Гл1_06 (1031650), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В нем была предложена стандартная семиуровневаямодель взаимодействия открытых систем, ставшая своего рода универсальным языком сетевых специалистов.Для решения сложных задач используется универсальный прием - декомпозиция, тоесть разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач-модулей. Множество модулей, составляющих каждый уровень, сформировано таким образом, что для выполнения своих задач они обращаются с запросами только к модулям непосредственно примыкающего нижележащего уровня.
С другой стороны, результаты работы всех модулей, принадлежащих некоторому уровню, могут быть переданы только модулям соседнего вышележащего уровня.Иерархическая декомпозиция задачи предполагает четкое определение функции каждогоуровня и интерфейсов между уровнями. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. В результате иерархической декомпозиции достигается относительная независимость уровней, а значит, и возможность их легкой замены.Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена сообщениями участвуют две машины, то есть вданном случае необходимо организовать согласованную работу двух "иерархий".
При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений оправилах передачи (иметь согласованные протоколы при передаче информации с уровня науровень в каждом из контроллеров). Например, они должны согласовать уровни и формуэлектрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т.п.
Другими словами, соглашения должны быть приняты для всехуровней, начиная от самого низкого - уровня передачи битов - до самого высокого, реализующего сервис для пользователей сети.Эталонная модель OSI описывает, каким образом информация проходит через средупередачи (например, витую пару) от прикладного процесса-источника до процессаполучателя и назад. Вся иерархия процесса обмена (рис. 1.34) в общем случае разбита на семьуровней и допускает самые разнообразные способы обмена сообщениями. В каждом конкретном случае некоторые уровни иерархии могут быть опущены или объединены с другими.Сообщение (полезная информация) посылается с высшего прикладного уровня.
Решается задача согласования передачи информации с выше лежащего уровня на низший путем добавления в полезную информацию служебной в виде заголовков и, иногда, концевиков. Эта служебная информация необходима для корректной работы интерфейсов получателя сообщения,когда сообщение поднимается назад с физического уровня.
При этом дополнения после ихРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru54использования на каждом из уровней отбрасываются и к получателю, в конечном итоге, приходит посланная информация.Пусть MicroPC рассмотренной нами ранее установки диффузионной сварки (рис. 1.18)хочет узнать у контроллера ВАК о давлении в рабочей камере. В прикладном потоке А программисту MicroPC в распоряжении хотелось бы иметь некоторую простую утилиту, например функцию real: Control(имя адресата, имя параметра), пользуясь которой он мог бы узнатьзначение требуемого параметра.Микроконтроллер 2Микроконтроллер 1Поток БПоток АсообщениеПрикладнойуровеньсообщениеУровеньпредставления6Сооб- 7щениеИнтерфейсыСооб- 7 6щениеСеансовыйуровень5Сооб- 7 6 5щениеТранспортный уровень4Сооб- 7 6 5 4щениеСетевойуровень3Сооб- 7 6 5 4 3щениеКанальныйуровень2Сооб- 7 6 5 4 3 2щениеФизическийуровень1Сооб- 7 6 5 4 3 2 1щение77ИнтерфейсыСооб6 7 щениеПрикладнойуровень6УровеньпредставленияСооб5 6 7 щение5СеансовыйуровеньСооб4 5 6 7 щение4Транспортный уровеньСооб3 4 5 6 7 щение3СетевойуровеньСооб2 3 4 5 6 7 щение2КанальныйуровеньСооб1 2 3 4 5 6 7 щение1ФизическийуровеньСооб7 щениеПротоколыКаналсвязиРис.
1.34При реализации этой утилиты прикладной процесс (поток) MicroPC сообщается сдрайвером вакуумметра, который формирует поток данных для него – сообщение, которое вчистом виде может быть понято вакуумметром. Но это сообщение еще не может быть послано, оно просто не дойдет до адресата без искажений.Как в примере с перепиской, нужно письмо запаковать в конверт, написать по определенным правилам прямой и обратный адрес, наклеить марку. И только после этого письмоможно опустить в почтовый ящик.Вместе с контроллером ВАК должен поставляться драйвер и протокол обмена по каналуRS-485, по сути, это некая подпрограмма, позволяющая реализовать ряд процедур обмена, например, считывать значения переменных, проводить тестирование, переключать режимы работы. Вкрайнем случае, Вы должны располагать физическими адресами переменных процесса В и правилами обращения к ним, чтобы написать эти утилиты самим, иначе ничего не получится.Уровни модели OSI. Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель или цифровой территориальный канал.
К этому уровню имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических сигналов, передающих дискретную информацию, например,Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru55крутизна фронтов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип кодирования, скорость передачи сигналов.
Кроме этого, здесь обычно стандартизуются типыразъемов и назначение каждого контакта.Например, для канала RS-485 оговорены требования к выходным каскадам передатчика – формирователя сигналов и входных каскадов приемника. Согласно этим требованиям изготовители электронных компонентов выпускают интегральные схемы – драйверы канала. Отразработчика САУ требуется правильная разводка линий связи, выбор соответствующего кабеля и т.п. Канал RS-485 широко используется в системах управления технологическим оборудованием.
В приложении 1 приведена статья «Правильная разводка сетей RS-485», выполнение рекомендаций которой позволит Вам избежать множества проблем при практическихработах в этой области.Канальный уровень (Data Link layer) во первых проверяет доступность канала. Этоособенно важно для линий связи с произвольным доступом. Другой задачей канальногоуровня является реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок.
Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами (frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, помещая специальную последовательность бит в начало и конец каждого кадра, для его выделения, а также вычисляет контрольную сумму, обрабатывая все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру. Когда кадр приходит по сети, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра.Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается.
Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной передачи поврежденных кадров.В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, заложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Хотя канальный уровень иобеспечивает доставку кадра между любыми двумя узлами локальной сети, он это делает тольков сети с совершенно определенной топологией связей, именно той топологией, для которой онбыл разработан. Для простых магистральных сетей RS-485, рассматриваемых нами в качествепримера, протокол канального уровня обеспечивает адресацию и транспортировку сообщений иуровень приложения может обращаться к канальному уровню, минуя остальные.Тем не менее, для обеспечения качественной транспортировки сообщений в сетях любых топологий функций канального уровня оказывается недостаточно, поэтому в модели OSIрешение этой задачи возлагается на два следующих уровня - сетевой и транспортный.Сетевой уровень (Network layer) служит для образования единой транспортной системы,объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно различныепринципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структуройсвязей.
Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных междулюбыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией. Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой, например, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
