Основные требования к ЦСС для передачи мультимедийной информации
| Тип трафика | Видео со сжатием | Аудио со сжатием | Видео без сжатия | Аудио без сжатия | Данные со сжатием | Данные без сжатия |
| Скорость передачи, кбит/с | 56 – 35000 | 16 – 384 | 3000 – 166000 | 64 – 1536 | 800 – 1200000 | 155000 – 12000000 |
| Коэффициент пульсаций | 1:10 | 1:3 | 1:10 | 1:3 | 3:1000 | 3:1000 |
Трафик передачи данных ведомственной ЦСС характеризуется значительной неоднородностью, взрывообразным характером во времени и требует для своей передачи в разные моменты времени разной полосы пропускания. Продолжает сохраняться и усиливаться тенденция увеличения в общем объеме трафика доли объема трафика передачи данных, что приводит к необходимости применения IP-технологий в современных сетях.
Реальный объем передаваемых по сети данных складывается непосредственно из данных (полезной нагрузки) и необходимого информационного обрамления, составляющего накладные расходы на передачу. Многие технологии устанавливают ограничения на минимальный и максимальный размеры пакета. Например, для технологии Х.25 максимальный размер пакета составляет 4096 байт, а в технологии Frame Relay максимальный размер кадра составляет 8096 байт.
Трафик характеризуется следующими основными показателями:
· показателем взрывообразного характера трафика;
· терпимостью к задержкам;
· временем ответа;
· емкостью и пропускной способностью.
Показатель взрывообразного характера (взрывообразности) трафика определяет частоту посылки данных пользователем в сеть. Этот показатель определяется отношением максимального (пикового) значения плотности трафика (скорости передачи) к ее среднему значению.
|
|
|
Терпимость к задержкам характеризует реакцию приложений на все временные задержки в сети. Для приложений, работающих в реальном масштабе времени (например, для видеоконференций), время задержки не должно превышать некоторого предельного значения, которое достаточно мало. Для других приложений допустимые значения задержки могут составлять от нескольких минут до нескольких часов (например, электронная почта и пересылка файлов).
Емкость – это реальное количество ресурсов, доступных пользователю на определенном пути передачи данных. Пропускная способность определяется общим количеством данных, которые могут быть переданы в единицу времени. Емкость сети отличается от пропускной способности сети из-за наличия накладных расходов, которые зависят от способа использования сети.
Для каждой категории трафика в ЦСС устанавливаются соответствующие им приоритеты. Трафик с более высоким приоритетом обрабатывается в первую очередь. При этом приоритеты используются для выделения групп, прикладных программ и отдельных пользователей в группах. Введение приоритетов также неизбежно при недостаточности ресурсов сети. Результаты исследований показывают, что при передаче низкокачественной аудиоинформации с места пожара и ликвидации чрезвычайных ситуаций по сети максимальная задержка сигнала не должна превышать значений 100–150 мс, а при передаче изображений – не более 30 мс. Передача голосовых сообщений без искажений возможна при задержке не более 50 мс.
|
|
|
В установившемся режиме 
-канального бесприоритетного обслуживания простейших потоков (применяя теорию массового обслуживания)
с отказами вероятность события занятости 
каналов 
или вероятность отказа Pот в обслуживании (это вероятность занятости PN всех каналов) определяется формулой Эрланга:
,
где 
– относительное значение времени обслуживания одним каналом или плотность потока событий (плотность трафика в эрлангах).
Физический смысл интенсивности или плотности потока событий (трафика) – это среднее число событий, приходящееся на единицу времени для данного момента. Плотность потока событий или трафика может быть любой неотрицательной функцией времени и имеет размерность 1/с. Применительно к ЦСС плотность трафика нормируется на 1 ч. Поэтому 1 эрланг – это относительное время занятости канала за 1 ч. Формула Эрланга остается основополагающей для анализа трафика и в ЦСС.
|
|
|
Основой маршрутизации трафика в ЦСС является принцип распределения большого числа каналов (входов) от абонентов сети между меньшим числом выходов на коммутационных узлах в ЦСС. При этом требование на предоставление абоненту выхода в сеть возникает и снимается случайным образом. Из-за случайного поступления требований со стороны входов оценка качества обработки трафика является вероятностной задачей и описывается математически на основе теории массового обслуживания.
