Санкт-Петербург Средний пр. В.О., д. 86
ПОРТАЛ ЗНАНИЙ
СОВРЕМЕННОЙ АВИОНИКИ
71 ТЕРМИНОВ ПО ТЕМАТИКЕ АВИАСИСТЕМ

Взаимосвязь открытых систем

Описание

Взаимосвязь открытых систем или модель взаимосвязи открытых систем (OSI model) — это концептуальная модель, которая характеризует и стандартизирует коммуникационные функции телекоммуникационной или вычислительной системы без учета ее базовой внутренней структуры и технологии. Её цель — обеспечение совместимости различных систем связи со стандартными коммуникационными протоколами. Модель разбивает коммуникационную систему на уровни. Первоначальная версия модели состояла из семи уровней.

Данная модель является продуктом проекта по объединению открытых систем Международного института стандартов ISO.


История

В начале и середине 1970-х годов сеть в основном поддерживалась государством (NPL network в Великобритании, ARPANET в США, CYCLADES во Франции) или разрабатывалась поставщиками с использованием собственных стандартов, таких как архитектура системной сети IBM и DECnet Digital Equipment Corporation. Публичные сети передачи данных только начинали появляться, и в конце 1970-х годов они начали использовать стандарт X.25. 

Экспериментальная система пакетной коммутации в Великобритании примерно в 1973-1975 годах выявила необходимость определения протоколов более высокого уровня.  На совещании ISO в Сиднее в марте 1977 года была озвучена публикация британского Национального вычислительного центра под названием "Why Distributed Computing", созданная на основе исследований будущих конфигураций компьютерных систем. В ней представлены аргументы в пользу создания Международного института стандартов для рассмотрения этой области.

Начиная с 1977 года Международный институт стандартов ISO разрабатывал программу общих стандартов и методов сетевого взаимодействия. Аналогичный процесс происходил и в Международном консультативном комитете по телеграфу и телефону (CCITT, от французского: Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique). Оба органа разработали документы, определяющие сходные сетевые модели. 

Модель OSI была впервые определена в сыром виде в Вашингтоне, округ Колумбия, в феврале 1978 года Хубертом Циммерманом из Франции, а уточненный проект был опубликован ISO в 1980 году. В 1983 году два документа объединили, чтобы сформировать стандарт, называемый базовой эталонной моделью для объединения открытых систем. Стандарт обычно называют эталонной моделью соединения открытых систем, эталонной моделью OSI или просто моделью OSI. Он был опубликован в 1984 году как стандарт ISO 7498, так и переименованный CCITT (ныне называемый сектором стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи или МСЭ-т) в стандарт X.200.

OSI состояла из двух основных компонентов: абстрактной модели сети, называемой базовой эталонной моделью или семислойной моделью, и набора специфических протоколов. Эталонная модель OSI стала крупным достижением в обучении сетевым концепциям. Она продвигала идею последовательной модели уровней протокола, определяющей взаимодействие между сетевыми устройствами и программным обеспечением.

Концепция семислойной модели была предложена Чарльзом Бахманом из компании Honeywell Information Systems. Различные аспекты проектирования OSI развились из опыта работы с сетью NPL, ARPANET, CYCLADES, EIN и международной сетевой рабочей группой (IFIP WG6.1). Новый дизайн был задокументирован в стандарте ISO 7498 и различных дополнениях к нему. В этой модели сетевая система была разделена на слои. Внутри каждого слоя один или несколько объектов реализуют его функциональные возможности. Каждая часть непосредственно взаимодействовала только со слоем под ней и предоставляла средства для использования слоя над ней.


