Η λειτουργία τόσο των τοπικών όσο και των παγκόσμιων δικτύων υπολογιστών, των κινητών και άλλων υπηρεσιών επικοινωνίας περιλαμβάνει τη χρήση διαφόρων πρωτοκόλλων επικοινωνίας. Ποιο από αυτά μπορεί να θεωρηθεί το πιο κοινό; Ποια μπορεί να είναι η σημασία των σχετικών προτύπων;
Τι είναι τα πρωτόκολλα επικοινωνίας;
Ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας είναι μια λίστα ενοποιημένων οδηγιών που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο ορισμένες διεπαφές λογισμικού ή υλικού πρέπει να παρέχουν μεταφορά δεδομένων - για παράδειγμα, ροές κειμένου, γραφικών, ήχου και βίντεο. Αντίστοιχα πρωτόκολλα δημιουργούνται κυρίως για τη διευκόλυνση της κλιμάκωσης διαφόρων δικτύων υπολογιστών. Για παράδειγμα, η εισαγωγή του πρωτοκόλλου TCP/IP κατέστησε δυνατή την ενοποίηση της μετάδοσης δεδομένων σχεδόν σε όλο τον κόσμο, γεγονός που κατέστησε δυνατή τη σύνδεση υπολογιστών στο παγκόσμιο δίκτυο Διαδικτύου.
Στη σύγχρονη αγορά τεχνολογίας πληροφοριών, τα πρωτόκολλα καναλιών επικοινωνίας χρησιμοποιούνται σε διάφορα επίπεδα υλοποίησης διεπαφών επικοινωνίας. Βελτιώνονται και ενημερώνονται συνεχώς. Περιοδικά, καινούργιοπρωτόκολλα που αντικατοπτρίζουν τις ιδιαιτερότητες της ανάπτυξης της αγοράς επικοινωνιών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα πρωτόκολλα επικοινωνίας τόσο σε οικιακά όσο και σε βιομηχανικά δίκτυα που υλοποιούνται με βάση την υποδομή ερευνητικών κέντρων κ.λπ. Ανάμεσα στα πιο κοινά πρότυπα του αντίστοιχου τύπου είναι τα Ethernet, CAN, HART.
Η χρήση πρωτοκόλλων επικοινωνίας πραγματοποιείται και στον τομέα των υπηρεσιών κινητής επικοινωνίας. Μεταξύ αυτών - 3G, 4G, GPRS.
Αυτά τα πρωτόκολλα διαφέρουν μεταξύ των δικτύων κινητής τηλεφωνίας, ιδίως:
- ανάλογα με την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ του συνδρομητή και του παρόχου υπηρεσιών επικοινωνίας, - κατά ζώνες συχνοτήτων;
- ως προς τη μέγιστη απόσταση της συσκευής επικοινωνίας από το σταθμό βάσης.
Όσον αφορά την ταξινόμηση των πρωτοκόλλων επικοινωνίας υπολογιστών, χαρακτηρίζεται από αρκετά υψηλό επίπεδο πολυπλοκότητας. Ας εξετάσουμε τις ιδιαιτερότητές του με περισσότερες λεπτομέρειες.
Ταξινόμηση πρωτοκόλλων επικοινωνίας υπολογιστή
Η ταξινόμηση των σχετικών πρωτοκόλλων μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας έναν αρκετά μεγάλο αριθμό προσεγγίσεων. Ένα κοινό είναι ότι τα πρότυπα επικοινωνίας μπορούν να υποδιαιρεθούν σε χαμηλότερα και υψηλότερα επίπεδα. Αυτά περιλαμβάνουν:
- εφαρμόστηκε;
- αντιπρόσωπος;
- συνεδρία;
- μεταφορά;
- δίκτυο;
- κανάλι;
- φυσική.
Ας τα μελετήσουμε λεπτομερέστερα.
