Взаимосвязь ОКС с моделью взаимодействия открытых систем

Основной проблемой согласования работы АТС различных произ­водителей является обеспечение совместимости протоколов средств связи. Под протоколом понимают правила или соглашения обмена данными между одноименными уровнями разных информационных систем, процедуры обработки информации, форматы пакетов и кад­ров, правила кодирования информации.

Для решения этой проблемы разработаны разнообразные между­народные рекомендации и стандарты. Одним из таких стандартов является эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС).

Многоуровневый комплект протоколов, известный как модель взаимодействия открытых систем (Open System Inter-connection -OSI), разработан в 1984 г. Международной организацией по стандар­тизации ISO совместно с Сектором стандартизации электросвязи CCITT. Первоначально данная модель была разработана для обеспе­чения обмена данными между компьютерными системами различных производителей (рис. 2.2.1)

Рис. 2.2.1. Взаимодействие компьютерных систем через OSI

Семиуровневая структура иерархической модели OSI представле­на на рис. 2.2.2.

Рис. 2.2.2. Эталонная модель ВОС

Для каждого уровня модель имеет два типа стандартных процедур:

1. Сервисные функции - определяют, какие функции должен со­держать каждый уровень и каким сервисом уровень должен обеспе­чивать пользователя или вышестоящий уровень.

2. Протокольные спецификации - определяют, как функции внутри уровня в одной системе взаимодействуют с соответствую­щим уровнем в другой системе. Для того чтобы легче понять рабо­ту этой абстрактной модели, рассмотрим следующий пример (рис. 2.2.3).

Предположим, что менеджер проекта А желает послать секретное сообщение своему коллеге 5, работающему в другом городе.

Менеджер А пишет секретное сообщение на листе бумаги и пере­дает его своему ассистенту, который является специалистом по коди­рованию.

Ассистент кодирует сообщение секретным кодом и передает его секретарю.

Рис. 2.2.3. Аналог модели OSI

Секретарь кладет кодированное сообщение в конверт, надписыва­ет адрес получателя и отправителя на конверте и отдает его посыль­ному.

Посыльный собирает всю исходящую почту компании и несет письмо менеджера А вместе с другими на почту.

На почте письма сортируют по различным направлениям.

После сортировки письма одного направления упаковывают в контейнер или почтовую сумку для обеспечения сохранности.

И уже безразлично, каким видом транспорта (автомобилем, само­летом, поездом и т.д.) будет доставлена почта к месту назначения, где почтовый контейнер получат и зарегистрируют.

В месте назначения контейнер открывают и его содержимое про­веряют на предмет возможных потерь или разрушений.

После проверки почту сортируют по различным получателям.

Письмо, вместе с другими посланиями, почтальон приносит по нужному адресу.

Секретарь менеджера В открывает конверт и передает кодирован­ное сообщение ассистенту менеджера В, который также является спе­циалистом по кодированию.

Ассистент декодирует сообщение и передает его менеджеру В.

И наконец-то менеджер В может прочесть письмо, посланное ему его коллегой.

 

Применительно к системам электросвязи модель OSI служит для того, чтобы четко определить структуру множества функций, под­держивающих информационный обмен между пользователями услуг системы электросвязи, которая, в общем случае, содержит в себе сеть связи. Подход, использованный в модели OSI, предусматривает раз­деление этих функций на семь «слоев» (layers), или «уровней», распо­ложенных один над другим. С точки зрения любого уровня все ниже­лежащие уровни предоставляют ему «услугу транспортировки ин­формации», имеющую определенные характеристики. То, как реализуются нижележащие уровни, для вышележащих уровней не имеет значения. С другой стороны, для нижних уровней безразличны как смысл поступающей от верхних уровней информации, так и то, с какой целью она передается (рис. 2.2.4).

Такой подход предусматривает стандартизацию интерфейсов между смежными уровнями, благодаря чему реализация любого уровня становится независимой от того, каким образом реализуются остальные уровни. Эталонная модель ВОС имеет 7 уровней.

Рис. 2.2.4. Распределение информации между уровнями

Уровень 7 (прикладной уровень) определяет семантику, т.е. смы­словое содержание информации, которой обмениваются пользовате­ли. Этот уровень обеспечивает необходимыми сервисами пользовате­лей для поддержки процессов их приложений и для управления всеми взаимодействиями между приложениями. Имеются, например, прото­колы для передачи файлов, управления сообщениями, справочники сервиса и операций. Поскольку это самый верхний уровень модели OSI, он не имеет верхней границы.

