Распределение коммуникационных устройств в соответствии с семиуровневой моделью OSI. Повторители и концентраторы

Основная недоработка OSI — непродуманный транспортный уровень. На нём OSI позволяет обмен данными между приложениями, однако, возможность обмена простыми датаграммами (по типу UDP) в OSI не предусмотрена — транспортный уровень должен образовывать соединения, обеспечивать доставку, управлять потоком и т.п. (по типу TCP). Реальные же протоколы реализуют такую возможность.

Многим экспертам в  данной области казалось, что модель OSI и ее протоколы завоюют весь мир и вытеснят все остальное. Этого не случилось. Основных причин неудачи модели OSI было три.

• несвоевременность.
• неудачная технология.
• неудачная реализация.

3.3.1 Несвоевременность

 

Прежде всего, рассмотрим причину номер один: несвоевременность. Для успеха стандарта чрезвычайно  важно, в какое время он устанавливается. У Дэвида Кларка есть теория стандартов, которую он называет апокалипсисом двух слонов (рисунок 3.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.1 - Апокалипсис двух слонов

 

 

 

 

 

На этом рисунке изображена активность, сопровождающая новую разработку. Открытие новой темы вызывает всплеск  исследовательской активности в  виде дискуссий, статей и собраний. Через некоторое время наступает  спад активности, корпорации открывают  для себя эту тему, в результате в нее инвестируются миллиарды  долларов.

Существенным является то, что стандарты пишутся именно в период между двумя «слонами». Если их создавать слишком рано, прежде чем закончатся исследования, предмет может оказаться, еще слишком мало изучен и понят, что повлечет принятие плохих стандартов. Если создавать их слишком поздно, компании могут успеть проинвестировать несколько отличные от стандартов технологии так, что принятые стандарты могут оказаться проигнорированными. Если интервал между двумя пиками активности будет слишком коротким, разработчики стандартов могут просто не успеть их выработать.

Теперь становится ясно, что стандартные протоколы OSI потерпели  неудачу. К моменту их появления  среди исследовательских университетов  уже получили широкое распространение  конкурирующие с ними протоколы TCP/IP. И хотя волна миллиардных  инвестиций еще не обрушилась в данной области, рынок университетов был  достаточно широк для того, чтобы  многие разработчики стали осторожно  предлагать продукты, поддерживающие протоколы TCP/IP. Когда же появился OSI, разработчики не захотели поддерживать второй стек протоколов, таким образом, начальных предложений не было. Каждая компания выжидала, пока первым начнет кто-нибудь другой, поэтому OSI так никто  и не стал поддерживать.

 

3.3.2 Плохая технология

 

Второй причиной, по которой  модель OSI не была реализована, оказалась  некорректность как самой модели, так и ее протоколов. Большинство дискуссий по поводу семиуровневой модели создают впечатление, что окончательно выбранное количество и содержимое уровней были единственными из возможных или, по крайней мере, очевидными. Это далеко не так. Сеансовый уровень практически не используется приложениями, а уровень представления почти пуст. На самом деле британским предложением была модель OSI с пятью уровнями. В противоположность сеансовому уровню и уровню представления, уровень передачи данных и сетевой уровень оказались настолько функционально перегруженными, что впоследствии они были разбиты на несколько подуровней, каждый из которых выполнял отличные от других функции.

Хотя вряд ли кто-либо когда-либо публично сознается в этом, действительной причиной того, что модель OSI включает именно семь уровней, является то, что  во время ее создания существовал  частный протокол корпорации IBM, называемый SNA (Systems Network Architecture). В это время IBM настолько доминировала в компьютерной индустрии, что все остальные, включая телефонные компании, конкурирующие компьютерные фирмы и даже

 

 

 

 

 

 

правительства ведущих стран  мира, были смертельно напуганы, что IBM может использовать свой сектор рынка  с тем, чтобы заставить всех использовать стандарт SNA, который она могла  менять по собственному усмотрению. Модель OSI создавалась с целью произвести похожую на стандарт IBM эталонную модель и стек протоколов и сделать их всемирными стандартами, управляемыми не одной компанией, а нейтральной организацией, ISO.

