2020-09-24 23:17:16

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开放式系统是在计算机体系结构、计算机系统、计算机软件和通信系统等领域广泛使用的一种术语。开放式系统鼓励开发兼容的厂商产品。顾客可以从开放式系统中获益,这是因为他们可以在很广范围的、可与系统一起工作的产品中进行选择,更为重要的是,易于和其它厂商的产品互联。一个开放环境提供标准通信设施和协议,或提供一条使用不同协议的途径。计算机社会给要开放的厂商施加了更多的压力,这是因为他们在销售产品时必须公开承诺这些设备将能和现有的系统一起工作。

基本信息

  • 中文名称

    开放式系统

  • 外文名称

    Opening System(OS)

  • 应用

    计算机系统、通信系统

折叠 编辑本段 概念

Opening System(OS)

开放式系统是由厂商、厂商的国际联盟、政府部门和世界范围的标准化组织进行定义的。典型情况是,发起厂商、国际联盟或标准化机构控制规范,但是他们是在公共会议上,与其它厂商和用户一起来定义规范的。最近的趋势已经开始偏离了拼命地追求完全的开放,而转向了接受正在使用的标准。例如,传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)被证明比开放式系统互联(OSI)协议更加流行,这是因为Internet将永远把TCP/IP协议作为它的基本协议。大多数厂商支持TCP/IP,然而还有少数厂商支持OSI协议。

如下所述,一些机构加入了标准化进程,包括一些支持使用和集成正在使用的标准,如开放软件基金会。

折叠 编辑本段 计算机专业术语

折叠 OSI参考模型

OSI(OpenSystem Interconnect)的中文解释

一般都叫OSI参考模型

OSI模型国际标准化组织创建的一种标准。它为开放式系统环境定义了一种分层模型,其中,如果两个系统采用了相同的OSI层通信协议,那么,在一台计算机上运行的一个进程就可以和另一台计算机上的类似进程通信。图O-8示意了OSI模型。在一次通信会话期间,在各个计算机的每个层运行的进程相互通信。最底层定义了实际的物理部件,如连接器和电缆,以及系统间的数据位的电子传输。在此之上的一些层定义数据包装和寻址方式。再向上的层定义保持通信会话生存的方式。最后,最高的层描述应用如何利用下面的通信系统来和其它系统上的应用进行交互。

OSI模型的设计是为了帮助开发人员创造可以与多厂商产品系列兼容的应用程序,以及增进开放和互操作的联网系统。虽然OSI还没有摆脱只是一种计划的局面,但是它的模型仍然被用于描述和定义不同厂商的产品如何通信。图O-9示意了OSI协议栈和其它协议栈之间的比较情况。

协议是以软件驱动程序的形式被装载到计算机中的。协议栈的每一层都定义一些特定的功能。当最高层的应用程序需要发送消息到网络上的其它系统时,这个应用程序就和下面的层进行交互。这个请求是在一个层进行包装,并向下传送到下一个层的,它将增加一些和这个层处理功能相应的信息,在一个分组内产生一个新的分组。然后,这个分组被向下传递到下一个层,并且这个过程将继续,如图O-10所示。每个层都向这个消息分组增加信息,并且这个信息将被接收系统的协议栈的相应层进行读取。按照这个方式,每个协议层与它对应的协议层进行通信以完成通信。

每个层定义通信子系统必须遵守的规则和规程,以达到和其它系统对等进程进行通信的目的。下面列出了通信子系统处理进程的一些例子:

在应用程序之间相互协作和交互,以及对语法和数据表示的差异进行翻译。

全双工或半双工模式下的数据交换管理。

面向连接的会话管理(这是指监控和维护两个系统间的通信通道)。

网络路由选择和寻址过程。

网络驱动程序(这是指为传输做准备而将数据编帧)。

网络接口卡功能(这是指在网络介质上传输电子、光或无线电信号)。

产品开发人员利用协议标准来创造能够和其它厂商的产品进行相互操作的产品。例如,底层的一些层定义了硬件接口技术,一个在这一层次设计硬件驱动程序的开发人员,将遵守在这一层定义的规则。

在一次实际的通信会话中,在协议栈中的每个层和在其它系统的对等层进行通信,但这是通过对被传送到下一较低协议层的分组加上它需要通信的信息来实现的。如前所述,这个过程在"分层体系结构"中有更详细的介绍。

