ویژگی های مدل مرجع osi. مدل مرجع سیستم ارتباطی

مفهوم مدل مرجع به طور گسترده در علوم ارتباطات و کامپیوتر استفاده می شود.

• مدل مرجع(مدل مرجع، مدل اصلی) در زمینه سیستم‌ها و نرم‌افزارها، مدلی از چیزی است که یک هدف یا ایده اساسی مشترک دارد و می‌تواند به عنوان استانداردی برای اهداف مختلف در نظر گرفته شود [ویکی‌پدیا].

• مدل مرجع بازنمایی انتزاعی از مفاهیم و روابط بین آنها در برخی است منطقه مشکل. بر اساس مدل مرجع، مدل‌های دقیق‌تر و دقیق‌تری ساخته می‌شوند که در نهایت در اشیاء و مکانیسم‌های واقعی [Wikipedia-rus] تجسم می‌یابند.
  

• مدل مرجع یک ساختار (چارچوب) انتزاعی برای درک روابط اساسی بین اشیاء یک محیط خاص است که بیشتر امکان توسعه معماری های خاص را با استفاده از استانداردها یا مشخصات خاص پشتیبانی شده توسط این محیط فراهم می کند. مدل مرجع شامل حداقل مجموعهمفاهیم، ​​بدیهیات و روابط یکپارچه مربوط به یک حوزه مشکل خاص، و مستقل از استانداردها، فناوری‌ها، اجراها یا سایر جزئیات خاص.

  هدف از معرفی مدل مرجع شامل تعریف ماهیت معماری سیستم و معرفی اصطلاحات و همچنین توصیف اصل کلیعملکرد سیستم این مدل روابطی را که برای عملکرد سیستم مهم هستند، به عنوان یک مدل انتزاعی، مستقل از گزینه پیاده‌سازی فنی و فناوری‌های دائماً در حال تکامل که می‌تواند بر اجرای سیستم تأثیر بگذارد، تعریف می‌کند. اغلب، معماری در چارچوب یک پیکربندی از پیش تعریف شده که شامل پروتکل ها، پروفایل ها، مشخصات و استانداردها است، توسعه می یابد.

  کاربردهای زیادی از مدل مرجع وجود دارد. یک مورد استفاده، ایجاد استانداردهایی برای اشیاء موجود در مدل و نحوه تعامل آنها با یکدیگر است. هنگام توسعه استانداردها و سیستم های ارتباطی کاربردی خاص، معماری آنها با مدل استاندارد مقایسه می شود. با این رویکرد، کار متخصصانی که نیاز به ایجاد یا تجزیه و تحلیل اشیاء سیستم ارتباطی دارند که مطابق با استاندارد رفتار می کنند بسیار آسان تر می شود.
  

• نمونه ای از استاندارد مدل مرجع است مدل مرجع شبکه برای اتصال سیستم های باز(EMVOS) OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model ) سازمان بین المللی استاندارد ISO - مدل پایه معماری برای سیستم های ارتباطی داده که می باشد درمان خوببرای تحلیل و مطالعه استانداردهای مدرنو فناوری های ارتباطی
  

مدل OSI هفت لایه

ماهیت جهانی مدل مرجع شبکه هفت لایه کلاسیک OSI امکان ایجاد مدل هایی بر اساس آن برای استانداردهای خاص را فراهم می کند که به آنها استانداردهای مرجع نیز می گویند. به عنوان مثال، در شکل ... مدل مرجع DECT نشان داده شده است، توابع کلیدیکه تنها در سه سطح پایین مدل OSI ساختار یافته اند: شبکه، پیوند داده و فیزیکی.

مدل مرجع DECT

1. مدل مرجع برای خدمات گرا. معماری 1.0. مشخصات کمیته 1، 2 اوت 2006. http://www.oasis-open.org/

مدل OSI توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO) در سال 1984 پیشنهاد شد. از آن زمان تاکنون (کم و بیش به شدت) توسط تمام تولیدکنندگان محصولات شبکه مورد استفاده قرار گرفته است. مانند هر مدل یونیورسال، OSI بسیار دست و پا گیر، زائد است و چندان انعطاف پذیر نیست. بنابراین، ابزارهای شبکه واقعی ارائه شده توسط شرکت های مختلف لزوماً به تفکیک پذیرفته شده عملکردها پایبند نیستند. با این حال، آشنایی با مدل OSI به شما این امکان را می دهد که بهتر متوجه شوید که در شبکه چه اتفاقی می افتد.

همه توابع شبکهدر مدل آنها به 7 سطح تقسیم می شوند (شکل 5.1). در عین حال، سطوح بالاتر وظایف پیچیده تر و جهانی را انجام می دهند که برای اهداف خود از سطوح پایین تر استفاده می کنند و همچنین آنها را مدیریت می کنند. هدف سطح پایین ارائه خدمات به سطح بالاتر است و سطح بالاتر به جزئیات اجرای این خدمات اهمیتی نمی دهد. سطوح پایین تر عملکردهای ساده تر و خاص تری را انجام می دهند. در حالت ایده آل، هر سطح فقط با سطوحی که در کنار آن هستند (بالا و پایین آن) تعامل دارد. سطح بالامربوط به وظیفه برنامه است، برنامه در حال اجرا در حال اجرا، پایین تر - به انتقال مستقیم سیگنال ها از طریق کانال ارتباطی.

برنج. 5.1.هفت لایه از مدل OSI

مدل OSI نه تنها برای شبکه های محلی، بلکه برای هر شبکه ارتباطی بین رایانه ها یا سایر مشترکین نیز کاربرد دارد. به طور خاص، توابع اینترنت را نیز می توان بر اساس مدل OSI به لایه ها تقسیم کرد. تفاوت های اساسی شبکه های محلیاز نظر جهانی، از دیدگاه مدل OSI، تنها در سطوح پایین مدل مشاهده می شود.

توابع موجود در توابع نشان داده شده در شکل. سطوح 5.1 توسط هر مشترک شبکه پیاده سازی می شود. در این حالت، هر سطح روی یک مشترک به گونه ای کار می کند که گویی ارتباط مستقیمی با سطح مربوط به مشترک دیگر دارد. یک ارتباط مجازی (منطقی) بین همان سطوح مشترکین شبکه وجود دارد، به عنوان مثال، بین سطوح برنامه مشترکینی که از طریق شبکه در تعامل هستند. مشترکین یک شبکه یک اتصال فیزیکی واقعی (کابل، کانال رادیویی) فقط در پایین ترین سطح فیزیکی دارند. در مشترک فرستنده، اطلاعات از تمام سطوح از بالا به پایین عبور می کند. در مشترک دریافت کننده، اطلاعات دریافتی می سازد سفر بازگشت: از سطح پایین به بالا (شکل 5.2).

برنج. 5.2.مسیر اطلاعات از مشترک به مشترک

داده هایی که باید از طریق شبکه منتقل شوند، در مسیر از سطح بالا (هفتم) به سطح پایین (اول)، تحت یک فرآیند کپسوله سازی قرار می گیرند (شکل 4.6). هر سطح بعدی نه تنها داده هایی را که از تعداد بیشتری بدست می آید پردازش می کند سطح بالا، بلکه عنوان خاص خود را نیز به آنها ارائه می دهد اطلاعات رسمی. این فرآیند انباشت اطلاعات خدمات تا آخرین سطح (فیزیکی) ادامه دارد. در سطح فیزیکی، کل این ساختار چند پوسته در طول کابل به گیرنده منتقل می شود. در آنجا روش کپسولاسیون معکوس را انجام می دهد، یعنی وقتی به سطح بالاتر منتقل می شود، یکی از پوسته ها برداشته می شود. به سطح هفتم بالا داده هایی می رسد که از تمام پوسته ها آزاد شده اند، یعنی از تمام اطلاعات خدمات سطوح پایین تر. در این حالت، هر سطح از مشترک گیرنده، داده های دریافتی از سطح بعدی را مطابق با اطلاعات سرویسی که حذف می کند، پردازش می کند.

اگر برخی از دستگاه‌های میانی (به عنوان مثال، فرستنده‌ها، تکرارکننده‌ها، هاب‌ها، سوئیچ‌ها، مسیریاب‌ها) در مسیر بین مشترکین در شبکه گنجانده شوند، می‌توانند عملکردهای موجود در سطوح پایین‌تر مدل OSI را نیز انجام دهند. هرچه پیچیدگی دستگاه میانی بیشتر باشد، سطوح بیشتری را پوشش می دهد. اما هر دستگاه میانی باید اطلاعات را در سطح فیزیکی پایین‌تر دریافت و برگرداند. تمام تبدیل داده های داخلی باید دو بار و در جهت مخالف انجام شود (شکل 5.3). دستگاه های شبکه میانی، بر خلاف مشترکین تمام عیار (به عنوان مثال، رایانه ها)، فقط در سطوح پایین تر کار می کنند و تبدیل دو طرفه را نیز انجام می دهند.

برنج. 5.3.فعال کردن دستگاه های میانی بین مشترکین شبکه

بیایید نگاهی دقیق تر به عملکرد سطوح مختلف بیندازیم.

