Эталонная модель

Учебный курс
Технологии открытых систем
Лекция 5
Понятие модели
руководитель Центра открытых систем
ИРЭ РАН, д.т.н., профессор
Олейников Александр Яковлевич
Развитие работ по открытым системам
Модульный подход
открытых систем
Технология открытых систем
ISO/IEC 1003.23: 1998 (Рекомендации
Р50.1.041-2002) Руководство по проектированию профилей среды открытой системы
ISO/IEC 10000: 1998 (ГОСТ РИС0/МЭК
ТО 10000-1-99) Основы и таксономия
международных функциональных стандартов
ISO/IEC 10746: 1998 Эталонная модель
открытой распределенной обработки
ISO/IEC TR 14252: 1996
Эталонная модель среды открытых систем
ISO/IEC 7498: 1994 (ГОСТ РИС0/МЭК 7498)
Эталонная модель взаимосвязи
открытых систем (2-я редакция)
1995
2000
2
2005
Отношения при создании системы
Субъекты
(заинтересованные
лица)
Оригинал
Модель
(материаль(представленая систение система)
мы)
Внешнее
окружение
3
Понятие эталонной модели
Эталонная модель (англ. reference model,
master model) - абстрактное представление
понятий и отношений между ними в некоторой
проблемной области.
На основе эталонной модели строятся более
конкретные и детально описанные модели, в
итоге воплощённые в реально существующие
объекты и механизмы.
Понятие эталонной модели используется в
информатике.
4
Понятие эталонной модели
продолжение
Примерами эталонной модели являются такие модели,
как:
• сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection
Reference Model)
• модель открытого геопространственного консорциума
(англ.)
• архитектура фон Неймана - модель эталонной модели
с последовательными вычислениями
• эталонная модель архитектуры государственного
предприятия (англ.)
Источник:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%82%D0%B0%D0%BB
%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0
%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C
5
Процесс создания системы
В процессе создания любой системы, включая
открытую ИС, происходит взаимодействие
четырех сущностей, а именно:
• субъектов, в качестве которых в нашем случае
выступают лица, заинтересованные в
появлении открытой системы
• оригинала, каковым является материальная
ИС
• модели, которая является представлением об
открытой системе
• внешнего окружения
6
Виды моделей
• Если поток информации направлен от
оригинала к субъекту, а от субъекта к модели, то
принято говорить о познавательных моделях
Пример: модели физических явлений
• Если поток информации направлен от модели к
субъекту, а от субъекта к материальному
воплощению, то принято говорить о
прагматических моделях
Примеры: кодексы и уставы, нормативные
документы, содержащие технические требования и
т.д.
7
Отличия моделей
Основное отличие между
познавательными и прагматическими
моделями заключается в том, что
познавательные модели служат для
отражения существующей реальности, а
прагматические для отражения нашего
представления об идеале, о том, какова
должна быть окружающая реальность
8
Уровни детализации моделей
• Если необходимо общее представление
об определенном классе открытых
систем, степень детализации будет
низкой
• Если необходимы сведения о продуктах
ИТ, из которых составляется открытая
система, модель должна позволять
высокую степень детализации
9
Связь между различными
представлениями о системе
Эталонная модель
(Reference Model)
ЭМ
Архитектура
(Architecture)
Реализация
(Implementation) I11
А1
I12
...
...
I1m
Аn
In1
In2
...
Inm
10
Соотношение ЭМ и архитектуры
• Эталонная модель дескриптивна (descriptive),
т.е. служит исключительно для описания и
имеет своей целью сформировать такое
абстрактное представление о системе,
которое не связано со способами ее
конкретной реализации.
• Архитектуры прескриптивны (prescriptive), т.е.
всегда содержат предписания и имеют своей
целью сформировать такое представление о
системе, которое связано (хотя бы частично)
со способами конкретной реализации системы.
11
Функциональная стандартизация
Функциональная стандартизация процесс придания системе открытости.
Предполагает рассмотрение элементов, из
которых состоит система, в тесной связке
с их функциональными возможностями
или, как еще говорят, службами
(сервисами), которые эти элементы
реализуют.
12
Эталонная модель
Эталонная модель открытой системы –
абстрактное описание системы в
терминах сущностей и служб
13
Составляющие эталонной модели
Сущность
(Entity)
Сущность
(Entity)
Сущность
(Entity)
Служба (службы)
Service (services)
Служба (службы)
Service (services)
Служба (службы)
Service (services)
14
Эталонная модель POSIX-среды
открытой системы
Прикладное
программное
обеспечение
Интерфейс
платформа-приложение (API)
Прикладная
платформа
Интерфейс
платформа-внешняя среда (EEI)
Внешняя среда
15
Понятие «сущности» - «entity»
Сущность – внешняя форма существования
предмета, отраженная с помощью группировки
или набора служб, являющихся частью
эталонной модели.
