Лекция 14. Модель взаимодействия открытых систем (ВОС)

Цели и уровни ВОС

В процессе коммуникации в настоящее время используются все более мощные средства связи и определяющим в этой связи для организации взаимодействия пользователей, являются трудности, возникающие из-за большого количеств несовместимых стандартов. Международная организация по стандартизация (International Organization for Standardization — ISO) разработала эталонную модель взаимодействия открытых систем (ВОС).. Эталонная модель ВОС предлагает структуру для идентификации и разграничения различных составляющих коммуникационного процесса. Дополнительно ВОС включает в себя сотни стандартов, разработанных в строгом соответствии с базовой схемой. Модель ВОС не связана с конкретными реализациями и описывает коммуникацию в абстрактных понятиях. ВОС не определяет уровни напряжений, скорость передачи или протоколы, которые необходимо использовать для достижения совместимости систем. Наоборот, ВОС декларирует, что уровни напряжений, скорости протоколы, а также большое количество других параметров должны быть согласованы.

Основной целью модели ВОС является обеспечение совместимости и взаимозаменяемости.

Совместимость означает, что обмен данными требует непропорциональных расходов на их преобразование. Взаимозаменяемость означает, что устройства, выпускаемые различными производителями для выполнения одной и той же функции, могут замещать друг друга без каких-либо проблем при условии, что их работа основывается на одних и тех же принципах и правилах.

ВОС — это концептуальная модель процесса коммуникации, согласно которой процесс разбивается на несколько функциональных уровней. При этом каждый функциональный уровень взаимодействует только со своими непосредственными соседями, расположенными выше или ниже по уровню. Такой подход позволяет обеспечить определенную степень совместимости и взаимозаменяемости. В модели ВОС определены семь функциональных уровней. Каждый из них напрямую взаимодействует только с непосредственными соседями: запрашивает услуги у ниже лежащего и поставляет их вышележащему уровню. Объекты, расположенные на одном уровне в разной коммуникационной сети, называются одноранговыми. Одноранговые объекты взаимодействуют между собой на основе протоколов, определяют форматы сообщений и правила их передачи.

В соответствии с правилами ВОС, могут общаться друг с другом только одноранговые объекты. В модели ВОС определены следующие уровни.

· Физический уровень, который представляет собой физическую среду передачи — электрическую или оптическую — с соответствующими ин­терфейсами к сопрягаемым объектам, которые называются станциями или узлами. Физический уровень является единственной материальной связью между двумя узлами и может быть реализован в виде телефонной, телеграфной, радио, электронной связи, также через электрические и оптические проводники.

· Канальный уровень, обеспечивающ­ий, формирование и передачу кадров.

· Сетевой уровень устанавливает маршрут и контролирует передачу сообщений от источника к узлу назначения.

· Транспортный уровень управляет доставкой сообщений от источника к приемнику. Этот уровень представляет собой интерфейс между прикладным программным обеспечением. Транспортный уровень несет ответственность за правильности передачи данных от источника к приемнику и доставку прикладным программам.

· Сеансовый уровень отвечает за установку, поддержку, синхронизацию, управление соединением (сеансом связи) между объектами. На этом уровне, в частности, происходит регистрация в сети.

· Уровень представления данных обеспечивает кодирование и преобразование кода в формат, понятный получателю

· Прикладной уровень представляет самый верхний уровень, на котором решаются прикладные задачи, а именно: передача файлов, операции с базами данных и удаленное управление.

Первый уровень — единственный, имеющий материальное воплощение. Остальные представляют собой наборы правил или описание вызовов функций, реализованных программными средствами. Три нижних уровня называются сетевыми или коммуникационными уровнями, так как они отвечают за доставку сообщений.

На модели ВОС базируются протокол автоматизации производства (Manufacturing Automation Protocol -МАР), который принят для того, чтобы обеспечить совместимость и взаимозаменяемость различных устройств и систем автоматизации производства.