Формализмы описания сервиса и протоколов.

Содержание

Содержание.........................................................................................................................................................................

Введение................................................................................................................................................................................

1. Эталонная модель ВОС...................................................................................................................................................

1.1. Общие положения и понятия.....................................................................................................................................

1.2. Функции уровня...............................................................................................................................................................

1.3. Сервис уровня.................................................................................................................................................................

1.4. Формализмы описания сервиса и протоколов......................................................................................................

1.5. Взаимодействие уровней и пользователей служб...............................................................................................

2. Уровни эталонной модели ВОС..................................................................................................................................

2.1. Сетезависимые уровни................................................................................................................................................

2.2. Транспортный уровень.................................................................................................................................................

2.3. Сеансовый уровень........................................................................................................................................................

2.4. Уровень представления...............................................................................................................................................

2.5. Прикладной уровень (общий прикладной сервис).................................................................................................

3. Специальные элементы прикладных служб и реализация открытых систем......................................

3.1. О программной реализации........................................................................................................................................

3.2. Управление ВОС.............................................................................................................................................................

3.3. Служба справочника....................................................................................................................................................

Список сокращений....................................................................................................................................................

Список литературы.....................................................................................................................................................

 

Введение

 

Вначале - несколько слов об истории предметной области курса. Системы интересующего нас типа, в которых с помощью средств связи объединены вычислительные машины и терминалы, примерно с начала 70-х годов получают все большее распространение. Они становятся предметом самого пристального изучения как отдельных исследователей, так и крупных национальных и международных научно-технических ассоциаций.

О причинах появления таких систем - информационно-вычислительных сетей (ИВС или, короче, вычислительных сетей, ВС) можно говорить достаточно долго. Вкратце движущая сила появления и развития ИВС может быть описана как противоречие. Противоречие между стремлением, с одной стороны, сконцентрировать ресурсы по хранению и обработке информации в небольшом числе мест и, с другой стороны, предоставить эти ресурсы возможно большему числу пользователей.

Концентрация ресурсов вызывается, в свою очередь, целым рядом причин - экономических, исторических, юридических, технологических, стремлением обезопасить и сохранить информацию и т.п. Во многих отраслях человеческой деятельности имеется тенденция укрупнять, усложнять единичные установки - вычислительная техника в этом смысле - не исключение.

Стремление увеличить число пользователей имеет под собой очевидное экономическое основание: расширение использования информации способствует повышению эффективности общественного производства и, в конечном счете, прогрессу общества.

В этом месте стоит отметить, что благодаря использованию связных средств в ИВС термин концентрация (укрупнение) ресурсов приобретает смысл термина объединение (интеграция) распределенных ресурсов. Основная цель создания любой ИВС как раз может быть описана как интеграция информационных, программных и технических ресурсов для оперативного их использования многими пользователями.

Систему, рассчитанную на интеграцию ресурсов произвольного вида и стандарта в рамках большого региона, страны или сообщества стран, часто называют Глобальной ВС. Такая система имеет в своем распоряжении все средства для интеграции ресурсов и для своего развития. Локальная ВС, со своей стороны, ориентирована на объединение ресурсов ограниченного вида и на небольшом пространстве. Часто такими ресурсами являются дисковый накопитель большой емкости/информация на нем и высококачественный принтер, а пользователи находятся друг от друга на расстоянии: не превышающем нескольких сотен метров. ЭВМ ЛВС принадлежат обычно одному и тому же классу, программы удовлетворяют одному стандарту и т.п. ЛВС, как правило, создаются для конкретных прикладных задач - управление производством, обработка телеметрии, локальная банковская система и т.п.

Даже приведенная простейшая классификация сетевых систем имеет свои основания - экономические, технологические, архитектурные. Ныне существующие ИВС могут объединять миллионы разнородных пользователей и труднообозримое множество разнотипных ресурсов. Принципы построения и развития столь сложных систем также сформировались не на пустом месте. Концепция архитектуры таких систем возникла как результат интенсивных поисков коренных причин затруднений и тупиков, возникавших ранее в ходе их создания, как результат поисков идей и средств выхода из таких тупиков.