Επίπεδο εφαρμογής δικτύουπρωτόκολλα
Το υπό εξέταση επίπεδο, εντός του οποίου μπορεί να ταξινομηθεί ένα ή άλλο πρωτόκολλο επικοινωνίας, αναφέρεται κυρίως σε εφαρμογές. Δηλαδή, παρέχει επικοινωνίες μεταξύ της δικτυακής υποδομής και συγκεκριμένων προγραμμάτων χρηστών. Πρωτόκολλα όπως HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent και πολλά άλλα χρησιμοποιούνται εδώ για την παροχή σύγχρονων διαδικτυακών υπηρεσιών.
Αντιπροσωπευτικό επίπεδο πρωτοκόλλων δικτύου
Στο κατάλληλο επίπεδο, το πρωτόκολλο επικοινωνίας περιλαμβάνει την αναπαράσταση ορισμένων δεδομένων. Εδώ, μπορούν να εκτελεστούν διαδικασίες για τη μετατροπή ενός πρωτοκόλλου σε άλλο, την κωδικοποίηση, τη συμπίεση αρχείων και τη διαχείριση διαφόρων αιτημάτων.
Συγκεκριμένες εφαρμογές υποβάλλουν ορισμένα αιτήματα στο δίκτυο, μετά τα οποία μετατρέπονται σε γλώσσα κατανοητή από τον διακομιστή. Στη συνέχεια, το αίτημα υποβάλλεται σε επεξεργασία. Η απάντηση από τον διακομιστή μετατρέπεται, με τη σειρά της, σε γλώσσα που κατανοεί η εφαρμογή. Ανάμεσα στα δημοφιλή πρωτόκολλα του αντίστοιχου τύπου είναι τα ASN, FTP, SMTP. Μπορεί επίσης να αποδοθεί σε κάποιο βαθμό σε αυτά και στο HTTP, FTP.
Επίπεδο περιόδου λειτουργίας πρωτοκόλλων επικοινωνίας
Σε αυτό το επίπεδο, το πρωτόκολλο επικοινωνίας χρησιμοποιείται για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας - για παράδειγμα, συγχρονισμό συγκεκριμένων εργασιών, δημιουργία συνεδρίας επικοινωνίας, αποστολή ή λήψη αρχείου. Μεταξύ των κοινών πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούνται για τέτοιους σκοπούς είναι τα ASP, DLC, SOCKS.
Επίπεδο μεταφοράς πρωτοκόλλων επικοινωνίας
Χρησιμοποιούνται κατάλληλοι τύποι προτύπωνάμεση παράδοση ορισμένων τύπων δεδομένων από ένα αντικείμενο δικτύου σε άλλο. Σε πολλές περιπτώσεις, τα αρχεία χωρίζονται σε ξεχωριστά στοιχεία εδώ - προκειμένου να διευκολυνθεί η μεταφορά τους. Τα πρωτόκολλα του αντίστοιχου τύπου περιλαμβάνουν TCP, UDP, RMTP.
Πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου
Ο επόμενος τύπος προτύπων βάσει των οποίων μπορεί να λειτουργήσει ένα σύστημα επικοινωνίας είναι τα πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου. Είναι κυρίως υπεύθυνοι για τις μεθόδους μετάδοσης δεδομένων, τη μετάφραση διευθύνσεων, την εναλλαγή, την παρακολούθηση της ποιότητας λειτουργίας της υποδομής. Τέτοια πρωτόκολλα περιλαμβάνουν, ειδικότερα, το ίδιο TCP / IP, ICMP. DHCP.
Πρωτόκολλα επιπέδου σύνδεσης
Αυτά τα πρότυπα χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της λειτουργίας βασικών στοιχείων υλικού του δικτύου. Τα κατάλληλα πρωτόκολλα επιτρέπουν στο σύστημα, πρώτα απ 'όλα, να ελέγχει τα δεδομένα που προέρχονται από το φυσικό επίπεδο για σφάλματα. Εάν είναι απαραίτητο, προσαρμόζονται επίσης. Ανάμεσα σε αυτά τα πρότυπα είναι το κοινό πρωτόκολλο επικοινωνίας PPP, αλγόριθμοι όπως SLIP, L2F, PROFIBUS. Κατ 'αρχήν, το Ethernet μπορεί επίσης να ταξινομηθεί ως πρωτόκολλο καναλιού.
