Реферат: Информационные сети и системы

Раздел 1. Информационные сети и системы

Сегодня, в век информатизации и компьютеризации информация является таким же ресурсом, как трудовые, материальные и энергетические, а значит, процесс ее переработки можно воспринимать как технологию.

Информационные технологии – это процессы, использующие совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (нового информационного продукта).

Информационная система (база) – это организационно-упорядоченная взаимосвязанная совокупность средств и методов информационных технологий, используемых для хранения, обработки и выдачи информации в интересах достижения поставленной цели. Информационные системы создаются для обеспечения взаимодействия информационных процессов в природе и обществе, и связанного с этим взаимодействием обмена какими-либо сигналами или сведениями в рамках организационно-технической системы.

Сами же информационные процессы (ИП) представляют собой совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов выявления, отбора, формирования из совокупности сведений информации, ее ввода в техническую систему, анализа, обработки, хранения и передачи.

В качестве основных технических средств обработки и передачи информации в информационных системах выступают компьютеры и средства связи.

Под распределенной информационной системой (базой) понимается неограниченное количество баз данных, дистанционно отдаленных друг от друга, функционирующих и осуществляющих обмен данными по единым правилам, определенным централизованно для всех баз данных, входящих в распределенную информационную базу.

^ 1.1. Основные понятия теории информационных систем и сетей

Результатом развития технологии автоматизированной обработки и обмена информацией и одной из основных технических реализаций информационных систем явились информационные сети (ИС).

На первых этапах развитие ИС шло по пути автоматизации отдельных составляющих ИП – с одной стороны независимо создавались системы сбора, хранения и поиска информации на базе вычислительных средств, где основными являлись хранение и поиск, но могли иметь место также процессы обработки и передачи. И как результат, в соответствии с целевым предназначением и спецификой решаемых задач, были созданы и создаются различные сети, получившие названия: сети ЭВМ, компьютерные сети, сети информационных центров, вычислительные сети, сети телеобработки, информационно-вычислительные сети, информационно-справочные сети, телеинформационные сети.

Не смотря на все многообразие используемых терминов, все эти сети по своей структурной организации представляют однотипное объединение удаленных ЭВМ или терминалов с ЭВМ средствами передачи данных и отличаются только типами используемых программно-технических средств передачи и обработки информации, наборами функций и реализуемыми протоколами взаимосвязи, а также областью применения данных сетей. Изначально они были узкоспециализированными и предназначались для обработки и передачи буквенно-цифровой информации (документальной информации), но по мере развития информационных технологий, создания программно-аппаратных средств цифровой обработки звуковой и видеоинформации (изображений) появилась реальная возможность расширения их функциональных возможностей до распределенной обработки всех видов информации.

Другим направлением развития ИС явилось создание систем распределения информации, где основным содержанием являлся процесс обмена информационными сообщениями между территориально распределенными объектами - потребителями информации. Так для передачи таких традиционных видов информации как речь, документальная информация, изображение и звук созданы и совершенствуются различные специализированные (для передачи конкретного вида информации) информационные сети, именуемые «сетями электросвязи».

В настоящее время Министерством связи РФ разработана «Концепции связи РФ», в которой основой электросвязи определяется Взаимоувязанная сеть связи России. Такая сеть представляет собой комплекс технологически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, ведомственных сетей, с общим централизованным управлением, независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности и обеспечивает предоставление пользователям услуг электросвязи посредством соответствующих систем (служб) электросвязи в интересах передачи различных видов информации.

В структуру Взаимоувязанной сети связи в целом входит 11 служб:

службы телефонной связи,

службы телеграфной связи (АТ, Телекс),

службы передачи данных,

телематические службы (телефакс, бюрофакс, видеотекс, обработка сообщений),

служба передачи газет,

служба проводного звукового вещания,

служба распределения программ звукового вещания,

служба распределения программ телевизионного вещания,

служба кабельного телевидения,

служба телеконференций,

служба мультимедиа.

В своей совокупности службы электросвязи опираются на сети электросвязи:

сети передачи данных с коммутацией пакетов (каналов) - ПД КП (КК),

цифровые сети связи общего пользования - ЦСС ОП,

цифровые сети с интеграцией обслуживания - ЦСИО,

телефонные сети общего (частного) пользования - ТФОП (ЧП),

сети коммутации каналов - КК, сеть передачи газет - ПГ,

телеграфные сети общего пользования - ТГ ОП,

сеть абонентского телеграфирования - АТ,

сеть Телекс,

сети передачи программ звукового вещания - ПЗвВ,

сеть передачи программ телевизионного вещания - ПТвВ,

сети кабельного телевидения - КТВ,

Диспетчерские сети.

