Lokalizacja różnych procedur, zapewniających jakość usług w warstwie aplikacji, w warstwach niższych architektury systemu informatycznego (zwłaszcza definiujących funkcjonalność podsystemu komunikacyjnego sieci) wymaga szczególnej staranności. Tę samą lub wyższą wartość wskaźników jakości usług można uzyskać przez lokalizację określonej procedury w różnych warstwach architektury sieci teleinformatycznej.
Realizacja określonej funkcji w warstwach niższych może być efektywna, jeżeli minimalnie ingeruje się w działanie innych mechanizmów występujących w tych war-stwach. Lokalizacja procedur zapewniania jakości usług w warstwach wyższych jest uzasadniona wtedy, gdy jakość usług – zapewniana określonymi procedurami –
¾ jest wymagana tylko przez niektóre spośród wszystkich aplikacji wspieranych funkcjonalnością warstw niższych,
¾ nie może być uzyskana efektywnie bez dostępu do informacji niedostępnych w warstwach niższych.
4.2. HIERARCHIA ZADAŃ KOMUNIKACJI
W ARCHITEKTURACH WARSTWOWYCH
W różnych architekturach rozproszonych systemów komputerowych powszechnie jest stosowana koncepcja warstwowości i zagnieżdżania funkcji, zgodnie z którą
reali-Z
zacja zadań komunikacji wiąże się z dekompozycją pierwotnego oraz przekształce-niem prostego zadania komunikacji w realizowalne zadania transmisyjne.
Celem dekompozycji pierwotnego zadania komunikacji (najczęściej dwukierun-kowego) jest otrzymanie sekwencji prostych zadań komunikacji (najczęściej jednokie-runkowych), których wykonanie polega na jedno- lub wielokrotnym odwołaniu się do systemu transmisji danych za pośrednictwem systemu komunikacji danych.
Przekształcenie prostego zadania komunikacji w realizowalne zadania transmisji danych związane jest z przypisaniem zadaniu komunikacji odpowiedniego zbioru funkcji, których celem jest realizacja zadania komunikacyjnego za pośrednictwem systemu transmisyjnego z zachowaniem właściwości zadania. Przekształcenie musi być odwracalne.
Ze względu na wymogi wynikające ze standaryzacji, otwartości i uniwersalności architektur systemów rozproszonych poszczególne funkcje należące do zbioru funkcji przypisywanych prostym zadaniom komunikacji tworzą hierarchię, która jest w natu-ralny sposób związana z koncepcją warstwowości. Hierarchia ta zarówno generuje, jak i wykorzystuje warstwowość. Generuje dlatego, że hierarchia funkcji pozwala na wyróżnienie rozróżnialnych zakresów funkcjonalnych i definiowanie interfejsów po-między tymi zakresami. Wykorzystuje dlatego, że komplementarność funkcjonalna warstw pozwala na tworzenie ciągów funkcji komplementarnych o różnych właściwo-ściach.
4.3. PODZIAŁ FUNKCJONALNY
ZADANIA KOMUNIKACJI
Realizacja zadania komunikacji w rozproszonym systemie informacyjnym jest uwarunkowana – w ogólnym przypadku – przekazywaniem informacji pomiędzy ko-munikującymi się procesami, które odbywa się, zgodnie z wcześniej zdefiniowanymi ilościowymi i jakościowymi wymaganiami, w sposób i w formie determinowanej do-stępnym systemem transmisji danych.
Wykonanie każdego zadania komunikacji na poziomie rozproszonego systemu in-formacyjnego (dalej zadania komunikacji) oznacza wykonanie zadania (zadań) komu-nikacji informacji oraz zadania (zadań) transferu informacji, co uzasadnia podział systemu komunikacji na dwie komplementarne części:
¾ podsystem komunikacji informacji, którego istotą jest znaczenie informacji (semantyka),
¾ podsystem transferu informacji, którego istotą jest transfer informacji (syntak-tyka), realizowany w postaci transmisji danych w rzeczywistym systemie transmisyj-nym; celem jest przeźroczysta organizacja transferu informacji na potrzeby systemu informacyjnego.
Wykonanie zadania transferu informacji jako transferu danych za pomocą systemu transmisji danych związane jest z zadaniem (zadaniami) przygotowania danych do
transmisji oraz zadaniem (zadaniami) transmisji, co z kolei uzasadnia podział systemu przekazywania danych na dwie komplementarne części:
¾ podsystem transferu danych, którego celem jest organizacja i sterowanie ich przepływem w określonym systemie transmisji danych,
¾ podsystem transmisji danych, którego celem jest ich transmisja w rzeczywi-stych kanałach transmisji danych.
