Реферат: Управление взаимодействием процессов в вычислительных сетях. Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем

В рамках эталонной модели также определяются услуги, которые должны обеспечивать ее уровни. Услуги, по сути дела, представляют со­бой функции, выполняемые на соответствующем уровне эталонной мо­дели.

В частности, физический уровень должен обеспечивать такие виды услуг, как установление и идентификация физических соединений, орга­низация последовательностей передачи бит информации, оповещение об окончании связи.

Канальный уровень обеспечивает организацию нужной последова­тельности блоков данных и их передачу, управление потоками между смежными узлами, идентификацию конечных пунктов канальных соеди­нений, обнаружение и исправления ошибок, оповещение об ошибках, которые не исправлены на канальном уровне.

Сетевой уровень в числе основных услуг осуществляет идентифика­цию конечных точек сетевых соединений, организацию сетевых соедине­ний, управление потоками блоков данных, обеспечение последовательно­стей доставки блоков данных, обнаружение ошибок и формирование со­общений о них, разъединение сетевых соединений.

Транспортный уровень обеспечивает установление и разъединение транспортных соединений, формирование блоков данных, обеспечение взаимодействия сеансовых соединении с транспортными соединениями, управление последовательностью передачи блоков данных, обеспечение целостности блоков данных во время передачи, обнаружение и устране­ние ошибок, сообщение о неисправленных ошибках, предоставление приоритетов в передаче блоков, передачу подтверждений о принятых блоках, ликвидацию тупиковых ситуаций.

На сеансовом уровне предоставляются услуги, связанные с обслужи­ванием сеансов и обеспечением передачи данных в диалоговом режиме, установлением сеансового соединения, обменом данными; управлением обменом; синхронизацией сеансового соединения, сообщениями об ис­ключительных ситуациях, отображением сеансового соединения на транспортный уровень, завершением сеансового соединения.

Представительный уровень обеспечивает выбор вида представления данных, интерпретацию и преобразование передаваемой информации к виду, удобному для прикладных процессов, преобразование синтаксиса данных, формирование блоков данных.

Прикладной уровень обеспечивает широкий набор услуг, в том числе: управление терминалами, управление файлами, управление диалогом, управление задачами, управление сетью в целом. К дополнительным услугам уровня относятся услуги по организации электронной почты, передачи массивов сообщений и т.п.

Услуги различных уровней определяются с помощью протоколов эта­лонной модели взаимодействия открытых систем. В соответствии с семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем вводятся семь ти­пов протоколов, которые именуются так же, как уровни.

3. Сетевые протоколы.

Сетевыми протоколами называют протоколы первого и второго уровней, определяющих архитектуру локальной сети, в том числе ее топологию, передающую среду, техниче­ские средства и протоколы. Основополагающими для локальных сетей являются стандарты серии IEEE . С помощью этих стандартов были опре­делены: основная терминология, архитектура и протоколы двух нижних уровней Эталонной модели взаимодействия открытых систем. Структура стандартов IEEE представлена на рисунке.

802.1

Общий документ

802.2

Управление логическим каналом

802.3 802.4 802.5 802.6 802.11 802.12

Управление доступом к передающей среде

Стандарт IEEE 802.1 является общим документом, который определя­ет архитектуру и прикладные процессы системного управления сетью, методы объединения сетей на подуровне управления доступом к пере­дающей среде. В соответствии с данным стандартом канальный уровень разбит на два подуровня: УЛК — управления логическим каналом и УДС — управления доступом к физической среде.

Стандарт IEEE 802.2 определяет протоколы управления логическим каналом, в том числе специфицирует интерфейсы с сетевым уровнем и подуровнем управления доступом к передающей среде. Каждый из ос­тальных стандартов, начиная с IEEE 802.3, определяет метод доступа и специфику физического уровня для конкретного типа локальной компь­ютерной сети. Так, стандарт IEEE 802.3 описывает характеристики и процедуры множественного доступа с контролем передачи и обнаруже­нием столкновений. Стандарт IEEE 802.4 определяет протокол маркерно­го доступа к моноканалу. Процедуры и характеристики маркерного мето­да доступа к кольцевой сети определяется стандартом IEEE 802.5. Для локальных сетей, охватывающих площадь радиусом до 25 км и исполь­зующих технические средства кабельного телевидения, разработан стан­дарт IEEE 802.6. Этот стандарт предусматривает передачу данных, речи, изображений и позволяет создавать так называемые городские локальные сети. В настоящее время продолжаются работы по стандартизации ло­кальных компьютерных сетей. Так, в подкомитете IEEE 802.11 разраба­тывается стандарт на радиосети для мобильных компьютеров, а в комите­те IEEE 802.12 рассматривается стандарт на высокоскоростные компью­терные сети “ lOOVG - AnyLAN .