В таком понимании сущность является
аналогом элемента (компонента) системы.
Иными словами, элемент (компонент) в
архитектуре системы играет ту же роль, что и
сущность в эталонной модели системы.
16
Соотношение сущностей и
реализаций
Эталонная модель состоит из сущностей,
тогда как система состоит из конкретных
продуктов, в отношении которых в
англоязычной литературе используется
весьма точный термин implementation
(реализация)
17
Понятие «службы» - «service»
Служба – основная, исходная способность
сущности в эталонной модели.
Для служб, определенных таким образом,
сущности являются и поставщиками и
потребителями.
Фактически, роль сущностей в этом случае
определяется службами, которые ими
предоставляются и/или потребляются.
В такой трактовке сущность можно
рассматривать, как «обитель» служб, а службы
как действия, приносящие пользу сущностям. 18
Примеры понятия «служба»
• служба точного времени
• служба предоставления времени
(например, для выполнения расчетов)
• служба отображения времени
• служба установки времени
19
Графическое представление и
словесное описание ЭМ
Любая эталонная модель содержит две
части: графическое представление и
словесное описание.
На графической части модели
показываются сущности и связи между
ними.
В текстуальной части описывается
назначение эталонной модели и
определяются сущности.
20
Пример
Например, графическая часть эталонной
модели может содержать сущность,
названную платформа.
Однако, для того, чтобы понять, какой
смысл вкладывается в термин
платформа, необходимо обратиться к
текстуальной части эталонной модели, в
которой должны быть описаны службы
этой платформы.
21
Понятия «домен», «категория
служб» и «атрибут службы»
Домен – функциональная область, для
которой предназначена эталонная модель.
Примерами доменов могут являться
следующие области:
•
•
•
•
•
автоматическое управление
автоматизированное производство
контроль и диагностика
управление воздушным движением
телекоммуникации
22
Категория служб
Категория служб – совокупность взаимосвязанных
служб, характерная для систем определенного вида
или для определенных доменов.
Сущность может характеризоваться как одной, так и
несколькими категориями служб. В качестве примера
категории можно назвать:
•
•
•
•
•
•
службы операционной системы
службы графического и пользовательского интерфейса
службы баз данных
службы коммуникаций
службы обмена данными
службы мультимедиа
23
Атрибут службы
Атрибут службы – специфическая или
отличительная характеристика службы.
Примерами атрибутов могут служить такие
признаки, как:
• реальное время
• безопасность
• отказоустойчивость.
Наличие атрибута отражает тот факт, что не все
составляющие, входящие в службу
определенной категории, эквивалентны.
24
Таблица – Связь между категориями и атрибутами служб
Атрибуты служб
Категория служб
Службы операционной
системы
Реальное
время
Безопасность
+
+
Отказоустойчивость
Службы графического и
пользовательского
интерфейса
+
Службы баз данных
+
+
+
+
Службы коммуникаций
+
Службы обмена данных
Службы мультимедиа
+
+
25
Детализация эталонных моделей
Эталонные модели могут развиваться.
Такое развитие обычно идет путем
последовательной детализации, которая
осуществляется в форме декомпозиции
сущностей и/или декомпозиции служб.
В результате такой детализации постепенно
переходят к рассмотрению возможных способов
реализации компонентов модели и эталонная
модель зачастую трансформируется в модель
архитектуры.
26
Эталонная модель POSIX-среды открытой
системы. Детализация сущностей.
Прикладное ПО
Прикладное ПО
Прикладное ПО
Программы
Программы
Программы
Данные
Данные
Данные
Документация
Документация
Документация
Службы
API Службы
API Службы
API
API
API
API
Прикладная платформа
Службы
EEI
Внешняя
среда
Люди
EEI
Объекты информационного обмена
Объекты
коммуникаций
27
Польза от эталонных моделей
Практическая польза от эталонных моделей заключается в том,
что с их помощью удается:
• установить язык, на котором можно успешно общаться,
проводить анализ и делать выводы в отношении
определенного класса систем
• заложить основу для скоординированных работ по созданию
систем определенного класса или типа, включая направления
детализации, необходимой для их разработки и реализации
• выделить и описать существенные функциональные
возможности системы
• получить возможность для понимания того, как увязать между
собой противоречивые технологии и стандарты
• получить средство для управления сложностью систем
• определить направление и границы эволюционирования
системы.
28
Применение ЭМ
Имеются как образцы, введенные в
практику ИТ в качестве международных
стандартов, так и модели, ставшие
стандартами де-факто.
Кроме того, имеются эталонные модели,
специально разработанные для
отдельных крупных ИТ проектов.
