ISO 7498 standard
Ova norma ima trostruki naslov "Informacijski i računalni sustavi - interakcija otvoreni sustavi- Referentni model. Obično se ukratko naziva "Referentni model za međusobno povezivanje otvorenih sustava". Objavljivanje ove norme 1983. godine saželo je dugogodišnji rad mnogih poznatih telekomunikacijskih tvrtki i organizacija za normizaciju.
Glavna ideja na kojoj se temelji ovaj dokument je podjela procesa informacijske interakcije između sustava na razine s jasno razgraničenim funkcijama.
Prednosti slojevitog ustrojstva interakcije su u tome što takav ustroj osigurava neovisan razvoj standarda razine, modularnost u razvoju hardvera i softvera za informacijske i računalne sustave, te time doprinosi tehničkom napretku u ovom području.
Sukladno ISO 7498 razlikuje se sedam razina (slojeva) interakcije informacija:
- Aplikacijski sloj
- Prezentacijski sloj
- Razina sesije
- transportni sloj
- mrežni sloj
- Sloj veze
- Fizički sloj
Informacijska interakcija dvaju ili više sustava, dakle, skup je informacijskih interakcija podsustava razine, a svaki sloj lokalnog informacijskog sustava komunicira samo s odgovarajućim slojem udaljenog sustava.
Protokol zove se skup algoritama (pravila) za interakciju objekata istih razina.
Sučelje je skup pravila u skladu s kojima se provodi interakcija s objektom dane razine.
Proces postavljanja fragmentiranog bloka podataka jedne razine u blokove podataka druge razine naziva se enkapsulacija.
Hijerarhija razina, protokoli i hrpe
Hijerarhijski organiziran skup protokola, koji je dovoljan za organiziranje interakcije čvorova u mreži, naziva se skupovima komunikacijskih protokola.
Komunikacijski protokoli mogu se implementirati i u softver i u hardver. Protokoli nižeg sloja najčešće su implementirani u kombinaciji softvera i hardvera, dok su protokoli gornjeg sloja obično implementirani isključivo softverski.
Softverski modul koji implementira protokol često se skraćeno naziva i protokol. U ovom slučaju odnos između protokola, formalno definirane procedure, i protokola, programskog modula koji tu proceduru izvodi, sličan je odnosu između algoritma za rješavanje određenog problema i programa koji taj problem rješava.
Isti algoritam može se programirati s različitim stupnjevima učinkovitosti. Slično tome, protokol može imati nekoliko softverskih implementacija. Na temelju toga, pri usporedbi protokola potrebno je uzeti u obzir ne samo logiku njihova rada, već i kvalitetu programskih rješenja. Osim toga, kvaliteta cjelokupnog skupa protokola koji čine stog utječe na učinkovitost interakcije između uređaja u mreži, posebice na to koliko su racionalno funkcije raspoređene između protokola različitih razina i koliko su dobra sučelja između njih definiran.
Protokoli su organizirani ne samo po računalima, već i po drugima mrežni uređaji, na primjer, čvorišta, mostovi, preklopnici, usmjerivači itd. U općem slučaju, komunikacija računala na mreži ne odvija se izravno, već putem različitih komunikacijskih uređaja. Ovisno o vrsti uređaja, zahtijeva određene ugrađene alate koji implementiraju jedan ili drugi skup protokola.
Slojevi TCP/IP modela
Internetski sloj
Svi ovi zahtjevi doveli su do izbora paketno komutiranog mrežnog modela koji se temelji na sloju međumreže bez povezivanja. Ovaj sloj, nazvan internetski sloj ili međumrežni sloj, temelj je cjelokupne arhitekture. Njegova je svrha omogućiti svakom hostu slanje paketa bilo kojoj mreži koja će neovisno putovati do svog odredišta (na primjer, na drugoj mreži). Možda neće stići redom kojim su poslani. Ako je potreban redoslijed polaska, ovu zadaću obavljaju više razine. Imajte na umu da se riječ "Internet" ovdje koristi u izvornom značenju, iako je ovaj sloj prisutan na Internetu.
Ovdje možete vidjeti analogiju s poštanskim sustavom. Osoba može ubaciti nekoliko međunarodnih slova poštanski sandučić u jednoj zemlji, a uz malo sreće, većina će ih biti isporučena na točne adrese u drugim zemljama. Vjerojatno će pisma usput proći kroz nekoliko međunarodnih poštanskih pristupnika, ali to će dopisnicima ostati misterij. Svaka država (odnosno svaka mreža) može imati vlastite marke, željene veličine omotnica i pravila dostave koja su nevidljiva korisnicima poštanske usluge.
Internetski sloj definira službeni format paketa i protokol pod nazivom IP (Internet Protocol). Zadaća internetskog protokola je isporuka IP paketa do njihovih odredišta. Glavni aspekti ovdje su izbor rute paketa i sprječavanje začepljenja transportnih arterija. Stoga se može tvrditi da je internetski sloj TCP/IP modela funkcionalno blizak mrežnom sloju OSI modela. Ova korespondencija prikazana je na sl.
transportni sloj
Sloj iznad internetskog sloja TCP/IP modela obično se naziva transportni sloj. Dizajniran je da omogući ravnopravnim entitetima na prijemnim i odašiljačkim hostovima da komuniciraju, slično transportnom sloju OSI modela. Na ovoj razini moraju se opisati dva end-to-end protokola. Prvi, TCP (Transmission Control Protocol), je pouzdan protokol orijentiran na povezivanje koji omogućuje besprijekornu isporuku toka bajtova s jednog stroja na bilo koji drugi stroj na međumreži. Razbija ulazni tok bajtova u zasebne poruke i prosljeđuje ih internetskom sloju. Na odredištu primateljski TCP proces sastavlja izlazni tok iz primljenih poruka. Osim toga, TCP provodi kontrolu protoka tako da brzi pošiljatelj ne zatrpa sporog primatelja informacijama.
Drugi protokol u ovom sloju, UDP (Protokol korisničkih podataka), nepouzdan je protokol bez povezivanja koji ne koristi TCP-ovu serijsku kontrolu toka, već pruža vlastitu. Također se široko koristi u jednokratnim zahtjevima klijent-poslužitelj i aplikacijama gdje je brzina važnija od točnosti, kao što su glas i video. Odnos između IP, TCP i UDP protokola prikazan je na sl. 1.18. Od stvaranja IP protokola, ovaj je protokol implementiran u mnoge druge mreže.
Aplikacijski sloj
U TCP/IP modelu ne postoji sloj sesije niti sloj prezentacije. Ove razine jednostavno nisu bile potrebne, pa nisu bile uključene u model. Iskustvo s OSI modelom je dokazalo da je ovo točno: većina aplikacija nema veliku potrebu za njima.
Iznad transportnog sloja je aplikacijski sloj. Sadrži sve protokole visoke razine. Naslijeđeni protokoli uključuju Virtualni terminalski protokol (TELNET), File Transfer Protocol (FTP) i Email Protocol (SMTP), kao što je prikazano na dijagramu. Protokol virtualnog terminala omogućuje korisniku prijavu na udaljeni poslužitelj i rad na njemu. File Transfer Protocol pruža učinkovit način prijenosa informacija s računala na računalo. E-pošta je izvorno bila oblik prijenosa datoteka, no kasnije je za nju razvijen poseban protokol. Tijekom godina dodani su mnogi drugi protokoli, poput DNS-a (Domain Name Service), koji omogućuje prevođenje naziva hostova u mrežne adrese, NNTP (Network News Transfer Protocol), HTTP, protokol koji se koristi za stvaranje web stranica. Wide Web i mnogi drugi.
