Ji°φ Peterka

VzduÜnΘ zßmky, nebo postupnß p°φstavba?

Tento Φlßnek vyÜel v poΦφtaΦov²ch novinßch Computerworld Φ. 11/95, v rßmci tzv. tΘmatu t²dne, jako souΦßst sΘrie Φlßnk∙ v∞novan²ch problematice Internetu.

Rozhodne-li s n∞kdo vymyslet ·pln∞ od zßklad∙, jak²m zp∙sobem majφ poΦφtaΦovΘ sφt∞ fungovat, mß n∞kolik mo₧nostφ jak se svΘho ·kolu zhostit - jednou z nich je mo₧nost °φdit se jen a jen sv²mi p°edstavami, sv²mi cφli a zßm∞ry, a nebrat ohledy na zßm∞ry, p°edstavy a p°ßnφ n∞koho jinΘho. Nap°φklad urΦitß firma m∙₧e vytvo°it takovou koncepci poΦφtaΦovΘ sφt∞, kterß bere do ·vahy specifickΘ vlastnosti jejφch produkt∙, vychßzφ jim maximßln∞ vst°φc a efektivn∞ vyu₧φvß jejich schopnostφ, avÜak existenci jin²ch ne₧ vlastnφch produkt∙ nebere p°φliÜ v potaz - ned∞lß si ₧ßdnΘ nßsilφ s tφm, aby vyÜla vst°φc produkt∙m jin²ch firem, resp. aby vyhov∞la a p°izp∙sobila se odliÜn²m p°edstavßm, Tv∙rce takovΘto koncepce p°itom v∞tÜinou ani nep°ipouÜtφ to, aby mu do jeho p°edstav jak²mkoli zp∙sobem mluvil Φi zasahoval n∞kdo jin². Jeho p°φstup se pak obvykle oznaΦuje p°φvlastkem proprietßrnφ (proprietary).

Proprietßrnφ p°φstup k °eÜenφ poΦφtaΦov²ch sφtφ b²val typick² pro v∞tÜφ a velkΘ poΦφtaΦovΘ firmy. Prßv∞ tφmto zp∙sobem nap°φklad vznikla koncepce poΦφtaΦov²ch sφtφ firmy IBM, znßmß pod nßzvem SNA (Systems Network Architecture), Φi koncepce sφt∞ DNA (Digital Network Architecture) firmy DEC. D∙vodem uplatn∞nφ proprietßrnφho p°φstupu p°itom byla snaha t∞chto velk²ch firem stßt se pro svΘho zßkaznφkem doslova vÜφm - dodavatelem veÜkerΘho hardwaru, softwaru, i vÜech slu₧eb - a maximßln∞ si jej k sob∞ p°ipoutat. Bylo ovÜem jen otßzkou Φasu, kdy i velkΘ poΦφtaΦovΘ firmy dosp∞jφ k poznßnφ, ₧e takov²to p°φstup nemß Üanci. Äe u₧ivatelΘ se necht∞jφ vßzat na jedinΘho dodavatele, dostat se do jeho podruΦφ, a nechat si diktovat ceny i dalÜφ podmφnky. Naopak, u₧ivatelΘ zaΦali stßle vφce po₧adovat mo₧nost volby mezi r∙zn²mi v²robci a dodavateli, co₧ ve svΘm d∙sledku vedlo i k technickΘmu po₧adavku na koexistenci r∙zn²ch poΦφtaΦ∙ a v²poΦetnφch systΘm∙, a na mo₧nost jejich vzßjemnΘ spoluprßce. No a tomuto po₧adavku proprietßrnφ sφt∞ nedokßzaly po₧adovan²m zp∙sobem vyhov∞t. Proto i v oblasti poΦφtaΦov²ch sφtφ doÜlo zßhy k odklonu od proprietßrnφch koncepcφ, a k nßstupu koncepcφ otev°en²ch - otev°en²ch v tom smyslu, ₧e od zaΦßtku a zcela programov∞ poΦφtajφ s mo₧nostφ koexistence a spoluprßce r∙zn²ch produkt∙, pochßzejφcφch od r∙zn²ch v²robc∙, a pokud mo₧no i produkt∙, kterΘ samy vychßzφ z pon∞kud jin²ch filosofick²ch a koncepΦnφch zßklad∙ (majφ nap°. r∙znΘ operaΦnφ systΘmy apod.).