Επίπεδο φυσικού πρωτοκόλλου
Το επόμενο επίπεδο δράσης των εν λόγω προτύπων είναι το φυσικό. Εδώ, ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας είναι ένα εργαλείο με το οποίο μεταδίδεται απευθείας μια ροή ψηφιακών δεδομένων - στέλνοντας ένα σήμα μέσω ενός καλωδίου ή μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού.
Στην περίπτωση της ενσύρματης μετάδοσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πρότυπα όπως RS-232, xDSL, 100BASE-T. Κοινά πρωτόκολλα ασύρματης επικοινωνίας - inσυγκεκριμένα, υλοποιείται με χρήση δρομολογητών Wi-Fi - αυτοί που είναι τύπου IEEE 802.11.
Η ταξινόμηση των προτύπων που μελετήσαμε μπορεί να θεωρηθεί πολύ υπό όρους. Έτσι, μέσα σε αυτό, μπορεί να είναι πολύ προβληματικό να αποδοθεί ένα ή άλλο πρωτόκολλο σε μια συγκεκριμένη κατηγορία: συμβαίνει συχνά το πρότυπο να εφαρμόζεται σε πολλά επίπεδα ταυτόχρονα. Θα ήταν χρήσιμο να εξεταστούν λεπτομερέστερα οι ιδιαιτερότητες των πιο δημοφιλών πρωτοκόλλων στη σύγχρονη αγορά τεχνολογίας πληροφοριών. Όπως, για παράδειγμα, το πρωτόκολλο ελέγχου PPP (επικοινωνία - είναι αυτή που είναι το αντικείμενο επιρροής των αλγορίθμων που προβλέπονται από το αντίστοιχο πρότυπο).
Τι είναι το πρωτόκολλο PPP;
Το υπό εξέταση πρωτόκολλο αναφέρεται, όπως σημειώσαμε παραπάνω, σε πρότυπα που έχουν σχεδιαστεί για να διασφαλίζουν τη λειτουργία της υποδομής δικτύου στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων. Είναι καθολικό: χρησιμοποιώντας το κατάλληλο πρωτόκολλο, μπορείτε να εφαρμόσετε έλεγχο ταυτότητας συσκευής, να χρησιμοποιήσετε μηχανισμό κρυπτογράφησης δεδομένων και, εάν είναι απαραίτητο, συμπίεση αρχείων.
Το υπό εξέταση πρωτόκολλο διασφαλίζει τη λειτουργία δικτύων που βασίζονται σε κοινούς πόρους επικοινωνίας - όπως τηλεφωνικές γραμμές, κανάλια κινητής επικοινωνίας. Εάν σε ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα εμφανιστεί μια επιγραφή που δηλώνει ότι το πρωτόκολλο PPP διακόπηκε από επικοινωνία, τότε αυτό πιθανότατα θα σημαίνει ότι ο χρήστης δεν μπορεί να αποκτήσει πραγματική πρόσβαση στους πόρους δικτύου που παρέχονται από τον πάροχο του.
