Классификация сетей электросвязи (стр. 7 )

В настоящее время существуют различные архитектуры, ставшие международными стандартами:

- семиуровневая архитектура базовой эталонной модели взаимо­связи открытых систем - международный стандарт на единую архи­тектуру построения телекоммуникационной сети;

- архитектура сетей ARPA и Internet;

- системная сетевая архитектура (SMA) и системная прикладная архитектура (SA4), которые были разработаны корпорацией IBM;

- архитектура широкополосной сети (BNA) и др.

Рассмотрим построение и функции эталонной модели взаимодей­ствия открытых систем, так как она по своей сути обобщает все су­ществующие сетевые модели.

3.1 Основные понятия эталонной модели взаимодействия открытых систем

В соответствии с концепцией многоуровневой архитектуры связи в 1984 г. Международная организация по стандартизации (Inter­nationalstandards Organization - ISO) разработала эталонную модель взаимосвязи открытых систем (ЭМВОС), которая принята в качестве Международного стандарта ISO 7498.

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем - модель, опи­сывающая общие принципы взаимосвязи открытых систем и исполь­зуемая в качестве основы для разработки стандартов Международ­ной организации по стандартизации.

Целями модели являются стандартизация обмена сообщениями меж­ду системами и сетями, устранение любых технических препятствий для связи систем, устранение трудностей «внутреннего» описания функцио­нирования отдельной системы, обеспечение разумного отхода от стан­дартов в случае, если они не удовлетворяют всем требованиям.

Основным объектом исследования в этой модели является сис­тема, под которой понимают иерархическую совокупность функций, реализуемых одним или несколькими средствами связи (автомати­зации) и предназначенных для выполнения предписанных им задач. Каждая из систем модели является открытой.

Открытыми называются системы, которые независимо от особен­ностей аппаратной и программной реализаций могут взаимодейство­вать между собой.

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем имеет семь уровней (рис. 3.1):

первый - физический, второй - канальный (звена данных), третий - сетевой, четвертый - транспортный, пятый - сеан­совый, шестой - представительский (представления данных), седь­мой - прикладной. Под уровнем будем понимать компонент, слой либо границу иерархической структуры.

При определении оптимального количества уровней МСЭ-Т ру­ководствовался следующими принципами:

- количество уровней должно быть такое, чтобы было четкое и детальное разделение процессов, протекающих на каждом уров­не, и упрощались правила взаимодействия между уровнями одной ступени ЭМВОС разных систем;

- проводить границу между уровнями в том месте, где описание услуг является наименьшим, а число операций через границу сведе­но к минимуму;

не создавать слишком много уровней, потому что это усложнит системотехническую задачу их описания; родственные (аналогичные) функции сосредоточивать на одном и том же уровне.

Под (N + 1 )-уровнем (вышестоящим уровнем) понимается следу­ющий более высокий уровень по отношению к рассматриваемому N-му уровню. Под (N - 1 )-уровнем (нижестоящим уровнем) понима­ется следующий, более низкий уровень относительно рассматри­ваемого.

На каждом из уровней решается определенная задача, обеспечи­вающая функционирование вышестоящего уровня. Порождаемые этими задачами процессы, а также средства их решения объединя­ют понятием «логические объекты». Все логические объекты (в даль­нейшем просто объекты) приписаны соответствующим уровням. В общем случае на одном уровне может быть несколько объектов.

N-й уровень одной открытой системы может вести обмен сооб­щениями (данными) с N-м уровнем другой открытой системы. На­бор правил, определяющих взаимодействие объектов разных откры­тых систем, расположенных на одном уровне, называется протоко­лом. В зависимости от уровня ЭМВОС различают физический, ка­нальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной протоколы. Все они стандартизированы МСЭ-Т, что позволяет осуществлять обмен сообщениями (данными) и управля­ющей информацией между взаимодействующими логическими объектами одного уровня.

Необходимость наличия таких протоколов (правил взаимодей­ствия) для обеспечения информационного обмена и их многоуров­невый характер легко пояснить на примере письменного или устно­го общения между людьми. Для такого примера можно выделить следующие четыре уровня взаимодействия:

1. Прагматический, или познавательный, определяемый знания­ми в определенной области и взаимопониманием собеседников.

2. Лингвистический, определяемый словарным запасом разгово­ра, грамматической структурой (синтаксисом) и смысловым значе­нием фраз и предложений (семантикой).

3. Сигнальный, определяемый механизмом обмена информаци­ей: письменное сообщение или устная речь.

4. Физический, включающий средства передачи зрительных и слуховых образов (например букв, цифр на бумаге или звуков оп­ределенного языка).

