開放式系統是在計算機體系結構、計算機系統、計算機軟體和通信系統等領域廣泛使用的一種術語。開放式系統鼓勵開發兼容的廠商產品。顧客可以從開放式系統中獲益，這是因為他們可以在很廣範圍的、可與系統一起工作的產品中進行選擇，更為重要的是，易於和其它廠商的產品互聯。一個開放環境提供標準通信設施和協定，或提供一條使用不同協定的途徑。計算機社會給要開放的廠商施加了更多的壓力，這是因為他們在銷售產品時必須公開承諾這些設備將能和現有的系統一起工作。
基本介紹
- 中文名：開放式系統
- 外文名：Opening System（OS）
- 套用：計算機系統、通信系統
概念,計算機專業術語,OSI參考模型,網路協定,互聯模型,開放軟體環境,新的開放式,多種通信協定,轉變和發展,
概念
Opening System（OS）
開放式系統是由廠商、廠商的國際聯盟、政府部門和世界範圍的標準化組織進行定義的。典型情況是，發起廠商、國際聯盟或標準化機構控制規範，但是他們是在公共會議上，與其它廠商和用戶一起來定義規範的。最近的趨勢已經開始偏離了拚命地追求完全的開放，而轉向了接受正在使用的標準。例如，傳輸控制協定/網際網路協定(TCP/IP)被證明比開放式系統互聯(OSI)協定更加流行，這是因為Internet將永遠把TCP/IP協定作為它的基本協定。大多數廠商現在支持TCP/IP，然而還有少數廠商支持OSI協定。
如下所述，一些機構加入了標準化進程，包括一些支持使用和集成正在使用的標準，如開放軟體基金會。
計算機專業術語
OSI參考模型
OSI（OpenSystem Interconnect）的中文解釋
一般都叫OSI參考模型
OSI模型是國際標準化組織創建的一種標準。它為開放式系統環境定義了一種分層模型，其中，如果兩個系統採用了相同的OSI層通信協定，那么，在一台計算機上運行的一個進程就可以和另一台計算機上的類似進程通信。圖O-8示意了OSI模型。在一次通信會話期間，在各個計算機的每個層運行的進程相互通信。最底層定義了實際的物理部件，如連線器和電纜，以及系統間的數據位的電子傳輸。在此之上的一些層定義數據包裝和定址方式。再向上的層定義保持通信會話生存的方式。最後，最高的層描述套用如何利用下面的通信系統來和其它系統上的套用進行互動。
OSI模型是國際標準化組織創建的一種標準。它為開放式系統環境定義了一種分層模型，其中，如果兩個系統採用了相同的OSI層通信協定，那么，在一台計算機上運行的一個進程就可以和另一台計算機上的類似進程通信。圖O-8示意了OSI模型。在一次通信會話期間，在各個計算機的每個層運行的進程相互通信。最底層定義了實際的物理部件，如連線器和電纜，以及系統間的數據位的電子傳輸。在此之上的一些層定義數據包裝和定址方式。再向上的層定義保持通信會話生存的方式。最後，最高的層描述套用如何利用下面的通信系統來和其它系統上的套用進行互動。
OSI模型的設計是為了幫助開發人員創造可以與多廠商產品系列兼容的應用程式，以及增進開放和互操作的聯網系統。雖然OSI還沒有擺脫只是一種計畫的局面，但是它的模型仍然被用於描述和定義不同廠商的產品如何通信。圖O-9示意了OSI協定棧和其它協定棧之間的比較情況。
協定是以軟體驅動程式的形式被裝載到計算機中的。協定棧的每一層都定義一些特定的功能。當最高層的應用程式需要傳送訊息到網路上的其它系統時，這個應用程式就和下面的層進行互動。這個請求是在一個層進行包裝，並向下傳送到下一個層的，它將增加一些和這個層處理功能相應的信息，在一個分組內產生一個新的分組。然後，這個分組被向下傳遞到下一個層，並且這個過程將繼續，如圖O-10所示。每個層都向這個訊息分組增加信息，並且這個信息將被接收系統的協定棧的相應層進行讀取。按照這個方式，每個協定層與它對應的協定層進行通信以完成通信。
每個層定義通信子系統必須遵守的規則和規程，以達到和其它系統對等進程進行通信的目的。下面列出了通信子系統處理進程的一些例子：
在應用程式之間相互協作和互動，以及對語法和數據表示的差異進行翻譯。
在全雙工或半雙工模式下的數據交換管理。
面向連線的會話管理(這是指監控和維護兩個系統間的通信通道)。
網路路由選擇和定址過程。
網路驅動程式(這是指為傳輸做準備而將數據編幀)。
網路接口卡功能(這是指在網路介質上傳輸電子、光或無線電信號)。
