Инструментальные средства для создания СУБД

 

1. средства графического конструирования.

2. диалоговые средства, представленные разнообразными мастерами.

3. средства программирования СУБД, включающие язык структурирования, запросов SQL, язык макрокоманд, язык объекта ориентированного программирования VBA.

 

Многопользовательская БД Access.

Существуют возможности доступа нескольких пользователей к БД Access:

1. одноранговая сеть (каждый компьютер одновременно является и сервером и рабочей станцией)

2. веделенные файловые серверы (БД размещается на файловом сервере, а СУБД может размещаться, как на файловом сервере, так и на рабочей станции), но выполняется всегда на рабочих станциях.

3. тхнология клиетр- сервер. Клиент передает со своего компьютера запрос на машину сервера. СУБД размещается на сервере и обрабатывает запрос – посылает результаты выполнения запроса. Общая БД работает под управлением SQL Server.

 

Типы данных, хранимых в Access:

§ текстовые (до255 символов)

§ мемо (специальный тип данных для хранения больших объёмов текста 65535 символов)

§ числовые (хранение действительных чисел)

§ дата – время

§ денежный

§ счетчик

§ логический (хранение логических данных)

§ поле объекта OLE (механизм связывания и внедрения объектов). Поле OLE – специальный тип данных, предназначенный для хранения объектов «поле», например мультимедийных

§ гиперссылка. Специальное поле для хранения URL адресов

§ мастер подстановок. Объект, настройкой которого можно оптимизировать ввод данных в поле.

 

 

Лекция 7.3. Распределенная обработка информации

План

1. Распределенные БД

2. Технологии распределенной обработки информации

 

Вопрос 1 Распределенные БД

Первоначальные ИС, основанные на базах данных, имели строго централизованную архитектуру. Данные были сосредоточены физи­чески и логически на одном компьютере. Централизованная органи­зация базы данных позволяет облегчить обеспечение ее безопасности, целостности и непротиворечивости данных.

Вместе с тем рост объема базы данных и числа пользователей, полу­чающих к ней доступ, территориальное развитие организации (и свя­занная с ней необходимость распределенной обработки данных) приво­дят к возникновению ряда проблем, свойственных централизованной архитектуре:

- большой объем обмена данными (высокий трафик);

- снижение надежности обмена данными;

- снижение общей производительности;

- рост затрат на разработку БД.

Возможным решением перечисленных проблем является органи­зация децентрализованного хранения данных. При децентрализации достигается:

- параллельная обработка данных и распределение нагрузки;

- повышение эффективности обработки данных при выполнении удаленных запросов;

- уменьшение затрат на обработку данных;

- упрощение процедуры управления ИС.

Распределенная база данных — это набор отношений, хранящихся в разных узлах компьютерной сети и логически связанных таким об­разом, чтобы составлять единую совокупность данных.

Распределенная база данных предполагает хранение данных на не­скольких узлах сети, обработку данных и их передачу между этимиузлами в процессе выполнения запросов. Разбиение данных в распре­деленной базе данных может достигаться путем хранения различных таблиц на разных компьютерах или хранения разных фрагментов од­ной таблицы на разных компьютерах. Для пользователя (или приклад­ной программы) не должно иметь значения, каким образом распреде­лены данные между компьютерами. Работа с распределенной базой данных должна осуществляться так же, как и с централизованной.

Впервые задача об исследовании основ и принципов создания и функ­ционирования распределенных информационных систем была постав­лена известным специалистом в области баз данных К. Дейтом.

В основе распределенных ИС лежат две основные идеи:

* работа множества пользователей с общей БД;

* объединение распределенных данных на логическом и физиче­ском уровнях в общей БД.

Перечислим основные принципы создания и функционирования распределенных БД:

* прозрачность размещения данных для пользователя (пользова­телю распределенная БД должна представляться точно так же, как и нераспределенная);

* изолированность пользователей друг от друга (на работу одного пользователя с БД не должна влиять работа других пользовате­лей с ней);

* синхронизация БД и непротиворечивость состояния данных в лю­бой момент времени.

Дадим более подробный перечень принципов распределенной БД, сформулированных К. Дейтом.

