Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання   /  Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія

Зміст:

3.1.1. Відкриті системи та їх взаємодія

Основною вимогою часу до сучасних і перспективних телекомунікаційних систем є відкритість їхньої архітектури, оскільки через різнорідність використовуваних мережних технологій, протоколів і обладнання проблема сумісності в системах телекомунікацій є однією з найбільш гострих. У зв’язку з цим зусилля переважної більшості міжнародних організацій зі стандартизації, фірм-виробників телекомунікаційного обладнання й операторів зв’язку зосереджені на підвищенні рівня протокольної й апаратної сумісності і, врешті решт, прибутковості телекомунікаційної галузі як у національному, так і в міжнародному масштабі.

До цього часу найбільшого поширення набула узагальнена модель взаємодії інфокомунікаційних систем — еталонна модель взаємодії відкритих систем (ЕМВВС), заснована на розгляді їх мережної архітектури за рівнями, кожний з яких виконує одну або декілька певних функцій. Рівні ЕМВВС вважаються логічно незалежними і розташованими один над одним, причому нижні рівні відповідають за реалізацію функцій фізичного з’єднання в мережі, а верхні рівні належать до прикладних завдань, пов’язаних з обробкою виду й форми інформації, що циркулює в мережі. Використання ЕМВВС є необхідною умовою для забезпечення погодженого функціонування протоколів і механізмів різних мережних рівнів як у рамках єдиної телекомунікаційної технології, так і в неоднорідному мережному середовищі.

Дотримання всіма виробниками мережного обладнання загальноприйнятих правил і рекомендацій є необхідною умовою успішного розв’язання всього комплексу завдань, покладених на сучасні ТКС. Тому будь-який мережний протокол або технологія тільки тоді здобуває «законний» статус, коли їхній зміст закріплюється у відповідному стандарті. Поняття програмної й (або) апаратної сумісності в сучасних системах телекомунікацій тісно пов’язане з поняттям «відкритості».

Існують декілька визначень поняття «відкрита система», які в різний час були сформульовані такими організаціями, як Інститут інженерів з електротехніки й електроніки (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE), Національний інститут зі стандартів і технологій США (National Institute of Standards and Technology, NIST), компанією Hewlett-Packard. У широкому значенні відкритою системою може бути названа будь-яка система (телекомунікаційна мережа, автоматична телефонна станція, абонентський термінал, операційна система, протокол, інші апаратні й програмні продукти), побудована згідно з відкритими специфікаціями. Відповідно до визначення IEEE, «відкрита система — це система, що реалізує відкриті специфікації на інтерфейси, служби й формати даних, достатні для того, щоб забезпечити:

  • можливість перенесення (мобільність) прикладних систем, розроблених належним чином, з мінімальними змінами на широкий діапазон систем;
  • спільну роботу з іншими прикладними системами на локальних і віддалених платформах;
  • взаємодію з користувачами в стилі, що полегшує останнім перехід від системи до системи (мобільність користувачів)».

Ключовий момент у визначенні відкритих систем — використання терміна «відкрита специфікація». Тут і далі під «специфікацією» розуміються вимоги, що висуваються до системи. Специфікація включає впорядкований опис параметрів і структури об’єкта або інтерфейсу; у такому описі обов’язково присутнє визначення основних термінів, використовується певний метод опису об’єкта і містяться вказівки на взаємозв’язок даного об’єкта з іншими об’єктами. Відкрита специфікація визначається як «загальнодоступна специфікація, що підтримується відкритим, гласним погоджувальним процесом, спрямованим на постійну адаптацію нової технології, і відповідає стандартам». Звідси випливає, що специфікацію, наприклад, того або іншого інтерфейсу для управління мережами зв’язку вводять безвідносно до конкретних програмно-технічних засобів реалізації цього інтерфейсу. Використання при розробці систем відкритих специфікацій дозволяє третім сторонам розробляти для цих систем різні апаратні або програмні засоби розширення й модифікації, а також створювати програмно-апаратні комплекси із продуктів різних виробників. Однак не будь-яка специфікація є стандартом.

