Управление взаємодією процесів в обчислювальних мережах. 
Семиуровневая модель протоколів взаємодії відкритих систем

АВТОНОМНАЯ НЕКОМЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ.

ВОЛОДИМИРСЬКИЙ ІНСТИТУТ БИЗНЕСА.

Реферат По дисципліни: «Інформаційні и.

телекомунікаційні системы".

На тему: «Управління взаємодією процесів в обчислювальних сетях.

Семиуровневая модель протоколів взаємодії відкритих систем".

Виконав студент.

I курсу специальности.

«Фінанси і кредит».

Володимир 2002.

1. Запровадження. Основні поняття та організаційні принципи організації комп’ютерних сетей.

Комп’ютерна мережу є сукупність комп’ютерів, а так ж різних електронних систем і пристроїв, подключаемых до комп’ютерів, що забезпечує управління економіки й обміну інформацією між комп’ютерами у мережі без яких — або проміжних носіїв інформацією. З цього випливає, що головне призначення комп’ютерних обчислювальних мереж у цьому щоб спростити і прискорити процес взаємодії між кінцевими користувачами, тобто. клієнтами мережі, а як і організація доступу користувачів до загальним мережним ресурсам.

Комп’ютерні мережі бувають різних видів: приміром з їх масштабу і території вони поділяються на локальные (LAN) і глобальные (WAN), по рівню організації: однорангові на основі серверу, щодо передачі інформації на низько-, середньоі високошвидкісні, на кшталт сполуки: на коаксиальные, на кручений парі, оптоволоконні, з передачею інформації з радіоканалу й у інфрачервоному діапазоні, по топології мережі тобто. структурі перетинів поміж її основними функціональними елементами: зоряна, шинна, кольцевая.

Функції комп’ютерів, які входять у мережу можна розділити втричі вида:

. Організація доступу до сети,.

. Управління передачею информации,.

. Надання обчислювальних ресурсів немає і послуг абонентам сети.

Будь-яка комп’ютерна мережу характеризується: топологією, протоколами, інтерфейсами, мережними технічними і тими програмними засобами, які у цієї сети:

. Мережні технічні засоби є різні електронні устрою, щоб забезпечити об'єднання комп’ютерів в обчислювальну мережу (кабелю, комутатори, концентраторы (Hab), сервери, маршрутизаторы);

. Протокол це набір певних правил взаємодії та обміну інформації між комп’ютерами та інші функціональними елементами даної сети;

. Мережні програмні кошти забезпечують коректну роботу мережі, здійснюють програмне управління роботою сіті й інтерфейс з кінцевим користувачем (мережна операційна система, програмне забезпечення управління сетью);

. Інтерфейс — це кошти поєднання функціональних елементів сети.

Інтерфейси поділяються на апаратні і программные.

У цьому різноманітті характеристик і пристроїв різних мереж необхідні правила, за якими вся складові мережі будуть взаємодіяти друг з одним і коїться з іншими мережами цих правил представляють собою протокол взаємодії мережі. Управління взаємодією процесів в обчислювальних мережах таки здійснюється за засобам мережевих протоколів та програмного забезпечення управління мережею. Зупинимося докладніше на поняття мережевих протоколов.

2. Семиуровневая модель протоколів взаємодії відкритих систем.

Суворе визначення протоколу виглядає як формалізований набір правил, використовуваний ПК для коммуникаций.

Через складності комунікацій між системами і необхідності дотримання різних комунікаційних вимог протоколи поділяються на модульні рівні. Кожен рівень виконує конкретну функцію для розташованого вище уровня.

У середовищі сучасних комп’ютерних мережах зазвичай використовується багато різних видів мережевих протоколів, і навіть у межах однієї мережі застосовують кілька їх. Потреба розширенні, модернізації, а як і необхідність спрощення процесів розробки та вдосконалення обчислювальних мереж показала потреба у стандартизації принципів, і процедур взаємодії між абонентами мереж. Для цього він була розроблена так звана Еталонна модель взаємодії відкритих систем, що складається з семи рівнів. (OSI, Open Systems Interconnection), розроблена міжнародна організація стандартизації (ISO, International Standards Organization). Реалізація моделі OSI нагадує різні рівні звичайного поштового адреси — від країни, регіону до міста, вдома, вулиці і прізвища кінцевого одержувача. Для доставки інформації відповідному одержувачу устрою на маршруті передачі використовують рівні деталізації. Кожен із рівнів представляє певну групу функцій, необхідні роботи комп’ютерної сети.