1. Локальная автономия. Это качество означает, что управление
данными на каждом из узлов распределенной системы выполня­ется локально. База данных, расположенная на одном из узлов, является неотъемлемым компонентом распределенной системы.
Будучи фрагментом общего пространства данных, она в то же время функционирует как полноценная локальная база данных, а управление ею осуществляется локально, независимо от других
узлов системы.

2. Независимость узлов. Все узлы равноправны и независимы, а расположенные на них БД являются равноправными поставщи­ками данных в общее пространство данных. База данных на каждом из узлов самодостаточна — она включает полный собственный словарь данных и полностью защищена от несанкциониро­ванного доступа.

3. Непрерывность операций. Это возможность непрерывного доступа к данным в рамках распределенной БД вне зависимости от их расположения и вне зависимости от операций, выполняемых на локальных узлах.

4. Прозрачность расположения. Пользователь, обращающийся к БД, ничего не должен знать о реальном, физическом размещении дан­ных в узлах информационной системы.

5. Прозрачная фрагментация. Возможность распределенного (т. е. на различных узлах) размещения данных, логически представля­ющих собой единое целое. Существует фрагментация двух типов:
горизонтальная и вертикальная. Первая означает, что строки таб­лицы хранятся на различных узлах. Вторая означает распределе­ние столбцов логической таблицы по нескольким узлам.

6. Прозрачное тиражирование. Тиражирование данных — это асин­хронный процесс переноса изменений объектов исходной базы данных в базы, расположенные на других узлах распределенной
системы.

7. Обработка распределенных запросов. Возможность выполнения операций выборки данных из распределенной БД, посредством запросов, сформулированных на языке SQL.

8. Обработка распределенных транзакций. Возможность выполне­ния операций обновления распределенной базы данных, не нару­шающих целостность и согласованность данных. Эта цель достигается применением двухфазного протокола фиксации транзакций.

9. Независимость от оборудования. Это свойство означает, что в ка­честве узлов распределенной системы могут выступать компью­теры любых моделей и производителей.

 

10. Независимость от операционных систем. Это качество вытекает из предыдущего и означает многообразие операционных систем, управляющих узлами распределенной системы.

11. Прозрачность сети. Доступ к любым базам данных осуществля­ется по сети. Спектр поддерживаемых конкретной СУБД сете­вых протоколов не должен быть ограничением системы, основан­ной на распределенной БД.

12. Независимость от СУБД. Это качество означает, что в распреде­ленной системе могут работать СУБД различных производителей, и возможны операции поиска и обновления в базах данных различных моделей и форматов.

Важнейшую роль в технологии создания и функционирования рас­пределенных баз данных играет технология «представлений».

Представлением называется сохраняемый в базе данных авторизо­ванный глобальный запрос на выборку данных. Авторизованность означает возможность запуска такого запроса только конкретно по­именованным в системе пользователем. Глобальность заключается в том, что выборка данных может осуществляться из всей базы данных, в том числе из данных, расположенных на других узлах сети.

Результатом глобальных авторизованных запросов является созда­ние для конкретного пользователя виртуальной БД со своим переч­нем таблиц, связей.

 

Вопрос 2. Технологии распределенной обработки информации

Выделились несколько самостоятельных технологий распределен­ной обработки данных:

* клиент-сервер;

* реплицирования;

* объектного связывания.

Реальные распределенные информационные системы, как правило, построены на основе сочетания этих технологий.

Системы на основе технологии клиент-сервер развились из первых централизованных многопользовательских информационных систем на основе мэйнфреймов и получили наиболее широкое распростране­ние в корпоративных информационных системах.

При реализации данной технологии отступают от одного из основ­ных принципов создания распределенных систем — отсутствия цен­трального узла.

Принцип централизации хранения и обработки данных является базовым принципом технологии клиент-сервер.

Можно выделить следующие идеи, лежащие в основе технологии клиент-сервер:

* общие для всех пользователей данные, расположенные на одном или нескольких серверах;

* множество пользователей, осуществляющих доступ к общим данным.

Важное значение в технологии клиент-сервер имеют понятия сер­вера и клиента.