Vytvo°enφ ne-proprietßrnφ koncepce ovÜem nebylo dost dob°e mo₧nΘ oΦekßvat od n∞kterΘho konkrΘtnφho v²robce. Kandidßty byly spφÜe takovΘ subjekty, kterΘ v jistΘm smyslu stßly nad vÜemi v²robci, a nebyly svßzßny pupeΦnφ Ü≥∙rou s ₧ßdn²m z nich - Ülo nap°φklad o nejr∙zn∞jÜφ normalizaΦnφ instituce, tvo°φcφ r∙znΘ standardy, a dßle o subjekty z akademickΘ a v∞deckov²zkumnΘ oblasti. V naÜem konkrΘtnφm p°φpad∞ se naÜly dva takovΘ subjekty: mezinßrodnφ organizace ISO (International Standards Organization, sprßvn∞: International Organization for Standardization), sdru₧ujφcφ nßrodnφ standardizaΦnφ a normalizaΦnφ instituce, a dßle lidΘ kolem rodφcφ se poΦφtaΦovΘ sφt∞ Internet. ZajφmavΘ p°itom bylo, ₧e oba subjekty pou₧ily zcela odliÜn² p°φstup k °eÜenφ ·kolu, kter² si p°edsevzali - s trochou nadsßzky bychom p°φstup prvnφho subjektu mohli charakterizovat jako "stav∞nφ vzduÜn²ch zßmk∙", a p°φstup druhΘho jako "postupnou p°φstavbu".

ReferenΦnφ model ISO/OSI - na t°etφ pokus

Zßkladnφ p°edstavou, na kterΘ zalo₧ila svΘ °eÜenφ organizace ISO, je p°edstava o tom, ₧e staΦφ sezvat dostateΦn² poΦet odbornφk∙, posadit je za spoleΦn² st∙l, a poskytnout jim dostatek Φasu. Oni pak ji₧ vymyslφ takovΘ °eÜenφ, kterΘ bude zcela jist∞ nejrozumn∞jÜφ, nejoptimßln∞jÜφ, a jeÜt∞ v mnoha a mnoha sm∞rech nej .... DalÜφm podstatn²m momentem pak byla p°edstava, ₧e °eÜenφ je nejprve t°eba vymyslet a "hodit na papφr", a teprve pak mß smysl zaΦφt uva₧ovat o jeho implementaci.

P∙vodnφm zadßnφm, kterΘ shromß₧d∞nß skupina odbornφk∙ od organizace ISO dostala, bylo vymyslet celkovou koncepci otev°en²ch systΘm∙, se vÜφm vÜudy. ZadavatelΘ tomu dokonce vymysleli i nßzev: Open Systems Architecture (doslova: architektura otev°en²ch systΘm∙). Ji₧ pom∞rn∞ brzy se ale ukßzalo, ₧e takovΘto zadßnφ mß p°φliÜ Üirok² zßb∞r, a ₧e je nutnΘ jej pon∞kud z·₧it. Proto doÜlo k prvnφ zm∞n∞ zadßnφ - nov²m ·kolem bylo soust°edit se pouze na otßzky vzßjemnΘho propojenφ, a nezab²vat se ji₧ konkrΘtnφm fungovßnφm uzl∙ sφt∞ jako samostatn²ch prvk∙. Tomu odpovφdala i zm∞na pracovnφho nßzvu: z "architektury otev°en²ch systΘm∙" (Open Systems Architecture) se nßhle stala "architektura propojovßnφ otev°en²ch systΘm∙" (Open Systems Interconnection Architecture). Ani to vÜak nestaΦilo.

LidΘ, kte°φ se v rßmci p°φsluÜn²ch pracovnφch skupin organizace ISO podφleli na °eÜenφ zadanΘho ·kolu, pojali celou zßle₧itost tak, ₧e na vÜechno musφ "dßt sv∙j palec". Tedy ₧e vÜechno musφ bu∩ vymyslet a standardizovat sami, nebo alespo≥ posv∞tit a formßln∞ p°evzφt to, co kdy vymyslel n∞kdo jin². D∙sledkem tohoto p°φstupu pak byla skuteΦnost, ₧e se velmi brzy zaΦali zahlcovat pracφ na mnoha r∙zn²ch protokolech. Zßhy proto dochßzφ k dalÜφ zm∞n∞ v celkovΘm zadßnφ: nynφ bylo ·kolem vymyslet pouze zßkladnφ rßmec °eÜenφ s tφm, ₧e konkrΘtnφ protokoly by se dopracovßvaly samostatn∞ (a hlavn∞ dodateΦn∞). Tedy vlastn∞ vymyslet jakousi Üablonu bez konkrΘtnφ nßpln∞, kterß by specifikovala celkov² p°φstup k °eÜenφ danΘho problΘmu (tj. propojenφ otev°en²ch systΘm∙), a pak, postupn∞, do tohoto rßmce zasazovat konkrΘtnφ dφlΦφ °eÜenφ. V d∙sledku toho se pak zm∞nil i oficißlnφ nßzev celΘho projektu: z architektury propojovßnφ otev°en²ch systΘm∙ (Open Systems Interconnection Architecture) se stal tzv. referenΦnφ model vzßjemnΘho propojovßnφ otev°en²ch systΘm∙ (referenΦnφ model ISO/OSI, kde OSI je zkratkou od: Open Systems Interconnection).