Требование на обслуживание количественно выражается плотностью трафика в эрлангах , т.е. суммой средних требований на обслуживание всех входов одним каналом за единицу времени (или относительное значение среднего времени обслуживания одним каналом) в 1 ч:
,
где 
– число вызовов за время 
, 
– средняя длительность вызовов.
Для оценки качества обработки трафика используется плотность трафика , соответствующая периоду максимальной нагрузки или периоду пиковой нагрузки на один канал. Целью оптимального проектирования ЦСС является обеспечение для заданного числа выходов N максимально возможного значения удельной плотности трафика или отношения 
. Допустимое значение 
должно соответствовать приемлемому значению показателя качества обработки трафика, за которое принята вероятность занятия всех выходов одновременно, т.е. вероятность события, приводящего к потере вызова. Таким образом, вероятность потери одного вызова PN в ЦСС с выходами в периоды пиковой нагрузки определяет значение показателя качества обработки трафика PN. Чем больше , тем меньше PN, но тем выше качество обработки трафика, так как общая нагрузка распределяется между большим числом выходов (каналов).
|
|
|
Зависимость вероятности потери вызова PN от плотности потока заявок на обслуживание (плотности потока трафика) 
и числа выходов в ЦСС определяется формулой Эрланга, используя которую можно построить графические зависимости отношения от PN при разных значениях , которые представлены на рис. 6.5.
Рис. 6.5. Зависимости удельной плотности трафика, переносимого одним каналом
(выходом), от вероятности потери одного вызова
Из представленных зависимостей видно, что при высоком качестве обработки трафика, например при PN = 0,005 (что соответствует потере одного вызова из 200), трафик, который может переноситься через один канал, возрастет в 4 раза. А при увеличении от 10 до 200 эффективность системы коммутации (величина ) возрастет в 2 раза. При малых значениях эффективность повышается, если применяется так называемая градиентная система, особенность которой состоит в том, что позднее выбираемые выходы становятся доступными все большему числу входов.
Удельная плотность трафика или нормированный закон Эрланга часто используется в качестве основного параметра для расчета и оптимизации трафика в сети связи.
На основе оценки пропускной способности магистральных сетей и анализа трафика в создаваемой или развиваемой ЦСС можно планировать ее реальную загрузку. Это позволяет делать определенные выводы в пользу выбора той сетевой технологии и архитектуры, которые в наибольшей степени соответствуют требованиям, предъявляемым к планируемой сети с учетом конкретных условий и решаемых задач.
Эффективность использования базовой сетевой технологии IP поверх ATM и СЦИ/SDH для передачи IP-трафика определяется количественной оценкой непроизводительных потерь полосы пропускания при выборе той или иной базовой сетевой технологии, возможностью сравнения механизмов управления полосой пропускания, качества обслуживания пользователей, осуществлением адресации и управления цифровыми потоками.
Сети СЦИ/SDH предусматривают использование синхронных мультиплексоров с временным разделением каналов SyTDM (Synchronous Time Division Multiplexing) для предоставления фиксированной полосы пропускания и выделенных каналов и/или различных услуг. Это обеспечивает предельно низкий уровень временных задержек полезного сигнала и их вариации, что представляется очень существенным и важным для трафика реального времени. Недостатком технологии СЦИ/SDH, в частности мультиплексоров SyTDM, является то, что они не позволяют смещать блоки данных по времени внутри виртуального контейнера для заполнения «пустот» в цифровых каналах связи, а это приводит к неэффективному использованию полосы пропускания в транспортной сети.
