Funktionen af både lokale og globale computernetværk, mobile og andre kommunikationstjenester involverer brugen af forskellige kommunikationsprotokoller. Hvilken af dem kan betragtes som den mest almindelige? Hvilken betydning kan de relevante standarder have?
Hvad er kommunikationsprotokoller?
En kommunikationsprotokol er en liste over ensartede instruktioner, der fastlægger, hvordan visse software- eller hardwaregrænseflader skal levere dataoverførsel - for eksempel tekst-, grafik-, lyd- og videostreams. Tilsvarende protokoller oprettes hovedsageligt for at lette skaleringen af forskellige computernetværk. For eksempel gjorde introduktionen af TCP/IP-protokollen det muligt at forene datatransmission virtuelt rundt om i verden, hvilket gjorde det muligt at forbinde computere til det globale internetnetværk.
På det moderne informationsteknologimarked bruges kommunikationskanalprotokoller på forskellige niveauer af implementering af kommunikationsgrænseflader. De bliver konstant forbedret og opdateret. Periodisk, nytprotokoller, der afspejler de særlige forhold i udviklingen af kommunikationsmarkedet. Forskellige kommunikationsprotokoller kan bruges i både indenlandske og industrielle netværk implementeret på basis af forskningscentres infrastruktur osv. Blandt de mest almindelige standarder af den tilsvarende type er Ethernet, CAN, HART.
Brugen af kommunikationsprotokoller udføres også inden for mobile kommunikationstjenester. Blandt disse - 3G, 4G, GPRS.
Disse protokoller varierer på tværs af mobilnetværk, især:
- i henhold til hastigheden af dataoverførsel mellem abonnenten og kommunikationstjenesteudbyderen;
- efter frekvensbånd;
- i forhold til kommunikationsenhedens maksimale afstand til basestationen.
Hvad angår klassificeringen af computerkommunikationsprotokoller, er den karakteriseret ved et ret højt niveau af kompleksitet. Lad os overveje dets detaljer mere detaljeret.
Klassificering af computerkommunikationsprotokoller
Klassificering af relevante protokoller kan udføres ved hjælp af et ret stort antal tilgange. En fælles er, at kommunikationsstandarder kan opdeles i lavere og højere niveauer. Disse omfatter:
- anvendt;
- repræsentant;
- session;
- transport;
- netværk;
- kanal;
- fysisk.
Lad os studere dem mere detaljeret.
Netværkets applikationslagprotokoller
Det undersøgte niveau, inden for hvilket en eller anden kommunikationsprotokol kan klassificeres, refererer primært til applikationer. Det vil sige, at det giver kommunikation mellem netværksinfrastrukturen og specifikke brugerprogrammer. Protokoller såsom HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent og mange andre bruges her til at levere moderne onlinetjenester.
Repræsentativt lag af netværksprotokoller
På det passende niveau involverer kommunikationsprotokollen repræsentation af visse data. Her kan procedurer for konvertering af en protokol til en anden, kodning, filkomprimering og håndtering af forskellige anmodninger udføres.
Specifikke applikationer sender visse anmodninger til netværket, hvorefter de konverteres til et sprog, der er forståeligt for serveren. Derefter behandles anmodningen. Svaret fra serveren konverteres derefter til et sprog, som applikationen forstår. Blandt de populære protokoller af den tilsvarende type er ASN, FTP, SMTP. Det kan også til en vis grad tilskrives dem og HTTP, FTP.
Sessionslag af kommunikationsprotokoller
På dette niveau bruges kommunikationsprotokollen til at udføre en specifik handling - for eksempel synkronisering af bestemte opgaver, oprettelse af en kommunikationssession, afsendelse eller modtagelse af en fil. Blandt de almindelige protokoller, der bruges til sådanne formål, er ASP, DLC, SOCKS.
Transportlag af kommunikationsprotokoller
Den passende type standarder er vant tildirekte levering af bestemte typer data fra et netværksobjekt til et andet. I mange tilfælde er filer her opdelt i separate elementer - for at lette deres overførsel. Protokoller af den tilsvarende type omfatter TCP, UDP, RMTP.
Netværkslagsprotokoller
Den næste type standarder, som et kommunikationssystem kan fungere på, er netværkslagsprotokoller. De er primært ansvarlige for datatransmissionsmetoder, adresseoversættelse, switching, overvågning af kvaliteten af infrastrukturdriften. Sådanne protokoller inkluderer især den samme TCP/IP, ICMP. DHCP.
Linklagsprotokoller
Disse standarder bruges til at sikre driften af vigtige hardwarekomponenter i netværket. Passende protokoller gør det muligt for systemet først og fremmest at kontrollere de data, der kommer fra det fysiske lag, for fejl. Om nødvendigt justeres de også. Blandt disse standarder er den almindelige PPP kommunikationsprotokol, algoritmer som SLIP, L2F, PROFIBUS. I princippet kan Ethernet også klassificeres som en kanalprotokol.
