Caracteristici pentru modelul de referință osi. Model de referință pentru sistemul de comunicații

Conceptul de model de referință este utilizat pe scară largă în comunicații și informatică.

• model de referinta(Model de referință, model principal) în domeniul sistemului și al software-ului, este un model de ceva care are un scop sau o idee comună și poate fi considerat ca referință în diverse scopuri [Wikipedia-Engleză].

• model de referinta este o reprezentare abstractă a conceptelor și a relațiilor dintre ele în unele zona cu probleme. Pe baza modelului de referință se construiesc modele mai specifice și descrise în detaliu, eventual încorporate în obiecte și mecanisme din viața reală [Wikipedia-rus].
  

• Model de referinta este o structură abstractă (cadru) pentru înțelegerea relațiilor esențiale dintre obiectele unui mediu, care vă permite în continuare să dezvoltați arhitecturi specifice folosind anumite standarde sau specificații suportate de acest mediu. Modelul de referință conține set minim concepte unificate, axiome și relații legate de o anumită zonă de problemă și este independent de anumite standarde, tehnologii, implementări sau alte detalii specifice.

  Scopul introducerii modelului de referință constă în definirea esenței arhitecturii sistemului și introducerea terminologiei, precum și descrierea principiu general functionarea sistemului. Modelul definește relațiile care sunt semnificative pentru funcționarea sistemului ca un model abstract, independent de opțiunea de implementare tehnică și de tehnologiile în continuă evoluție care ar putea afecta implementarea sistemului. Adesea, o arhitectură este dezvoltată în contextul unei configurații predefinite care include protocoale, profiluri, specificații și standarde.

  Există multe aplicații ale modelului de referință. Un caz de utilizare este acela de a crea standarde pentru obiectele conținute în model și modul în care acestea interacționează între ele. Atunci când se dezvoltă standarde și sisteme de comunicații aplicate specifice, arhitectura acestora este comparată cu modelul standard. Cu această abordare, munca specialiștilor care trebuie să creeze sau să analizeze obiecte ale sistemelor de comunicații care se comportă în conformitate cu standardul este mult mai ușoară.
  

• Un exemplu de model de referință standard este model de referință de rețea al interacțiunii sistemelor deschise(EMVOS) OSI (Model de referință de bază pentru interconectarea sistemelor deschise) ) Organizația Internațională pentru Standardizare ISO - principalul model de arhitecturi pentru sistemele de comunicații de date, care este un remediu bun pentru analiza si studiu standarde moderneși tehnologiile de comunicare.
  

Model OSI cu șapte straturi

Natura universală a modelului clasic de referință al rețelei OSI cu șapte straturi face posibilă crearea unor modele pentru standarde specifice, care sunt numite și referință, pe baza acestuia. De exemplu, în Fig.... este dat modelul de referință DECT, caracteristici cheie care sunt structurate doar la cele trei straturi inferioare ale modelului OSI: rețea, canal și fizic.

Model de referință DECT

1. Model de referință pentru servicii orientate. arhitectura 1.0. Specificația Comitetului 1, 2 august 2006. http://www.oasis-open.org/

Modelul OSI a fost propus de Organizația Internațională de Standardizare (ISO) în 1984. De atunci, a fost folosit (mai mult sau mai puțin strict) de toți producătorii de produse de rețea. Ca orice model universal, OSI este destul de voluminos, redundant și nu foarte flexibil. Prin urmare, facilitățile reale de rețea oferite de diverse firme nu aderă neapărat la separarea acceptată a funcțiilor. Cu toate acestea, familiaritatea cu modelul OSI vă permite să înțelegeți mai bine ce se întâmplă în rețea.

Tot funcții de rețeaîn model sunt împărțite în 7 niveluri (Fig. 5.1). În același timp, nivelurile superioare îndeplinesc sarcini mai complexe, globale, pentru care folosesc nivelurile inferioare în propriile scopuri și, de asemenea, le gestionează. Scopul stratului inferior este de a oferi servicii stratului superior, iar stratului superior nu îi pasă de detaliile performanței acestor servicii. Nivelurile inferioare îndeplinesc funcții mai simple și mai specifice. În mod ideal, fiecare nivel interacționează doar cu cei care se află lângă el (deasupra și dedesubtul lui). Nivel superior corespunde sarcinii aplicate, aplicației care rulează în prezent, cea inferioară corespunde transmiterii directe a semnalelor prin canalul de comunicație.

Orez. 5.1. Cele șapte straturi ale modelului OSI

Modelul OSI se aplică nu numai rețelelor locale, ci și oricăror rețele de comunicații între computere sau alți abonați. În special, funcțiile Internetului pot fi, de asemenea, împărțite în straturi conform modelului OSI. Diferențele fundamentale rețele locale din punct de vedere global, din punct de vedere al modelului OSI, se observă doar la nivelurile inferioare ale modelului.

Funcțiile incluse în cele prezentate în fig. Nivelurile 5.1 sunt implementate de fiecare abonat al rețelei. În acest caz, fiecare nivel de pe un abonat funcționează ca și cum ar avea o legătură directă cu nivelul corespunzător al altui abonat. Există o conexiune virtuală (logică) între nivelurile cu același nume ale abonaților rețelei, de exemplu, între nivelurile de aplicație ale abonaților care interacționează prin rețea. Abonații reale, fizice de conexiune (cablu, canal radio) ai aceleiași rețele au doar la cel mai de jos, primul nivel fizic. La abonatul care transmite, informația trece prin toate nivelurile, de sus până jos. La abonatul receptor, informaţia primită face Retur: de la nivelul inferior spre cel superior (Fig. 5.2).

Orez. 5.2. Calea informațiilor de la abonat la abonat

Datele care trebuie transmise prin rețea, pe drumul de la stratul superior (al șaptelea) la cel inferior (primul) sunt supuse unui proces de încapsulare (Fig. 4.6). Fiecare nivel inferior nu procesează doar date care provin de la mai multe nivel inalt, dar le oferă și un titlu propriu, precum și informatii oficiale. Acest proces de creștere excesivă a informațiilor de serviciu continuă până la ultimul nivel (fizic). La nivel fizic, întregul design multi-shell este transmis prin cablu către receptor. Acolo, ea efectuează procedura de decapsulare inversă, adică atunci când este transferată la un nivel superior, una dintre cochilii este îndepărtată. Al șaptelea nivel superior este deja atins de datele eliberate din toate shell-urile, adică din toate informațiile de serviciu ale nivelurilor inferioare. În același timp, fiecare nivel al abonatului receptor prelucrează datele primite de la nivelul următor în conformitate cu informațiile de serviciu pe care le elimină.

Dacă unele dispozitive intermediare (de exemplu, transceiver, repetoare, hub-uri, switch-uri, routere) sunt incluse pe calea dintre abonații din rețea, atunci acestea pot îndeplini și funcțiile incluse în nivelurile inferioare ale modelului OSI. Cu cât este mai mare complexitatea unui dispozitiv intermediar, cu atât captează mai multe niveluri. Dar orice dispozitiv intermediar trebuie să primească și să returneze informații la nivelul inferior, fizic. Toate transformările interne ale datelor trebuie făcute de două ori și în direcții opuse (Figura 5.3). Dispozitivele de rețea intermediare, spre deosebire de abonații cu drepturi depline (de exemplu, computerele), funcționează numai la niveluri inferioare și efectuează, de asemenea, conversie în două sensuri.

Orez. 5.3. Pornirea dispozitivelor intermediare între abonații rețelei

Să aruncăm o privire mai atentă la funcțiile diferitelor niveluri.