Первые системы, которые предоставляли удаленным пользователям свои ресурсы, создавались в те времена, когда значение многих понятий, составляющих ныне фундамент архитектуры связи систем распределенной обработки информации, не только не осознавалось в полной мере - эти понятия в привычном сегодня виде еще не были сформулированы.

Это обстоятельство имело очень важное проявление - в таких системах смешивались функции управления тремя различными типами объектов: терминалами, линиями связи, данными. Смешивались означает здесь делались зависимыми. Как следствие - системы создавались исключительно негибкие, их сложно было модифицировать и практически невозможно было совмещать друг с другом в какой-либо части (аппаратно/программно/информационной). Между тем потребность в таких совмещениях все более возрастала - с ростом вложений в линии связи, терминалы, обрабатывающие и информационные ресурсы вычислительных центров становилось ясным, что невозможность использования данного терминала и/или его линии связи для работы с другой системой, невозможность оперативного доступа с этого терминала к другой ЭВМ означает, в конечном счете, снижение эффективности использования этих ресурсов, снижение отдачи от вложенных средств. Негибкость возникающих систем, со своей стороны, означала, что попытки их модификаций в совмещаемых частях практически всегда приводили к столь глубоким трансформациям систем в целом, что возникающие при этом затраты времени и материальных ресурсов оказывались сравнимым с затратами на начальные варианты систем.

Помимо описанных проблем организации эффективной совместной работы различных уже существовавших систем, имелись внешне похожие проблемы, обусловленные длительностью времени становления и развития больших ИВС. Такие Глобальные ВС - крайне дорогостоящие объекты инфраструктуры - однажды будучи созданными в виде некоторого отправного варианта, эволюционируют в течение целого ряда лет. За это время неоднократным изменениям может подвергнуться и сама ВС и ее окружение - начиная от технологии производства и важных параметров аппаратуры, систем связи, программного обеспечения и кончая стратегией развития самой ВС.

Сказанное хотя бы в некоторой степени может помочь оценить огромную работу международного сообщества специалистов и организаций, в результате которой были созданы архитектурные концепции построения сетевых систем, концепции, рамки которых должны быть, с одной стороны, достаточно мягкими, чтобы обеспечивать потребности длительного развития таких систем в условиях разнообразия предъявляемых к ним запросов и ограничений и, с другой стороны, достаточно жесткими, действенными, чтобы обеспечить проявления положительных сторон широко понимаемых унификации и стандартизации.

 

 

Эталонная модель ВОС.

 

В разделе рассматриваются основные положения и понятия ЭМВОС. Для самостоятельной большей проработки рекомендуются принципы именования и адресования в среде ВОС, а также методы формального описания и анализа результатов.

 

 

Общие положения и понятия.

 

Под архитектурой системы здесь и далее будем понимать ее функциональную структуру. Вся совокупность функций взаимосвязи систем чрезвычайно сложна, поэтому она представляется декомпозицией этих функций в виде иерархически упорядоченных компонентов. Компоненты одинаковой иерархической подчиненности образуют уровень. Уровни конструируются независимыми друг от друга, что достигается точным определением поведения уровня - сервиса, предоставляемого данным уровнем. Такой подход позволяет использовать уровневые услуги, образующие сервис, не вникая в подробности функционирования подсистем обеспечения данных услуг. Эти положения зафиксированы в основополагающем документе ISO 7498, принятом в качестве международного стандарта по линии Международной организации по стандартизации (МОС).

