Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання   /  Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем

Зміст:

3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів

Багаторівневе представлення засобів мережної взаємодії має свою специфіку, пов’язану з тим, що в процесі обміну повідомленнями беруть участь дві сторони — відправник та одержувач повідомлень. Обидва учасника мережного обміну мають прийняти велику кількість угод. Наприклад, вони мають погодити рівні й форму електричних сигналів, спосіб визначення довжини повідомлень, домовитися про методи контролю достовірності й ін. Інакше кажучи, угоди мають бути прийняті для всіх рівнів, починаючи від найнижчого — рівня передачі бітів — до найвищого, що реалізує сервіс для користувачів мережі.

Формалізовані правила, що визначають послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються мережні компоненти, що лежать на одному рівні, але в різних вузлах, називаються протоколом. Модулі, що реалізують протоколи сусідніх рівнів і знаходяться в одному вузлі, також взаємодіють один з одним відповідно до чітко визначених правил за допомогою стандартизованих форматів повідомлень. Ці правила прийнято називати інтерфейсом. Інтерфейс, з одного боку, визначає послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються мережні компоненти, що знаходяться на сусідніх рівнях на одному вузлі, а з іншого, визначає також набір послуг, який надається цим рівнем сусідньому рівню.

По суті, протокол і інтерфейс виражають схожі поняття, але традиційно в мережах зв’язку за ними закріплені різні області дії: протоколи визначають правила взаємодії модулів одного рівня на різних вузлах, а інтерфейси — модулів сусідніх рівнів на одному вузлі.

Засоби кожного рівня мають відпрацьовувати, по-перше, власний протокол, а по-друге, інтерфейси із сусідніми рівнями.

Ієрархічно організований набір протоколів, достатній для організації взаємодії вузлів у мережі, називається стеком протоколів.

Протоколи різних рівнів незалежні, тобто протокол будь-якого рівня може бути змінений незалежно від протоколу іншого рівня. Мережні протоколи можуть бути реалізовані як програмно, так і апаратно. Протоколи нижчих рівнів часто реалізуються комбінацією програмних і апаратних засобів, а протоколи верхніх рівнів — як правило, суто програмними засобами.

Програмний модуль, що реалізує певний протокол, часто скорочено також називають протоколом. При цьому співвідношення між протоколом як формально визначеною процедурою і протоколом — програмним модулем, що реалізує цю процедуру, — аналогічно співвідношенню між алгоритмом розв’язання певного завдання і програмою, що розв’язує це завдання.

Той самий алгоритм може бути запрограмований з різним ступенем ефективності. Так само й протокол може мати кілька програмних реалізацій. Саме тому при порівнянні протоколів слід враховувати не лише логіку їхньої роботи, але і якість програмних рішень. Більш того, на ефективність взаємодії пристроїв у мережі впливає якість усієї сукупності протоколів, що складають стек, зокрема, те, наскільки раціонально розподілені функції між протоколами різних рівнів і наскільки добре визначені інтерфейси між ними. Протоколи реалізуються за допомогою мережних пристроїв — концентраторів, мостів, комутаторів, маршрутизаторів, шлюзів тощо. Дійсно, у загальному випадку термінали користувачів у мережі зв’язані, як правило, не прямо, а через різні комунікаційні пристрої. Залежно від типу пристрою в ньому мають бути вбудовані засоби, що реалізують той чи інший набір протоколів.