уровни представления данных в программных приложениях

Уровни представления данных

1. Уровень внешних моделей

2. Концептуальный уровень

3. Физический уровень БД

1-ый уровень определяет точку зрения на БД отдельных проложений

2-ой уровень представляет собой формализованную логическую модель

3-ий уровень-собственные данные,расположенные на внешнем носителе.

Основные модели данных:

Модель данных- матем средство абстракции,позволяющее отделить факты от их интерпретаций и обеспечить развитые возможности представления соотношения данных.

Модель данных представляет собой комбинацию трёх составов:

1.набор типов, структур данных

2.набор операторов,правил вывода

3. набор общих правил целостности,кот определяют множество непроворечивых состояний без данных

Система управления БД-это комплекс програмнных средств,предназначенных для создания структуры новой базы,наполнения её содержимым

66 Уровни представления данных:концептуальный,логический,физический,внешний.

На каждом уровне присутствует модель данных информации, которая специфицируется с помощью языка описания данного уровня. Модель каждого уровня, представленную на языке описания, принято называть СХЕМОЙ. Перевод моделей (описаний моделей) из одного уровня в другой осуществляется с помощью трансляции или интерпретации. Архитектура представлена тремя уровнями: внутренним, концептуальным и внешним.Внутренний уровень наиболее близок к физическим структурам хранимой информации. Именно внутренний уровень учитывает методы доступа операционной системы для манипулирования данными на физическом уровне, что в некоторой степени снижает независимость операций обработки данных от технических средств, однако, в идеале СУБД может располагать внутренним уровнем, который бы не опирался на средства ОС.Внешний уровень является уровнем пользователей СУБД, т.к. он является уровнем восприятия каждого пользователя. В принципе для каждого пользователя создается свой внешний уровень (схема — модель с соответствующим языком описания данных). Типичным воплощением внешнего уровня является использование представлений (VIEW) в языке SQL [3].Концептуальный уровень является обобщением локальных представлений пользователей, т.е. является общим глобальным описанием предметной области в терминах (концептах) конкретной СУБД. Важно отметить, что концептуальный уровень исполняет роль некоторого стандарта пользователей, согласуя их представление о предметной области в единое целое.

В большинстве коммерческих СУБД используются ставшими классическими реляционная модель, сетевая модель данных CODASYL и иерархическая модель. ИМД строится по принципу иерархии типов объектов, т.е. один тип объекта является главным, а остальные, находясь на низших уровнях иерархии — подчиненными. Mежду главным и подчиненными типами объекта устанавливается взаимосвязь Один ко многим (1:m). Иными словами, для данного главного типа объекта существует несколько подчиненных типов объекта. В то же время для каждого экземпляра главного объекта может быть несколько экземпляров подчиненных типов объектов. Таким образом, взаимосвязи между объектами напоминают взаимосвязи в генеалогическом дереве, за исключением того, что для каждого порожденного (подчиненного) типа объекта может быть только один исходный (главный) тип объекта. Основные достоинства ИМД:Простота построения и использования, обеспечение определенного уровня независимости данных, простота оценки операционных характеристик.Недостатки ИМД:Отношение многие ко многим реализуются очень сложно, дает громоздкую структуру и требует хранения избыточных данных, иерархическая упорядоченность усложняет операции включения и удаления. Доступ к любой вершине возможен только через корневую, что увеличивает время доступа.Иерархическая древовидная структура строится из узлов и ветвей. Узел представляет собой совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. Наивысший узел в иерархической древовидной структуре называется корнем. Каждый экземпляр корневого узла образует начало записи логической БД, т.е. Иерархическая БД состоит из нескольких деревьев. В сетевой модели данных (СМД) элементарные данные и отношения между ними представляются в виде ориентированной сети (вершины — данные, дуги — отношения). БД, описываемая сетевой моделью состоит из нескольких областей. Область — это поименованная часть базы данных, в которой могут содержаться экземпляры записей и наборов или части наборов. Каждая область может обладать собственными уникальными физическими характеристиками. Области могут обрабатываться как по отдельности, так и вместе с другими областями. Набор — это поименованная совокупность связанных записей. Набор может размещаться в одной или нескольких областях. Запись состоит из полей. Существенное отличие СМД от ИМД состоит в том, что в СМД запись может быть в любом числе наборов и может находиться как на верхнем, так и на нижнем иерархическом уровне, т.е. играет роль как владельца, так и члена набора. Основные достоинства:Наличие реализованных СУБД, обеспечивающих эту модель, простота реализации связи многие ко многим.Основные недостатки:Основной недостаток — сложность реализации. Кроме того, при реорганизации БД возможна потеря независимости данных. В СМД представление, используемое прикладными программами, сложнее, чем в ИМД. Поэтому и соответствующее программное обеспечение оказывается сложнее. Концепция реляционной модели данных (РМД) была предложена Е.Ф.Коддом в 1970 году. В основе РМД лежит понятие ОТНОШЕНИЯ (от англ. RELATION).Отношение удобно представляется в виде двумерной таблицы. Набор отношений (таблиц) может быть использован для хранения данных об объектах реального мира и моделирования связей между ними.Таблица состоит из слов и столбцов. Каждый столбец в таблице называют АТРИБУТОМ, и ему присваивается имя. Значения в таблице выделяются из ДОМЕНА, т.е. ДОМЕН суть множество значений, которые может принимать некоторый АТРИБУТ.Строки таблицы называют КОРТЕЖАМИ. Список имен атрибутов отношения называется СХЕМОЙ ОТНОШЕНИЯ. Например, для хранения сущности студент используется отношение СТУДЕНТ, в котором свойства сущности располагаются в столбцах таблицы СТУДЕНТ (Таблица 1).