• لایه برنامه (7) یا لایه برنامه خدماتی را ارائه می دهد که به طور مستقیم از برنامه های کاربردی کاربر پشتیبانی می کند، به عنوان مثال، نرم افزار انتقال فایل، دسترسی به پایگاه داده، پست الکترونیک، سرویس ثبت سرور. این سطح تمام شش سطح دیگر را کنترل می کند. به عنوان مثال، اگر کاربری با صفحات گسترده اکسل کار می کند و تصمیم می گیرد یک فایل کاری را در دایرکتوری خود در سرور فایل شبکه ذخیره کند، لایه برنامه تضمین می کند که فایل از رایانه کاری به درایو شبکهشفاف برای کاربر
• لایه ارائه (6) یا لایه ارائه داده، قالب های داده و نحو آنها را به شکلی مناسب برای شبکه تعریف و تبدیل می کند، یعنی عملکرد یک مترجم را انجام می دهد. اینجاست که داده ها رمزگذاری و رمزگشایی می شوند و در صورت لزوم فشرده می شوند. فرمت های استانداردبرای فایل های متنی (ASCII، EBCDIC، HTML)، فایل های صوتی (MIDI، MPEG، WAV)، تصاویر (JPEG، GIF، TIFF)، ویدئو (AVI) وجود دارد. تمام تبدیل فرمت ها در سطح نماینده انجام می شود. اگر داده ها به صورت کد باینری منتقل شوند، نیازی به تبدیل فرمت نیست.
• لایه جلسه (5) (لایه جلسه) مدیریت جلسات ارتباطی را مدیریت می کند (یعنی برقراری، حفظ و خاتمه ارتباطات). این سطح سه حالت تنظیم جلسه را ارائه می دهد: سیمپلکس (انتقال داده ها در یک جهت)، نیمه دوبلکس (انتقال داده ها به طور متناوب در دو جهت) و تمام دوبلکس (انتقال داده ها به طور همزمان در دو جهت). لایه جلسه همچنین می تواند خاصی را درج کند نقاط کنترل، که به شما امکان می دهد در صورت قطع شدن اتصال، فرآیند انتقال را کنترل کنید. همین سطح نام منطقی مشترکین را می شناسد و حقوق دسترسی اعطا شده به آنها را کنترل می کند.
• لایه حمل و نقل (4) (لایه حمل و نقل) تحویل بسته ها را بدون خطا و تلفات و همچنین به ترتیب مورد نیاز تضمین می کند. در اینجا داده های ارسالی به بلوک هایی که در بسته ها قرار می گیرند تقسیم می شوند و داده های دریافتی از بسته ها بازیابی می شوند. تحویل بسته هم با برقراری ارتباط (کانال مجازی) و هم بدون آن امکان پذیر است. لایه انتقال، لایه مرزی و پل بین سه لایه بالایی است که بسیار ویژه برنامه هستند و سه لایه پایینی که بسیار خاص شبکه هستند.
• لایه شبکه (3) مسئول آدرس دهی بسته ها و ترجمه نام های منطقی (آدرس های منطقی، مانند آدرس های IP یا آدرس های IPX) به آدرس های MAC شبکه فیزیکی (و بالعکس) است. در همین سطح، مشکل انتخاب مسیر (مسیری) که بسته در طول آن به مقصد تحویل می‌شود (در صورت وجود چندین مسیر در شبکه) حل می‌شود. در سطح شبکه، دستگاه های شبکه میانی پیچیده مانند روترها کار می کنند.
• لایه کانال (2) یا لایه کنترل خط انتقال (لایه پیوند داده) مسئول تشکیل بسته‌ها (فریم‌ها) از نوع استاندارد برای یک شبکه معین (اترنت، Token-Ring، FDDI)، شامل فیلدهای کنترل اولیه و نهایی است. . در اینجا، دسترسی به شبکه کنترل می شود، خطاهای انتقال با محاسبه جمع های چک شناسایی می شوند و بسته های اشتباه دوباره به گیرنده ارسال می شوند. لایه پیوند داده به دو زیر لایه تقسیم می شود: LLC بالا و MAC پایین. دستگاه های شبکه میانی مانند سوئیچ ها در سطح پیوند داده کار می کنند.
• لایه فیزیکی (1) (لایه فیزیکی) پایین ترین سطح مدل است که وظیفه رمزگذاری اطلاعات ارسالی به سطوح سیگنال پذیرفته شده در رسانه انتقال مورد استفاده و رمزگشایی معکوس را بر عهده دارد. همچنین الزامات اتصالات، کانکتورها، تطابق الکتریکی، زمین، حفاظت از تداخل و غیره را تعریف می کند. در لایه فیزیکی، دستگاه های شبکه مانند فرستنده گیرنده، تکرار کننده ها و هاب های تکرار کننده عمل می کنند.

اکثر عملکردهای دو سطح پایین مدل (1 و 2) معمولاً در سخت افزار پیاده سازی می شوند (برخی از عملکردهای سطح 2 توسط درایور نرم افزار آداپتور شبکه پیاده سازی می شوند). در این سطوح است که سرعت انتقال و توپولوژی شبکه، روش کنترل تبادل و قالب بسته تعیین می شود، یعنی آنچه که مستقیماً با نوع شبکه مرتبط است، به عنوان مثال، اترنت، Token-Ring، FDDI، 100VG- AnyLAN. سطوح بالاتر، به عنوان یک قاعده، مستقیماً با تجهیزات خاصی کار نمی کنند، اگرچه سطوح 3، 4 و 5 هنوز هم می توانند ویژگی های آن را در نظر بگیرند. سطوح 6 و 7 هیچ ربطی به تجهیزات ندارند.

همانطور که قبلاً اشاره شد، در لایه 2 (کانال) اغلب دو زیر لایه (زیر لایه) LLC و MAC وجود دارد (شکل 5.4):

• سطح فرعی بالایی (LLC - Logical Link Control) اتصال منطقی را کنترل می کند، یعنی یک کانال ارتباطی مجازی ایجاد می کند. به بیان دقیق، این توابع مربوط به نوع خاصی از شبکه نیستند، اما برخی از آنها همچنان به تجهیزات شبکه (آداپتور شبکه) اختصاص داده می شوند. بخش دیگری از عملکردهای لایه فرعی LLC توسط برنامه درایور آداپتور شبکه انجام می شود. زیرلایه LLC مسئول تعامل با لایه 3 (شبکه) است.
• لایه زیرین (MAC - Media Access Control) دسترسی مستقیم به رسانه انتقال اطلاعات (کانال ارتباطی) را فراهم می کند. مستقیماً به تجهیزات شبکه متصل است. در زیر لایه MAC است که تعامل با لایه فیزیکی رخ می دهد. در اینجا وضعیت شبکه مانیتور می شود، بسته ها در صورت برخورد به تعداد معینی دوباره ارسال می شوند، بسته ها دریافت می شوند و صحت ارسال بررسی می شود.

علاوه بر مدل OSI، مدل IEEE Project 802 نیز وجود دارد که در فوریه 1980 به تصویب رسید (از این رو شماره 802 در نام آن وجود دارد) که می تواند به عنوان اصلاح، توسعه، شفاف سازی مدل OSI در نظر گرفته شود. استانداردهای تعریف شده توسط این مدل (اصطلاحاً مشخصات 802) متعلق به دو لایه زیرین مدل OSI بوده و به دوازده دسته تقسیم می شوند که به هر کدام از آنها شماره اختصاص داده شده است:

برنج. 5.4. Link Layer LLC و MAC Sublayers

802.1 - اتصال شبکه ها با استفاده از پل ها و سوئیچ ها

802.2 - کنترل ارتباط منطقی در لایه فرعی LLC.

802.3 – شبکه محلی با روش دسترسی CSMA/CD و توپولوژی اتوبوس (اترنت).

802.4 - شبکه محلی با توپولوژی اتوبوس و دسترسی توکن (Token-Bus).

802.5 – شبکه محلی با توپولوژی حلقه و دسترسی توکن (Token-Ring).

802.6 - شبکه شهری (شبکه منطقه شهری، MAN) با فاصله بین مشترکین بیش از 5 کیلومتر.

802.7 - فناوری انتقال داده باند پهن.

802.8 - فناوری فیبر نوری.

802.9 - شبکه های یکپارچه با قابلیت انتقال صدا و داده.

802.10 - امنیت شبکه، رمزگذاری داده ها.

802.11 - شبکه بی سیم از طریق یک کانال رادیویی (WLAN - Wireless LAN).

802.12 - شبکه محلی با کنترل دسترسی متمرکز بر اساس اولویت های درخواست و توپولوژی ستاره (100VG-AnyLAN).

مدل مرجع پیشنهادی BPM (مدیریت فرآیند کسب و کار) بر اساس زنجیره ای از مقدمات زیر است:

افزایش بهره وری یک شرکت به عنوان یک سیستم پیچیده مستلزم ساخت منطقی آن است و مدیریت فرآیند مدرن ترین مفهوم برای چنین ساخت و سازهایی است.

BPM (به عنوان یک رشته) یک رویکرد سیستماتیک برای اجرای مدیریت فرآیند ارائه می دهد.

هر شرکت مبتنی بر فرآیند دارای سیستم BPM خاص خود است - مجموعه ای از کلیه فرآیندهای تجاری و همچنین روش ها و ابزارهایی برای مدیریت توسعه، اجرا و توسعه این پورتفولیو.

انعطاف پذیری سیستم BPM سازمانی عامل اصلی موفقیت آن است.

یک پلت فرم نرم افزار تخصصی (مجموعه BPM) برای پیاده سازی یک سیستم BPM سازمانی ضروری است، اما کافی نیست، زیرا BPM جایگاه ویژه ای در معماری سازمانی دارد.

هدف: افزایش بهره وری شرکت

برای مدیریت عملکرد خود، اکثر شرکت‌ها از اصل بازخورد استفاده می‌کنند (شکل 1)، که به آنها اجازه می‌دهد تا با انجام یک سری اقدامات خاص، خود را با اکوسیستم تجاری خارجی وفق دهند:

اندازه‌گیری پیشرفت فعالیت‌های تولیدی و تجاری (معمولاً این اندازه‌گیری‌ها در قالب معیارها یا شاخص‌های مختلف، به عنوان مثال، درصد مشتریان بازگشتی ارائه می‌شوند).

جداسازی رویدادهای مهم برای شرکت از اکوسیستم تجاری خارجی (به عنوان مثال، قوانین یا نیازهای جدید بازار).

تعیین استراتژی توسعه کسب و کار شرکت؛

اجرای تصمیمات اتخاذ شده (با ایجاد تغییرات در سیستم تجاری شرکت).

مطابق با توصیه کلاسیک ادوارد دمینگ، نویسنده آثار متعدد در زمینه مدیریت کیفیت، از جمله کتاب معروف "خروج از بحران"، همه بهبودها باید به صورت دوره ای، مداوم و با تأیید در هر چرخه انجام شوند. میزان و فراوانی این بهبودها به موقعیت خاص بستگی دارد، اما توصیه می‌شود که چنین چرخه‌هایی نسبتاً فشرده نگه داشته شوند. بهبودهای مختلف می تواند جنبه های مختلف شرکت را تحت تأثیر قرار دهد. سوال این است که چگونه یک کسب و کار می تواند بهترین نتایج را در هر مورد خاص به دست آورد؟ دو پیش نیاز عینی برای بهینه سازی فعالیت های یک شرکت به عنوان یک کل وجود دارد:

ارائه اطلاعات و ابزار کافی برای تصمیم گیری به مدیریت؛

اطمینان از اینکه سیستم تجاری شرکت قادر به اجرای تغییرات لازم با سرعت مورد نیاز است.

اکثر مفهوم مدرنسازماندهی کار سازمانی - مدیریت فرآیند، که در آن فرآیندها و خدمات آشکار می شوند.

مدیریت فرآیند

دنیای تجارت مدت‌هاست که درک کرده است (به تکنیک‌هایی مانند TQM، BPR، شش سیگما، ناب، ISO 9000 و غیره مراجعه کنید) که خدمات و فرآیندها اساس عملکرد اکثر شرکت‌ها هستند. بسیاری از شرکت ها از مدیریت فرآیند برای سازماندهی فعالیت های تولیدی و اقتصادی خود به عنوان مجموعه ای از فرآیندهای تجاری و روش های مدیریت آنها استفاده می کنند.

مدیریت فرآیند، به عنوان یک مفهوم مدیریت، امکان هماهنگی فعالیت های خدمات فردی یک شرکت را به منظور دستیابی به نتیجه معین با استفاده از فرآیندهای تجاری به طور واضح و رسمی تعریف می کند. در این مورد، خدمات از نظر عملیاتی واحدهای عملکردی مستقل هستند. یک شرکت می تواند چندین نانوسرویس ابتدایی داشته باشد که در یک ابرسرویس (خود شرکت) سازماندهی شده اند.