3.1. Транспортные протоколы.

Для обеспечения надежной связи в процессе обмена информацией между абонентами компьютерной сети служат транспортные протоколы. Как известно, качество передачи информации во многом определя­ется используемой линией связи. Например, коммутируемые телефонные каналы сетей общего пользования характеризуются относительно высо­ким уровнем помех. При использовании подобных каналов в компью­терных сетях необходимо принимать дополнительные меры по повыше­нию надежности передачи данных. В свою очередь, оптоволоконные ли­нии связи характеризуются низким уровнем помех. В данном случае дос­таточно использовать минимальный набор транспортных услуг и про­стейший протокол обмена информацией. Особое значение транспортные протоколы приобретают в компьютерных сетях, передающая среда кото­рых характеризуется относительно высоким уровнем ошибок и низкой надежностью передачи данных.

3.2. Межсетевые протоколы.

Для согласования различных компьютерных сетей между собой в основном используются сетевой и транспортный уровни. В настоящее время исполь­зуются два основных подхода к формированию межсетевого взаимодей­ствия: это объединение сетей в рамках сети Internet в соответствии с межсете­вым протоколом IP и объединение сетей коммутации пакетов (Х.25) в соответствии с Реко­мендацией МККТТХ.75.

Основное различие этих подходов заключается в следующем: прото­кол IP относится к протоколам без установления логического соединения (дейтаграммным), а Рекомендация Х.75 предполагает организацию вир­туального соединения (канала).

Становление корпоративных компьютерных сетей тесно связано с се­тью Internet , в рамках которой были реализованы основные принципы и протоколы межсетевых соединений. С сетью Internet связано появление новой группы протоколов — так называемых межсетевых протоколов, или IP-протоколов (сокращение от Internet Protocol ). Территориально располагаясь на сетевом уровне Эталонной модели, межсетевой протокол согласовывает транспортную и сетевую службы различных компьютерных сетей.

По мере развития различных компьютерных сетей стала очевидной потребность в их объединении. В связи с этим, начиная с 1973г., агент­ство ARPA начало осуществлять программу Internetting Project . Следовало определить, как связать сети между собой с учетом того, что каждая из них использует различные протоколы передачи информации. Для этой цели был предложен протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). Собственно протокол TCP / IP состоит из двух протоко­лов: TCP и IP . Протокол TCP является стандартным транспортным про­токолом и предоставляет сервис для надежной передачи информации между клиентами сети. Протокол IP обеспечивает сервис доставки паке­тов между узлами сети Internet отвечает за адресацию сетевых узлов. В процессе своего функционирования протокол IP постоянно взаимодейст­вует с протоколом межсетевых управляющих сообщений ( ICMP — сокра­щение от Internet Control Message Protocol ), образуя с ним так называемый межсетевой модуль (IP-модуль).

Протоколы TCP и I Р располагаются в середине Эталонной модели взаимодействия открытых систем и тесно связаны с протоколами других уровней. В связи с этим термин « TCP / IP » обычно охватывает все, что связано с протоколами TCP и IP . Сюда входит целое семейство протоко­лов, прикладные программы и даже сама сеть.

3.3. Протоколы прикладного уровня.

Три верхних уровня Эталонной модели взаимодействия открытых сис­тем — сеансовый, представительный и прикладной уровень определяют протоколы, ориентированные на приложения. Протоколы верхних уровней устанавливают стандартные для компьютерной сети процедуры вы­полнения прикладных функций.

Так, протокол передачи, доступа и управления файлом ( File , Transfer , Access and Management — FTAM ) и соответствующая ему прикладная служба определяется стандартом ISO 8571 Международной организации стандартов. Стандартизация обеспечивает взаимодействие пользователей файловых систем в процессе передачи, доступа или управления храня­щейся информацией таким образом, как если бы файлы хранились в са­мих этих системах. В качестве пользователя файловых систем выступает прикладной процесс, называемый процесс-клиент. Процесс, с помощью которого организуется доступ к удаленному накопителю файлов (файл-серверу), получил название процесс файл-сервер. В качестве по­ставщика средств, с помощью которых процесс-клиент получает доступ к удаленному накопителю файлов, выступает специальный элемент при­кладной службы передачи, доступа и управления файлом.

