Проблемы Эталонной модели

Формирование Эталонной модели проходило в тот исторический период, когда число разнообразных сетевых решений (интерфейсов и протоколов) было очень большим. Поэтому создатели эталонной модели видели свою задачу в том, чтобы сформулировать единые правила представления любой сетевой технологии, так как все они предназначены для передачи информации. Поэтому создание системы связи по единым правилам делает её открытой в первую очередь для понимания, что, в общем-то, и было главной целью создания эталонной модели взаимодействия.

Выбор числа уровней (7) и определение задач, которые они должны были выполнять, во многом определилось необходимостью решения проблемы связанной с обеспечением совместимости оборудования. Рассматривая эталонную модель по прошествии 20 лет её применения, и учитывая новые требования и возможности, которые возникли в настоящее время, следует выделить две проблемы.

Сеть интернет Телефонная сеть
Прикладной уровень
 Определяет наличие партнёров и необходимых ресурсов, синхронизирует работу прикладных программ, согласует процедуры устранения ошибок и управляет целостностью переноса информации. Проявляется в свойствах линии связи без учёта её вснутренней схемы построения. К таковым свойствам относятся: диапазон рабочих частот (0,3−3,4 кГц), уровень шума, АЧХ и прочее.
Представительный уровень
 Отвечает за представление данных посылаемых из прикладного уровня одной системы другой. Для чего согласует формат и синтаксис перемещаемых данных. В случае необходимости, на данном уровне могут выполняться алгоритмы шифрования, для защиты перемещаемых данных.  Проявляет себя при необходимостисогласования совместной работы методов дискретизации (A‑Law, μ‑Law и т.п.) или когда требуется согласовать алгоритмы сжатия речевой информации.
Сеансовый уровень
 Устанавливает, управляет и завершает сеансы взаимодействия между двумя или более прикладными задачами, а так же синхронизирует и управляет перемещением информации между ними. В дополнение к основным функциям уровень устанавливает класс услуг и уведомляет об исключительных ситуациях. Кроме того, обеспечивает соответствие символьного представления адреса с двоичным представлением в соответствии с протоколами DNS и др.  Управляет вызовом и сигнализацией при наборе и передаче номера АТС. Осущесвляет контроль исполнения системы расчётов с абонентами. В сетях подвижной связи обеспечивает слежение за изменением местоположения абонента и переадресацией вызова. В интеллектуальной сети выполняет набор дополнительных функций обработки вызовов и сеансов.
Транспортный уровень
 Обеспечивает перенос информации по надёжным или ненадёжным соединениям, реализует качество обслуживания трафика запрашиваемое сеансовым уровнем с целью предотвращения переполнения одной системы данными из другой системы.  Реализует методы мультиплексирования речевого трафика, а так же дополнительные методы мультиплексирования для объединения речевого трафика с другими видами трафика.
Сетевой уровень
 Обеспечивает установление требуемого типа соединения между двумя конечными системами, для чего осуществляет выбор маршрута через множество подсетей. протоколы маршрутизации осуществляют синхронизацию маршрутных таблиц, а алгоритмы маршрутизации, используя данные маршрутных таблиц, вычисляют маршруты.  Устанавливает соединение между вызывающим и вызываемым абонентами посредством системы сигнализации. К примеру, одной из функций сигнализации ОКС‑7 или SoftSwitch является организация тракта передачи через узлы коммутации всего множества подсетей, составляющих ТфОП.
Канальный уровень
 Обеспечивает транзит данных через физический канал. Выполняя эту задачу, уровень решает вопросыфизической адресации, топологии сети, линейной дисциплины (способ использования канала передачи), упорядоченной доставки блоков данных, уведомление о неисправностях и управление потоком данных.
Физический уровень
 Определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи сообщений, максимальные расстояния передачи, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Таблица 1. Основные функции уровней эталонной модели.

Во-первых, на транспортном и канальном уровнях реализуются два НЕЗАВИСИМЫХ механизма переноса. Разбиение задачи транспортировки информации на два уровня было продиктовано необходимостью объединения множества подсетей, использующих разные технологии доступа к каналу связи (зачастую не совместимые между собой), но, с другой стороны, наличие двух несогласованных механизмов передачи создает проблему обеспечения качества обслуживания при переносе информации.