29
Примеры ЭМ, ставших
международными стандартами
• эталонная модель взаимосвязи открытых систем (ISO/IEC
7498:1996. Information processing systems – Open Systems
Interconnection. Basic Reference Model (OSI));
• эталонная модель среды открытой системы (ISO/IEC TR
14252:1996. Information technology – Guide to the POSIX
Open System Environment (OSE))
• эталонная модель открытой распределенной обработки
(ISO/IEC 10746-2:1995 Reference Model for Open Distributed
Processing – Reference Model: Architecture (ODP))
• эталонная модель компьютерной графики (ISO/IEC
11072:1992, Information Technology - Computer Graphics Computer Graphics Reference Model)
30
Примеры ЭМ, ставших
международными стандартами
продолжение
• эталонная модель открытого обмена электронными
данными (ISO/IEC 14662 Information Technology – Open-edi
reference model).
• Модель DOD (англ. Department of Defense — Министерство
обороны США) — Стек протоколов TCP/IP использует
упрощенную модельOSI.
Модель DOD состоит из четырёх уровней: уровня сетевого
интерфейса (Network Access), соответствующего первым
двум уровням модели OSI, межсетевого уровня (internet),
соответствующего «Сетевому» уровню модели OSI,
транспортного уровня (Host-to-Host), соответствующего
«Транспортному» уровню модели OSI и уровня приложений
(Process/Application), соответствующего трем верхним
31
уровням модели OSI.
Модель взаимосвязи
открытых систем
Домен - сфера организации связей между
компьютерными системами
Примеры корпоративных решений:
• сетевая архитектура систем фирмы IBM
(IBM’s System Network Architecture - SNA)
• распределенная сетевая архитектура
(Distributed Network Architecture –DNA) фирмы
DEC (Digital Equipment Corporation).
32
Сетевая модель OSI
Сетевая модель OSI (англ. Open Systems
Interconnection Reference Model-OSI — модель
взаимосвязи открытых систем) — абстрактная
модель для сетевых коммуникаций и разработки
сетевых протоколов.
Представляет уровневый подход к сети.
Каждый уровень обслуживает свою часть процесса
взаимодействия.
Благодаря такой структуре совместная работа
сетевого оборудования и программного обеспечения
становится гораздо проще и понятнее.
33
Сетевой протокол
Сетевой протокол — набор правил,
позволяющий осуществлять соединение и
обмен данными между двумя включёнными в
сеть компьютерами.
Разные протоколы зачастую описывают лишь
разные стороны одного типа связи; взятые
вместе, они образуютстек протоколов.
Названия «протокол» и «стек протоколов»
также указывают напрограммное обеспечение,
которым реализуется протокол.
34
Неуниверсальность
корпоративных моделей
Сетевые решения SNA и DNA не ориентированы
на обеспечение универсального
взаимодействия.
Международная консультативная комиссия по
телефонии и телеграфии (МККТТ) и ИСО
разработали эталонную модель взаимосвязи
открытых систем (ВОС), описанную в
международном стандарте ИСО 7498.
35
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель.
Часть 1 Базовая модель
Часть 2 Архитектура защиты информации
Часть 3 Присвоение имен и адресация
Часть 4 Основы административного
управления
36
Выделение функциональных сред
Пользователи
Открытая система А
Открытая система В
Приложения
Приложения
Функции,
ориентированные
на приложения
Функции,
ориентированные
на приложения
Сетевые уровни
Сетевые уровни
Физическая среда ВОС
Сетевая среда ВОС
Функциональная среда ВОС
Среда реальных систем
37
Принципы разработки эталонной
модели ВОС
• стандарты ВОС разрабатываются на основе
абстрактных моделей
• для описания внешнего поведения взаимосвязанных
реальных открытых систем каждая такая система
должна быть представлена функционально
эквивалентной ей абстрактной моделью, называемой
открытой системой, при этом строго описывают
только те аспекты открытых систем, которые
относятся к их взаимосвязи
• стандартизации подлежит только внешнее поведение
открытых систем
38
Принципы разработки эталонной
модели ВОС
продолжение
• при моделировании вначале разрабатывают базовые
элементы открытых систем и принимают некоторые
основные решения, связанные с их организацией и
функционированием
• после выбора базовых элементов эталонной модели
разрабатывают подробное и точное описание
функционирования открытой системы, которое
включает в себя услуги и протоколы для ВОС
• эталонная модель в целом не содержит подробного и
точного описания функционирования открытой
системы
39
Семь уровней эталонной модели ВОС и
протоколы взаимодействия равноправных
объектов
40
Протоколы 7-уровневой модели
Прикладные процессы оконечных пользователей
Службы распределенной информации
Прикладной
уровень
Уровень
представлений
Сеансовый
уровень
Передача, доступ и управление файлами;
обмен сообщениями и документами;
передача и манипулирование заданиями
Синтаксически независимая служба
обмена сообщениями
Согласование синтаксиса передачи и
преобразования представления данных
Обеспечение прикладных элементов
управлением диалогом и синхронизацией
Сетенезависимые службы
обмена сообщениями
41
Протоколы 7-уровневой модели
продолжение
Транспортный
уровень
Сетевой
уровень
Уровень звена
данных
Физический
уровень
Передача сообщений от источника к приемнику
(управление соединением, управление ошибками,
фрагментация, управление потоком)
Маршрутизация в сети, адресация,
установление и освобождение вызовов
Управление звеном данных (кадрирование,
прозрачность данных, управление ошибками)
Определение механического и физического
интерфейсов сети
Физическая среда ВОС
42
Уровень OSI. Протоколы.