Под сервером в широком смысле понимается любая система, про­цесс, компьютер, владеющие каким-либо вычислительным ресурсом (памятью, временем процессора, файлами и т. д.). Клиентом называ­ется любая система, процесс, компьютер, пользователь, делающие за­прос к серверу на использование ресурса.

Настольные (локальные) СУБД, в случае их использования не­сколькими пользователями в компьютерной сети, функционируют на основе технологии файл-сервер, которая появилась раньше техноло­гии клиент-сервер. Дело в том, что настольные СУБД не содержат спе­циальных сервисов, управляющих данными, а используют для этой цели файловые сервисы операционной системы. Поэтому вся обработ­ка данных в таких СУБД осуществляется в клиентском приложении. При выполнении запросов все данные (даже те, которые не удовле­творяют запросу, а это могут быть сразу несколько таблиц) должны быть доставлены клиентскому приложению. Это приводит к перегруз­ке сети при увеличении числа пользователей и объема БД, а также гро­зит нарушением целостности данных.

Одним из важнейших преимуществ архитектуры клиент-сервер яв­ляется снижение сетевого трафика при выполнении запросов. Клиент посылает запрос серверу на выборку данных, запрос обрабатывается сервером, и клиенту передается не вся таблица (как было бы в техно­логии файл-сервер), а только результат обработки запроса.

Вторым преимуществом архитектуры клиент-сервер является воз­можность хранения так называемой бизнес- логики (например, правил ссылочной целостности или ограничений на значения данных) на сер­вере, что позволяет избежать дублирования кода в различных клиент­ских приложениях, использующих общую базу данных.

Во многих случаях узким местом клиент- серверных ИС является недостаточно высокая производительность из-за необходимости пе­редачи по сети все-таки большого количества данных.

Построение быстродействующих информационных систем обеспе­чивают технологии репликации данных.

Репликой называют копию БД, размещенную на другом компьюте­ре сети для автономной работы пользователей. Основная идея репли­кации заключается в том, что пользователи работают автономно с об­щими данными, растиражированными по локальным базам данных. Производительность работы системы повышается из-за отсутствия необходимости обмена данными по сети. Для реализации технологии репликации программное обеспечение СУБД дополняется функци­ями тиражирования данных, их структуры, системной информации, информации о конфигурировании распределенной системы.

При этом, однако, возникают две проблемы реализации одного из принципов функционирования распределенных систем — принципа непрерывности согласованного состояния данных:

* обеспечение согласованного состояния данных во всех репли­ках БД;

* обеспечение согласованного состояния структуры данных во всех репликах БД.

Обеспечение согласованного состояния данных, в свою очередь, ос­новывается на реализации одного из двух принципов:

*принципа непрерывного размножения обновлений;

* принципа отложенных обновлений (обновления реплик могут быть отложены до специальной команды или ситуации).

Принцип непрерывного размножения обновлений является осно­вополагающим при построении так называемых «систем реального времени» (например, систем управления воздушным движением, сис­тем бронирования билетов пассажирского транспорта и др.), где тре­буется непрерывное и точное соответствие реплик во всех узлах и ком­понентах распределенных систем в любой момент времени. Реализация этого принципа заключается в том, что любая транзакция считается успешно завершенной, если она успешно завершена на всех репликах системы.

В ряде предметных областей режим реального времени с точки зре­ния непрерывности согласования данных не требуется. Такого рода информационные системы можно строить на основе принципа отло­женных обновлений. Накопленные в какой-либо реплике изменения данных передаются командой пользователя для обновления всех ос­тальных реплик системы. Такая операция называется синхронизацией реплик.

Унификация взаимодействия прикладных компонентов с ядром информационных систем в виде SQL-серверов, наработанная для клиент- серверных систем, позволила выработать аналогичные решения и по интегрированию разрозненных локальных баз данных под управ­лением настольных СУБД. Такая технология получила название объектного связывания данных.

Технология объектного связывания данных решает задачу обеспе­чения доступа из одной локальной БД, открытой одним пользователем, к данным другой локальной БД, возможно, находящейся на дру­гом компьютере, открытой другим пользователем. Решение этой задачи основывается на поддержке современными настольными СУБД техно­логии объектов доступа к данным — DAO (Data Access Objects). Под объектом понимается интеграция данных и методов их обработки в одно целое, на чем, как известно, основываются технологии объектно-ориентированного программирования.