 Помимо невозможности  понять стандарты OSI, еще одна  проблема заключалась в том,  что некоторые функции, такие  как адресация, управление потоком,  обработка ошибок, повторялись снова  и снова в каждом уровне. Так,  например, для того, чтобы контроль за ошибками был эффективным, он должен осуществляться на самом верхнем уровне, поэтому повторение его снова и снова на каждом уровне часто оказывается излишним и неэффективным.

Другим аспектом является тот факт, что решение поместить  ту или иную функцию в определенном уровне не всегда очевидно. В течение  почти всей разработки стандарта  управление виртуальным терминалом, сейчас находящееся в прикладном уровне, помещалось в уровне представления. Его переместили в прикладной уровень, поскольку комитет никак  не мог решить, для чего использовать уровень представления. Аспекты  безопасности данных и шифрования информации были настолько противоречивыми, что  по вопросу их размещения так и  не было найдено удовлетворяющего всех решения, поэтому обе эти функции  были оставлены за пределами модели. По аналогичным причинам был опущен также вопрос управления сетью.

3.3.3 Неудачная  реализация

 

Учитывая огромную сложность  модели и протоколов, то, что первоначальные реализации оказались громоздкими, неуклюжими и медленными, не стало  неожиданностью. Неудачу потерпели  все, кто попытался реализовать  эту модель. Поэтому вскоре понятие "OSI" стало ассоциироваться  с "плохим качеством". И хотя со временем продукты улучшились, ассоциации остались.

Первые реализации TCP/IP, напротив, были достаточно хороши (не говоря уже о том, что они были открытыми). Они довольно быстро вошли в употребление, что привело к появлению большого сообщества пользователей. Это вызвало исправления и улучшения реализации, в результате сообщество пользователей еще выросло. В данном случае обратная связь явно была положительной.

Подытоживая вышесказанное, несмотря на все недостатки, модель OSI (кроме сеансового уровня и уровня представления) показала себя исключительно  полезной для теоретических дискуссий  о компьютерных сетях. Протоколы OSI, напротив, не получили широкого распространения. Для TCP/IP верно обратное: модель практически не существует, тогда как протоколы чрезвычайно популярны.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Прорывом в стандартизации архитектуры компьютерной сети стала  разработка модели взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI), которая в начале 80-х годов обобщила накопленный к тому времени опыт. Модель OSI является международным стандартом и определяет способ декомпозиции задачи (иерархическое подчинение нижних уровней верхним) взаимодействия «по вертикали», поручая эту задачу коммуникационным протоколам семи уровней. Уровни образуют иерархию, известную как стек протоколов, где каждый вышестоящий уровень использует нижестоящий в качестве удобного инструмента для решения своих задач. Если приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI, то для обмена данными оно обращается напрямую к системным средствам, выполняющим функции оставшихся нижних уровней модели OSI.

Каждый уровень данной структуры поддерживает интерфейсы двух типов. Во-первых, это интерфейсы услуг с выше и нижележащими уровнями «своей» иерархии средств. Во-вторых, это одноранговый интерфейс со средствами другой взаимодействующей стороны, расположенными на том же уровне иерархии. Этот интерфейс называют протоколом. Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для взаимодействия узлов в сети, называется стеком протоколов. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, а протоколы верхних уровней — как правило, программными средствами. Программный модуль, реализующий некоторый протокол, называют протокольной сущностью, или тоже протоколом.

Открытой системой может быть названа  любая система (компьютер, компьютерная сеть, операционная система, программный  пакет, другие аппаратные и программные  продукты), которая построена в  соответствии с общедоступными спецификациями и стандартами, принятыми в результате публичного обсуждения всеми заинтересованными  сторонами. В зависимости от области  действия различают стандарты отдельных  компаний, стандарты специальных  комитетов и объединений, национальные стандарты, международные стандарты. Важнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей  является стандартизация коммуникационных протоколов. Примерами стандартизованных  стеков протоколов являются TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, OSI, DECnet, SNA.

Модель OSI содержит описание обобщенного  представления средств сетевого взаимодействия и используется в  качестве своего рода универсального языка сетевых специалистов, именно поэтому ее называют справочной моделью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1 Моисеева, Н.Н. - Компьютерные  сети и телекоммуникации // Информатика  и образование, 2006.-№5. С.13-22.

2 Хогдал, Дж.С. - Анализ и диагностика компьютерных сетей: учеб.курс / М. Палмер, Р.Б. Синклер.- 2-е изд..- СПб: БХВ-Петербург, 2004.- 740 с.