Host mrežni sloj
TCP/IP referentni model ne opisuje detaljno što se nalazi ispod međumrežnog sloja. Prijavljeno je samo da se host spaja na mrežu pomoću nekog protokola koji mu omogućuje slanje IP paketa preko mreže. Ovaj protokol nije definiran ni na koji način i može se mijenjati od hosta do hosta i od mreže do mreže. Ovo pitanje se rijetko raspravlja u knjigama i člancima o TCP/IP modelu.
Svjetska praksa stvaranja sustava dovela je do potrebe za razvojem standarda za cijeli niz pitanja organizacije mrežnih sustava. Godine 1977., ISO Odbor za računalnu znanost i obradu informacija predložio je opis OSI referentnog modela za interakciju otvorenih sustava, koji je nazvan 7-slojni model. Model je trenutno široku upotrebu i priznavanje, budući da daje osnovu za analizu postojećih sustava i definiranje novih sustava i standarda.
Prikazane razine, u cijelosti ili djelomično, prisutne su u bilo kojem računalnom sustavu i međusobno djeluju na strogoj hijerarhijskoj osnovi, tj. bilo koja razina služi razini iznad i koristi usluge niže razine.
Zahvaljujući standardizaciji 7-slojnog modela, bilo koja 2 uređaja na mreži, koja podliježu standardu, mogu međusobno komunicirati, unatoč razlikama u dizajnu, funkcionalna namjena i interna sučelja. Takva interakcija postaje moguća za različite modele i klase računala. IEEE LAN Standards Committee predložio je da se fizičko okruženje tretira kao sloj 0.
Razina 1 - Fizička
Pruža sučelje između uređaja i prijenosnog medija. Na fizičkom sloju, niz bitova se prenosi kroz pretplatničke kanale. Kontrola kanala svodi se na odabir početka i kraja okvira, formiranje i prijem signala, analizu sekvence koda. Standardi fizičkog sloja uključuju preporuke X.21 koje definiraju električne, mehaničke, funkcionalne i proceduralne karakteristike potrebne za fizičko međusobno povezivanje komunikacijskih kanala.
Razina 2 - Kanal
Obrasci iz podataka koje prenosi sloj 1, tzv. okvira i njihovih sekvenci, kontrolira pristup prijenosnom mediju, otkriva i ispravlja greške. Fizički sloj i sloj veze definiraju karakteristike kanala i tehniku prijenosa okvira. Protokoli 2. razine odgovaraju preporukama X.25 CCTC-a i općenito definiraju proceduru kontrole kanala: duplex, half-duplex, simplex.
Razina 3 - Mreža
Implementira funkcije usmjeravanja tako da se okviri slojeva, zvani paketi, mogu prenijeti preko više veza preko jedne ili više mreža. To obično zahtijeva da mrežna adresa bude uključena u paket. Glavni zadatak mrežnog protokola je postaviti skup logičkih kanala (do 4096) u svaki fizički kanal, povećavajući učinkovitost korištenja fizičkog kanala. Mrežni sloj također može obraditi pogreške. Standard protokola prijenosa sadrži preporuke X.25/3 CCTC-a.
Razina 4 - Prijevoz
Obavlja se za korisnike i izvršitelje usluge prijevoza u otvorenim komunikacijskim sustavima. Protokol oslobađa korisnika učenja svih funkcija komutacije, usmjeravanja i odabira informacija. pruža end-to-end kontrolu nad kretanjem paketa između tih procesa. Važnu ulogu na transportnoj razini igra prozorski mehanizam koji pošiljatelju daje pravo prijenosa nekoliko (do 8) podatkovnih blokova primatelju bez potvrde. Na kraju prijenosa primatelj potvrđuje primitak blokova podataka ili prijavljuje pogreške u njima. Postupak za izvršavanje ove funkcije naziva se mehanizam prozora. ECMA-72 standard transportnog protokola. Sadrži postupke 5 razreda.
Razina 5 - Sesija
Omogućuje razmjenu blokova podataka između objekata sloja aplikacije. U tu svrhu protokol obavlja velik broj funkcija: 10 za organiziranje prijenosa i 3 za sinkronizaciju interakcijskih postupaka. Standard ECMA-75 definira 4 klase usluge: A–D.
Razina 6 - Izvršni
Obavlja interpretaciju podataka. Analizirani su prikaz znakova, format stranice, grafičko kodiranje.
Prilikom upravljanja zaslonom terminala implementirane su i druge funkcije:
čišćenje ekrana označavanje na ekranu najvažnijih polja pomoću titranja itd.
Europsko udruženje proizvođača računala razvilo je 4 međusobno povezana standarda ECMA-86 (osnovna načela za 6. razinu komunikacijskih protokola). Jedan ECMA-84 (opći protokol virtualnog terminala). I jedan ECAM-88 standard (protokol osnovne klase virtualnog terminala).
Razina 7 - Primijenjeno
Implementira sve funkcije koje se ne mogu pripisati nižoj razini. Na ovoj razini, ISO razmatra sljedeće protokole:
FTAM - prijenos i upravljanje datotekama
JTM - poslovi prijenosa i obrade
VTSP - usluga virtualnog terminala
FTAM se temelji na principu virtualne pohrane datoteka, koji pruža standardni, o računalu neovisan način opisivanja strukture datoteka i njihovih karakteristika.
JTM - temelji se na daljinskom unosu i izlazu informacija korištenjem vanjski uređaji razna računala.
VTSP - dizajniran je da osigura interakciju korisnika koji se nalaze na terminalima s aplikacijskim procesima koji se nalaze na različitim računalima.
Lekcija br. 14 "Digitalizacija i integracija komunikacijskih mreža"
1. Faze razvoja tehnologija za izgradnju TCS
U suvremenim računalnim sredstvima komunikacije, gotovo sve "funkcionalne" nadjev određuje program pohranjen u memoriji koji upravlja radom mikroprocesora. U tom je slučaju praktički nemoguće usporediti pojedinačne funkcije s pojedinim elektroničkim elementima.
Redoslijed naredbi koje računalo izvršava prema zadanom programu obično se prikazuje kao algoritam čija slika ima oblik okomito poredanih funkcionalnih modula. Takva slika doista podsjeća na zgradu i omogućuje procese transformacije informacija u suvremenim komunikacijama koje su izgubile svoju vidljivost analogijom koncept građenja"arhitektura".
Još jedan primjer korištenja novih analogija iz područja građevinarstva je izraz " TCS građevinske tehnologije”, što ne znači izgradnju stacionarnih objekata ili postavljanje terenskih komunikacija, već izbor određene međusobno povezane funkcionalni sadržaj mrežni elementi u obliku jedne ili druge "arhitekture".
Specifične mrežne tehnologije (tehnologije izgradnje mreže) zapravo određuju pravila po kojima mreža radi u zadanom (od vanjskog upravljačkog sustava) vremenu, trošeći resurse koji odgovaraju tim tehnologijama i ispunjavaju trenutne zahtjeve korisnika (pretplatnika) za komunikacijom pod određenim uvjetima. (obično ometajuće) uvjetuje utjecaje okoline.