• Прикладной: HTTP, gopher, Telnet, DNS, SMTP, SNMP,
CMIP, FTP, TFTP, SSH, IRC, AIM, NFS, NNTP, NTP,
SNTP, XMPP, FTAM, APPC, X.400, X.500, AFP, LDAP,
SIP, ITMS, Modbus TCP, BACnet IP, IMAP, POP3, SMB,
MFTP, BitTorrent, eD2k, PROFIBUS, NCP и др.
• Представления: ASN.1, XML-RPC, TDI, XDR, SNMP,
FTP, Telnet, SMTP, NCP, AFP, ICAСеансовыйASP, ADSP,
DLC, Named Pipes, NBT, NetBIOS, NWLink, Printer
Access Protocol, Zone Information Protocol, SSL, TLS,
SOCKS, RPC, ICA
• Транспортный: TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, IL, NBP,
RTMP, SMB, SPX, SCTP, DCCP, RTP, TFTP
43
Уровень OSI. Протоколы.
продолжение
• Сетевой: IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI,
DDP, IPSec, ARP, RARP, DHCP, BOOTP, SKIP, RIP, GRE
• Канальный (звена данных): STP, ARCnet, ATM, DTM,
SLIP, SMDS, Ethernet, FDDI, Frame Relay, LocalTalk,
Token ring, StarLan, L2F, L2TP, PPTP, PPP, PPPoE,
PROFIBUS
• Физический: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485,
ITU-T, xDSL, ISDN (T1, E1), Ethernet (10BASE-T,
10BASE2, 10BASE5), Fast Ethernet (100BASE-T,
100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX), Gigabit
Ethernet (1000BASE-T, 1000BASE-TX, 1000BASE-SX)
44
Реализация уровней OSI
Два самых низших уровня OSI
реализуются аппаратным и программным
обеспечением.
Остальные пять высших уровней, как
правило, реализуются программным
обеспечением.
45
Что описывает эталонная
модель ?
Эталонная модель OSI описывает, каким образом
информация проделывает путь через среду сети
(например, провода) от одной прикладной программы
(например, программы обработки крупноформатных
таблиц) до другой прикладной программы, находящейся
в другом компьютере.
Так как информация, которая должна быть отослана,
проходит вниз через уровни системы, по мере этого
продвижения она становится все меньше похожей на
человеческий язык и все больше похожей на ту
информацию, которую понимают компьютеры, а именно
"единицы" и "нули".
46
Прохождение информации
System A
System B
7
7
6
6
.
.
.
.
.
.
.
.
1
1
Network
47
Пользователи и провайдеры
Service user
Service user
OSI layer x+1
(layer x+1 protocol) (layer x+1 protocol)

OSI layer x

Service protocol
(layer x protocol)
Service access points
48
Отличие модели от реализации
Эталонная модель OSI не является реализацией сети.
Она только определяет функции каждого уровня.
В этом отношении она напоминает план для постройки
корабля.
Точно также, как для выполнения фактической работы по
плану могут быть заключены контракты с любым
количеством кораблестроительных компаний, любое
число поставщиков сети могут построить протокол
реализации по спецификации протокола.
И если этот план не будет предельно понятным, корабли,
построенные различными компаниями, пользующимися
одним и тем же планом, пусть незначительно, но будут
49
отличаться друг от друга.
Прикладной уровень
(Application layer)
Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает
взаимодействие сети и пользователя.
Уровень разрешает приложениям пользователя
доступ к сетевым службам, таким как:
обработчик запросов к базам данных, доступ к
файлам, пересылке электронной почты.
Также отвечает за передачу служебной
информации, предоставляет приложениям
информацию об ошибках и формирует запросы
к уровню представления.
50
Уровень представления
(Presentation layer)
Этот уровень отвечает за преобразование
протоколов и кодирование/декодирование данных.
Запросы приложений, полученные с уровня
приложений, он преобразует в формат для передачи
по сети, а полученные из сети данные преобразует в
формат, понятный приложениям.