產品開發人員利用協定標準來創造能夠和其它廠商的產品進行相互操作的產品。例如，底層的一些層定義了硬體接口技術，一個在這一層次設計硬體驅動程式的開發人員，將遵守在這一層定義的規則。
在一次實際的通信會話中，在協定棧中的每個層和在其它系統的對等層進行通信，但這是通過對被傳送到下一較低協定層的分組加上它需要通信的信息來實現的。如前所述，這個過程在“分層體系結構”中有更詳細的介紹。
網路協定
物理層 物理層定義接口的物理特性，例如機械部件和連線器，電器特性，如表示二進制值的電壓級，和功能性特性，如建立、維護和拆除物理鏈路。用於數據通信的著名物理層接口包括EIARS-232和RS-449，RS449是RS232的後繼，它允許更長的電纜距離。著名的區域網路(LAN)系統是乙太網、令牌網和光纖分散式數據接口(FDDI)網。
數據鏈路層 數據鏈路層定義在兩個系統的物理連線之間傳送和接收信息的規則。這一層為進行傳輸，對數據進行編碼和編幀，另外還提供出錯檢測和控制。由於數據鏈路層已經能夠提供對出錯的控制，所以更高的層就不再需要處理這種服務了。然而，當使用可靠傳輸介質時，在這一層不進行出錯控制，而是在更高的層執行這種工作，這將可以提供更高的性能。網橋在協定棧的這一層進行操作。下面是一些用於數據鏈路層的通用協定：
高級數據鏈路控制規程(HDLC)和相應的同步、面向位的協定。
LAN驅動程式和訪問方式，例如乙太網和令牌環。
快速分組廣域網，例如幀中繼和異步傳輸模式(ATM)。
Microsoft的網路驅動程式接口規範(NDIS)。
Novell的開放數據鏈路接口(ODI)。
網路層 網路層定義為在系統之間開闢和維護網路路徑的協定。它和數據傳輸和交換過程有關，而對上面的層隱藏了這些過程。路由器在網路層進行操作。網路層可以查看分組地址以確定路由選擇的方式。如果一個分組是被編址到一個本地網路上的工作站的，那么它就被直接送到那裡。如果它是被編址到其它段的一個網路的，那么這個分組就被送到一個路由選擇服務那裡，再在網路上被轉發。下面是一些用於網路層的通用協定：
網際網路協定(IP)。
X．25協定。
Novell的網間分組交換(IPX)。
Banyan的VINES網間互聯協定(VIP)。
運輸層 運輸層為在系統間移動信息提供了一種高級控制，包括更加複雜的出錯處理、優先分級和安全性特徵。運輸層通過在兩個端系統間提供面向連線的服務，提供了高質量的服務和準確的傳遞。它控制分組的次序、節制通信流和識別重分組。運輸層對編址分組的信息賦予一個跟蹤號，這個跟蹤號在目的地將被檢查。如果分組丟失了數據，在接收端的運輸層協定和在傳送系統的運輸層聯繫，對這個分組進行重發。這一層保證了所有數據都接收，並且是按正確的次序被接收。一個邏輯電路(Logical Circuit)就象一個專用連線，可以建立邏輯電路來在系統間提供可靠的傳輸。下面列出了可以提供面向連線服務的非OSI運輸層協定：
網間傳輸控制協定(TCP)。
Internet用戶數據報協定(UDP)。
Nove1l串列分組交換(SPX)。
Banyan VINES進程間通信協定(VIPC)。
口Microsoft NetBIOS/NetBEUI。
會話層 會話層通過使用會話技術或對話，協調系統間的信息交換。並不總是需要對話，但是一些應用程式在一個連線暫時失效時，可能需要知道從哪裡重新開始傳送數據，或可能需要一個固定間隔的對話以確定一組數據已經傳送完畢，可以開始傳送新的數據了。
表示層 表示層上的協定是工作站上運行的作業系統和應用程式的一部分。為了顯示或列印信息，在這一層對信息格式化。數據內的代碼(例如標籤或特定的圖形序列)將被解釋。在這一層還進行數據加密和其它字元集的翻譯。
套用層 套用層用於定義一系列應用程式，這些應用程式處理檔案傳輸、終止會話和訊息交換(例如電子函件)。套用使用這一層定義的過程來訪問下面的網路服務。下面列出OSI套用層協定：
虛擬終止。
檔案傳輸訪問和管理(FTAM)。
分散式事務處理(DTP)。
信報處理系統(X．400)。
目錄服務(X．500)。
圖O-11示意了數據從一個系統到另一個系統的過程中，如何流過協定棧和傳輸介質的。數據從套用層和表示層開始，在這裡一個用戶使用一個網路套用，例如電子函件系統。對服務的請求，穿越表示層到達會話層，在這裡開始對信息編分組的過程。在兩個系統間可以開闢一個面向連線的通信會話，以提供可靠的傳輸。一旦會話被建立，協定層開始以合適的方式交換信息。
