ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ СВЯЗИ НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНФОРМАЦИОННЫХ СЕТЯХ СВЯЗИ Лекция 2
ОСОБЕННОСТИ СЕТЕЙ СВЯЗИ 1 • Современные телекоммуникационные технологии основаны на использовании информационных сетей. • Коммуникационная сеть – система, которая состоит из объектов, осуществляющих функции генерирования, преобразования, хранения и потребления информации (продукта), называемых пунктами (узлами) сети и линиями передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих т передачу продукта между пунктами. . Отличительная особенность коммуникационных сетей – это большие расстояния между пунктами по сравнению с геометрическими размерами участков, где расположены пункты. • При функциональном проектировании сетей решаются задачи синтеза топологии, распределения информации по узлам сети, а при конструкторском проектировании выполняют размещение пунктов в пространстве и проведение (трассировка) соединений.
ОСОБЕННОСТИ СЕТЕЙ СВЯЗИ 2 • Информационная сеть – это коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация. • Первые информационные сети были телефонными. С появлением компьютеров в телефонах стали использовать элементы ЭВМ, а в вычислительной технике построения сетей, применявшихся в телефонной связи. • Конечная цель всех этих нововведений – доставка информации любому корреспонденту по необходимому адресу и в должное время. • Долгое время процесс развития связи шел по пути создания и использования систем передачи данных по телефонным сетям общего пользования. • Только когда обмен цифровой информацией достиг значительных объемов, экономически целесообразным оказалось построение специализированных сетей передачи данных с коммутацией каналов и коммутацией пакетов.
ОСОБЕННОСТИ СЕТЕЙ СВЯЗИ 3 • Коммутация пакетов. В таких сетях от источника к получателю передаются блоки данных – пакетаы. • Источниками и получателями при этом могут быть терминалы пользователей, компьютеры, принтеры или любые другие устройства передачи и обработки данных. При таком способе передачи одни и те же средства передачи информации разделяются между пакетами многих пользователей. • Коммутация каналов (цепей). Это привычные телефонные сети. В таких сетях устанавливается отдельный путь передачи, существующий столько времени, сколько нужно для передачи.
ОСОБЕННОСТИ СЕТЕЙ СВЯЗИ 5 • В настоящее время разворачиваются интегральные сети, объединяющие в себе как технику коммутации пакетов, так и технику коммутации каналов. • В общем случае для функционирования информационных сетей необходимо решить две задачи: • 1) передать данные по назначению в правильном виде и своевременно; • 2) данные, поступившие пользователю по назначению, должны быть распознаваемыми и иметь надлежащую форму для их правильного использования. • Первая задача связана с задачей маршрутизации и обеспечивается сетевыми протоколами (протоколами низкого уровня). • Вторая задача вызвана использованием в сетях различных типов ЭВМ с различными кодами и синтаксисом языка. Эта часть проблемы решается путем введения протоколов высокого уровня. • Полная архитектура, ориентированная на пользователя, включает оба протокола.
• Эти две группы протоколов – протоколы низкого уровня и протоколы высокого уровня – обычно подразделяются на отдельные уровни. • Разработана эталонная модель взаимодействия открытых систем. • Модель поддерживает концепцию, при которой каждый уровень предоставляет услуги вышестоящему уровню и базируется на основе уровня, лежащего ниже, и пользуется его услугами. • Каждый уровень выполняет определенную функцию по передаче данных. Хотя они должны работать в строгой очередности, однако каждый из уровней допускает несколько вариантов.
Эталонная модель взаимодействия открытых систем. Общие положения • В начале 80 -х годов ISO (International Organization for Standardization–Международная организация по стандартизации) признала необходимость создания модели сети, на основе которой поставщики оборудования для телекоммуникации могли создавать сети, взаимодействующие друг с другом. • В 1984 году такой стандарт был выпущен под названием "Эталонная модель взаимодействия открытых систем" (Open System Interconnect – OSI) или OSI/ISO. • Модель OSI/ISO стала основной архитектурной моделью для систем передачи сообщений. При рассмотрении конкретных прикладных телекоммуникационных систем проводится сравнение их архитектуры с моделью OSI/ISO. • Эта модель является наилучшим средством для изучения современной технологии связи.
• Эталонная модель разбивает проблему передачи информации между абонентами на семь менее больших и, следовательно, легче разрешимых задач. • Конкретизация каждой задачи выполняется по принципу относительной автономности. Очевидно, что автономную задачу решить проще. • Примером того, как неструктурированную систему можно условно разбить на некоторое количество уровней, является семиуровневая модель, структурная схема которой приведена на следующем сайте. • Уровни системы можно рассматривать как ее элементы, между которыми есть связи, интерфейсы (реальные каналы, электрические или логические связи). • Каждый уровень имеет предварительно заданный набор функций, которые он должен выполнить для проведения связи.