Таблица 1
Фамилия И.О.	Дата рождения	Факультет	Шифр специальности	Шифр группы

Схема отношения СТУДЕНТ для данного примера запишется следующим образом:
СТУДЕНТ (Фамилия И.О., Дата рождения, Факультет, Шифр специальности, Шифр группы).Столбец (или ряд столбцов) называется возможным ключом (или просто ключом) отношения, если его (или их) значения однозначно идентифицируют отдельный объект (строки таблицы). Для нашего примера на роль ключа может претендовать атрибут Фамилия И.О. или совокупность двух столбцов:
Фамилия И.О. и Шифр группы.
Для удобства ключ записывают в первом столбце таблицы.Любому отношению РМД присущи следующие свойства:

Реляционная база данных — это набор взаимосвязанных отношений. Каждое отношение (таблица) представляется в ЭВМ в виде файла. Между введенными понятиями существуют следующие соответствия (Таблица 2):Оригинальность подхода Кодда состоит в том, что он предложил применять к отношениям (таблицам) систему операций, позволяющую получать (выводить, вычислять подобно арифметическим операциям) одни отношения из других. Это дает возможность делить информацию на хранимую и вычисляемую (нехранимую) части и экономить память.Основными операциями над отношениями в реляционной БД являются следующие:—традиционные операции над множествами, такие как объединение, пересечение, разность (вычитание), декартово произведение и деление; —специальные реляционные операции проекции, соединения и выбора (селекции,ограничения). Эффективность конкретной СУБД, поддерживающей РМД, определяется наличием и удобством использования средств выполнения этих операций. Операции над отношениями выполняются методами реляционного исчисления и реляционной алгебры.

Этапы проектирования БД.

Разработка схемы данных

1.составление генерального списка полей

2.определяют наиболее подходящий тип для каждого поля

3.распределяют поля генерального списка по базовым таблицам

4.намечают ключевое поле в каждой из таблиц (выбирают поле данных в кот повторятся не могут)

5. С помощью карандаша и бумаги расчерчивают связи между таблицами

6.Разработкой схемы данных заканчивается «бумажный» этап работы над техническим предложением.Эту схему можно согласовать с заказчиком, после чего приступать к непосредственному созданию БД

Этапы проектирования БД

2. определение требований к операционной обстановке

3.выбор СУБД системы управления БД

4. логическое проектирование

-информационное проектирование — отсутствуют формальные подходы,на выходе составляется информац-логическая модель предметной области

-определение требований — примерный объем данных, динамика роста объема данных,характер запроса данных, интенсивность запроса данных, требования ко времени отклика БД

-логическое-разрабатывается логич структура БД

-на этапе физического проектирования происхолит увязка логической структуры БД и физической среды хранения данных

70. Многопользовательские информационные системы. Технология «Клиент-Сервер»

Клиент-сервер— сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами, либо серверами. Клиентом является запрашивающая машина (обычно ПК), сервером— машина, которая отвечает на запрос.