Тенденции развития как средств обработки и распределения информации, так и ИС в целом в настоящее время характеризуются с двух сторон. С одной стороны, развитие сетей электросвязи требует применения дискретных (цифровых) каналов и систем передачи, применения средств вычислительной техники для обработки информации в интересах ее передачи. С другой стороны, развитие средств обработки и вычислительной техники требует все большего применения средств связи для обеспечения обмена информацией в интересах решения прикладных задач (обмен документами, распределенные вычисления, доступ к распределенным базам данных и т.д.). И как результат - слияние отраслей обработки и обмена информацией приводит к созданию информационных сетей, реализующих все множество информационных процессов обработки и передачи информации.

Современная информационная сеть - это сложная распределенная в пространстве техническая система, представляющая собой функционально связанную совокупность программно-технических средств обработки и обмена информацией и состоящая из территориально распределенных информационных узлов (подсистем обработки информации) и физических каналов передачи информации их соединяющих. Такая система в совокупности определяет физическую структуру ИС. Помимо понятия физической структуры для описания принципов построения и функционирования ИС часто используют такие понятия как логическая, информационная и маршрутная структуры, описывающие принципы размещения и взаимосвязи в ИС тех или иных информационных процессов, а также понятие архитектуры ИС, определяющей принципы функционирования информационной сети в целом.

^ Физическая структура ИС характеризует физическую организацию технических средств ИС и описывает множество пространственно (территориально) распределенных подсистем (информационных узлов), реализующих ту или иную совокупность информационных процессов и оснащенных программно-аппаратными средствами их реализации, соединенных физическими каналами передачи информации (каналами связи), обеспечивающими взаимодействие этих подсистем.

Так примерами структур различных ИС могут служить: множество издательств и библиотек, распределенных по территории города, региона или страны, реализующих функции формирования, обработки и хранения информации, и множество каналов почтовой связи, обеспечивающих доведение информации между издательствами и библиотеками; множество территориально распределенных ЭВМ, реализующих всю совокупность ИП селекции, ввода-вывода и содержательной обработки информации, и множество каналов связи их соединяющих и обеспечивающих реализацию функций их взаимосвязи.

При этом информационными узлами в первом примере являются элементы организационно-технической системы - издательства и библиотеки, а во втором примере - элементы технической системы (ЭВМ). В качестве каналов доставки информации в первом примере могут быть использованы любые из известных средств коммуникации (железнодорожный транспорт, воздушный транспорт, и т.д.) для распределения информации в виде почтовой корреспонденции. Во втором примере - выделенные каналы связи различной физической природы, или другие технические системы (информационные сети), ориентированные на реализацию только функций взаимосвязи, например вторичные сети электросвязи (телефонные сети, телеграфные сети, сети передачи данных).

Информационная структура ИС - определяется потребностями отдельных ИП в обмене информацией и представляется совокупностью пространственно распределенных информационных узлов, испытывающих потребность взаимосвязи, и путей доставки информации между ними.

Информационная структура может совпадать, а может и существенно отличаться от физической структуры, так одной физической структуре ИС может соответствовать конечное множество информационных структур, соответствующих множеству разнотипных ИП в узлах сети, имеющих различные потребности во взаимосвязи с другими ИП.

^ Маршрутная структура ИС описывает множество адресуемых элементов сети (информационных узлов, информационных процессов) и множество реализованных путей доставки информации между этими элементами.

Примером маршрутной структуры для сети передачи данных (ПД) может служить план распределения сообщений (ПРС), представляющий собой совокупность таблиц маршрутов всех узлов сети ПД и определяющий для множества узлов сети множество реализованных маршрутов доставки пакетов.

^ Логическая структура ИС определяется множеством типов ИП, реализуемых сетью, функциональными возможностями ИП по обработке и обмену информацией, правилами обмена и обработки информации, форматами представления информации.

Логическая структура описывает принципы построения ИС, состав и типы реализуемых информационных процессов, распределение их по элементам ИС в соответствии с функциональной наполненностью, а также порядок и правила взаимодействия ИП при обработке и обмене информацией, используемые при этом правила взаимосвязи (протоколы) и формы представления информации (форматы).