Treba napomenuti da korisnike u načelu ne zanima koje su tehnologije implementirane u mrežu. Korisnici trebaju rezultat mrežne aktivnosti u obliku komunikacijskih usluga koje mreža pruža pod određenim (ometajućim) uvjetima i uz određeno plaćanje resursa (ili u zamjenu za dodijeljene resurse). No odnos između kvalitete usluga, prihvatljivih vanjskih uvjeta i potrošenih resursa (opisanih vanjskim funkcionalnim karakteristikama) ovisi samo o tehnologijama koje se koriste u mreži (opisanih internim funkcionalnim karakteristikama).
Rezultat spajanja grana obrade i razmjene informacija bila je pojava informacijskih mreža koje provode cijeli skup informacijskih procesa za obradu i prijenos informacija.
Informacijska mreža(IS) je kompleks raspoređen u prostoru tehnički sustav, koji je funkcionalno povezan skup softverskih i hardverskih alata za obradu i razmjenu informacija koji se sastoji od geografski raspoređenih informacijskih čvorova (podsustava za obradu informacija) i kanala za prijenos informacija koji te čvorove povezuju.
Općenito, funkcionalna arhitektura IS-a može se prikazati kao trorazinski konceptualni model.
Prva razina (interna) opisuje funkcije i pravila međusobnog povezivanja u prijenosu različitih vrsta informacija između geografski udaljenih pretplatničkih sustava kroz fizičke komunikacijske kanale (prijenose) i implementirana je prometna mreža(prije je takve funkcije obavljala primarna komunikacijska mreža).
Druga razina (srednja) opisuje funkcije i pravila razmjene informacija u interesu međusobnog povezivanja aplikacijskih procesa različitih pretplatničkih sustava i provodi se telekomunikacijska mreža, koji je samac
infrastruktura za dijeljenje različite vrste informacija u interesu korisnika informacijske mreže (ranije su takve funkcije obavljale razne sekundarne komunikacijske mreže).
Treću razinu (vanjsku) čini skup aplikacijskih procesa smještenih u teritorijalno udaljenim pretplatničkim sustavima koji su potrošači informacija i vrše njihovu smislenu obradu. Treća razina, koja nadopunjuje prvu i drugu s naznačenim funkcijama obrade informacija, čini izgled informacijska mreža.
2. Referentni model međusobnog povezivanja otvorenih sustava
Informacijski proces interakcije korisnika u IS-u započinje i završava izvan same mreže i uključuje niz ugniježđenih faza, od kojih je jedna implementacija procesa međusobnog povezivanja telekomunikacijskom mrežom u interesu interakcije informacijskih procesa koji provode smislena obrada formaliziranih poruka pri rješavanju određenog aplikacijskog problema.
Taj se proces međusobnog povezivanja također može prikazati kao slijed različitih i, u pravilu, višestrukih funkcionalnih transformacija informacijskih poruka u različitim elementima mreže iz jednog digitalnog oblika u drugi i iz jedne vrste fizičkih (električnih) signala u druge.
Za različite telekomunikacijske mreže stvorene u različitim vremenima od strane različitih proizvođača, grupiranje ovih funkcionalnih transformacija je različito. Broj identificiranih faza i funkcija procesa međusobnog povezivanja također se razlikuje, često kombiniranih unutar određene funkcionalne arhitekture IS-a (TCS) u zasebne razine ili slojeve. Trenutno postoji niz različitih arhitektura koje su de facto ili de jure postale međunarodni otvoreni (općeprihvaćeni) standardi.
Primjer najpoznatije i najdetaljnije arhitekture je sedam razina referentni model međusobnog povezivanja otvorenih sustava(EMVOS),
predložila Međunarodna organizacija za norme. Ova je arhitektura usmjerena na opis implementacije samo funkcija međusobnog povezivanja u interakciji IP-ova koji obavljaju funkcije smislene obrade informacija u geografski raspoređenim IS čvorovima (stoga ćemo ovu arhitekturu zvati TCS arhitektura, a ne arhitektura IS-a) .
U engleskoj oznaci EMVOS ponekad se ističe pripadnost ovog modela međupovezanosti otvorenih sustava(VOS) (OSI - Open System Interconnection) razvoju ISO-a (ISO - Međunarodna organizacija za norme) kao
Treba napomenuti da se u literaturi na ruskom jeziku kratica EMVOS često dešifrira kao referentni model "interakcije", a ne "međusobnog povezivanja" otvorenih sustava, što je rezultat netočnog prijevoda riječi
"međusobno povezivanje".
Glavni ruski standard koji definira principe arhitekture međusobnog povezivanja otvorenih sustava je GOST 28906–91 „Sustavi za obradu informacija. Odnos otvorenih sustava. Osnovni referentni model". Ovaj standard pripremio je izravna primjena norme ISO 7498-84, ISO 7498-84 Dodat. 1 i u potpunosti im odgovara. Slične preporuke
Koncept „otvorenosti“ sustava podrazumijeva međusobno prepoznavanje i podržavanje relevantnih standarda međusobnog povezivanja i nije vezan uz njihovu specifičnu implementaciju i korištene hardverske (softverske) alate.
3. Veze |
Prijevoz |
4. Fizičko okruženje |
|
Riža. 1. Glavni elementi EMWOS-a i njihov odnos s arhitekturom IS-a
Osnovu EMWOS-a čine četiri elementa prikazana na sl. 1, prema kojem komponente aplikativnih procesa, nazvane aplikativnim logičkim objektima (u daljnjem tekstu, radi sažetosti, logički objekti), provode procese međusobnog povezivanja otvorenih sustava putem uspostavljenih veza kroz OSI okruženje, koje se shvaća kao skup međusobno djelujućih realnih. otvoreni sustavi zajedno s fizičkim okruženjem za OSI, namijenjeni prijenosu informacija između njih. Kao fizički medij za OSI obično djeluju digitalni prijenosni kanali različite fizičke prirode.
Referentni model unutar OSI okruženja, osim odnosa orijentiranog na vezu (koristeći stalne ili komutirane virtualne sklopove), također nudi odnos bez veze, što odgovara načinu rada paketno komutiranih datagrama (bez korištenja virtualnih krugova) . Općenito, velika raznolikost i složenost funkcija međusobnog povezivanja dovela je do potrebe za njihovom hijerarhijskom podjelom na skupine (slojeve, razine) unutar otvorenog sustava i stvaranjem višerazinske arhitekture telekomunikacijskih mreža.
Razina organizacije EMVOS-a
Svaka višerazinska organizacija specijaliziranih sustava očito je redundantna i neučinkovita za specifične uvjete primjene, ali uvelike pojednostavljuje konstrukciju otvorenih sustava (opće namjene) dizajniranih za rad u različitim uvjetima i sastoje se od mnoštva elemenata koji dosljedno obavljaju funkcije pojedinih razina. , koji su razvili razni neovisni proizvođači.
Prilikom odlučivanja gdje treba povući granice između razina
i koliko bi razina trebalo biti, programeri EMVOS-a oslanjali su se na određene načela slojevitosti, a glavni su:
broj razina ne smije biti prevelik; granicu između razina treba povući na mjestu gdje je opis usluga
je najjednostavniji, broj operacija preko granice je minimalan, a odgovarajuće standardno sučelje već postoji;
treba stvoriti zasebne razine za obavljanje specifičnih funkcija koje se razlikuju u procesima ili tehničkim rješenjima koja ih provode;
razine trebaju biti formirane od lako lokalizirajućih funkcija s mogućnošću ažuriranja neovisno o funkcijama susjednih razina;
za svaku razinu trebali biste kreirati sučelja samo s višim i nižim razinama;
unutar jedne razine moguće je formirati podrazine u slučaju kada to zahtijevaju određene vrste usluga (treba predvidjeti mogućnost zaobilaženja podrazina).