استفاده از یک تعریف صریح از هماهنگی به شما امکان می دهد تا وابستگی متقابل بین خدمات را رسمی کنید. وجود چنین رسمی سازی امکان استفاده را فراهم می کند روش های مختلف(مدل سازی، تأیید خودکار، کنترل نسخه، اجرای خودکار و غیره) برای بهبود درک تجاری (برای تصمیم گیری بهتر) و افزایش سرعت توسعه سیستم های تجاری (برای اجرای سریعتر تغییرات).

علاوه بر فرآیندها و خدمات، سیستم های تجاری سازمانی با رویدادها، قوانین، داده ها، شاخص های عملکرد، نقش ها، اسناد و غیره کار می کنند.

برای پیاده سازی مدیریت فرآیند، شرکت ها از سه رشته محبوب بهبود مستمر فرآیندهای تجاری استفاده می کنند: ISO 9000، شش سیگما و تولید ناب. آنها بر حوزه‌های مختلف سیستم تجاری شرکت تأثیر می‌گذارند، اما همیشه نیاز به جمع‌آوری داده‌های مربوط به کار واقعی انجام شده و استفاده از نوعی مدل فرآیند کسب‌وکار برای تصمیم‌گیری وجود دارد (اگرچه گاهی اوقات این مدل فقط در ذهن کسی است). در عین حال، آنها روش‌های متفاوت و مکملی را برای تعیین اینکه چه تغییراتی برای بهبود عملکرد سیستم تجاری یک شرکت لازم است، ارائه می‌دهند.

آنچه شما مدل می کنید همان چیزی است که اجرا می کنید.

در شکل شکل 2 یک مدل تعمیم یافته از یک شرکت فرآیند محور را نشان می دهد.

مشکل اصلی در بهینه سازی فعالیت های چنین بنگاهی چیست؟ بخش های مختلف یک سیستم کسب و کار از توصیف های متفاوتی از یک فرآیند تجاری استفاده می کنند. معمولاً این توضیحات به طور جداگانه وجود دارد و توسط افراد مختلف توسعه داده شده است، با نرخ های مختلف به روز می شوند، اطلاعات را به اشتراک نمی گذارند، و برخی از آنها به سادگی آشکار نمی شوند. وجود یک توصیف یکپارچه از فرآیندهای تجاری یک شرکت، این نقص را برطرف می کند. این توصیف باید به طور صریح و رسمی تعریف شود تا به طور همزمان به عنوان مدلی برای مدل‌سازی، یک برنامه اجرایی و مستنداتی باشد که به راحتی توسط همه کارکنان درگیر در فرآیند کسب‌وکار قابل درک باشد.

این توصیف اساس رشته BPM است که به شما امکان مدل‌سازی، خودکارسازی، اجرا، کنترل، اندازه‌گیری و بهینه‌سازی جریان‌های کاری را می‌دهد که شامل سیستم‌های نرم‌افزار، کارکنان، مشتریان و شرکا در داخل و خارج از مرزهای سازمانی می‌شود. رشته BPM تمام عملیات با فرآیندهای تجاری (مدل سازی، اجرا و غیره) را به عنوان یک کل واحد در نظر می گیرد (شکل 3).

در حال حاضر، صنعت BPM هنوز سیستم استانداردهای مناسبی را برای فرمت‌ها برای توصیف رسمی فرآیندهای تجاری ایجاد نکرده است. سه فرمت محبوب: BPMN (نمادگذاری مدل سازی فرآیند کسب و کار، نمایش گرافیکی مدل های فرآیند کسب و کار)، BPEL ( زبان اجرای فرآیند کسب و کاررسمی‌سازی اجرای تعامل بین وب سرویس‌ها) و XPDL (زبان توصیف فرآیند XML، www.wfmc.org، مشخصاتی برای مبادله مدل‌های فرآیند کسب‌وکار بین برنامه‌های کاربردی مختلف) توسط گروه‌های مختلف و برای اهداف مختلف توسعه داده شد و متاسفانه انجام می‌شود. به اندازه کافی یکدیگر را تکمیل نمی کنند.

وضعیت با این واقعیت تشدید می شود که فرمت های مختلفتولیدکنندگان مختلفی وجود دارند و همه در تلاش هستند تا راه حل خود را به بازار "هل" کنند. همانطور که بارها تکرار شده است، منافع کاربر نهایی در چنین مبارزه ای در نظر گرفته نمی شود - امروزه هیچ سازمان به اندازه کافی قوی وجود ندارد که منافع کاربر نهایی BPM را نمایندگی کند (مشابه با گروه استانداردهای HTML، موفقیت که به اتخاذ یک معیار ACID3 توسط همه توسعه دهندگان مرورگر وب محصولات آنها نسبت داده می شود). وضعیت ایده آل در BPM یک تعریف استاندارد از معناشناسی اجرا برای توصیف BPMN مانند فرآیندهای تجاری خواهد بود. این معناشناسی اجرای استاندارد است که تفسیر یکسانی از فرآیندهای تجاری توسط هر نرم افزار را تضمین می کند. علاوه بر این، چنین توصیفی باید امکان انطباق درجه توصیف فرآیندهای تجاری را با نیازهای یک مصرف کننده خاص فراهم کند (به عنوان مثال، کاربر یک نمودار تقریبی را می بیند، تحلیلگر نمودار دقیق تری را می بیند و غیره).

همه اینها به این معنی نیست که BPEL یا XPDL غیرضروری خواهد شد - استفاده از آنها پنهان می شود، همانطور که در زمینه تهیه اسناد الکترونیکی وجود دارد. همینطور سند الکترونیکیمی تواند به طور همزمان در XML، PDF، PostScript و غیره وجود داشته باشد، اما تنها یک فرمت اصلی (XML) برای اصلاح سند استفاده می شود.

نظم BPM در فرهنگ سازمانی

علاوه بر فرآیندها و خدمات، سیستم های تجاری سازمانی با مصنوعات اضافی مانند:

مناسبت ها(رویدادها) - پدیده هایی که در داخل و خارج از مرزهای شرکت رخ داده است که برخی از واکنش های سیستم تجاری به آنها امکان پذیر است ، به عنوان مثال ، هنگام دریافت سفارش از مشتری ، لازم است یک فرآیند تجاری خدماتی شروع شود.

اشیاء(اشیاء داده ها و اسناد) - توضیحات رسمی اطلاعاتی از چیزهای واقعی و افرادی که یک تجارت را تشکیل می دهند. این اطلاعات در ورودی و خروجی یک فرآیند تجاری است، به عنوان مثال، فرآیند تجاری خدمات سفارش، خود فرم سفارش و اطلاعات مربوط به مشتری را به عنوان ورودی دریافت می کند و در خروجی گزارشی از اجرای سفارش ایجاد می کند.

فعالیت ها(فعالیت ها) - کارهای کوچکی که اشیا را تغییر می دهند، به عنوان مثال فعالیت های خودکار مانند چک کردن کارت اعتباریمشتری یا فعالیت های انسانی، مانند امضای مدیریت یک سند؛

قوانین(قوانین) - محدودیت ها و شرایطی که یک شرکت تحت آن فعالیت می کند، به عنوان مثال، صدور وام به مبلغ معین باید تأیید شود. مدیر کلشیشه؛

نقش ها(نقش) - مفاهیم نشان دهنده مهارت ها یا مسئولیت های مربوطه مورد نیاز برای انجام اقدامات خاص، به عنوان مثال، فقط یک مدیر ارشد می تواند یک سند خاص را امضا کند.

دنباله حسابرسی(مسیرهای حسابرسی) - اطلاعاتی در مورد اجرای یک فرآیند تجاری خاص، به عنوان مثال، چه کسی چه کاری را انجام داده و با چه نتیجه ای انجام داده است.

شاخص های اصلی عملکرد(شاخص عملکرد کلیدی، KPI) - تعداد محدودی از شاخص ها که میزان دستیابی به اهداف را اندازه گیری می کنند.

برنج. شکل 4 توزیع مصنوعات را بین بخش های مختلف سیستم تجاری سازمانی نشان می دهد. عبارت "فرآیندها (به عنوان الگو)" به معنای توصیفات انتزاعی (مدل ها یا طرح ها) فرآیندها است.

عبارت "فرآیندها (به عنوان نمونه)" به نتایج واقعی اجرای این الگوها اشاره دارد. معمولاً از یک الگو برای ایجاد بسیاری از کپی ها استفاده می شود (مانند یک فرم خالی که بارها برای تکمیل توسط افراد مختلف کپی می شود). عبارت "خدمات (به عنوان واسط)" به توضیحات رسمی خدماتی اشاره دارد که در دسترس مصرف کنندگان آنها است. عبارت "خدمات (به عنوان برنامه)" به معنای ابزاری برای اجرای خدمات است - چنین وسایلی توسط ارائه دهندگان خدمات ارائه می شود.

برای کار موفقبا مجموعه پیچیده ای از مصنوعات وابسته به هم، هر شرکت مبتنی بر فرآیند دارای سیستم BPM خاص خود است - این مجموعه ای از تمام فرآیندهای تجاری شرکت و همچنین روش ها و ابزارهایی برای هدایت توسعه، اجرا و توسعه این مجموعه است. به عبارت دیگر، سیستم BPM سازمانی مسئول عملکرد هم افزایی است بخشهای مختلفسیستم های کسب و کار سازمانی

یک سیستم BPM، به عنوان یک قاعده، ایده آل نیست (به عنوان مثال، برخی از فرآیندها ممکن است فقط روی کاغذ وجود داشته باشند، و برخی از جزئیات فقط در ذهن افراد خاص "زندگی می کنند")، اما وجود دارد. برای مثال، هر پیاده سازی ISO 9000 را می توان نمونه ای از سیستم BPM در نظر گرفت.

بهبود سیستم BPM یک شرکت، علاوه بر جنبه‌های صرفاً فنی، باید مسائل اجتماعی و فنی را نیز در نظر بگیرد. یک سیستم BPM سازمانی دارای ذینفعان زیادی است که هر کدام مشکلات خود را حل می کنند، رشته BPM را به روش خود درک می کنند و با مصنوعات خود کار می کنند. برای توسعه موفقیت آمیز سیستم BPM یک سازمان، لازم است که به آن توجه شود توجه ویژهبه مشکلات همه ذینفعان بپردازید و از قبل برای آنها توضیح دهید که چگونه بهبود سیستم BPM شرکت، کار آنها را برای بهتر شدن تغییر می دهد. دستیابی به یک درک مشترک از تمام مصنوعات در بین همه ذینفعان بسیار مهم است.

نرم افزار تخصصی پیاده سازی سیستم های BPM

محبوبیت روزافزون و پتانسیل بزرگ BPM منجر به ظهور کلاس جدیدی از نرم افزارهای سازمانی - مجموعه BPM یا BPMS شده است که شامل اجزای معمولی زیر است (شکل 5):

ابزار مدل سازی فرآیند - برنامه گرافیکیبرای دستکاری مصنوعات مانند رویدادها، قوانین، فرآیندها، فعالیت ها، خدمات و غیره؛

ابزار تست فرآیند - یک محیط تست عملکردی که به شما امکان می دهد یک فرآیند را تحت سناریوهای مختلف "اجرا کنید".