Архитектура ИС абстрагируясь от конкретной физической реализации элементов сети и конкретной физической структуры, обобщает информационную, логическую, маршрутную структуры, определяет модель ИС, основные компоненты данной модели и функции выполняемые ими. Определяют также понятие функциональной архитектуры сети как часть общей архитектуры, которая для конкретной модели в целом и ее компонент в частности, определяет их функциональную наполненность и принципы функционирования. Физическая структура в свою очередь конкретизирует архитектуру для конкретной информационной сети, построенной с применением конкретных комплексов технических средств и заданных вариантов реализации программно-технических средств.

Примером хорошо проработанной и стандартизованной международной организацией стандартов (МОС) функциональной архитектуры ИС, описывающей правила реализации только подмножества функций взаимосвязи (функций телекоммуникационной сети) при взаимодействии ИП, выполняющих функции содержательной обработки информации в территориально распределенных узлах информационной сети, является семиуровневая архитектура эталонной модели взаимосвязи открытых систем (ЭМВОС).

1.2. Концептуальная модель информационной сети


Концептуальную модель информационной сети можно представить в виде функциональной архитектуры содержащей три уровня описания ее функций (рис. 1.1):

- первый уровень (центральный) описывает функции и правила взаимосвязи при передаче различных видов информации между территориально удаленными абонентскими системами через физические каналы связи (первичную сеть связи) и реализуется транспортной сетью;

- второй уровень описывает функции и правила обмена информацией в интересах взаимосвязи прикладных процессов (пользователей) различных абонентских систем и реализуется телекоммуникационной сетью, представляющей собой единую инфраструктуру для обмена различными видами информации в интересах пользователей информационной сети;

- третий уровень образуется совокупностью прикладных процессов, размещенных в территориально удаленных абонентских системах, являющихся потребителями информации и выполняющих ее содержательную обработку.

Под прикладными процессами в модели ИС понимается тип информационных процессов, ориентированных на выполнение функций содержательной обработки информации в узлах сети в контексте решаемой задачи или другого конкретного применения.

При этом прикладные процессы могут представлять собой ручные процессы (например, обслуживание оператором терминала) и автоматизированные, выполняемые на ЭВМ с возможным участием человека (например, программа, выполняемая на ЭВМ в интересах обеспечения ведения распределенной базы данных и предполагающая доступ к удаленной базе данных). Также и физические процессы (например, программа, выполняемая на специализированной ЭВМ и предназначенная для управления техническими устройствами из состава некоторого технологического промышленного оборудования).

С точки зрения структурной организации информационная сеть состоит из следующих элементов:

транспортной сети, представляющей собой распределенную коммуникационную систему, состоящую из коммутационных узлов, соединенных каналами первичной сети. Такая коммуникационная система обеспечивает передачу информации между территориально распределенными абонентскими системами и реализует в рамках ЭМВОС функции трех нижних уровней функциональной архитектуры;




Рис. 1.1. Концептуальная модель ИС

абонентских систем (АС), представляющих собой комплекс программно-аппаратных средств, реализующих как функции содержательной обработки информации посредством прикладных процессов (ПП) пользователей, так и функции взаимосвязи потребителей информации (ПИ), обеспечивая доступ абонентов к транспортной сети в интересах этой взаимосвязи;

выделение во всей совокупности АС функций взаимосвязи позволяет в рамках ИС выделить еще один ее элемент - телекоммуникационную сеть (ТС), сеть обеспечивающую взаимодействие прикладных процессов в информационной сети, реализующую функции всех уровней функциональной архитектуры (например, ЭМВОС) и включающую физическую среду распространения, через которую происходит передача сигналов данных, несущих информацию.

ТС представляет собой комплекс программно-аппаратных средств, территориально распределенных АС, реализующих функции взаимосвязи потребителей информации, обеспечивая доступ абонентов к транспортной сети в интересах этой взаимосвязи, и технических средств транспортной сети (коммутационных узлов, соединенных каналами первичной сети), обеспечивающей передачу сигналов данных между территориально распределенными абонентскими системами. Функциональные возможности ТС, а соответственно и ее архитектура, полностью определяются потребностями пользователей (прикладных процессов) в передаче различных видов информации с заданными параметрами качества услуг. Основой же построения функциональной архитектуры современных телекоммуникационных сетей является профиль протоколов, обеспечивающий реализацию функций взаимосвязи и предоставляющий пользователям услуги по передаче любого вида информации с ориентацией на интеграцию всех видов услуг в рамках единой ТС.