Vrstvov² model

V konkrΘtnφm p°φpad∞ poΦφtaΦov²ch sφtφ a vzßjemnΘho propojovßnφ jde o myÜlenku rozd∞lit sφ¥ovΘ funkce do hierarchicky uspo°ßdan²ch vrstev, a za°φdit v∞ci tak, aby ka₧dou vrstvu bylo mo₧nΘ °eÜit samostatn∞. Praktickß realizace takovΘhoto vrstvovΘho modelu pak vy₧aduje vymezenφ jednotliv²ch vrstev, vymezenφ jejich ·kol∙ a povinnostφ, a stanovenφ p°esnΘho rozhranφ mezi jednotliv²mi vrstvami (co₧ umo₧nφ nevßzat °eÜenφ jednΘ vrstvy na konkrΘtnφ °eÜenφ jinΘ vrstvy).

ReferenΦnφ model ISO/OSI je z tohoto pohledu pouze specifikacφ toho, kolik mß b²t jednotliv²ch vrstev (konkrΘtn∞ 7), jakΘ ·koly majφ tyto vrstvy plnit, a jak mß vypadat rozhranφ mezi nimi. ReferenΦnφ model pak ji₧ nespecifikuje, jak²m konkrΘtnφm zp∙sobem mß kterß vrstva plnit svΘ ·koly - to °φkajφ a₧ konkrΘtnφ protokoly , kterΘ jsou v₧dy p°φsluÜnΘ urΦitΘ vrstv∞, a definujφ p°esn² zp∙sob jejφho fungovßnφ.

Stav∞nφ vzduÜn²ch zßmk∙ od zelenΘho stolu

Vlastnosti protokol∙ ISO/OSI a mo₧nosti jejich praktickΘho nasazenφ jsou do znaΦnΘ mφry ovlivn∞ny zp∙sobem jejich vzniku a celkov²m p°φstupem jejich tv∙rc∙. Ti se v∞tÜinou schßzφ "u zelenΘho stolu", kde shroma₧∩ujφ po₧adavky na to, co by takov² protokol m∞l vÜechno um∞t, diskutujφ o t∞chto po₧adavcφch i o zp∙sobu jejich realizace, formulujφ vÜe do p°esnΘho zadßnφ - a tak postupn∞ vznikß specifikace novΘho standardu. ╚asto ale jde o postupnΘ "p°ihazovßnφ", p°i kterΘm se uplatnφ i takovΘ po₧adavky, kterΘ jsou dosti specifickΘ, ale kterΘ jsou p°ijaty s poukazem na to, ₧e by se "mohly n∞kdy n∞komu hodit". V²sledkem pak m∙₧e b²t i takov² protokol, kter² nelze dost dob°e implementovat v jeho plnΘ Üφ°i, a tak se nßsledn∞ hledajφ jeho rozumn∞ implementovatelnΘ podmno₧iny. To pak sebou p°inßÜφ potencißlnφ nebezpeΦφ v tom, ₧e kdy₧ budou proti sob∞ stßt dv∞ r∙znΘ implementace tΘho₧ protokolu, nebudou si rozum∞t, proto₧e ka₧dß z nich implementuje jinou podmno₧inu danΘho protokolu.

ProblΘm referenΦnφho modelu ISO/OSI i jednotliv²ch navazujφcφch protokol∙ je tedy p°edevÜφm v jejich maximalistickΘm p°φstupu, kter² je mnohdy dosti odtr₧en od tvrdΘ reality a problΘm∙ praktickΘ implementace. Tedy v tom, ₧e jde spφÜe o "stav∞nφ vzduÜn²ch zßmk∙", ne₧ o budovßnφ prakticky koncipovan²ch, ·Φelov²ch a p°edevÜφm funkΦnφch staveb.