• Stratul de aplicație (7) (stratul de aplicație) sau stratul de aplicație oferă servicii care sprijină direct aplicațiile utilizatorului, de exemplu, software de transfer de fișiere, acces la baze de date, instrumente E-mail, serviciul de înregistrare pe server. Acest nivel guvernează toate celelalte șase niveluri. De exemplu, dacă un utilizator lucrează cu foi de calcul Excel și decide să stocheze un fișier de lucru în directorul său pe un server de fișiere de rețea, atunci stratul de aplicație asigură că fișierul este mutat de pe computerul de lucru în unitate de rețea transparent pentru utilizator.
• Nivelul de prezentare (6) (Presentation Layer) sau stratul de prezentare a datelor definește și transformă formatele de date și sintaxa acestora într-o formă convenabilă pentru rețea, adică îndeplinește funcția de traducător. De asemenea, criptează și decriptează datele și, dacă este necesar, le comprimă. Formate standard există pentru fișiere text (ASCII, EBCDIC, HTML), fișiere de sunet (MIDI, MPEG, WAV), imagini (JPEG, GIF, TIFF), video (AVI). Toate conversiile de format se fac la nivel de prezentare. Dacă datele sunt transmise în formă binară, nu este necesară nicio conversie de format.
• Stratul Session (5) (Session Layer) gestionează desfășurarea sesiunilor de comunicare (adică stabilește, menține și încheie conexiunea). Acest strat oferă trei moduri de configurare a sesiunii: simplex (transmitere de date într-o direcție), semi-duplex (transmitere de date alternativ în două direcții) și full duplex (transmitere de date în două direcții simultan). Stratul de sesiune poate insera, de asemenea, special puncte de control, care vă permit să controlați procesul de transmisie atunci când conexiunea este întreruptă. Același nivel recunoaște numele logice ale abonaților, controlează drepturile de acces acordate acestora.
• Stratul Transport (4) (Transport Layer) asigură livrarea pachetelor fără erori și pierderi, precum și în ordinea dorită. Aici, datele transmise sunt împărțite în blocuri plasate în pachete, iar datele primite sunt restaurate din pachete. Pachetele pot fi livrate cu sau fără conexiune (canal virtual). Stratul de transport este granița și legătura dintre cele trei superioare, care sunt foarte specifice aplicației, și cele trei straturi inferioare, care sunt foarte specifice rețelei.
• Stratul Network (3) (Network Layer) este responsabil pentru adresarea pachetelor și traducerea numelor logice (adrese logice, cum ar fi adrese IP sau adrese IPX) în adrese MAC de rețea fizică (și invers). La același nivel, problema alegerii unei rute (cale) pe care pachetul este livrat la destinație (dacă există mai multe rute în rețea) este rezolvată. La nivel de rețea, funcționează dispozitive de rețea intermediare complexe, cum ar fi routerele.
• Stratul de canal (2) sau nivelul de control al liniei de transmisie (Data link Layer) este responsabil pentru formarea pachetelor (cadrelor) de tip standard pentru această rețea (Ethernet, Token-Ring, FDDI), inclusiv inițial și final. câmpuri de control. Aici se realizează și controlul accesului la rețea, erorile de transmisie sunt detectate prin calcularea sumelor de control, iar pachetele eronate sunt retrimise la receptor. Stratul de legătură este împărțit în două substraturi: LLC superior și MAC inferior. Dispozitivele de rețea intermediare, cum ar fi comutatoarele, funcționează la nivelul de legătură.
• Stratul fizic (1) (Stratul fizic) este cel mai de jos strat al modelului, care este responsabil pentru codificarea informațiilor transmise în niveluri de semnal acceptate în mediul de transmisie utilizat și decodificarea inversă. De asemenea, definește cerințele pentru conectori, conectori, potrivire electrică, împământare, protecție împotriva interferențelor etc. La nivelul fizic, funcționează dispozitivele de rețea, cum ar fi transceiver-urile, repetoarele și hub-urile repetitoare.

Majoritatea funcțiilor celor două niveluri inferioare ale modelului (1 și 2) sunt de obicei implementate în hardware (unele dintre funcțiile nivelului 2 sunt implementate de driverul software al adaptorului de rețea). La aceste niveluri sunt determinate rata de transmisie și topologia rețelei, metoda de control al schimbului și formatul pachetului, adică ceea ce este direct legat de tipul de rețea, de exemplu, Ethernet, Token-Ring, FDDI, 100VG- AnyLAN. Nivelurile superioare, în general, nu funcționează direct cu hardware-ul specific, deși nivelurile 3, 4 și 5 pot lua în continuare în considerare specificul. Nivelele 6 și 7 nu au nicio legătură cu hardware-ul, nu observă înlocuirea unui tip de hardware cu altul.

După cum sa menționat deja, în stratul 2 (canal), se disting adesea două substraturi (substraturi) LLC și MAC (Fig. 5.4):

• Subnivelul superior (LLC - Logical Link Control) controlează legătura logică, adică stabilește un canal de comunicație virtual. Strict vorbind, aceste funcții nu sunt legate de un anumit tip de rețea, dar unele dintre ele sunt încă alocate echipamentelor de rețea (adaptorul de rețea). O altă parte a funcțiilor substratului LLC este realizată de programul de driver al adaptorului de rețea. Substratul LLC este responsabil pentru comunicarea cu nivelul 3 (rețea).
• Subnivelul inferior (MAC - Media Access Control) oferă acces direct la mediul de transmitere a informațiilor (canal de comunicare). Este conectat direct la echipamentul de rețea. La substratul MAC se realizează interacțiunea cu stratul fizic. Aici, starea rețelei este monitorizată, pachetele sunt retransmise de un anumit număr de ori în caz de coliziuni, pachetele sunt primite și transmisia este verificată pentru corectitudine.

Pe lângă modelul OSI, mai există și modelul IEEE Project 802, adoptat în februarie 1980 (de unde și numărul 802 din titlu), care poate fi considerat ca o modificare, dezvoltare, perfecționare a modelului OSI. Standardele definite de acest model (așa-numitele specificații 802) aparțin celor două straturi inferioare ale modelului OSI și sunt împărțite în douăsprezece categorii, fiecăruia fiind atribuit un număr:

Orez. 5.4. Substraturile LLC și MAC ale stratului de legătură

802.1 - Rețea cu poduri și comutatoare

802.2 - controlul legăturii logice la substratul LLC.

802.3 – rețea locală cu metodă de acces CSMA/CD și topologie magistrală (Ethernet).

802.4 - rețea locală cu topologie magistrală și acces token (Token-Bus).

802.5 - rețea locală cu topologie inel și acces la token (Token-Ring).

802.6 - rețea urbană (Metropolitan Area Network, MAN) cu distanțe între abonați mai mari de 5 km.

802.7 este o tehnologie de transmisie de date în bandă largă.

802.8 este o tehnologie cu fibră optică.

802.9 - rețele integrate cu capacitatea de a transmite voce și date.

802.10 - securitatea rețelei, criptarea datelor.

802.11 - rețea fără fir pe un canal radio (WLAN - LAN fără fir).

802.12 - rețea locală cu control centralizat al accesului prin priorități de solicitare și topologie în stea (100VG-AnyLAN).

Modelul de referință BPM (Business Process Management) propus se bazează pe un lanț de următoarele premise:

Creșterea productivității unei întreprinderi ca sistem complex necesită construcția sa rațională, iar managementul proceselor este cel mai modern concept pentru o astfel de construcție;

BPM (ca disciplină) oferă o abordare sistematică a implementării managementului proceselor;

Fiecare întreprindere bazată pe proces are propriul sistem BPM - un portofoliu al tuturor proceselor de afaceri, precum și metode și instrumente care să ghideze dezvoltarea, execuția și dezvoltarea acestui portofoliu;

Flexibilitatea sistemului BPM al unei întreprinderi este un factor major în succesul acestuia;

O platformă software specializată (suită BPM) pentru implementarea unui sistem BPM enterprise este necesară, dar nu suficientă, deoarece BPM ocupă un loc special în arhitectura întreprinderii.

Scop: Creșterea productivității întreprinderii

Pentru a-și gestiona performanța, majoritatea întreprinderilor folosesc principiul feedback-ului (Fig. 1), care le permite să se adapteze la ecosistemul extern de afaceri prin efectuarea unei anumite secvențe de acțiuni:

Măsurarea progresului activităților de afaceri (de obicei, astfel de măsurători sunt prezentate sub formă de diferite metrici sau indicatori, de exemplu, procentul de clienți care revin);

Izolarea evenimentelor importante pentru întreprindere de ecosistemul extern de afaceri (de exemplu, legi sau noi nevoi ale pieței);

Determinarea strategiei de dezvoltare a afacerii întreprinderii;

Implementarea deciziilor luate (prin efectuarea de modificări în sistemul de afaceri al întreprinderii).

În conformitate cu recomandarea clasică a lui Edward Deming, autor a numeroase lucrări în domeniul managementului calității, printre care și celebra carte „Out of the Crisis”, toate îmbunătățirile ar trebui efectuate ciclic, continuu și cu o verificare pe fiecare ciclu. Amploarea și frecvența acestor îmbunătățiri vor varia în funcție de situație, dar se recomandă ca astfel de bucle să fie păstrate destul de compacte. Diferite îmbunătățiri pot afecta diferite aspecte ale întreprinderii. Întrebarea este cum poate întreprinderea să obțină cele mai bune rezultate în fiecare caz specific? Există două premise obiective pentru optimizarea activităților întreprinderii în ansamblu:

Furnizarea managementului cu informații adecvate și instrumente de luare a deciziilor;

Asigurarea faptului că sistemul de afaceri al întreprinderii este capabil să implementeze schimbările necesare în ritmul necesar.

Cel mai concept modern organizarea muncii întreprinderii - managementul proceselor, în care procesele și serviciile devin explicite.

Administrarea procesului

Lumea afacerilor a înțeles de mult (vezi metodologii precum TQM, BPR, Six Sigma, Lean, ISO 9000 etc.) că serviciile și procesele sunt coloana vertebrală a majorității afacerilor. Multe întreprinderi folosesc managementul proceselor pentru a-și organiza producția și activitățile de afaceri, ca un portofoliu de procese de afaceri și metode de gestionare a acestora.

Managementul proceselor, ca concept de management, postulează oportunitatea coordonării activităților serviciilor individuale ale întreprinderii pentru a obține un anumit rezultat folosind procese de afaceri definite explicit și formal. În același timp, serviciile sunt unități funcționale independente din punct de vedere operațional; o întreprindere poate avea multe nanoservicii elementare, care sunt organizate într-un megaserviciu (întreprinderea însăși).

