила) має менше загасання і допускає велику максимальну довжину без підсилювачів сигналів.
Завадостійкість середовища визначається відношенням потужності сигналу до потужності шуму (виміряється в децибелах). Чим більше це відношення, тим вища завадостійкість.
Вартість середовища передачі складається з вартості власне її устаткування, вартості планування прокладання і розгортання середовища, вартості її експлуатації.
Основною перевагою кручених пар є низька вартість. Однак вони забезпечують відносно невисокі швидкості передачі даних (звичайно не більше 1 Мбіт/с), тому їх застосовують, як правило, для побудови мереж персональних ЕОМ автоматизованих установських інформаційних систем. Кручені пари піддаються електромагнітним наведенням, тому вони мало придатні для застосування в цехах промислових підприємств.
Кабельна система фірми ІBM для ЛВС персональних ЕОМ є спеціальний варіант стрічкової крученої пари. Вона має достатню гнучкість і легко прокладається, як і кожна кручена пара. Але вона дозволяє передавати дані з більшою швидкістю і може мати більшу довжину, ніж проста кручена пара (наприклад, зі швидкістю до 10 Мбіт/с на відстань до 1 км).
Коаксіальні кабелі володіють більш високою, ніж кручені пари, завадостійкістю. Існують тонкі вузькосмугові коаксіальні кабелі, що дозволяють передавати інформацію на відстань до 10 км зі швидкістю до 50 Мбіт/с, і товсті широкосмугові кабелі, що забезпечують передачу інформації зі швидкістю до 300-500 Мбіт/с на відстань до 50 км. Коаксіальні кабелі дорожче кручених пар, але вони мають кращі параметри.
Волокняно-оптичні кабелі застосовуються для передачі оптичних сигналів видимого й інфрачервоного (ІЧ) діапазонів із дуже високою швидкістю (до декількох Гбіт/с) і невеликих втрат (до 2 дб/км) на відстань до 5 км. Волокняно-оптичні кабелі дорожчі звичайних металевих і набагато менш зручні при монтажі. Крім того, для серійного виробництва не відпрацьована технологія розгалуження таких кабелів, що змушує застосовувати їх поки тільки для двоточкових з’єднань. Проте у тих випадках, коли необхідно забезпечити завадостійкий зв’язок і (чи) передачу гібридного трафіка, що складається з мови, даних і зображень, переваги таких кабелів є безперечними.
|
|
|