На этом уровне может осуществляться
сжатие/распаковка или кодирование/декодирование
данных, а также перенаправление запросов другому
сетевому ресурсу, если они не могут быть
обработаны локально.
51
Сеансовый уровень
(Session layer)
Отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя
приложениям взаимодействовать между собой
длительное время.
Уровень управляет созданием/завершением сеанса,
обменом информацией, синхронизацией задач,
определением права на передачу данных и
поддержанием сеанса в периоды неактивности
приложений.
Синхронизация передачи обеспечивается помещением
в поток данных контрольных точек, начиная с которых
возобновляется процесс при нарушении
взаимодействия.
52
Транспортный уровень
(Transport layer)
4-й уровень модели, предназначен для доставки
данных без ошибок, потерь и дублирования в той
последовательности, как они были переданы.
При этом неважно, какие данные передаются,
откуда и куда, то есть он предоставляет сам
механизм передачи.
Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер
которых зависит от протокола, короткие объединяет
в один, а длинные разбивает.
Протоколы этого уровня предназначены для
взаимодействия типа точка-точка.
53
Сетевой уровень
(Network layer)
3-й уровень сетевой модели OSI,
предназначен для определения пути
передачи данных.
Отвечает за трансляцию логических адресов
и имён в физические, определение
кратчайших маршрутов, коммутацию и
маршрутизацию, отслеживание неполадок и
заторов в сети.
На этом уровне работает такое сетевое
устройство, как маршрутизатор.
54
Канальный уровень
(Data Link layer)
Этот уровень предназначен для обеспечения
взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за
ошибками, которые могут возникнуть.
Полученные с физического уровня данные он упаковывает в
кадры данных, проверяет на целостность, если нужно
исправляет ошибки и отправляет на сетевой уровень.
Канальный уровень может взаимодействовать с одним или
несколькими физическими уровнями, контролируя и
управляя этим взаимодействием.
Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2
подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ
к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control)
обеспечивает обслуживание сетевого уровня.
На этом уровне работают коммутаторы, мосты.
55
Физический уровень
(Physical layer)
Самый нижний уровень модели, предназначен
непосредственно для передачи потока данных.
Осуществляет передачу электрических или
оптических сигналов в кабель и соответственно их
приём и преобразование в биты данных в
соответствии с методами кодирования цифровых
сигналов.
Другими словами, осуществляет интерфейс между
сетевым носителем и сетевым устройством.
На этом уровне работают концентраторы,
повторители (ретрансляторы) сигнала и сетевые
адаптеры.
56
В настоящее время основным
используемым семейством протоколов
является TCP/IP, разработка которого не
была связана с моделью OSI.
За все время существования модели OSI
она не была реализована, и, по-видимому,
не будет реализована никогда.
Сегодня используется только некоторое
подмножество модели OSI.
Считается, что модель слишком сложна, а
её реализация займёт слишком много
времени.
57
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Часть 1 Базовая модель
Часть 2 Архитектура защиты информации
Часть 3 Присвоение имен и адресация
Часть 4 Основы административного
управления
58
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Часть 1
Базовая модель
59
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Часть 1 Область применения
•
Целью настоящего стандарта,
распространяющегося на эталонную модель
взаимосвязи открытых систем (ВОС), является
создание основы для скоординированной
разработки стандартов в указанной области.
Допускается также использование существующих
стандартов ВОС и определяется их будущее
местоположение в рамках эталонной модели.
•
Термин «взаимосвязь открытых систем» относится
к стандартам на обмен информацией между
системами, «открытыми» друг другу для такого
обмена путем совместного использования ими
соответствующих стандартов.
60
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Часть 1 Область применения
продолжение
•
Понятие «открытости» систем не
связано с их конкретной реализацией,
техническими средствами или
способами взаимосвязи, а обозначает
взаимное признание и поддержку
соответствующих стандартов.
61
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Часть 1 Область применения
продолжение
•
Кроме того, настоящий стандарт определяет
направления разработки и усовершенствования
стандартов и является общим эталоном для
обеспечения их совместимости.
Он не может служить ни спецификацией для конкретной
реализации, ни основой для оценки соответствия
правилам существующих реализаций и не содержит
детализации, позволяющей точно определить услуги и
протоколы архитектуры ВОС.
Настоящий стандарт предоставляет только
концептуальные и функциональные рамки,
позволяющие группам экспертов продуктивно и
независимо друг от друга разрабатывать стандарты на
каждый уровень эталонной модели ВОС.
62
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
•
Эталонная модель обладает достаточной
гибкостью для учета дальнейшего развития
технических средств и расширения
требований пользователя. Эта гибкость
предусматривает также возможность
постепенного перехода от существующих
реализаций к стандартам ВОС.