Fysisk protokollag
Det næste handlingsniveau for de pågældende standarder er fysisk. Her er en kommunikationsprotokol et værktøj, hvormed en digital datastrøm transmitteres direkte - ved at sende et signal over et kabel eller over en radiokanal.
I tilfælde af kablet transmission kan standarder som RS-232, xDSL, 100BASE-T bruges. Fælles trådløse kommunikationsprotokoller - inisær implementeret ved hjælp af Wi-Fi-routere - dem, der er af IEEE 802.11-typen.
Klassificeringen af standarder, vi undersøgte, kan betragtes som meget betinget. Så inden for det kan det være meget problematisk at tilskrive en eller anden protokol til en bestemt kategori: Det sker ofte, at standarden anvendes på flere niveauer på én gang. Det ville være nyttigt at overveje nærmere detaljerne i de mest populære protokoller på det moderne informationsteknologimarked. Som for eksempel PPP-kontrolprotokollen (kommunikation - det er hende, der er genstand for påvirkning af de algoritmer, der er tilvejebragt af den tilsvarende standard).
Hvad er PPP-protokol?
Den undersøgte protokol henviser, som vi bemærkede ovenfor, til standarder, der er designet til at sikre, at netværksinfrastrukturen fungerer på datalinklaget. Den er universel: ved at bruge den passende protokol kan du implementere enhedsgodkendelse, bruge en datakrypteringsmekanisme og om nødvendigt filkomprimering.
Protokollen under overvejelse sikrer, at netværk fungerer baseret på fælles kommunikationsressourcer - såsom telefonlinjer, cellulære kommunikationskanaler. Hvis der i et bestemt program dukker en inskription op, der angiver, at PPP-protokollen blev afbrudt af kommunikation, så vil dette højst sandsynligt betyde, at brugeren ikke kan få faktisk adgang til netværksressourcer, som leveres af hans udbyder.
Der er flere varianter af den tilsvarende standard - for eksempel PPPoE, PPPoA. PåDenne struktur af den pågældende protokol omfatter flere standarder: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. En anden almindelig protokol på det moderne it-marked er
Hvad er
Den tilsvarende standard bruges til at sikre driften af hypertekstdataudvekslingsinfrastrukturen - i det generelle tilfælde mellem computere og servere på internettet. Henviser til de grundlæggende protokoller, der sikrer driften af World Wide Web. Det understøttes som standard af de fleste moderne kommunikationssoftwareværktøjer på almindelige operativsystemer. Det er stabilt - det er svært at forestille sig en situation, hvor en besked fra et HTTP-program dukker op på brugerens skærm som "protokollen blev afbrudt af PPP-forbindelsen." Som en sidste udvej - hvis værktøjerne til at aktivere HTTP-standarden af en eller anden grund ikke er tilgængelige, kan du bruge f.eks. FTP-protokollen til at overføre filer online, selvom brugen af den i mange tilfælde måske ikke er den mest optimale løsning.
Den pågældende standard involverer overførsel af data fra et hardware-softwareobjekt i status som en klient til en server og omvendt. Den første sender anmodninger til den anden, og sidstnævnte besvarer dem i henhold til den etablerede algoritme. Der er flere varianter af den pågældende protokol: for eksempel HTTPS, HTTP-NG. De vigtigste fordele bag det faktum, at HTTP-kommunikationsprotokollen er blevet en af de mest populære:
- alsidighed;
- nem implementering;
- kan udvides;
- bred support fra softwareleverandører.
Han har også en række mangler fremhævet af eksperter:
- et ret stort antal individuelle beskeder;
- uegnet til distribueret databehandling;
- manglende evne til at navigere gennem de ressourcer, der er hostet på serveren.
Vi bemærkede ovenfor, at den pågældende kommunikationsstandard understøttes af de vigtigste brugeroperativsystemer såvel som almindelige softwareprodukter. Omfanget af denne protokol er dog meget bredere end implementeringen af kommunikationsalgoritmer inden for brugerløsninger. HTTP-standarden er også anvendelig i industrien, videoovervågningssystemer og SCADA-infrastruktur.
En lang række producenter, der betragter forskellige kommunikationsprotokoller i netværk som grundlæggende for opbygning af en kommunikationsinfrastruktur, vælger HTTP som et funktionelt og pålideligt værktøj til at organisere adgang til forskellige onlineressourcer, konfigurere objekter, administrere forskellige enheder.
Hvis vi taler specifikt om industrien, så kan Modbus tilskrives antallet af de mest populære protokoller i det tilsvarende markedssegment.
Hvad er Modbus-protokollen?
Den relevante standard bruges hovedsageligt til at sikre interoperabilitet mellem forskellige elementer inden for automationsinfrastrukturen på arbejdspladsen. Relevantprotokollen kan være i de varianter, der er tilpasset til datatransmission over en bestemt type kommunikationskanal - kablet, trådløs (til gengæld kan ressourcerne af den første type omfatte kobber, fiberoptiske kabler - og separate modifikationer af den pågældende protokol er udviklet til dem).