|Коммуникации: | | |забезпечення | | |точної | | |доставки | | |даних між | | |кінцевими | | |станціями. | | | |Прикладний | | | |рівень | | | |Представницький | | | |рівень | | | |Сеансовый рівень| | | |Транспортний | | | |рівень | | |Поєднання: |Мережний | | |управління |рівень |Маршрутизатори, комутатори рівня 3 | |фізичної | | | |доставкою | | | |даних із | | | |мережі. | | | | |Канальний рівень| | | | |Мости, комутатори | | |Фізичний | | | |рівень |Кабелі, повторювачі, концентратори, | | | |модеми | | | | |.

Еталонна модель взаємодії відкритих систем (OSI, Open Systems Interconnection).

З погляду користувача основним є прикладної рівень, то є рівень, який би виконання прикладних процесів користувачів. Поруч із прикладними протоколами, він визначає протоколи передачі файлів, віртуального термінала, електронної почты.

Наступним за значимістю є представницький (шостий) рівень (рівень уявлення даних). Він визначає єдиний всім систем синтаксис переданої інформації. Необхідність даного рівня обумовлена різної формою подання у мережі передачі і комп’ютерах. Цей рівень відіграє у забезпеченні «відкритості» систем, дозволяючи їм спілкуватися між собою незалежно від своїх внутрішнього языка.

Наступний рівень (п'ятий) називається сеансовым, оскільки основне його призначення — це організація сеансів зв’язок між прикладними процесами різних робочих станцій. У цьому рівні створюються порти прийому і передачі повідомлень й організують сполуки — логічні канали між процесами. Необхідність протоколів цього рівня визначається відносної складністю мережі передачі і прагненням забезпечити досить високий надійність передачі информации.

Четвертий, транспортний рівень (рівень наскрізний передачі) служить передачі даних між двома взаємодіючими відкритими системами і організації процедури поєднання абонентів мережі і системи передачі. У цьому рівні визначається взаємодія робочих станцій — джерела і адресата даних, організується і підтримується логічний канал (транспортне з'єднання) між абонентами.

Третій, мережевий рівень, призначений для маршрутизації інформації та управління мережею передачі. На відміну від попереднього, цей рівень у більшою мірою орієнтовано мережу передачі. Тут вирішуються питання управління мережею передачі, зокрема маршрутизація і управління інформаційними потоками. Цей рівень виконує на основному технічні функції передачі й управління информацией.

Канальний рівень забезпечує функціональні і процедурні кошти задля встановлення, підтримки і розірвання сполук лише на рівні каналів передачі. Процедури канального рівня забезпечують виявлення і, можливо, виправлення помилок, виникаючих на фізичному уровне.

Фізичний рівень забезпечує механічні, електричні, функціональні і процедурні кошти організації фізичних сполук при передачі біт даних між фізичними объектами.

Останні чотири рівні утворюють транспортну службу комп’ютерної мережі, що забезпечує передачу («транспортування») інформації між робітниками станціями, звільняючи вищі рівні від вирішення завдань. Натомість, три верхніх рівня, щоб забезпечити логічне взаємодія прикладних процесів, функціонально об'єднують у абонентську службу.

У межах еталонною моделі також послуги, які мають забезпечувати її рівні. Послуги, щодо справи, є функції, що їх на відповідного рівня еталонною модели.

Зокрема, фізичний рівень має забезпечити такі види послуг, як з’ясування умотивованості й ідентифікація фізичних сполук, організація послідовностей передачі біт інформації, оповіщення про закінчення связи.

Канальний рівень забезпечує організацію потрібної послідовності блоків даних, і їх передачу, управління потоками між суміжними вузлами, ідентифікацію кінцевих пунктів канальних сполук, виявлення і виправлення помилок, оповіщення помилки, які виправлені на канальном уровне.

Мережний рівень у числі основних послуг здійснює ідентифікацію кінцевих точок мережевих сполук, організацію мережевих сполук, управління потоками блоків даних, забезпечення послідовностей доставки блоків даних, виявлення помилок, і формування повідомлень про неї, роз'єднання мережевих соединений.

