Тема : Ашық жүйелердің өзара байланысын ұйымдастырудың эталондық моделі. Ашық

түсінігі.
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ

ҰЛТТЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Ақпараттық технологиялар
(кафедра) “Компьютерлік желілер”

Дәріс _3

байланысын баяндайды. Сонымен ашық жүйе дегеніміз не?
Кең мағынада ашық жүйе

деп ашық спецификациясымен сәйкес құрылған кез келген жүйені (компьютер, есептеу желісі, ОЖ, программалық бума, басқа да аппараттық және программалық продуктылары).
  

баяндалуын, олардың функционалдау тәсілдерін, басқа да компоненттермен өзара байланысын, эксплуатациялау

шарттарын, шектеулер мен ерекше сипаттамаларын айтамыз. Кез келген стандарт бола бермейтіні түсінікті. Өз кезегінде, ашық спецификация деп барлық қызығушы жақтардың жан-жақты талқылауынан кейін қабылданған келісім нәтижесінде стандарттарға сәйкес және жарияланған, бәріне қол жетерлік спецификацияларды айтамыз.

ашық деген жүйелердің өзінде бұл анықтамаға ішкі интерфейстарды қолдайтын кейбір

бөліктері ғана сәйкес келеді. Мысалы, туыстас Unix операциондық жүйелеріндегі ашықтық деп Unix-тің бір нұсқасынан екінші нұсқасына оңай ауыстыруға мүмкіндік беретін ядро мен қосымша арасындағы стандартты программалық интерфейстің бар болуын айтамыз. Тағы бір бөліктілік ашықтықтың мысалы ретінде жабық Novell NetWare операциондық жүйесіндегі тәуелсіз өндірушілердің желілік адаптерінің драйверлерін жүйеге қосу үшін қолданылатын Open Driver Interface (ODI) ашық интерфейсінің бар болуын келтіруге болады. Жүйені құру кезінде ашық спецификациялар көбірек қолданса, жүйе соғұрлым ашық болып саналады. OSI моделі тек қана бір аспектінің ашықтығына, нақтырақ айтатын болсақ, есептеуіш желісімен байланысқан өзара байланысты құрылғылардың құралының ашықтығы тиісті. Мұнда ашық жүйе деп қабылданатын және жіберілетін хабарлардың мәні мен мазмұнының форматын анықтайтын стандартты ережелерді қолданып, басқа желілік құрылғылармен әрекеттестікке дайын желілік құрылғыны айтамыз.

келесідей артықшылықтар береді:
- бірдей стандартты ұстанатын әртүрлі өндірушілердің аппараттық

және программалық құралдарынан желі құру мүмкіндігі;
- Минимальды шығындармен желінің жеке компоненттерін, оның дамуына мүмкіндік беретін әлдеқайда дамыған компоненттерімен ауыртпалықсыз алмастыру мүмкіндігін береді;
- бір желіні басқа бір желімен оңай сәйкестендіру мүмкіндігі;
- желіні меңгеру мен қызмет көрсетудің қарапайымдылығы.

қадам (многоуровневый подход).
Декомпозиция кезінде көпдеңгейлі жан-жақты қарастыру жиі қолданылады.

Оның себебі келесіде. Барлық модульдердің жиынтығы деңгейлерге бөлінеді. Деңгейлер иерархияны құрайды, яғни жоғарғы және төменгі деңгейлер бар болуы. Әрбір деңгейді құрайтын модульдер жиынтығы өзінің мәселесін шешу үшін тікелей өзінен төмен орналасқан деңгейдің модуліне сұраныс жасайды. Басқаша айтқанда, қандай да бір деңгейде орналасқан барлық модульдер жұмысының нәтижесі көршіліс өзінен жоғары орналасқан деңгейдегі модульдерге ғана беріледі. Мұндай иерархиялық декомпозицияның мәселелері әр деңгейдің және деңгей аралық интерфейстерінің функцияларының нақты анықтамасымен айқындалады. Интерфейс төменгі деңгейден жоғарғы деңгейге берілетін функциялар жиынтығын анықтайды. Иерархиялық декомпозиция нәтижесінде деңгейлердің қатысты тәуелсіздігіне, яғни олардың оңай алмастырылу мүмкіндігіне қол жеткіземіз.