Vođeni ovim načelima, u EMWOS-u je identificirano sedam razina, obično navedenih od vrha prema dolje:
Razina 7 - primijenjena (aplikacijski sloj);
Razina 6 - prezentacija podataka ili reprezent (prezentacijski sloj); Razina 5 - sesija (sloj sesije);
Razina 4 - transport (transportni sloj);
Razina 3 - mreža (mrežni sloj);
Razina 2 - podatkovna veza ili kanal (sloj podatkovne veze); Razina 1 - fizički (fizički sloj).
Opis EMWOS razina temelji se na nizu formaliziranih koncepata navedenih u nastavku s kratkim objašnjenjima:
Protokol - skup pravila za interakciju jednakih logičkih objekata (razni otvoreni sustavi).
Međuslojno sučelje– skup pravila za interakciju logičkih objekata susjednih razina u pružanju N-usluga objektima (N +1)-razine.
Glavne funkcije svih razina su:
odabir protokola; uspostavljanje i prekid veze;
multipleksiranje i razdvajanje veza; prijenos normalnih (normalnih) podataka; prijenos hitnih (izvanrednih) podataka (s prioritetom);
kontrola protoka podataka (kašnjenja, brzina i PDU veličina); segmentacija (sastavljanje) ili blokiranje (deblokiranje) podataka; organizacija niza podataka (numeriranje); zaštita od pogreške (ispravak, otkrivanje i resetiranje i/ili ponavljanje);
usmjeravanje (adresiranje i distribucija tokova podataka).
Razlike u sastavu ovih funkcija i njihovih kvantitativnih parametara za pojedine razine obilježja su stvarnih mrežnih tehnologija koje se ne poklapaju u potpunosti s EMWOS-om.
Često se hijerarhijski organiziran skup protokola na različitim razinama specifičnih mrežnih tehnologija naziva hrpom protokola.
Za kvantitativnu ocjenu rezultata pružanja N-usluga važan je zadatak parametri kvalitete usluge, a glavni su:
parametri kašnjenja prijenosa informacija; parametri iskrivljenja informacija; parametri gubitka informacija; parametri pogrešnog usmjeravanja;
parametri zaštite od neovlaštenog pristupa.
U osnovi, ovi parametri su probabilistički (prosječni ili granični). Utvrđivanje odnosa ovih parametara s parametrima protokola, raspoloživim resursima i uvjetima smetnji glavni je zadatak u ocjeni kvalitete mrežnih tehnologija.
Vrijednosti parametara kvalitete usluge nižih slojeva utječu na vrijednosti parametara kvalitete usluge gornjih slojeva. U konačnici, vrijednosti parametara vrhunske kvalitete usluge određuju kvalitetu usluge (QoS – Quality of Service) koju pruža komunikacijska mreža u odnosu na specifične mrežne usluge.
Referentni model međusobnog povezivanja otvorenog sustava (OSI)
Protokoli
Primijenjeno |
|||
Predstavnik |
|||
sjednica |
|||
Prijevoz |
|||
Razina veze |
|||
podaci (kanal) |
|||
Fizički |
|||
Prijenosni medij (bakreni kabel, optički, radio)
Fizički sloj
Fizički sloj bavi se prijenosom bitova preko fizičkih komunikacijskih kanala, kao što je, na primjer, koaksijalni kabel, upletena parica,
optički kabel ili digitalni teritorijalni kanal. Ova razina je povezana sa karakteristikama medija za fizički prijenos podataka, kao što su propusnost, otpornost na buku, valna impedancija i drugo. Na istoj razini određuju se karakteristike električnih signala koji prenose diskretne informacije, na primjer, strmost fronti impulsa, razine napona ili struje odaslanog signala, vrsta kodiranja i brzina prijenosa signala. Osim toga, ovdje su standardizirani tipovi konektora i namjena svakog pina.
Funkcije fizičkog sloja implementirane su u sve uređaje spojene na mrežu. Na strani računala, funkcije fizičkog sloja obavljaju mrežni adapter ili serijski port.
Primjer protokola fizičkog sloja je l0-Base-T specifikacija Ethernet tehnologije, koja definira kabel koji se koristi kao neoklopljena upredena parica kategorije 3 s karakterističnom impedancijom od 100 ohma, RJ-45 konektorom, maksimalnom duljinom fizičkog segmenta od 100 metara, Manchesterski kod za prikaz podataka u kabelu, kao i neke druge karakteristike okoline i električnih signala.
Sloj veze
Na fizičkom sloju bitovi se jednostavno šalju. Ovo ne uzima u obzir da u nekim mrežama u kojima komunikacijske linije koristi (dijele) naizmjenično nekoliko parova međusobno povezanih računala, fizički prijenosni medij može biti zauzet. Stoga je jedna od zadaća sloja podatkovne veze (Data Link layer) provjera raspoloživosti prijenosnog medija. Drugi zadatak sloja veze je implementacija mehanizama za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka. Da bi se to postiglo, na sloju podatkovne veze bitovi su grupirani u skupove koji se nazivaju okviri. Sloj veze osigurava točan prijenos svakog okvira postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira kako bi se razlikovao, a također izračunava kontrolni zbroj obradom svih bajtova okvira na određeni način i dodavanjem kontrolnog zbroja na okvir. Kada okvir stigne preko mreže, prijemnik ponovno izračunava kontrolni zbroj primljenih podataka i uspoređuje rezultat s kontrolnim zbrojem iz okvira. Ako odgovaraju, okvir se smatra valjanim i prihvaćenim. Ako se kontrolni zbrojevi ne podudaraju, generira se pogreška. Sloj veze ne samo da može otkriti pogreške, već ih i ispraviti ponovnim slanjem oštećenih okvira. Treba napomenuti da funkcija ispravljanja pogrešaka nije obavezna za sloj veze, pa nije dostupna u nekim protokolima ovog sloja, na primjer, u Ethernetu i Frame Relayu.
U protokoli sloja veze koji se koriste u lokalnim mrežama, postavljaju određenu strukturu komunikacije između računala i načine njihovog rješavanja. Iako sloj veze osigurava isporuku okvira između bilo koja dva čvora lokalne mreže, on to čini samo u mreži s potpuno definiranom topologijom veze, upravo onom topologijom za koju je dizajniran. Među tim tipičnim topologijama su uobičajene topologije sabirnice, prstena i zvijezde koje podržavaju protokoli sloja veze LAN-a, kao i strukture izvedene iz njih korištenjem mostova i preklopnika. Primjeri protokola sloja veze su Ethernet, Token Ring, FDDI, l00VG-Bilo koji LAN.
U lokalne mreže, računala koriste protokole sloja veze,
mostovi, preklopnici i usmjerivači. U računalima, funkcije sloja veze provode se zajedničkim naporima mrežnih adaptera i njihovih upravljačkih programa.