Utilizarea unei definiții explicite a coordonării vă permite să formalizați interdependențele dintre servicii. Această formalizare face posibilă utilizarea diverse metode(modelare, verificare automată, control versiuni, execuție automată etc.) pentru a îmbunătăți înțelegerea afacerii (pentru a lua decizii mai bune) și pentru a accelera evoluția sistemelor de afaceri (pentru a implementa mai rapid schimbările).

Pe lângă procese și servicii, sistemele de afaceri ale întreprinderii se ocupă de evenimente, reguli, date, indicatori de performanță, roluri, documente și așa mai departe.

Pentru a implementa managementul proceselor, întreprinderile folosesc trei discipline populare pentru îmbunătățirea continuă a proceselor de afaceri: ISO 9000, Six Sigma și Lean production. Ele afectează diferite zone ale sistemului de afaceri al unei întreprinderi, dar implică întotdeauna colectarea de date despre munca efectivă efectuată și utilizarea unui fel de model de proces de afaceri pentru a lua decizii (deși uneori acest model este doar în capul cuiva). În același timp, acestea oferă metode diferite și complementare pentru a determina ce schimbări sunt necesare pentru a îmbunătăți funcționarea sistemului de afaceri al unei întreprinderi.

Ceea ce modelezi este ceea ce faci

Pe fig. 2 prezintă un model generalizat al unei întreprinderi controlate de proces.

Care este principala dificultate în optimizarea activităților unei astfel de întreprinderi? Părți diferite ale sistemului de afaceri folosesc descrieri diferite ale aceluiași proces de afaceri. De obicei, aceste descrieri există separat și sunt dezvoltate de oameni diferiți, sunt actualizate la rate diferite, nu partajează informații, iar unele dintre ele pur și simplu nu există în mod explicit. Prezența unei singure descrieri a proceselor de afaceri ale întreprinderii elimină acest dezavantaj. Această descriere trebuie să fie definită în mod explicit și formal pentru a servi simultan ca model pentru modelare, un program executabil și documentație care este ușor de înțeles de toți angajații implicați în procesul de afaceri.

Această descriere este fundamentul disciplinei BPM, care permite modelarea, automatizarea, executarea, controlul, măsurarea și optimizarea fluxurilor de lucru care implică sisteme software, angajați, clienți și parteneri în interiorul și în afara granițelor întreprinderii. Disciplina BPM ia în considerare toate operațiunile cu procese de afaceri (modelare, execuție etc.) în ansamblu (Fig. 3).

În prezent, industria BPM nu a dezvoltat încă un sistem adecvat de standarde pentru formatele formale de descriere a proceselor de afaceri. Cele mai populare trei formate sunt: ​​BPMN (Business Process Modeling Notation, o reprezentare grafică a modelelor de procese de afaceri), BPEL ( Limbajul de execuție a proceselor de afaceri, formalizarea execuției interacțiunii între serviciile Web) și XPDL (XML Process Description Language, www.wfmc.org, specificație pentru schimbul de modele de procese de afaceri între diferite aplicații) au fost dezvoltate de diferite grupuri și în scopuri diferite și, din păcate , nu se completează în mod adecvat.

Situația este agravată de faptul că diverse formate sunt diverși producători și toată lumea încearcă să-și „împingă” soluția pe piață. Așa cum s-a repetat în mod repetat, într-o astfel de luptă nu sunt luate în considerare interesele utilizatorului final - astăzi nu există o organizație suficient de puternică care să reprezinte interesele utilizatorului final BPM (similar cu grupul de standarde HTML, al cărui succes este datorită adoptării unui singur test ACID3 de către toți dezvoltatorii de browsere web pentru compararea produselor lor). Situația ideală în BPM ar fi o definiție standard a semanticii de execuție pentru o descriere asemănătoare BPMN a proceselor de afaceri. Este semantica standard de execuție care ar garanta aceeași interpretare a proceselor de afaceri de către orice software. În plus, o astfel de descriere ar trebui să permită adaptarea gradului de descriere a proceselor de afaceri la nevoile unui anumit consumator (de exemplu, utilizatorul vede o diagramă brută, analistul vede una mai detaliată etc.).

Toate acestea nu înseamnă că BPEL sau XPDL vor deveni inutile - utilizarea lor va fi ascunsă, așa cum se întâmplă în domeniul întocmirii documentelor electronice. La fel document electronic poate exista simultan în XML, PDF, PostScript etc., dar este utilizat un singur format major (XML) pentru a modifica documentul.

Disciplina BPM în cultura întreprinderii

Pe lângă procese și servicii, sistemele de afaceri ale întreprinderilor funcționează cu artefacte suplimentare, cum ar fi:

evoluții(evenimente) - fenomene care au avut loc în interiorul și în afara granițelor întreprinderii, la care este posibilă o anumită reacție a sistemului de afaceri, de exemplu, la primirea unei comenzi de la un client, este necesar să se demareze un proces de afaceri de servicii;

obiecte(obiecte de date și documente) - descrieri informaționale formale ale lucrurilor reale și ale oamenilor care formează o afacere; acestea sunt informații la intrare și la ieșire ale procesului de afaceri, de exemplu, procesul de afaceri al serviciului de comandă primește la intrare formularul de comandă real și informații despre client, iar la ieșire generează un raport privind finalizarea comenzii;

Activități(activități) - activități minore care transformă obiecte, cum ar fi activități automate precum validarea Card de credit client sau activități umane, cum ar fi aprobarea unui document de către conducere;

reguli(reguli) - restricții și condiții în care întreprinderea funcționează, de exemplu, eliberarea unui împrumut pentru o anumită sumă trebuie aprobată CEO borcan;

roluri(roluri) - concepte care reprezintă abilitățile sau responsabilitățile relevante necesare pentru a efectua anumite acțiuni, de exemplu, doar un manager de top poate semna un anumit document;

piste de audit(piste de audit) - informații despre execuția unui anumit proces de afaceri, de exemplu, cine a făcut ce și cu ce rezultat;

indicatori de performanta(Key Performance Indicator, KPI) - un număr limitat de indicatori care măsoară gradul de realizare a obiectivelor.

Orez. 4 ilustrează distribuția artefactelor între diferite părți ale unui sistem de afaceri al întreprinderii. Expresia „procese (ca șabloane)” înseamnă descrieri abstracte (modele sau planuri) ale proceselor;

expresia „procese (ca instanțe)” se referă la rezultatele reale ale executării acestor tipare. În mod obișnuit, un șablon este folosit pentru a crea multe copii (cum ar fi un formular gol care este copiat iar și iar pentru a fi completat de diferite persoane). Expresia „servicii (ca interfețe)” înseamnă descrieri formale ale serviciilor care sunt disponibile consumatorilor lor; expresia „servicii (ca programe)” se referă la mijloacele de executare a serviciilor – astfel de mijloace sunt furnizate de furnizorii de servicii.

Pentru munca de succes cu tot setul complex de artefacte interdependente, orice întreprindere bazată pe proces are propriul sistem BPM - acesta este un portofoliu al tuturor proceselor de afaceri ale întreprinderii, precum și metode și instrumente pentru a ghida dezvoltarea, execuția și dezvoltarea acestui portofoliu. Cu alte cuvinte, sistemul BPM al întreprinderii este responsabil pentru funcționarea sinergică diverse părți sisteme de afaceri ale întreprinderilor.

Un sistem BPM nu este de obicei perfect (de exemplu, unele procese pot exista doar pe hârtie, iar unele detalii doar „trăiesc” în mintea anumitor oameni), dar există. De exemplu, orice implementare a ISO 9000 poate fi considerată un exemplu de sistem BPM.

Îmbunătățirea sistemului BPM al unei întreprinderi, pe lângă aspectele pur tehnice, ar trebui să țină cont de aspectele socio-tehnice. Un sistem BPM de întreprindere are multe părți interesate, fiecare dintre acestea își rezolvă propriile probleme, percepe disciplina BPM în felul său și lucrează cu artefactele sale. Pentru dezvoltarea cu succes a unui sistem BPM de întreprindere, este necesar să Atentie speciala la problemele tuturor părților interesate și explicați-le în avans cum îmbunătățirea sistemului BPM al întreprinderii le va schimba munca în bine. Este extrem de important să se obțină o înțelegere comună a tuturor artefactelor în rândul tuturor părților interesate.

Software specializat pentru implementarea sistemelor BPM

Popularitatea în creștere și potențialul mare al BPM au determinat apariția unei noi clase de software pentru întreprinderi - suita BPM sau BPMS, care conține următoarele componente tipice (Fig. 5):

Instrument de modelare a proceselor - program de grafică pentru a manipula artefacte precum evenimente, reguli, procese, activități, servicii etc.;

Instrument de testare (Process testing tool) - un mediu de testare funcțional care vă permite să „execuți” procesul în funcție de diverse scenarii;

Template repository (Process template repository) - o bază de date de șabloane de procese de afaceri cu suport pentru diferite versiuni ale aceluiași șablon;

Motor de execuție a proceselor;

Instance repository (Process instance repository) - o bază de date pentru instanțele care rulează și deja executate ale proceselor de afaceri;

Lista de lucru - o interfață între suita BPM și un utilizator care efectuează unele activități în cadrul unuia sau mai multor procese de afaceri;

Dashboard - interfata pentru controlul operational asupra executiei proceselor de business;

Instrument de analiză a proceselor - un mediu pentru studierea tendinței în execuția proceselor de afaceri;

Instrumentul de simulare a proceselor este un mediu pentru testarea performanței proceselor de afaceri.

