Көп деңгейлік үлгі және протоколдар.

Ашық жүйе (Открытая система; open system) — 1) қоршаған ортамен (адаммен, ақпарат көздерімен, басқа жүйелермен) өзара орекетгесетін жүйе; 2) өзі қызмет жасайтын ортаның құралдарының есебінен кеңею қабілетіне ие болатын жүйе; 3) құрамды бөліктері тұлғалық немесе өндірістік стандарттарды қанағаттандыратын компьютерлік немесе желілік жүйе. Ашық жүйелерді құрастырудың негізгі принңиптері:

* әр түрлі платформалардың арасында ақпарат пен программалық жасақтамаларды оңай тасуға мүмкіндік беретін тасымалданушылық (portability);

* әр түрлі өндірушілердің құрылғыларының бірге жұмыс істеуін қамтамасыз ететін әрекеттестік (interoperbility);

* аса қуатты ақпараттық платформаға өту кезінде ақпарат мен программалық жасақтамаларға инвесищияларды сақтауға кепілдеме беретін кең ауқымдылық (scalability).

Ашық жүйелер әрекеттестігі

Ашық жүйелер әрекеттестігі (Взаимодействие открытых систем; open system inter connection (OSI) — халықаралық стандарт жөніндегі ұйым (ISO) ұсынған желілік және желі аралық әрекеттестік стандартының жобасы. Мұнда желі архитектурасының жеті деңгейі анықталады: физикалық, арналық, желілік, транспорттық, сеанстық, бейнелеушілік, қолданбалы.

Ашық жүйелер әрекеттестігі моделі

Ашық жүйелер әрекеттестігі моделі (Модель взаймодействия открытых систем; open system interconnection, OSK model) — есептеу торабы жұмысының жеті деңгейлі логикалық үлгісі. Ашық жүйелер әрекетгестігі моделі байланыстың бірнеше деңгейге біріктірілген хаттамалар мен ережелер тобы болып саналады, әрбір деңгейі мәліметтер жеткізу кезінде белгілі бір қызметтер атқарады. Әрқайсысы өзінен төмен орналасқан деңгейге сүйенеді. Жеті деңгейдің алғашқы үшеуі (физикалық, арналық, желілік) мәліметтер жеткізу мен бағдарлауға, төртінші (көліктік) деңгей алғашқы үшеуі мен жоғарғы деңгейлер арасындағы байланысты жасақтайды. Ашық жүйелер әрекетгестігі моделінен баска көп тараған модель — TCP/IP моделі.

Ашық жүйелерді жалғастырудың эталондық моделі

Ашық жүйелерді жалғастырудың эталондық моделі (Эталонная модель соединения открытых систем; referance model of open system) — үлестірілген есептеу жүйелерін (компьютер желілерін) логикалық және қызметтік құрудың абстрактілік принциптерін сипаттайтын модель; стандарттау жөніндегі халықаралық ұйым әзірлеген. Жүйенің жеті деңгейі бар: қолданбалы, өкілетті, сеанстық, көліктік, желілік, арналық және физикалық деңгейлер.

OSI моделі

OSI эталондық моделі. Желілік программалық жабдықтарды құруды реттеу мақсатында және кез келген есептеу жүйелерінің әрекеттесу мүмкіндіктерін қамтамассыз ету үшін Халықаралық стандарттау ұйымы (International Standart Organisation — ISO) ашық жүйелер әрекеттестігі эталондық моделін (Open System Interconnection - OSI) құрды.

OSI — Open System Interconnection — Ашық жүйелердің байланысу моделі. OSI моделі жеті деңгейлік желі архитектурасынан құрылған (1-кесте).

Қосымша деңгейі (Application Layer)

Ұсынылатын деңгейі (Presentation Layer)

Сеанс деңгейі (Session Layer)

Транспорттық деңгейі (Transport Layer)

Желілік деңгейі (Network Layer)

Арна деңгейі (Data Link)

Физиқалық деңгей (Physical Layer)

OSI моделінің жеті деңгейіне тоқталып, жұмыс жасау ережелерін қарастырайық.