Wyróżnienie czterech zadań oznacza jednoznaczne zdefiniowanie punktów koń-cowych procesów realizujących te zadania, hierarchicznej lokalizacji tych procesów oraz interfejsów pomiędzy nimi.
Taki podział systemów i zadań związanych z komunikacją i transmisją prowadzi do wydzielenia systemu komunikacji danych jako pośredniczącego pomiędzy syste-mem komunikacji informacji a systesyste-mem transmisji danych. W tak określonym sys-temie komunikacji danych realizowane są funkcje właściwe dla:
¾ podsystemu transferu informacji (organizacja transferu informacji), którego za-daniem jest przejęcie od systemu informacyjnego funkcji związanych z transferem informacji; większość funkcji implementowanych w tym podsystemie ma na celu eliminację konsekwencji technologii transferu i transmisji danych dla systemu komu-nikacji (informacyjnego) – transfer informacji jest przeźroczysty dla zadania komuni-kacji informacji,
¾ podsystemu transferu danych (przygotowania i sterowania przepływem da-nych), którego zadaniem jest efektywne wykorzystanie systemu transmisji danych; implementacja większości funkcji tego podsystemu ma na celu eliminację konse-kwencji ograniczoności i zawodności rzeczywistych systemów transmisji danych (ry-sunek 4.1). ZADANIE TRANSMISJI DANYCH ZADANIE TRANSFERU DANYCH ZADANIE TRANSFERU INFORMACJI ZADANIE KOMUNIKACJI INFORMACJI SYSTEM KOMUNIKACJI SYSTEM PRZEKAZYWANIA DANYCH
ZADANIE TRANSMISJI DANYCH ZADANIE TRANSFERU DANYCH ZADANIE TRANSFERU INFORMACJI ZADANIE KOMUNIKACJI INFORMACJI SYSTEM KOMUNIKACJI INFORMACJI SYSTEM TRANSMISJI DANYCH SYSTEM KOMUNIKACJI DANYCH
Wydzielenie systemu komunikacji danych w ogólnym zadaniu komunikacji in-formacji i poszerzanie jego zakresu funkcjonalnego jest naturalną konsekwencją po-szukiwania uniwersalnego, elastycznego systemu komunikacji danych:
¾ pośredniczącego pomiędzy różnorodnością rzeczywistych zadań komunikacji informacji a względnie niewielką liczbą różnych możliwych systemów transmisji da-nych (transformacja wymagań zadania komunikacji informacji w zadania transmisji danych i zadania sterowania transmisją danych),
¾ redukującego listę funkcji systemu informacyjnego niezwiązanych ze znacze-niem generowanych, przetwarzanych i odbieranych informacji (zadanie uniwersalnego interfejsu pomiędzy zadaniami komunikacji i transferu),
¾ efektywnie wykorzystującego różne technologie oraz techniki transferu i trans-misji danych, zwłaszcza w warunkach współdzielenia systemu transtrans-misji (zadanie optymalnego wykorzystania współdzielonych zasobów systemu transmisji danych).
Wykonanie zadania komunikacji, w tak zdefiniowanym systemie, zgodnie z ilo-ściowymi i jakoilo-ściowymi wymaganiami aplikacji, wiąże się z określeniem zbiorów funkcji, jakie będą realizowane w każdym z trzech wyróżnionych systemów: komuni-kacji informacji, komunikomuni-kacji danych i transmisji danych.