Указанные уровни слабо зависят друг от друга, но при общении необходимо участие каждого из них. Конечно, информационный об­мен между людьми не носит формальный характер и возможны от­ступления от указанных правил.

В случае обмена с помощью средств телекоммуникации правила взаимодействия (протоколы) должны быть строго определены и чет­ко регламентированы, т. е. должны быть формализованы.

Определенная стандартами граница между взаимодействующи­ми объектами называется стыком, или интерфейсом. Интерфейс - совокупность унифицированных связей и сигналов, посредством которых элементы системы (сети) связи соединяются друг с другом. Различают межуровневые интерфейсы и интерфейсы внутри уровней.

Необходимо отметить, что правила взаимодействия объектов разных открытых систем ЭМВОС допускают обмен сообщениями между объектам и одного уровня только через объекты нижележащего уровня. При последовательном применении этого ограничения к каж­дому из уровней видно, что маршрут обмена сообщениями проходит через самый нижний уровень (рис 3.2).

Следовательно, процедуры обмена сообщениями между различными открытыми системами включают протокольные процедуры соответствующих уровней и ряд интерфейсных межуровневых процедур.

Каждый N-й уровень описания эталонной модели взаимодействия открытых систем представляется в виде совокупности функциональ­ных возможностей, которые являются необходимыми для элемен­тов системы при обработке, передаче сообщений, обнаружению и исправлению ошибок и т. д. Эти элементы относятся к (N + 1)-му уровню описания в иерархической модели. Совокупность функцио­нальных возможностей N-го уровня и всех нижестоящих уровней, ко­торая может быть предоставлена объектом на границе между N-ым и (N + 1)-ым уровнями, называется службой. Понятие «служба» бу­дем использовать в рамках описания процесса предоставления пользователям функционально-связанного набора услуг по обмену конкретными видами информации с заданными параметрами каче­ства для решения прикладных задач, которые могут быть решены автоматически с помощью программно-аппаратных средств откры­той системы.

Следует отметить, что понятие «служба» может иметь смысл орга­низации, учреждения или системы. Так, например, в архитектуре еди­ной сети электросвязи выделяют «службы электросвязи», которые представляют собой организационно-технические системы, включа­ющие средства передачи, приема и обработки информации, органы управления, технический и административный персонал. Эти служ­бы обеспечивают весь комплекс мероприятий по удовлетворению абонентов (пользователей) сети телекоммуникационными услугами.

При описании телекоммуникационных систем сетей с использо­ванием ЭМВОС службы подразделяются на две группы: службы пе­редачи и телеслужбы.

Службы передачи - службы, предназначенные для передачи сооб­щений по сети связи. Они описаны первыми тремя уровнями ЭМВОС.

Телеслужбы - службы (кроме телефонной, телеграфной и службы передачи данных), которые организуются с целью непосредствен­ного обмена сообщениями между оконечными устройствами абонен­тов через сети электросвязи (рис. 3.2). К этим службам относятся телетекс, телефакс, видеотекс и др. Таким образом, функции теле­служб охватывают, во-первых, все функции передачи (с перво­го уровня по третий), во-вторых, функции связи оконечных уст­ройств.

Функционирование объекта, описываемого (N + 1)-м уров­нем, может обеспечиваться по запросу одного или совокупно­сти объектов, имеющих N-й уро­вень в иерархии. Для выполне­ния такого взаимодействия тре­буется запрос объекта любого уровня к нижестоящим объектам для предоставления определенного набора услуг. Услугой называется предлагаемый объекту (пользователю) набор функций, или возмож­ностей средств связи и автоматизации по приему, обработке, доставке и представлению информации. Очевидно, что услуга является частью службы, которая востребована объектом (пользо­вателем). Например, услугами могут быть сокращенный набор но­мера для часто вызываемого абонента, извещение о поступающем вызове с индикацией, установление на ожидание при занятости ка­нала связи и т. д.

N-я услуга характеризуется следующими параметрами качества:

ожидаемая задержка передачи; вероятность искажения информации; вероятность потери данных или их дублирования; вероятность передачи по неправильному адресу; защищенность от несанкционированного доступа.

Совокупность всех услуг и правил их предоставления называется сервисом. Объекты N-го и (N + 1 )-го уровней обмениваются управ­ляющими сигналами и данными через точку доступа к N-й службе, которая определяется как точка, в которой (N + 1 )-му объекту N-ым объектом предоставляется N-я служба. Таким образом, если (N + 1 )-е объекты представляют собой активные компоненты моде­ли, то точка доступа - пассивный компонент, служащий для хранения информации, которая может быть востребована при передаче управ­ляющих сигналов и данных между N-ым и (N + 1 )-ым объектами.