Der er versioner af Mobdus tilpasset til at overføre data over TCP/IP. En anden populær løsning i det industrielle miljø er PROFIBUS-FDL.
Hvad er PROFIBUS-FDL-protokollen?
Den undersøgte protokol fungerer inden for PROFIBUS-netværket, som er blevet udbredt blandt europæiske industrivirksomheder. Dens prototype blev udviklet af Siemens-specialister og skulle bruges i produktionsområder, hvor controllere var involveret.
Efterfølgende, på grundlag af udviklingen i det tyske selskab, blev der dannet en netværksinfrastruktur, hvori forskellige teknologiske og funktionelle funktioner i seriel kommunikation relateret til feltniveauet blev kombineret. Den undersøgte netværksprotokol gjorde det muligt at integrere forskellige typer automationsenheder i et enkelt produktionssystem. Det er værd at bemærke, at PROFIBUS-FDL-protokollen ikke er den eneste, der fungerer på dette industrielle netværk. Den er dog ensartet med hensyn til anvendelighed for at organisere adgangen til hovedbussen.
På den ene eller anden måde er den undersøgte kommunikationsprotokol suppleret med følgende standarder:
-DP;
- PA;
- FMS.
PROFIBUS DP-protokollen bruges tilorganisering af dataudveksling mellem førende industrielle enheder såsom DP, samt enheder, hvorpå I/O er implementeret i henhold til et distribueret skema. Samtidig tillader denne protokol at organisere dataudveksling med høj hastighed. Det har også relativt lave omkostninger ved implementering, hvilket kan gøre det populært blandt små virksomheder også.
PROFIBUS PA-standarden gør det muligt at udveksle data mellem infrastrukturen, som består af udstyr relateret til feltniveauet. Denne protokol er optimeret til at forbinde forskellige sensorer og mekanismer til en fælles lineær bus eller ringbus.
PROFIBUS FMS-standarden er kendetegnet ved alsidighed. Det er primært beregnet til at organisere dataudveksling mellem højteknologiske industrielle infrastrukturkomponenter - computere, programmører, controllere.
Blandt styrkerne ved de protokoller, der opererer i PROFIBUS-netværket, er åbenhed (det vil sige, at de kan bruges af alle interesserede industrivirksomheder), der er udbredt (hvilket gør det lettere at skalere den industrielle infrastruktur, når markeder udvides, åbner nye industrier).
CV
Så vi har overvejet essensen af kommunikationsprotokoller, studeret funktionerne i nogle populære varianter af de tilsvarende standarder. Deres hovedformål er at sikre datatransmission inden for rammerne af forenede formater. Det vil sige - dem, der kan skaleres inden for rammerne af infrastrukturen, som norm alt overstiger skalaen væsentligtindividuel virksomhed.
Faktisk taler vi om internationale standarder: moderne protokoller til mobil, kablet, Wi-Fi-kommunikation er meget udbredt, offentligt tilgængelige og relativt nemme at skalere. Selvfølgelig er det i nogle tilfælde, selv på sådanne globale markeder som levering af cellulære tjenester, muligt at bruge regionale protokoller, men det er i de største mærkers interesse at implementere, hvis dette ikke er i modstrid med erhvervslivets interesser, og i nogle tilfælde staten, så ensartede standarder som muligt, hvilket vil forbedre international kommunikation.
Der er en række grundlæggende kommunikationsprotokoller. I forbindelse med internettet omfatter disse HTTP, TCP/IP. I segmentet af tjenester til at give adgang til netværket kan PPP-standarden omtales som sådan. Hvis brugeren ser en meddelelse om, at PPP-linkkontrolprotokollen er blevet afsluttet, vil brugeren højst sandsynligt ikke være i stand til at få adgang til online ressourcer ved hjælp af enten HTTP eller TCP/IP. Hver standard er således af stor betydning og er desuden i mange tilfælde uløseligt forbundet med andre. Hvis en protokol afbrydes af kommunikation, er der en mulighed for, at brugeren ikke vil være i stand til at få adgang til de ressourcer, som andre standarder er ansvarlige for at organisere kommunikationen for.
Kommunikationsprotokoller er et uundværligt værktøj til at løse komplekse problemer både inden for brugerkommunikation og i industri- og serviceområder. Fra det kompetente valg af en specifik standard afhænger af succesen med implementeringen af den passende infrastruktur, såvel som denseffektivitet - i forhold til forholdet mellem systemets ydeevne og omkostningerne ved dets installation. Derfor er tidlig undersøgelse af egenskaberne ved netværksprotokoller, valg af den optimale en vigtig opgave for virksomhedsledere med ansvar for implementering og modernisering af virksomhedens kommunikationsinfrastruktur.
