Формальні умови передачі інформації по мережі

Будь-який інформаційний контакт між людьми виконується у відповідності з певними правилами. Діалог, тобто двосторонній обмін інформацією, не може відбутися без процедурних правил, що визначають порядок обміну інформацією, передбачають виникнення помилок, перерв і т.д. В сучасних мережах домінуюче значення набула концепція "протокола" - формальної процедури взаємодії.

Необхідність розробки протоколів для взаємодії в мережі добре ілюструється прикладом з повсякденного життя - бесідою двох людей. Справа в тому, що для бесіди необхідно виконання цілої низки умов, що самі по собі розуміються. На мові теорії інформації спілкування можливо в "погодженій системі". Справді, необхідно, щоб обидві людини користувались однаковими фізичними апаратами для передачі та прийому інформації. При спілкуванні машин ці умови відповідають фізичному рівню протоколу взаємодії, що встановлює на цьому рівні погодженість в системі. Еквівалентом діалогу людей може бути діалог електричних апаратів, у яких середовищем спілкування служить мережа зв'язку. На фізичному рівні необхідно домовитися про тип електричних сигналів, про те, що вони означають, про точний сенс сполучень і т.п. Співрозмовники повинні користуватися одним і тим же словником. На машинному рівні це відповідає набору команд, що використовуються обома машинами для зв'язку. Більш високим необхідним рівнем для проведення бесіди є використання однакових законів об'єднання слів в фрази, тобто загальних конструктивних основ мови і граматики. Число рівнів можна продовжити. Існує, нарешті, рівень взаєморозуміння, коли домовляються про термінологію, що вживається, підбирають в співрозмовники людей одного рівня кваліфікації і т.д. Умови погодженої взаємодії в мережі комп'ютерів, терміналів, концентраторів і комутаційних вузлів формулюють в вигляді набору правил, об'єднаних Всесвітньою організацією по стандартизації в стандарт для певного типу мережі. Для різноманітного типу мереж існують різноманітні стандарти, наприклад, стандарт для телефонної мережі загального користування, стандарт X. 21 для комутуємої мережі передачі даних, стандарт X. 25 для мережі з пакетною комутацією і т.д.

Весь процес взаємодії систем в мережі, починаючи від команд для сполучення каналу і кінчаючи діалогом користувачів, можна уявити як ієрархію рівнів. Міжнародна організація стандартів розробила таку ієрархію з семи рівнів, тобто формалізовала всі можливі процедурні дії в мережі у вигляді упорядкованої ієрархічної системи, що складається з семи функціональних поверхів або рівнів. Правила взаємодії, формати даних і тимчасові співвідношення в межах одного рівня називають міжрівневим інтерфейсом. Таким чином, взаємодія в мережі на одному рівні визначається протоколом, а сусідні по вертикалі рівні взаємодіють один з одним через міжрівневий інтерфейс.

Кожний з семи рівнів має власний набір правил (протокол) і відповідну назву (в порядку ієрархії від вищого до нижчого):

7. Прикладний рівень (Application).

6. Представницький рівень (Presentaition)

5. Сеансовий рівень (Session).

4. Транспортний рівень (Transport).

З. Мережевий рівень (Network).

2. Канальний рівень (Data Link).

1. Фізичний рівень (Physical).

Задача кожного нижчого рівня, наприклад, N-1, полягає в забезпеченні функціонування більш високого рівня N.

Фізичний рівень - найнижчий - здійснює управління фізичним каналом, він визначає електричні та механічні характеристики підключення каналів зв'язку, тобто передача відповідних напруг і перетворення сигналів. Цей рівень забезпечує сервіс для наступного рівня управління інформаційним каналом.

Канальний рівень (рівень управління каналом) організує канал, стежить за його сполученням і роз'єднанням. Він забезпечує передачу даних через сполучення КУД - АПД.

Мережевий рівень виконує функції формування і маршрутизації інформації, її комутації і адресації, тобто управляє інформаційними потоками.

На транспортний рівень покладена відповідальність за управління транспортним сервісом, тобто за передачу даних від джерела до адресата. Названі чотири рівня визначають взаємодію комутаційних систем при проведенні діалогових сеансів, тобто транспортний сервіс в обчислювальній мережі.

Сеансовий рівень забезпечує проведення сеансів взаємодії між кореспондентами в мережі, підтримання сеансів зв'язку і їхнє закінчення. Він забезпечує діалоговий пошук інформації, передачу файлів.

Представницький рівень визначає функції перетворення і подання даних в потрібному форматі, інтерпретує взаємодію процесів, представляє дані у відповідності з програмою користувача, виконує трансляцію команд, запитів і даних.

Прикладний рівень відповідає за виконання програм користувачів, змістом яких можуть бути інформаційно - довідкові або обчислювальні роботи Він визначає функції взаємодії між прикладними процесами.

Необхідно ще сказати про розроблений МККТТ стандарт, який визначає взаємодію між кінцевим обладнанням даних КУД і апаратурою передачі даних АПД в мережі з пакетною комутацією. Цей стандарт відомий як протокол X. 25. Він охоплює протоколи трьох нижніх рівнів - управління передачею даних на фізичному, канальному та мережевому рівнях - і визначає основні вимоги до процедур транспортування пакетів між кінцевими пунктами мережі.

Міжнародна організація по стандартизації, а пізніше МККТТ визначили на основі розробленого раніше фірмою ІВМ протоколу інформаційного каналу міжнародний протокол управління інформаційним каналом, названий HDLC – High Level Data Link Control Procedure. Протокол рекомендований для використання в державних мережах передачі даних