Nevoia de interoperabilitate între suita BPM și software-ul de întreprindere care acceptă alte artefacte a dat naștere unei noi clase de software de întreprindere, Business Process Platform (BPP). Tehnologii tipice BPP (Fig. 6):

Business Event Management (BEM) - analiza evenimentelor de afaceri în timp real și lansarea proceselor de afaceri relevante (BEM este asociat cu Procesarea evenimentelor complexe (CEP) și Arhitectura Event Driven (EDA));

Business Rules Management (BRM) - codificare explicită și formală a regulilor de afaceri care pot fi modificate de utilizatori;

Master Data Management (MDM) - simplificarea lucrului cu date structurate prin eliminarea haosului la utilizarea acelorași date;

Enterprise Content Management (ECM) - management informație corporativă destinat unei persoane (o generalizare a conceptului de document);

Baza de date de management al configurației (CMDB) - o descriere centralizată a întregului mediu informatic și de calcul al întreprinderii, utilizată pentru a lega BPM la resursele de informații și de calcul ale întreprinderii;

Role-Based Access Control (RBAC) - gestionarea accesului la informații pentru a separa efectiv controlul și puterile executive (separarea sarcinilor);

Monitorizarea activității de afaceri (BAM) - control operational funcționarea întreprinderii;

Business Intelligence (BI) - analiza caracteristicilor si tendintelor intreprinderii;

Arhitectura orientată spre servicii (SOA) este un stil arhitectural pentru complexul de clădiri sisteme software ca un set de servicii universal disponibile și interdependente care este utilizat pentru implementarea, executarea și gestionarea serviciilor;

Enterprise Service Bus (ESB) este un mediu de comunicare între serviciile din cadrul SOA.

În acest fel, disciplina BPM este capabilă să ofere o descriere unică, formală și executabilă a proceselor de afaceri care poate fi utilizată în diverse instrumente ale suitei BPM, cu date reale colectate în timpul execuției proceselor de afaceri. Cu toate acestea, flexibilitatea ridicată a unui sistem BPM de întreprindere nu este garantată automat după achiziționarea unei suite BPM sau BPP - capacitatea unui anumit sistem BPM de a evolua în ritmul necesar trebuie proiectată, implementată și monitorizată constant. Ca și sănătatea umană, toate acestea nu pot fi cumpărate.

BPM în arhitectura întreprinderii

Necesitatea de a implica aproape tot software-ul corporativ într-o singură logică pentru îmbunătățirea sistemului BPM al întreprinderii ridică problema rolului și locului BPM în arhitectura întreprinderii (Enterprise Architecture, EA). EA este acum o practică bine stabilită pentru departamentele IT pentru a eficientiza mediul de calcul al întreprinderii. EA se bazează pe următoarele reguli:

Starea actuală a mediului de calcul al întreprinderii este documentată cu atenție ca punct de plecare așa cum este;

Situația dorită este documentată ca un punct final viitor;

Se construiește și se implementează un plan pe termen lung pentru a transfera informațiile și mediul de calcul al întreprinderii dintr-un punct în altul.

Toate acestea par să aibă sens, dar diferența este imediat evidentă din abordarea de mică îmbunătățire care stă la baza managementului procesului. Cum să combinați aceste două abordări opuse?

Disciplina BPM poate rezolva principala problemă a EA - să ofere o evaluare obiectivă a capacităților de producție și economice (și nu doar de informare și de calcul) a ceea ce va fi la punctul viitor. În ciuda faptului că EA descrie întreaga gamă de artefacte ale unei întreprinderi (genotipul acesteia), nu poate spune în mod fiabil ce modificări ale acestui genotip afectează producția și caracteristicile economice specifice ale unei întreprinderi, adică fenotipul unei întreprinderi (un set de caracteristici inerente unui individ într-un anumit stadiu de dezvoltare).

La rândul ei, disciplina BPM structurează interdependența dintre artefacte sub formă de modele explicite și executabile (un proces de afaceri este un exemplu de interdependență între artefacte precum evenimente, roluri, reguli etc.). Prezența unor astfel de modele executabile permite, cu un anumit grad de fiabilitate, să se evalueze producția și caracteristicile economice ale întreprinderii atunci când genotipul întreprinderii se modifică.

Desigur, cu cât sunt modelate mai multe interdependențe între artefacte și cu cât aceste modele sunt mai fiabile, cu atât aceste estimări sunt mai precise. Potențial, simbioza nomenclaturii artefactelor întreprinderii și interdependențele definite formal dintre ele produc un model executabil al întreprinderii la un anumit moment în timp. Dacă astfel de modele executabile sunt construite pe aceleași principii (de exemplu, krislawrence.com), atunci devine posibil să se compare efectul aplicării diferitelor strategii de dezvoltare a întreprinderii și apariția unor tehnologii mai sistematice și mai previzibile pentru conversia unui model executabil în altul.

Într-un fel, combinația EA+BPM poate deveni un fel de navigator care oferă îndrumări și ajutor practicîn dezvoltarea afacerilor şi IT în implementarea liniei generale a întreprinderii.

Nu este un secret pentru nimeni că astăzi furnizorii de software definesc și dezvoltă BPM în moduri diferite. Cu toate acestea, calea de urmat mai promițătoare pentru BPM este BPM pentru utilizatorul final, iar modelul de referință BPM este primul pas în crearea unei înțelegeri comune a BPM în rândul tuturor părților interesate.

Modelul de referință propus în articol se bazează pe experiența practică a autorului în proiectarea, dezvoltarea și întreținerea diverselor soluții corporative. În special, acest model a fost folosit pentru a automatiza producția anuală a peste 3.000 de produse electronice complexe, cu un timp mediu de livrare a produsului de câțiva ani. Ca urmare, întreținerea și dezvoltarea acestuia sistem de producere a necesitat de câteva ori mai puține resurse decât în ​​abordarea tradițională. n

Alexandru Samarin ([email protected]) - Arhitect corporativ al Departamentului IT al Guvernului Cantonului Geneva (Elveția).

Cadre de proces pentru BPM

O abordare a implementării tehnologiilor de management al proceselor de afaceri care simplifică implementarea sistemelor BPM implică o definire clară a unei sarcini de afaceri și a proceselor sale de afaceri corespunzătoare; implementarea acestor procese pe o perioadă de cel mult trei luni pentru a demonstra valoarea acestei abordări; extinderea în continuare a implementării pe principalele sarcini de afaceri. Cu toate acestea, principala dificultate pe parcurs este neînțelegerea și lipsa de coordonare între departamentele de afaceri și IT. Modelele de referință specializate (Process Frameworks) pot simplifica semnificativ proiectul de implementare și pot reduce costurile.

model de referinta- un pachet de resurse analitice și software, constând dintr-o descriere și recomandări pentru organizarea unei structuri la nivel înalt a unui proces de afaceri, un set de atribute și metrici pentru evaluarea eficienței execuției, precum și module software create pentru a construi rapid un prototipul unui proces de afaceri pentru adaptarea lui ulterioară la specificul unei anumite companii.

Modelele de referință ajută la definirea și stabilirea cerințelor și permit stabilirea proceselor de afaceri, se bazează pe standarde din industrie și includ experiență în industrie. Pentru procesele tipice, modelele de referință pot ajuta la selectarea și modelarea fluxurilor de lucru cheie, definirea indicatorilor cheie de performanță (KPI) și a parametrilor pentru măsurarea performanței în domenii cheie, precum și în gestionarea activităților și sarcinilor, analiza cauzelor principale și gestionarea cazurilor excepționale.

Structura unui model de referință tipic include: recomandări și descrierea domeniului; elemente compozite ale interfeței utilizator ( formulare de ecranși portleturi înlănțuite logic); shell-uri de servicii pentru implementarea rapidă a accesului la datele de afaceri; exemple de reguli tipice de afaceri; indicatori cheie de performanță și elemente pentru analiza acestora; modele de procese executabile; modele de date și atribute de proces; adaptarea la cadrul legislativ și specificul afacerilor în anumită țară; recomandări privind etapele de implementare și implementare a proceselor. Un astfel de set de resurse vă va permite să vă adaptați rapid la implementarea abordării procesului în cadrul unui sistem specific de management al proceselor de afaceri, să reduceți timpul de iterație al ciclului de dezvoltare, execuția testului și analiza procesului. În același timp, se realizează corespondența maximă între implementarea tehnică și sarcina de afaceri existentă.