مخزن قالب فرآیند - پایگاه داده ای از قالب های فرآیند تجاری با پشتیبانی از نسخه های مختلف یک الگو.

موتور اجرای فرآیند؛

مخزن نمونه فرآیند - پایگاه داده ای برای اجرای و نمونه های از قبل تکمیل شده فرآیندهای تجاری.

لیست کار - رابط بین مجموعه BPM و کاربری که فعالیت های خاصی را در یک یا چند فرآیند تجاری انجام می دهد.

داشبورد - رابط برای کنترل عملیاتی بر اجرای فرآیندهای تجاری؛

ابزار تجزیه و تحلیل فرآیند - محیطی برای مطالعه روندها در اجرای فرآیندهای تجاری.

ابزار شبیه‌سازی فرآیند، محیطی برای آزمایش عملکرد فرآیندهای تجاری است.

نیاز به تعامل بین مجموعه BPM و نرم‌افزار سازمانی که از دیگر مصنوعات پشتیبانی می‌کند، باعث ایجاد کلاس جدیدی از نرم‌افزارهای سازمانی - بستر فرآیند کسب‌وکار (BPP) شده است. فناوری های BPP معمولی (شکل 6):

مدیریت رویداد تجاری (BEM) - تجزیه و تحلیل رویدادهای تجاری در زمان واقعی و راه اندازی فرآیندهای تجاری مربوطه (BEM با پردازش رویداد پیچیده (CEP) و معماری رویداد محور (EDA) مرتبط است).

مدیریت قوانین کسب و کار (BRM) - کدگذاری صریح و رسمی قوانین تجاری که توسط کاربران قابل تغییر است.

مدیریت داده های اصلی (MDM) - ساده سازی کار با داده های ساختاریافته با حذف هرج و مرج هنگام استفاده از داده های مشابه.

مدیریت محتوای سازمانی (ECM) - مدیریت اطلاعات شرکت ها، در نظر گرفته شده برای یک شخص (تعمیم مفهوم یک سند)؛

پایگاه داده مدیریت پیکربندی (CMDB) - یک توصیف متمرکز از کل اطلاعات و محیط محاسباتی شرکت که برای پیوند BPM به اطلاعات و منابع محاسباتی شرکت استفاده می شود.

کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC) - مدیریت دسترسی به اطلاعات به منظور تفکیک مؤثر قدرت کنترل و اجرایی (تفکیک وظیفه).

نظارت بر فعالیت های تجاری (BAM) - کنترل عملیاتیعملکرد شرکت؛

هوش تجاری (BI) - تجزیه و تحلیل ویژگی ها و روندهای شرکت.

معماری سرویس گرا (SOA) یک سبک معماری برای مجتمع های ساختمانی است سیستم های نرم افزاریبه عنوان مجموعه ای از خدمات قابل دسترسی و وابسته به هم که برای پیاده سازی، اجرا و مدیریت خدمات استفاده می شود.

Enterprise Service Bus (ESB) یک محیط ارتباطی بین سرویس‌های داخل یک SOA است.

بنابراین، رشته BPM می‌تواند با داده‌های واقعی جمع‌آوری‌شده در طول اجرای فرآیندهای تجاری، یک توصیف واحد، رسمی و اجرایی از فرآیندهای کسب‌وکار را ارائه دهد که می‌تواند در ابزارهای مجموعه BPM مختلف استفاده شود. با این حال، انعطاف پذیری بالای یک سیستم BPM سازمانی به طور خودکار پس از خرید مجموعه BPM یا BPP تضمین نمی شود - توانایی یک سیستم BPM خاص برای توسعه با سرعت مورد نیاز باید طراحی، اجرا و به طور مداوم نظارت شود. مانند سلامت انسان، همه اینها را نمی توان خرید.

BPM در معماری سازمانی

نیاز به درگیر کردن تقریباً تمام نرم افزارهای سازمانی در یک منطق واحد برای بهبود سیستم BPM سازمانی، این سؤال را در مورد نقش و جایگاه BPM در معماری سازمانی (EA) مطرح می کند. امروزه EA یک روش ثابت در بخش‌های IT برای ساده‌سازی اطلاعات و محیط محاسباتی یک شرکت است. EA بر اساس قوانین زیر است:

وضعیت فعلی محیط محاسباتی سازمانی با دقت به عنوان یک نقطه شروع ثبت شده است.

وضعیت مطلوب به عنوان نقطه پایانی مستند شده است.

یک برنامه بلند مدت برای انتقال اطلاعات و محیط محاسباتی شرکت از نقطه ای به نقطه دیگر در حال ساخت و اجرا است.

همه اینها کاملاً معقول به نظر می رسد، اما بلافاصله قابل توجه است که با رویکرد بهبود کوچکی که زیربنای مدیریت فرآیند است متفاوت است. چگونه این دو رویکرد متضاد را ترکیب کنیم؟

رشته BPM می تواند مشکل اصلی EA را حل کند - ارائه یک ارزیابی عینی از تولید و توانایی های اقتصادی (و نه فقط اطلاعات و محاسبات) از آنچه در نقطه آینده خواهد بود. علیرغم این واقعیت که EA طیف کاملی از مصنوعات یک شرکت (ژنوتیپ آن) را توصیف می کند، نمی تواند با اطمینان بگوید که چه تغییراتی در این ژنوتیپ بر تولید خاص و ویژگی های اقتصادی شرکت تأثیر می گذارد، یعنی فنوتیپ شرکت (مجموعه). ویژگی های ذاتی یک فرد در مرحله خاصی از رشد).

به نوبه خود، رشته BPM وابستگی های متقابل بین مصنوعات را در قالب مدل های صریح و قابل اجرا ساختار می دهد (فرایند تجاری نمونه ای از وابستگی متقابل بین مصنوعات مانند رویدادها، نقش ها، قوانین و غیره است). وجود چنین مدل‌های اجرایی این امکان را فراهم می‌آورد که با درجاتی از اطمینان، ویژگی‌های تولیدی و اقتصادی یک شرکت را در هنگام تغییر ژنوتیپ شرکت ارزیابی کنیم.

طبیعتاً هرچه وابستگی‌های متقابل بین مصنوعات بیشتر مدل‌سازی شود و این مدل‌ها قابل اعتمادتر باشند، چنین تخمین‌هایی دقیق‌تر هستند. به طور بالقوه، همزیستی نامگذاری مصنوعات سازمانی و وابستگی های متقابل تعریف شده رسمی بین آنها یک مدل اجرایی از شرکت را در یک مقطع زمانی خاص ارائه می دهد. اگر چنین مدل های اجرایی بر اساس اصول مشترک ساخته شوند (به عنوان مثال، krislawrence.com)، آنگاه می توان تأثیر به کارگیری استراتژی های مختلف توسعه سازمانی و ظهور فناوری های سیستماتیک و قابل پیش بینی برای تبدیل برخی از مدل های اجرایی به مدل های دیگر را مقایسه کرد.

به یک معنا، ترکیب EA+BPM می تواند به نوعی ناوبر تبدیل شود که راهنمایی می کند و کمک عملیدر توسعه کسب و کار و فناوری اطلاعات در اجرای خط کلی شرکت.

بر کسی پوشیده نیست که امروزه فروشندگان نرم افزار BPM را به روش های مختلف تعریف و توسعه می دهند. با این حال، یک مسیر امیدوارکننده تر به جلو برای BPM، BPM مشتری نهایی است و مدل مرجع BPM اولین گام در ایجاد درک مشترک از BPM در بین همه ذینفعان است.

مدل مرجع ارائه شده در مقاله بر اساس تجربه عملی نویسنده در طراحی، توسعه و نگهداری راه حل های مختلف شرکتی است. به طور خاص، از این مدل برای خودکارسازی تولید سالانه بیش از 3 هزار محصول الکترونیکی پیچیده با میانگین زمان آماده سازی محصول چندین سال استفاده شد. در نتیجه نگهداری و توسعه این سیستم تولیدچندین برابر کمتر از روش سنتی به منابع نیاز دارد. n

الکساندر سامارین ([ایمیل محافظت شده]) - معمار شرکتی برای بخش فناوری اطلاعات دولت کانتون ژنو (سوئیس).

چارچوب های فرآیند برای BPM

رویکردی به پیاده‌سازی فناوری‌های مدیریت فرآیند کسب‌وکار که اجرای سیستم‌های BPM را ساده می‌کند، مستلزم تعریف روشنی از وظیفه تجاری و فرآیندهای تجاری مربوطه است. اجرای این فرآیندها در مدت حداکثر سه ماه به منظور نشان دادن ارزش این رویکرد. گسترش بیشتر پیاده سازی به وظایف اصلی کسب و کار. با این حال، مشکل اصلی در این مسیر سوء تفاهم و عدم همسویی بین بخش های تجاری و فناوری اطلاعات است. مدل های مرجع تخصصی (Process Frameworks) می توانند پروژه پیاده سازی را به میزان قابل توجهی ساده کرده و هزینه ها را کاهش دهند.

مدل مرجع- مجموعه ای از منابع تحلیلی و نرم افزاری، متشکل از توضیحات و توصیه هایی برای سازماندهی یک ساختار سطح بالا از یک فرآیند تجاری، مجموعه ای از ویژگی ها و معیارها برای ارزیابی اثربخشی پیاده سازی، و همچنین ماژول های نرم افزاری ایجاد شده برای ساخت سریع نمونه اولیه یک فرآیند تجاری برای انطباق بعدی آن با ویژگی های یک شرکت خاص.

مدل‌های مرجع به تعریف و ایجاد الزامات کمک می‌کنند و امکان ایجاد فرآیندهای تجاری را فراهم می‌کنند، آنها بر اساس استانداردهای صنعت هستند و تجربه صنعت را در خود جای می‌دهند. برای فرآیندهای معمولی، مدل‌های مرجع می‌توانند در انتخاب و مدل‌سازی توالی‌های کار کلیدی، تعریف شاخص‌های عملکرد کلیدی (KPI) و پارامترها برای ارزیابی عملکرد در حوزه‌های کلیدی، و همچنین در مدیریت فعالیت‌ها و حل مشکلات، تحلیل علل ریشه‌ای و رسیدگی به موارد استثنایی کمک کنند.

ساختار یک مدل مرجع معمولی شامل: توصیه‌ها و توصیف حوزه موضوعی است. عناصر رابط کاربری ترکیبی ( فرم های صفحه نمایشو پورتلت ها به طور منطقی به صورت زنجیره ای متصل می شوند). پوسته های خدماتی برای پیاده سازی سریع دسترسی به داده های تجاری؛ نمونه هایی از قوانین تجاری معمولی؛ شاخص های کلیدی عملکرد و عناصر برای تجزیه و تحلیل آنها؛ مدل های فرآیند اجرایی؛ مدل های داده و ویژگی های فرآیند؛ انطباق با چارچوب قانونی و ویژگی های تجارت در کشور خاص; توصیه هایی در مورد مراحل استقرار و اجرای فرآیندها. این مجموعه منابع به شما این امکان را می دهد که به سرعت با اجرای رویکرد فرآیند در یک سیستم مدیریت فرآیند تجاری خاص سازگار شوید و زمان تکرار چرخه توسعه، اجرای آزمایش و تجزیه و تحلیل فرآیند را کاهش دهید. در عین حال، حداکثر انطباق بین اجرای فنی و مشکل تجاری موجود حاصل می شود.