^ 1.3. Организация процессов взаимосвязи в информационных сетях

Информационный процесс взаимодействия пользователей в ИС начинается и заканчивается вне самой сети и включает пять этапов (рис. 1.2):

сбор сведений в интересах решения прикладной задачи и селекция из них совокупности сведений, содержащих информацию;

формирование из совокупности сведений, содержащих информацию, информационных сообщений, то есть придание этим сведениям структуры и формы представления, соответствующей виду информации (алфавитно-цифровой, звуковой информации или изображения);

формализация информационных сообщений, то есть установление соответствия элементам исходных сообщений символов некоторого кодового алфавита по тем или иным правилам кодирования с целью преобразования сообщений к виду пригодному для обработки и передачи средствами технической системы (информационной сети);

содержательная обработка формализованных информационных сообщений в соответствии с алгоритмом решения прикладной задачи;

реализация телекоммуникационной сетью процесса взаимосвязи в интересах взаимодействия информационных процессов, реализующих содержательную обработку формализованных сообщений в процессе решения прикладной задачи.

Первый и второй этапы, определяющие последовательность формирования из совокупности сведений информационных сообщений, реально реализуются вне информационной сети (как технической системы), хотя в принципе, при внедрении методов искусственного интеллекта в будущем станет возможным возложение этих функций на информационную сеть и реализация их с помощью соответствующих программно-аппаратных средств абонентских систем. Пока же эти функции реализуются человеком, который формулирует задачу, требующую решения, определяет необходимые для ее решения исходные данные, формирует эти данные в виде информационных сообщений различного типа и вводит их в техническую систему - информационную сеть. Человек же является в конечном итоге и получателем информационных сообщений от ИС по результатам решения прикладной задачи. Для физических прикладных процессов отличие заключается лишь в том, что эти этапы информационного процесса реализуются при проектировании информационной сети.




Рис. 1.2. Этапы взаимодействия ИП и ИС


Третий и четвертый этапы реализуются информационной сетью средствами программно-аппаратных комплексов абонентских систем, обеспечивающих решение прикладной задачи пользователя. Особую роль при этом играет процесс формализации сообщений. Формы представления информации, как в самой сети, так и за ее пределами могут быть самыми различными. Исходные информационные сообщения обычно имеют форму пригодную для восприятия человеком. Техническая же система имеет дело с электрическими сигналами четкой структуры. При формализации сообщений происходит преобразование исходной формы представления информации в форму, пригодную для обработки и передачи техническими средствами информационной сети - цифровую (дискретную) или аналоговую (непрерывную). В современных ИС, строящихся на основе использования ЭВМ с применением цифровых каналов и систем передачи, основной формой представления информации является дискретная форма, в виде данных. Причем, под данными следует понимать информацию, представленную в формализованном цифровом виде, пригодном для обработки и передачи с помощью технических средств.

Пятый этап реализуется в рамках ИС телекоммуникационной сетью, ориентирован на обеспечение процесса взаимосвязи в интересах взаимодействия территориально распределенных прикладных процессов, выполняющих содержательную обработку информации и, в свою очередь, предполагает выполнение следующего набора функций (рис. 1.2):

определения требований по обмену сообщениями и согласования параметров взаимосвязи;

согласования синтаксиса представления и синтаксиса передачи;

реализации функций кодонезависимой, своевременной, целостностной и достоверной передачи, фрагментации и дефрагментации информационных сообщений;

реализации функций распределения информационных потоков через транспортную сеть;

согласования параметров среды и параметров взаимосвязи, формирования и передачи сигналов, несущих информацию через среду взаимосвязи (каналы связи).