В этом документе рекомендована к применению т.н. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (ЭМВОС). Модель представляет собой эквивалентную форму описания ИВС, ее структуры, входящих компонентов, функций информационных ресурсов, а также правил взаимодействия элементов ИВС в процессе функционирования. Модель основывается на трех базовых понятиях: систем, которые соответствуют основным элементам ИВС; прикладных процессов, характеризующих информационные ресурсы ИВС; соединений, обеспечивающих обмен информацией между прикладными процессами. Здесь следует оговориться, что соединение в этом месте трактуется максимально широко. Под ним надо понимать кооперацию, могущую принимать самые разнообразные формы. Это и межпроцессорная связь, относящаяся к обмену информацией и синхронизации действий между прикладными процессами, и представление данных, относящееся ко всем аспектам создания и поддержания описаний и преобразований данных, и управление ресурсами, с помощью которых инициируются прикладные процессы, и обеспечение целостности и сохранности данных во время функционирования систем.

Восприятие образа “открытой” системы как системы, готовой и способной к взаимосвязи с другой подобной системой, интуитивно подкреплено ощущением необходимости определенной стандартизации процесса обмена информацией между ними. Это обстоятельство, наряду с атрибутами реально существующих систем, учтено в следующих пояснениях терминов.

Реальная система - это совокупность ЭВМ с соответствующим ПО и периферийным оборудованием, терминалов, операторов ЭВМ, физических процессов, средств передачи данных и т.д., которая образует единое целое и которая способна обрабатывать и/или передавать данные.

Реальная открытая система - это реальная система, удовлетворяющая стандарту ISO 7498 при ее взаимосвязи с другими системами.

Открытая система - формальное представление в рамках эталонной модели аспектов реальной открытой системы, связанных с взаимодействием открытых систем.

Прикладной процесс выполняет обработку данных для некоторого приложения. При более детальном рассмотрении этих процессов в них можно выделить функции, которые связаны с обеспечением взаимодействия. Эти функции называются прикладными объектами. Такие объекты - части открытых систем.

Наконец, для обеспечения передачи данных между системами необходима некоторая физическая среда. Это могут быть провода, радиоэфир и т.п.

Под средой взаимосвязи открытых систем (СВОС) понимается совокупность взаимодействующих реальных открытых систем вместе с физической средой, предназначенной для передачи данных между ними.

Введенные понятия иллюстрируются на рис 1.1.1.

 

 

МОС рекомендовала к использованию семиуровневую иерархию функций, обеспечивающих взаимодействие прикладных процессов, распределенных в различных системах, рис. 1.1.2.

Границы между уровнями установлены так, чтобы взаимодействие между смежными уровнями было как можно меньшим, общее число уровней - сравнительно небольшим, а изменения, проводимые в пределах одного уровня, не требовали бы перестройки смежных уровней.

Значение ЭМВОС заключается в том, что она вводит единый перечень понятий и общепринятый способ разделения функций взаимосвязи на уровни. Однако ЭМВОС не является стандартом протоколов для каждого из уровней, она служит скорее шаблоном, задает рамки, с учетом которых разрабатываются стандарты по протоколам соответствующих уровней.

В соответствии с эталонной моделью открытая система образуется из упорядоченной совокупности подсистем. Подсистема (N-подсистема) - это компонента иерархического разделения функций открытой системы, которая непосредственно взаимодействует только со смежной верхней или со смежной нижней компонентой такого разделения. Под N-уровнем понимается подмножество архитектуры ВОС, образованное подсистемами одного и того же ранга N. Под подсистемами одного и того же ранга понимаются такие подсистемы различных открытых систем, которые выполняют одно и то же подмножество функций, рис.1.1.3.

Для локализации функций (групп функций) используется понятие (логического) объекта (N-объекта). Под N-объектом понимается активный элемент внутри N-подсистемы, выполняющий некоторое подмножество ее функций. В ЭМВОС считается, что объекты имеются на каждом уровне, а N-подсистема состоит из одного или нескольких N-объектов, рис.1.1.4.

За исключением самого верхнего уровня каждый N-уровень обеспечивает для (N+1)-объектов N-услуги. Услуга уровня - это функциональная возможность, которую данный уровень ­­­­­­­вместе с нижерасположенными уровнями обеспечивает смежному верхнему уровню. Понятию “служба” соответствует понятие “набор услуг”. Совокупность услуг N-уровня называется сервисом N-уровня, или N-сервисом.