Технология объектного связывания данных основана на протоколе ODBC (Open Database Connectivity), который является стандартом доступа к данным БД клиент-серверных систем (посредством SQL-запросов), а также к любым данным, находящимся под управлением реляционных СУБД.

Подобный принцип построения распределенных систем при боль­ших объемах данных в связанных таблицах приводит к существенно­му увеличению сетевого трафика, так как по сети постоянно пере­даются страницы файлов баз данных. Другой проблемой является отсутствие надежных механизмов безопасности данных и обеспечение ограничений целостности. Так же как и в технологии файл-сервер, сов­местная работа нескольких пользователей с одними и теми же данны­ми обеспечивается только функциями операционной системы по од­новременному доступу к файлу нескольких приложений.

 

 

Лекция 8.1. Системы телеобработки данных

План

1. Состав и структура системы телеобработки данных.

2. Понятие ком­пьютерной сети (КС). Виды КС. Региональные и локальные компьютерные сети

3. Основные топологии КС. Понятие коммуникационной подсети.

4. Корпоративные КС.

 

Вопрос 1. Состав и структура системы телеобработки данных.

Исторически первыми системами распределенной обработки данных были системы телеобработки данных и многомашинные вычислительные комплексы.

Системы телеобработки данных — представляют собой информационно-вычислительные системы, которые выполняют дистанционную централизованную обработку данных, поступающих в центр обработки по каналам связи.

Многомашинные вычислительные комплексы — это системы, состоящие из нескольких относительно самостоятельных компьютеров, связанных между собой устройствами обмена информацией, в частности каналами связи.

Техническое обеспечение систем телеобработки — это совокупность технических средств, основными задачами которой являются: ввод данных в систему передачи данных по каналам связи, сопряжение каналов связи с компьютером, обработка данных и выдача результатных данных абоненту.

Наряду с техническим обеспечением, для осуществления режима телеобработки на компьютере должно быть установлено специализированное программное обеспечение, выполняющее функции: обеспечения работы компьютера в различных режимах телеобработки, управления сетью телеобработки данных, управления очередями сообщений, редактирования сообщений, обработки ошибочных сообщений ит. п.

Основным режимом обработки данных на вычислительных центрах коллективного пользования является телеобработка информации, которая может быть реализована в одном из двух режимов: в диалоговом режиме (оn-linе) или в режиме пакетной обработки (оff-linе).

Независимо от сферы применения, любая система телеобработки информации включает в себя как минимум четыре группы технических средств: электронную вычислительную машину, аппаратуру передачи данных (АПД), устройство сопряжения (УС) компьютера с аппаратурой передачи данных, абонентские пункты (АП), осуществляющие взаимодействие абонента с системой и обеспечивающие ввод и вывод данных. Более разветвленные системы телеобработки информации могут использовать устройства удаленного согласования (УУС) — поочередного или одновременного подключения разных абонентов к одному каналу связи.

Блок-схема типовой СТОД показана на рис.1.

 

Рис.1. Блок-схема типовой СТОД

Аппаратура передачи данных включает следующие устройства:

· устройства преобразования сигналов (УПС);

· устройства защиты от ошибок (УЗО);

· устройства вызова.

УПС преобразует сигналы терминального оборудования в вид, пригодный для передачи их по используемым каналам связи. И наоборот, сигналы, поступающие по каналу связи, преобразует к виду, воспринимаемому терминальной аппаратурой. В качестве УПС обычно используются модемы и связные карты.

УЗО применяют для обеспечения достоверности передачи информации — они реализуют процедуры обнаружения и автоматического исправления ошибок.

Устройства вызова необходимо использовать при работе по коммутируемым каналам связи для соединения с вызываемым абонентом.

 

Вопрос 2. Понятие ком­пьютерной сети (КС). Виды КС. Региональные и локальные компьютерные сети

 

Компьютерные сети — это системы компьютеров, объединенных каналами передачи данных, обеспечивающие эффективное предоставление различных информационно-вычислительных услуг пользователям посредством реализации удобного и надежного доступа к ресурсам сети.