Следует отметить, что наличие пятого этапа, реализующего описанный набор функций, в целом, вызвано, с одной стороны, необходимостью использования для передачи сообщений существующих каналов связи, имеющих конечную надежность, зачастую обладающих ограниченной пропускной способностью, недостаточную для выполнения требований по передаче видов информации, критичных к временным задержкам (речь, видео) и подверженных воздействию широкого спектра внешних воздействий Все это приводит к искажению передаваемых сообщений. С другой стороны, сетевая структура транспортной сети накладывает дополнительные ограничения на временные параметры и параметры достоверной передачи сообщений. Так, использование в качестве транспортной сети - сети передачи данных с коммутацией пакетов – определяет наличие дополнительных задержек при передаче информации в узлах коммутации. Эти задержки вызваны необходимостью обработки заголовков пакетов и расчета (выбора) маршрутов их дальнейшей передачи. Возможны дополнительные искажения передаваемых сообщений вследствие переупорядочивания пакетов, составляющих сообщение, и потери части пакетов в результате перегрузок в отдельных участках сети. Именно по этой причине в рамках ТС для обеспечения реализации процесса взаимосвязи прикладных процессов при решении прикладных задач необходимо выделение набора таких функций, как обеспечение кодонезависимой, своевременной, целостностной и достоверной передачи информационных сообщений, их фрагментации и дефрагментации.

Наличие функций преобразования синтаксиса представления в синтаксис передачи связано с возможностью использования в различных абонентских системах разных кодовых алфавитов (например, ДКОИ - двоичного кода обмена информацией и КОИ-8 - восьмиэлементного кода обмена информацией). Поэтому, чтобы различные прикладные процессы однозначно идентифицировали передаваемые и принимаемые информационные сообщения, необходимо при взаимосвязи использовать единый для всех АС синтаксис передачи.

Реализация функций распределения информационных потоков в транспортной сети связана с необходимостью повышения эффективности совместного использования всеми прикладными процессами различных АС множества каналов связи первичной сети, образующих единую среду для взаимосвязи и не закрепляемых жестко за отдельными абонентскими системами.

Для различных телекоммуникационных сетей, создававшихся в различное время различными производителями, группирование описанных функций различно, отличается также количество выделяемых этапов и функций процесса взаимосвязи, зачастую объединяемых в рамках той или иной функциональной архитектуры ТС в отдельные уровни или слои. В настоящее время существует ряд различных архитектур ставших “де-факто” или “де-юре” международными стандартами, среди которых можно выделить:

семиуровневую архитектуру базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем - международный стандарт на единую архитектуру построения телекоммуникационной сети;

архитектуру сетей ARPA и Internet;

системную сетевую архитектуру (SNA) и системную прикладную архитектуру (SAA), разработанных корпорацией IBM;

архитектуру широкополосной сети (BNA), также предложенной IBM;

архитектуру дискретной сети (DNA) фирмы DEC;

открытую сетевую архитектуру (ONA) фирмы British Telecom и др..

Прежде чем приступить к описанию функций и принципов построения ЭМВОС необходимо определить такие понятия, как «передача данных» и «обмен данными».

В соответствии с ГОСТ 24402-88 «Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения. Госстандарт СССР. - М., 1988 г.», разработанном на основе соответствующего стандарта ISO, под «передачей данных» понимается пересылка данных при помощи средств связи из одного места для приема их в другом месте, а под «обменом данными» - передача данных между логическими объектами уровня в соответствии с установленным протоколом.

Необходимо также определиться с такими понятиями как «служба», «услуга», «сервис». К сожалению, четкое определение службы в существующих нормативных документах отсутствует. Неоднозначность перевода английского слова “service” - служба, услуги, сервис, обслуживание, порождает ситуацию, когда для определения одних и тех же понятий в научно-технической литературе используются различные переводы слова “service”. При этом в одном случае термины служба, услуги, сервис, обслуживание используются как синонимы для определения родственных понятий, и наоборот - каждый из вариантов перевода слова “service” характеризует различные понятия.

Термины «служба» или «сервис», трактуемые различными авторами как синонимы, определены в рекомендации I.112 МСЭ в контексте «службы электросвязи», под которыми понимается то, что обеспечивает администрация связи пользователям цифровой сети с интеграцией обслуживания (ЦСИО), при этом выделяются «службы передачи» и «телеслужбы» («опорный сервис» и «телесервис»). Под «опорным сервисом» понимается вид сервиса электросвязи, который обеспечивает возможность передачи сигналов между точками доступа пользователя в сеть. Во взаимоувязанной сети связи к данному виду служб относят только службу передачи данных. Под «телесервисом» понимается вид сервиса электросвязи, который реализует все возможности электросвязи между пользователями в соответствии с протоколами, установленными администрацией связи. При рассмотрении возможностей служб говорится о предоставлении пользователям различных «услуг» («видов сервиса»), но само понятие «услуга» не поясняется, и остается до конца не ясным: «услуга» - это функциональная возможность технической системы по передаче информации с различными параметрами качества или это возможности по обмену информацией, предоставляемые администрацией сети. В целом же данная трактовка понятия «служба» определяет ее как административно-техническую систему, представляющую собой совокупность каналов связи и технических средств (аппаратных и программных), в том числе терминальных устройств, а также технического и административного персонала, служащих для удовлетворения потребностей абонентов в информационных услугах.