Cu toate acestea, după cum notează analiștii AMR Research, „tehnologiile și metodele în sine nu sunt capabile să ofere niciun beneficiu - „mai mult” nu înseamnă întotdeauna „mai bine”. Unele companii folosesc multe soluții diferite, dar eficiența acestora scade doar. Cunoașterea aplicării unor astfel de tehnologii este importantă.” Modelele de referință se bazează pe standardele din industrie și pe experiența Software AG în crearea unui model de referință pentru a defini cerințele clienților. În practică, acest model devine punctul de plecare din care clienții pot crea modelul dorit.

Cadrul de proces, de exemplu, pentru un proces de afaceri de procesare a comenzilor, include un model de proces de bază cu scheme de acțiune pentru diverși utilizatori și roluri, KPI selectați din modelul SCOR (modelul de referință pentru operațiunile din lanțul de aprovizionare) pentru întregul proces. și etape individuale, reguli pentru a sprijini diferite secvențe de procesare, cum ar fi pe segmentul de clienți, ținte pentru diferite segmente de clienți, tipuri de produse și regiuni și tablouri de bord pentru a vă ajuta să gestionați excepțiile.

Cadrul de proces vă permite să vă concentrați asupra necesității și posibilității de a ajusta KPI pentru anumite grupuri de clienți și de a le configura, ținând cont de apariția de noi produse, de intrarea în noi regiuni sau segmente de piață. Aceste informații le vor permite liderilor din lanțul de aprovizionare, vânzări, logistică și producție să îmbunătățească controlul asupra activităților specifice, iar liderii IT să evalueze rapid starea reală de sănătate a sistemelor IT care sprijină procesarea comenzilor.

Vladimir Alentsev ([email protected]) - consultant pentru BPM și SOA, reprezentare Software AG in Rusia CSI (Moscova).

Pentru o reprezentare unificată a datelor în rețele cu dispozitive și software eterogene, organizația internațională pentru standarde ISO (International Standardization Organization) a dezvoltat un model de comunicare de bază pentru sistemele deschise OSI (Open System Interconnection). Acest model descrie regulile și procedurile de transfer de date în diferite medii de rețea atunci când se organizează o sesiune de comunicare. Elementele principale ale modelului sunt straturile, procesele de aplicare și mijloacele fizice de conectare. Pe fig. 1.10 prezintă structura modelului de bază.

Fiecare strat al modelului OSI funcționează o sarcină specificăîn timpul transmiterii datelor prin rețea. Modelul de bază este baza pentru dezvoltarea protocoalelor de rețea. OSI împarte funcțiile de comunicare într-o rețea în șapte straturi, fiecare dintre ele deservește o parte diferită a procesului de interoperabilitate a sistemelor deschise.

Modelul OSI descrie doar mijloace de interacțiune la nivelul întregului sistem, nu aplicații ale utilizatorului final. Aplicațiile își implementează propriile protocoale de comunicare accesând facilitățile sistemului.

Orez. 1.10. Model OSI

Dacă o aplicație poate prelua funcțiile unora dintre straturile superioare ale modelului OSI, atunci pentru comunicare accesează direct instrumentele de sistem care îndeplinesc funcțiile straturilor inferioare rămase ale modelului OSI.

Interacțiunea straturilor modelului OSI

Modelul OSI poate fi împărțit în două diverse modele, după cum se arată în fig. 1.11:

Un model orizontal bazat pe protocoale care oferă un mecanism de interacțiune a programelor și proceselor pe diferite mașini;

Un model vertical bazat pe servicii furnizate de straturi vecine unul altuia pe aceeași mașină.

Fiecare strat al computerului care trimite interacționează cu același strat al computerului receptor ca și cum ar fi conectat direct. O astfel de conexiune se numește conexiune logică sau virtuală. De fapt, interacțiunea se realizează între nivelurile adiacente ale unui computer.

Deci, informațiile de pe computerul care trimite trebuie să treacă prin toate nivelurile. Apoi este transmis pe mediul fizic către computerul receptor și trece din nou prin toate straturile până ajunge la același nivel de la care a fost trimis pe computerul expeditor.

În modelul orizontal, două programe au nevoie de un protocol comun pentru a face schimb de date. ÎN model vertical straturile învecinate comunică folosind API-uri (Application Programming Interface).

Orez. 1.11. Diagrama de interacțiune cu computerul în modelul de referință OSI de bază

Înainte de a fi introduse în rețea, datele sunt împărțite în pachete. Un pachet este o unitate de informație transmisă între stații dintr-o rețea.

La trimiterea datelor, pachetul trece secvenţial prin toate nivelurile software. La fiecare nivel, informațiile de control ale acestui nivel (antet) sunt adăugate la pachet, care sunt necesare pentru transmiterea cu succes a datelor prin rețea, așa cum se arată în Fig. 1.12, unde Zag este antetul pachetului, End este sfârșitul pachetului.

Pe partea de recepție, pachetul trece prin toate straturile în interior ordine inversă. La fiecare strat, protocolul de la acel nivel citește informațiile pachetului, apoi elimină informațiile adăugate pachetului la același nivel de către expeditor și trece pachetul la stratul următor. Când pachetul ajunge la stratul Aplicație, toate informațiile de control vor fi eliminate din pachet și datele vor reveni la forma inițială.

Orez. 1.12. Formarea unui pachet pentru fiecare nivel al modelului cu șapte niveluri

Fiecare nivel al modelului are propria sa funcție. Cu cât nivelul este mai mare, cu atât sarcina pe care o rezolvă este mai dificilă.

Este convenabil să ne gândim la straturile individuale ale modelului OSI ca la grupuri de programe concepute pentru a îndeplini funcții specifice. Un strat, de exemplu, este responsabil pentru furnizarea conversiei datelor din ASCII în EBCDIC și conține programele necesare pentru a îndeplini această sarcină.

Fiecare strat oferă un serviciu unui strat superior, solicitând la rândul său un serviciu de la nivelul inferior. Straturile superioare solicită un serviciu aproape în același mod: de regulă, este o cerință să direcționați unele date de la o rețea la alta. Implementarea practică a principiilor abordării datelor este atribuită nivelurilor inferioare. Pe fig. 1.13 dat scurta descriere funcții la toate nivelurile.

Orez. 1.13. Funcțiile straturilor de model OSI

Modelul luat în considerare determină interacțiunea sistemelor deschise de la diferiți producători în aceeași rețea. Prin urmare, efectuează acțiuni de coordonare pentru aceștia pe:

Interacțiunea proceselor aplicate;

Formulare de prezentare a datelor;

Stocarea uniformă a datelor;

Managementul resurselor de rețea;

Securitatea datelor și protecția informațiilor;

Diagnosticarea programelor și hardware-ului.

Strat de aplicație

Stratul de aplicație oferă proceselor de aplicație acces la zona de interacțiune, este nivelul superior (al șaptelea) și este direct adiacent proceselor de aplicație.

În realitate, stratul de aplicație este un set de diverse protocoale prin care utilizatorii rețelei accesează resurse partajate precum fișiere, imprimante sau pagini Web hipertext și își organizează colaborarea, de exemplu, folosind protocolul de e-mail. Elementele speciale de servicii pentru aplicații oferă servicii pentru programe de aplicații specifice, cum ar fi programe de transfer de fișiere și programe de emulare a terminalelor. Dacă, de exemplu, programul trebuie să trimită fișiere, atunci va fi utilizat protocolul de transfer de fișiere FTAM (File Transfer, Access, and Management). În modelul OSI, un program de aplicație care trebuie să îndeplinească o anumită sarcină (de exemplu, actualizarea unei baze de date pe un computer) trimite date specifice sub forma unei Datagrame la nivelul aplicației. Una dintre sarcinile principale ale acestui nivel este de a determina modul în care trebuie procesată o cerere de aplicație, cu alte cuvinte, ce formă ar trebui să ia cererea.

Unitatea de date pe care stratul de aplicație operează este de obicei numită mesaj.

Stratul de aplicație îndeplinește următoarele funcții:

1. Implinirea diferite feluri lucrări.

Transfer de fișier;

Managementul locurilor de muncă;

Managementul sistemului, etc;

2. Identificarea utilizatorilor prin parole, adrese, semnături electronice;

3. Determinarea abonaților funcționali și a posibilității de acces la noi procese de aplicare;

4. Determinarea suficienței resurselor disponibile;

5. Organizarea cererilor de conectare cu alte procese de aplicare;

6. Transferarea cererilor la nivel reprezentativ pentru metodele necesare pentru descrierea informațiilor;

7. Selectarea procedurilor pentru dialogul de proces planificat;

8. Gestionarea datelor schimbate între procesele aplicației și sincronizarea interacțiunii dintre procesele aplicației;

9. Determinarea calității serviciului (timpul de livrare a blocurilor de date, rata de eroare acceptabilă);

10. Acord privind corectarea erorilor și determinarea fiabilității datelor;

11. Coordonarea restricțiilor impuse sintaxei (seturi de caractere, structura datelor).

Aceste funcții definesc tipurile de servicii pe care stratul de aplicație le oferă proceselor de aplicație. În plus, stratul de aplicație transferă către procesele de aplicație serviciul oferit de straturile fizice, de legătură, de rețea, de transport, de sesiune și de prezentare.