Информационные системы, использующие возможности компьютерных сетей, обеспечивают выполнение следующих задач:

· хранение и обработка данных;

· организация доступа пользователей к данным;

· передача данных и результатов обработки данных пользователям.

Эффективность решения перечисленных задач обеспечивается:» дистанционным доступом пользователей к аппаратным, программным и информационным ресурсам;

· высокой надежностью системы;

· возможностью оперативного перераспределения нагрузки;

· специализацией отдельных узлов сети для решения определенного класса задач;

· решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети;

· возможностью осуществления оперативного контроля всех узлов

сети.

Основные показатели качества компьютерных сетей включают следующие элементы: полнота выполняемых функций, производительность, пропускная способность, надежность сети, безопасность информации, прозрачность сети, масштабируемость, интегрируемость, универсальность сети.

Виды компьютерных сетей

Компьютерные сети, в зависимости от охватываемой территории, подразделяются на:

· локальные (ЛВС, LAN — LосаL Агеа Nеtwork);

· региональные (РВС, МАN — Меtгороlitan Агеа Nеtwork);

· глобальные (ГВС, WАN — Wide Агеа Nеtwork).

В локальной сети абоненты находятся на небольшом (до 10-15 км) расстоянии друг от друга. К ЛВС относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т. д.

РВС связывают абонентов города, района, области. Обычно расстояния между абонентами РВС составляют десятки-сотни километров.

Глобальные сети соединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто расположенных в различных странах или на разных континентах.

По признакам организации передачи данных компьютерные сети можно разделить на две группы:

· последовательные;

· широковещательные.

В последовательных сетях передача данных осуществляется последовательно от одного узла к другому. Каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практически все виды сетей относятся к этому типу. В широковещательных сетях в конкретный момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию.

 

Вопрос 3. Основные топологии КС. Понятие коммуникационной подсети.

 

Топология представляет физическое расположение сетевых компонентов (компьютеров, кабелей и др.) Выбором топологии определяется состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью.

Существуют следующие топологии компьютерных сетей:

· шинные (линейные, bus);

· кольцевые (петлевые, ring);

· радиальные (звездообразные, stаг);

· смешанные (гибридные).

Практически все сети строятся на основе трех базовых топологий: топологии «шина», «звезда» и «кольцо». Базовые топологии достаточно просты, однако на практике часто встречаются довольно сложные комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких топологий.

В топологии «шина», или «линейная шина» (linear bus), используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети. Эта топология является наиболее простой и распространенной реализацией сети.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, производительность сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, тем медленнее сеть.

Зависимость пропускной способности сети от количества компьютеров в ней не является прямой, так как, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество других факторов: тип аппаратного обеспечения, частота передачи данных, тип сетевых приложений, тип сетевого кабеля, расстояние между компьютерами в сети.

«Шина» является пассивной топологией — компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не передают их от отправителя к получателю. Выход из строя какого-либо компьютера не оказывает влияния на работу всей сети. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы с последующей передачей их по сети.

Основой последовательной сети с радиальной топологией (топологией «звезда») является специальный компьютер — сервер, к которому подключаются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через сервер, в задачи которого входит ретрансляция, переключение и маршрутизация информационных потоков в сети. Такая сеть является аналогом системы телеобработки, в которой все абонентские пункты содержат в своем составе компьютер.

Недостатками такой сети являются: высокие требования к вычислительным ресурсам центральной аппаратуры, потеря работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры, большая протяженность линий связи, отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации. Если выйдет из строя рабочая станция (или кабель, соединяющий ее с концентратором), то лишь эта станция не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные рабочие станции в сети этот сбой не повлияет.

При использовании топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Каждый компьютер является повторителем, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Способ передачи данных по кольцёвой сети называется передачей маркера. Маркер последовательно, от компьютера к компьютеру, передается до тех пор, пока его не получит тот компьютер, который должен передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя и отправляет его дальше по кольцу.

Данные передаются через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Далее принимающий компьютер посылает передающему сообщение — подтверждение о приеме данных. Получив сообщение — подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

 

Понятие коммуникационной подсети.