Сеть с выделенным сервером— это локальная вычислительная сеть (LAN), в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами. Индивидуальные рабочие станции или клиенты (такие, как ПК) должны обращаться к ресурсам сети через сервер(ы).

1. программа, установленная на компьютере пользователя, которая может осуществлять сетевой запрос с целью получения объекта, и предназначенная для его обработки (например, просмотра, изменения или печати документа);

2. программа, установленная, как правило, на компьютере, где расположен информационный объект, которая может осуществлять по запросу поиск и пересылку объекта, а также упорядочивание доступа к нему нескольких пользователей;

3. правила (протокол) взаимодействия между этими программами.

71. Задачи решаемые с помощью БД.

Задачи базы данных (SQL Server Express)

Основные задачи, связанные с работой в базе данных, — это планирование, проектирование, внедрение, оптимизация и обслуживание.

Проектирование базы данных:

Внедрение базы данных:

Оптимизация базы данных

Обслуживание баз данных:

72. Технологический процесс обработки информации. Понятие информационной технологии. Классификация информационных технологий. Средства онформационных технологий.

Технологический процесс обработки информации:

1) Сбор и регистрация

— с помощью сетевых процедур.

Операции сетевых процедур включают:

Адресация и маршрутизация потоков данных

Передача данных по каналам связи.

Передача данных по каналам связи включает:

Согласование и усиление сигналов

4) Хранение информации

5) Приём – получение данных.

6) Анализ данных – анализ информации вручную или с помощью ПО.

Информационные технологии-процесс,использующий совокупность средств и методов сбора,обработки и передачиданных(первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта или процесса.

— разработки програмного обеспечения

-управления(выполнение основных управленческих функций:учёт,контроль,анализ,планирование и т.д.)

2).по степени охвата задач управления

-информационные технологии обработки данных(предназначены для решений хорошо структурированных задач,по кот. Имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы их обработки)

-автоматизированного офиса(служатдля организации и поддержки коммуникационных процессов как внутри организации,так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и др. современных средств передачи инф.;основные компоненты:текстовый и табличный процессоры,эл. почта ит.д.)

-поддержки принятий решений(организуют взаимодействие человека и компьютера;особенность:направленность на решение слабоформализованных задач;выработка решения происходит в результате цикл.процесса;Человек-управляющее звено,он вводит данные,получает их на выходе и сравнивает результаты)

-экспертных систем(основана на использовании искусственного интеллекта,дают возможности получать консультации экспертов по вопросам,о кот. Этими системами накоплены данные;компоненты:интерфейс пользователя,база знаний,интерпритатор,модуль создания системы)

73.Компьютерные технологии обработки информации. Понятие информационной технологии. Классификация информационных технологий. Средства информационных технологий.

Системы поддержки принятий решений- организуют взаимодействие человека и компьютера; особенность: направленность на решение слабоформализованных задач; выработка решения происходит в результате цикл.процесса; Человек-управляющее звено, он вводит данные, получает их на выходе и сравнивает результаты

экспертные системы-основаны на использовании искусственного интеллекта,дают возможности получать консультации экспертов по вопросам,о кот. Этими системами накоплены данные;компоненты:интерфейс пользователя,база знаний,интерпритатор,модуль создания системы.

1).С.п.принятия решений отражает уровень понимания пользователем проблемы и возможности должностного лица получить и осмыслить решение(высокая проф. подготовка)

2).Э.с. предлагают пользователю принятие решений, превосходящих его возможности(сниженный уровень профессионализма)

3).Э.с.способны пояснять свои решения и т.д.

Искусственный интеллект—свойство автоматических систем брать на себя отдельные функции интеллекта человека, например, выбирать и принимать оптимальные решения на основе ранее полученного опыта и рационального анализа внешних воздействий.

Интеллекта как универсальный сверхалгоритм создает алгоритмы решения конкретных задач: решение системы линейных алгебраических уравнений, численное интегрирование дифференциальных уравнений и т. д.

74. Информационные технологи образования. Автоматизированные системы управления. Информационные системы.

информационные технологии обработки данных-предназначены для решений хорошо структурированных задач,по кот. Имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы их обработки.

1.структурированные(формализуемые)-выделяют содержимое в виде мат.модели, кот. Имеет точечный алгоритм решения.

2.неструктурированные(не формализуемые)- невозможно выделить элементы и связи между ними, невозможно мат. описание и разработка алгоритма.

3.частично структурируемые- автоматизированные(одним из эл-тов явл. человек):создают управленческие отчёты и разрабатывают альтернативные решения.