63
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
•
Поскольку набор общих архитектурных принципов,
определяющих взаимосвязь открытых систем,
очень широк, то основным объектом настоящего
стандарта являются системы, охватывающие
терминалы, компьютеры и подсоединенные к ним
устройства, а также средства для передачи
информации между такими системами. Остальные
аспекты ВОС, требующие внимания, рассмотрены
кратко.
64
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
Описание эталонной модели ВОС в настоящем
стандарте представлены в последовательности:
•
В разделе 4 дано обоснование для разработки ВОС,
определены объекты взаимосвязи, область
существования ВОС и описаны принципы
моделирования, использованные в ВОС.
•
В разделе 5 рассмотрены общие принципы построения
архитектуры эталонной модели, а именно: ее
многоуровневая структура, смысл разбиения на уровни,
а также принципы, используемые при описании уровней.
65
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
•
В разделе 6 перечислены и определены конкретные
уровни архитектуры.
•
В разделе 7 приведено подробное описание уровней.
•
В разделе 8 приведено описание принципов
административного управления ВОС.
•
В разделе 9 определены согласованность и
совместимость с эталонной моделью ВОС.
•
В приложении А приведены способы, которые были
использованы при разбиении на уровни.
66
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
•
Раздел «Нормативные ссылки» в
настоящем стандарте заменен
приложением С «Библиография».
•
Дополнительные задачи эталонной модели
описаны в других частях ГОСТ Р ИСО/МЭК
7498: во второй — архитектура защиты
ВОС, в третьей — вопросы присвоения
имен и адресации, в четвертой —
административное управление систем ВОС.67
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
•
Эталонная модель служит основой для определения
услуг и протоколов, удовлетворяющих требованиям,
установленным в эталонной модели.
•
В тех редких случаях, когда функциональная
возможность указана в эталонной модели как
факультативная, она должна оставаться
факультативной также в составе соответствующего
протокола или услуги (даже если в данный момент
эти два варианта факультативности не
документированы).
68
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Область применения
•
Эталонная модель не определяет услуг и протоколов
для ВОС. Она также не является ни спецификацией
реализации для систем, ни основой для оценки
соответствия реализаций.
•
Для тех стандартов, которые удовлетворяют
требованиям ВОС, наименьшее число конкретных
поднаборов определяется из факультативных
функций с целью упростить реализацию и
совместимость.
69
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Определения и обозначения
Определения
•
Определения терминов приведены в начальных пунктах
разделов. Для удобства указатель этих определений терминов
приведен в приложении В.
Обозначения
•
При описании уровней в разделе 5 использованы обозначения
(N)-, (N+1)- и (N—1)-, определяющие смежные уровни и
соотношение между ними:
(N)-уровень — конкретный уровень;
(N+1)-уровень — верхний уровень, смежный с (N)-уровнем;
(N—1)-уровень — нижний уровень, смежный с (N)70
уровнем.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Определения и обозначения
•
Эти обозначения используются также для
определения других понятий эталонной модели,
которые относятся к данным уровням, например
(N)-протокол, (N+1)-услуги и т. д.
•
В разделе 6 приведены наименования отдельных
уровней. При обращении к этим уровням по именам
префиксы (N)-, (N+1)- и (N—1)- замещаются
именами уровней, Например: протокол
транспортного уровня, логический объект
сеансового уровня, услуги сетевого уровня.
71
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Введение во взаимосвязь открытых
систем
Определения
•
Реальная система — компьютер или совокупность
нескольких компьютеров, соответствующего
программного обеспечения, периферийного
оборудования, терминалов, персонала операторов,
физических процессов, средств передачи информации и
т. д., которая образует полностью автономную систему,
способную обрабатывать и (или) передавать
информацию.
72
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Введение во взаимосвязь открытых систем
•
Реальная открытая система — реальная
система, которая подчиняется требованиям
стандартов ВОС при взаимодействии с
другими реальными системами.
•
Открытая система — представление в
рамках эталонной модели тех аспектов
реальной открытой системы, которые
относятся к ВОС.
73
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Введение во взаимосвязь открытых
систем
•
Прикладной процесс — элемент реальной открытой
системы, который выполняет обработку информации
для некоторого конкретного применения.
•
Функциональная среда ВОС (ФСВОС) — абстрактное
представление совокупности концепций, элементов,
функций, услуг, протоколов и т. д., как определено
базовой эталонной моделью и разработанными на ее
Основе конкретными стандартами, которые при их
применении обеспечивают обмен данными между
74
открытыми системами.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
•
•
Привлечение прикладного процесса —
конкретное использование некоторой части
или всех возможностей данного
прикладного процесса при обеспечении
конкретного сеанса обработки информации.
Тип прикладного процесса — описание
класса прикладных процессов в понятиях
набора функциональных возможностей,
связанных с обработкой информации.