де көрсетілуі мүмкін. Бұған қарамастан төменгі деңгейде орналасқан модульдер, мысалға,

екі көршілес түйін арасындағы электрлік сигналдарды жіберуге байланысты барлық сұрақтарды шешеді.
Жүйе функциясының баяндалуы мен жүзеге асырылуына қолданылатын көпдеңгейлі жан-жақты қарастыру тек қана желілік құралдарға қатысты пайданылмайды. Мұндай функцияналдау моделі, мысалға, бірнеше программалық деңгейлермен тізбектеліп өнделетін файлға қатынау үшін сұраныс түскен кезіндегі локальді файлдық жүйелерде қолданылады.

идентификаторын анықтау, файлдың құрамдас символдық атын тізбектеп талқылау жасалады. Келесі

деңгей уникальды аты бойынша файлдың барлық негізгі сипаттамаларын: адресін, қатынау атрибуттарын анықтайды. Содан кейін әлде қайда төмен орналасқан деңгейде бұл файлға қатынау құқығын тексеру жүргізіледі, сосын қажетті мәліметтері бар файлдың координата аумағын есептеу жүргізгеннен кейін диск драйверінің көмегімен сыртқы құралғылар арасындағы физикалық алмасулар орындалады. Екі түйін арасындағы өзара байланыс процедурасы қатысушы екі жақтың деңгейлеріне сәйкес әрбір жұптың өзара байланысының құқықтарының жиынтығы түрінде сипатталады. Әр түрлі түйінде, бірақ бір деңгейде жататын желілік компоненттер алмасатын хабардың тізбектілігін және форматын анықтайтын жалған (формальданған) ережелер протоколдар деп аталады.

де, бір-бірімен нақты ережелер бойынша және хабарлардың стандартталған форматы көмегімен

өзара қарым-қатынаста болады. Бұл ережелерді интерфейс деп атайды. Интерфейс берілген деңгей мен көршілес деңгей арасындағы сервистер жиынтығын анықтайды. Былайша айтқанда протокол да, интерфейс те бір мағынаны береді, бірақ дәстүр бойынша желіде оларға әртүрлі атқару аймағы бекітіледі: протокол әртүрлі түйіндегі, бірақ бір деңгейдегі модульдердің өзара байланыс ережелерін, ал интерфейс бір түйіндегі көршіліс деңгейдің модульдерін анықтайды.
Әр бір деңгейдің құралдары, біріншіден, өзінің өзіндік протоколын, ал екіншіден, көршілес деңгейлердің интерфейстерін өңдеуі керек.

жиынтығын коммуникациондық протоколдардың стегі деп атайды.
Коммуникациондық протоколдар аппаратты да, программалы

да жүзеге асырыла алады. Жоғарғы деңгейдің протоколдары, ереже бойынша, тек қана программалық құралдармен, ал төменгі деңгейдің протоколдары программалық және аппараттық құралдар комбинациясымен жиі жүзеге асырылады.

Standardization – ISO) өңдеу тәжіребесі мен алғашқы есептеуіш желілеріның эксплуатацияларын

жария етті және жүйенің өзара байланысты әртүрлі деңгейлеріне стандартты атаулар бере отырып, олардың әрқайсысының қандай жұмыс істеу керек екендігін нақты айқындайтын модель өңдеп шығарды. Бұл модель ашық жүйелердің өзара байланыс моделі (Open Systems Interconnection - OSI) немесе ISO/OSI моделі немесе жай ғана OSI моделі.. Бұл модель есептеуіш желілерінда стандартизациялаудың концептуальды негізі болып табылады.
3.1-суретте көрсетілгендей OSI моделінде өзара байлыныс 7 деңгейлерге бөлінеді.
Әрбір деңгей белгілі бір аспектімен өзара байланыста болады және әрбір деңгей үшін желінің түйіндер арасында өзара байланыс ережелері, яғни протокол бар болады.

деңгейге орындау үшін тапсырма береді. Бұл тапсырманы жіберу үшін көршілес

деңгейлердің өзара байланысу ережелерін анықтайтын деңгейаралық интерфейсті қолданамыз. Интерфейсті сондай-ақ, осы қабат өз тұтынушыларына бере алатын сервисті анықтаушы жиында операциялар жиынтығы ретінде де анықтауға болады. OSI моделінде 1-машинадағы А процесі 2-машинадағы В процесімен қарым-қатынас жасау кезінде ол хабарды құрып, оны өз машинасының OSI моделінің қолданбалы деңгейіне жібереді. Қолданбалы деңгейдің программалық қамтамасы хабарға өз тақырыпшасын қосады және осының нәтижесіндеге хабарды өкілдік деңгейге жібереді. Өкілдік (Представительный) деңгей өз кезегінде өзінің тақырыпшасын қосады және нәтижесін төменде орналасқан сеанстық деңгейге жібереді.