С другой стороны, в рекомендациях серии X.* (Х.200), соответствующих стандартах МОС и Госте 28906-91 при определении базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем дается определение «услуги уровня», как функциональной возможности, которую данный уровень вместе с нижерасположенными уровнями обеспечивает смежному верхнему уровню. А под «сервисом уровня» понимается совокупность всех услуг, предоставляемых уровнем, и правил их использования. Кроме того, в рекомендациях МСЭ вводится понятие «сетевой службы» (прикладной службы), как разновидности сервиса верхнего 7-го уровня ЭМВОС. Такой сервис представляет собой совокупность программно-технических средств, реализующих согласованные по горизонтали функции 7-го уровня и всех расположенных ниже уровней ЭМВОС и обеспечивающих предоставление пользователям ТС функционально связанного набора услуг. Примерами сетевых служб могут служить – служба обмена сообщениями, служба передачи файлов, служба сетевого справочника и др..

Далее, при рассмотрении различных функциональных архитектур ТС, понятие «службы» будет использоваться в контексте «сетевой службы». То есть как службы технической системы, предоставляющей пользователям (прикладным процессам) функционально связанный набор услуг по обмену конкретными видами информации с заданными параметрами качества в интересах решения прикладной задачи и реализуемой программно-аппаратными средствами АС. При этом в понятия «услуга» и «сервис» будет вкладываться смысл, определенный в ЭМВОС.

Выделение «службы», определяемой в контексте «службы электросвязи», представляющей собой организационно-техническую систему, включающую органы, средства управления и обмена информацией, технический и административный персонал и обеспечивающую весь комплекс мероприятий по удовлетворению потребностей пользователей в услугах взаимосвязи, предоставляемых сетевыми службами телекоммуникационной сети, возможно только в составе ИС. Поэтому понятие «службы» является более общим, чем понятие «сетевой службы» и в целом включает в себя последнее. Иными словами «сетевые службы» должны входить в состав «служб» ИС, обеспечивая реализацию технических аспектов услуг взаимосвязи, предоставляемых телекоммуникационной сетью.

1.4. Принципы и функции организации взаимосвязи
^ открытых систем

Основным стандартом, который определяет принципы архитектуры взаимосвязи открытых систем, является ГОСТ 28906-91 «Системы обработки информации. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель». Этот стандарт подготовлен методом прямого применения стандартов МОС 7498-84, МОС 7498-84 (Доп. 1) и полностью им соответствует. Аналогичные рекомендации содержатся в восьмом томе Синей книги МККТТ, ныне секции стандартизации Международного Союза электросвязи (ITU-T), – рекомендация Х.200.

Стандарт на эталонную модель взаимосвязи открытых систем (ЭМВОС) является обобщением опыта, полученного при создании различных алгоритмов взаимосвязи для многих национальных и международных телекоммуникационных сетей. ЭМВОС унифицированным образом описывает общие принципы взаимодействия различных «открытых» сетевых систем. Понятие «открытости» систем означает взаимное признание и поддержку соответствующих стандартов.

Понятие «взаимосвязи открытых систем» (ВОС) характеризует все аспекты процесса обмена данными между прикладными процессами, расположенными в различных удаленных друг от друга АС информационной сети. При этом рассматривается не только процесс обмена информацией между системами, но и принципы их взаимодействия при решении общей (распределенной) задачи.





Рис. 1.3. Основные элементы ЭМВОС

Основу ЭМВОС составляют четыре элемента (рис. 1.3): открытые системы, прикладные процессы и соответствующие им прикладные логические объекты, существующие в рамках ВОС, соединения, которые связывают прикладные логические объекты и позволяют им обмениваться информацией, и физическая среда для ВОС.