Mezi odbornou ve°ejnostφ se vedou intenzivnφ spory o tom, zda a kdy se protokoly ISO/OSI v²znamn∞jÜφ m∞rou prosadφ do praktickΘho ₧ivota. Situace na trhu nenasv∞dΦuje tomu, ₧e by se tak m∞lo stßt v dohlednΘ dob∞ - zkuste se schvßln∞ podφvat kolem sebe, zda n∞kde uvidφte n∞jakΘ sφ¥ovΘ produkty na bßzi ISO/OSI v b∞₧nΘm "p°espultovΘm" provedenφ. Snad jeÜt∞ produkty pro elektronickou poÜtu na bßzi X.400, kterΘ pochßzφ ze sv∞ta ISO/OSI - ale i ty budete nejspφÜe dlouho hledat mezi zßplavou lacin∞jÜφch, spolehliv∞jÜφch a praxφ ov∞°en²ch produkt∙, zalo₧en²ch na konkurenΦnφ koncepci protokol∙ TCP/IP.

Protokoly TCP/IP - postupnß p°φstavba

Stejn∞ jako tv∙rci referenΦnφho modelu ISO/OSI, rozhodli se i tv∙rci protokol∙ TCP/IP pro vrstvov² model, neboli pro °eÜenφ rozd∞lenΘ do hierarchicky uspo°ßdan²ch vrstev. Ve sv²ch ·vahßch vÜak dosp∞li k jinΘmu poΦtu vrstev (konkrΘtn∞ ke 4 vrstvßm), a v souvislosti s tφm jim pak vyÜla i pon∞kud jinß nßpl≥ prßce jednotliv²ch vrstev.

I v dalÜφch ohledem pak byl celkov² p°φstup tv∙rc∙ protokol∙ TCP/IP dosti odliÜn² od p°φstupu tv∙rc∙ referenΦnφho modelu ISO/OSI. Snad nejmarkantn∞jÜφ rozdφl byl v tom, ₧e se sna₧ili postupovat sm∞rem od jednoduÜÜφho ke slo₧it∞jÜφmu, zaΦφt spφÜe s menÜφm rozsahem funkcφ tΘ kterΘ vrstvy Φi protokolu, a pak tyto funkce postupn∞ obohacovat a rozÜi°ovat. èlo tedy o prav² opak ke "stav∞nφ vzduÜn²ch zßmk∙", kterΘ pak bylo nutnΘ o°ezßvat tak, aby z nich Ülo postavit alespo≥ n∞co - zde se budovalo postupn∞, a stav∞lo se na ji₧ existujφcφch a praxφ ov∞°en²ch zßkladech. To souvisφ i s dalÜφm aspektem, kter² se v²razn∞ uplatnil a stßle uplat≥uje p°i vzniku protokol∙ TCP/IP - tyto jsou formßln∞ specifikovßny a "puÜt∞ny do sv∞ta" a₧ teprve potΘ, co je jejich ₧ivotaschopnost a mo₧nost realizace prakticky ov∞°ena (nejmΘn∞ na dvou nezßvisl²ch implementacφch).

DalÜφ podstatn² rozdφl oproti referenΦnφmu modelu ISO/OSI je v p°φstupu k tomu, jak majφ b²t vyu₧ity, resp. zaΦlen∞ny technologie a protokoly, vznikajφcφ mimo rßmec ISO/OSI, resp. mimo rßmec protokol∙ TCP/IP. Toto se t²kß p°edevÜφm konkrΘtnφch p°enosov²ch technologiφ lokßlnφch sφtφ, a dnes i sφtφ rozlehl²ch - nap°φklad technologiφ Ethernet, Token Ring, ATM apod.

Sφ¥ov² model, ze kterΘho vychßzφ protokoly TCP/IP, se k tΘto otßzce stavφ nßsledovn∞: za°azuje vÜechny p°enosovΘ technologie (zajiÜ¥ujφcφ vlastnφ p°enos) do samostatnΘ vrstvy, kterΘ °φkß vrstva sφ¥ovΘho rozhranφ (Network Interface Layer). P°itom ale neusiluje o to, aby tuto vrstvu sßm naplnil - °φkß pouze, ₧e v nφ majφ b²t pou₧ity takovΘ technologie, mechanismy a protokoly, jakΘ jsou k dispozici. Starß se pouze o to, jak majφ b²t pou₧itΘ protokoly navßzßny na bezprost°edn∞ vyÜÜφ vrstvu, kterou ji₧ sßm definuje (a obsazuje p°edevÜφm protokolem IP). ZaΦlen∞nφ nov²ch p°enosov²ch technologiφ je proto koncepΦn∞ velmi jednoduchΘ, a obnßÜφ vlastn∞ jen stanovenφ a standardizovßnφ konkrΘtnφho zp∙sobu, jak²m majφ b²t tyto protokoly vyu₧ity protokoly bezprost°edn∞ vyÜÜφ vrstvy (tj. jak majφ vyu₧ity pro p°enos sφ¥ov²ch paket∙ protokolu IP atd.).