(концевик) да қосады. Хабар ең төменгі деңгейге жеткен кезде

шынымен де физикалық деңгей кезек-кезек салынған әр деңгейдің тақырыпшаларымен, кейде соңымен қапталған нәтижелі хабарды жібереді. Хабар 2-машинаға түскен кезде ол жоғарыға жіберіледі және әр деңгей өз тақырыпшасын тексеріп, өшіреді. Әр деңгейдің протоколдарына жеке-жеке тоқтамас бұрын, OSI моделінде екі негізгі протоколдың типін бар екендігін атап кеткен жөн. Байланыс құрушы (connection-oriented network service, CONS) протоколдарында мәліметтермен алмаспас бұрын, жіберуші мен қабылдаушы да алдымен байланысты орнату керек және өздерін сосын қолданатын протоколды да таңдауы мүмкін. Диалог аяқталғаннан кейін олар бұл байланысты үзуі керек. Протоколдардың екінші тобына алдын-ала байланыс орнатпайтын протоколдар (connectionless network service, CLNS) жатады.

дайын болғанда жібереді. Байланыс орнату кезінде мәліметтер жүктеу балансын қамтамасыз

ету және қабылдамаған түйіндерді айналып өту үшін пакеттерге бөлініп, бөлек бағыттылуы (маршрутталуы) мүмкін. Байланыс құрушы әдісінің кемшілігі оның шығындарының үлкендігінде.
Ең төменгі деңгейден бастап OSI моделінің барлық деңгейлерінің функцияларын қарастырайық.

коаксиалды кабель, екі жұптық немесе оптоволокондық кабель сияқты физикалық каналдар

бойынша жібередіБұл деңгейде мәліметтерді жіберудің физикалық ортасының өткізу жолақтары, бөгеттен қорғанушылық, толқындық кедергі және тағы басқа сол сияқты сипаттамаларын, электрлік сигналдың импульс фронттарының, қысым деңгейлерінің немесе берілетін сигналдың тогының талаптары, кодтау типі, сигналдарды беру жылдамдығы және ақпараттың жеке биттер деңгейіндегі сигналдарды синхронизациялау әдістерінің сипаттамалары анықталады. Сондай-ақ бұл жерде әр контакттың тағайындалуы және разъемдар типі стандартталады.

болуын тексеру керек. Сол себепті каналдық деңгейдің келесі бір тапсырмасы

ретінде ортаға қол жетерлігін тексеру болып табылады. (Әдетте бұл функция жеке төменгі деңгейшеге – МАС (Medium Access Control)-деңгейше болып бөлінеді)
Каналдық деңгейдің тағы бір тапсырмасы қателерді түзету және анықтау механизмдерін жүзеге асыру болып табылады. Бұл үшін биттер каналдық деңгейде кадрлар, хабарлар немес пакеттер деп аталатын жиындарға топталады. Каналдық деңгей әр кадрдың соңы мен басына биттердің арнайы тізбегін орналыстыра отырып, оны белгілеу және де қорытқы қосындыны есептеу, кадрдың барлық байттарын белгілі бір әдіс арқылы қосу, қорытқы қосындыны кадрға қосу үшін әр кадрдың жіберілуінің дұрыстығын қамтамасыз етеді. Кадр келген кезде қабылдаушы қабылдаған мәліметтерінің қорытқы қосындысын есептеп, нәтижесін кадрдан алынған қорытқы қосындымен салыстырады. Егер олар сәйкес келсе, кадр дұрыс деп есептеп, қабылдайды. Егер де олар сәйкес келмесе, онда қателік тіркеледі.

адрестеу тәсілдері негізделген. Каналдық деңгейде қолданылатын адрестер, әдетте, МАС-адрестер деп

аталады. Алайда каналдық деңгей жіберушіден қабылдаушыға пакеттің жіберілуін қамтамасыз еткенімен, ол тек сол сақина, шина және жұлдыз түріндегі желіқа өңделген нақты байланыстың анықталған топологиясымен орындайды. Анықталған бір топологияны қолданбайтын глобальді желілерда каналдық деңгей жеке бір байланыс жолы арқылы байланыс құрған екі көршілес компьютерлер арасында хабарлармен алмасуды қамтамасыз етеді.
Каналдық деңгей келіп түскен хабарға қосқан өз тақырыпшасында осы деңгейдің функцияларына сәйкес аз дегенде төмендегідей жазбалар болу керек: кадрдың басы мен соңын жектеушілері, бақылау қорытқысы, мәннің адресі. Нақ іске асырылған протоколдарға байланысты тақырыпшалар әр түрлі құрылымды бола алады.

