41. Описание сервиса в модели OSI. Функции уровней.

Известно, что для непосредственной передачи данных между системами необходима некоторая физическая среда.

Таким образом, эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС), с точки зрения разработчика ПО, основана на четырех элементах (рис. 3.1): открытых системах; приклад-ных объектах, существующих в рамках ВОС; соединениях, которые связывают прикладные объекты и позволяют им обмени-ваться информацией; физической среде для ВОС. (Функции прикладных процессов, которые связаны с обеспечением взаимодействия, называются прикладными объектами.)

Модель ВОС не ограничивается только передачей информацией между системами, но и затрагивает вопросы взаимодействия для решения общих задач.

Функции взаимосвязи, образующие открытую систему, в своей совокупности чрезвычайно сложны. Поэтому в модели ВОС каждая открытая система представляется в виде иерархи-чески расположенных подсистем (рис. 3.2). Подсистемы, выполняющие схожие наборы функций взаимосвязи, образуют уровень. Для локализации функции используется понятие объ-екта. Таким образом, подсистема N-уровня (N-подсистема) состоит из одного или нескольких N-объектов.

N-подсистемы

Полная схема взаимодействия выглядит следующим образом: за исключением верхнего уровня каждый N-уровень обес-печивает для (N+1)-объектов в (N+1)-уровне N-услуги (так называемые службы). Совокупность услуг N-уровня называется сервисом N-уровня, или N-сервисом. Когда некоторый N-объект не может сам обеспечить полную поддержку услуги, запрашиваемую некоторым (N+1)-объектом, он вызывает другие N-объекты для помощи в обеспечении запроса на обслуживание. Для выполнения такого взаимодействия N-объекты любого уровня, исключая нижний, связываются посредством набора услуг, предоставляемых (N-1)-уровнем. Услуги N-уровня предоставляются (N+1)-уровню путем выполнения N-функций внутри N-уровня, а также использования услуг, получаемых от (N-1)-уровня.

Взаимосвязь между N-объектами осуществляется под управлением одного или нескольких N-протоколов.

Объекты (N+1) могут связываться между собой только с помощью услуг, предоставляемых N-уровнем. Возможны случаи, когда услуги, предоставляемые N-уровнем, не позволяют обеспечить прямое взаимодействие между всеми N-объектами. В этих случаях взаимодействие может осуществиться, если некоторый из (N+1)-объектов выполнит функцию ретранслятора. Тот факт, что связь ретранслируется цепочкой (N+1)-объектов, неизвестен ни N-уровню, ни (N+2)-уровню.

Функции уровней

Эталонная модель ВОС содержит семь уровней:

-        прикладной (уровень 7);

-        представительный (уровень 6);

-        сеансовый (уровень 5);

-        транспортный (уровень 4);

-        сетевой (уровень 3);

-        канальный (синоним — уровень звена данных 2);

-        физический (уровень 1).

Верхним уровнем является прикладной, который состоит из прикладных объектов. Нижележащие уровни представляют ус-луги, посредством которых осуществляется взаимодействие ме-жду прикладными объектами.

Уровни 1...6 вместе с физическими средствами соединения для ВОС обеспечивают пошаговое расширение услуг связи. Граница между двумя уровнями обозначает ступень в этом расширении услуг.

Прикладной уровень обеспечивает доступ прикладных про-цессов к среде ВОС. Функции прикладного уровня разделяются на две группы: общие и специальные прикладные сервисные элементы. Первые дают средства взаимодействия, используемые рядом различных приложений (например, средства организации связи между при-кладными процессами). Вторые обеспечивают определенные потребности конкретных приложений (например, обмен файла-ми, передача заданий).

Назначением представительного уровня является пред-ставление данных, подлежащих передаче между прикладными объектами; представление структуры данных, на которую при-кладные объекты ссылаются в процессе своего обмена, наряду с представлениями совокупности действий, которые могут быть выполнены над этой структурой данных. Функции представительного уровня сводятся к запросу на установление сеанса; передаче данных; согласованию и пересо-гласованию выбора синтаксиса; преобразованию синтаксиса, включая преобразование данных, форматирование и специаль-ные преобразования (например, сжатие); запросу на прекраще-ние сеанса.

Назначение сеансового уровня заключается в обеспечении сервиса, необходимого взаимодействующим представительным объектам для организации и синхронизации своего диалога и управления обменом данными. Функции сеансового уровня сводятся к установлению и рас-торжению сеансового соединения; обмену нормальными и сроч-ными данными; управлению взаимодействием; синхронизации сеанса; восстановлению сеанса.

Транспортный уровень обеспечивает прозрачную передачу данных между сеансовыми объектами и освобождает их от функций, связанных с надежной и экономически эффективной передачей данных. Уровень оптимизирует использование имеющихся сетевых ресурсов. Транспортные функции, используемые для обеспечения за-прашиваемого качества сервиса, зависят от предоставляемого сетевого сервиса и сводятся к следующим: отображение транс-портного адреса на сетевой адрес; мультиплексирование и рас-щепление транспортных соединений на сетевые соединения; установление и расторжение транспортных соединений; управ-ление потоком на отдельных соединениях; обнаружение ошибок и контроль качества обслуживания; исправление ошибок; сегментирование, блокирование и сцепление; передача срочных транспортных блоков данных.

Сетевой уровень обеспечивает установление, поддержание и разъединение сетевых соединений между открытыми систе-мами, содержащими взаимодействующие прикладные объекты, а также предоставляет функциональные и процедурные средства для обмена блоками данных между транспортными объектами по сетевым соединениям. Сетевой уровень выполняет следующие функции: маршрути-зацию и ретрансляцию; организацию сетевых соединений; муль-типлексирование сетевых соединений на канальное соединение; сегментирование и блокирование; обнаружение и исправление ошибок; организацию последовательности; управление потоком; передачу срочных данных; возврат в исходное состояние.

Канальный уровень обеспечивает функциональные и проце-дурные средства для установления, поддержания и расторжения канальных соединений между сетевыми объектами и передачи блоков данных. На этом уровне выполняются следующие функции: уста-новление и расторжение соединения; расщепление канального соединения на несколько физических; управление последова-тельностью; обнаружение и исправление ошибок; управление потоком; управление соединением физических каналов переда-чи данных.

Физический уровень обеспечивает механические, электри-ческие, функциональные и процедурные средства активизации, поддержания и деактивизации физических соединений для пе-редачи бит между канальными объектами. Функции физического уровня сводятся к активизации и де-активизации физического соединения, а также передаче данных.