Naproti tomu referenΦnφ model ISO/OSI pova₧uje za svou povinnost zaΦlenit vÜechny nov∞ vznikajφcφ technologie do sebe, a alespo≥ je formßln∞ p°evzφt. Jestli₧e je nap°φklad novß p°enosovß technologie vyvinuta a standardizovßna jin²m subjektem, ne₧ je organizace ISO, pak je p°φsluÜn² standard alespo≥ formßln∞ vydßn i jako standard ISO. Nap°φklad standardy Ethernetu, pochßzejφcφ od sdru₧enφ IEEE (a jeho pracovnφ skupiny 802.3, znßmΘ jako standardy IEEE 802.3), byly p°evzaty jako standardy ISO s Φφslem 8802.3.

Zajφmav² rozdφl je i povaze standard∙ a doporuΦenφ, kterΘ definujφ protokoly ISO/OSI a protokoly TCP/IP. V p°φpad∞ referenΦnφho modelu ISOI/OSI jde o standardy de jure, kterΘ vydßvß organizace pov∞°enß vydßvßnφm standard∙ (s mezinßrodnφ p∙sobnostφ). Dodr₧ovßnφ t∞chto standard∙ (na nßrodnφ ·rovni) je pak v∞tÜinou formßln∞ vymßhßno - jejich p°ejφmßnφm do formßln∞ zßvazn²ch nßrodnφch norem, v rßmci vlßdnφch profil∙ GOSIP Φi jin²m zp∙sobem. Vzhledem k malΘ dostupnosti implementacφ protokol∙ ISO/OSI je ale praktickΘ napl≥ovßnφ t∞chto formßlnφch po₧adavk∙ dosti obtφ₧nΘ.

Naproti tomu protokoly TCP/IP jsou spφÜe p°φkladem standard∙ de facto. Jsou d∙sledn∞ dodr₧ovßny proto, ₧e za nimi stojφ autorita jejich tv∙rc∙, dlouholetΘ zkuÜenosti s provozem, obrovskß zßkladna instalacφ, a p°edevÜφm pak praktickΘ ov∞°enφ jejich ₧ivotaschopnosti. Formßlnφ statut standard∙ TCP/IP a proces jejich vzniku je popisovßn v samostatnΘm Φlßnku.

Komu pat°φ budoucnost?

I p°es nadßle probφhajφcφ v²voj - a mo₧nß i prßv∞ dφky n∞mu - je mo₧nΘ pova₧ovat protokoly TCP/IP za dostateΦn∞ vyzrßlΘ, praxφ ov∞°enΘ a nßle₧it∞ "za₧itΘ" °eÜenφ, zatφmco v p°φpad∞ protokol∙ ISO/OSI by obdobnΘ tvrzenφ asi nebylo na mφst∞. A zde je takΘ mo₧nß skryt klφΦ k °eÜenφ velkΘho dilematu: bude budoucnost ve znamenφ TCP/IP, nebo ve znamenφ ISO/OSI? Samotn² Internet je jist∞ pßdn²m d∙kazem toho, ₧e protokoly TCP/IP fungujφ, a to docela ·sp∞Ün∞. Je tedy v∙bec nutnΘ p°echßzet na n∞co jinΘho?

P°edstava, ₧e Internet by upustil od pou₧φvßnφ protokol∙ TCP/IP a p°eÜel na protokoly ISO/OSI, je asi velmi mßlo pravd∞podobnß. A to i p°esto, ₧e p°ed Φasem se prßv∞ Internet dobrovoln∞ stal zßkladnou, na kterΘ se testovaly n∞kterΘ vlastnosti protokol∙ ISO/OSI (proto, ₧e nikde jinde je nebylo mo₧nΘ vyzkouÜet v dostateΦn∞ velkΘm m∞°φtku). A₧ protokoly ISO/OSI dostateΦn∞ vysp∞jφ a prokß₧φ svou ₧ivotaschopnost, je docela dob°e mo₧nΘ, ₧e budou ·sp∞Ün∞ koexistovat vedle protokol∙ TCP/IP. Nebo je mo₧nΘ, ₧e oba dosud znaΦn∞ odliÜnΘ sv∞ty Φasem splynou. Kdovφ. P°edvφdat budoucnost je oÜemetnΘ.