Транспортний рівень забезпечує з’ясування умотивованості й роз'єднання транспортних сполук, формування блоків даних, забезпечення взаємодії сеансовых поєднанні з транспортними сполуками, управління послідовністю передачі блоків даних, забезпечення цілісності блоків даних під час передачі, виявлення й усунення помилок, повідомлення про неисправленных помилках, надання пріоритетів в передачі блоків, передачу підтверджень про прийнятих блоках, ліквідацію тупикових ситуаций.

На сеансовом рівні надаються послуги, пов’язані з обслуговуванням сеансів і забезпеченням передачі в діалоговому режимі, встановленням сеансового сполуки, обміном даними; управлінням обміном; синхронізацією сеансового сполуки, повідомленнями про виняткових ситуаціях, відображенням сеансового сполуки на транспортний рівень, завершенням сеансового соединения.

Представницький рівень забезпечує вибір виду уявлення даних, інтерпретацію і перетворення переданої інформації до виду, зручного для прикладних процесів, перетворення синтаксису даних, формування блоків данных.

Прикладний рівень забезпечує широкий набір послуг, зокрема: управління терміналами, управління файлами, управління діалогом, управління завданнями, управління мережею загалом. До додаткових послуг рівня ставляться послуги з організації електронної пошти, передачі масивів повідомлень і т.п.

Послуги різних рівнів визначаються з допомогою протоколів еталонною моделі взаємодії відкритих систем. Відповідно до семиуровневой моделлю взаємодії відкритих систем вводяться сім типів протоколів, які іменуються як і, як уровни.

3. Мережні протоколы.

Мережними протоколами називають протоколи першого і другого рівнів, визначальних архітектуру локальної мережі, зокрема її топологію, передавальну середу, технічні засоби і протоколи. Засадничими для локальних мереж є стандарти серії IEEE. З допомогою цих стандартів було визначено: основна термінологія, архітектура і протоколи двох нижніх рівнів Еталонною моделі взаємодії відкритих систем. Структура стандартів IEEE представлена на рисунке.

802.1.

Загальний документ.

802.2.

Управління логічним каналом.

802.3 802.4 802.5 802.6 802.11 802.12.

Управління доступом до передавальної среде.

Стандарт IEEE 802.1 є спільною документом, що визначає архітектуру і прикладні процеси системного управління мережею, методи об'єднання мереж на подуровне управління доступом до передавальної середовищі. У відповідність до даним стандартом канальний рівень розбитий на два подуровня: УЛК — управління логічним каналом і УДС — управління доступом до фізичної среде.

Стандарт IEEE 802.2 визначає протоколи управління логічним каналом, зокрема специфицирует інтерфейси із мережним рівнем і подуровнем управління доступом до передавальної середовищі. Кожен із інших стандартів, починаючи з IEEE 802.3, визначає метод доступу та специфіку фізичного рівня конкретної типу локальної комп’ютерну мережу. Так, стандарт IEEE 802.3 описує характеристики і складні процедури множинного доступу з контролем передачі й виявленням сутичок. Стандарт IEEE 802.4 визначає протокол маркерного доступу до моноканалу. Процедури і характеристики маркерного методу доступу до кільцевої мережі визначається стандартом IEEE 802.5. Для локальних мереж, що охоплюють площа радіусом до 25 км і використовують технічні засоби кабельного телебачення, розроблений стандарт IEEE 802.6. Цей стандарт передбачає передачу даних, промови, зображень і дозволяє створювати звані міські локальні мережі. Нині тривають роботи з стандартизації локальних комп’ютерних мереж. Так було в підкомітеті IEEE 802.11 розробляється стандарт на радіомережі для мобільних комп’ютерів, а комітеті IEEE 802.12 розглядається стандарт на високошвидкісні комп’ютерні мережі «lOOVG-AnyLAN.

3.1. Транспортні протоколы.