Основным достоинством технологии пакетной коммутации является предоставление возможности объединять различные типы трафика в единый цифровой поток с помощью механизма статистического мультиплексирования, позволяющего эффективно использовать полосу пропускания. Любой статистический мультиплексор типа StTDM (Statistical Time Division Multiplexing) осуществляет буферизацию входного потока данных для уплотнения трафика разных пользователей в один общий выходной цифровой поток. Однако при этом становится трудно гарантировать значения задержек полезного сигнала и их вариации в сети. Статистический мультиплексор типа StTDM может работать с большим числом входных каналов, чем синхронный, при одной и той же скорости входного потока, так как входные каналы имеют нагрузку и передают данные не все время. Для минимизации потерь полосы пропускания при передаче полезной информации адресация осуществляется в блоках данных значительного размера, что приводит к задержкам и требует большого размера входных буферов. Выходная скорость передачи данных статистического мультиплексора меньше, чем сумма скоростей передачи входных цифровых потоков, поэтому при перегрузках иногда переполняются входные буферы. Чтобы этого не допускать, требуется точно знать и задавать программно в аппаратуре необходимый размер буфера. При этом существует определенная зависимость между его размером и скоростью в выходном канале. Увеличение размера буфера приводит также к увеличению задержки полезного сигнала.
Задержка статистического мультиплексора StTDM зависит в первую очередь от характеристик трафика и вида мультиплексора. Для рассматриваемого случая (принимая во внимание случайный характер плотности трафика, распределение вероятности которого математически описывается законом Пуассона, и постоянное время обслуживания) можно утверждать, что относительная плотность полезной нагрузки цифрового канала связи или коэффициент использования полосы пропускания 
в сети при примерно одинаковых скоростях передачи каждого входного канала определяются выражением
,
где 
– число заявок в одном входном канале за 1 с; – число входных каналов; 
– скорость передачи данных в каждом входном канале, бит/с; 
– полоса пропускания мультиплексора на выходе, бит/с; 
– коэффициент мультиплексирования; 
– доля времени передачи от входного канала данных 
.
При этом число заявок (бит в секунду) в одном входном канале 
и время обслуживания одного бита 
, которое обратно пропорционально значению полезной полосы пропускания мультиплексора на выходе, рассчитываются по формулам:
.
Под полезной полосой пропускания мультиплексированного цифрового канала связи будем понимать долю выходного цифрового потока, свободного от служебной информации, вводимой при мультиплексировании.
При максимальной загрузке выходной линии, определяющей уровень сжатия полосы пропускания статистическим мультиплексором, коэффициент мультиплексирования составит
.
Таким образом, коэффициент использования полосы пропускания 
определяет эффективность использования магистрального канала или полезную часть пропускной способности канала (загрузку канала), которая используется при передаче полезной нагрузки. Например, при
кбит/с при 
загрузка канала или линии системы связи составит 1024 кбит/с. На рис. 6.6 и 6.7 показаны зависимости времени задержки и количества обрабатываемых пакетов (размером в 1000 бит) от коэффициента использования полосы пропускания.
|
Рис. 6.6. Зависимость размера буфера мультиплексора типа StTDM
от коэффициента загрузки цифрового канала связи
Рис. 6.7. Зависимость времени задержки мультиплексора типа StTDM
от коэффициента загрузки цифрового канала связи
для различных скоростей передачи
Из анализа зависимостей видно, что при увеличении коэффициента использования полосы пропускания (загрузки канала) 
мультиплексированной линии до значений, близких к 0,8–0,9, резко возрастает потребность в увеличении буферной памяти, возрастают задержки пакетов и возможна их потеря. Это вызывает необходимость повторных передач, ведет к возрастанию времени доставки и резкому снижению качества обслуживания.
Таким образом, механизм статистического мультиплексирования при передаче данных целесообразно применять на магистральных цифровых каналах и линиях при их загрузке не более чем на 80–90 % от максимальной пропускной способности. В противном случае резко возрастает потребность в буферной памяти статистического мультиплексора, увеличивается задержка пакетов и снижается качество обслуживания пользователей сети.
Эффективность использования полосы пропускания цифрового канала связи при загрузке различными типами трафика можно определить на основе анализа структуры кадров передачи базовых сетевых технологий. В простейшем случае в транспортной сети СЦИ/SDH передается цифровой телефонный (голосовой) трафик. В виртуальном контейнере из 2430 байт кадра при 100%-ной загрузке канала телефонным трафиком 1890 байт заполняются полезной нагрузкой, а служебной – 540 байт. Отсюда заключаем следующее: коэффициент использования полосы пропускания в транспортной сети СЦИ/SDH составит:
,
где – полоса пропускания мультиплексируемого канала; Fuse – полезная полоса пропускания мультиплексируемого канала; 
– число байт в кадре; Puse– число байт с полезной нагрузкой в кадре.