با این حال، همانطور که تحلیلگران AMR Research خاطرنشان می کنند، "فناوری ها و روش ها به خودی خود قادر به ارائه هیچ مزیتی نیستند - "بیشتر" همیشه به معنای "بهتر" نیست. برخی از شرکت ها از راه حل های مختلفی استفاده می کنند، اما اثربخشی آن تنها کاهش می یابد. شایستگی در استفاده از چنین فناوری‌هایی مهم است.» مدل های مرجع از استانداردهای صنعت به عنوان پایه و از تجربه Software AG در ایجاد یک مدل مرجع برای تعریف نیازهای مشتری استفاده می کنند. در عمل، این مدل به نقطه شروعی تبدیل می شود که مشتریان می توانند مدل مورد نیاز خود را از آنجا ایجاد کنند.

چارچوب فرآیند، به عنوان مثال، برای فرآیند کسب و کار پردازش سفارش، شامل یک مدل فرآیند پایه با نمودارهای عمل برای کاربران و نقش های مختلف، KPI های انتخاب شده از مدل SCOR (مدل مرجع عملیات زنجیره تامین) برای کل فرآیند است. و مراحل جداگانه، قوانینی برای پشتیبانی از توالی های پردازش مختلف، به عنوان مثال بر اساس بخش مشتری، اهداف برای بخش های مختلف مشتری، انواع محصول و مناطق، و داشبورد برای کمک به نظارت بر موقعیت های خاص.

چارچوب فرآیند به شما اجازه می دهد تا بر نیاز و امکان تنظیم KPI برای گروه های مشتری خاص و پیکربندی آنها با در نظر گرفتن ظهور محصولات جدید، ورود به مناطق جدید یا بخش های بازار تمرکز کنید. چنین اطلاعاتی به مدیران مسئول زنجیره های تامین، عملیات تجاری، لجستیک و تولید اجازه می دهد تا کنترل فعالیت های خاص را بهبود بخشند و مدیران بخش فناوری اطلاعات به سرعت عملکرد واقعی سیستم های فناوری اطلاعات را که از پردازش سفارش پشتیبانی می کنند، ارزیابی خواهند کرد.

ولادیمیر آلنتسف ([ایمیل محافظت شده]) - مشاور در BPM و SOA, نمایندگی نرم افزار AG در روسیهکشورهای مستقل مشترک المنافع (مسکو).

سازمان بین‌المللی استاندارد ISO (سازمان استاندارد بین‌المللی) برای ارائه یک نمایش یکپارچه از داده‌ها در شبکه‌ها با دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای ناهمگن، یک مدل پایه برای ارتباطات سیستم‌های باز OSI (Open System Interconnection) ایجاد کرده است. این مدل قوانین و رویه های انتقال داده در محیط های مختلف شبکه را هنگام سازماندهی یک جلسه ارتباطی تشریح می کند. عناصر اصلی مدل لایه ها، فرآیندهای کاربردی و اتصالات فیزیکی هستند. در شکل شکل 1.10 ساختار مدل پایه را نشان می دهد.

هر لایه از مدل OSI عمل می کند وظیفه خاصدر حین انتقال داده از طریق شبکه مدل پایه اساس توسعه پروتکل های شبکه است. OSI عملکردهای ارتباطی شبکه را به هفت لایه تقسیم می کند که هر یک از آنها بخش های مختلفی از فرآیند اتصال سیستم های باز را ارائه می دهد.

مدل OSI فقط ارتباطات سیستم را توصیف می کند، نه برنامه های کاربردی کاربر نهایی. برنامه ها با دسترسی به امکانات سیستم، پروتکل های ارتباطی خود را پیاده سازی می کنند.

برنج. 1.10. مدل OSI

اگر برنامه‌ای بتواند عملکردهای برخی از لایه‌های بالایی مدل OSI را بر عهده بگیرد، برای تبادل داده مستقیماً به ابزارهای سیستمی دسترسی پیدا می‌کند که عملکرد لایه‌های پایین‌تر باقی‌مانده مدل OSI را انجام می‌دهند.

تعامل لایه های مدل OSI

مدل OSI را می توان به دو دسته تقسیم کرد مدل های مختلف، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1.11:

یک مدل مبتنی بر پروتکل افقی که مکانیزمی برای تعامل بین برنامه ها و فرآیندها در ماشین های مختلف فراهم می کند.

یک مدل عمودی بر اساس خدمات ارائه شده توسط لایه های مجاور به یکدیگر در یک ماشین.

هر لایه از رایانه فرستنده با همان لایه از رایانه گیرنده تعامل دارد به گونه ای که گویی مستقیماً متصل است. به چنین ارتباطی ارتباط منطقی یا مجازی می گویند. در واقع، تعامل بین سطوح مجاور یک کامپیوتر رخ می دهد.

بنابراین، اطلاعات کامپیوتر فرستنده باید از تمام سطوح عبور کند. سپس از طریق محیط فیزیکی به رایانه گیرنده منتقل می شود و دوباره از تمام لایه ها عبور می کند تا به همان سطحی برسد که از آن به رایانه فرستنده ارسال شده است.

در مدل افقی، دو برنامه به یک پروتکل مشترک برای تبادل داده نیاز دارند. که در مدل عمودیلایه های همسایه با استفاده از API ها (Application Programming Interface) داده ها را مبادله می کنند.

برنج. 1.11. نمودار تعامل کامپیوتر در مدل مرجع پایه OSI

قبل از ارسال به شبکه، داده ها به بسته ها تقسیم می شوند. بسته واحدی از اطلاعات است که بین ایستگاه های شبکه منتقل می شود.

هنگام ارسال داده، بسته به صورت متوالی از تمام لایه ها عبور می کند نرم افزار. در هر سطح، اطلاعات کنترلی این سطح (هدر) به بسته اضافه می شود که برای انتقال موفقیت آمیز داده ها از طریق شبکه، همانطور که در شکل نشان داده شده است، لازم است. 1.12، جایی که Zag سربرگ بسته است، Con انتهای بسته است.

در انتهای دریافت، بسته از تمام لایه ها عبور می کند به صورت برعکس. در هر لایه، پروتکل موجود در آن لایه، اطلاعات بسته را می خواند، سپس اطلاعات اضافه شده به بسته در آن لایه توسط طرف فرستنده را حذف می کند و بسته را به لایه بعدی ارسال می کند. هنگامی که بسته به لایه Application رسید، تمام اطلاعات کنترلی از بسته حذف می شود و داده ها به شکل اصلی خود باز می گردند.

برنج. 1.12. تشکیل بسته ای از هر سطح از مدل هفت سطحی

هر سطح از مدل عملکرد خاص خود را انجام می دهد. هر چه سطح بالاتر باشد، مشکل پیچیده تر حل می شود.

راحت است که لایه‌های مجزای مدل OSI را به‌عنوان گروه‌هایی از برنامه‌های طراحی‌شده برای انجام عملکردهای خاص در نظر بگیریم. به عنوان مثال، یک لایه وظیفه ارائه تبدیل داده ها از ASCII به EBCDIC را بر عهده دارد و شامل برنامه های مورد نیاز برای انجام این کار است.

هر لایه سرویسی را به لایه بالای خود ارائه می دهد و به نوبه خود از لایه زیر آن سرویس درخواست می کند. لایه های بالایی سرویس را تقریباً به همان روش درخواست می کنند: به عنوان یک قاعده، این یک نیاز برای مسیریابی برخی از داده ها از یک شبکه به شبکه دیگر است. اجرای عملی اصول آدرس دهی داده ها به سطوح پایین تر اختصاص داده شده است. در شکل 1.13 داده شده است توضیح کوتاهدر تمام سطوح کار می کند.

برنج. 1.13. توابع لایه های مدل OSI

مدل مورد بررسی تعامل سیستم های باز از تولید کنندگان مختلف در یک شبکه را تعیین می کند. بنابراین، او اقدامات هماهنگی را برای آنها انجام می دهد:

تعامل فرآیندهای درخواست؛

فرم های ارائه داده ها؛

ذخیره سازی یکنواخت داده؛

مدیریت منابع شبکه؛

امنیت داده ها و حفاظت از اطلاعات؛

تشخیص برنامه ها و سخت افزارها

سطح کاربردی

لایه کاربردی فرآیندهای برنامه را با ابزاری برای دسترسی به منطقه تعامل فراهم می کند، سطح بالایی (هفتم) است و مستقیماً در مجاورت فرآیندهای برنامه است.

در واقع، لایه برنامه مجموعه ای از پروتکل های مختلف است که از طریق آن کاربران شبکه به منابع مشترک مانند فایل ها، چاپگرها یا صفحات وب ابرمتن دسترسی پیدا می کنند و همچنین همکاری خود را به عنوان مثال با استفاده از پروتکل پست الکترونیکی سازماندهی می کنند. عناصر سرویس برنامه ویژه خدماتی را برای برنامه های کاربردی خاص، مانند برنامه های انتقال فایل و برنامه های شبیه سازی ترمینال، ارائه می دهند. برای مثال اگر برنامه ای نیاز به انتقال فایل داشته باشد، از پروتکل انتقال، دسترسی و مدیریت فایل FTAM (انتقال فایل، دسترسی و مدیریت) استفاده می شود. در مدل OSI، یک برنامه کاربردی که نیاز به انجام یک کار خاص دارد (مثلاً به روز رسانی پایگاه داده در رایانه)، داده های خاصی را در قالب یک Datagram به لایه برنامه ارسال می کند. یکی از وظایف اصلی این لایه این است که تعیین کند درخواست برنامه چگونه باید پردازش شود، به عبارت دیگر درخواست باید به چه شکل باشد.

واحد داده ای که لایه برنامه روی آن کار می کند معمولاً پیام نامیده می شود.

لایه برنامه عملکردهای زیر را انجام می دهد:

1. اعدام انواع مختلفآثار

انتقال فایل؛

مدیریت شغل؛

مدیریت سیستم و غیره؛

2. شناسایی کاربران با رمز عبور، آدرس، امضای الکترونیکی آنها.

3. تعیین مشترکین فعال و امکان دسترسی به فرآیندهای برنامه جدید.

4. تعیین کفایت منابع موجود;

5. سازماندهی درخواست ها برای ارتباط با سایر فرآیندهای درخواست.

6. انتقال برنامه ها به سطح نمایندگی برای روش های لازم برای توصیف اطلاعات.

7. انتخاب رویه ها برای گفتگوی برنامه ریزی شده فرآیندها.

8. مدیریت داده های مبادله شده بین فرآیندهای برنامه و همگام سازی تعامل بین فرآیندهای برنامه.

9. تعیین کیفیت خدمات (زمان تحویل بلوک های داده، میزان خطای قابل قبول).

10. توافق برای تصحیح خطاها و تعیین قابلیت اطمینان داده ها.

