Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Содержание

Общие положения

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Архитектура сети TMN

Архитектурные требования

Логическая уровневая архитектура (LLA)

Информационная архитектура

Функциональная архитектура

Блоки функций сети TMN

Функциональные компоненты

Физическая архитектура

Совместимость интерфейсов

Стандартные интерфейсы TMN

Общие положения

Задача управления сетью связи состоит в том, чтобы предоставить ее опера­тору возможность поддерживать нормальную эксплуатацию сети, осуществлять ее техническое обслуживание с минимальными затратами, обеспечивая при этом тре­буемый уровень качества обслуживания абонентов. Наиболее эффективно эту зада­чу молено решить, опираясь на концепцию сети управления электросвязью (Tele­communications Management Network - TMN).

Концепция TMN, разработанная и утвержденная Международным союзом электросвязи (МСЭ), определяет принципы создания единой системы управления (СУ) для телекоммуникационных сетей разных уровней и масштабов, представляю­щих различные типы услуг. Возможность применения такой СУ связана с отсутст­вием жесткой привязки TMN к какой- либо транспортной системе и особенностям конкретной сети. Вся информация, необходимая для управления, располагается в единой базе данных, которая может изменяться и пополняться описаниями новых объектов управления, а весь обмен служебными данными TMN может осуществ­ляться с использованием существующей транспортной системы управления.

Основная идея концепции TMN - обеспечение самостоятельной сетевой структуры для взаимодействия различных типов телекоммуникационного оборудо­вания и управляющих устройств, использующих стандартные протоколы и интер­фейсы (стыки). Следует отметить, что эта концепция, объединив в себе все функции

существующих СУ, добавила к ним универсальность, динамичность и сервис высо­кого уровня.

Комплексный характер, законченность и независимость от управляемой сети выгодно отличают концепцию TMN от других подходов к сетевому управлению. Благодаря интеллектуальному интерфейсу, который обеспечивается средствами TMN, для управлениями сетями различного назначения не требуется специальная подготовка, учитывающая специфику функционирования конкретной сети [1, 6, 7, 13].

Новая идеология управления эксплуатацией сетей электросвязи на основе TMN, активно внедряемая в настоящее время на мировом телекоммуникационном рынке, позволяет решать поставленные задачи.

Сеть TMN по сложности может изменяться от очень простого соединения между операционной системой и отдельным оборудованием электросвязи до слож­ной сети, соединяющей большое количество различных типов операционных систем и аппаратуры электросвязи. Она может обеспечить функции управления и обеспе­чить соединения, как между самими операционными системами, так и между опера­ционными системами и различными участками сети электросвязи. Сеть электросвя­зи состоит из многих типов аналоговой и цифровой аппаратуры связи и взаимосвя­занного вспомогательного оборудования, таких как системы передачи, коммутаци­онные системы, мультиплексоры, терминалы сигнализации, интерфейсный процес­сор, центральный процессор, контроллеры кластеров, файловые процессоры и др. При управлении такое оборудование обычно называется элементами сети (NE).

На рисунке 1.1 приведен общий вид связи между сетью TMN и сетью электро­связи, которой она управляет. Схематическая сеть TMN является самостоятельной сетью, которая стыкуется с сетью электросвязи в нескольких различных точках для передачи / приема информации к ним и от них и для управления их работой. Сеть TMN может использовать часть сети электросвязи для обеспечения своих соедине­ний. Таким образом, это будет требованием для управления TMN с помощью сети TMN. Граница сети TMN может охватывать услуги абонент / пользователь и аппа­ратуру и управлять ими.

Рисунок 1.1 - Общий вид связи между сетью управления электросвязью и сетью электросвязи

Элемент сети (NE) включает оборудование электросвязи (или групп / частей оборудования электросвязи) и вспомогательное оборудование или любой элемент или группу элементов, считающихся принадлежащими к среде электросвязи, кото­рые выполняют функции NEF. Элемент сети может при желании содержать какие-либо блоки функций другой сети TMN в соответствии с требованиями его реализа­ции. Существующее оборудование, подобное элементу сети, но не обладающее стандартным интерфейсом сети TMN с помощью функций Q-адаптера, который бу­дет обеспечивать необходимую функциональность для преобразования нестандарт­ного и стандартного интерфейсов управления.

Рабочая станция (WS) представляет систему, которая выполняет функции ра­бочей станции. Функции рабочей станции преобразуют информацию в формат при­годный для отображения в опорной точке g. и наоборот.

Операционная система (OS) - это система, выполняющая функции управле­ния. Операционная система может при необходимости обеспечивать функции MF, QAF и WSF.

Медиатор (MD) представляет собой устройство, выполняющее функции ме­диатизации. Медиатор может также обеспечивать при необходимости функции OSF, QAF и WSF.

Q-адаптер (QA) - это устройство, соединяющее элементы сети или операци­онные системы с несовместимыми для сети TMN интерфейсами (в опорных точках т) с интерфейсами Qx и Q₃.

Сеть передачи данных представляет собой сеть электросвязи в рамках сети TMN, которая обеспечивает функцию передачи данных.

Эталонная модель взаимодействия открытых систем

Модель является формой описания характеристик и процессов, происходя­щих в сети. На основе модели строится логическая структура сети, а затем опреде­ляются пути ее реализации в различного рода технических устройствах: ЭВМ, тер­миналах, каналах передачи данных и т.д.