С помощью коэффициента использования полосы пропускания теперь несложно определить необходимую полосу для передачи заданного объема телефонного трафика. Для нашего примера в полосе пропускания цифрового канала связи, равной 155,52 Мбит/с, помещается полезная нагрузка, имеющая скорость передачи чистого телефонного трафика 121,3 Мбит/с (155,52×0,78). Вполне естественным становится желание увеличить коэффициент использования полосы пропускания в сети. Для этого применяются кодеки, уплотняющие избыточный цифровой сигнал со скоростью передачи 64 кбит/с до скоростей передачи 8 кбит/с и ниже. К сожалению, технология СЦИ/SDH не может использовать такой асинхронный механизм повышения коэффициента, как обнаружение и подавление пауз речи, позволяющий экономить иногда до 60 % полосы магистрального цифрового канала с голосовым трафиком.
Технически обоснованный подход к выбору сетевой технологии и аппаратуры для мультисервисных сетей требует анализа распределения и учета соотношения долей голосового трафика и передачи данных в транспортных магистралях. Для этого можно воспользоваться зависимостями, представленными на рис. 6.8.
|
Рис. 6.8. Зависимости коэффициента использования полосы пропускания
от соотношения трафика данных и трафика реального времени
в магистрали для базовых сетевых технологий
Эти зависимости рассчитаны для ЦСС со скоростью передачи 622 Мбит/с. Начальная точка соответствует 100%-ной загрузке канала связи трафиком реального времени (голосовой трафик), соответственно трафик передачи данных – нулевой. Конечная точка на оси абсцисс соответствует случаю, когда трафик реального времени нулевой и весь трафик – передача данных. По оси ординат отложен коэффициент использования ЦСС.
Например, в сети СЦИ/SDH (с TDM) для передачи в цифровом канале связи 50 % трафика реального времени и 50 % трафика данных с общей скоростью 622 Мбит/с потребуется пропускная способность магистрали не менее 2,62 Гбит/с. То есть в транспортной магистрали со скоростью передачи 622 Мбит/с для рассматриваемого соотношения по типу трафика можно передавать полезную нагрузку с максимальной скоростью
147 Мбит/с. При использовании базовых сетевых технологий IP или ATM максимальные скорости передачи полезной нагрузки составят 332,4 и 402,5 Мбит/с.
Таким образом, в зависимости от планируемого типа трафика в ЦСС можно дать прогноз реальной загрузки цифровых каналов связи полезной нагрузкой и оценить себестоимость передачи заданного объема информации, переданного в единицу времени с учетом стоимости соответствующей аппаратуры сети. Такая методика позволит оптимизировать сеть на уровне загрузки реальным трафиком и планировать выбор аппаратуры и оборудования при построении транспортных магистралей ЦСС МЧС России в целом с учетом их экономической эффективности и целесообразности для отдельных регионов и страны.
В настоящее время для создания транспортных магистралей ведомственных и глобальных сетей передачи данных наибольшее применение находят сетевые технологии, основанные на технологии IP поверх АТМ и IP поверх СЦИ/SDH. Популярность сетевых операционных систем на базе UNIX и развитие Интернета привело к широкому распространению стека протоколов TCP/IP. Именно это и послужило основой появления для магистральных транспортных сетей многослойной сетевой архитектуры вида IP/ATM/SDH/DWDM.
Теоретическая модель ЦСС
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС) определяет уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. Средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представления, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень определяет один вид взаимодействия сетевых узлов и технологий.
Модель ВОС стала основой для разработки стандартов. С ее помощью можно только составить схему выполнения необходимых задач, но она не определяет конкретное описание их выполнения. Уровни модели ВОС могут быть реализованы на практике как аппаратно, так и программно. В модели ВОС заложены основы стандартизации индустрии сетевых технологий, и большинство разработчиков сетевого оборудования общаются в ее терминах.