75
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Функциональная среда ВОС
•
В соответствии с концепцией ВОС реальная
система представляет собой компьютер или
совокупность нескольких компьютеров,
соответствующего программного обеспечения,
периферийного оборудования, терминалов,
персонала операторов, физических процессов,
средств передачи информации и т. д., образующую
полностью автономную систему, способную
обрабатывать и (или) передавать информацию.
76
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
продолжение
•
•
Прикладной процесс — это элемент
реальной открытой системы, который
выполняет обработку информации для
конкретного применения.
Прикладные процессы могут
представлять собой ручные процессы,
процессы, выполняемые на
компьютерах, или физические
77
процессы.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Примеры прикладных процессов, соответствующих
определению открытой системы:
•
обслуживание банковского терминала оператором
является ручным прикладным процессом;
•
программа на языке ФОРТРАН, выполняемая в
вычислительном центре и имеющая доступ к удаленной
базе данных, является прикладным процессом,
выполняемым на компьютере; сервер систем
административного управления удаленными базами
данных также является прикладным процессом;
78
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
продолжение
•
программа управления процессом,
выполняемая на специальном компьютере,
подсоединенном к некоторому
промышленному оборудованию и
включенном в систему управления
предприятием, является физическим
прикладным процессом.
79
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
В реальной открытой системе прикладной процесс
представляет собой совокупность ресурсов, включая
ресурсы обработки, которые могут быть использованы
при выполнении специальных действий, связанных с
обработкой информации.
Прикладной процесс может организовать свои
взаимосвязи с другими прикладными процессами таким
способом, который необходим для достижения
специальной цели обработки информации:
рассматриваемая базовая модель не налагает никаких
ограничений ни на форму этих взаимосвязей, ни на
взаимоотношения между прикладными процессами. 80
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Действие данного прикладного процесса представляется одним
или несколькими при влечениями прикладного процесса.
Взаимодействие между прикладными процессами
осуществляется через взаимоотношения, установленные между
привлечениями прикладного процесса.
В определенное время прикладной процесс может быть
представлен отсутствием, одним или несколь кими
привлечениями прикладного процесса.
Привлечение прикладного процесса несет ответствен ность за
координацию своих взаимосвязей с другими привлечениями
прикладного процесса.
Рассмотрение такой координации не входит в предмет
рассмотрения базовой модели.
81
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Понятие ВОС относится к обмену
информацией между открытыми
системами, а не к внутреннему
функционированию каждой отдельной
реальной открытой системы.
82
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Действие данного прикладного процесса представляется одним
или несколькими привлечениями прикладного процесса.
Взаимодействие между прикладными процессами
осуществляется через взаимоотношения, установленные между
привлечениями прикладного процесса.
В определенное время прикладной процесс может быть
представлен отсутствием, одним или несколькими
привлечениями прикладного процесса.
Привлечение прикладного процесса несет ответственность за
координацию своих взаимосвязей с другими привлечениями
прикладного процесса.
Рассмотрение такой координации не входит в предмет
рассмотрения базовой модели.
83
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Понятие ВОС относится к обмену
информацией между открытыми
системами, а не к внутреннему
функционированию каждой отдельной
реальной открытой системы.
84
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Открытые системы, соединенные физической средой
Открытая
система А
Открытая
система В
Физическая среда
Открытая
система S
Открытая
система С
85
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
•
Как показано на рисунке, физическая среда
для взаимосвязи открытых систем
обеспечивает средства передачи
информации между открытыми системами.
•
Положения ВОС распространяются только
на взаимосвязь систем. Все другие аспекты
систем, не имеющие отношения к
взаимосвязи, не входят в предмет
рассмотрения положений ВОС.
86
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
•
Положения ВОС распространяются не
только на передачу информации между
системами (например, передачу данных), но
и на их способность к взаимодействию для
решения общей (распределенной) задачи.
Другими словами, ВОС охватывает аспекты
взаимосвязи, относящиеся к
взаимодействию между системами, что и
подразумевает выражение «взаимосвязь
систем».
87
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Понятие «взаимодействие открытых систем» предполагает
широкий набор действий, таких как:
•
обмен данными между процессами в части обмена
информацией и синхросигналами между прикладными
процессами ВОС;
•
представление данных, касающееся всех аспектов создания и
сохранения описаний данных, а также преобразований данных
с целью их переформатировать при обмене между открытыми
системами;
•
хранение данных, касающееся накопителей информации, а
также систем файлов и баз данных, необходимых для
управления и обеспечения доступа к данным, хранящимся в
накопителях;
88
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
•
управление процессами и ресурсами, относящееся к
средствам, которые объявляют прикладные процессы
ВОС, инициируют их и управляют ими, а также к
средствам, обеспечивающим для них доступ к ресурсам
ВОС;
•
обеспечение целостности и защиты, налагающее
ограничения на обработку информации, которые
должны быть предусмотрены при функционировании
открытых систем;
•
программная поддержка, охватывающая описание,
компиляцию, редактирование, тестирование и хранение
программ, выполняемых прикладными процессами
ВОС, их передачу и доступ к ним.