11. هماهنگی محدودیت های اعمال شده بر نحو (مجموعه کاراکترها، ساختار داده).

این توابع انواع خدماتی را که لایه برنامه به فرآیندهای برنامه ارائه می دهد، تعریف می کند. علاوه بر این، لایه برنامه خدمات ارائه شده توسط لایه های فیزیکی، پیوند، شبکه، انتقال، جلسه و ارائه را به پردازش های برنامه کاربردی منتقل می کند.

در سطح برنامه، لازم است اطلاعاتی که قبلاً پردازش شده اند به کاربران ارائه شود. سیستم و نرم افزار کاربر می توانند این کار را انجام دهند.

لایه برنامه مسئول دسترسی برنامه به شبکه است. وظایف این لایه انتقال فایل، ارسال ایمیل و مدیریت شبکه می باشد.

رایج ترین پروتکل ها در سه لایه بالا عبارتند از:

FTP ( انتقال فایلپروتکل) پروتکل انتقال فایل؛

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) ساده ترین پروتکل انتقال فایل است.

ایمیل X.400;

کار شبکه راه دور با ترمینال راه دور؛

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) یک پروتکل تبادل نامه ساده است.

CMIP (پروتکل اطلاعات مدیریت مشترک) پروتکل مدیریت اطلاعات مشترک.

SLIP (Serial Line IP) IP برای خطوط سریال. پروتکل برای انتقال داده سریال شخصیت به کاراکتر.

SNMP (پروتکل مدیریت شبکه ساده) یک پروتکل مدیریت شبکه ساده است.

پروتکل FTAM (انتقال، دسترسی و مدیریت فایل) برای انتقال، دسترسی و مدیریت فایل ها.

لایه نمایشی

عملکرد این سطح ارائه داده های منتقل شده بین فرآیندهای برنامه در فرم مورد نیاز است.

این لایه تضمین می کند که اطلاعات منتقل شده توسط لایه برنامه توسط لایه برنامه در سیستم دیگری درک می شود. در صورت لزوم، لایه ارائه، در زمان انتقال اطلاعات، فرمت های داده را به فرمت های رایج ارائه تبدیل می کند و در زمان دریافت، بر این اساس، تبدیل معکوس را انجام می دهد. به این ترتیب، لایه های کاربردی می توانند برای مثال بر تفاوت های نحوی در نمایش داده ها غلبه کنند. این وضعیت می تواند در یک شبکه محلی با انواع مختلف کامپیوترها (IBM PC و Macintosh) که نیاز به تبادل داده دارند، ایجاد شود. بنابراین، در فیلدهای پایگاه داده، اطلاعات باید به صورت حروف و اعداد و اغلب به صورت تصویر گرافیکی ارائه شوند. این داده ها باید به عنوان مثال به عنوان اعداد ممیز شناور پردازش شوند.

اساس ارائه کلی داده ها سیستم ASN.1 است که برای تمام سطوح مدل یکنواخت است. این سیستم برای توصیف ساختار فایل و همچنین حل مشکل رمزگذاری داده ها عمل می کند. در این سطح می توان رمزگذاری و رمزگشایی داده ها را انجام داد که به لطف آن، محرمانه بودن تبادل داده ها برای همه سرویس های برنامه به طور همزمان تضمین می شود. نمونه ای از این پروتکل ها، پروتکل لایه سوکت ایمن (SSL) است که پیام های امنی را برای پروتکل های لایه برنامه در پشته TCP/IP فراهم می کند. این سطح تبدیل داده ها (رمزگذاری، فشرده سازی، و غیره) از لایه برنامه را به جریانی از اطلاعات برای لایه انتقال فراهم می کند.

سطح نماینده وظایف اصلی زیر را انجام می دهد:

1. ایجاد درخواست برای ایجاد جلسات تعامل بین فرآیندهای برنامه.

2. هماهنگی ارائه داده ها بین فرآیندهای برنامه.

3. پیاده سازی فرم های ارائه داده ها.

4. ارائه مطالب گرافیکی (نقشه ها، تصاویر، نمودارها).

5. طبقه بندی داده ها.

6. انتقال درخواست برای خاتمه جلسات.

پروتکل های لایه ارائه معمولاً بخشی جدایی ناپذیر از پروتکل های سه لایه بالای مدل هستند.

لایه جلسه

لایه نشست لایه ای است که رویه انجام جلسات بین کاربران یا فرآیندهای برنامه را تعریف می کند.

لایه جلسه مدیریت مکالمه را برای ضبط اینکه کدام حزب در آن فعال است را فراهم می کند در حال حاضر، و همچنین امکانات همگام سازی را فراهم می کند. دومی اجازه می دهد تا ایست های بازرسی در نقل و انتقالات طولانی وارد شود، به طوری که در صورت شکست، به جای شروع دوباره، می توانید به آخرین ایست بازرسی برگردید. در عمل، برنامه های کمی از لایه نشست استفاده می کنند و به ندرت پیاده سازی می شوند.

لایه نشست انتقال اطلاعات بین فرآیندهای برنامه را کنترل می کند، دریافت، انتقال و تحویل یک جلسه ارتباطی را هماهنگ می کند. علاوه بر این، لایه جلسه علاوه بر این شامل توابعی برای مدیریت رمز عبور، مدیریت گفتگو، همگام سازی و لغو ارتباط در یک جلسه انتقال پس از شکست به دلیل خطا در لایه های پایین تر است. وظایف این لایه هماهنگ کردن ارتباط بین دو برنامه کاربردی در حال اجرا در ایستگاه های کاری مختلف است. این در قالب یک گفت و گوی ساختار یافته رخ می دهد. این توابع شامل ایجاد یک جلسه، مدیریت ارسال و دریافت بسته های پیام در طول یک جلسه، و خاتمه یک جلسه است.

در سطح جلسه، مشخص می شود که انتقال بین دو فرآیند درخواست چگونه خواهد بود:

نیمه دوبلکس (فرایندها به نوبه خود داده ها را ارسال و دریافت می کنند).

دوبلکس (فرآیندها داده ها را انتقال داده و همزمان دریافت می کنند).

در حالت نیمه دوبلکس، لایه جلسه یک نشانه داده برای فرآیندی که انتقال را آغاز می کند، صادر می کند. هنگامی که زمان پاسخگویی به فرآیند دوم فرا می رسد، رمز داده به آن ارسال می شود. لایه نشست فقط به طرفی که رمز داده را دارد امکان انتقال را می دهد.

لایه جلسه عملکردهای زیر را ارائه می دهد:

1. ایجاد و خاتمه در سطح جلسه ارتباط بین سیستم های تعاملی.

2. انجام تبادل داده های عادی و فوری بین فرآیندهای برنامه.

3. مدیریت تعامل بین فرآیندهای برنامه.

4. همگام سازی اتصالات جلسه.

5. اطلاع از فرآیندهای درخواست در مورد شرایط استثنایی.

6. تنظیم علائم در فرآیند برنامه که اجازه می دهد پس از یک شکست یا خطا، اجرای آن را از نزدیکترین علامت بازیابی کنید.

7. قطع روند درخواست در مواقع لزوم و از سرگیری صحیح آن.

8. یک جلسه را بدون از دست دادن داده خاتمه دهید.

9. انتقال پیام های ویژه در مورد پیشرفت جلسه.

لایه نشست مسئول سازماندهی جلسات تبادل داده بین ماشین های پایانی است. پروتکل های لایه جلسه معمولا جزئی از سه لایه بالای مدل هستند.

لایه حمل و نقل

لایه انتقال برای انتقال بسته ها طراحی شده است شبکه ارتباطی. در لایه انتقال، بسته ها به بلوک ها تقسیم می شوند.

در راه از فرستنده به گیرنده، بسته ها ممکن است خراب یا گم شوند. در حالی که برخی از برنامه‌ها مدیریت خطای خاص خود را دارند، برخی دیگر ترجیح می‌دهند فوراً با یک اتصال قابل اعتماد سروکار داشته باشند. وظیفه لایه انتقال این است که اطمینان حاصل کند که برنامه‌ها یا لایه‌های بالایی مدل (برنامه و جلسه) داده‌ها را با درجه قابلیت اطمینان مورد نیاز انتقال می‌دهند. مدل OSI پنج کلاس از خدمات ارائه شده توسط لایه انتقال را تعریف می کند. این نوع خدمات با کیفیت خدمات ارائه شده متمایز می شوند: فوریت، توانایی بازیابی ارتباطات قطع شده، در دسترس بودن ابزاری برای چندگانه سازی اتصالات چندگانه بین پروتکل های کاربردی مختلف از طریق یک پروتکل حمل و نقل مشترک، و مهمتر از همه، توانایی شناسایی و تصحیح خطاهای انتقال مانند اعوجاج، از دست دادن و تکراری شدن بسته ها.

لایه انتقال، آدرس دهی دستگاه های فیزیکی (سیستم ها، قطعات آنها) را در شبکه تعیین می کند. این لایه تحویل بلوک های اطلاعات به گیرندگان را تضمین می کند و این تحویل را کنترل می کند. وظیفه اصلی آن ارائه اشکال کارآمد، راحت و قابل اعتماد از انتقال اطلاعات بین سیستم ها است. هنگامی که بیش از یک بسته در حال پردازش است، لایه انتقال ترتیب پردازش بسته ها را کنترل می کند. اگر یک نسخه تکراری از یک پیام دریافت شده قبلی عبور کند، این لایه آن را تشخیص می دهد و پیام را نادیده می گیرد.

وظایف لایه انتقال عبارتند از:

1. کنترل انتقال از طریق شبکه و اطمینان از یکپارچگی بلوک های داده.

2. تشخیص خطاها، حذف جزئی آنها و گزارش خطاهای اصلاح نشده.

3. بازیابی انتقال پس از خرابی و نقص.

4. بزرگ شدن یا تقسیم بلوک های داده.

5. ارائه اولویت ها در هنگام انتقال بلوک ها (عادی یا فوری).

6. تایید انتقال.

7. حذف بلوک ها در صورت وضعیت های بن بست در شبکه.

با شروع از لایه انتقال، تمام پروتکل های بالاتر در نرم افزاری که معمولاً در سیستم عامل شبکه گنجانده شده است، پیاده سازی می شوند.

رایج ترین پروتکل های لایه انتقال عبارتند از:

پروتکل کنترل انتقال TCP (پروتکل کنترل انتقال) پشته TCP/IP.

UDP (User Datagram Protocol) پروتکل دیتاگرام کاربر پشته TCP/IP.

NCP (NetWare Core Protocol) پروتکل اصلی شبکه های NetWare.

SPX (Sequence Packet eXchange) مبادله منظم بسته های پشته Novell.

TP4 (پروتکل انتقال) - پروتکل انتقال کلاس 4.

لایه شبکه

سطح شبکه، کانال های اتصال سیستم های مشترک و اداری را از طریق شبکه ارتباطی، انتخاب سریع ترین و مطمئن ترین مسیر تضمین می کند.