Кроме действий N-объектов, направленных на предоставление услуг вышележащему уровню, в ЭМВОС присутствуют также и внутриуровневые действия, связанные со структурой данного уровня. Возможные действия N-объектов называются N-функциями.

Служба, запрашиваемая (N+1)-объектом, может обеспечиваться как одним, так и совокупностью N-объектов. При совместной работе N-объектов на любом уровне, исключая самый нижний, используется служба, обеспечиваемая (N-1)-уровнем. Предполагается, что объекты самого нижнего уровня взаимодействуют непосредственно через связывающую их физическую среду.

Службы N-уровня предоставляются (N+1)-уровню с использованием N-функций, выполняемых на N-уровне, и при необходимости с использованием (N-1)-служб.

Высший уровень предоставляет непосредственно прикладным процессам полный набор функциональных возможностей, обеспечиваемых всеми уровнями.

Управление взаимодействием N-объектов осуществляется одним или несколькими протоколами В эталонной модели N-протокол - это набор правил и форматов, который определяет функционирование N-объектов при выполнении ими N-функций, рис.1.1.5.

Пунктир стрелок на этом рисунке, соответствующих N-протоколам, символизирует логический (всего лишь) характер связи, изображаемой этими линиями. Реальная передача информации осуществляется, конечно, только через физическую среду. Ясно, поэтому, что N-объекты могут связываться между собой только с помощью услуг, предоставляемых (N-1)-уровнем. При этом возможны случаи, когда услуги, предоставляемые (N-1)-уровнем, не позволяют напрямую взаимодействовать между всеми N-объектами.

В этих случаях взаимодействие может осуществляться, если некоторый другой N-объект выполняет функцию ретранслятора, рис.1.1.6. Факт ретрансляции связи N-объектом остается при этом неизвестным как (N-1)-, так и (N+1)-уровню.

Объекты смежных уровней взаимодействуют друг с другом через общую границу. Для локализации мест, в которых происходит взаимодействие, используется понятие точки доступа к N-службе (N-ТДС). N-ТДС точка, в которой объект N- уровня предоставляет услугу смежного верхнего, те N+1-го, уровня. Именно через N-ТДС происходит предоставление услуг N-уровнем и потребление услуг (N+1)-уровнем. При этом, если N- объекты представляют собой активные компоненты модели ( объект действует, предпринимает...), то N- ТДС - пассивные компоненты модели, служащие как бы для хранения информации при передаче управляющих сигналов и данных между N и (N+1)- объектами.

(N+1)- и N-объекты, имеющие общую ТДС, находятся в одной системе. (N+1)-объект может быть подключен к нескольким N-ТДС, соединенным с одними и теми же несколькими N-объектами. Однако в каждый момент каждая N-ТДС соединена только с одним N-объектом и только с одним (N+1)-объектом, что обусловлено связью ТДС с идентификацией (адресацией) объектов.

Допустимые отношения (N+1)-, N-объектов и N-ТДС проиллюстрированы на рис.1.1.7.

 

 

Местоположение N-ТДС определяется N-адресом. Если (N+1)-объект будет отъединен от N-ТДС, то N-адрес не будет обеспечивать доступ к (N+1)-объекту. Если N-ТДС переключается к другому (N+1)-объекту, то N-адрес идентифицирует новый (N+1)-объект, а не старый.

В соответствии с ЭМВОС у объекта имеется постоянный идентификатор - наименование. Пространство наименований - это подмножество наименований в среде ВОС. Имя пространства наименований - идентификатор, однозначно определяющий пространство наименований в среде ВОС. Локальное наименование - это наименование, уникальное в некотором пространстве наименований; глобальное наименование - наименование, уникальное в среде ВОС и состоящее из двух частей: имени пространства наименований и локального наименования.

Под N-справочником понимается N-функция, преобразующая глобальное наименование N-объекта в адрес одной из (N-1)-ТДС, к которой прикреплен N-объект.