Υπάρχουν διάφορες ποικιλίες του αντίστοιχου προτύπου - για παράδειγμα, PPPoE, PPPoA. ΣτοΑυτή η δομή του εν λόγω πρωτοκόλλου περιλαμβάνει διάφορα πρότυπα: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Ένα άλλο κοινό πρωτόκολλο στη σύγχρονη αγορά πληροφορικής είναι το
Τι είναι το πρωτόκολλο
Το αντίστοιχο πρότυπο χρησιμοποιείται για τη διασφάλιση της λειτουργίας της υποδομής ανταλλαγής δεδομένων υπερκειμένου - στη γενική περίπτωση μεταξύ υπολογιστών και διακομιστών στο Διαδίκτυο. Αναφέρεται στα θεμελιώδη πρωτόκολλα που διασφαλίζουν τη λειτουργία του Παγκόσμιου Ιστού. Υποστηρίζεται από προεπιλογή από τα περισσότερα σύγχρονα εργαλεία λογισμικού επικοινωνίας σε κοινά λειτουργικά συστήματα. Είναι σταθερό - είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς μια κατάσταση στην οποία εμφανίζεται ένα μήνυμα από ένα πρόγραμμα HTTP στην οθόνη του χρήστη όπως "το πρωτόκολλο διακόπηκε από τη σύνδεση PPP". Ως έσχατη λύση - εάν για κάποιο λόγο δεν είναι διαθέσιμα τα εργαλεία για την ενεργοποίηση του προτύπου HTTP, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε, για παράδειγμα, το πρωτόκολλο FTP για να μεταφέρετε αρχεία στο διαδίκτυο, αν και σε πολλές περιπτώσεις η χρήση του μπορεί να μην είναι η βέλτιστη λύση.
Το εν λόγω πρότυπο περιλαμβάνει τη μεταφορά δεδομένων από ένα αντικείμενο υλικού-λογισμικού σε κατάσταση πελάτη σε διακομιστή και αντίστροφα. Ο πρώτος στέλνει αιτήματα στον δεύτερο και ο δεύτερος τα απαντά σύμφωνα με τον καθιερωμένο αλγόριθμο. Υπάρχουν διάφορες ποικιλίες του εν λόγω πρωτοκόλλου: για παράδειγμα, HTTPS, HTTP-NG. Τα κύρια πλεονεκτήματα πίσω από το γεγονός ότι το πρωτόκολλο επικοινωνίας HTTP έχει γίνει ένα από τα πιο δημοφιλή:
- ευελιξία;
- ευκολία εφαρμογής;
- επεκτάσιμο;
- ευρεία υποστήριξη από προμηθευτές λογισμικού.
Έχει επίσης μια σειρά από ελλείψεις που επισημάνθηκαν από ειδικούς:
- αρκετά μεγάλος αριθμός μεμονωμένων μηνυμάτων;
- ακαταλληλότητα για κατανεμημένους υπολογιστές;
- η αδυναμία πλοήγησης στους πόρους που φιλοξενούνται στον διακομιστή.
Σημειώσαμε παραπάνω ότι το εν λόγω πρότυπο επικοινωνίας υποστηρίζεται από τα κύρια λειτουργικά συστήματα χρηστών, καθώς και από κοινά προϊόντα λογισμικού. Ωστόσο, το εύρος αυτού του πρωτοκόλλου είναι πολύ ευρύτερο από την υλοποίηση αλγορίθμων επικοινωνίας σε λύσεις χρηστών. Το πρότυπο HTTP είναι επίσης εφαρμόσιμο στη βιομηχανία, τα συστήματα βιντεοεπιτήρησης και την υποδομή SCADA.
Ένας μεγάλος αριθμός κατασκευαστών, θεωρώντας τα διάφορα πρωτόκολλα επικοινωνίας σε δίκτυα ως βασικά για την κατασκευή μιας υποδομής επικοινωνίας, επιλέγουν το HTTP ως ένα λειτουργικό και αξιόπιστο εργαλείο για την οργάνωση της πρόσβασης σε διάφορους διαδικτυακούς πόρους, τη διαμόρφωση αντικειμένων, τη διαχείριση διαφόρων συσκευών.
Αν μιλάμε συγκεκριμένα για τον κλάδο, τότε το Modbus μπορεί να αποδοθεί στον αριθμό των πιο δημοφιλών πρωτοκόλλων στο αντίστοιχο τμήμα της αγοράς.