С целью предоставления возможности подключения различных тер­миналов к компьютерной сети была разработана концепция виртуального терминала. Виртуальный терминал представляет собой некоторый гипо­тетический терминал, обобщающий в себе характерные свойства задан­ного класса устройств (терминалов). Виртуальный терминал реализуется с помощью специального элемента прикладной службы, определенного в документе ISO / DIS 9040.2 Международной организации стандартов. При этом оконечная сторона (пользователь сети) преобразовывает информа­цию своего терминала в формат виртуального терминала для передачи в компьютерную сеть. Правила преобразования задаются с помощью про­токола виртуального терминала ( Virtual Terminal Protocol — VTP ), изло­женного в документе ISO/DIS 9041.2. Целью этого стандарта является определение алгоритмов взаимодействия протокольных модулей для обеспечения базисного класса службы виртуального терминала. Стандарт определяет следующие основные функции протокола виртуального тер­минала: установление и завершение ассоциации виртуального терминала, согласование, управление диалогом, передача данных, управление достав­кой, обработка ошибок. Кроме того, стандарт специфицирует: наборы процедур для ориентированной на соединение передачи данных и управ­ляющей информации, синхронный и асинхронный режимы работы, средства согласования процедур и параметров службы, а также форматы и правила формирования блоков данных.

Особое место среди служб прикладного уровня занимает система об­работки сообщений ( Massage Handling Systems — MHS ), предназначенная для обеспечения надежной передачи информации между абонентами компьютерной сети. Работа данной системы осуществляется следующим образом: сообщение, сформированное с помощью специальной при­кладной программы процесса, называемой агентом пользователя, пере­сылается подключенному к нему агенту передачи сообщений, при этом используются стандартные примитивы службы обработки сообщений. Агент передачи сообщений представляет собой виртуальный почтовый сер­вер. Используя стандартные протоколы обмена, агенты передачи сообще­ний обеспечивают передачу информации между агентами пользователя. Основная структура передаваемых сообщений состоит из так называемо­го конверта и содержимого сообщения. Конверт содержит необходимую для передачи адресную и управляющую информацию. Содержимое сооб­щения фактически является той информацией, которую отправитель хо­чет передать получателю.

Совокупность всех агентов пользователя и агентов передачи сообще­ний представляет собой систему обработки сообщений. В свою очередь, система обработки сообщений совместно с пользователями образует сре­ду обработки сообщений. Функционирование системы обработки сообще­ний поддерживается службой передачи сообщений. Различают пять катего­рий услуг, предоставляемых службой передачи сообщений. Прежде всего, это базовая служба передачи сообщений, предоставляющая услуги по ин­дикации и управлению передачей сообщений. Следующая категория ус­луг определяет услуги подачи и доставки, предоставляя пользователю воз­можность выбора категории доставки и ряд сервисных услуг. Категория услуг преобразования предоставляет возможность преобразования или за­прета преобразования для конкретных сообщений. Услуги запросов позво­ляют агенту пользователя запрашивать информацию, относящуюся к управлению работой системы передачи сообщений. Категория услуг ста­тусов и информирования позволяет переназначать получателя, а также из­менять продолжительность отсрочки доставки сообщений. Это позволяет передавать и обрабатывать информацию в наиболее удобное время, как для компьютерной сети, так и ее абонентов, существенно снижая стои­мость передачи сообщений.

4. Заключение

Рассмотренные выше уровни протоколы и уровни являются базо­выми и позволяют организовать взаимодействие и управление процессами практически в любой компьютерной сети, с любыми пользовательскими системами. Большинство современных вычислительных сетей используют эти протоколы и семиуровневую модель для своей работы.

5. Содержание.

№ п./п.	№ стр.	Содержание
1	1	Введение. Основные понятия и принципы организации компьютерных сетей.
2	2	Семиуровневая модель протоколов взаимодействия открытых систем.
3	6	Сетевые протоколы
3.1	7	Транспортные протоколы
3.2	7	Межсетевые протоколы
3.3	8	Протоколы прикладного уровня
4	11	Заключение
5	12	Содержание
6	13	Список литературы

6. Список литературы

1. Э.А. Якубайтис, «Информатика – электроника - сети». М., «Финансы и статистика», 1989

2. Ю. Шафрин, «Основы компьютерной технологии». М., АБФ, 1997

3. Б.Нанс. “Компьютерные сети”. Москва. Бином. 1996.

4. Компьютерные сайты сети Internet .