La nivel de aplicație, este necesar să se furnizeze utilizatorilor informații deja procesate. Acest lucru poate fi gestionat de software-ul de sistem și utilizator.

Stratul de aplicație este responsabil pentru accesarea aplicațiilor în rețea. Sarcinile acestui nivel sunt transferul de fișiere, schimbul de corespondență și managementul rețelei.

Cele mai comune protocoale de top trei niveluri sunt:

ftp ( Transfer de fișier Protocol) protocol de transfer de fișiere;

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) este cel mai simplu protocol de transfer de fișiere;

e-mail X.400;

Lucru Telnet cu un terminal la distanță;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) este un protocol simplu de schimb de e-mail;

CMIP (Common Management Information Protocol) protocol comun de gestionare a informațiilor;

IP SLIP (Serial Line IP) pentru linii seriale. Protocol pentru transferul serial de date caracter cu caracter;

SNMP (Simple Network Management Protocol) protocol simplu de gestionare a rețelei;

FTAM (File Transfer, Access, and Management) este un protocol pentru transferul, accesarea și gestionarea fișierelor.

Stratul de prezentare

Funcțiile acestui nivel sunt prezentarea datelor transmise între procesele de aplicare în forma dorită.

Acest strat asigură că informațiile transmise de stratul de aplicație vor fi înțelese de stratul de aplicație într-un alt sistem. Dacă este necesar, stratul de prezentare în momentul transferului de informații realizează conversia formatelor de date într-un format comun de prezentare, iar în momentul recepției, respectiv, realizează conversia inversă. Astfel, straturile de aplicație pot depăși, de exemplu, diferențele sintactice în reprezentarea datelor. Această situație poate apărea într-o rețea LAN cu computere de diferite tipuri (PC IBM și Macintosh) care trebuie să facă schimb de date. Deci, în domeniile bazelor de date, informațiile ar trebui să fie prezentate sub formă de litere și numere și, adesea, sub forma unei imagini grafice. Trebuie să procesați aceste date, de exemplu, ca numere în virgulă mobilă.

Reprezentarea comună a datelor se bazează pe sistemul ASN.1, care este comun pentru toate nivelurile modelului. Acest sistem servește la descrierea structurii fișierelor și, de asemenea, rezolvă problema criptării datelor. La acest nivel se poate realiza criptarea și decriptarea datelor, datorită cărora secretul schimbului de date este asigurat imediat pentru toate serviciile aplicației. Un exemplu de astfel de protocol este protocolul Secure Socket Layer (SSL), care oferă mesagerie securizată pentru protocoalele de nivel de aplicație ale stivei TCP/IP. Acest strat asigură transformarea datelor (codificare, compresie etc.) a stratului de aplicație într-un flux de informații pentru stratul de transport.

Stratul reprezentativ îndeplinește următoarele funcții principale:

1. Generarea de solicitări pentru stabilirea sesiunilor de interacțiune între procesele de aplicare.

2. Coordonarea prezentării datelor între procesele de aplicare.

3. Implementarea formularelor de prezentare a datelor.

4. Prezentarea materialului grafic (desene, desene, diagrame).

5. Clasificarea datelor.

6. Trimiterea cererilor de încheiere a sesiunilor.

Protocoalele stratului de prezentare fac de obicei parte din protocoalele primelor trei straturi ale modelului.

Stratul de sesiune

Stratul de sesiune este stratul care definește procedura de desfășurare a sesiunilor între utilizatori sau procesele aplicației.

Stratul de sesiune oferă controlul conversației pentru a captura ce parte este activă în în prezentși oferă, de asemenea, facilități de sincronizare. Acestea din urmă vă permit să introduceți puncte de control în transferuri lungi, astfel încât, în caz de eșec, să vă puteți întoarce la ultimul punct de control, în loc să o luați de la capăt. În practică, puține aplicații folosesc stratul de sesiune și este rar implementat.

Stratul de sesiune controlează transferul de informații între procesele aplicației, coordonează recepția, transmiterea și emiterea unei sesiuni de comunicare. În plus, stratul de sesiune conține în plus funcțiile de gestionare a parolelor, controlul conversației, sincronizarea și anularea comunicării într-o sesiune de transmisie după o eroare din cauza erorilor din straturile inferioare. Funcțiile acestui nivel sunt de a coordona comunicarea între două programe de aplicație care rulează pe stații de lucru diferite. Ea vine sub forma unui dialog bine structurat. Aceste funcții includ crearea unei sesiuni, gestionarea transmisiei și recepționării pachetelor de mesaje în timpul unei sesiuni și încheierea unei sesiuni.

La nivel de sesiune, se stabilește care va fi transferul între două procese de aplicare:

Half duplex (procesele vor trimite și primi date pe rând);

Duplex (procesele vor trimite date și le vor primi în același timp).

În modul half-duplex, stratul de sesiune emite un token de date procesului care inițiază transferul. Când vine momentul ca cel de-al doilea proces să răspundă, simbolul de date îi este transmis. Stratul de sesiune permite transmiterea numai către partea care deține jetonul de date.

Stratul de sesiune oferă următoarele funcții:

1. Stabilirea și finalizarea la nivel de sesiune a unei conexiuni între sistemele care interacționează.

2. Efectuarea unui schimb de date normal și urgent între procesele de aplicare.

3. Gestionarea interacțiunii proceselor aplicate.

4. Sincronizarea conexiunilor de sesiune.

5. Notificarea proceselor de aplicare despre situații excepționale.

6. Stabilirea etichetelor în procesul aplicat, permițând, după o eroare sau eroare, restabilirea execuției acesteia de la cea mai apropiată etichetă.

7. Întreruperea în cazurile necesare a procesului de aplicare și reluarea corectă a acestuia.

8. Încheierea sesiunii fără pierderi de date.

9. Transmiterea de mesaje speciale despre desfășurarea sesiunii.

Stratul de sesiune este responsabil pentru organizarea sesiunilor de schimb de date între mașinile finale. Protocoalele de nivel de sesiune sunt de obicei o componentă a protocoalelor din primele trei straturi ale modelului.

Stratul de transport

Stratul de transport este conceput pentru a transmite pachete prin retea de comunicatii. La nivelul de transport, pachetele sunt împărțite în blocuri.

Pe drumul de la expeditor la destinatar, pachetele pot fi corupte sau pierdute. În timp ce unele aplicații au propria lor gestionare a erorilor, există unele care preferă să se ocupe imediat de o conexiune fiabilă. Sarcina stratului de transport este de a se asigura că aplicațiile sau straturile superioare ale modelului (aplicație și sesiune) transferă date cu gradul de fiabilitate pe care îl necesită. Modelul OSI definește cinci clase de servicii furnizate de stratul de transport. Aceste tipuri de servicii diferă prin calitatea serviciilor oferite: urgență, capacitatea de a restabili comunicațiile întrerupte, disponibilitatea facilităților de multiplexare pentru conexiuni multiple între diferite protocoale de aplicație printr-un protocol de transport comun și, cel mai important, capacitatea de a detecta și corecta erori de transmisie, cum ar fi distorsiunea, pierderea și duplicarea pachetelor.

Stratul de transport determină adresarea dispozitivelor fizice (sisteme, părțile acestora) din rețea. Acest nivel garantează livrarea blocurilor de informații către destinatari și gestionează această livrare. Sarcina sa principală este de a oferi forme eficiente, convenabile și fiabile de transfer de informații între sisteme. Când sunt în procesare mai multe pachete, stratul de transport controlează ordinea în care trec pachetele. Dacă trece un duplicat al unui mesaj primit anterior, atunci acest strat recunoaște acest lucru și ignoră mesajul.

Funcțiile stratului de transport includ:

1. Controlul transmisiei în rețea și asigurarea integrității blocurilor de date.

2. Detectarea erorilor, eliminarea parțială a acestora și raportarea erorilor necorectate.

3. Recuperarea transmisiei după defecțiuni și defecțiuni.

4. Consolidarea sau împărțirea blocurilor de date.

5. Acordarea priorităților la transfer de blocuri (normale sau urgente).

6. Confirmarea transferului.

7. Eliminarea blocurilor în situații de blocaj în rețea.

Pornind de la stratul de transport, toate protocoalele superioare sunt implementate în software, de obicei incluse în sistemul de operare al rețelei.

Cele mai comune protocoale de nivel de transport includ:

TCP (Transmission Control Protocol) Protocol de control al transmisiei stivei TCP/IP;

UDP (User Datagram Protocol) este protocolul de datagramă utilizator al stivei TCP/IP;

Protocol de bază NCP (NetWare Core Protocol) pentru rețele NetWare;

SPX (Schimb de pachete secvențial) Novell Stack Sequenced Packet eXchange;

TP4 (Transmission Protocol) - protocol de transmisie clasa 4.

Stratul de rețea

Stratul de rețea prevede așezarea canalelor care conectează sistemele de abonat și administrativ printr-o rețea de comunicații, alegând traseul celui mai rapid și mai fiabil mod.