89
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Некоторые из перечисленных операций предполагают обмен
информацией между взаимосвязанными открытыми
системами и, следовательно, аспекты их взаимосвязи могут
входить в область рассмотрения ВОС.
Базовая эталонная модель охватывает те элементы
перечисленных действий, которые существенно важны на
начальной стадии разработки стандартов ВОС.
Задачей ВОС является определение совокупности
стандартов, позволяющих обеспечить взаимодействие
реальных открытых систем. Система, удовлетворяющая
требованиям соответствующих стандартов ВОС при
взаимодействии с другими системами, называется реальной
открытой системой.
90
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Задача стандартизации в области ВОС состоит в том, чтобы
определить набор стандартов, которые обеспечивают
возможность обмена данными между автономными системами.
Любое оборудование, осуществляющее обмен данными в
соответствии со всеми стандартами на протоколы ВОС,
является реальным эквивалентом понятия модели «открытая
система».
Оборудование, относящееся к категории «оконечное», которое
требует вмешательства оператора в большую часть обработки
информации, может удовлетворять указанным выше
положениям о применении соответствующих стандартов ВОС,
при взаимодействии с другими открытыми системами.
91
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Моделирование функциональной среды ВОС
Разработке стандартов ВОС, т. е. стандартов по
взаимосвязи реальных открытых систем, способствует
использование абстрактных моделей.
Для описания внешнего поведения взаимосвя занных
реальных открытых систем каждая такая система
должна быть представлена функционально
эквивалентной ей абстрактной моделью, называемой
открытой системой.
При этом строго описывают только те аспекты открытых
систем, которые относятся к их взаимосвязи.
92
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
продолжение
Для законченности этого описания необходимо
определить как внутреннее, так и внешнее поведение
открытых систем.
Стандартизации подлежит только внешнее поведение
открытых систем.
Описание их внутреннего поведения приведено в
эталонной модели только для более полного
определения аспектов, относя щихся к ВОС.
Любая реальная система, которая внешне ведет себя
как открытая система, может быть рассмотрена как
реальная открытая система.
93
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Абстрактное моделирование проводят в два этапа.
•
Вначале разрабатывают базовые элементы открытых
систем и принимают некоторые основные решения,
связанные с их организацией и функционированием.
Это составляет эталонную модель ВОС,
определяемую в настоящем стандарте.
•
Далее в рамках эталонной модели разрабатывают
подробное и точное описание функционирования
открытой системы. Оно включает в себя услуги и
протоколы для ВОС, что является предметом
рассмотрения других стандартов.
94
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Следует подчеркнуть, что сама эталонная
модель не содержит подробного и точного
описания функционирования открытой системы
и поэтому не определяет внешнего поведения
реальных открытых систем и не рассматривает
структуру конкретной реализации реальной
открытой системы.
эталонной модели.
95
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Специалисты, незнакомые с методом абстрактного
моделирования, должны иметь в виду, что понятия,
используемые при описании открытых систем,
представляют собой абстракцию, несмотря на их
видимое сходство с понятиями, обычно
используемыми при описании, реальных систем.
Поэтому реальные открытые системы не
обязательно должны быть реализованы именно
так, как описано в эталонной модели.
96
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498
Взаимосвязь открытых систем.
Базовая эталонная модель
Базовые элементы ВОС
Компоненты прикладных процессов, относящиеся к ВОС
(логические объекты прикладного уровня)
Открытая
система А
Открытая Открытая
система В система С
Открытая
система S
Компоненты
реальных
открытых
систем,
относящихся
к ВОС
ФСВОС
Ассоциации
97
Госпрофили ВОС
На основе ЭМ ВОС разработаны правительственные
профили ВОС Government Open System Environment
Profile (GOSIP) почти во всех промышленно
развитых странах (США, Великобритания, Франция,
Швеция, Канада, Япония и др.).
В России работа над Государственным профилем
взаимосвязи открытых систем (Госпрофиль ВОС)
началась во второй половине 90-х годов, ее
результаты отражены в документе Рекомендация по
стандартизации Госстандарта РФ Р 50. 1.022-2000.
98
Литература
•
•
•
•
Meyers B.G., Oberndorf P. Managing software
acquisition: open systems and COTS products.
Addison-Wesley. 2001.
CISCO Internetworking Technology Overview
– пер. Владимир Плешаков (Сервер МаркИТТ)
Олифер Н., Олифер В. - Введение в IP-сети
: www.citforum.ru
Советов Б.Я., Яковлев С.А. – Построение
сетей интегрального обслуживания. – Л.:
Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990.
99