互聯模型
開放式系統互聯(OSI)模型是由國際標準化組織在八十年代初開發的。它為計算機和網路設備的互聯定義標準和協定。
開放軟體基金會(OSF)是一個會員式機構，它從其它廠商處獲得技術來建立計算環境。OSF實際創造的技術僅僅是那些獲得技術的組合。OSF開放式系統軟體環境是一組開放式系統技術的集合，這些技術使用戶能夠在虛擬無縫環境，對來自多廠商的軟硬體進行融合和匹配。它的環境包括分散式計算環境(DCE)，可以簡化在異構環境的產品的開發；它還包括開放軟體基金/1(OSF/1)，一種為開放環境的UNIX作業系統，它支持對稱多處理機工作、增強的安全性特徵和動態配製。它是圍繞Carnegie Mellon大學的Mach核心建造的。
另外還有OSF/Motif，一種圖形化的用戶接口，它具有Microsoft Windows和Apple Macintosh的特徵，提供一種通用的外觀和感覺，它在IBM系統上廣泛使用，並且和IBM的公用用戶訪問(CUA)有關係。
開放軟體環境
是一些廠商組成的國際聯盟，這些廠商包括IBM、Hewlett-Packard、SunSoft，Novell，他們共同合作以開發一種可以和Microsoft Windows競爭的UNIX通用台式系統環境(CDE)。
對象管理組織(OMG)開發了一組廠商可以用於開發在多廠商環境操作套用的面向對象語言、接口和協定標準。OMG驗證根據標準設計的產品的可接受性。
X/Open公司一個為建立互操作套用而倡導開放的、多廠商環境的廠商構成的小組。它出版信息並提供確認服務。
新的開放式
計算機廠商，如IBM、DEC、Hewlett-Packard，以及其它廠商，現在已經開始偏離他們在七十年代和八十年代提倡的專用結構和系統，而開始提供新的開放式環境。例如，IBM支持它的現有的用戶對系統套用體系結構(SAA)、高級對等聯網(APPN)和其它標準的需求，同時，通過定義联網方案支持新的顧客對開放環境的需求，它具有如下特徵：隱藏下面的聯網部件，因而顧客可以有選擇地使用套用產品。它是通過使用OSFDCE和OSI標準來達到目的的。
多種通信協定
允許使用多種通信協定，例如APPN、TCP/IP和OSI。為通信使用高頻寬技術。
數字設備公司在1987年宣布的DEDnet階段V中支持OSI協定。它提供對OSI模型的完全兼容和對階段IV的向後兼容。然而，在1991年，DEC宣布了ADVANTAGE-NETWORKS，這是一種增加對其它協定支持的策略，如支持TCP/IP。為此，DEC從它在階段V中對OSI的全部接受中退出。更重要的是，DEC提供對TCP/IP的支持，並且有能力建立多種協定支持，它們可以傳輸DECnet、 TCP/IP和OSI數據。例如，用戶使用OSI運輸協定可以在TCP/IP套用之間傳送數據，或使用TCP 協定在OSI套用之間傳輸數據。
在過去的十年里，OSI協定就象是對開放式系統設計的模型，雖然對這個協定的一般性接受還是很慢的。甚至使用TCP/IP協定的網際網路，也已經開始為集成OSI協定而工作。在緩慢地接受OSI的同時，廠商們開始設計專用的產品，並致力於他們自己的聯網體系結構。然而，最近， TCP/IP已經成為通向互操作的一個驅動力量，這主要是因為它有能力處理網路互聯，以及它在網際網路中被廣泛使用。
轉變和發展
開放式系統的運動已經從需要開發一種承認協定模型，如OSI，轉移到接受多種不同協定。在公司進入到將他們的部門級計算機集成為企業級系統的時期，需要將IPX、TCP/IP、AppleTalk、NetBIOS和許多其它協定集成到將所有東西都能緊密相連的網路平台中。處理能力、多協定路由器和中間件的發展，使得這種多協定支持是可行的。
這裡的中間件是一個基本術語，它指對應用程式隱藏下面系統，允許應用程式和其它應用程式進行接口的軟體平台。例如，一個在 Novell網路Windows套用運行的用戶，可以訪問一個傳統上不兼容的和TCP/IP網路相連的UNIX計算機系統上的資料庫。中間件產品處理所有的通信和接口需求。
對多種不同協定的接受和處理這些協定的產品的可獲得性，導致了互操作產品市場的擴展。現在，網路管理人員和用戶具有更大的選擇權，並且可以在他們的網路上使用更多的可用資源。另外，產品的生產商可以將精力集中於設計獨特產品，並且對兼容性很少關心。