Добиться согласованного поведения транспортного и канального уровней через сетевой уровень логически невозможно, памятуя о принципе автономности. Однако на практике для решения проблемы транспортировки стали применять средства позволяющие создавать стратегии согласованного поведения транспортного и канального уровней в обход сетевого уровня, что формально нарушает принцип автономности, разрушает единство точки предоставления услуги и выходит за рамки эталонной модели.

Во-вторых, эталонная модель определяет (N)-протокол для взаимодействия равных уровней, а для идентификации объектов вводится нумерация. По этой причине, в эталонной модели возникло три системы нумерации.

  1. номер протокола (порта), который определяет тип переносимого содержимого,
  2. номер сетевого объекта,
  3. номер физической точки пункта-приема.

Необходимость идентифицировать тип содержания возник вследствие объединения информационных потоков различных услуг в общий поток гетерогенного трафика. В ситуации, когда узкоспециализированная сеть передавала информационный поток только одного типа, данная проблема не существовала. Однако процесс конвергенции, в основе которого лежит стремление сократить статьи расходов на поддержание сетевой инфраструктуры за счет объединения различных потоков информации в общий цифровой поток, требует введения кодов идентификации содержания. При этом сложной проблемой является признание кодов идентификации администрациями связи всех стран. В настоящее время данную проблему решает известная общественная организация сообщества Интернет в лице IETF.

Идентификация сетевых объектов решается одним из двух способов. Первый способ это юридическое соглашение между сетью и объектом. В качестве сети выступает лицо, имеющее основание для осуществления данной деятельности, а в качестве объекта может выступать любое лицо. Соглашение фиксируется на бумаге, а лицо представляющее объект сети, из-за отсутствия механизма обеспечения соглашения имеет возможность вносить любые изменения в свои идентификационные сведения, что служит причиной появления большого числа дестабилизирующих воздействий, в первую очередь на сеть, а во-вторых, является прекрасным способом рассылки «спама» и вредоносной информации. Второй способ это технологическое соглашение между сетью и объектом, которое определяет географическое соответствие между объектом и местом подключения.

Номер сетевого объекта, как идентификатор в рамках эталонной модели представлен логическим (IP) или мобильным (SIM карта) номером, или физическим номером кроссового соединения. Однако вопрос, как обеспечить соответствие между сетевым объектом и его номером (адресом), в рамках эталонной модели остаётся без ответа.
Ранее (статья в ВС №3 2003) уже обсуждалось, что установление соединения должно осуществляться между сетевыми объектами непосредственно, то есть по их персональным адресам (что рано или поздно обязательно будет внедрено во всем мире). Однако прилагаемые усилия по введению персональных адресов за счет добавления ещё одного механизма переадресации (который сегодня нередко используют для различных информационных служб) может дополнительно усугубить существующую ситуацию по обеспечению соответствия между номером и сетевым объектом.

Использование номера физической точки пункта-приема в оконечном оборудовании направлено на решение задачи канальной дисциплины доступа к среде передачи. Процесс обеспечения соответствия между номерами сетевого объекта и физической точкой пункта-приема является основным для всех протоколов маршрутизации. А обеспечение идентичности соответствия между номерами в сетевых узлах одной подсети является главной задачей системы сигнализации в протоколах маршрутизации. Возможность динамического изменения соответствия между номерами позволяет организовать неконтролируемые маршруты передачи с целью осуществления неправомерных действий. А это все мы (люди планеты Земля) очень сегодня не любим, для чего прилагаем колоссальные усилия по обеспечению информационной безопасности.

Таким образом, основные проблемы эталонной модели связаны, с невозможностью обеспечить качество обслуживания трафика и поддерживать соответствие между сетевым объектом и его номером (адресом). Поиском решений указанных проблем ныне занимается большинство производителей сетевого оборудования.
Рассмотрим одно из возможных решений указанных проблем.

Валов Сергей Геннадьевич
Голышко Александр Викторович

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.