3 Пятибратов, А.П. - Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник для вузов / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Финансы и статистика, 2008.- 736 с.

4 Ручкин, В.Н. - Архитектура  компьютерных сетей: учеб. Пособие  / В.Н. Ручкин, В.А. Фулин.- М.: Диалог- МИФИ, 2008.- 328 с.

5 Иванов, И.А. - Интеллектуальное управление компьютерными сетями / И. А. Иванов, Ю.Л. Леохин // Автоматизация и современные технологии, 2006.- №12.- с.26-31.

6 Шиндер, Д.Л. - Основы компьютерных сетей: Пер. с англ. / Д.Л. Шиндлер.- М.: Вильямс, 2003.- 656 с.: ил. -  ISBN 5-8459-0285-1/

7 Олифер, В.Г. - Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы:учебник для вузов / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер.- 2-е изд.- СПб.: Питер, 2004.- 864 с.- ISBN 5-94723-478-5.

8 Калинина, И.А. - Компьютерные  сети: метод. указ. к лекционным занятиям / И.А. Калинина; М-во образования и науки РФ, Гос. образов. учреждение высш. проф. образования «ОГУ».

9 Максимов, Н.В. -Компьютерные  сети: учеб. пособие / Н.В. Максимов, И.И. Попов.- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Форум, 2008.- 447 с.- ISBN 978-5-91134-235-7.

10 Степанов, А.Н. - Архитектура  вычислительных систем и компьютерных  сетей: учеб. пособие  А.Н. Степанов.- СПб.: Питер, 2007.- 509 с.- ISBN 978-5-469-01451-5.

11 Влацкая, И.В. Компьютерные системы и сети: метод. указания к лаб. Работам по дисциплине «Компьютерные системы и сети» / И.В. Влацкая, И.В. Голубенко.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2008.-38 с.

12 Степанов, В. - Хроника рождения  компьютерных сетей / В. Степанов // Библиотека, 2003.- №7.- с.51-61 

13 Шатт С. - Мир компьютерных сетей / С. Шатт, пер. с англ. С.М. Тимачева.- Киев: BHV, 1996.- 288 с.

14 Вишневский, В.М. - Теоретические  основы проектирования компьютерных  сетей / В.М. Вишневский; РАН; Ин-т проблем передачи информ.- М.: Техносфера, 2003.- 512 с.- ISBN 5-94836-011-3.

15 Косарева, В.П. - Компьютерные системы и сети: учеб. пособие для вузов / под ред. В.П. Косарева, Л.В. Еремина.- М.: Финансы и статистика, 2000.- 464 с.: ил - ISBN 5-279-01986-0.

 

 

 

 

 

 

16 Черняков, М.В. - Основы информационных  технологий: учебник / М.В. Черняков, А.С. Петрушин.- Москва: Академкнига, 2007.- 406 с.: ил.- ISBN 978-5-94628-273-4.

17 Кроуз, Д.Ф. - Компьютерные сети: многоуровневая архитектура Интернета: пер. с англ. / Д.В. Кроуз, К.В. Росс.- 2-е изд.- СПб.: Питер, 2004.- 765 с.: ил.- ISBN 5-8046-0093-1.

18 Владова, А.Ю. - Компьютерные сети: архитектура, программирование и идентификация состояния: учеб. пособие / А.Ю. Владова.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003.- 102 с.

19 Э. Таннебаум.- Компьютерные сети: пер. с англ. / Э. Таннебаум.-  СПб.: Питер, 2003.- 992 с.: ил.- ISBN 5-318-00492-0 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение А

(обязательное)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок А.1 - Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок А.2 - Семиуровневая  модель OSI и основные функции ее уровней

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок А.3 - Необходимость  сетевого уровня

 

 

Рисунок А.4 - Стек протоколов OSI

 

Рисунок А.5 - Архитектура стека TCP/IP

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок А.6 - Иерархия объединений  сети OSI

 

Рисунок А.7 - Схематическое изображение активных устройств

 

Рисунок А.8 - Схема применения хабов

 

Таблица А.1 - Сравнение OSI и TCP/IP

Модель OSI	Модель TCP/IP
7. Application Layer	Application Layer
6. Presentation Layer
5. Session Layer
4. Transport Layer	Transport Layer
3. Network Layer	Internet Layer
2. Data Link Layer	Network Access Layer
1. Physical Layer