Оскільки процеси обробки й передачі інформації здійснюються як при взаємодії компонентів однієї системи, так і при взаємодії компонентів мережі, для управління цими процесами використовуються чітко визначені правила і процедури, відомі, відповідно, як інтерфейс і протокол. З урахуванням наведених положень можна визначити поняття відкритої інформаційної системи (ВІС) як системи, що реалізує стандартний набір послуг і функціонує відповідно до вимог стандартних інтерфейсів і протоколів. Останнє дозволяє забезпечити взаємодію технічно й логічно відмінних систем, поєднуючи їх у відкриту мережу зв’язку, де введення інформації, виведення результатів її обробки й взаємодія процесів здійснюються за допомогою повідомлень, виражених логічно структурованими сигналами, що надходять до ВІС через точки доступу, які називаються портами.

Яскравим прикладом відкритої системи є інформаційна система Інтернет. Ця мережа розвивалася в повній відповідності з вимогами, що висуваються до відкритих систем. У розробці її стандартів брали участь тисячі фахівців-користувачів з різних університетів, наукових організацій і фірм-виробників обчислювальної апаратури й програмного забезпечення, що працюють у різних країнах. Сама назва стандартів, що визначають роботу Інтернету — Request For Comments (RFC), що можна перекласти як «запит на коментарі», — свідчить про відкритий характер прийнятих стандартів. У результаті мережа Інтернет об’єднала в собі різноманітне обладнання й програмне забезпечення величезної кількості мереж, розкиданих по всьому світові.

Модульність — це одна з невід’ємних властивостей мереж зв’язку. Модульність виявляється не тільки в багаторівневому представленні телекомунікаційних протоколів у кінцевих вузлах мережі, хоча це, безумовно, важлива й принципова особливість мережної архітектури. Мережа складається з величезної кількості різних модулів — мережних адаптерів, мостів, маршрутизаторів, модемів, комп’ютерів, операційних систем і модулів.

Різноманітні вимоги, пропоновані користувачами й операторами до телекомунікаційних мереж, привели до появи численних і різноманітних пристроїв і програм для побудови мережі. Ці продукти відрізняються не тільки основними функціями (маються на увазі функції, виконувані, наприклад, повторювачами, мостами або маршрутизаторами), але й численними допоміжними функціями, що надають користувачам або адміністраторам додаткові можливості, такі як автоматизоване конфігурування параметрів мережних пристроїв, автоматичне виявлення й усунення деяких несправностей, можливість програмної зміни зв’язків у мережі й таке інше. Різноманітність збільшується також тому, що багато мережних пристроїв і протоколів відрізняються поєднанням тих або інших основних і додаткових функцій — існують, наприклад, пристрої, що поєднують у собі основні можливості комутаторів і маршрутизаторів, до яких додається ще й набір певних додаткових функцій, характерний тільки для даного продукту.

У результаті не існує компанії, що змогла б забезпечити виробництво повного набору всіх типів і підтипів обладнання й програмного забезпечення, необхідного для побудови мережі. Проте оскільки всі компоненти мережі мають працювати узгоджено, необхідно було приймати численні стандарти, які, якщо не в усіх, то хоча б у більшості випадків, гарантували б сумісність обладнання й програм різних фірм-виробників. Таким чином, поняття «модульність» і «стандартизація» у мережах нерозривно пов’язані, і модульний підхід тільки тоді дає переваги, коли він супроводжується дотриманням стандартам.

Сьогодні в секторі телекомунікаційного обладнання і протоколів із сумісністю продуктів різних виробників склалася ситуація, коли переважна більшість мережних рішень, які були запропоновані 5—10 років тому, вже практично стандартизована. У той же час дуже часто принципово нові мережні пристрої, протоколи та механізми виявляються несумісними навіть у провідних виробників. Така картина характерна не тільки для тих пристроїв або функцій, стандарти на які ще не встигли прийняти (це природно), але й для пристроїв, стандарти на які існують уже кілька років. Сумісність досягається тільки після того, як усі виробники реалізують відповідний стандарт у своїх виробах.