U širokim mrežama, koje rijetko imaju pravilnu topologiju, sloj podatkovne veze često omogućuje razmjenu poruka samo između dva susjedna računala povezana pojedinačnom komunikacijskom linijom. Primjeri protokola"point-to-point" (kako se takvi protokoli često nazivaju) mogu biti široko korišteni protokoli PPP i LAP-B. U takvim slučajevima, sredstva mrežnog sloja koriste se za isporuku poruka između krajnjih čvorova u cijeloj mreži. Ovako su organizirane X.25 mreže. Ponekad je u globalnim mrežama teško izdvojiti funkcije sloja veze u čistom obliku, jer su one kombinirane s funkcijama mrežnog sloja u istom protokolu. Primjeri takvog pristupa su protokoli ATM i Frame Relay tehnologije.
U Općenito, sloj veze je vrlo moćan i potpun skup funkcija za slanje poruka između mrežnih čvorova. U nekim se slučajevima ispostavi da su protokoli sloja veze samodostatna vozila i mogu dopustiti protokolima sloja aplikacije ili aplikacijama da rade izravno iznad njih, bez uključivanja mrežnog i transportnog sloja. Na primjer, postoji implementacija SNMP protokola za upravljanje mrežom izravno na vrhu Etherneta, iako prema zadanim postavkama ovaj protokol radi na vrhu IP mrežnog protokola i UDP transportnog protokola. Naravno, uporaba takve implementacije bit će ograničena - nije prikladna za kompozitne mreže različitih tehnologija, kao što su Ethernet i X.25, pa čak ni za takvu mrežu,
V koji svi segmenti koriste Ethernet, ali između segmenata postoje veze u obliku petlje. Ali u dvosegmentnoj Ethernet mreži, ujedinjenoj mostom, implementacija SNMP-a preko sloja veze bit će prilično učinkovita.
Ipak, da bi se osigurao visokokvalitetni prijenos poruka u mrežama bilo koje topologije i tehnologije, funkcije sloja veze nisu dovoljne, stoga je u OSI modelu rješenje ovog problema dodijeljeno na sljedeće dvije razine - mrežu i transport. .
mrežni sloj
Mrežni sloj (Network layer) služi za formiranje jednog transportnog sustava koji objedinjuje više mreža, a te mreže mogu koristiti potpuno različite principe prijenosa poruka između krajnjih čvorova i imati proizvoljnu strukturu veza. Funkcije mrežnog sloja vrlo su raznolike. Započnimo njihovo razmatranje na primjeru kombiniranja lokalnih mreža.
Protokoli sloja veze lokalnih mreža osiguravaju isporuku podataka između bilo kojeg čvora samo u mreži s odgovarajućom tipičnom topologijom, kao što je hijerarhijska zvjezdasta topologija. Ovo je vrlo strogo ograničenje koje ne dopušta izgradnju mreža s razvijenom strukturom, na primjer, mreža koje kombiniraju nekoliko poslovnih mreža u jednu mrežu ili visoko pouzdanih mreža u kojima postoje redundantne veze između čvorova. Bilo bi moguće zakomplicirati protokole sloja veze kako bi se podržale petlje redundantnih veza, ali načelo podjele dužnosti između slojeva dovodi do drugačijeg rješenja. S jedne strane, kako bi se očuvala jednostavnost postupaka prijenosa podataka za tipične topologije, as druge strane, kako bi se omogućilo korištenje proizvoljnih topologija, uvodi se dodatni mrežni sloj.
Na razini mreže, sam pojam mreže ima specifično značenje. U ovom
U ovom slučaju, mreža se razumijeva kao skup računala međusobno povezanih u skladu s jednom od standardnih tipičnih topologija i koji koriste jedan od protokola sloja veze definiranih za ovu topologiju za prijenos podataka.
Unutar mreže, isporuku podataka osigurava odgovarajući sloj veze, ali isporukom podataka između mreža upravlja mrežni sloj, koji podržava mogućnost pravi izbor put prijenosa poruke čak i u slučaju kada struktura veza između sastavnih mreža ima karakter drugačiji od onog usvojenog u protokolima sloja veze. Mreže su međusobno povezane posebnim uređajima koji se nazivaju usmjerivači. Usmjerivač je uređaj koji prikuplja informacije o topologiji međusobnih veza i na temelju njih prosljeđuje pakete mrežnog sloja odredišnoj mreži. Da biste prenijeli poruku od pošiljatelja koji se nalazi u jednoj mreži do primatelja koji se nalazi u drugoj mreži, morate napraviti određeni broj tranzitnih prijenosa između mreža, odnosno skokova (od hop - jump), svaki put odabirući odgovarajuću rutu. Dakle, ruta je niz usmjerivača kroz koje prolazi paket.
Problem izbora najboljeg puta naziva se rutiranje, a njegovo rješavanje jedan je od glavnih zadataka mrežnog sloja. Ovaj problem je složen činjenicom da najkraći put nije uvijek i najbolji. Često je kriterij za odabir rute vrijeme prijenosa podataka duž te rute; ovisi o propusnosti komunikacijskih kanala i intenzitetu prometa koji se može mijenjati tijekom vremena. Neki algoritmi usmjeravanja pokušavaju se prilagoditi promjenama opterećenja, dok drugi donose odluke na temelju dugoročnih prosjeka. Odabir rute također se može temeljiti na drugim kriterijima, kao što je pouzdanost prijenosa.
Općenito, funkcije mrežnog sloja šire su od funkcija razmjene poruka preko veza s nestandardnom strukturom, što smo sada razmotrili na primjeru kombiniranja nekoliko lokalnih mreža. Mrežni sloj također rješava probleme pregovaranja različitih tehnologija, pojednostavljuje adresiranje u velikim mrežama i stvara pouzdane i fleksibilne prepreke neželjenom prometu između mreža.
Poruke mrežnog sloja obično se nazivaju paketi. Pri organiziranju isporuke paketa na mrežnoj razini koristi se koncept "mrežnog broja". U ovom slučaju adresa primatelja sastoji se od gornjeg dijela - broja mreže i donjeg dijela - broja čvora u ovoj mreži. Svi čvorovi na istoj mreži moraju imati isti gornji dio adrese, tako da se pojmu "mreža" na razini mreže može dati druga, formalnija definicija: mreža je skup čvorova čija mrežna adresa sadrži isti mrežni broj .
Mrežni sloj definira dvije vrste protokola. Prvi tip - mrežni protokoli (usmjereni protokoli) - implementiraju prosljeđivanje paketa kroz mrežu. Upravo se ti protokoli obično spominju kada se govori o protokolima mrežnog sloja. Međutim, druga vrsta protokola često se naziva mrežni sloj, naziva se protokoli za razmjenu informacija o usmjeravanju ili jednostavno protokoli za usmjeravanje. Usmjerivači koriste ove protokole za prikupljanje informacija o topologiji međusobnih veza. Protokoli mrežnog sloja implementirani su softverskim modulima operacijskog sustava, kao i softverom i hardverom usmjerivača.
Drugi tip protokola radi na mrežnom sloju i odgovoran je za preslikavanje adrese glavnog računala koja se koristi na mrežnom sloju u adresu lokalne mreže. Takvi se protokoli često nazivaju protokoli za rješavanje adresa (ARP). Ponekad se ne odnose na mrežni sloj, već na sloj kanala, iako suptilnosti klasifikacije ne mijenjaju njihovu bit.