Прежде чем приступить к определению основных принципов построения модели важно определиться с такими понятиями, используемыми в стандартах ВОС, как, реальная система, реальная открытая система, открытая система, прикладной процесс, прикладной логический объект и соединение.

^ Реальная система (РС) - это совокупность одной или нескольких ЭВМ, программного обеспечения, терминалов и других средств, а также операторов, которая образует полностью автономную систему, способную обрабатывать и (или) передавать информацию.

^ Реальная открытая система (РоС) – это реальная система, которая подчиняется требованиям стандартов ВОС при взаимодействии с другими системами.

Открытая система (ОС) – представление в рамках эталонной модели тех аспектов реальной открытой системы, которые относятся к ВОС.

^ Прикладной процесс (ПП) – элемент реальной открытой системы, который выполняет обработку информации для некоторого конкретного применения. Это может быть ручной процесс, процесс, выполняемый на ЭВМ, или физический процесс.

Компоненты прикладных процессов, называемые прикладными логическими объектами (далее для краткости – логическими объектами), реализуют процессы взаимосвязи открытых систем через среду ВОС, под которой понимается совокупность взаимодействующих реальных открытых систем вместе с физической средой для ВОС, предназначенной для передачи информации между ними (рис. 1.3). В качестве физической среды для ВОС обычно выступают каналы связи различной физической природы.

На рис. 1.4 показана взаимосвязь между реальной системой, реальной открытой системой, открытой системой и определено их соотношение с функциональными средами, выделяемыми в соответствии с принятой в ЭМВОС иерархией функций взаимосвязи. При этом определяются:

сетевая среда, реализующая функции распределения информационных потоков через транспортную сеть, согласования параметров взаимосвязи и параметров физической среды для ВОС или сети физических каналов связи, формирования и передачи сигналов, несущих информацию через физическую среду для ВОС (каналы связи);

среда ВОС, включающая сетевую среду и реализующую основные функции взаимосвязи, ориентированные на приложения. Эта среда предоставляет возможность прикладным процессам взаимодействовать друг с другом открытым образом;

среда реальных систем, надстраиваемая над сетевой средой и определяющая принципы построения и функционирования прикладных процессов, ориентированных на взаимосвязь и создаваемых в интересах решения конкретной прикладной задачи.




Рис. 1.4. Взаимосвязь между реальной системой, реальной открытой системой, открытой системой


Эталонной моделью в рамках среды ВОС предусмотрены два варианты взаимосвязи – с установлением соединения, и без установления соединения.

^ Взаимосвязь с установлением соединения предполагает, что перед обменом данными логические объекты двух взаимодействующих друг с другом реальных открытых систем выполняют процедуры, связанные с установлением логического соединения между ними.

Каждое соединение определяет функциональное взаимодействие двух либо большего числа одноименных объектов различных систем и устанавливается через физическую среду для ВОС.

При обеспечении взаимосвязи с установлением соединения в общем случае выполняются следующие этапы:

- собственно установления соединения,

- поддержания соединения в процессе взаимосвязи и обмена данными,

- разрушения установленного соединения по окончании взаимо­действия.

Таким образом, соединение объектов существует только во время их взаимодействия, после чего аннулируется. Во время установления соединения о его создании должны договориться два логических объекта различных систем (инициатора и адресата). Разрыв соединения может выполняться как по взаимному согласованию (синхронно), так и в одностороннем порядке логическим объектом одной из взаимо­действующих систем (асинхронно) без предварительного согласования. По установленному соединению выполняется последовательный обмен данными до момента инициации одним из логических объектов этапа разрушения (закрытия) соединения.

^ Взаимосвязь без установления соединения основана на том, что логические объекты взаимодействующих систем знают все необходимое друг о друге заранее и осуществляют обмен данными, не предупреждая партнера по обмену.

Передача информации в режиме без установления соединения осуществляется двумя способами:

логический объект инициатор начинает обмен данными без согласия партнера, имея при этом предварительную двухстороннюю договоренность о режимах взаимосвязи, используемых наборах адресов, видах используемого сервиса и параметрах качества услуг;

логический объект-инициатор начинает обмен данными с запроса у партнера по обмену нужных для работы сведений:

- о поддерживаемых режимах взаимосвязи,

- об используемых наборах адресов,

- о видах используемого сервиса,

- о допустимых параметрах качества услуг.

И после получения ответа на запрос приступает непо