-лингвистическое(языковые средства для формализации естественного языка)

-техническое(обесп. работу инф. системы)

-математическое(методы и алгоритмы обработки инф.)

-организационное(методы взаимодействия работников с тех. Средствами и между собой)

-правовое(определяют юридический статус инф. Системы)

-эргономическое(создание оптимальных условий деятельности человека)

Статьи к прочтению:

Информационное обеспечение САПР

11.2. Уровни представления данных

Существует три уровня представления данных : уровень пользователя ( предметная область ), логический и физический.

Связь между этими тремя уровнями представления данных показана в табл. 11.1.

Таблица 11.1.

Предметная область		Логический уровень		Физический уровень
Вся предметная область		Библиотека		База данных
Подмножество объектов предметной области		Запись		Список
Атрибут	имя	Поля	имя поля	Элемент (сегмент)
	значение		имя поля
	значение		значение

11.3. Проектирование базы данных

Развитие системы БД во времени называют жизненным циклом. Последний делится на стадии анализа, проектирования и эксплуатации.

Концептуальное проектирование обеспечивает выбор структуры организации информации на основе объединения информационных требований пользователей.

Этап модернизации и адаптации позволяет производить изменения, оптимизацию функционирования, модификацию программ.

Обычно ЯМД дают возможность манипулирования данными без знания несущественных для программиста подробностей. Они могут реализоваться как расширение языков программирования общего назначения путем введения в них специальных операторов или путем реализации специального языка.

При работе с БД используются несколько типов языков:

Наибольшими преимуществами обладают специальные языки, так как они не зависят от используемых языков программирования или технических средств. Следовательно, при переносе БД на другое ТО или смене языка программирования большинство описаний БД останется без изменения.

Важным инструментом при разработке и проектировании БД является словарь данных (СД), предназначенный для хранения сведений об объектах, атрибутах, значениях данных, взаимосвязях между ними, их источниках, значениях, форматах представления. Словарь данных позволяет получить однообразную и формализованную информацию обо всех ресурсах данных.

В полном объеме СД обязан:

Источник

Информационное обеспечение САПР

11.2. Уровни представления данных

Связь между этими тремя уровнями представления данных показана в табл. 11.1.

Таблица 11.1.

Предметная область		Логический уровень		Физический уровень
Вся предметная область		Библиотека		База данных
Подмножество объектов предметной области		Запись		Список
Атрибут	имя	Поля	имя поля	Элемент (сегмент)
	значение		имя поля
	значение		значение

11.3. Проектирование базы данных

При работе с БД используются несколько типов языков:

В полном объеме СД обязан:

Источник

Уровень представления данных

Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model ) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.

В настоящее время основным используемым семейством протоколов является TCP/IP, разработка которого не была связана с моделью OSI.

Содержание

Уровни модели OSI

Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных друг над другом. Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов, и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции. Подробнее можно посмотреть на рисунке.

Прикладной (Приложений) уровень (англ. Application layer )

Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя. Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления. Пример: POP3, FTP.

Представительский (Уровень представления) (англ. Presentation layer )

Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Уровень 6 (представлений) эталонной модели OSI обычно представляет собой промежуточный протокол для преобразования информации из соседних уровней. Это позволяет осуществлять обмен между приложениями на разнородных компьютерных системах прозрачным для приложений образом. Уровень представлений обеспечивает форматирование и преобразование кода. Форматирование кода используется для того, чтобы гарантировать приложению поступление информации для обработки, которая имела бы для него смысл. При необходимости этот уровень может выполнять перевод из одного формата данных в другой. Уровень представлений имеет дело не только с форматами и представлением данных, он также занимается структурами данных, которые используются программами. Таким образом, уровень 6 обеспечивает организацию данных при их пересылке.

Чтобы понять, как это работает, представим, что имеются две системы. Одна использует для представления данных расширенный двоичный код обмена иформацией ASCII (его используют большинство других производителей компьютеров). Если этим двум системам необходимо обменяться информацией, то нужен уровень представлений, который выполнит преобразование и осуществит перевод между двумя различными форматами.

Другой функцией, выполняемой на уровне представлений, является шифрование данных, которое применяется в тех случаях, когда необходимо защитить передаваемую информацию от приема несанкционированными получателями. Чтобы решить эту задачу, процессы и коды, находящиеся на уровне представлений, должны выполнить преобразование данных. На этом уровне существуют и другие подпрограммы, которые сжимают тексты и преобразовывают графические изображения в битовые потоки, так что они могут передаваться по сети.