Primjeri protokola mrežnog sloja su IP protokol za međumrežni rad TCP/IP skupa i protokol za međumrežni rad paketa IPX skupa.
transportni sloj
Na putu od pošiljatelja do primatelja paketi se mogu oštetiti ili izgubiti. Dok neke aplikacije imaju vlastito rukovanje pogreškama, postoje neke koje radije odmah rješavaju pouzdanu vezu. Prijenosni sloj (Transport layer) osigurava aplikacijama ili gornjim slojevima stoga - aplikacija i sesija - prijenos podataka sa stupnjem pouzdanosti koji zahtijevaju. OSI model definira pet klasa usluga koje pruža transportni sloj. Ove vrste usluga razlikuju se po kvaliteti pruženih usluga: hitnosti, mogućnosti obnavljanja prekinute komunikacije, dostupnosti mogućnosti multipleksiranja za višestruke veze između različitih aplikacijskih protokola putem zajedničkog transportnog protokola, i što je najvažnije, sposobnosti otkrivanja i ispravljanja pogreške u prijenosu, kao što su izobličenje, gubitak i dupliciranje paketa.
Izbor klase usluge transportnog sloja određen je, s jedne strane, mjerom u kojoj je zadatak osiguranja pouzdanosti riješen samim aplikacijama i protokolima viših razina od transportnog, as druge strane , ovaj izbor ovisi o tome koliko je pouzdan sustav prijenosa podataka u mreži koju pružaju slojevi koji se nalaze ispod transporta - mrežni, kanalski i fizički. Tako, primjerice, ako je kvaliteta komunikacijskih kanala vrlo visoka, a vjerojatnost pogrešaka koje protokoli nižih razina ne detektiraju mala, tada je razumno koristiti neku od usluga laganog transportnog sloja koje nisu opterećene uz brojne provjere, rukovanja i druge metode poboljšanja pouzdanosti. Ako vozila niže razine su inicijalno vrlo nepouzdane, preporučljivo je okrenuti se najrazvijenijoj usluzi transportnog sloja koja radi koristeći maksimum sredstava za otkrivanje i otklanjanje grešaka - koristeći preliminarnu uspostavu logičke veze, kontrolu isporuke poruka kontrolnim zbrojevima i cikličkim numeriranjem paketa, određivanje vremena isporuke, itd.
U pravilu, svi protokoli, počevši od transportnog sloja pa naviše, implementirani su softverom krajnjih čvorova mreže - komponentama njihovih mrežnih operativnih sustava. Primjeri transportnih protokola uključuju TCP i UDP protokole TCP/IP skupa i SPX protokol Novellovog skupa.
Protokoli donja četiri sloja zajednički se nazivaju mrežni transport ili transportni podsustav, budući da u potpunosti rješavaju problem prijenosa poruka zadane razine kvalitete u kompozitnim mrežama s proizvoljnom topologijom i razne tehnologije. Preostala tri gornja sloja rješavaju probleme pružanja aplikacijskih usluga na temelju postojećeg transportnog podsustava.
sloj sesije
Sloj sesije (Sloj sesije) omogućuje kontrolu dijaloga: utvrđuje koja je od strana trenutno aktivna, pruža sredstva za sinkronizaciju. Potonji vam omogućuju umetanje kontrolnih točaka u duge prijenose tako da se u slučaju neuspjeha možete vratiti na posljednju kontrolnu točku, umjesto da počnete ispočetka. U praksi, nekoliko aplikacija koristi sloj sesije i rijetko se implementira kao zasebni protokoli, iako se funkcije ovog sloja često kombiniraju s onima sloja aplikacije i implementiraju u jedan protokol.
Reprezentativna razina
Prezentacijski sloj bavi se oblikom prezentacije informacija koje se prenose mrežom bez promjene sadržaja. Zbog prezentacijskog sloja, informaciju koju prenosi aplikacijski sloj jednog sustava uvijek razumije aplikacijski sloj drugog sustava. Uz pomoć ovog sloja, protokoli aplikacijskog sloja mogu prevladati sintaktičke razlike u prikazu podataka ili razlike u znakovnim kodovima, kao što su ASCII i EBCDIC kodovi. Na ovoj razini moguće je izvršiti enkripciju i dešifriranje podataka, zahvaljujući čemu je tajnost razmjene podataka osigurana odmah za sve aplikacijske usluge. Primjer takvog protokola je protokol Sloja sigurnih utičnica (SSL), koji pruža sigurnu razmjenu poruka za protokole aplikacijskog sloja TCP/IP skupa.
Aplikacijski sloj
Aplikacijski sloj zapravo je samo skup različitih protokola koji mrežnim korisnicima omogućuju pristup zajedničkim resursima kao što su datoteke, pisači ili hipertekstualne web-stranice i suradnju, na primjer, korištenjem protokola e-pošte. Jedinica podataka s kojom aplikacijski sloj radi obično se naziva poruka.
Postoji vrlo širok izbor usluga aplikacijskog sloja. Ovdje su samo neke od najčešćih implementacija datotečnih usluga kao primjer: NCP u operativnom sustavu Novell NetWare, SMB u Microsoftu
Windows NT, NFS, FTP i TFTP dio su TCP/IP skupa.
Zbog pogodnosti modernizacije, složeni informacijski sustavi su maksimalno otvoreni, odnosno prilagođeni su da mijenjaju neki dio sustava, dok ostali dijelovi ostaju nepromijenjeni. Što se tiče računalnih mreža, implementacija koncepta otvorenosti dovela je do pojave Referentnog modela međusobnog povezivanja otvorenih sustava (OSIM) kojeg je predložila Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO - International Standard Organisation). Ovaj model je opisan generalni principi, pravila, sporazumi koji osiguravaju interakciju informacijski sustavi a nazivaju se protokoli.
Informacijska mreža u EMWOS-u promatra se kao skup funkcija (protokola) koji su podijeljeni u skupine koje se nazivaju razinama. Upravo podjela na razine omogućuje izmjene sredstava implementacije jedne razine bez restrukturiranja sredstava drugih razina, što uvelike pojednostavljuje i smanjuje troškove nadogradnje sredstava kako se tehnologija razvija.
Postoji sedam razina EMBOS-a
Na fizičkoj (fizičkoj) razini organiziran je prikaz informacija u obliku električnih ili optičkih signala, transformacija oblika signala, izbor parametara fizičkih medija za prijenos podataka, te prijenos informacija putem fizičkih medija. .
Na razini kanala (veze) podaci se razmjenjuju između susjednih mrežnih čvorova, tj. čvorovi izravno povezani fizičkim vezama bez drugih međučvorova. Imajte na umu da se paketi sloja veze obično nazivaju okvirima.
Na mrežnoj razini paketi se formiraju prema pravilima onih međumreža kroz koje izvorni paket prolazi, a paketi se usmjeravaju, tj. definiranje i implementacija ruta po kojima se paketi prenose. Drugim riječima, usmjeravanje se svodi na formiranje logičkih kanala. Logički kanal je virtualna veza dva ili više entiteta mrežnog sloja koja omogućuje razmjenu podataka između tih entiteta. Koncept logičkog kanala ne mora nužno odgovarati fizičkoj vezi podatkovnih linija između povezanih točaka. Ovaj koncept je uveden da bi se apstrahiralo fizička provedba veze. Druga važna funkcija mrežnog sloja nakon usmjeravanja je kontrola opterećenja mreže kako bi se spriječilo zagušenje koje nepovoljno utječe na rad mreže.