Τι είναι το πρωτόκολλο Modbus;
Το σχετικό πρότυπο χρησιμοποιείται κυρίως για τη διασφάλιση της διαλειτουργικότητας μεταξύ διαφόρων στοιχείων εντός της υποδομής αυτοματισμού στο χώρο εργασίας. Σχετικότο πρωτόκολλο μπορεί να είναι σε εκείνες τις ποικιλίες που είναι προσαρμοσμένες στη μετάδοση δεδομένων μέσω ενός συγκεκριμένου τύπου καναλιού επικοινωνίας - ενσύρματο, ασύρματο (με τη σειρά τους, οι πόροι του πρώτου τύπου μπορεί να περιλαμβάνουν χαλκό, καλώδια οπτικών ινών - και ξεχωριστές τροποποιήσεις του εν λόγω πρωτοκόλλου έχουν αναπτυχθεί για αυτούς).
Υπάρχουν εκδόσεις του Mobdus προσαρμοσμένες για μεταφορά δεδομένων μέσω TCP/IP. Μια άλλη δημοφιλής λύση στο βιομηχανικό περιβάλλον είναι το PROFIBUS-FDL.
Τι είναι το πρωτόκολλο PROFIBUS-FDL;
Το υπό εξέταση πρωτόκολλο λειτουργεί εντός του δικτύου PROFIBUS, το οποίο έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο μεταξύ των ευρωπαϊκών βιομηχανικών επιχειρήσεων. Το πρωτότυπό του αναπτύχθηκε από ειδικούς της Siemens και επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές παραγωγής όπου συμμετείχαν ελεγκτές.
Στη συνέχεια, με βάση τις εξελίξεις της γερμανικής εταιρείας, διαμορφώθηκε μια δικτυακή υποδομή, στην οποία συνδυάστηκαν διάφορα τεχνολογικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά σειριακών επικοινωνιών που σχετίζονται με το επίπεδο πεδίου. Το υπό εξέταση πρωτόκολλο δικτύου κατέστησε δυνατή την ενοποίηση διαφόρων τύπων συσκευών αυτοματισμού σε ένα ενιαίο σύστημα παραγωγής. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πρωτόκολλο PROFIBUS-FDL δεν είναι το μόνο που λειτουργεί σε αυτό το βιομηχανικό δίκτυο. Ωστόσο, είναι ομοιόμορφο ως προς τη δυνατότητα εφαρμογής προκειμένου να οργανωθεί η πρόσβαση στο κεντρικό λεωφορείο.
Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, το υπό εξέταση πρωτόκολλο επικοινωνίας συμπληρώνεται από τα ακόλουθα πρότυπα:
-DP;
- PA;
- FMS.
Το πρωτόκολλο PROFIBUS DP χρησιμοποιείται γιαοργάνωση της ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ κορυφαίων βιομηχανικών συσκευών όπως η DP, καθώς και συσκευών στις οποίες υλοποιείται I/O σύμφωνα με ένα κατανεμημένο σχήμα. Ταυτόχρονα, αυτό το πρωτόκολλο επιτρέπει την οργάνωση της ανταλλαγής δεδομένων με υψηλή ταχύτητα. Έχει επίσης σχετικά χαμηλό κόστος εφαρμογής, γεγονός που μπορεί να το κάνει δημοφιλές και στις μικρές επιχειρήσεις.
Το πρότυπο PROFIBUS PA επιτρέπει την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ της υποδομής, η οποία αποτελείται από εξοπλισμό που σχετίζεται με το επίπεδο πεδίου. Αυτό το πρωτόκολλο έχει βελτιστοποιηθεί για τη σύνδεση διαφόρων αισθητήρων και μηχανισμών σε έναν κοινό γραμμικό ή δακτυλιοειδή δίαυλο.
Το πρότυπο PROFIBUS FMS χαρακτηρίζεται από ευελιξία. Προορίζεται κυρίως για την οργάνωση ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ εξαρτημάτων βιομηχανικής υποδομής υψηλής τεχνολογίας - υπολογιστές, προγραμματιστές, ελεγκτές.
Μεταξύ των δυνατών σημείων των πρωτοκόλλων που λειτουργούν στο δίκτυο PROFIBUS είναι το άνοιγμα (δηλαδή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν από κάθε ενδιαφερόμενη βιομηχανική επιχείρηση), ευρέως διαδεδομένο (που διευκολύνει την κλιμάκωση της βιομηχανικής υποδομής κατά την επέκταση των αγορών, το άνοιγμα νέων βιομηχανίες).