7) Қосымша деңгейi:

бұл ең жоғарғы деңгей. Қосымша деңгей қолданушымен желі арасында өзара интерфейсті қамтамасыз етеді: деректерді базаға жалғау, электронды почтамен жұмыс істеу, файл орындарын ауыстыру, қолданушы мен желі арасындағы көптеген программалық қамтымаларды, соңғы қолданушыға дейінгі байланысу буындарын қолдайды. Осылайша, желілік қосымша протоколдар әрқашанда осы деңгейде болады. Әр түрлі компьютерлерде орналасқан қолданбалар қатынасын бір компьютерде істегендей қамтуға мүмкіндік береді.

6) Ұсынылатын деңгейi:

Ұсынылатын деңгей хабарламаны алған соң, оның бас тақырыбын оқып, қажет болған шараларды орындап, бас тақырыбына алушы компьютердің түсінісу деңгейіне арналған өзінің қосымша қызмет ақпаратын қосып төменгі сеанс деңгейіне жібереді. Нәтижесінде бұл деңгей деректердің арасында әртүрлі программалық және ақпараттық жоспарда деректі беруде қолданылатын түрлі форматтарды қамтамасыз етуге қызмет атқарады. Мыс: бір түйінде символды беруге бір байт, басқа түйінде екі байт қолданылса, Ұсынылатын деңгей екі түйін арасында болған деректердің алмасуында мәнді қызмет атқарады.

5) Сеанстық деңгейi:

Сеанстық деңгейде екі байланысатын түйіндердің бірігуі қойылады, басқарылады және синхронизацияланады. Екі түйін өзара байланыс сеансын қойғаннан кейін бір-бірімен ақпарат алмаса алады. Бұл екі түйіннің өзара логикалық байланысы. Сеанстық деңгейде деректер жиынын бағыттауды басқаруға болады. Бағытталған деректер жиынына сәйкес, сеанс мынадай түрде болады:

* Симплексті: тек бір түйін бір ғана уақытта мәліметті беруді жүргізуі мүмкін.

* Жартыдуплексті: Бір түйін деректі береді, осы уақытта басқа түйін қабылдауы мүмкін. Бірақта екі түйінде берілуді бір уақытта жүргізе алмайды.

* Дуплексті: Екі түйінде бір уақытта деректі береде, қабылдайда алады.

4) Транспорттық деңгейi:

Транспорттық деңгейде берілетін деректер сегменттерге бөлінеді және барлығы қайтадан жинақталады. Егер жоғарғы деңгей деректердің үлкен пакетін генеирлесе, ал Транспорттық деңгей пакеттерді кішкене сегменттерге бөледі және соңынан төмен деңгей түрінде қабылданады. Басқа жағдайда төмен деңгей Транспорттық деңгейге кішкене сегменттерді береді. Мұнда бұл сегменттер үлкен пакетке жинақталады, бірігеді. Дегенмен Транспорттық деңгей сегменттеу мен деректерді жинақтаумен айналыссада, ол сегменттердің дұрыс берілуін, яғни әр деректер жиынының дұрыс қойылуын тексереді. Транспорттық деңгейде қателікті бақылау қызметі қамтылған. Егер пакет берілуде жоғалса, онда Транспорттық деңгей оны анықтап интервал арқылы береді. Транспорттық деңгейде сегменттерді деректерді беруді бақылау соммасы қосылады. Бақылау соммасы сегменттің деректі беруде бүліну фактасын айқындауда қолданылады. Егер сегмент бүлінсе Транспорттық деңгей сәйкес сегментті қайтадан береді. Транспорттық деңгей мына функцияларға жауап береді:

* Сегментте деректерді ұйымдастыру немесе үлкен сегменттерді әлде қайда кішкенеге бөлу.

* Сегменттерді адрестеуге жеткізу.

* Қателіктер бақылауын қамтамасыз ету.

