Основні моделі взаємозв'язку відкритих систем. Стандарти групи

IEEE 802. Стандартні стеки комунікаційних протоколів.

Міжнародна організація по стандартизації (МОС, International Standardization Organization, ISO) запропонувала в 1978 р. еталонну модель взаємодії відкритих систем (ВВС, Open System Interconnect, OSI). На основі цієї моделі був розроблений стек протоколів, що не одержав широкого поширення, хоча він і був прийнятий як національний стандарт урядом США ще в 1990 році (проект GOSIP). Проте, модель OSI є головною методологічною основою для аналізу й розробки мереж.

Стандартом де-факто для глобальних мереж у цей час є стек протоколів TCP/IP, розроблений у середині 70-х років за замовленням Міністерства оборони США. Пізніше була вироблена й модель TCP/IP.

У локальних мережах, поряд з TCP/IP, застосовуються стеки IPX/SPX, NetBIOS/SMB, XNS, DECnet і інші.

Розходження між моделями ВВС і TCP/IP походять із різних цілей і методологій розробки протоколів і послуг. Розробка моделі OSI була спрямована на досить амбіційну мету – установлення механізмів для розподіленої обробки даних в апаратно й програмно різнорідних комп'ютерних середовищах. Мети розробки протоколів TCP/IP були набагато скромніше й прагматичніше: установлення механізмів для з'єднання мереж і надання користувачам цих мереж набору базових комунікаційних послуг.

Розробкою протоколів ВВС займалася велика міжнародна  організація - МОС. Подібним до організацій властиво вповільнене функціонування. Робота над стандартами ВВС показала як недостатню мобільність таких організацій перед особою гранично інтенсивного технологічного розвитку в даній області, як і складності із установленням балансу найчастіше суперечливих інтересів багатьох учасників роботи.

Розробка протоколів TCP/IP відбувалася в середовищі, орієнтованої на практичне застосування. У центрі уваги  були конкретні проблеми, що стосуються зв'язки мереж і обслуговування користувачів. Розробку TCP/IP починали заради рішення проблем мережі ARPANET – у першу чергу, різкого росту кількості підключених комп'ютерів і, відповідно, трафика, ними виробленого. Протокол IP повинен був надати засоби поділу єдиної мережі, який була ARPANET, на безліч підмереж, що ізолюють внутрішній трафик друг від друга. Потрібно було створити мережу мереж замість мережі комп'ютерів.

Еталонна модель ВВС

При розробці моделі ВВС виділення рівнів базувалося на наступних принципах:

-         кожний рівень повинен виконувати окрему функцію,

-         потік інформації між рівнями повинен бути мінімізований,

-         функції рівнів повинні бути зручні для визначення міжнародних стандартів,

-         кількість рівнів повинне бути достатнім для поділу функцій, але не надлишковим. 

Модель ВВС визначає сім рівнів: фізичний, канальний, мережний, транспортний, сеансовий, подання даних, прикладний.

Рис. 2.1 Сім рівнів моделі OSI

Всі мережні функції в моделі розділені на 7 рівнів (Рис. 2.1). При цьому вищестоящі рівні виконують більше складні, глобальні завдання, для чого використовують у своїх цілях нижчестоящі рівні, а також управляють ними. Ціль нижчестоящого рівня - надання послуг вищестоящому рівню, причому вищестоящому рівню не важливі деталі виконання цих послуг. Нижчестоящі рівні виконують більше прості, більше конкретні функції. В ідеалі кожний рівень взаємодіє тільки з тими, які перебувають поруч із ним (вище його й нижче його). Верхній рівень відповідає прикладному завданню, що працює в цей момент додатку, нижній - безпосередній передачі сигналів по каналі зв'язку.

Функції, що входять у показані на рис 2.1 рівні, реалізуються кожним абонентом мережі. При цьому кожний рівень на одному абоненті працює так, начебто він має прямий зв'язок з відповідним рівнем іншого абонента, тобто між однойменними рівнями абонентів мережі існує віртуальний зв'язок. Реальний же зв'язок абоненти однієї мережі мають тільки на самому нижньому, першому, фізичному рівні. У передавальному абоненті інформація проходить всі рівні, починаючи з верхнього й закінчуючи нижнім. У приймаючому абоненті отримана інформація робить дорогу назад: від нижнього рівня до верхнього (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Шлях інформації від абонента до абонента

Модель OSI описує тільки системні засоби взаємодії, реалізовані операційною системою, системними утилітами, системними апаратними засобами. Модель не включає засобу взаємодії додатків кінцевих користувачів. Свої власні протоколи взаємодії додатка реалізують, звертаючись до системних засобів. Тому необхідно розрізняти рівень взаємодії додатків і прикладний рівень. 

Варто також мати на увазі, що додаток може взяти на себе функції деяких верхніх рівнів моделі OSI. Наприклад, деякі СКБД мають убудовані засоби видаленого доступу до файлів. У цьому випадку додаток, виконуючи доступ до видалених ресурсів, не використовує системну файлову службу; він обходить верхні рівні моделі OSI і звертається прямо до системних засобів, що відповідають за транспортування повідомлень по мережі, які розташовуються на нижніх рівнях моделі OSI.