CV
Λοιπόν, εξετάσαμε την ουσία των πρωτοκόλλων επικοινωνίας, μελετήσαμε τα χαρακτηριστικά ορισμένων δημοφιλών ποικιλιών των αντίστοιχων προτύπων. Ο κύριος σκοπός τους είναι να διασφαλίζουν τη μετάδοση δεδομένων στο πλαίσιο ενοποιημένων μορφών. Δηλαδή - αυτά που μπορούν να κλιμακωθούν στο πλαίσιο της υποδομής, κατά κανόνα, υπερβαίνουν σημαντικά την κλίμακαατομική επιχείρηση.
Στην πραγματικότητα, μιλάμε για διεθνή πρότυπα: τα σύγχρονα πρωτόκολλα για κυψελοειδείς, ενσύρματες επικοινωνίες Wi-Fi είναι πολύ διαδεδομένα, διαθέσιμα στο κοινό και σχετικά εύκολα κλιμακωτά. Φυσικά, σε ορισμένες περιπτώσεις, ακόμη και σε παγκόσμιες αγορές όπως η παροχή υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας, είναι δυνατή η χρήση περιφερειακών πρωτοκόλλων, αλλά είναι προς το συμφέρον των μεγαλύτερων εμπορικών σημάτων να εφαρμοστούν, εάν αυτό δεν έρχεται σε αντίθεση με τα συμφέροντα των επιχειρήσεων, και σε ορισμένες περιπτώσεις το κράτος, όσο το δυνατόν ενοποιημένα πρότυπα, τα οποία θα ενισχύσουν τις διεθνείς επικοινωνίες.
Υπάρχει μια σειρά από βασικά πρωτόκολλα επικοινωνίας. Στο πλαίσιο του Διαδικτύου, αυτά περιλαμβάνουν HTTP, TCP / IP. Στο τμήμα των υπηρεσιών για την παροχή πρόσβασης στο δίκτυο, το πρότυπο PPP μπορεί να αναφέρεται ως τέτοιο. Εάν ο χρήστης δει ένα μήνυμα που δηλώνει ότι το πρωτόκολλο ελέγχου σύνδεσης PPP έχει τερματιστεί, τότε πιθανότατα ο χρήστης δεν θα έχει πρόσβαση σε διαδικτυακούς πόρους χρησιμοποιώντας είτε HTTP είτε TCP/IP. Έτσι, κάθε πρότυπο έχει μεγάλη σημασία και, επιπλέον, σε πολλές περιπτώσεις είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με άλλα. Εάν ένα πρωτόκολλο διακοπεί από επικοινωνία, τότε υπάρχει πιθανότητα ο χρήστης να μην έχει πρόσβαση σε αυτούς τους πόρους για τους οποίους άλλα πρότυπα είναι υπεύθυνα για την οργάνωση των επικοινωνιών.
Τα πρωτόκολλα επικοινωνίας είναι ένα απαραίτητο εργαλείο για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων τόσο στον τομέα των επικοινωνιών των χρηστών όσο και σε βιομηχανικούς τομείς και τομείς υπηρεσιών. Από την αρμόδια επιλογή ενός συγκεκριμένου προτύπου εξαρτάται η επιτυχία της υλοποίησης της κατάλληλης υποδομής, καθώς και αυτήςαποδοτικότητα - όσον αφορά την αναλογία της απόδοσης του συστήματος και το κόστος της εγκατάστασής του. Έτσι, η έγκαιρη μελέτη των ιδιοτήτων των πρωτοκόλλων δικτύου, η επιλογή του βέλτιστου είναι ένα σημαντικό έργο για τους διαχειριστές επιχειρήσεων που είναι υπεύθυνοι για την υλοποίηση και τον εκσυγχρονισμό της υποδομής επικοινωνίας της εταιρείας.