Уровень 6 (уровень представлений) производит преобразование из одной формы в другую синтаксиса транспортируемых данных. Этот уровень определяет, как данные могут быть перепредставлены, т.е. синтаксис. Уровень представлений трансформирует синтаксис при­ложений пользователя в общий синтаксис, необходимый для взаимо­действия между приложениями. Это может быть, например, преобра­зование ASCII в EBCDIC и обратно.

Уровень 5 (уровень сеанса) обеспечивает координацию («внутри» каждой связи) взаимодействия между прикладными процессами. Этот уровень устанавливает соединения между уровнями представлений различных систем. Он также управляет этим соединением, синхрони­зирует диалоги и разъединения. Например, он разрешает уровню представлений определить контрольные точки, из которых стартует перепередача, если данные передачи были искажены. Приведем при­меры возможных режимов взаимодействия, которые поддерживаются уровнем 5: дуплексный, полудуплексный или симплексный диалог.

Уровень 4 (транспортный уровень) осуществляет «сквозную» (от одного конечного пользователя до другого) оптимизацию использова­ния ресурсов (т.е. сетевых услуг) с учетом типа и характера связи, из­бавляя своего пользователя от необходимости принимать во внимание какие бы то ни было детали, связанные с переносом информации. Этот уровень гарантирует, что особенности сервиса, запрошенные приложе­нием, будут обеспечены. Транспортный уровень оптимизирует комму­никационные данные., т.е. мультиплексирует, или разделяет, поток дан­ных перед его доставкой сети. Этот уровень всегда оперирует со всей связью в целом, дополняя, если это требуется, функции уровня 3 в час­ти обеспечения конечным пользователям нужного качества услуг.

Уровень 3 (сетевой уровень) формирует так называемые сетевые услуги, маршрутизацию и коммутацию соединений, обеспечивающие перенос через сеть информации, которой обмениваются пользователи открытых систем, размещенных в разных (и, в общем случае, не­смежных) узлах сети. Сервис базового сетевого уровня обеспечивает прозрачный канал для передачи данных между транспортными уров­нями в различных системах. Этот уровень устанавливает, обслужива­ет и разрушает соединения между системами, управляет адресацией и маршрутизацией каналов.

Уровень 2 (уровень звена данных) формирует двусторонний канал связи (т.е. прямое звено связи между смежными узлами сети), исполь­зуя для этого два предоставляемых первым уровнем цифровых канала с противоположными направлениями передачи. Этот уровень обеспе­чивает свободный от ошибок канал точка-точка между смежными сетевыми уровнями. Уровень содержит ресурсы ддя обнаружения и корректировки ошибок, управления потоком данных и повторами передачи данных. Важнейшими функциями второго уровня являются обнаружение и исправление ошибок, которые могут возникнуть на первом уровне, что делает независимым качество услуг этого уровня от качества получаемых «снизу» услуг передачи.

Уровень 1 (физический уровень) обеспечивает прозрачную переда­чу потока битов по каналу, организованному между смежными узла­ми сети с использованием той или иной передающей среды, и форми­рует интерфейс с этой средой. Этот уровень снабжает механически­ми, электрическими, функциональными и процедурными ресурсами для активизации, управления и блокировки физических каналов с це­лью передачи битов между уровнями звена данных. Физический уро­вень содержит функции для конвертации данных в сигналы, совмес­тимые со средой передачи. Характеристики передачи определяются свойствами этого канала и от функций первого уровня не зависят.

Таким образом, функции уровней 1-3 обеспечивают транс­портировку информации из одного пункта территории в другой (воз­можно, более чем через одно звено, т.е. с коммутацией), поэтому свя­заны с отдельными элементами сети связи и с ее внутренней структу­рой. Функции уровней 4-7 относятся только к «сквозной» связи меж­ду конечными пользователями и определены таким образом, что они не зависят от внутренней структуры сети.

Первые спецификации системы сигнализации Х«7 были опубли­кованы в начале 1980 г. в Белой книге ССГГТ за несколько лет до пре­зентации модели OSI [7]. Система сигнализации № 7, представляю­щаяся видом пакетной коммутации данных взаимодействия, была также структурирована в модульном виде. Она очень похожа на мо­дель OSI, но с четырьмя уровнями вместо семи.