7 -ми рівнева модель взаємодії відкритих телекомунікаційних систем.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 1, физический • Первый уровень , физический – физическая среда (эфир, оптоволокно, провод и т. д. ), через которую распространяются сигналы от одного потребителя к другому. • На этом уровне происходят сопряжения систем передачи с физической средой (механическое, электрическое, магнитное, функциональное). • Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как величины напряжения, параметры синхронизации, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики. • На этом уровне информация представлена в виде электрических сигналов тока, напряжения, электромагнитного поля или световой энергии.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 2, канальный • Второй уровень, канальный, обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. • Канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом в системе использовать сетевой канал), сообщений об ошибках, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации. • На этом уровне реализуются процедуры установления и поддержки физических соединений, в том числе обеспечения помехозащищенности сигналов, синхронизации, кодирования. • На канальном уровне информация представляется блоками бит, которые называют фреймами или пакетами данных.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 3, сетевой • Третий , сетевой уровень, служит для создания единой транспортной среды, совмещающей несколько сетей. • На нем осуществляется коммутация и маршрутизация информационных пакетов. • Сетевой уровень – это комплексный уровень, обеспечивающий возможность соединения и выбор маршрута между двумя системами. • Поскольку две системы, обеспечивающие связь, могут обслуживать значительные географические расстояния и множество подсетей, сетевой уровень является доменом маршрутизации. • Протоколы маршрутизации выбирают оптимальные маршруты через последовательность соединенных между собой подсетей. • На сетевом уровне информация представлена пакетами, в которых содержится адресная информация для выполнения соединения.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 4, транспортный • Четвертый , транспортный уровень, обеспечивает доставку информационных блоков с соответствующей достоверностью к адресатам и служит для связи с верхними уровнями, отвечающими за организацию информационного обмена. • 4 низших уровня решают проблемы транспортировки данных. • Транспортный уровень обеспечивает услуги по транспортировке данных, которые освобождают высшие уровни от необходимости вникать в их детали. • Назначением транспортного уровня является надежная транспортировка данных по сети. • Транспортный уровень обеспечивает механизмы для установки, поддержки и упорядоченного завершения действия каналов, систем обнаружения и устранения неисправностей транспортировки и управления информационным потоком (с целью предотвращения переполнения системы данными из другой системы). • На этом уровне информация представляется в виде сообщений, которыми обмениваются процессы.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 5, сеансовый • Пятый, сеансовый уровень , регламентирует организацию и проведение сеансов взаимодействия между прикладными процессами обработки информации. Здесь происходит идентификация соединений, управления диалогом. • Сеансовый уровень устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между прикладными заданиями. • Сеансы состоят из диалога между двумя или больше объектами. Сеансовый уровень синхронизирует диалог между объектами соответствующего уровня и управляет обменом информации между ними. • Сеансовый уровень выделяет средства для отправления информации, класса услуг и сообщений в исключительных ситуациях, о проблемах сеансового, представительского и прикладного уровней. • Данные на сеансовом уровне представляются блоками заданной длины.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 6, представительский • Шестой, представительский уровень. На этом уровне выбирается форма, язык, алфавит и формат представления пользователю информации. • В обратном направлении происходит преобразование информации из формы седьмого уровня в ту форму, которая нужна для последующей ее передачи по транспортной сети. • Представительский уровень отвечает за то, чтобы информация, посылаемая из прикладного уровня одной системы, была воспринята на прикладном уровне другой системы. • При необходимости на представительском уровне осуществляется выбор из множества форматов представления информации в пользу использования общего формата представления информации. • Представительский уровень занят не только форматом и представлением фактических данных пользователя, но и структурами данных. • Кроме трансформации формата фактических данных (если она необходима), согласует синтаксис передачи данных для прикладного уровня и, если необходимо, выполняет шифровку и дешифровку данных.
УРОВНИ МОДЕЛИ: 7, прикладной • Седьмой, прикладной уровень, определяет семантическую (смысловую) сторону информации, качество обслуживания, доступность партнера по передаче. • На этом уровне осуществляется управление прикладными процессами, терминалами и сетью в целом. • Прикладной уровень это ближайший к пользователю уровень эталонной модели. Он отличается от других уровней тем, что не обеспечивает услуги ни одному из других уровней. • Он обеспечивает услугами прикладные процессы, которые лежат за пределами модели. Примерами таких процессов могут служить процессы передачи речевых сигналов, базы данных, текстовые процессоры и так далее. • Прикладной уровень идентифицирует и устанавливает наличие предполагаемых партнеров для связи, синхронизирует совместно работающие прикладные процессы, а также устанавливает и согласовывает процедуры устранения ошибок и управления целостностью информации. • На этом уровне информация представляется в виде файлов, таблиц, баз данных и тому подобных объектов.
• Даже короткое рассмотрение эталонной модели позволяет сделать вывод, что системы телекоммуникации и информационные системы, разделяются условно. • В некоторых случаях специалисты по информационным системам считают три верхних уровня характерными для информационных систем, а четыре нижних уровня относят к системам телекоммуникации. • Эталонная модель не является реализацией сети. Она только определяет функции протокола каждого уровня.
Задание для самостоятельной проработки • Основные принципы построения системы управления информационными сетями связи. • См. Раздел № 3 конспекта лекций
Скачать презентацию ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ СВЯЗИ НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНФОРМАЦИОННЫХ
OTSS_L2.ppt