Prijenosni sloj osigurava komunikaciju između krajnjih točaka (za razliku od prethodnog mrežnog sloja, koji omogućuje prijenos podataka kroz međumrežne komponente). Funkcije transportnog sloja uključuju multipleksiranje i demultipleksiranje (sastavljanje/rastavljanje poruka u pakete na krajnjim točkama), otkrivanje i uklanjanje pogrešaka u prenesenim podacima, postavljanje potrebne razine usluga (primjerice, naručena brzina prijenosa i pouzdanost).
Na razini sesije (sesije) određuje se vrsta komunikacije (duplex ili half-duplex), početak i kraj zadataka, slijed i način razmjene zahtjeva i odgovora partnera u interakciji.
Na reprezentativnoj (prezentacijskoj) razini implementirane su funkcije prikaza podataka (kodiranje, oblikovanje, strukturiranje). Na primjer, na ovoj razini podaci dodijeljeni za prijenos pretvaraju se iz jednog koda u drugi, posebno u svrhu enkripcije.
Na razini aplikacije određuju se podaci koji će se prenositi mrežom i oblikuju u poruke.
U posebnim slučajevima može postojati potreba za implementacijom samo dijela ovih funkcija, tada će, sukladno tome, mreža sadržavati samo dio razina. Dakle, u jednostavnim (nerazgranatim) LAN-ovima nema potrebe za mrežnim i transportnim sadržajima. U isto vrijeme, složenost funkcija sloja veze čini ga svrsishodnim podijeliti ga na dvije podrazine u LAN-u:
- Kontrola pristupa kanalu (MAC -- Medium Access Control);
- Kontrola logičke veze (LLC - Logical Link Control). LJLC podsloj, za razliku od MAC podsloja, uključuje dio funkcija sloja veze koje su neovisne o karakteristikama prijenosnog medija.
Prijenos podataka preko razgranatih mreža odvija se pomoću enkapsulacije/dekapsulacije dijelova podataka. Tako se poruka koja je stigla na transportni sloj dijeli na segmente koji primaju zaglavlja i prenose se na mrežni sloj.
Segment se obično naziva paketom prijenosnog sloja. Mrežni sloj organizira prijenos podataka kroz posredničke mreže. Da biste to učinili, segment se može podijeliti na dijelove (pakete), ako mreža ne podržava prijenos segmenata kao cjeline. Paket se isporučuje s vlastitim mrežnim zaglavljem (tj. segment je enkapsuliran u paket mrežnog sloja). Prilikom prijenosa između čvorova posredničkog LAN-a potrebna je enkapsulacija paketa u okvire s mogućim raspadom paketa. Primatelj dekapsulira segmente i rekonstruira izvornu poruku.
Postoji sedam razina EMBOS-a.
Oprema radnog mjesta u automatiziranim sustavima projektiranja i upravljanja.
Kao alati za obradu podataka u modernim CAD sustavima, široko je rasprostranjen
Koristite radne stanice, poslužitelje, osobna računala. Korištenje velikih računala, uključujući i superračunala, nije karakteristično jer su skupa i njihov omjer performansi i cijene znatno je niži nego kod poslužitelja i mnogih radnih stanica. Na temelju radnih stanica ili osobnih računala stvaraju se radne stanice.
Tipičan sastav uređaja radne stanice: računalo s jednim ili više mikroprocesora, disk, operativna i cache memorija te sabirnice koje služe
Za međusobno povezivanje uređaja; I/O uređaji, uključujući, najmanje, tipkovnicu, miš, zaslon; osim toga, radna stanica može uključivati pisač, skener, crtač (ploter) i neke druge periferne uređaje.
Ovisno o namjeni razlikuju se radna mjesta projektanta, radna mjesta tehnologa, radna mjesta voditelja projekta itd. Mogu se razlikovati po sastavu perifernih uređaja, karakteristikama računala. Dizajnerske radne stanice (grafičke radne stanice) koriste rasterske monitore s cijevima u boji. Digitalizatori, skeneri, pisači, crtači mogu biti dio radne stanice ili ih mogu dijeliti korisnici više radnih stanica kao dio lokalne mreže.
Periferije.
Digitalizatori i skeneri koriste se za unos grafičkih informacija iz postojećih dokumenata u CAD. Digitalizator se koristi za ručni unos. Ima oblik ploče za crtanje, po elektroničkoj ploči se pomiče kursor, na kojem se nalaze nišan i tipkovnica. Kursor ima elektromagnetsku vezu s mrežom vodiča u elektroničkoj ploči. Kada se tipka pritisne na određenoj poziciji pokazivača, informacija o koordinatama te pozicije se unosi u memoriju. Dakle, može se izvršiti ručno cijepanje crteža. Za automatski unos informacija iz postojećih tekstualnih ili grafičkih dokumenata koriste se skeneri plošnog ili širokog tipa. Metoda očitavanja je optička. Glava za skeniranje sadrži samofokusirajuće leće i fotoćelije od optičkih vlakana. Razlučivost u različitim modelima kreće se od 300 do 800 dpi (ovaj parametar se često naziva dpi). Očitane informacije su u rasterskom obliku, softver Skener ga prikazuje u jednom od standardnih formata, kao što su TIFF, GIF, PCX, JPEG, a za daljnju obradu može izvršiti vektorizaciju - pretvaranje grafičkih informacija u vektorski oblik, na primjer, u DXF format. Za prikaz informacija koriste se pisači i crtači. Prvi od njih usmjereni su na dobivanje dokumenata malog formata (A3, A4), drugi - na izlaz grafičkih informacija na medijima velikog formata. Tipična razlučivost pisača i crtača je 300 dpi, trenutno je povećana na 720 dpi. U modernim uređajima, kontrola
Provode ga ugrađeni mikroprocesori. Tipično vrijeme izlaza za jednobojnu sliku formata A1 je unutar 2 ... 7 minuta, za boju - 2 puta više.
Softverske komponente. Zahtjevi za matematičke modele i numeričke metode u CAD-u
MO analiza uključuje matematičke modele, numeričke metode, algoritme za izvođenje projektantskih postupaka. Komponente MO određene su osnovnim matematičkim aparatom specifičnim za svaku od hijerarhijskih razina projektiranja. Na mikrorazini, tipični matematički modeli predstavljeni su parcijalnim diferencijalnim jednadžbama zajedno s rubnim uvjetima. Ovi modeli, koji se nazivaju distribuirani, uključuju mnoge jednadžbe matematičke fizike. Predmeti proučavanja ovdje su polja fizikalne veličine, koji je potreban pri analizi čvrstoće građevinskih konstrukcija ili dijelova strojogradnje, proučavanju procesa u tekućim medijima, modeliranju koncentracija čestica i protoka u elektroničkim uređajima itd. Korišteni modeli na mikrorazini ne mogu biti veliki zbog računalnih poteškoća. Moguće je oštro smanjiti računalne troškove u višekomponentnim okruženjima samo primjenom drugačijeg pristupa modeliranju, temeljenog na usvajanju određenih pretpostavki. Pretpostavka izražena diskretizacijom prostora omogućuje nam da prijeđemo na modele na makrorazini.