Przy założeniu, że w systemie komunikacji danych są dostępne wszystkie funkcje niezbędne do wykonania transferu informacji oraz rozmaite rozwiązania systemu transmisji danych, możliwe są różne warianty realizacji zadania komunikacji ozna-czające różne definiowanie interfejsów pomiędzy systemami:
ZADANIE – TRANSMISJI DANYCH SYSTEM TRANSMISJI DANYCH ZADANIA: – KOMUNIKACJI INFORMACJI – TRANSFERU INFORMACJI – TRANSFERU DANYCH SYSTEM KOMUNIKACJI ZADANIE – TRANSMISJI DANYCH SYSTEM TRANSMISJI DANYCH ZADANIE: – KOMUNIKACJI INFORMACJI SYSTEM KOMUNIKACJI INFORMACJI ZADANIE – TRANSMISJI DANYCH SYSTEM TRANSMISJI DANYCH ZADANIA: – KOMUNIKACJI INFORMACJI – TRANSFERU INFORMACJI SYSTEM KOMUNIKACJI INFORMACJI ZADANIA: – TRANSFERU INFORMACJI – TRANSFERU DANYCH SYSTEM KOMUNIKACJI DANYCH ZADANIA: – TRANSFERU INFORMACJI – TRANSFERU DANYCH SYSTEM KOMUNIKACJI DANYCH
a) funkcje systemu komunikacji danych pełni system komunikacji informacji
b) funkcje systemu komunikacji danych oraz systemu komunikacji informacji są rozłączne
c) funkcje systemu komunikacji danych oraz system komunikacji informacji są redundantne Rysunek 4.2. Warianty realizacji zadania komunikacji
¾ zadanie transferu informacji jest realizowane z pominięciem systemu komuni-kacji danych; wszystkie funkcje – niezbędne do realizacji zadania transferu informacji –są implementowane na poziomie systemu informacyjnego i przekazywane bezpo-średnio do systemu transmisji danych (rysunek 4.2a),
¾ zadanie transferu informacji jest realizowane przez systemy: informacyjny, ko-munikacji danych i transmisji danych, tak że zakresy funkcjonalne systemów komuni-kacji informacji i transmisji danych są rozłączne (rysunek 4.2b),
¾ zadanie transferu informacji jest realizowane przez systemy: informacyjny, system komunikacji danych i system transmisji danych, tak że zakresy funkcjonalne systemów komunikacji informacji i komunikacji danych nie są rozłączne; w pewnym zakresie funkcjonalnym istnieje redundancja, a każdy z systemów wykonuje własną wersję określonych funkcji (rysunek 4.2c).
4.4. WARSTWY SYSTEMU KOMUNIKACJI DANYCH
Zbiór funkcji zlokalizowanych w systemie komunikacji danych, których wykona-nie pozwala na transformację:
¾ wcześniej zdefiniowanego zadania transferu informacji w zadanie transferu danych, ¾ zadania transferu danych w zadanie transmisji danych,
jest determinowany zarówno przez rodzaj zadania komunikacyjnego, jak i dostępny system transmisji.
Wymagania stawiane systemom komunikacji danych, dotyczące ich otwartości, modularności, skalowalności oraz zgodności ze standardami, uzasadniają ich archi-tekturę opartą na koncepcji warstwowości i zagnieżdżania funkcji.
Koncepcja warstwowości w systemie komunikacji danych opiera się na następują-cych założeniach:
¾ proces transformacji zadania transferu informacji w zadanie transferu danych jest sekwencją dobrze zdefiniowanych i rozłącznych czynności (procesów), niezależ-ną od zadania komunikacji informacji i zadania transmisji danych,
¾ realizacja każdej wyróżnionej czynności w procesie transformacji oznacza wy-konanie funkcji zdeterminowanych zarówno zadaniem komunikacji informacji, jak i wykorzystywanym rozwiązaniem transmisyjnym,
¾ możliwe jest wydzielenie hierarchii zbiorów funkcji (usług) – warstw grupują-cych funkcje o tych samych zakresach funkcjonalnych umożliwiające realizację wy-różnionych czynności,
¾ realizacja transformacji zadania transferu informacji w zadanie transmisji da-nych może oznaczać potrzebę wykonania funkcji należących do wszystkich lub tylko wybranych warstw,
¾ funkcje dostępne w ramach poszczególnych warstw mogą być funkcjami złożo-nymi z funkcji o zakresach funkcjonalnych, będących podzbiorem zakresu funkcjonal-ności warstwy – odpowiada to możliwości tworzenia podwarstw danej warstwy,
¾ różnice pomiędzy różnymi funkcjami o tych samych zakresach funkcjonalnych i należących do danej warstwy wynikają z:
– dostosowania poszczególnych funkcji do obsługi różnych zadań transferu z wykorzystaniem różnych rozwiązań transmisyjnych,
– możliwości udostępniania funkcji na potrzeby różnej – ilościowo i jakościowo – obsługi tych samych zadań transferu z wykorzystaniem tych samych zań transmisyjnych.
Przyjęcie koncepcji warstwowości oznacza, że:
¾ istnieje hierarchia warstw zawierających różne funkcje o zdefiniowanym dla warstwy zakresie funkcjonalnym,
¾ istnieje procedura wywoływania przez warstwy i udostępniania przez nie funk-cji w ramach transformafunk-cji zadania komunikafunk-cji w zadanie transmisji,
¾ istnieją interfejsy, przez które realizowana jest komunikacja pomiędzy sąsiadu-jącymi warstwami – poprzez które są wywoływane funkcje i zwracane wyniki wywo-łania funkcji (rysunek 4.3).
SYSTEM KOMUNIKACJI INFORMACJI
SYSTEM TRANSMISJI DANYCH
...
...
WARSTWY SYSTEMU KOMUNIKACJI DANYCH...
...
Rysunek 4.3. Hierarchia redundantnych warstw architektury