Системой назовем автономную совокупность оборудования, их программного обеспечения, периферийного оборудова­ния, терминалов, людей - операторов, различных физических процессов, средств передачи данных, способную осуществлять обработку и передачу информации и выполнять функции взаимодействия с другими системами. Со­вокупность систем и физических средств соединения образует сеть (например, ин­формационно - вычислительную). Логическое описание сети определяется ее общей моделью. Так как функции, выполняемые сетью, чрезвычайно сложны, они иерар­хически делятся на группы. В результате этого создается многоуровневая концепция информационно - вычислительной сети.

Перемещение информации между различными системами является чрезвычайно сложной задачей. В начале 1980гг. Международной организацией по Стандартизации (ISO) и Международным Консультативным Комитетом по Телеграфии и Телефонии (ныне МСЭ-Т) была разработана эталонная модель " Взаимодействие От­крытых Систем" (ВОС/OSI). Эта модель описана в рекомендации Х.200 (МККТТ) и ISO 7498 (ISO).

Открытыми называют взаимодействующие на одном интерфейсе системы, т.е. «понимающие» друг друга.

Эталонная модель OSI делит проблему перемещения информации между системами через среду сети на семь менее крупных, и следовательно, более лег­ко разрешимых проблем (уровней). Каждая из этих проблем выбрана потому, что она от­носительно автономна, и следовательно, ее легче решить без использования внешней информации.

Большинство устройств сети реализует все семь уровней. Два самых низших уров­ня OSI реализуются аппаратным и программным обеспечением; остальные пять высших уровня, как правило, реализуются программным обеспечением.

Справочная модель OSI описывает, каким образом информация передается от одной прикладной программы (например, программы обра­ботки таблиц) до другой прикладной программы, находящейся в другой системе.

В качестве примера связи типа OSI предположим, что Система А на рисунке 2.1 имеет информацию для отправки в Систему В. Прикладная программа Системы А сообщается с Уровнем 7 (верхний уровень), который сообщается с Уровнем 6 Сис­темы А, и т.д. до Уровня 1 Системы А. Задача Уровня 1 отдавать (а также забирать) информацию в физическую среду сети. После того, как информация проходит через физическую среду сети и поступает на Систему В, она проходит через уровни Системы В в обратном, пока она наконец не поступит в прикладную программу Системы В.

Рисунок 2.1 — Взаимодействие двух систем.

При обмене сообщениями оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений. Например, они должны согласовать способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т.п. Другими словами, соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого уровня передачи битов, до самого высокого уровня, детализирующего, как информация должна быть интерпретирована.

Правила взаимодействия двух систем могут быть описаны в виде набора процедур для каждого из уровней. Такие формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколами. Протоколы характеризуются:

- способами синхронизации;

- синтаксисом (порядком расположения информации в кадре);

- семантикой (смысловым содержанием данных).

Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

Уровневая модель OSI исключает прямую связь между соответствующими уровнями других систем, т.е. каждый уровень Системы А пользуется услугами, предоставляемыми ему смежными уровнями Системы А. Взаимоот­ношения между смежными уровнями отдельной системы показаны на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 –Взаимодействие смежных уровней в одной системе.

Интерфейс – это граница между двумя взаимодействующими системами (устройствами), определяемая общими функциональными и конструктивными характеристиками, требованиями к протоколам обмена и т.д., т.е. интерфейс — это совокупность аппаратных и (или) программных средств, обеспечивающих взаимодействие двух разнофункциональных блоков (уровней).

Предположим, что Уровень 5 Системы А должен связаться с Уровнем 5 Сис­темы В. Чтобы выполнить эту задачу, Уровень 5 должен воспользоваться услугами Уровня 4 Системы А. Уровень 5 называется " пользователем услуг", а Уровень 4 -" источником услуг". Услуги уровня 4 обеспечиваются Уровню 5 в " точке доступа к услугам" (SAP), которая представляет собой просто местоположение, в котором Уровень 5 может запросить услуги Уровня 4. Как видно из рисунка. Уровень 4 мо­жет предоставлять свои услуги множеству объектов Уровня 4.

Прикладной уровень Системы А помещает управляющую информацию (в форме кодированного заголовка) перед фактическим текстом, который должен быть передан. Этот информационный блок передается в Уровень 6 Сис­темы А, который может предварить его своей собственной управляющей информа­цией. Размеры сообщения увеличиваются по мере того, как оно проходит вниз через уровни до тех пор, пока не достигнет сети, по которой оригинальный текст и вся связанная с ним управляющая информация передается Системе В. Уровень 1 Системы В отделяет заголовок уровня 1 и расшифровав его, он знает, как обрабатывать данный информационный блок. Слегка уменьшенный в размерах информационный блок передается в Уровень 2, ко­торый отделяет заголовок Уровня 2, проанализировав его, он узнает о действиях, ко­торые должен выполнить, и т.д. Когда информационный блок наконец доходит до прикладной программы Системы В, он должен содержать только оригинальный текст.

Концепция заголовка и собственно данных относительна и зависит от пер­спективы того уровня, который в данный момент анализирует информационный
блок. Например, в Уровне 3 информационный блок состоит из заголовка Уровня 3 и следующими за ним данными. Однако данные Уровня 3 могут содержать заголовки Уровней 4, 5, 6 и 7. Кроме того, заголовок Уровня 3 является просто данными для Уровня 2. И наконец, не все уровни нуждаются в присоединении заголовков. Некоторые уровни могут просто выполнять адаптацию получаемых данных, чтобы сделать их читаемы­ми для смежных с ними уровней.