折叠 网络协议

下面介绍网络协议。在进行任何通信层的工作之前,你必须安装了网络硬件--物理层,因而物理层被首先介绍。

物理层 物理层定义接口的物理特性,例如机械部件和连接器,电器特性,如表示二进制值的电压级,和功能性特性,如建立、维护和拆除物理链路。用于数据通信的著名物理层接口包括EIARS-232和RS-449,RS449是RS232的后继,它允许更长的电缆距离。著名的局域网(LAN)系统是以太网、令牌网和光纤分布式数据接口(FDDI)网。

数据链路层 数据链路层定义在两个系统的物理连接之间发送和接收信息的规则。这一层为进行传输,对数据进行编码和编帧,另外还提供出错检测和控制。由于数据链路层已经能够提供对出错的控制,所以更高的层就不再需要处理这种服务了。然而,当使用可靠传输介质时,在这一层不进行出错控制,而是在更高的层执行这种工作,这将可以提供更高的性能。网桥在协议栈的这一层进行操作。下面是一些用于数据链路层的通用协议:

高级数据链路控制规程(HDLC)和相应的同步、面向位的协议。

LAN驱动程序和访问方式,例如以太网和令牌环

快速分组广域网,例如帧中继和异步传输模式(ATM)。

Microsoft的网络驱动程序接口规范(NDIS)。

Novell的开放数据链路接口(ODI)。

网络层 网络层定义为在系统之间开辟和维护网络路径的协议。它和数据传输和交换过程有关,而对上面的层隐藏了这些过程。路由器在网络层进行操作。网络层可以查看分组地址以确定路由选择的方式。如果一个分组是被编址到一个本地网络上的工作站的,那么它就被直接送到那里。如果它是被编址到其它段的一个网络的,那么这个分组就被送到一个路由选择服务那里,再在网络上被转发。下面是一些用于网络层的通用协议:

因特网协议(IP)。

X.25协议。

Novell的网间分组交换(IPX)。

Banyan的VINES网间互联协议(VIP)。

运输层 运输层为在系统间移动信息提供了一种高级控制,包括更加复杂的出错处理、优先分级和安全性特征。运输层通过在两个端系统间提供面向连接的服务,提供了高质量的服务和准确的传递。它控制分组的次序、节制通信流和识别重分组。运输层对编址分组的信息赋予一个跟踪号,这个跟踪号在目的地将被检查。如果分组丢失了数据,在接收端的运输层协议和在发送系统的运输层联系,对这个分组进行重发。这一层保证了所有数据都接收,并且是按正确的次序被接收。一个逻辑电路(Logical Circuit)就象一个专用连接,可以建立逻辑电路来在系统间提供可靠的传输。下面列出了可以提供面向连接服务的非OSI运输层协议:

网间传输控制协议(TCP)。

Internet用户数据报协议(UDP)。

Nove1l串行分组交换(SPX)。

Banyan VINES进程间通信协议(VIPC)。

口Microsoft NetBIOS/NetBEUI。

会话层 会话层通过使用会话技术或对话,协调系统间的信息交换。并不总是需要对话,但是一些应用程序在一个连接暂时失效时,可能需要知道从哪里重新开始传送数据,或可能需要一个固定间隔的对话以确定一组数据已经发送完毕,可以开始发送新的数据了。

表示层 表示层上的协议是工作站上运行的操作系统和应用程序的一部分。为了显示或打印信息,在这一层对信息格式化。数据内的代码(例如标签或特定的图形序列)将被解释。在这一层还进行数据加密和其它字符集的翻译。

应用层 应用层用于定义一系列应用程序,这些应用程序处理文件传输、终止会话和消息交换(例如电子函件)。应用使用这一层定义的过程来访问下面的网络服务。下面列出OSI应用层协议:

虚拟终止。

文件传输访问和管理(FTAM)。

分布式事务处理(DTP)。

信报处理系统(X.400)。

目录服务(X.500)。

图O-11示意了数据从一个系统到另一个系统的过程中,如何流过协议栈和传输介质的。数据从应用层和表示层开始,在这里一个用户使用一个网络应用,例如电子函件系统。对服务的请求,穿越表示层到达会话层,在这里开始对信息编分组的过程。在两个系统间可以开辟一个面向连接的通信会话,以提供可靠的传输。一旦会话被建立,协议层开始以合适的方式交换信息。