Эталонная модель взаимодействия открытых систем ВОС/OSI (Open System Interconnection) разработана в начале 80-х гг. Международной организацией по стандартизации ISO (International Organization of Standardization) и получила статус международного стандарта ISO 7498 в 1984 г. Модель ВОС как единый комплекс стандартов является основой для взаимной совместимости оборудования и программ различных разработчиков. Под открытой системойпонимается такая система, которая при соблюдении определенных требований (правил открытости) может быть без каких-то дополнений или изменений подключена к другой открытой системе, реализует спецификации на интерфейсы, услуги и форматы данных, достаточные для того, чтобы обеспечить:
· переносимость прикладных программ с минимальными изменениями на широкий диапазон типов систем;
· взаимодействие с другими приложениями на локальных и удаленных платформах;
· взаимодействие с пользователями, облегчающее им переход от системы к системе.
Основу модели ВОС составляет концепция многоуровневой организации протоколов, которую можно рассматривать в качестве дальнейшего развития многоуровневой организации протоколов ЦСС. Существенной особенностью модели ВОС является разработка и использование единого подхода к организации протоколов и интерфейсов различных уровней. В соответствии с данной концепцией каждому уровню ставится в соответствие набор определенных функций, связанных с решением конкретной задачи по организации взаимодействия открытых систем. Нумерация уровней осуществляется относительно физических средств соединения, т.е. первый номер присваивается физическому уровню, а наибольший номер – прикладному (пользовательскому) уровню. Каждый уровень с меньшим номером считается вспомогательным для смежного с ним более высокого уровня и предоставляет ему определенный набор услуг, называемыхсервисом. Следует подчеркнуть, что эталонная модель не определяет средства реализации протоколов, а только специфицирует их. Таким образом, функции каждого уровня могут быть реализованы различными аппаратными и программными средствами. Основным условием при этом является то, что взаимодействие между любыми смежными уровнями должно быть четко определенным, т.е. должно осуществляться через точки доступа посредством стандартного межуровневого интерфейса. Точка доступа является портом, в котором объект N-го уровня предоставляет услуги (N+1)-му уровню. Это достаточно важное условие определяет возможность изменения протоколов отдельных уровней без изменения системы в целом, что является одним из основных условий построения открытых систем. Заметим, что в случае программной реализации межуровневого интерфейса в качестве портов выступают адреса, по которым заносятся межуровневые сообщения.
В свою очередь, взаимодействие объектов (как правило, программ) одноименных уровней различных систем определяется с помощью протоколов соответствующего уровня, однако и в этом случае обмен данными осуществляется через межуровневые интерфейсы внутри каждой из систем, а между ними – через каналы связи. Структурной единицей данных, передаваемых между уровнями, является так называемый протокольный блок данных, состоящий из управляющего поля, называемого заголовком, и поля данных. Заголовок N-го блока содержит управляющую информацию, формируемую на N-м уровне. Содержимое поля данных N-го уровня представляет собой блок данных (N+1)-го уровня. Таким образом, формируется вложенная структура, при которой протокольные блоки данных, начиная с верхнего уровня, вкладываются друг в друга. При передаче данных в обратном направлении происходит обратная процедура «распаковки» блоков.
Международной организацией стандартов была предложена
7-уровневая модель ВОС (рис. 6.9).
Рис. 6.9. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
При разработке эталонной модели ВОС для определения числа ее уровней было принято во внимание, что:
· разбивка на уровни должна максимально отражать логическую структуру ЦСС;
· межуровневые границы должны быть определены таким образом, чтобы обеспечивались минимальное число и простота межуровневых связей;
· большое количество уровней, с одной стороны, упрощает внесение изменений в систему, а с другой стороны, увеличивает количество межуровневых протоколов и затрудняет описание модели в целом.
1 уровень – физический. Он обеспечивает механические, электрические, функциональные и процедурные средства организации физических соединений при передаче данных между физическими объектами. Реализует управление каналом связи, что сводится к его подключению и отключению и формированию сигналов, представляющих передаваемые сообщения и/или данные.