Задля більшої надійного зв’язку у процесі обміну інформацією між абонентами комп’ютерну мережу служать транспортні протоколи. Як відомо, якість передачі багато чому визначається використовуваної лінією зв’язку. Наприклад, комутовані телефонні канали мереж загального користування характеризуються відносно високою рівнем перешкод. З використанням подібних каналів в комп’ютерних мережах необхідно ухвалити додаткові заходи з підвищення надійності передачі. Натомість, оптоволоконні лінії зв’язку характеризуються низькому рівні перешкод. У цьому випадку досить використовувати мінімальний набір транспортних послуг і найпростіший протокол обміну інформацією між. Особливого значення транспортні протоколи набувають у комп’ютерних мережах, передає середовище яких характеризується відносно високою рівнем помилок, і низькою надійністю передачі данных.

3.2. Міжмережеві протоколы.

Для узгодження різних комп’ютерних мереж між в основному використовуються мережевий і транспортний рівні. Нині використовуються дві основні підходи до формуванню межсетевого взаємодії: це об'єднання мереж у межах мережі Інтернет у відповідність до межсетевым протоколом IP й «об'єднання мереж комутації пакетів (Х.25) згідно з Рекомендацією МККТТХ.75.

Основне відмінність цих підходів ось у чому: протокол IP належить до протоколів без встановлення логічного сполуки (дейтаграммным), а Рекомендація Х.75 передбачає організацію віртуального сполуки (канала).

Становлення корпоративних комп’ютерних мереж був із мережею Internet, у межах якому було реалізовані основні засади і протоколи межсетевых сполук. З мережею Internet пов’язано поява нової групи протоколів — про межсетевых протоколів, чи IP-протоколов (скорочення від Internet Protocol). Територіально розташовуючись на мережному рівні Еталонною моделі, міжмережевий протокол погоджує транспортну і мережну служби різних комп’ютерних сетей.

З розвитком різних комп’ютерних мереж стало очевидним потреба у їх об'єднанні. У зв’язку з цим, починаючи з 1973 г., агентство ARPA започаткував програму Internetting Project. Варто було визначити, як зв’язати мережі між собою з огляду на те, що кожна з них використовує різні протоколи передачі. З цією метою був запропонований протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). Власне протокол TCP/IP і двох протоколів: TCP і IP. Протокол TCP є стандартним транспортним протоколом і надає сервіс для надійної передачі між клієнтами мережі. Протокол IP забезпечує сервіс доставки пакетів між вузлами мережі Internet відпо-відає адресацію мережевих вузлів. У процесі функціонування протокол IP постійно взаємодіє зі протоколом межсетевых управляючих повідомлень (ICMP — скорочення від Internet Control Message Protocol), створюючи його настільки званий міжмережевий модуль (IP-модуль).

Протоколи TCP і IР містяться у середині Еталонною моделі взаємодії відкритих систем і тісно пов’язані з протоколами інших рівнів. У зв’язку з цим термін «TCP/IP» зазвичай охоплює усе, пов’язане з протоколами TCP і IP. Сюди входять ціле сімейство протоколів, прикладні програми розвитку й навіть сеть.

3.3. Протоколи прикладного уровня.

Три верхніх рівня Еталонною моделі взаємодії відкритих систем — сеансовый, представницький і прикладної рівень визначають протоколи, зорієнтовані докладання. Протоколи верхніх рівнів встановлюють стандартні для комп’ютерну мережу процедури виконання прикладних функций.

Так, протокол передачі, доступу та управління файлом (File, Transfer, Access and Management — FTAM) й гарантована відповідна йому прикладна служба визначається стандартом ISO 8571 Міжнародної організації стандартів. Стандартизація забезпечує взаємодія користувачів файлових систем в процесі передачі, доступу чи управління що зберігається інформацією таким чином, коли б файли зберігалися лише у цих системах. Як користувача файлових систем виступає прикладної процес, званий процесс-клиент. Процес, з допомогою якого організується доступом до віддаленому накопителю файлів (файл-серверу), отримав назву процес файлсервер. Як постачальника коштів, з допомогою яких процесс-клиент отримує доступом до віддаленому накопителю файлів, виступає спеціальний елемент прикладної служби передачі, доступу та управління файлом.