Под N-отображением адреса понимается N-функция, обеспечивающая отображение между N- и (N-1)-адресами, связанными с N-объектом.

Использование N-адресов для идентификации (N+1)-объектов наиболее эффективно при постоянной привязке (N+1)-объектов к N-ТДС. В противном случая для идентификации (N+1)-объектов следует использовать глобальные наименования.

Основной режим взаимодействия в ЭМВОС - т.н. режим с установлением соединения. Под N-соединением понимается (логическая) связь, установленная N-уровнем между двумя или более (N+1)-объектами для передачи данных.

В пределах N-уровня между парой N-ТДС, расположенных в различных системах, может быть установлено несколько N-соединений. Для того, чтобы (N+1)-объект, использующий эти соединения, мог отличить одно N-соединение от другого, используется идентификатор конечной (оконечной) точки соединения (КТС). Идентификатор КТС уникален в пределах ТДС - его значение выбирается локальным образом.

Соединение является одним из основных понятий ЭМВОС. В рамках модели соединение рассматривается как единственное средство взаимодействия объектов уровня. Вместе с тем ряд положений модели не связан с механизмом взаимодействия объектов. Такие положения (концепция уровней, сервиса, протокола) могут быть соответствующим образом применимы и для режимов, когда соединение не устанавливается, а взаимодействие осуществляется с передачей отдельных независимых блоков данных. Такие режимы используются, например, в ЛВС.

Передача без соединения означает, что блок данных передается одним независимым действием без установления, поддержания и разрыва соединения. Для лучшего уяснения последствий отказа от соединения рассмотрим его основные свойства.

Соединение представляет собой логическую связь, которая устанавливается между двумя или более объектами для их взаимодействия. Объекты могут принадлежать одному либо смежным уровням. В последнем случае говорят об ассоциации пользователе сервиса и поставщика. Возможность установить связь обеспечивается нижележащим уровнем, предоставляющим сервис “с соединением”. В процессе использования этого сервиса различают три различные фазы: установление соединения, передачу данных и разъединение. Каждая фаза, помимо процедурных отличий, имеет четко выделенные начало и конец. Характерно при этом, что:

- в ходе установления соединения производится согласование параметров соединения, режима передачи данных, использования необязательных процедур и т.д.;

- обеспечивается идентификация соединения, которая позволяет при последующей передаче обойтись без некоторых параметров, например, не использовать адрес;

- обеспечивается логическая связь передаваемых по соединению фрагментов данных, что позволяет эффективно сохранять их последовательность и управлять потоком данных.

Режим “без соединения”, в противоположность описанным свойствам соединения, не имеет четко выраженных фаз взаимодействия. Динамическое согласование параметров также отсутствует, хотя предварительная договоренность объектов необходима, иначе объект не сможет проинтерпретировать принятые данные. Вся информация, нужная для доставки данных - адреса, параметры качества сервиса, факультативные процедуры и пр. должны указываться при передаче каждого блока данных. Кроме того, отсутствие логической связи между передаваемыми блоками в ходе их передачи позволяет посылать их по разным маршрутам, а также копировать их для широковещательной рассылки.

Вследствие подобных четко выраженных различий сравнивать эти режимы с целью выявления лучшего бессмысленно, правомерно лишь поставить вопрос об областях их предпочтительного применения.

Режим “с соединением” целесообразно использовать для тех применений, где взаимодействие имеет долговременный характер, конфигурация взаимодействующих объектов постоянна, а поток данных однороден (нет больших пауз).

Режим “без соединения” больше подходит там, где для взаимодействия характерен небольшой объем данных, а временные интервалы между передачами относительно скорости передачи значительны. Легкость тиражирования данных и передачи их по разным маршрутам делают этот режим привлекательным в системах, к которым предъявляются повышенные требования по устойчивости к отказам.

N-объекты, поддерживающие режим “без соединения”, могут использовать (N-1)-сервис типа “с соединением”. Возможно и обратное. Взаимодействие между службами различных типов требует преобразования одной службы в другую. Хотя в ЭМВОС в явном виде не налагается ограничений на использование подобных преобразований внутри некоторого уровня, на практике с целью снижения сложности протоколов и увеличения возможностей по взаимодействию систем некоторые ограничения все же вводятся.

Возможное сочетание типов режимов с преобразованиями в рамках отдельных уровней приведено на рис.1.1.8.

 

Функции уровня.

 

Произвольный N-уровень может быть представлен теми функциями, которые в нем выполняются. Среди этих функций в общем случая могут быть: выбор протокола; установление и расторжение соединения; мультиплексирование и расщепление соединений; передача нормальных (обычных) данных; передача срочных (внеочередных ) данных; управление потоком данных; сегментирование, блокирование и сцепление данных; организация последовательность; защита от ошибок; маршрутизация.

Выбор протокола. На N-уровне могут использоваться несколько протоколов. Для организации N-соединения необходимо, чтобы N-объекты выбрали единый N-протокол, иначе они просто не поймут друг друга. Это может быть сделано как до организации соединения, так и во время установления соединения использованием идентификатора N-протокола.

Установление и расторжение соединения. Для установления N-соединения необходимо, чтобы (N-1)-уровень предоставил (N-1)-соединение, т.е. услуги по передаче данных N-уровня, а также чтобы оба N-объекта были способны выполнить обмен данными по протоколу. В свою очередь для выполнения требования по (N-1)-соединению необходимо, чтобы (N-1)-уровень имел соединение, предоставленное (N-2)-уровнем и т.д. до тех пор, пока не будет найдено подходящее соединение, либо не будет достигнута граница с физической средой для ВОС. Организация N-соединения может проводиться совместно с установлением (N-1)-соединения, если (N-1)-протокол позволяет передавать в фазе установления (N-1)-соединения данный, относящиеся к N-соединению.

Расторжение N-соединения в нормальных условиях инициируется одним из связанных с ним (N+1) -объектов. Расторжение N-соединения может также инициироваться одним из поддерживающих его N-объектов в результате возникновения сбоя, ошибок в N-уровне или в нижележащих уровнях. В зависимости от условий расторжение N-соединения может привести или не привести к стиранию данных N-пользователя.

Заметим, что N- и (N-1)-соединения могут быть независимыми. Это означает, что возможны следующие ситуации: расторжение N-соединения не ведет к расторжению (N-1)-соединения; расторжение (N-1)-соединения не ведет к расторжению N-соединения. В первом случае сохраненное (N-1)-соединение может быть использовано для установления нового N-соединения. Второй случая связан с возможностью восстановления N-соединения даже в том случае, когда (N-1)-соединение расторгнуто. Такое восстановление обычно связно с организацией нового (N-1)-соединения и передачей по нему данных, однозначно идентифицирующих сохраненное N-соединение.

Мультиплексирование и расщепление соединений. Между N- и (N-1)-соединениями возможны следующие соотношения: одно к одному; несколько N-соединений используют одно (N-1)-соединение (мультиплексирование); N-соединение использует несколько (N-1)-соединений (расщепление).

При мультиплексировании необходимо осуществлять функции, связанные с идентификацией данных, относящиеся к разным N-соединениям, управлять каждым N-соединением в отдельности с тем, чтобы не превысить пропускной способности партнера, и осуществлять планирование - предусматривать появление новых N-соединений, которые отображаются в существующее (N-1)-соединение.

Расщепление связано с управлением (N-1)-соединениями, которые используются для одного N-соединения. Это управление включает в себя принятие решений о том, сколько (N-1)-соединений и с какими характеристиками необходимо запрашивать. Передаваемые по N-соединению данные дробятся и передаются по разным (N-1)-соединениям. Поэтому порядок их поступления может отличаться от порядка передачи. Для сокращения последовательности данных необходимы специальные функции контроля и восстановления.

Передача нормальных данных. Взаимодействие N-объектов осуществляется с помощью обмена блоками данных N-протокола (N-БДП), которые содержат управляющую информацию N-протокола, и, возможно, данные пользователя. Последними являются данные, генерируемые (N+1)-объектами. Эти данные передаются по N-соединению прозрачно, т.е. без изменения их структуры.

Данные пользователя могут передаваться как в фазе передачи данных, так и в фазах установления и расторжения N-соединения. В фазе передачи данных используются функции управления потоком, сегментирования, блокирования и сцепления данных, организации последовательности и защиты от ошибок.

Передача срочных данных. Срочные данные - это данные, которые обрабатываются с приоритетом по отношению к нормальным данным. Срочные данные обычно используются для целей сигнализации, экстренного уведомления о сбоях и т.п.

Поток срочных данных не зависит от состояния потока нормальных данных. Можно представить, что соединение состоит как бы из двух подканалов, один - для нормальных данных, другой - для срочных. Каждый из подканалов управляется независимо при условии, однако, что на приемном конце срочные данные появляются не позже нормальных данных, перед которыми они были переданы. Поскольку предполагается, что срочный поток будет использоваться сравнительно редко и для передачи небольших количеств данных, для него могут быть применены упрощенные механизмы управления потоком.

Управление потоком данных. Различают два типа управления потоком: протокольное, при котором регулируется скорость передачи N-БДП между N-объектами; интерфейсное, при котором регулируется скорость передачи данных между (N+1)- и N-объектом.

При протокольном управлении потоком подразумевается, что протокольная управляющая информация в N-БДП содержит в том или ином виде сведения о способности партнера принять определенное количество данных.

Интерфейсное управление потоком прямо не относится к функциям взаимосвязи. Поэтому при описании механизма такого управления обычно используют локальные, т.е. справедливые в пределах одной системы, соглашения и ограничения.

Сегментирование, блокирование и сцепление данных. БДП различных уровней обычно различаются по размерам. Может оказаться, что размер (N+1)-БДП больше максимального размера поля данных в N-БДП. Тогда для передачи (N+1)-БДП по N-соединению необходимо в N-уровне выполнить сегментирование, т.е. разбиение (N+1)-БДП на последовательные сегменты с длиной, равной размеру поля данных N-БДП. Для сохранения идентичности (N+1)-БДП необходимо вставлять в N-БДП, содержащие сегменты (N+1)-БДП, специальные данные, позволяющие произвести сборку (N+1)-БДП при приеме.

Блокирование есть функция N-уровня, позволяющая объединить несколько (N+1)-БДП в один N-БДП. Это может потребоваться в том случае, когда максимальная длина (N+1)-БДП много меньше длины поля данных N-БДП.

Сцепление есть функция N-уровня, позволяющая объединить несколько N-БДП в один блок. При этом (N-1)-уровень воспринимает сцепление БДП как один N-БДП.

Организация последовательности. Эта функция связана с тем, что (N-1)-услуги, предоставляемые (N-1)-уровнем, могут не гарантировать доставку данных в том же порядке, в каком они были поставлены N-уровнем. Если N-уровень нуждается в том, чтобы сохранить порядок данных, передаваемых через (N-1)-уровень, то N-уровень должен содержать механизмы организации последовательности. Организация последовательности может потребовать дополнительной N-протокольной управляющей информации. Такой информацией могут быть, например, соответствующие порядковые номера.

Защита от ошибок. Функция защиты от ошибок состоит из трех компонентов: подтверждения, обнаружения ошибок и уведомления о них; возврата в исходное состояние.

Функция подтверждения может использоваться N-объектами для достижения более высокой вероятности обнаружения потери N-БДП, чем это обеспечивает (N-1)-уровень. Каждый N-БДП, передаваемый между N-объектами-корреспондентами, должен идентифицироваться единственным образом так, чтобы получатель мог информировать отправителя о его приеме. Функция подтверждения также способна установить факт неприема N-БДП и принять соответствующие восстановительные меры.

Схема однозначной идентификации N-БДП может также использоваться для поддержки других функций, таких как сегментация и организация последовательности.

Функция обнаружения ошибок и уведомления о них может использоваться N-протоколом для обеспечения более высокой вероятности обнаружения ошибок и искажений БДП, чем это обеспечивается (N-1)-услугой. Обнаружение ошибок и уведомление могут потребовать, чтобы в N-протокольную управляющую информацию были включены дополнительные идентификаторы.

Некоторые услуги требуют возврата в исходное состояние для восстановления после потери синхронизации между N-объектами-корреспондентами. Функция возврата в исходное состояние устанавливает N-объекты-корреспонденты в заранее определенное состояние с возможной потерей или дублированием данных.

Маршрутизация. Функция маршрутизации в N-уровне обеспечивает прохождение данных через цепочку N-объектов. Тот факт, что передача маршрутизируется промежуточными объектами, не известен ни нижним, ни верхним уровням.

 

Сервис уровня.

 

Концепция сервиса, предоставляемого уровнем, является одной из основных в модели ВОС. Вместе с тем понятие сервиса как совокупности услуг уровня формализовать непросто. Это связано с тем, что процедуры и форматы данных, которые передаются на границе уровней, определяются особенностями реализации.

Например, если уровни функционально разнесены по разным устройствам, то интерфейсное взаимодействие между уровнями может включать в себя процедуры защиты от ошибок. С другой стороны, если уровни расположены в одной операционной среде, то эти процедуры не нужны. Поэтому процедуры обмена на интерфейсе не стандартизируются. В результате, например, данные передаваемые через интерфейс за одно взаимодействие и называемые интерфейсным блоком данных, могут в различных реализациях иметь разную структуру и длину. При рассмотрении сервиса поэтому используют понятие блока данных службы (БДС). БДС - это данные пользователя услуг некоторого уровня, в общем случае несколько интерфейсных блоков данных, идентичность которых при передаче по соединению сохраняется. Это означает, что границы, форма и содержание БДС на двух конечных точках соединения идентичны и не зависят от ого, какими порциями БДС передаются по соединению.

В целом следует признать, что на ранних этапах усилий по стандартизации сетевых взаимодействий распределенный характер сервиса осознавался недостаточно. Считалось, что это протокол непосредственно влияет на внешние взаимодействия, тогда как реализация сервисных взаимодействий является внутренним делом реализаторов в каждом конкретном случае. Между тем нарушения в работе по локальному интерфейсу могут привести к нарушениям в работе протокола и, как следствие, к интерфейсным нарушения на удаленной взаимодействующей стороне. В наши дни каждый стандарт, разрабатываемый в рамках модели ВОС, содержит описание как протокола, так и сервиса, предоставляемого в процессе функционирования соответствующего протокола. В конце концов важность стандартизации предоставляемого сервиса заключается в том, что появляется возможность выполнять независимые реализации протокольных стандартов различных уровней, согласуя их по предоставляемому и используемому сервису, а это - существенный аспект продекларированной независимости уровней.

Необходимое при таком подходе задание внешнего поведения уровня опирается на описанную в стандарте МОС (и соответствующей Рекомендации МККТТ) абстрактную модель, включающую в себя следующие понятия: пользователь службы, поставщик службы и примитивы службы, рис.1.3.1.

Пользователь службы - это объект в некоторой открытой системе, который использует службу через точку доступа к службе (ТДС).

Поставщик службы - некоторое множество объектов, обеспечивающих службу для ее пользователей.

Примитив службы - абстрактное, не зависящее от конкретной реализации представление взаимодействия между пользователем и поставщиком службы.

Использование примитивов не предполагает, что для реализации интерфейса достаточно только описания сервиса. Примитивы служб - это концептуальные понятия, облегчающие описание последовательности событий при доступе к сервису уровня. Тот же сервис может быть описан другим, эквивалентным набором примитивов. Кроме того, примитивы служб не используются при описании чисто лок