Modeli na makrorazini, koji se nazivaju i lumped, sustavi su algebarskih i običnih diferencijalnih jednadžbi, budući da ovdje samo vrijeme ostaje nezavisna varijabla. Pojednostavljenje opisa pojedinih komponenti (dijelova) omogućuje proučavanje modela procesa u uređajima, uređajima, mehaničkim jedinicama, čiji broj komponenti može doseći nekoliko tisuća. U onim slučajevima kada broj komponenti u sustavu koji se proučava prelazi određeni prag, složenost modela sustava na makrorazini ponovno postaje pretjerana. Stoga, uzimajući odgovarajuće pretpostavke, prelaze na funkcionalno-logičku razinu. Na ovoj razini koristi se aparat prijenosnih funkcija za proučavanje analognih (kontinuiranih) procesa ili aparat matematičke logike i konačnih automata, ako je predmet proučavanja diskretni proces, tj. proces s diskretnim skupom
navodi, konačno, za proučavanje još složenijih objekata, čiji primjeri mogu biti proizvodna poduzeća i njihova udruženja, računalni sustavi i mreže, društveni sustavi i drugi slični objekti, koristi se aparatura teorije čekanja, moguće je koristiti i neke druge pristupe , na primjer, Petrijeve mreže. Ovi modeli pripadaju sistemskoj razini modeliranja.
Glavni zahtjevi za MO su zahtjevi primjerenosti, točnosti, ekonomičnosti. Model uvijek samo približno odražava neka svojstva objekta. Adekvatnost postoji ako model odražava zadana svojstva objekta
s prihvatljivom točnošću. Točnost se razumijeva kao stupanj podudarnosti između Procjena istoimenih svojstava objekta i modela. Ekonomičnost (računalna učinkovitost) određena je cijenom resursa potrebnih za implementaciju modela. Budući da CAD koristi matematičke modele, dalje ćemo govoriti o karakteristikama matematičkih modela, a učinkovitost ćemo karakterizirati utroškom računalnog vremena i memorije. Adekvatnost se ocjenjuje popisom prikazanih svojstava i područja Adekvatnosti. Područje adekvatnosti je područje u prostoru parametara unutar kojeg pogreške modela ostaju unutar prihvatljivih granica.
Struktura tehničke podrške. Zahtjevi za tehničku podršku.
Tehnička podrška CAD uključuje različita tehnička sredstva (hardver) koja se koriste za izvođenje automatiziranih
Dizajn, odnosno računala, periferni uređaji, mrežni hardver, kao i oprema nekih pomoćnih sustava (na primjer, mjernih) koji podržavaju dizajn.
Tehnička sredstva koja se koriste u CAD-u trebaju osigurati:
1) provedbu svih potrebnih postupaka projektiranja za koje postoji odgovarajuća programska oprema;
2) interakcija dizajnera i računala, podrška za interaktivni način rada;
3) interakcija između članova tima koji rade na zajedničkom projektu. Prvi od ovih zahtjeva je ispunjen ako CAD ima računala i sustavi s dovoljnim performansama i kapacitetom memorije. Drugi zahtjev odnosi se na korisničko sučelje i ispunjava se uključivanjem u CAD prikladnih sredstava za unos-izlaz podataka i, prije svega, uređaja za razmjenu grafičkih informacija. Treći zahtjev određuje integraciju CAD hardvera u računalnu mrežu.
Kao rezultat toga, opća struktura TO CAD-a je mreža čvorova međusobno povezanih medijem za prijenos podataka. Čvorovi (stanice
Podaci) su radne stanice dizajnera, koje se često nazivaju radnim stanicama (AWP) ili radnim stanicama.
(WS - Workstation), mogu biti i velika računala (mainframe), zasebni periferni i mjerni uređaji. U radnoj stanici bi trebala postojati sredstva za sučelje dizajnera s računalom. Što se tiče računalne snage, ona se može distribuirati između različitih čvorova računalne mreže.
Medij za prijenos podataka predstavljaju kanali za prijenos podataka koji se sastoje od komunikacijskih linija i komutacijske opreme.
U svakom čvoru moguće je razlikovati podatkovnu terminalnu opremu (DTE), koja obavlja određene projektne radove, i opremu za završetak podatkovnog kanala (DCE), dizajniranu za komunikaciju DTE-a s okolinom.
Prijenos podataka. Na primjer, osobno računalo se može smatrati DTE-om, a mrežna kartica umetnuta u računalo može se smatrati DCE-om. Kanal za prijenos podataka - sredstvo dvosmjerne razmjene podataka, uključujući DCE i komunikacijsku liniju. Komunikacijska linija je dio fizičkog medija koji se koristi za širenje signala u određenom smjeru; primjeri komunikacijskih linija su koaksijalni kabel, žice s upredenim paricama, komunikacijska linija od optičkih vlakana (FOCL). Close je pojam kanala (komunikacijski kanal), koji se shvaća kao sredstvo jednosmjernog prijenosa podataka. Primjer komunikacijskog kanala bio bi frekvencijski pojas dodijeljen jednom odašiljaču u radijskoj komunikaciji. U nekom redu možete formirati nekoliko komunikacijskih kanala, od kojih svaki prenosi svoje informacije. U ovom slučaju kaže se da je linija podijeljena između nekoliko kanala.
Referentni model međusobnog povezivanja otvorenih sustava.
Što se tiče računalnih mreža, implementacija koncepta otvorenosti dovela je do pojave Referentnog modela međusobnog povezivanja otvorenih sustava (OSIM) kojeg je predložila Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO - International
Standardna organizacija). Ovaj model opisuje opća načela, pravila, dogovore koji osiguravaju interakciju informacijskih sustava i nazivaju se protokoli. Informacijska mreža u EMWOS-u promatra se kao skup funkcija (protokola) koji su podijeljeni u skupine koje se nazivaju razinama. Upravo podjela na razine omogućuje izmjene sredstava implementacije jedne razine bez restrukturiranja sredstava drugih razina, što uvelike pojednostavljuje i smanjuje troškove nadogradnje sredstava kako se tehnologija razvija.
Postoji sedam razina EMBOS-a.
Na fizičkoj razini organiziran je prikaz informacija u obliku električnih ili optičkih signala, transformacija valnog oblika, izbor parametara fizičkih medija za prijenos podataka, te prijenos informacija putem fizičkih medija.
Na sloju podatkovne veze podaci se razmjenjuju između susjednih mrežnih čvorova, tj. čvorova koji su izravno povezani fizičkim vezama bez drugih međučvorova. Imajte na umu da se paketi sloja veze obično nazivaju okvirima.
Na mrežnoj razini paketi se formiraju prema pravilima onih međumreža kroz koje originalni paket prolazi te rutiranja paketa, odnosno definiranja i implementacije ruta po kojima se paketi prenose.
Prijenosni sloj osigurava komunikaciju između krajnjih točaka (za razliku od prethodnog mrežnog sloja, koji omogućuje prijenos podataka kroz međumrežne komponente). Funkcije transportnog sloja uključuju multipleksiranje i demultipleksiranje (sastavljanje i rastavljanje poruka u pakete na krajnjim točkama).
Na razini sesije određuje se vrsta komunikacije (duplex ili half-duplex), početak i kraj zadataka, redoslijed i način razmjene zahtjeva i odgovora partnera u interakciji.
Na reprezentativnoj razini implementirane su funkcije prikaza podataka (kodiranje, oblikovanje, strukturiranje).
Na razini aplikacije određuju se podaci koji će se prenositi mrežom i oblikuju u poruke.