لایه شبکه ارتباط را در یک شبکه کامپیوتری بین دو سیستم برقرار می کند و فراهم می کند کانال های مجازیبین آنها. یک کانال مجازی یا منطقی عملکرد اجزای شبکه است که این توهم را ایجاد می کند که اجزای متقابل مسیر مورد نظر را بین آنها قرار می دهند. علاوه بر این، لایه شبکه خطاها را به لایه انتقال گزارش می کند. پیام های لایه شبکه معمولا بسته نامیده می شوند. آنها حاوی قطعاتی از داده ها هستند. لایه شبکه مسئول آدرس دهی و تحویل آنهاست.

یافتن بهترین مسیر برای انتقال داده را مسیریابی می گویند و راه حل آن وظیفه اصلی لایه شبکه است. این مشکل با این واقعیت پیچیده می شود که کوتاه ترین مسیر همیشه بهترین نیست. معمولاً معیار انتخاب مسیر، زمان انتقال داده ها در این مسیر است. این بستگی به ظرفیت کانال های ارتباطی و شدت ترافیک دارد که می تواند در طول زمان تغییر کند. برخی از الگوریتم های مسیریابی سعی می کنند خود را با تغییرات بار تطبیق دهند، در حالی که برخی دیگر بر اساس میانگین های بلندمدت تصمیم می گیرند. مسیر را می توان بر اساس معیارهای دیگری انتخاب کرد، به عنوان مثال، قابلیت اطمینان انتقال.

پروتکل لایه پیوند تحویل داده ها را بین هر گره فقط در یک شبکه با توپولوژی استاندارد مناسب تضمین می کند. این یک محدودیت بسیار سخت است که اجازه نمی دهد شبکه هایی با ساختار توسعه یافته ایجاد شود، به عنوان مثال، شبکه هایی که چندین شبکه سازمانی را با هم ترکیب می کنند. شبکه واحد، یا شبکه های بسیار قابل اعتماد که در آنها اتصالات اضافی بین گره ها وجود دارد.

بنابراین، در داخل شبکه، تحویل داده توسط لایه پیوند داده تنظیم می شود، اما تحویل داده بین شبکه ها توسط لایه شبکه انجام می شود. هنگام سازماندهی تحویل بسته در سطح شبکه، از مفهوم شماره شبکه استفاده می شود. در این حالت آدرس گیرنده شامل شماره شبکه و شماره کامپیوتر موجود در این شبکه است.

شبکه ها توسط دستگاه های خاصی به نام روتر به یکدیگر متصل می شوند. روتر وسیله ای است که اطلاعات توپولوژی بین آنها را جمع آوری می کند اتصالات شبکهو بر اساس آن بسته های لایه شبکه را به شبکه مقصد ارسال می کند. به منظور انتقال پیام از فرستنده ای که در یک شبکه قرار دارد به گیرنده ای که در شبکه دیگری قرار دارد، باید تعدادی انتقال ترانزیت (Hop) بین شبکه ها انجام دهید و هر بار مسیر مناسب را انتخاب کنید. بنابراین، یک مسیر، دنباله ای از مسیریاب ها است که یک بسته از آن عبور می کند.

لایه شبکه وظیفه تقسیم کاربران به گروه ها و مسیریابی بسته ها را بر اساس ترجمه آدرس های MAC به آدرس های شبکه بر عهده دارد. لایه شبکه همچنین انتقال شفاف بسته ها به لایه انتقال را فراهم می کند.

لایه شبکه وظایف زیر را انجام می دهد:

1. ایجاد اتصالات شبکه و شناسایی پورت های آنها.

2. تشخیص و تصحیح خطاهایی که در حین انتقال از طریق شبکه ارتباطی رخ می دهد.

3. کنترل جریان بسته.

4. سازماندهی (ترتیب) توالی بسته ها.

5. مسیریابی و سوئیچینگ.

6. تقسیم بندی و ادغام بسته ها.

در سطح شبکه دو نوع پروتکل تعریف شده است. نوع اول به تعریف قوانین برای انتقال بسته های داده گره پایانی از گره به روتر و بین روترها اشاره دارد. اینها پروتکل هایی هستند که معمولاً وقتی در مورد پروتکل های لایه شبکه صحبت می کنند، منظور می شوند. با این حال، نوع دیگری از پروتکل، به نام پروتکل های تبادل اطلاعات مسیریابی، اغلب در لایه شبکه گنجانده می شود. با استفاده از این پروتکل ها، روترها اطلاعاتی در مورد توپولوژی اتصالات کار اینترنتی جمع آوری می کنند.

پروتکل های لایه شبکه پیاده سازی شده اند ماژول های نرم افزاریسیستم عامل و همچنین نرم افزار و سخت افزار روترها.

رایج ترین پروتکل های مورد استفاده در سطح شبکه عبارتند از:

IP (پروتکل اینترنت) پروتکل اینترنت، یک پروتکل شبکه از پشته TCP/IP که آدرس و اطلاعات مسیریابی را ارائه می دهد.

IPX (Internetwork Packet Exchange) یک پروتکل تبادل بسته اینترنتی است که برای آدرس دهی و مسیریابی بسته ها در شبکه های Novell طراحی شده است.

X.25 یک استاندارد بین المللی برای ارتباطات سوئیچ بسته جهانی است (تا حدی در لایه 2 پیاده سازی شده است).

CLNP (Connection Less Network Protocol) یک پروتکل شبکه بدون اتصال است.

لایه پیوند داده

واحد اطلاعات در لایه پیوند قاب است. فریم ها یک ساختار منطقی سازمان یافته هستند که داده ها را می توان در آن قرار داد. وظیفه لایه پیوند انتقال فریم ها از لایه شبکه به لایه فیزیکی است.

لایه فیزیکی به سادگی بیت ها را منتقل می کند. این در نظر نمی گیرد که در برخی از شبکه ها که خطوط ارتباطی به طور متناوب توسط چندین جفت رایانه در حال تعامل استفاده می شود، رسانه انتقال فیزیکی ممکن است اشغال شده باشد. بنابراین، یکی از وظایف لایه پیوند، بررسی در دسترس بودن رسانه انتقال است. یکی دیگر از وظایف لایه پیوند پیاده سازی مکانیسم های تشخیص و تصحیح خطا است.

لایه پیوند با قرار دادن یک توالی خاص از بیت ها در ابتدا و انتهای هر فریم برای علامت گذاری، تضمین می کند که هر فریم به درستی منتقل می شود و همچنین با جمع کردن تمام بایت های فریم به روشی خاص و اضافه کردن چک جمع، یک چک جمع را محاسبه می کند. به قاب هنگامی که فریم می رسد، گیرنده مجدداً جمع کنترلی داده های دریافتی را محاسبه می کند و نتیجه را با جمع کنترلی فریم مقایسه می کند. اگر مطابقت داشته باشند، فریم صحیح تلقی می شود و پذیرفته می شود. اگر جمع های چک مطابقت نداشته باشند، یک خطا ثبت می شود.

وظیفه لایه پیوند گرفتن بسته هایی است که از لایه شبکه می آیند و آنها را برای انتقال آماده می کند و آنها را در یک قاب با اندازه مناسب قرار می دهد. این لایه وظیفه تعیین نقطه شروع و پایان یک بلوک و همچنین تشخیص خطاهای انتقال را بر عهده دارد.

در همان سطح، قوانین استفاده تعیین می شود سطح فیزیکیگره های شبکه نمایش الکتریکی داده ها در شبکه LAN (بیت های داده، روش های رمزگذاری داده ها و نشانه ها) در این سطح و فقط در این سطح شناسایی می شوند. اینجاست که خطاها شناسایی و تصحیح می شوند (با نیاز به ارسال مجدد داده ها).

لایه پیوند داده ایجاد، انتقال و دریافت فریم های داده را فراهم می کند. این لایه درخواست های لایه شبکه را ارائه می دهد و از سرویس لایه فیزیکی برای دریافت و انتقال بسته ها استفاده می کند. مشخصات IEEE 802.X لایه پیوند داده را به دو زیرلایه تقسیم می کند:

LLC (کنترل لینک منطقی) کنترل پیوند منطقی کنترل منطقی ارتباطات را فراهم می کند. زیرلایه LLC خدمات لایه شبکه را ارائه می دهد و با انتقال و دریافت پیام های کاربر مرتبط است.

کنترل دسترسی رسانه MAC (کنترل ارزیابی رسانه). زیرلایه MAC دسترسی به رسانه فیزیکی مشترک (عبور رمز یا تشخیص برخورد یا برخورد) را تنظیم می کند و دسترسی به کانال ارتباطی را کنترل می کند. زیر لایه LLC در بالای لایه فرعی MAC قرار دارد.

لایه پیوند داده، دسترسی رسانه و کنترل انتقال را از طریق رویه ای برای انتقال داده از طریق کانال تعریف می کند.

وقتی بلوک های داده ارسالی بزرگ هستند، لایه پیوند آنها را به فریم ها تقسیم می کند و فریم ها را به صورت دنباله ای ارسال می کند.

هنگام دریافت فریم‌ها، لایه بلوک‌های داده ارسالی از آنها را تشکیل می‌دهد. اندازه بلوک داده به روش انتقال و کیفیت کانالی که از طریق آن ارسال می شود بستگی دارد.

در شبکه های محلی، پروتکل های لایه پیوند توسط رایانه ها، پل ها، سوئیچ ها و روترها استفاده می شود. در رایانه ها، توابع لایه پیوند به طور مشترک پیاده سازی می شوند آداپتورهای شبکهو رانندگان آنها

لایه پیوند داده می تواند انواع عملکردهای زیر را انجام دهد:

1. سازماندهی (ایجاد، مدیریت، خاتمه) اتصالات کانال و شناسایی پورت های آنها.

2. سازماندهی و انتقال پرسنل.

3. تشخیص و تصحیح خطاها.

4. مدیریت جریان داده ها.

5. اطمینان از شفافیت کانال های منطقی (انتقال داده های کدگذاری شده به هر طریق از طریق آنها).

رایج ترین پروتکل های مورد استفاده در لایه پیوند داده عبارتند از:

HDLC (کنترل پیوند داده سطح بالا) پروتکل کنترل پیوند داده سطح بالا برای اتصالات سریال.

IEEE 802.2 LLC (نوع I و نوع II) MAC را برای محیط های 802.x فراهم می کند.

شبکه محلی کابلی فناوری شبکهطبق استاندارد IEEE 802.3 برای شبکه ها، با استفاده از توپولوژی گذرگاه و دسترسی چندگانه با گوش دادن به فرکانس حامل و تشخیص تداخل.

فناوری شبکه حلقه توکن مطابق با استاندارد IEEE 802.5، با استفاده از توپولوژی حلقه و روش دسترسی به حلقه با عبور رمز.

FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) یک فناوری شبکه بر اساس استاندارد IEEE 802.6 با استفاده از رسانه فیبر نوری است.

X.25 یک استاندارد بین المللی برای ارتباطات سوئیچ بسته جهانی است.

شبکه رله فریم با استفاده از فناوری های X25 و ISDN سازماندهی شده است.

لایه فیزیکی

لایه فیزیکی برای ارتباط با وسایل ارتباطی فیزیکی طراحی شده است. وسایل اتصال فیزیکی یک مجموعه هستند محیط فیزیکی، سخت افزار و نرم افزار، حصول اطمینان از انتقال سیگنال بین سیستم ها.