Stratul de rețea stabilește comunicarea într-o rețea de calculatoare între două sisteme și asigură o așezare canale virtualeîntre ele. Un canal virtual sau logic este o astfel de funcționare a componentelor rețelei care creează iluzia de a stabili calea necesară între componentele care interacționează. În plus, stratul de rețea informează stratul de transport despre erorile care apar. Mesajele de nivel de rețea sunt denumite în mod obișnuit pachete. Acestea conțin date. Nivelul de rețea este responsabil pentru adresarea și livrarea acestora.

Stabilirea celei mai bune căi pentru transmiterea datelor se numește rutare, iar soluția acesteia este sarcina principală a stratului de rețea. Această problemă este agravată de faptul că calea cea mai scurtă nu este întotdeauna cea mai bună. Adesea, criteriul de alegere a unei rute este timpul transferului de date de-a lungul acestei rute; depinde de lățimea de bandă a canalelor de comunicație și de intensitatea traficului, care se poate modifica în timp. Unii algoritmi de rutare încearcă să se adapteze la schimbările de încărcare, în timp ce alții iau decizii bazate pe medii pe termen lung. Selectarea rutei se poate baza și pe alte criterii, cum ar fi fiabilitatea transmisiei.

Protocolul stratului de legătură oferă livrarea de date între orice nod numai dintr-o rețea cu o topologie tipică adecvată. Aceasta este o limitare foarte strictă care nu permite construirea de rețele cu o structură dezvoltată, de exemplu, rețele care combină mai multe rețele de întreprindere în o singură rețea, sau rețele foarte fiabile în care există legături redundante între noduri.

Astfel, în cadrul rețelei, livrarea de date este reglementată de nivelul de legătură, dar livrarea de date între rețele este gestionată de nivelul de rețea. Atunci când se organizează livrarea pachetelor la nivel de rețea, se folosește conceptul de număr de rețea. În acest caz, adresa destinatarului constă din numărul rețelei și numărul computerului din acea rețea.

Rețelele sunt interconectate prin dispozitive speciale numite routere. Un router este un dispozitiv care colectează informații despre topologia dintre conexiuni de reteași pe baza acestuia redirecționează pachetele de nivel de rețea către rețeaua de destinație. Pentru a transfera un mesaj de la un expeditor aflat intr-o retea catre un destinatar situat in alta retea, este necesar sa se efectueze un anumit numar de transferuri de tranzit (hopuri) intre retele, alegand de fiecare data traseul corespunzator. Astfel, o rută este o secvență de routere pe care o traversează un pachet.

Stratul de rețea este responsabil pentru împărțirea utilizatorilor în grupuri și rutarea pachetelor pe baza traducerii adreselor MAC în adrese de rețea. Stratul de rețea asigură, de asemenea, transmiterea transparentă a pachetelor către stratul de transport.

Stratul de rețea îndeplinește următoarele funcții:

1. Crearea conexiunilor de rețea și identificarea porturilor acestora.

2. Detectarea si corectarea erorilor care apar in timpul transmiterii printr-o retea de comunicatii.

3. Controlul fluxului de pachete.

4. Organizarea (ordonarea) secvenţelor de pachete.

5. Rutare și comutare.

6. Segmentarea și consolidarea pachetelor.

Stratul de rețea definește două tipuri de protocoale. Primul tip se referă la definirea regulilor de transmitere a pachetelor cu date ale nodurilor finale de la un nod la un router și între routere. Aceste protocoale sunt de obicei la care se face referire când se vorbește despre protocoale de nivel de rețea. Cu toate acestea, un alt tip de protocol, numit protocoale de schimb de informații de rutare, este adesea denumit stratul de rețea. Routerele folosesc aceste protocoale pentru a colecta informații despre topologia interconexiunilor.

Sunt implementate protocoale de nivel de rețea module software sistemul de operare, precum și software-ul și hardware-ul routerelor.

Cele mai frecvent utilizate protocoale la nivelul rețelei sunt:

IP (Internet Protocol) Protocol Internet, un protocol de rețea al stivei TCP/IP care furnizează informații despre adresă și rutare;

IPX (Internetwork Packet Exchange) este un protocol de schimb de pachete pe Internet conceput pentru adresarea și rutarea pachetelor în rețelele Novell;

Standard internațional X.25 pentru comunicații globale cu comutare de pachete (acest protocol este implementat parțial la nivelul 2);

CLNP (Connection Less Network Protocol) este un protocol de rețea fără organizarea conexiunilor.

Strat de legătură (Legătură de date)

Unitatea de informare a stratului de legătură sunt cadrele (cadru). Cadrele sunt o structură organizată logic în care pot fi plasate datele. Sarcina stratului de legătură este de a transfera cadre de la nivelul de rețea la nivelul fizic.

La nivelul fizic, biții sunt pur și simplu trimiși. Aceasta nu ține cont de faptul că în unele rețele, în care liniile de comunicație sunt utilizate alternativ de mai multe perechi de calculatoare care interacționează, mediul fizic de transmisie poate fi ocupat. Prin urmare, una dintre sarcinile stratului de legătură este de a verifica disponibilitatea mediului de transmisie. O altă sarcină a stratului de legătură este implementarea mecanismelor de detectare și corectare a erorilor.

Stratul de legătură asigură că fiecare cadru este transmis corect prin plasarea unei secvențe speciale de biți la începutul și la sfârșitul fiecărui cadru pentru a-l marca și, de asemenea, calculează o sumă de control prin însumarea tuturor octeților cadrului într-un anumit mod și adăugând o sumă de control la rama. Când sosește un cadru, receptorul calculează din nou suma de control a datelor primite și compară rezultatul cu suma de control din cadru. Dacă se potrivesc, cadrul este considerat valid și acceptat. Dacă sumele de control nu se potrivesc, atunci este generată o eroare.

Sarcina stratului de legătură este să preia pachetele care provin din stratul de rețea și să le pregătească pentru transmisie prin potrivirea lor într-un cadru de dimensiunea corespunzătoare. Acest strat este necesar pentru a determina unde începe și unde se termină blocul și pentru a detecta erorile de transmisie.

Acest nivel definește regulile de utilizare strat fizic noduri de rețea. Reprezentarea electrică a datelor în LAN (biți de date, metode de codare a datelor și markeri) este recunoscută la acest și numai la acest nivel. Aici, erorile sunt detectate și corectate (prin solicitarea retransmiterii datelor).

Stratul de legătură asigură crearea, transmiterea și recepția cadrelor de date. Acest strat deservește cererile de nivel de rețea și utilizează serviciul de nivel fizic pentru a primi și transmite pachete. Specificațiile IEEE 802.X împart stratul de legătură în două substraturi:

Controlul legăturii logice LLC (Logical Link Control) asigură controlul legăturii logice. Substratul LLC oferă servicii stratului de rețea și se preocupă de transmiterea și recepția mesajelor utilizatorului.

Controlul accesului media MAC (Media Assess Control). Substratul MAC reglează accesul la mediul fizic partajat (trecerea jetonului sau detectarea coliziunii sau coliziunii) și controlează accesul la canalul de comunicație. Substratul LLC este deasupra substratului MAC.

Stratul de legătură de date definește accesul media și controlul transmisiei printr-o procedură de transfer de date printr-o legătură.

Cu dimensiuni mari de blocuri de date transmise, stratul de legătură le împarte în cadre și transmite cadre ca secvențe.

La primirea cadrelor, stratul formează blocuri de date transmise de la acestea. Dimensiunea unui bloc de date depinde de metoda de transmisie, de calitatea canalului prin care este transmis.

În rețelele LAN, protocoalele de nivel de legătură sunt utilizate de computere, poduri, comutatoare și routere. În computere, funcțiile stratului de legătură sunt implementate în comun adaptoare de rețeași șoferii lor.

Stratul de legătură poate îndeplini următoarele tipuri de funcții:

1. Organizarea (stabilirea, managementul, terminarea) conexiunilor de canal și identificarea porturilor acestora.

2. Organizarea si transferul de personal.

3. Detectarea si corectarea erorilor.

4. Managementul fluxului de date.

5. Asigurarea transparenței canalelor logice (transfer de date codificate în orice mod peste acestea).

Cele mai frecvent utilizate protocoale la nivelul de legătură includ:

HDLC (High Level Data Link Control) protocol de control al legăturii de date la nivel înalt pentru conexiuni seriale;

IEEE 802.2 LLC (Tipul I și Tipul II) oferă MAC pentru medii 802.x;

ethernet tehnologie de rețea conform standardului IEEE 802.3 pentru rețelele care utilizează topologia magistrală și acces multiplu cu ascultare operatorului și detectare a coliziunilor;

Tehnologie de rețea token ring conform standardului IEEE 802.5, folosind o topologie inel și o metodă de acces la inel de trecere a simbolurilor;

Tehnologia de rețea FDDI (Fiber Distributed Date Interface Station) IEEE 802.6 care utilizează medii de fibră optică;

X.25 este un standard internațional pentru comunicațiile globale cu comutare de pachete;

Rețea Frame Relay organizată din tehnologii X25 și ISDN.