Стандарты уровня представлений также определяют способы представления графических изображений. Для этих целей может использоваться формат PICT — формат изображений, применяемый для передачи графики QuickDraw между программами для компьютеров Macintosh и PowerPC. Другим форматом представлений является тэгированный формат файлов изображений JPEG.

Существует другая группа стандартов уровня представлений, которая определяет представление звука и кинофрагментов. Сюда входят интерфейс электронных музыкальных инструментов MPEG, используемый для сжатия и кодирования видеороликов на компакт-дисках, хранения в оцифрованном виде и передачи со скоростями до 1,5 Мбит/с, и

Сеансовый уровень (англ. Session layer )

5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (англ. Transport layer )

4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок, потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка. Пример: UDP.

Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции (например, функции передачи данных без подтверждения приема), и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных.

Некоторые протоколы сетевого уровня, называемые протоколами без установки соединения, не гарантируют, что данные доставляются по назначению в том порядке, в котором они были посланы устройством-источником. Некоторые транспортные уровни справляются с этим, собирая данные в нужной последовательности до передачи их на сеансовый уровень. Мультиплексирование (multiplexing) данных означает, что транспортный уровень способен одновременно обрабатывать несколько потоков данных (потоки могут поступать и от различных приложений) между двумя системами. Механизм управления потоком данных — это механизм, позволяющий регулировать количество данных, передаваемых от одной системы к другой. Протоколы транспортного уровня часто имеют функцию контроля доставки данных, заставляя принимающую данные систему отправлять подтверждения передающей стороне о приеме данных.

Сетевой уровень (англ. Network layer )

3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.

Описать работу протоколов с установкой соединения можно на примере работы обычного телефона. Протоколы этого класса начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.

Протоколы без установки соединения, которые посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете, работают аналогично почтовой системе. Каждое письмо или пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждый промежуточный почтамт или сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена. За установку данных в соответствующем порядке при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.

Канальный уровень (англ. Data Link layer )

Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты.

В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой, это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI,

Физический уровень (англ. Physical layer )

Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.

На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232C, RJ-45, разъемы BNC.

Модель OSI и реальные протоколы

Семиуровневая модель OSI является теоретической, и содержит ряд недоработок. Были попытки строить сети в точном соответствии с моделью OSI, но созданные таким образом сети были дорогими, ненадёжными и неудобными в эксплуатации. Реальные сетевые протоколы, используемые в существующих сетях, вынуждены отклоняться от неё, обеспечивая непредусмотренные возможности, поэтому привязка некоторых из них к уровням OSI является несколько условной: некоторые протоколы занимают несколько уровней модели OSI, функции обеспечения надёжности реализованы на нескольких уровнях модели OSI.

Основная недоработка OSI — непродуманный транспортный уровень. На нём OSI позволяет обмен данными между приложениями (вводя понятие порта — идентификатора приложения), однако, возможность обмена простыми датаграммами (по типу UDP) в OSI не предусмотрена — транспортный уровень должен образовывать соединения, обеспечивать доставку, управлять потоком и т. п. (по типу TCP). Реальные же протоколы реализуют такую возможность.

Семейство TCP/IP

Семейство TCP/IP имеет три транспортных протокола: TCP, полностью соответствующий OSI, обеспечивающий проверку получения данных, UDP, отвечающий транспортному уровню только наличием порта, обеспечивающий обмен датаграммами между приложениями, не гарантирующий получения данных и ICMP, используемый для внутренних нужд обеспечения работы; остальные также не являются транспортными протоколами.)

Семейство IPX/SPX

В семействе IPX/SPX порты (называемые «сокеты» или «гнёзда») появляются в протоколе сетевого уровня IPX, обеспечивая обмен датаграммами между приложениями (операционная система резервирует часть сокетов для себя). Протокол SPX, в свою очередь, дополняет IPX всеми остальными возможностями транспортного уровня в полном соответствии с OSI.

В качестве адреса хоста IPX использует идентификатор, образованный из четырёхбайтного номера сети (назначаемого маршрутизаторами) и MAC-адреса сетевого адаптера.

Модель DOD

Стек протоколов TCP/IP, использующий упрощённую четырёхуровневую модель OSI.

Источник