топологиямен ғана қаматамасыз етеді. Бұл дамыған құрылыммен, мысалы, түйіндер арасындағы

артық байланыстары бар жоғары сенімді желілер немесе кәсіпкершіліктің бірнеше желісін бір желіқа біріктіретін желіні құруға мүмкіндік бермейтін өте қатал шектеу. Бір жағынан, типтік топология үшін пакет жіберу процедурасының қарапайымдылығын сақтау, екіншіден, еркін топологиялардың қолданылуын мүмкін ету үшін қосымша желілік деңгей енгізіледі. Бұл деңгейде “желі” әлдеқайда тар мағынада қолданылады. Желі дегеніміз өзара сәйкесінше белгілі бір стандартты типтік топологиямен байланысқан және осы топология үшін анықталған каналдық деңгейдің пакеттерінің бірін жіберу үшін қолданылатын компьютерлер жиыны. Сондықтан желі ішінде хабарларды жеткізу каналдық деңгеймен жүзеге асырылады.

пакеттердің жіберілуін ұйымдастыру кезінде “желі нөмірі” деген ұғым қолданылады. Желілік

деңгейде адрес ретінде желінің нөмірі мен сол желідегі компьютерлердің нөмірінен тұратын жұп пайдаланылады. Желілік деңгейде қолданылатын адрестер каналдық деңгейдегі адрестерден (МАС-адрес) өзгеше болатыны анық .
Желі желіаралық байланыстар топологиясы туралы ақпарат жинайтын және соның негізінде желілік деңгейлердің дестелерін қажет желіқа жеткізетін шлюздармен немесе маршрутизаторлармен байланысады. Бірінші желіде орналасқан жіберушіден екінші желіде орналасқан қабылдаушыға хабар жеткізу үшін желілер арасында қандай да бір транзиттік алмасулар жүргізу керек. Ең жақсы жол таңдау проблемасы маршрутизация деп аталады, ал оны шешу желілік деңгейдің басты мәселесі болып табылады.

мәліметтерден құралған пакетті түйіннен маршрутизаторға жіберу ережелерін анықтауға арналған. Желілік

деңгейдің протоколдары туралы айтқан кезде дәл осы протоколдар ескеріледі. Соған қарамастан желілік деңгейге маршруттық ақпаратты алмастыру (ауыстыру) протоколдары деп аталатын протоколдардың басқа да түрі қатысты. Осы протоколдардың көмегімен желіаралық байланыс топологиясы туралы ақпараттар жинау үшін маршрутизаторлар бір-бірімен қарам-қатынаста болады.

Алайда, кейбір қосымшалардың қателіктен кейін қалпына келтіретін өзіндік құралдары болады,

кейбіреулер мұндай тапсырманы жүйелік құралдарға тапсыруды жөн көреді. Транспорттық деңгейдің жұмысы қажетті сапамен желінің кез келген түйінінен мәліметтерді сенімді жіберу болып табылады. Бұл үшін тарнспорттық деңгейде келесідей функциялар, яғни, желілік деңгейдің хабарын пакеттер мен олардың нөмірлеріне бөлінеді, қабылданатын пакеттердің реттелуі мен буферизация орындалады. Бұдан басқа тарнспорттық деңгейде қолданбалы процестердің адресациялануы орындалады, өйткені транспорттық деңгейге әртүрлі қосымшаларға бағытталған хабарлар түсуі мүмкін.

жіберілді, қандай пакеттер қабылданды, хабар қабылдау үшін әлі қанша орын

бар және т.б. Желілік деңгейдің протоколдарының базасы негізінде сенімді транспорттық байланыстар байланыс орнатылған, не байланыстары орнатылмаған болып құрылуы мүмкін. Бірінші жағдайда, барлық пакеттер дұрыс ретпен келетін болады (егер де олар келсе), бірақ екінші жағдайда бір пакет әлдеқайда жылдам маршрутизаторға ілесіп, өзінен бұрын жіберілген пакеттен ерте келуі мүмкін.