7 уровней модели сети

Уровень 1. Физический 

Физический уровень отвечает за передачу и прием неструктурированных необработанных данных между устройством и физической средой передачи. Он преобразует цифровые биты в электрические, радио или оптические сигналы. Характеристики уровней описывают: уровни напряжения, время изменения напряжения, физические скорости передачи данных, максимальные расстояния передачи, схему модуляции, способ доступа к каналу и физические разъемы. Также включают в себя расположение контактов, напряжения, линейный импеданс, технические характеристики кабеля, синхронизацию сигнала и частоту для беспроводных устройств. Управление скоростью передачи битов осуществляется на физическом уровне и определяет режим передачи как: симплексный, полудуплексный и дуплексный. Компоненты физического уровня могут быть описаны в терминах топологии сети. Характеристики физического уровня включены в стандарты Bluetooth, Ethernet и USB.


Уровень 2: Канальный

Уровень канала передачи данных обеспечивает передачу данных от узла к узлу. Связь между двумя обеспечивается управлением потока передачи данных (Flow Control). Уровень обнаруживает и может исправить ошибки, которые могут возникнуть на физическом уровне. Он определяет протокол для установления и прекращения соединения между двумя физически подключенными устройствами. Он также определяет протокол для управления потоком между ними.


IEEE 802 делит канальный уровень передачи данных на два подуровня:

  1. Уровень управления доступом к среде (MAC) — отвечает за управление тем, как устройства в сети получают доступ к среде и разрешение на передачу данных.

  2. Уровень управления логическими связями (LLC) — отвечает за идентификацию и инкапсуляцию протоколов сетевого уровня, а также контролирует проверку ошибок и синхронизацию кадров.


Уровень 3: Сетевой 

Сетевой уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства передачи последовательностей данных переменной длины (называемых пакетами) от одного узла к другому, связанным в разных сетях. 

Сеть — это среда, к которой может быть подключено множество узлов, в которой каждый узел имеет адрес и которая позволяет узлам, подключенным к ней, передавать сообщения другим узлам, подключенным к ней. Сообщение проходит через промежуточные узлы. Если сообщение слишком велико для передачи от одного узла к другому, на канальном уровне передачи данных между этими узлами, сеть может доставить сообщения, разделив его на несколько фрагментов на одном узле, и отправив фрагменты независимо, повторно собрать их на другом узле.

Доставка сообщений на сетевом уровне не обязательно гарантирует надежность.


Уровень 4: Транспортный

Транспортный уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства передачи последовательностей данных переменной длины от источника к узлу назначения при сохранении качества сервисных функций.

Транспортный уровень управляет надежностью данного канала с помощью управления потоком, сегментации/десегментации и контроля ошибок. Некоторые протоколы ориентированы на состояние и соединение. Это означает, что транспортный уровень может отслеживать сегменты и ретранслировать те, которые не дошли. Транспортный уровень также обеспечивает подтверждение успешной передачи данных и отправляет следующие данные, если никаких ошибок не произошло. 

Транспортный уровень создает сегменты из сообщения, полученного от прикладного уровня. Сегментация — это процесс разделения длинного сообщения на более мелкие сообщения.


Уровень 5: Сеансовый

Уровень сеанса управляет диалогами (соединениями) между компьютерами. Он устанавливает, управляет и завершает соединения между локальным и удаленным приложениями. Он обеспечивает дуплексную, полудуплексную или симплексную работу и устанавливает процедуры для проверки, приостановки, перезапуска и завершения сеанса.


Уровень 6: Представительский

Представительский уровень переводит синтаксис и семантику сообщение в читаемый для программы-пользователя формат.

Его иногда называют синтаксическим слоем. Представительский уровень может включать функции сжатия.


Уровень 7: Прикладной

Прикладной уровень — это уровень наиболее близкий к конечному пользователю. Пользователь непосредственно взаимодействуют с программным обеспечением. Этот уровень реализует коммуникационный компонент. Функции прикладного уровня обычно включают идентификацию партнеров по коммуникации, определение доступности ресурсов и синхронизацию коммуникаций. При идентификации партнеров связи уровень приложения определяет идентичность и доступность партнеров связи для приложения с данными для передачи. 


to top