В структуре полносвязной вычислительной сети можно выделить коммуникационную и абонентскую подсети. Коммуникационная подсеть — это ядро вычислительной сети, которое связывает рабочие станции и серверы сети друг с другом. Звенья абонентской подсети (серверы, рабочие станции) подключаются к узлам коммутации абонентскими каналами связи.

Для оперативной передачи информации применяются системы автоматизированной передачи информации. Совокупность технических и программных средств, служащих для передачи информации, будем называть системой передачи информации (СП).

На рис. 2 представлена обобщенная блок-схема автоматизированной системы передачи информации.

 

помехи

Рис. 2. Блок-схема автоматизированной системы передачи информации

Источник и потребитель информации в СП не входят — они являются абонентами системы передачи. Абонентами могут быть люди, компьютеры, системы хранения информации, телефонные аппараты, модемы, различного рода датчики и исполнительные устройства. В структуре СП можно выделить: канал передачи (канал связи — КС), передатчик информации, приемник информации.

Основными показателями СП информации являются: пропускная способность, достоверность, надежность работы.

Пропускная способность системы (канала) передачи информации — наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени.

Линия связи (ЛС) — это среда, по которой передаются информационные сигналы. В одной линии связи может быть организовано несколько каналов связи путем временного, частотного кодового и других видов разделения — тогда говорят о логических (виртуальных) каналах. Таким образом, линия связи и канал связи — это не одно и тоже,

Рассмотрим классификацию каналов связи.

По физической природе КС подразделяются на механические, акустические, оптические, электрические.

По форме представления передаваемой информации КС делятся на аналоговые и цифровые.

В зависимости от возможных направлений передачи информации различают симплексные КС, полудуплексные КС, дуплексные КС.

Каналы связи по способу соединения могут быть коммутируемые и некоммутируемые.

По пропускной способности КС можно разделить на низкоскоростные КС, среднескоростные КС, высокоскоростные (широкополосные) КС.

 

Вопрос 4. Корпоративные КС.

 

Корпоративные сети — это сети масштаба предприятия, корпорации. Данные сети используют коммуникационные возможности Интернета и поэтому не зависят от территориального размещения серверов и рабочих станций. Корпоративные сети называются сетями Интранет.

Интранет — это внутрифирменная или межфирменная компьютерная сеть, обладающая расширенными возможностями благодаря использованию в ней интернет-технологий. Интранет — это система хранения, передачи, обработки и доступа к внутрифирменной информации с использованием средств локальных сетей и сети Интернет. Она должна обеспечивать выполнение следующих базовых сетевых технологий: сетевое администрирование, поддержка сетевой файловой системы, интегрированная передача сообщений, работа в World Wide Wеb; сетевая печать, защита информации от несанкционированного доступа.

Корпоративные информационные системы — это интегрированные информационные системы управления территориально распределенной корпорацией, основанные на углубленном анализе данных, широком использовании систем информационной поддержки принятия решений, электронном делопроизводстве.

Основными характеристиками КИС являются:

· поддержка полного цикла управления в масштабах корпорации;

· значительные масштабы системы и объекта управления;

· неоднородность составляющих технического и программного обеспечения компонентов ИС управления;

· единое информационное пространство выработки управленческих решений (управление финансами, персоналом, управление производством, логистика, маркетинг);

· функционирование в неоднородной операционной среде на нескольких вычислительных платформах;

· управление в реальном масштабе времени;

· высокая надежность, открытость и масштабируемость информационных компонентов.

 

Лекция 8.2. Модель взаимодей­ствия открытых систем.

План

1. Основные понятия модели взаимодей­ствия открытых систем.

2. Функции уровней модели OSI

 

Вопрос 1. Основные понятия модели взаимодей­ствия открытых систем.

Передача и обработка данных в разветвленной сети является сложным, использующим многочисленную и разнообразную аппаратуру процессом, требующим формализации и стандартизации следующих процедур:

· управление и контроль ресурсов компьютеров и системы телекоммуникаций;

· установление и разъединение соединений;

· контроль соединений;

· маршрутизация, согласование, преобразование и передача данных;

· контроль правильности передачи;

· исправление ошибок и т. д.

Необходимо применение стандартизированных протоколов и для обеспечения понимания сетями друг друга при их взаимодействии. Указанные выше задачи решаются с помощью применения системы протоколов и стандартов, которые определяют процедуры взаимодействия элементов сети при установлении связи и пёредаче данных.