折叠 编辑本段 互联模型

开放式系统互联(OSI)模型是由国际标准化组织在八十年代初开发的。它为计算机和网络设备的互联定义标准和协议。

开放软件基金会(OSF)是一个会员式机构,它从其它厂商处获得技术来建立计算环境。OSF实际创造的技术仅仅是那些获得技术的组合。OSF开放式系统软件环境是一组开放式系统技术的集合,这些技术使用户能够在虚拟无缝环境,对来自多厂商的软硬件进行融合和匹配。它的环境包括分布式计算环境(DCE),可以简化在异构环境的产品的开发;它还包括开放软件基金/1(OSF/1),一种为开放环境的UNIX操作系统,它支持对称多处理机工作、增强的安全性特征和动态配制。它是围绕Carnegie Mellon大学的Mach内核建造的。

另外还有OSF/Motif,一种图形化的用户接口,它具有Microsoft Windows和Apple Macintosh的特征,提供一种通用的外观和感觉,它在IBM系统上广泛使用,并且和IBM的公用用户访问(CUA)有关系。

折叠 编辑本段 开放软件环境

是一些厂商组成的国际联盟,这些厂商包括IBM、Hewlett-Packard、SunSoft,Novell,他们共同合作以开发一种可以和Microsoft Windows竞争的UNIX通用台式系统环境(CDE)。

对象管理组织(OMG)开发了一组厂商可以用于开发在多厂商环境操作应用的面向对象语言、接口和协议标准。OMG验证根据标准设计的产品的可接受性。

SQL访问组(SAG)SAG是一个数据库管理系统(DBMS)厂商小组,他们的目标是,建立互操作的结构化查询语言(SQL)数据库标准。SAG和ISO,以及ANSI(美国国家标准局)协商以达到这一目标。

X/Open公司一个为建立互操作应用而倡导开放的、多厂商环境的厂商构成的小组。它出版信息并提供确认服务。

折叠 编辑本段 新的开放式

计算机厂商,如IBM、DEC、Hewlett-Packard,以及其它厂商,已经开始偏离他们在七十年代和八十年代提倡的专用结构和系统,而开始提供新的开放式环境。例如,IBM支持它的现有的用户对系统应用体系结构(SAA)、高级对等联网(APPN)和其它标准的需求,同时,通过定义联网方案支持新的顾客对开放环境的需求,它具有如下特征:隐藏下面的联网部件,因而顾客可以有选择地使用应用产品。它是通过使用OSFDCE和OSI标准来达到目的的。

折叠 编辑本段 多种通信协议

允许使用多种通信协议,例如APPN、TCP/IP和OSI。为通信使用高带宽技术。

数字设备公司在1987年宣布的DEDnet阶段V中支持OSI协议。它提供对OSI模型的完全兼容和对阶段IV的向后兼容。然而,在1991年,DEC宣布了ADVANTAGE-NETWORKS,这是一种增加对其它协议支持的策略,如支持TCP/IP。为此,DEC从它在阶段V中对OSI的全部接受中退出。更重要的是,DEC提供对TCP/IP的支持,并且有能力建立多种协议支持,它们可以传输DECnet、 TCP/IP和OSI数据。例如,用户使用OSI运输协议可以在TCP/IP应用之间传送数据,或使用TCP 协议在OSI应用之间传输数据。

在过去的十年里,OSI协议就象是对开放式系统设计的模型,虽然对这个协议的一般性接受还是很慢的。甚至使用TCP/IP协议的因特网,也已经开始为集成OSI协议而工作。在缓慢地接受OSI的同时,厂商们开始设计专用的产品,并致力于他们自己的联网体系结构。然而,最近, TCP/IP已经成为通向互操作的一个驱动力量,这主要是因为它有能力处理网络互联,以及它在因特网中被广泛使用。

折叠 编辑本段 转变和发展

开放式系统的运动已经从需要开发一种承认协议模型,如OSI,转移到接受多种不同协议。在公司进入到将他们的部门级计算机集成为企业级系统的时期,需要将IPX、TCP/IP、AppleTalk、NetBIOS和许多其它协议集成到将所有东西都能紧密相连的网络平台中。处理能力、多协议路由器中间件的发展,使得这种多协议支持是可行的。

这里的中间件是一个基本术语,它指对应用程序隐藏下面系统,允许应用程序和其它应用程序进行接口的软件平台。例如,一个在 Novell网络Windows应用运行的用户,可以访问一个传统上不兼容的和TCP/IP网络相连的UNIX计算机系统上的数据库。中间件产品处理所有的通信和接口需求。

对多种不同协议的接受和处理这些协议的产品的可获得性,导致了互操作产品市场的扩展。网络管理人员和用户具有更大的选择权,并且可以在他们的网络上使用更多的可用资源。另外,产品的生产商可以将精力集中于设计独特产品,并且对兼容性很少关心。

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