Функциональные уровни сетей передачи данных
Совокупность функций, выполняемых программными и аппаратными средствами сетей ПД, может быть распределена на определеyные подмножества — функциональные уровни. Уровень каждого вида содержит установленный набор функций, не зависимых от функций других уровней.
Такое распределение позволяет разрабатывать и реализовывать логически самостоятельные алгоритмы и программы независимо друг от друга.
Совокупность уровней, не относящихся непосредственно к процессам передачи сообщений по сети, условно объединим и будем называть верхним уровнем. Верхний уровень в зависимости от элемента, на котором он реализуется, может включать различные функции, как по составу, так и по их содержанию.
В простых терминалах обычно выполняются только функции кодирования и формирования сообщений. В абонентских ЭВМ помимо прикладных программ верхний уровень включает функции генерации и интерпретации команд, с помощью которых осуществляется взаимодействие ЭВМ или операторов и ЭВМ через сеть. Кроме того, здесь же сообщения формируются и транслируются в код сети ПД, организуются и поддерживаются сеансы обмена данными.
Верхний уровень можно выделить и в ЭВМ узлов коммутации. По структуре он аналогичен верхнему уровню абонентских ЭВМ, но отличается спецификой прикладных программ. В состав этих программ обычно включаются программы управления потоками сообщений, сбора статистики и диагностики, (которые являются вспомогательными по отношению к программам, обеспечивающим процессы передачи и коммутации.
К основным функциональным уровням сети передачи данных в соответствии с последними рекомендациями можно отнести [43]:
Уровень 1 — управления физическими каналами, который включает функции, обеспечивающие установление, поддержание и расторжение соединений с дискретными каналами связи.
Уровень 2 — управления каналами передачи данных, основными функциями которого являются защита от ошибок, контроль дискретных каналов и мультиплексирование передаваемых блоков информации.
Уровень 3 — управления передачей в сети, который включает функции, обеспечивающие: приоритетное обслуживание сообщении, выбор маршрутов передачи, межузловой обмен, локальное правление потоками и различные сервисные функции.
Уровень 4 — управления передачей сообщений между верхними уровнями (транспортный уровень), включающий следующие функции: адресование сообщений (поиск места подключения требуемого абонента к сети), управление внешними потоками (ограничение нагрузки сети), контроль ошибок, потерь и задержек, обеспечение восстановления сообщений на приеме и мультиплексирование сообщений для передачи.
Правила взаимодействия двух смежных уровней получили на- тайне интерфейса (по аналогии с интерфейсом технических средств). Соответствующие правила для взаимодействия двух одноименных уровней называются протоколами.
Содержание функциональных уровней, интерфейсов и протокол лов определяется конкретной реализацией сети и в первую очередь используемым методом коммутации. Так, при коммутации каналов на этапе установления соединения в абонентской системе могут быть задействованы только функции адресования на уровне 4 и функции по установлению соединения уровня 1, а в узле ком. мутации — функции уровня 1, функции маршрутизации и приоритетного обслуживания уровня 3.
На этапе передачи данных в абонентской системе может быть; опущен уровень 3, а функции уровня 1 состоят в поэлементной синхронизации принимаемой и передаваемой информации. Программное обеспечение узлов коммутации при этом не задействуется.
В сетях с виртуальными соединениями на этапе установления соединения полностью задействуются все уровни как абонентской системы, так и узлов коммутации. При передаче данных на узлах коммутации и в абонентской системе, как правило, не реализуется
функция маршрутизации. В датаграммном режиме используется полный набор функций.
Учитывая отсутствие абсолютных достоинств у виртуального и датаграммного режимов сетей передачи данных
Протоколы 1—1 (дискретного канала), 2—2 (канала передачи данных) и 3—3 (тракта передачи данных) определены для любой пары смежных узлов сети и устанавливают:
(1—1) — состав цепей и порядок обмена сигналами при взаимодействии с дискретными каналами связи;
(2—2) — алгоритмы групповой синхронизации, избыточного кодирования, повышения верности и контроля дискретных каналов связи;
(3—3) — процедуры оформления пакетов для передачи по сети„ межузлового обмена, регулирования по приоритетам, маршрутизации, мультиплексирования и локального управления потоками..
Протокол (4—4) устанавливает для пар абонентских систем алгоритмы контроля сквозной передачи через сеть и глобального управления внешними потоками сообщений.
Протоколы, так же как и функциональные уровни, должны быть независимы друг от друга, что позволяет изменять любой из них, не затрагивая остальных.