Протокол представляет собой набор правил и методов взаимодействия объектов вычислительной сети, регламентирующий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия, обеспечивающие корректность согласования, преобразования и передачи данных в сети. Выполнением протокольных процедур управляют специальные программы, реже аппаратные средства.

Международной организацией по стандартизации (ISО — International Organization for Standardization) разработана система стандартных протоколов — модель взаимодействия открытых систем (Ореn System Interconnection — ОSI), которую также называют эталонной семиуровневой моделью открытых систем.

Открытая система — система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с разработанными стандартами.

Модель ОSI содержит общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов и служит основой для разработчиков совместимого сетевого оборудования. Эти рекомендации должны быть реализованы как в технических, так и в программных средствах вычислительных сетей. Для обеспечения упорядочения функций управления и протоколов вычислительной сети вводятся функциональные уровни. В общем случае сеть включает семь функциональных уровней (см. табл.1)

Таблица 1 Уровни управления модели ОSI

 

Уровень OSI	Назначение
7. Прикладной	Предоставляет прикладным процессам пользователя средства доступа к сетевым ресурсам; реализует интерфейс между программами пользователя и сетью. Имеет интерфейс с пользователем
6. Представления	Предоставляет стандартные способы представления данных, которые удобны для всех взаимодействующих объектов прикладного уровня. Имеет интерфейс с прикладными программами
5. Сеансовый	Предоставляет средства, необходимые сетевым объектам для организации, синхронизации и административного управления обменом данных между ними
4. Транспортный	Обеспечивает надежную, экономичную и «прозрачную» передачу данных между взаимодействующими объектами сеансового уровня
3. Сетевой	Регламентирует маршрутизацию передачи данных в сети, устанавливает логический канал между объектами для реализации протоколов транспортного уровня
2. Канальный	Отвечает за непосредственную связь объектов сетевого уровня, функциональные и процедурные средства ее поддержки для эффективной реализации протоколов сетевого уровня
1. Физический	Формирует физическую среду передачи данных, устанавливает соединения объектов сети с этой средой

Вопрос 2. Функции уровней модели OSI

 

Условно уровни приложения и представления данных можно отнести к функциям взаимодействия с приложением, а более низкие уровни — к функциям связи (см. табл.2).

Прикладной уровень регламентирует процесс управления терминалами сети и прикладными процессами, которые являются источниками и потребителями информации, передаваемой в сети. Отвечает за запуск программ пользователя, их выполнение, ввод-вывод данных, управление терминалами, административное управление сетью. На данном уровне применяются технологии, являющиеся надстройкой над инфраструктурой передачи данных: электронной почты, теле- и видеоконференций, удаленного доступа к ресурсам, работы в Интернете.

Уровень представления интерпретирует и преобразовывает данные, передаваемые в сети, в вид, удобный для прикладных процессов.

Согласует форматы представления данных, синтаксис, трансляцию и интерпретацию программ с разных языков. Многие функции этого уровня задействованы на прикладном уровне, поэтому предоставляемые им протоколы не получили развития и во многих сетях практически не используются.

Таблица 2 Функции уровней модели ОSI

Номер уровня	Наименование	Функция
	Прикладной уровень	Функции взаимодействия с приложением
	Уровень представления
	Сеансовый уровень	Логическая связь
	Транспортный уровень	Межсетевая связь
	Сетевой уровень
	Канальный уровень	Связь в локальной сети
	Физический уровень

Сеансовый уровень — обеспечение организации и проведения сеансов связи между прикладными процессами, такими как инициализация и поддержание сеанса между абонентами сети, управление очередностью и режимами передачи данных. Многие функции этого уровня в части установления соединения и поддержания упорядоченного обмена данными реализуются на транспортном уровне, поэтому протоколы сеансового уровня имеют ограниченное применение.

Транспортный уровень — отвечает за управление сегментированием данных (сегмент — блок данных транспортного уровня) и сквозной передачей (транспортировкой) данных от источника к потребителю. На данном уровне оптимизируется использование услуг, предоставляемых на сетевом уровне, в части

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: