开放式系统
开放式系统是在计算机体系结构、计算机系统、计算机软体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範围的、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準通信设施和协定,或提供一条使用不同协定的途径。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。
基本介绍
- 中文名:开放式系统
- 外文名:Opening System(OS)
- 套用:计算机系统、通信系统
概念
Opening System(OS)
开放式系统是由厂商、厂商的国际联盟、政府部门和世界範围的标準化组织进行定义的。典型情况是,发起厂商、国际联盟或标準化机构控制规範,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範的。最近的趋势已经开始偏离了拚命地追求完全的开放,而转向了接受正在使用的标準。例如,传输控制协定/网际网路协定(TCP/IP)被证明比开放式系统互联(OSI)协定更加流行,这是因为Internet将永远把TCP/IP协定作为它的基本协定。大多数厂商现在支持TCP/IP,然而还有少数厂商支持OSI协定。
如下所述,一些机构加入了标準化进程,包括一些支持使用和集成正在使用的标準,如开放软体基金会。
计算机专业术语
OSI参考模型
OSI(OpenSystem Interconnect)的中文解释
一般都叫OSI参考模型
OSI模型是国际标準化组织创建的一种标準。它为开放式系统环境定义了一种分层模型,其中,如果两个系统採用了相同的OSI层通信协定,那幺,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,如连线器和电缆,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定址方式。再向上的层定义保持通信会话生存的方式。最后,最高的层描述套用如何利用下面的通信系统来和其它系统上的套用进行互动。
OSI模型是国际标準化组织创建的一种标準。它为开放式系统环境定义了一种分层模型,其中,如果两个系统採用了相同的OSI层通信协定,那幺,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,如连线器和电缆,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定址方式。再向上的层定义保持通信会话生存的方式。最后,最高的层描述套用如何利用下面的通信系统来和其它系统上的套用进行互动。
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式,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画的局面,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协定栈和其它协定栈之间的比较情况。
协定是以软体驱动程式的形式被装载到计算机中的。协定栈的每一层都定义一些特定的功能。当最高层的应用程式需要传送讯息到网路上的其它系统时,这个应用程式就和下面的层进行互动。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。每个层都向这个讯息分组增加信息,并且这个信息将被接收系统的协定栈的相应层进行读取。按照这个方式,每个协定层与它对应的协定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:
在应用程式之间相互协作和互动,以及对语法和数据表示的差异进行翻译。
在全双工或半双工模式下的数据交换管理。
面向连线的会话管理(这是指监控和维护两个系统间的通信通道)。
网路路由选择和定址过程。
网路驱动程式(这是指为传输做準备而将数据编帧)。
网路接口卡功能(这是指在网路介质上传输电子、光或无线电信号)。
产品开发人员利用协定标準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体接口技术,一个在这一层次设计硬体驱动程式的开发人员,将遵守在这一层定义的规则。
在一次实际的通信会话中,在协定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定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。
网路协定
下面介绍网路协定。在进行任何通信层的工作之前,你必须安装了网路硬体——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,例如机械部件和连线器,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。用于数据通信的着名物理层接口包括EIARS-232和RS-449,RS449是RS232的后继,它允许更长的电缆距离。着名的区域网路(LAN)系统是乙太网、令牌网和光纤分散式数据接口(FDDI)网。
数据链路层 数据链路层定义在两个系统的物理连线之间传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。网桥在协定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定:
高级数据链路控制规程(HDLC)和相应的同步、面向位的协定。
LAN驱动程式和访问方式,例如乙太网和令牌环。
快速分组广域网,例如帧中继和异步传输模式(ATM)。
Microsoft的网路驱动程式接口规範(NDIS)。
Novell的开放数据链路接口(ODI)。
网路层 网路层定义为在系统之间开闢和维护网路路径的协定。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。路由器在网路层进行操作。网路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路上的工作站的,那幺它就被直接送到那里。如果它是被编址到其它段的一个网路的,那幺这个分组就被送到一个路由选择服务那里,再在网路上被转发。下面是一些用于网路层的通用协定:
网际网路协定(IP)。
X.25协定。
Novell的网间分组交换(IPX)。
Banyan的VINES网间互联协定(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,包括更加複杂的出错处理、优先分级和安全性特徵。运输层通过在两个端系统间提供面向连线的服务,提供了高质量的服务和準确的传递。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蹤号,这个跟蹤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定和在传送系统的运输层联繫,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)就象一个专用连线,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线服务的非OSI运输层协定:
网间传输控制协定(TCP)。
Internet用户数据报协定(UDP)。
Nove1l串列分组交换(SPX)。
Banyan VINES进程间通信协定(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,但是一些应用程式在一个连线暂时失效时,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传送完毕,可以开始传送新的数据了。
表示层 表示层上的协定是工作站上运行的作业系统和应用程式的一部分。为了显示或列印信息,在这一层对信息格式化。数据内的代码(例如标籤或特定的图形序列)将被解释。在这一层还进行数据加密和其它字元集的翻译。
套用层 套用层用于定义一系列应用程式,这些应用程式处理档案传输、终止会话和讯息交换(例如电子函件)。套用使用这一层定义的过程来访问下面的网路服务。下面列出OSI套用层协定:
虚拟终止。
档案传输访问和管理(FTAM)。

分散式事务处理(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,如何流过协定栈和传输介质的。数据从套用层和表示层开始,在这里一个用户使用一个网路套用,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闢一个面向连线的通信会话,以提供可靠的传输。一旦会话被建立,协定层开始以合适的方式交换信息。
互联模型
开放式系统互联(OSI)模型是由国际标準化组织在八十年代初开发的。它为计算机和网路设备的互联定义标準和协定。
开放软体基金会(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开放式系统软体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体进行融合和匹配。它的环境包括分散式计算环境(DCE),可以简化在异构环境的产品的开发;它还包括开放软体基金/1(OSF/1),一种为开放环境的UNIX作业系统,它支持对称多处理机工作、增强的安全性特徵和动态配製。它是围绕Carnegie Mellon大学的Mach核心建造的。
另外还有OSF/Motif,一种图形化的用户接口,它具有Microsoft Windows和Apple Macintosh的特徵,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)有关係。
开放软体环境
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套用的面向对象语言、接口和协定标準。OMG验证根据标準设计的产品的可接受性。
SQL访问组(SAG)SAG是一个资料库管理系统(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)资料库标準。SAG和ISO,以及ANSI(美国国家标準局)协商以达到这一目标。
X/Open公司一个为建立互操作套用而倡导开放的、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。
新的开放式
计算机厂商,如IBM、DEC、Hewlett-Packard,以及其它厂商,现在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套用体系结构(SAA)、高级对等联网(APPN)和其它标準的需求,同时,通过定义联网方案支持新的顾客对开放环境的需求,它具有如下特徵:隐藏下面的联网部件,因而顾客可以有选择地使用套用产品。它是通过使用OSFDCE和OSI标準来达到目的的。
多种通信协定
允许使用多种通信协定,例如APPN、TCP/IP和OSI。为通信使用高频宽技术。
数字设备公司在1987年宣布的DEDnet阶段V中支持OSI协定。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定支持的策略,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定支持,它们可以传输DECnet、 TCP/IP和OSI数据。例如,用户使用OSI运输协定可以在TCP/IP套用之间传送数据,或使用TCP 协定在OSI套用之间传输数据。
在过去的十年里,OSI协定就象是对开放式系统设计的模型,虽然对这个协定的一般性接受还是很慢的。甚至使用TCP/IP协定的网际网路,也已经开始为集成OSI协定而工作。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路互联,以及它在网际网路中被广泛使用。
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定模型,如OSI,转移到接受多种不同协定。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和许多其它协定集成到将所有东西都能紧密相连的网路平台中。处理能力、多协定路由器和中间件的发展,使得这种多协定支持是可行的。
这里的中间件是一个基本术语,它指对应用程式隐藏下面系统,允许应用程式和其它应用程式进行接口的软体平台。例如,一个在 Novell网路Windows套用运行的用户,可以访问一个传统上不兼容的和TCP/IP网路相连的UNIX计算机系统上的资料库。中间件产品处理所有的通信和接口需求。
对多种不同协定的接受和处理这些协定的产品的可获得性,导致了互操作产品市场的扩展。现在,网路管理人员和用户具有更大的选择权,并且可以在他们的网路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。