محیط فیزیکی ماده مادی است که سیگنال ها از طریق آن منتقل می شوند. محیط فیزیکی پایه ای است که ارتباط فیزیکی بر آن بنا می شود. اتر، فلزات، شیشه نوری و کوارتز به طور گسترده به عنوان رسانه فیزیکی استفاده می شود.

لایه فیزیکی از یک زیرلایه رابط رسانه و یک زیرلایه تبدیل انتقال تشکیل شده است.

اولین آنها جفت شدن جریان داده با کانال ارتباط فیزیکی مورد استفاده را تضمین می کند. دومی تغییرات مربوط به پروتکل های مورد استفاده را انجام می دهد. لایه فیزیکی فراهم می کند رابط فیزیکیبا یک کانال انتقال داده، و همچنین روش های انتقال سیگنال به کانال و دریافت آنها از کانال را شرح می دهد. این سطح پارامترهای الکتریکی، مکانیکی، عملکردی و رویه ای را برای ارتباطات فیزیکی در سیستم ها تعریف می کند. لایه فیزیکی بسته های داده را از لایه پیوند بالایی دریافت می کند و آنها را به سیگنال های نوری یا الکتریکی مربوط به 0 و 1 جریان باینری تبدیل می کند. این سیگنال ها از طریق رسانه انتقال به گره گیرنده ارسال می شوند. خواص مکانیکی و الکتریکی/اپتیکی محیط انتقال در سطح فیزیکی تعیین می شود و شامل موارد زیر است:

نوع کابل و کانکتور;

چیدمان مخاطبین در کانکتورها؛

طرح کدگذاری سیگنال برای مقادیر 0 و 1.

لایه فیزیکی عملکردهای زیر را انجام می دهد:

1. ایجاد و قطع اتصالات فیزیکی.

2. ارسال و دریافت کد سریال.

3. گوش دادن، در صورت لزوم، به کانال ها.

4. شناسایی کانال.

5. اطلاع از نقص و خرابی.

اطلاع از وقوع خطاها و خرابی ها به این دلیل است که در سطح فیزیکی دسته خاصی از رویدادها تشخیص داده می شود که تداخل دارند. عملکرد عادیشبکه (برخورد فریم های ارسال شده توسط چندین سیستم به طور همزمان، قطع کانال، قطع برق، از دست دادن تماس مکانیکی و غیره). انواع خدمات ارائه شده به لایه پیوند داده توسط پروتکل های لایه فیزیکی تعیین می شود. گوش دادن به یک کانال در مواردی ضروری است که گروهی از سیستم ها به یک کانال متصل هستند، اما تنها یکی از آنها مجاز به ارسال سیگنال به طور همزمان است. بنابراین، گوش دادن به یک کانال به شما امکان می دهد تعیین کنید که آیا برای انتقال رایگان است یا خیر. در برخی موارد، برای تعریف واضح تر ساختار، لایه فیزیکی به چندین سطح فرعی تقسیم می شود. به عنوان مثال، لایه فیزیکی یک شبکه بی سیم به سه زیر لایه تقسیم می شود (شکل 1.14).

برنج. 1.14. لایه فیزیکی LAN بی سیم

توابع لایه فیزیکی در تمام دستگاه های متصل به شبکه پیاده سازی می شوند. در سمت کامپیوتر، عملکردهای لایه فیزیکی توسط آداپتور شبکه انجام می شود. تکرار کننده ها تنها نوع تجهیزاتی هستند که فقط روی لایه فیزیکی کار می کنند.

لایه فیزیکی می‌تواند هم انتقال ناهمزمان (سریال) و هم همزمان (موازی) را فراهم کند که برای برخی از رایانه‌های بزرگ و کوچک استفاده می‌شود. در لایه فیزیکی، یک طرح رمزگذاری باید تعریف شود تا مقادیر باینری را به منظور انتقال آنها از طریق یک کانال ارتباطی نشان دهد. بسیاری از شبکه های محلی از رمزگذاری منچستر استفاده می کنند.

نمونه ای از پروتکل لایه فیزیکی، مشخصات فناوری اترنت 10Base-T است که کابل مورد استفاده را به عنوان جفت پیچ خورده بدون محافظ رده 3 با امپدانس مشخصه 100 اهم، کانکتور RJ-45، حداکثر طول قطعه فیزیکی 100 متر تعریف می کند. کد منچستر برای نمایش داده ها و سایر مشخصات محیطی و سیگنال های الکتریکی.

برخی از رایج ترین مشخصات لایه فیزیکی عبارتند از:

EIA-RS-232-C، CCITT V.24/V.28 - مشخصات مکانیکی/الکتریکی یک رابط سریال نامتعادل.

EIA-RS-422/449، CCITT V.10 - ویژگی های مکانیکی، الکتریکی و نوری یک رابط سریال متعادل.

اترنت یک فناوری شبکه بر اساس استاندارد IEEE 802.3 برای شبکه هایی است که از توپولوژی گذرگاه و دسترسی چندگانه با گوش دادن حامل و تشخیص برخورد استفاده می کند.

Token ring یک فناوری شبکه بر اساس استاندارد IEEE 802.5 است که از توپولوژی حلقه و روش دسترسی به حلقه با عبور رمز استفاده می کند.

عملیات زیادی در شبکه برای انتقال داده ها از کامپیوتر به کامپیوتر انجام می شود. کاربر علاقه ای ندارد که دقیقاً چگونه این اتفاق می افتد، او نیاز به دسترسی به برنامه دارد یا منبع کامپیوترواقع در یک شبکه کامپیوتری دیگر در واقع، تمام اطلاعات ارسالی مراحل زیادی از پردازش را طی می کنند.

اول از همه، به بلوک هایی تقسیم می شود که هر کدام از آنها عرضه می شود اطلاعات مدیریت. بلوک های به دست آمده به صورت فرمت می شوند بسته های شبکه، سپس این بسته ها کدگذاری می شوند، با استفاده از سیگنال های الکتریکی یا نوری از طریق شبکه مطابق با روش دسترسی انتخاب شده ارسال می شوند، سپس از بسته های دریافتیبلوک‌های داده موجود در آنها دوباره بازیابی می‌شوند، بلوک‌ها در داده‌ها ترکیب می‌شوند که برای برنامه دیگری در دسترس قرار می‌گیرد. البته این یک توصیف ساده از فرآیندهای در حال وقوع است.

برخی از این رویه‌ها فقط در نرم‌افزار اجرا می‌شوند، بخشی دیگر در سخت‌افزار و برخی از عملیات‌ها هم توسط برنامه و هم توسط سخت‌افزار قابل انجام است.

مدل‌های شبکه برای ساده‌سازی همه رویه‌های انجام شده، تقسیم آن‌ها به سطوح و زیرسطح‌هایی طراحی شده‌اند که با یکدیگر تعامل دارند. این مدل‌ها به شما امکان می‌دهند تعامل را هم برای مشترکین در همان شبکه و هم برای انواع شبکه‌ها در سطوح مختلف به درستی سازماندهی کنید. در حال حاضر، گسترده ترین مدل به اصطلاح مرجع تبادل اطلاعات است. سیستم باز OSI (اتصال سیستم باز). تحت عنوان " سیستم باز "به عنوان سیستمی درک می شود که به خودی خود بسته نیست، اما توانایی تعامل با برخی از سیستم های دیگر را دارد (بر خلاف یک سیستم بسته).

مدل مرجع OSI

مدل OSI توسط سازمان بین المللی استاندارد در سال 1984 پیشنهاد شد. از آن زمان تاکنون (کم و بیش به شدت) توسط تمام تولیدکنندگان محصولات شبکه مورد استفاده قرار گرفته است. مانند هر مدل یونیورسال، OSI بسیار دست و پا گیر، زائد است و چندان انعطاف پذیر نیست. بنابراین، ابزارهای شبکه واقعی ارائه شده توسط شرکت های مختلف لزوماً به تفکیک پذیرفته شده عملکردها پایبند نیستند. با این حال، آشنایی با مدل OSI به شما این امکان را می دهد که بهتر متوجه شوید که در شبکه چه اتفاقی می افتد.

تمام توابع شبکه در مدل به 7 تقسیم می شوند سطوح(شکل 5.1). در عین حال، سطوح بالاتر وظایف پیچیده تر و جهانی را انجام می دهند که برای اهداف خود از سطوح پایین تر استفاده می کنند و همچنین آنها را مدیریت می کنند. هدف سطح پایین ارائه خدمات به سطح بالاتر است و سطح بالاتر به جزئیات اجرای این خدمات اهمیتی نمی دهد. سطوح پایین تر عملکردهای ساده تر و خاص تری را انجام می دهند. در حالت ایده آل، هر سطح فقط با سطوحی که در کنار آن هستند (بالا و پایین آن) تعامل دارد. سطح بالا مربوط به وظیفه برنامه است، برنامه در حال حاضر در حال اجرا است، سطح پایین مربوط به انتقال مستقیم سیگنال ها از طریق کانال ارتباطی است.

برنج. 5.1.

مدل OSI نه تنها برای شبکه های محلی، بلکه برای هر شبکه ارتباطی بین رایانه ها یا سایر مشترکین نیز کاربرد دارد. به طور خاص، عملکردهای اینترنت را نیز می توان بر اساس مدل OSI به لایه ها تقسیم کرد. تفاوت های اساسی بین شبکه های محلی و جهانی، از دیدگاه مدل OSI، تنها در سطوح پایین مدل مشاهده می شود.

توابع موجود در توابع نشان داده شده در شکل. سطوح 5.1 توسط هر مشترک شبکه پیاده سازی می شود. در این حالت، هر سطح روی یک مشترک به گونه ای کار می کند که گویی ارتباط مستقیمی با سطح مربوط به مشترک دیگر دارد. یک ارتباط مجازی (منطقی) بین همان سطوح مشترکین شبکه وجود دارد، به عنوان مثال، بین سطوح برنامه مشترکینی که از طریق شبکه در تعامل هستند. مشترکین یک شبکه یک اتصال فیزیکی واقعی (کابل، کانال رادیویی) فقط در پایین ترین سطح فیزیکی دارند. در مشترک فرستنده، اطلاعات از تمام سطوح عبور می کند، از بالا شروع می شود و به پایین ختم می شود. در مشترک دریافت کننده، اطلاعات دریافتی به سمت دیگری حرکت می کند: از سطح پایین به سطح بالا (شکل 5.2).

داده هایی که باید از طریق شبکه منتقل شوند، در مسیر از سطح بالا (هفتم) به سطح پایین (اول)، تحت یک فرآیند کپسوله سازی قرار می گیرند. برنج. 4.6). هر سطح پایین‌تر نه تنها داده‌های دریافتی از سطح بالاتر را پردازش می‌کند، بلکه هدر خود و همچنین اطلاعات سرویس را در اختیار آنها قرار می‌دهد. این فرآیند انباشت اطلاعات خدمات تا آخرین سطح (فیزیکی) ادامه دارد. روی فیزیکی