табылады. Бұл деңгей осы моментте қай жақ активті екендігін анықтау

үшін диалогты басқаруды қамтамасыз етеді және синхронизация жүргізу үшін құралдарды тағайындайды. Соңғысы тұтынушыларға қабыл алмау (отказ) кезінде қайтадан бәрін басынан бастамай-ақ, соңғы бақылау нүктесіне оралу үшін ұзақ жіберулерге бақылау нүктесін қоюға мүмкіндік береді. Іс жүзінде кейбір қосымшалар ғана сеанстық деңгейді қолданады, сондықтан сирек іске асырылады.

төмен жатқан деңгейлерге қарағанда өкілдік деңгей биттердің мәнімен жұмыс істейді.

Көптеген хабарлар кездейсоқ биттер жиынынан құрылмай, адам аты, адресі, мөлшері, тағы басқа сол сияқты құрылымданған ақпараттан тұрады. Өкілдік деңгейде өрістен тұратын жазбаларды анықтауға мүмкіндік туады және қабылдаушыға осы өрістің форматы жөнінде мәлімдейді. Бұл мәліметтері әр түрлі сыртқы көріністермен сипатталған машиналардың өзара қарым-қатынасын жеңілдетеді.

алыстатылған терминалдарды компьютерлерге желі арқылы қосу сияқты жалпы қызметке арналған

әр-түрлі протоколдардың жай ғана жиыны.
Коммуникациялық жабдықтарды зерттеу кезінде бізге көбінесе физикалық, каналдық және желілік үш төменгі деңгейдің протоколдарының бөлшектеріне жиі көңіл бөлетін боламыз, себебі тек осы деңгейлер ғана берілген сыныптың құрылғыларының негізгі функцияларын анықтайды. Алайда кейбір жағдайларда коммуникациялық құрылғылар жоғарғы деңгейдің протоколдарымен де жұмыс істейді. Мысалы, қолданбалы деңгейдің SNMP протоколы басқарылуын қамтамасыз ету үшін коммуникациялық құралдармен жұмыс жасайды, ал құралдарды локалді конфигурациялау үшін қолданылатын TFTP және telnet протоколдары да қолданбалы деңгейдің протоколдары болып табылады. Көпірлерге және маршрутизаторларға фильтрді орнату кезінде жоғарғы деңгейдің протоколдары жөнінде ақпарат қолданылуы керек.

жасауды көпдеңгейлі жан-жақты қарастыру табылады;
тізбектілікті және хабарлардың форматын анықтайтын

бір деңгейде, бірақ әр түрлі түйіндерде жатқан желілік компонеттермен алмасатын формальді ережелерді протокол деп аталады;
- бір түйіннің көршілес деңгейлерінің желілік компонеттерімен өзара қарым-қатынасын анықтайтын формальді ережелерді интерфейс деп аталады. Ал интерфейс берілген деңгейдің көршілес деңгейге берілетін сервистер жиынын анықтайды;
- желіде түйіндердің өзара қарым-қатынасын ұйымдастыруға жеткілікті иерархиялық ұйымдастырылған протоколдар жиыны коммуникациялық протоколдар стегі деп аталады;
- ашық спецификация деп барлық қызығушы жақтардың жан-жақты талқылауынан кейін қабылданған келісім нәтижесінде стандарттарға сәйкес және жарияланған, бәріне қол жетерлік спецификацияларды айтамыз.

деңгейлерінің жетеуі анықталады: қолданбалы, өкілдік, сеанстық, транспорттық, желілік, каналдық және

физикалық;
Есептеуіш желілері аумағында стандарттаудың басты бағыты - коммуникациялық протоколдарды стандарттау болып табылады. Көбінесе әйгілі TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA және OSI стегтері болып табылады

принциптерін атаңыз.
Көпдеңгейлі жан-жақты қарастырудың негізі неде?
Протокол дегеніміз не?
Интерфейс дегеніміз

не?
Протокол стегі дегеніміз не?
OSI моделі қандай деңгейлерге бөлінеді ?
Физикалық деңгейдің функцияларын атаңыз.
Каналдық деңгейдің функцияларын атаңыз.
Желілік деңгейдің функцияларын атаңыз.
Транспорттық деңгейдің функцияларын атаңыз.
Сеанстық деңгейдің функцияларын атаңыз.
Өкілдік деңгейдің функцияларын атаңыз.
Қолданбалы деңгейдің функцияларын атаңыз.

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