Strat fizic

Stratul fizic este conceput pentru a interfața cu mijloacele fizice de conectare. Mijlocul fizic de conectare este o colecție mediu fizic, hardware și software, care asigură transmisia semnalului între sisteme.

Mediul fizic este o substanță materială prin care sunt transmise semnale. Mediul fizic este fundația pe care sunt construite mijloacele fizice de conectare. Eterul, metalele, sticla optică și cuarțul sunt utilizate pe scară largă ca medii fizice.

Stratul fizic este format dintr-un substrat de interfață media și un substrat de transformare a transmisiei.

Prima dintre ele oferă împerecherea fluxului de date cu canalul de comunicare fizic utilizat. Al doilea efectuează transformări legate de protocoalele aplicate. Stratul fizic oferă interfata fizica cu un canal de date și, de asemenea, descrie procedurile de transmitere a semnalelor către canal și de primire a acestora de la canal. La acest nivel sunt definiți parametrii electrici, mecanici, funcționali și procedurali pentru comunicarea fizică în sisteme. Stratul fizic primește pachete de date de la stratul de legătură de deasupra și le convertește în semnale optice sau electrice corespunzătoare la 0 și 1 din fluxul binar. Aceste semnale sunt trimise prin mediul de transmisie către nodul receptor. Proprietățile mecanice și electrice/optice ale mediului de transmisie sunt definite la nivelul stratului fizic și includ:

Tipuri de cabluri și conectori;

Alocarea pinilor în conectori;

Schema de codificare a semnalului pentru valorile 0 și 1.

Stratul fizic îndeplinește următoarele funcții:

1. Stabilirea și deconectarea conexiunilor fizice.

2. Transmiterea semnalelor în cod serial și recepție.

3. Ascultarea, dacă este necesar, a canalelor.

4. Identificarea canalelor.

5. Notificarea apariției defecțiunilor și defecțiunilor.

Notificarea apariției defecțiunilor și defecțiunilor se datorează faptului că o anumită clasă de evenimente este detectată la nivelul fizic, interferând operatie normala rețea (coliziune a cadrelor trimise de mai multe sisteme simultan, întrerupere a canalului, întrerupere de curent, pierderea contactului mecanic etc.). Tipurile de servicii furnizate stratului de legătură de date sunt definite de protocoalele de nivel fizic. Ascultarea canalului este necesară în cazurile în care un grup de sisteme este conectat la un canal, dar numai unul dintre ele are voie să transmită semnale în același timp. Prin urmare, ascultarea canalului vă permite să determinați dacă este liber să transmită. În unele cazuri, pentru o definire mai clară a structurii, stratul fizic este împărțit în mai multe subniveluri. De exemplu, stratul fizic al unei rețele fără fir este împărțit în trei substraturi (Figura 1.14).

Orez. 1.14. Stratul fizic LAN fără fir

Funcțiile stratului fizic sunt implementate în toate dispozitivele conectate la rețea. Pe partea computerului, funcțiile stratului fizic sunt realizate de adaptorul de rețea. Repetoarele sunt singurul tip de echipament care funcționează doar la nivelul fizic.

Stratul fizic poate oferi atât transmisie asincronă (serial) cât și sincronă (paralelă), care este folosită pentru unele mainframe și minicalculatoare. La nivelul fizic, trebuie definită o schemă de codificare care să reprezinte valori binare pentru transmiterea pe un canal de comunicație. Multe rețele locale folosesc codificarea Manchester.

Un exemplu de protocol de nivel fizic este specificarea tehnologiei 10Base-T Ethernet, care definește o pereche răsucită neecranată de categoria 3 cu o impedanță caracteristică de 100 ohmi, un conector RJ-45, o lungime maximă a unui segment fizic de 100 de metri, un cod Manchester pentru reprezentarea datelor și alte caracteristici precum cablul utilizat, mediul și semnalele electrice.

Cele mai comune specificații ale stratului fizic includ:

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - Interfață serială dezechilibrată mecanică/electrică;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - caracteristicile mecanice, electrice și optice ale unei interfețe seriale echilibrate;

Ethernet este o tehnologie de rețea IEEE 802.3 pentru rețele care utilizează topologia magistrală și acces multiplu cu sniffing de transportator și detectarea coliziunilor;

Token ring este o tehnologie de rețea IEEE 802.5 care utilizează o topologie de inel și o metodă de acces la inel de transmitere a simbolurilor.

Rețeaua efectuează multe operațiuni care asigură transferul de date de la computer la computer. Utilizatorul nu este interesat de cum se întâmplă exact acest lucru, are nevoie de acces la aplicație sau resursă informatică situat într-o altă rețea de calculatoare. În realitate, toate informațiile transmise trec prin mai multe etape de prelucrare.

În primul rând, este împărțit în blocuri, fiecare dintre acestea fiind livrat cu informații de control. Blocurile rezultate sunt formatate ca pachete de rețea, apoi aceste pachete sunt codificate, transmise folosind semnale electrice sau luminoase prin rețea în conformitate cu metoda de acces selectată, apoi din pachetele primite blocurile de date incluse în ele sunt restaurate din nou, blocurile sunt combinate în date, care devin disponibile unei alte aplicații. Aceasta este, desigur, o descriere simplificată a proceselor în curs.

Unele dintre aceste proceduri sunt implementate numai în software, cealaltă parte - în hardware, iar unele operațiuni pot fi efectuate atât prin software, cât și prin hardware.

Pentru a eficientiza toate procedurile efectuate, pentru a le împărți în niveluri și subnivele care interacționează între ele, se apelează doar la modelele de rețea. Aceste modele vă permit să organizați corect interacțiunea ambilor abonați în cadrul aceleiași rețele și o varietate de rețele la niveluri diferite. În prezent, cel mai utilizat este așa-numitul model de referință al schimbului de informații. sistem deschis OSI (Open System Interconnection). sub termenul " sistem deschis „ este înțeles ca un sistem care nu este închis în sine, având capacitatea de a interacționa cu alte sisteme (spre deosebire de un sistem închis).

Model de referință OSI

Modelul OSI a fost propus de Organizația Internațională de Standardizare (ISO) în 1984. De atunci, a fost folosit (mai mult sau mai puțin strict) de toți producătorii de produse de rețea. Ca orice model universal, OSI este destul de voluminos, redundant și nu foarte flexibil. Prin urmare, facilitățile reale de rețea oferite de diverse firme nu aderă neapărat la separarea acceptată a funcțiilor. Cu toate acestea, familiaritatea cu modelul OSI vă permite să înțelegeți mai bine ce se întâmplă în rețea.

Toate funcțiile de rețea din model sunt împărțite la 7 niveluri(Fig. 5.1). În același timp, nivelurile superioare îndeplinesc sarcini mai complexe, globale, pentru care folosesc nivelurile inferioare în propriile scopuri și, de asemenea, le gestionează. Scopul stratului inferior este de a oferi servicii stratului superior, iar stratului superior nu îi pasă de detaliile performanței acestor servicii. Nivelurile inferioare îndeplinesc funcții mai simple și mai specifice. În mod ideal, fiecare nivel interacționează doar cu cei care se află lângă el (deasupra și dedesubtul lui). Nivelul superior corespunde sarcinii aplicate, aplicației care rulează în prezent, cel inferior corespunde transmiterii directe a semnalelor prin canalul de comunicație.

Orez. 5.1.

Modelul OSI se aplică nu numai rețelelor locale, ci și oricăror rețele de comunicații între computere sau alți abonați. În special, funcțiile Internetului pot fi, de asemenea, împărțite în straturi în conformitate cu modelul OSI. Diferențele fundamentale dintre rețelele locale și cele globale, din punctul de vedere al modelului OSI, se observă doar la nivelurile inferioare ale modelului.

Funcțiile incluse în cele prezentate în fig. Nivelurile 5.1 sunt implementate de fiecare abonat al rețelei. În acest caz, fiecare nivel de pe un abonat funcționează ca și cum ar avea o legătură directă cu nivelul corespunzător al altui abonat. Există o conexiune virtuală (logică) între nivelurile cu același nume ale abonaților rețelei, de exemplu, între nivelurile de aplicație ale abonaților care interacționează prin rețea. Abonații reali de conexiuni fizice (cablu, canal radio) ai unei rețele au doar la cel mai de jos, primul nivel fizic. La abonatul care transmite, informația trece prin toate nivelurile, începând de sus și terminând cu jos. La abonatul receptor, informația primită face calea inversă: de la nivelul inferior la cel superior (Fig. 5.2).

Datele care trebuie transmise prin rețea, pe drumul de la stratul superior (al șaptelea) la cel inferior (primul) sunt supuse unui proces de încapsulare ( orez. 4.6). Fiecare nivel inferior nu numai că procesează datele care provin de la un nivel superior, ci le furnizează și propriul antet, precum și informații de serviciu. Acest proces de creștere excesivă a informațiilor de serviciu continuă până la ultimul nivel (fizic). Pe fizic