Модель взаимодействия открытых систем

Для преодоления различий при использовании в вычислитель­ных сетях аппаратно-программных средств разных производителей и различий у отдельных модификаций этих средств даже у одного производителя Международная организация по стандартам (ISO) разработала модель взаимодействия открытых систем (OSI), которая объединяет серию рекомендаций по сетевому взаимодействию неод­нородных систем (компьютеров, терминалов, процессов, средств связи и т.д.). Термин «открытые системы» подчеркивает возможность взаимодействия любых двух систем с помощью соответствующих рекомендаций.

Модель OSI представляет структурированный подход описания многоуровневой иерархии протоколов (правил и соглашений) сете­вого взаимодействия в рамках единой архитектуры. Рис. 16.7 иллю­стрирует уровни сетевого взаимодействия двух открытых систем в рамках модели OSI. Модель не предполагает непосредственного со­единения двух взаимодействующих абонентов сети. Здесь возможно использование подсети связи с любым из методов коммутации.

Уровни модели OSI

Каждая система-абонент сети в рамках модели OSI имеет семь уровней (номера уровней от 1 до 7). Абоненты могут взаимодейство­вать между собой в рамках каждого из семи уровней с использовани­ем соответствующего протокола. В то же время каждый из уровней использует при взаимодействии абонентов услуги нижестоящего уровня и обеспечивает своими услугами вышестоящий уровень. По­этому логическое взаимодействие разных систем на одинаковых уровнях обеспечивается межуровневой передачей информации в каж­дой из систем.

Когда прикладной процесс одной из систем направляет сообще­ние прикладному процессу другой системы, он направляет данные на уровень 7. При этом данные снабжаются заголовком согласно правилам протокола седьмого уровня (это называется инкапсуляци­ей данных). Затем эти данные, включая добавленный заголовок, пе­редаются на уровень 6, где они рассматриваются как единое целое. На этом уровне к данным добавляется заголовок протокола шестого уровня (повторная инкапсуляция). Данный процесс повторяется до уровня 1, который передает инкапсулированные данные по линии связи смежному узлу. Когда данные достигнут места назначения, к ним применяется обратная процедура. Здесь на каждом из уровней в соответствии с соответствующим протоколом убирается заголовок этого уровня, а извлеченные данные передаются на вышестоящий уровень. Заметим, что аналогичные процедуры для уровней 1, 2 и 3 выполняются и для транзитных коммуникационных узлов.

Протокол уровня 1 (физический уровень) определяет электроме-ханические, функциональные и процедурные характеристики физического соединения устройств. Он предоставляет для уровня 2 такие услуги, как прозрачность передачи битов, мониторинг производительности, физический контроль и исправление ошибок.

Протокол уровня 2 (канальный уровень) обеспечивает функци­ональные и процедурные средства активизации, поддержки и де-активизации логического (информационного канала) между двумя смежными узлами. Он обеспечивает выполнение для нужд уровня 3 таких функций, как синхронизация и упорядочение при передаче пакетов, обнаруживает ошибки и исправляет данные в передава­емых пакетах, а также осуществляет контроль перегрузок в ин­формационном канале.

Протокол уровня 3 (сетевой уровень) обеспечивает установление соединения в сети между двумя абонентами сети, поддерживает и ликвидирует это соединение. Этот протокол содержит процедуры передачи сигналов (сигнальных пакетов), сетевой маршрутизации, формирования пакетов и сборки сообщений, контроля перегрузок и управления информационными потоками

Рис. 16.7. Уровни сетевого взаимодействия в соответствии с моделью OSI

Если протоколы первых трех уровней предназначены для обес­печения взаимодействия пользователей с сетью, протоколы четвер­того и более высоких уровней предназначены для совместного взаи­модействия через сеть конечных пользователей. Протокол уровня 4 (транспортный уровень) обеспечивает надежность и прозрачность передачи данных по сети между двумя конечными системами неза­висимо от типа подсети связи. Протоколы уровня 5 (сеансового) и уровня 6 (представительного) обеспечивают соответственно управле­ние диалогом между взаимодействующими приложениями (органи­зация и синхронизация диалога) и устраняют проблемы синтаксиче­ского несоответствия в диалоге используемых разными приложени­ями кодов и форматов данных.

В заключение рассмотрения модели OSI следует отметить, что она не определяет международные, государственные или промыш­ленные стандарты сетевого взаимодействия, а носит рекомендатель­ный характер. В настоящее время стандартами для неоднородных сетей стали лишь первые 3 уровня этой модели.