З метою надання можливості підключення різних терміналів до комп’ютерну мережу було розроблено концепцію віртуального термінала. Віртуальний термінал є певний гіпотетичний термінал, узагальнюючий у собі характерні властивості заданого класу пристроїв (терміналів). Віртуальний термінал реалізується з допомогою спеціального елемента прикладної служби, певного у документі ISO/DIS 9040.2 Міжнародної організації стандартів. У цьому оконечная сторона (користувач мережі) перетворює інформацію свого термінала в формат віртуального термінала передачі в комп’ютерну мережу. Правила перетворення задаються з допомогою протоколу віртуального термінала (Virtual Terminal Protocol — VTP), викладеного у документі ISO/DIS 9041.2. Метою цього стандарту є визначення алгоритмів взаємодії протокольних модулів задля забезпечення базисного класу служби віртуального термінала. Стандарт визначає такі основні функції протоколу віртуального термінала: встановлення політики та завершення асоціації віртуального термінала, узгодження, управління діалогом, передача даних, управління доставкою, обробка помилок. З іншого боку, стандарт специфицирует: набори процедур для яка орієнтована з'єднання передачі і керуючій інформації, синхронний і асинхронний режими роботи, кошти узгодження процедур і параметрів служби, і навіть формати і правил формування блоків данных.

Особливе місце серед служб прикладного рівня займає система обробки повідомлень (Massage Handling Systems — MHS), призначена для забезпечення надійної передачі між абонентами комп’ютерної мережі. Робота даної системи здійснюється так: повідомлення, сформований з допомогою спеціальної прикладної програми процесу, званої агентом користувача, пересилається підключеному щодо нього агенту передачі повідомлень, у своїй використовуються стандартні примітиви служби обробки повідомлень. Агент передачі повідомлень є віртуальний поштовий сервер. Використовуючи стандартні протоколи обміну, агенти передачі повідомлень забезпечують передачу інформації між агентами користувача. Основна структура переданих повідомлень складається з так званого конверта і вмісту повідомлення. Конверт містить необхідну передачі адресну і управляючу інформацію. Вміст повідомлення фактично є інформацією, яку відправник хоче передати получателю.

Сукупність усіх агентів користувача і агентів передачі повідомлень є систему обробки повідомлень. Натомість, система обробки повідомлень що з користувачами утворює середу обробки повідомлень. Функціонування системи обробки повідомлень підтримується службою передачі повідомлень. Розрізняють п’ять категорій послуг, наданих службою передачі повідомлень. Насамперед, це базова служба передачі повідомлень, що дає послуги з індикації й управління передачею повідомлень. Наступна категорія послуг визначає послуги подачі й доставки, надаючи користувачеві можливість вибору категорії доставки і кілька сервісних послуг. Категорія послуг перетворення дає можливість перетворення або заборони перетворення для конкретних повідомлень. Послуги запитів дозволяють агенту користувача вимагати інформацію, ставиться до управління роботою системи передачі повідомлень. Категорія послуг статусів і інформування дозволяє переназначать одержувача, і навіть змінювати тривалість відстрочки доставки повідомлень. Це дозволяє передавати і обробляти інформацію у найбільш зручне час, як комп’ютерної мережі, і її абонентів, серйозно знижуючи вартість передачі сообщений.

Заключение

.

Розглянуті вище рівні протоколи рівні є базовими і дозволяють організувати взаємодія суспільства та управління процесами практично в будь-який комп’ютерну мережу, із будь-якими користувальницькими системами. Більшість сучасних обчислювальних мереж використовують ці протоколи і семиуровневую модель для своєї работы.

5. Содержание.

|№ |№ стор. |Зміст | |п./п. | | | |1 |1 | Запровадження. Основні поняття та принципи організації | | | |комп'ютерних мереж. | |2 |2 | Семиуровневая модель протоколів взаємодії | | | |відкритих систем. | |3 |6 | Мережні протоколи | |3.1 |7 | Транспортні протоколи | |3.2 |7 | Міжмережеві протоколи | |3.3 |8 | Протоколи прикладного рівня | |4 |11 | Укладання | |5 |12 | Зміст | |6 |13 | Список літератури |.

1. Э. А. Якубайтис, «Інформатика — електроніка — мережі». М., «Фінанси і статистика», 1989.

2. Ю. Шафрин, «Основи комп’ютерної технології». М., АБФ, 1997.

3. Б.Нанс. «Комп'ютерні мережі». Москва. Біном. 1996. 4. Комп’ютерні сайти мережі Internet.

[pic].