1 Концепция открытых систем

ЛЕКЦИЯ 3
МОДЕЛЬ СЕТИ. ISO, IEEE, MAP/TOP
1.
2.
3.
4.
5.
Концепция открытых систем. Архитектура сети.
Протокол и интерфейс
Модель сети и модель взаимодействия процессов в сети.
Концепция ISO
Концепция IEEE
Основной пpактический pезультат: использование сетевых стандартов IEEE
Основной теоретический pезультат: модель сети
Самостоятельная работа
1. Ознакомится с Глоссарием. Основные определения
2. Подготовить реферат на тему :
а. Концепция MAP/TOP
б. Концепция SNA
в. Концепция DNA
г. Организации по стандартизации
1 Концепция открытых систем
Открытая система - система, спецификации которой опубликованы открыты и
доступны. Понятие Open System расспространяется на аппаратные средства и
программные средства:
 на платформы, на адаптеры
 на операционные системы, на библиотеки, на интерфейсы протоколов и драйверов..
Архитектура Общее понятие:
 общая модель сети, содержащая описания всех ее параметров и особенностей. SNA
(System Network Architecture - IBM), DNA (Digital Network Architecture - DEC), OSI ( Open
System Interface - ISO ).
 для локальных и корпоративных физичееских сетей\Б.2, с.279\
 сконфигурированная сеть ( схемы соединений, топологии), плюс методы обработки
и передачи информации ( способы доступа к среде передачи данных, форматы пакетов).
Ethernet, ARCnet, TokenRing , LokalTalk (Apple), FastEthernet, FDDI, ATM, FrameRelay)
Конфигурация - объединение в единое целое аппаратыx и программных средств по
определенному (!) функциональному назначению.
( Для локальных сетей:
 список всех компонентов сети с указанием их моделей , физического расположения
данных об аппаратных и текущих настройках;
 полная схема кабельных соеджинений;
 полный перечень всех используемых в сети прикладных программ, с указанием
номеров версий и основных параметров.)
Структура - состав аппаратных и программных средств,задействованных в сети
(сетевые операционные системы , адаптеры, концентраторы, коммутаторы, модемы,
абонентские пункты ).
Топологическая структура - схема pазмещения узлов, pабочих станций и
коммутиpующих устpойств и тpассысоединений между ними.
Топология - физическая или логическая организация сети.
Физическая структура - ( или ф и з и ч е с к а я т о п о л о г и я) - схема связи
физических элементов (аппаратура передачи данных, ЭВМ, устройства коммутации,
каналы передачи)
( типовые тпологии: шина, звезда, кольцо, дерево)
Логическая структура ( или Л о г и ч е с к а я т о п о л о г и я)- способ передачи
данных между узлами сети.
Или схема элементов, отpажающая логику функционирования интеллектуальных
устpойств, программных средств (протоколы, соглашения), описывающая пpинципы
установления связи, алгоритмы и программы обмена информацией.
( Шинная или общего доступа или множественного доступа (Noncontention);
Эстафетная или кольцевая или маркерная (contention) )
Функциональная структура - схема функциональных элементов компьютеpной сети,
отpажающая прикладные и управляющие функции системы, включающая в себя фукции
преобразования, ввода - вывода, обработки данных.
Программная структура - схема элементов пpогpаммного обеспечения компьютеpной
сети
Процесс - абстракция, порождаемая выполняемой программой, потребляющей ресурсы
системы. Понятия процесса ( активного, пассивного), топологии и структур.
Функционирование системы представляется как совокупность взаимосвязанных
процессов.
2 Понятие интерфейса и протокола
Главная цель, которая преследуется при соединении компьютеров в сеть - это
возможность использования ресурсов каждого компьютера всеми пользователями сети.
При этом решается проблема разделения ( share) ресурсов.
Задача разделения сетевых ресурсов включает в себя:
 выбор способа адресации компьютеров
 согласование электрических сигналов при установление электрической связи,
 обеспечение надежной передачи данных и обработка сообщений об ошибках,
 формирование отправляемых и интерпретация полученных сообщений,
 а также много других важных задач.
Обычным подходом при решении сложной проблемы является ее декомпозиция на
несколько частных проблем - подзадач. Для решения каждой подзадачи назначается
некоторый модуль. При этом четко определяются функции каждого модуля и правила их
взаимодействия.
Частным случаем декомпозиции задачи является многоуровневое представление, при
котором все множество модулей, решающих подзадачи, разбивается на иерархически
упорядоченные группы - уровни. Для каждого уровня определяется набор функцийзапросов, с которыми к модулям данного уровня могут обращаться модули выше
лежащего уровня для решения своих задач
Формально определенный набор функций, выполняемых данным уровнем для выше
лежащего уровня, а также форматы сообщений, которыми обмениваются два соседних
уровня в ходе своего взаимодействия, называется интерфейсом. Интерфейс определяет
совокупный сервис, предоставляемый данным уровнем выше лежащему уровню
Интерфейс:
 аппаратный - физическое двух устройств соединение и физические, электрические и
функциональные (логические) спецификации.
 программный - программное соединение двух программ или их компонентов, а
также спецификации, описывающие это соединение ( параметры, формат данных, порядок
операций, порядок завершения).
 данных - структура блока данных. передаваемых между уровнями в процессе
коммуникации
( используется в модели OSI - Interface Date Unit - IDU)
Правила взаимодействия двух машин могут быть описаны в виде набора процедур для
каждого из уровней. Такие формализованные правила, определяющие последовательность
и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном
уровне, но в разных узлах, называются протоколами. Программные средства,
реализующие некоторый протокол, также называют протоколом. Протокол совокупность правил, которые должны соблюдаться при организации взаимодействия,
передачи данных между процессами
Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации
межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов
3 Модель сети и модель взаимодействия в сети
Модель сети - модели взаимодействия процессов в сети.
Модель сети как модель взаимодействия аппаратных средств – топологические
структуры, модели трафиков.
Модель сети как модель взаимодействия программных средств – функциональные
структуры.
Модель сети как модель взаимодействия сервисов – функциональные структуры.
Модель взаимодействия процессов (сервисов) в пределах одной машины представлена
на рис.1
рис.1 - Модель взаимодействия процессов (сервисов) в пределах одной машины
Процессы в сети: анализ по рисунку.
При организации взаимодействия могут быть использованы два основных типа
протоколов. В протоколах с установлением соединения (connection-oriented network
service, CONS) перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала
установить логическое соединение, то есть договориться о параметрах процедуры обмена,
которые будут действовать только в рамках данного соединения. После завершения
диалога они должны разорвать это соединение. Когда устанавливается новое соединение,
переговорная процедура выполняется заново. Телефон - это пример взаимодействия,
основанного на установлении соединения.
Вторая группа протоколов - протоколы без предварительного установления соединения
(connectionless network service, CLNS). Такие протоколы называются также
дейтаграммными протоколами. Отправитель просто передает сообщение, когда оно
готово. Опускание письма в почтовый ящик - это пример связи без установления
соединения.
4 Концепция ISO. Модель OSI
Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую
сетевую иерархию (рис. 1) разработанную Международной организацией по стандартам
(International Standardization Organization - ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2
различных модели:
 горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм
взаимодействия программ и процессов на различных машинах

вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг
другу на одной машине
В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена
данными. В вертикальной - соседние уровни обмениваются данными с использованием
интерфейсов API.
Основная модель - семиуровневая.
5 Концепция IEEE
Расширение стандартов OSI:
Для ЛВС сделана разработка по унификации протоколов связи:
Стандарты ИИЭР (IEEE)
 IEEE 802.1 - введение (общие положения для ЛВС)
 IEEE 802.2 - описывает стандарт управления логическим звеном данных DataLink
(уровни 3 и частично 2).

IEEE 802.3 - стандарт на сети с общим случайным доступом (близок к нему
протокол Ethernet)
 IEEE 802.4 - протокол маркерного доступа с общей шиной ( ARCNet )
 IEEE 802.5 - протокол кольцевой сети
 ISO 8802.7 - кольцевые сети с тактируемым доступом.
( С.Р. Расширенный стандарт протоколов для управления маршрутизаторами)
1. Стандарты IEEE ( 802.1- 802.12) - заменены на 8802.1- 8802.12 ISO
Межсетевое взаимодействие
Управление LLC
Множенственный доступ CSMA/CD
Локальная сеть Token Bus
Локальная сеть Token Ring
Средние и городские сети MAN
Консультативный техничекский совет по
широкополосной передаче данных
802.8
Консультативный технический совет по волоконной
оптике
802.9
Сети для совместной передачи речи и данных
802.1
Сетевая защита
802.1
802.2
802.3
802.4
802.5
802.6
802.7
0
802.1
Беспроводные сети
1
802.1
2
802.х
Локальные сети с приоритетным доступом по запросу
100BaseVG- AnyLAN
2. Расширение семиуровневой модели модели: для канального уровня добавлены два
подуровня
Самостоятельная работа
Концепция MAP/TOP
MAP- Manufactoring Automation Protocol - протоколы автоматизации производством
Типы сетей MAP:
 тип1 - сети, обїединяющие компьютеры на высших иерархических уровнях,
 тип2 - сети, объединяющие рпабочие станции и рабочие ячейки ( work cells),
контроллеры
 тип3 - сети, объединяющие отдельные устройства, датчики, манипуляторы,
котроллеры
Различают три типа оконечных систем
 системы FullMAP (для тип 1) - некритичні ко времени віполнения операции
 системы MiniMAP ( для тип2, тип 3) системі реального времени, критичніе ко
времени віполнения операции..
 системы EPA (Enchanced Perfomance Architecture - архитектура с повішенной
производительностью) - для совмещения систем FullMAP и систем MiniMAP.
Самостоятельная работа ( протоколы MAP )
TOP - Technical Office Protocol - технические и служебные протоколы
(Самостоятельная работа ( рисунок )
Концепция SNA
SNA (System Network Architecture - IBM),
Семь уровней, группирование уровней, типы соединений
Концепция DNA
DNA (Digital Network Architecture - DEC)
DEC Phase IV - восемь уровней
DEC Phase V .
Организации - разработчики стандартов
ISO ( International Standardization Organization) - международная организация,
разрабатывающая стандарты OSI ( Open System Interface) - стандарт ISO.
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers - институт инженеров по
электротехнике и электронике - американский институт, занимающийся разработкой
стандартов
Глоссарий. Термины и определения.
LLC - Logical Link Control - Подуpовень упpавления каналом
MAC- Media Access Control - Подуpовень упpавления доступом к среде передачи
MAP- Manufactoring Automation Protocol - протоколо автоматизации производством
TOP - Technical Office Protocol - технические и служебные протоколы
Вопросы
1. Что такое протокол, приведите пример
2. Что такое интерфейс, приведите пример
3. Чем протокол отличается от интерфейса
4. Какие модели взаимодействия систем вы знаете.
5. Какие уровни модели OSI обязательны для любого компьютера ( даже не
сетевого), почему.
6. Какие уровни модели OSI обязательны для любого сетевого компьютера, почему.
7. На какие уровни модели OSI распространяется расширение IEEE
8. Чем уровень MAC отличается от уровня LLC