2 уровень – канальный. Этот уровень обеспечивает функциональные и процедурные средства для установления, поддержания и расторжения соединений на уровне каналов связи. Процедуры канального уровня обеспечивают обнаружение и, возможно, исправление ошибок, возникающих на физическом уровне. Для обеспечения надежности передачи используются средства контроля принимаемых сообщений, позволяющие выявлять ошибки в поступающих сообщениях. Уровень управления каналом через недостаточно надежный физический канал обеспечивает передачу сообщений с необходимой достоверностью.
3 уровень – сетевой. Предназначен для обеспечения процессов маршрутизации информации и управления сетью связи. Здесь решаются вопросы управления сетью связи, в том числе маршрутизации и управления информационными потоками. Он обеспечивает передачу сообщений через базовую (магистральную) сеть. Управление сетью, реализуемое на этом уровне, состоит в выборе маршрута передачи сообщений по линиям, соединяющим узлы сети.
4 уровень – транспортный. Это уровень сквозной передачи, который служит для обеспечения передачи данных между двумя взаимодействующими открытыми системами и организации процедуры сопряжения абонентов сети связи. На этом уровне определяется взаимодействие абонентских систем – источника и адресата данных, организуется и поддерживается логический канал (транспортное соединение) между абонентами. Он также реализует процедуры и протоколы соединения пользователей сети через базовую (магистральную) сеть. На этом уровне возможны
стандартное сопряжение различных систем с сетью и организация обмена сообщениями между сетью и узлами или системами сети.
5 уровень – сеансовый. Он организует сеансы связи между прикладными процессами, расположенными в различных абонентских системах. На данном уровне создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения – логические каналы между процессами. Необходимость протоколов данного уровня определяется относительной сложностью сети связи и стремлением обеспечить достаточно высокую надежность передачи информации. Он обеспечивает организацию сеансов связи на период взаимодействия сетевых узлов. На этом уровне по запросам в сети создаются порты для приема и передачи сообщений и организуются соединения – логические каналы.
6 уровень – представления. Он определяет единый для всех открытых систем синтаксис передаваемой информации. Необходимость данного уровня обусловлена различной формой представления информации в сети связи. Данный уровень играет важную роль в обеспечении «открытости» систем, позволяя им общаться между собой независимо от их внутреннего языка. Он осуществляет трансляцию различных форматов данных и файлов для взаимодействия разнотипных пользовательских интерфейсов в сети.
7 уровень – прикладной. Этот уровень обеспечивает выполнение прикладных процессов пользователей и определяет семантику, т.е. смысловое содержание информации, которой обмениваются открытые системы в процессе их взаимодействия. С этой целью данный уровень, кроме протоколов взаимодействия прикладных процессов, поддерживает протоколы передачи файлов, виртуального терминала, электронной почты и им подобные. Он обеспечивает предоставление сетевого сервиса с разделением ресурсов для пользователей сети.
Четыре нижних уровня эталонной модели образуют транспортную службу сети, которая обеспечивает передачу («транспортировку»)
информации между абонентскими системами, освобождая более высокие уровни от решения этих задач. В свою очередь, три верхних уровня, обеспечивающие логическое взаимодействие прикладных процессов, функционально объединяются в абонентскую службу.
На каждом уровне модели ВОС обеспечивается независимое от порядка работы нижних и верхних уровней управление. На основе модели ВОС передача информации в сети сводится к семи относительно простым задачам, каждая из которых соответствует строго определенному уровню модели ВОС. На практике же ряд аппаратных и программных решений могут соответствовать сразу нескольким уровням, причем два нижних уровня реализуются как аппаратно, так и программно, остальные пять верхних в основном программно.
В рамках эталонной модели ВОС определяются услуги, которые должны обеспечивать ее уровни.
Физический уровень должен обеспечивать такие виды услуг, как: установление и идентификация физических соединений; организация последовательностей передачи отдельных битов информации; оповещение об окончании связи.
Канальный уровень предоставляет следующие виды услуг: организация требуемой последовательности блоков данных и их передача; управление потоками между смежными узлами; идентификация конечных пунктов канальных соединений; обнаружение и исправление ошибок; оповещение об ошибках, которые не исправлены на канальном уровне.