Три нижних уровня формируют уровень передачи сообщений (Message Transfer Part - МТР), а четвертый уровень содержит поль­зовательскую часть. В качестве иллюстрации можно привести рис. 2.2.5, демонстрирующий работу протокола ОКС № 7 как аналога работы почтовой службы: подсистема передачи сообщений (МТР) выполняет функции транспортировки/доставки сообщений. Таким образом, МТР является единой универсальной платформой для раз­личных подсистем пользователей (услуги телефонии, ISDN, сотовая связь, интеллектуальные сети и т.д.).

Рис. 2.2.5. Пояснение работы протокола ОКС № 7

Главное отличие между первой версией ОКС № 7 и моделью OSI заключалось в коммуникационном процессе в сети.

Модель OSI описывает обмен данными, ориентированными на со­единение. Процесс взаимодействия охватывает три стадии: установ­ление соединения, передачу данных и разъединение.

МТР была создана для работы только в режиме реального времени и не обеспечивает сетевых услуг, ориентированных на виртуальное соединение.

Для того чтобы удовлетворить потребность в расширенных серви­сах различных приложений, в 1984 г. была добавлена подсистема управления соединениями сигнализации (Signaling Connection Control Part - SCCP) в Красной книге CCITT.

SCCP предлагает оба вида сетевого транспортного сервиса: как ориентированного, так и не ориентированного на соединение, тем самым обеспечивается интерфейс между транспортным и сетевым уровнем. SCCP делает возможным использовать систему сигнализа­ции № 7, базирующуюся на МТР, в качестве носителя между прило­жениями, которые используют OSI-протоколы для обмена информа­цией в верхних уровнях модели (рис. 2.2.6).

В 1988 г. в Голубой книге CCITT был введен протокол для под­системы возможностей транзакций (Transaction Capabilities Part -ТС АР) и подсистемы технического обслуживания и эксплуатации (Operation Maintenance Application Part - ОМАР).

Рис. 2.2.6. Соответствие между ОКС № 7 и OSI

 

В итоге базовая функциональная модель ОКС № 7 состоит из двух основных частей (рис. 2.2.7):

• подсистемы пользователей и приложений;

• подсистемы передачи сообщений (Message Transfer Part - МТР).

Рис. 2.2.7. Базовая функциональная модель ОКС № 7

 

Подсистемы пользователей предназначены для обеспечения соот­ветствующих услуг связи и могут быть реализованы в различных вер­сиях в зависимости от протоколов верхних уровней.

Подсистема передачи сообщений МТР является единой транс­портной платформой, над которой расположены подсистемы пользо­вателей и приложений (рис. 2.2.8).

Рис. 2.2.8. Функциональные подсистемы ОКС № 7:

МТР - подсистема передачи сообщений; SCCP - подсистема управления соединениями сигнализации; ТСАР - подсистема возможностей транзакций; ISUP - подсистема поль­зователя с интеграцией служб; ОМАР - подсистема эксплуатации и технического об­служивания; MUP - подсистема пользователя мобильной связи стандарта GSM; INAP -подсистема пользователя интеллектуальной сети

Подсистема передачи сообщений (МТР) обеспечивает надежную передачу сигнальной информации между различными подсистемами пользователя, являясь полностью независимой от содержания сооб­щений. Это означает, что сообщения передаются без ошибок (все ис­кажения должны быть устранены до того, как они попадут в прини­мающую подсистему пользователя), в правильной последовательно­сти, без потерь и без дублирования.

Основные задачи, решаемые МТР:

• сохранность пакетов данных в сигнальных звеньях при передаче между пунктами сигнализации;

• распределение полученных сигнальных сообщений между поль­зователями;

• маршрутизация пакетов данных ОКС № 7 по звеньям сигнализации. Основные задачи, выполняемые подсистемой пользователей:

• генерация пользовательских сообщений;

• анализ и выполнение сигнальных сообщений, полученных в пакетных данных ОКС № 7.

Информация, предаваемая в пакетных данных ОКС № 7, управля­ет следующим:

• установлением и разъединением соединений речевых каналов;

• имплентацией дополнительных видов сервиса;

• администрированием и управлением речевых трактов.