Өзара әрекеттесудің ішкі және желіаралық анықтамалық моделі (OSI Reference Model)

1.

Өзара әрекеттесудің ішкі және желіаралық
анықтамалық моделі (OSI Reference Model)
1

2.

3.

Аты айтып тұрғандай OSI (Open System
Interconnection) ашық жүйелердің өзара
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).

4.

5.

6.

7.

«Спецификация» (есептеу техникасында)
деп аппараттық және программалық
компоненттердің формальді 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.

8.

Егер екі желі ашықтылық принципі негізінде құрылған
болса, онда бұл 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.

9.

Көпдеңгейлі
жан-жақты
қарастыру.
Протокол.
Интерфейс. Протоколдар стегі.
Көп деңгейлі 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.

10.

Өзара байланысты желілік құралдар да иерархиялық
ұйымдастырылған модульдер жиындары түрінде 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.

11.

Бір түйінде орналасқан және көршілес деңгейлердің
протоколын жүзеге асырушы модульдер де, бір-бірімен
нақты ережелер бойынша және хабарлардың
стандартталған форматы көмегімен өзара қарымқатынаста 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.

12.

Желідегі түйіндердің өзара байланысын ұйымдастыруына
жеткілікті иерархиялық түрде ұйымдастырылған
протоколдар жиынтығын коммуникациондық
протоколдардың стегі деп атайды.
Коммуникациондық протоколдар аппаратты да,
программалы да жүзеге асырыла алады. Жоғарғы
деңгейдің протоколдары, ереже бойынша, тек қана
программалық құралдармен,a1ал төменгі деңгейдің
протоколдары программалықx және аппараттық
құралдар комбинациясымен жиі жүзеге асырылады.

13.

3.1 –сурет. 0SI ашық жүйесінің өзара байланыс моделі

14.

Физикалық деңгей. Бұл деңгей биттерді
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.

15.

Каналдық деңгей. Сигналдардың физикалық жіберілуін
бастамас бұрын жіберуші ортаның бос 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.

16.

Каналдық деңгейдің протоколдарында компьютерлер
арасындағы байланыстарының анықталған құрылымы мен
оларды 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.

17.

Желілік деңгей. Каналдық
деңгейдің протоколы
пакеттердің
желіге
жіберілуін
берілген
типті
топологиямен ғана қаматамасыз етеді. Бұл дамыған
құрылыммен, мысалы, түйіндер арасындағы артық
байланыстары бар жоғары сенімді желілер немесе
кәсіпкершіліктің бірнеше желісін бір желіге 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.

18.

Ал желі арасында пакеттерді жіберумен желілік
деңгей айналысады. Желілік деңгейде 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.

19.

Транспорттық деңгей. Пакеттер жіберушіден
қабылдаушыға бару жолында жоғалып кетуі мүмкін. 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.

20.

Транспорттық деңгейде түйіндер арасындағы
диалог келесідей сұрақтармен байланысты:
қандай пакеттер 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.

21.

Сеанстық деңгей. Негізінде сеанстық деңгей
транспорттық деңгейдің жақсартылған нұсқасы
болып 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.

22.

Өкілдік деңгей. Жіберушіден қабылдаушыға
биттерді сенімді әрі эффектілі жіберулермен
айналысатын 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.

23.

Қолданбалы деңгей. Қолданбалы деңгей бұл іс-жүзінде
электрондық пошта, файлдарды жіберу, 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.

24.

Шешімдер:
- компьютерлік жүйелерде стандарттаудың негізі болып желілік
өзара қарым-қатынас құралдарын 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 жанжақты талқылауынан кейін қабылданған келісім нәтижесінде
стандарттарға сәйкес және жарияланған, бәріне қол жетерлік
спецификацияларды айтамыз.

25.

Бақылау сұрақтары:
Ашық жүйе дегеніміз не? Мысал келтіріңіз.
Спецификация дегеніміз не?
Жүйенің ашықтылық 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.
25