Сетевой уровень в числе основных услуг осуществляет: идентификацию конечных точек сетевых соединений; организацию сетевых соединений; управление потоками блоков данных; обеспечение последовательностей доставки блоков данных; обнаружение ошибок и формирование сообщений о них; разъединение сетевых соединений.
Транспортный уровень обеспечивает следующие виды услуг: установление и разъединение транспортных соединений; формирование блоков данных; взаимодействие сеансовых соединений с транспортными соединениями; управление последовательностью передачи блоков данных; целостность блоков данных во время передачи; обнаружение и исправление ошибок; сообщение о неисправленных ошибках; предоставление приоритетов в передаче блоков; передачу подтверждений о принятых блоках; ликвидацию тупиковых ситуаций.
На сеансовом уровне предоставляются услуги, связанные с обслуживанием сеансов и обеспечением передачи данных в диалоговом режиме: установление сеансового соединения; обмен данными; управление обменом; синхронизация сеансового соединения; сообщения об исключительных ситуациях; отображение сеансового соединения на транспортный уровень; завершение сеансового соединения.
Уровень представления обеспечивает следующие виды услуг: выбор вида представления данных; интерпретация и преобразование передаваемых данных к виду, удобному для прикладных процессов; преобразование синтаксиса данных; формирование данных.
Прикладной уровень обеспечивает широкий набор услуг: управление терминалами, файлами, диалогом, задачами, сетью в целом; целостность информации; ряд дополнительных услуг. К дополнительным услугам уровня относятся услуги по организации электронной почты, передаче массивов сообщений и т.п.
Услуги различных уровней определяются с помощью протоколов эталонной модели взаимодействия открытых систем, которые представляют собой правила взаимодействия объектов одноименных уровней открытых систем. В соответствии с 7-уровневой моделью взаимодействия открытых систем вводится 7 типов протоколов, которые именуются так же, как
уровни. При этом по функциональному назначению все протоколы целесообразно разделить на три группы.
Первую группу составляют протоколы абонентской службы, соответствующие прикладному, представительскому и сеансовому уровням модели взаимодействия открытых систем. Протоколы этой группы являются сетенезависимыми, т.е. их характеристики и структура не зависят от используемой сети связи. Они определяются лишь структурой абонентских систем и решаемыми задачами обработки информации. Две другие группы протоколов описывают транспортную службу сети и различаются между собой процедурой доступа к передающей среде. Одна из этих групп определяет систему связи с маршрутизацией информации, а другая – с селекцией информации.
Маршрутизация представляет собой процедуру определения пути передачи информации в сетях связи и характерна для глобальных и ведомственных сетей, в рамках которых и рассматривается соответствующая группа протоколов.
Подселекцией в сетях подразумевается процесс выбора очередной абонентской системы для подключения ее к сети связи в целях обмена информацией. Селекция информации в основном используется в системах передачи данных локальных компьютерных сетей, где и рассматривается третья группа протоколов.
Уровни разных систем или сетевых узлов не могут взаимодействовать или связываться напрямую между собой, но работать должны абсолютно одинаково, возможность прямого взаимодействия или связи существует только на физическом уровне. Передаваемые через уровни данные (сообщения) имеют определенный формат, задаваемый конкретной сетевой технологией. Сообщение должно иметь заголовок и информационную часть. Наряду с понятием сообщения (message) в сетевых технологиях для обозначения единиц данных в процедурах обмена и взаимодействия сетевых узлов используют название протокольный блок данных PDU (Protocol Data Unit). Для обозначения блоков данных соответствующих уровней используют специальные названия: кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram), сегмент (segment). Назначение каждого уровня, их свойства и правила взаимодействия эталонной модели ВОС (табл. 6.2) описывают путь передачи информации от одной прикладной программы одного
сетевого узла до другой другого сетевого узла через сетевую среду. Таким образом, эталонная модель ВОС определяет не конкретную реализацию сети, а только описывает функции каждого уровня и общую схему передачи данных. Она служит для планирования сетевой стратегии в целом.
Таблица 6.2
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 588; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!