3) Желілік деңгейi:

Желілік деңгейде әр желі түйінінің бірегей адрестелуі қамтамасыз етіледі. Түйіннің бірегей адрестелуінің байланыс каналы деңгейінің адрестеуінен айырмашылығы біріншісінің бір локалді желілер байланысында қолданылуы. Бірақта, егер А желілік түйініне В желілік түйіні байланысуы қажет болса, онда бұл каналдық байланыс деңгейінің адресациясын қолдануда мүмкін емес. Әртүрлі желілер байланысында желілік деңгей адрестеуінің арнайы схемасы қолданылады және логикалық адрестеу деп аталады. Екі бөлек желідегі екі түйінді байланыстыруда осы желілік деңгейде қамтылған бұл түйіндердің логикалық адрестеулері қажет. Желілік деңгей барлық желінің мүмкін маршруттарына жетуін және түйіннің желіге жетуіне дұрыс жолды анықтауға жауап береді. Бұл процесс маршруттау деп аталады.

Желілік деңгей мына функцияларға жауап береді:

* Желі түйінінің уникалды желілік адресімен қамтамасыз етеді.

* Деректерді желімен беруі.

* Желілік траффикті басқару.

* Маршрутты талдау және тандау

2) Арна деңгейі:

Арна деңгейі желінің кез-келген түйінінің иденфикациялық бірегей қамтамасыздандырылуы. Сондықтан мұнда желілік адрес қолданылады, яғни бұл мақсатта әр түйіннің әр желілік картасының аппараты кодталады. Бұл деңгей деректі берудегі қателікке жауап бергенімен, оны жөндеуге жауап бермейді.Арна деңгейі байланысы екі түрге бөлінеді:

* Деректі беру ортасын рұқсатпен басқару: бұл ішкі деңгей желі түйіндерінің өзара бірігуіне көмектеседі және ол түйіннің физикалық адресі – Mac address туралы анықтама береді.

* Логикалық бірігу арқылы басқару – LLC: бұл ішкі деңгей желінің екі түйінінің өзара қатынасын логикалық байланыс арқылы ұйымдастырады және басқарады. Желінің ішкі қателіктерімен ағымдарына бақылау жасайды.

Арна деңгейі деректерді берудің келесі аспекттеріне жауапты:

* Желінің әр түйінінің бірегей идендификациясын қамтамасыздандыру.

* Физикалық деңгейден кадрлар деп аталатын топтарға өрнектелетін деректер биттері.

* Деректі беру жолында пайда болатын қателерді анықтау.

* Деректер пакеттерінің ағымдарын – кадрлармен басқару.

1) Физикалық деңгейi:

Физикалық деңгей деректерді канал-байланыс құрылғылары бойынша беруге жауапты. Байланыс құралдары сигнал түріндегі деректерді берудің физикалық жолдары болып табылады. Физикалық деңгей деректерді беру кезінде оны бит жиынтығына өрнектейді және осы биттер жиынтығын байланыс каналдарына орнатады, бір компьютерден екінші компьютерге жеткізеді. Ол ақпараттық мәнін тексермейді, тек (0,1) сигналдарын физикалық және электр сипаттарын анықтайды, желінің байланыс контактарының қызметін, деректерді синхронизациалау амалын, желі адаптердің ақпаратты тасымалдау мүмкіндігін периодты түрде бақылайды. Сонымен қатар бұл деңгей физикалық құрылымның –желілік топологиясын орнатуына жауапты. Физикалық деңгей ақпарат тасымалдаушымен байланыста болса да тасымалдауыш түрі берілмейді/анықталмайды. Физикалық деңгей компьютермен желі тасымалдауышпен байланыс жасайтын элементтерге жауапты:

* Бірнеше нүктелі, екі нүктелі және желінің байланыс типтері.

* Желінің физикалық топологиясы.

* Аналогты және сан сигналдарды тасымалдау амалдары.

* Жіберуші мен қабылдаушының ақпаратты жазу мен оқу кезінде биттерді синхронизациалау.

* Бірнеше арналарды бір арнаға біріктіруі, яғни мультиплексия.

* Кабельде сигнал шағылысып, сигналмен пакеттерді бұрмалауға әкелетін жағдайларды болдырмауды, желі жолдарына түсетін тапсырмаларды үйлестіру.