Mind a helyi, mind a globális számítógépes hálózatok, a mobil és egyéb kommunikációs szolgáltatások működése magában foglalja a különféle kommunikációs protokollok használatát. Melyik tekinthető közülük a leggyakoribbnak? Mi lehet a vonatkozó szabványok jelentősége?
Mik azok a kommunikációs protokollok?
A kommunikációs protokoll olyan egységes utasítások listája, amelyek meghatározzák, hogy bizonyos szoftveres vagy hardveres interfészek hogyan biztosítsák az adatátvitelt – például szöveg, grafika, hang- és videofolyamok. A megfelelő protokollok elsősorban a különféle számítógépes hálózatok méretezésének megkönnyítésére készülnek. Például a TCP / IP protokoll bevezetése lehetővé tette az adatátvitel virtuális egységesítését az egész világon, ami lehetővé tette a számítógépek csatlakoztatását a globális Internet hálózathoz.
A modern információs technológiai piacon a kommunikációs csatorna protokollokat a kommunikációs interfészek megvalósításának különböző szintjein használják. Folyamatosan javítják és frissítik őket. Időnként, úja kommunikációs piac fejlődésének sajátosságait tükröző protokollok. Különféle kommunikációs protokollok használhatók mind a hazai, mind az ipari hálózatokban, amelyek a kutatóközpontok infrastruktúrája, stb. alapján valósulnak meg. A megfelelő típusú szabványok közül a leggyakoribb az Ethernet, CAN, HART.
A kommunikációs protokollok használata a mobilkommunikációs szolgáltatások területén is megvalósul. Ezek közül - 3G, 4G, GPRS.
Ezek a protokollok mobilhálózatonként változnak, különösen:
- az előfizető és a kommunikációs szolgáltató közötti adatátvitel sebességétől függően;
- frekvenciasávok szerint;
- a kommunikációs eszköz és a bázisállomás közötti maximális távolság szempontjából.
Ami a számítógépes kommunikációs protokollok osztályozását illeti, azt meglehetősen magas szintű összetettség jellemzi. Tekintsük részletesebben a sajátosságait.
Számítógépes kommunikációs protokollok osztályozása
A releváns protokollok osztályozása meglehetősen nagy számú megközelítéssel elvégezhető. Egy közös az, hogy a kommunikációs szabványok alacsonyabb és magasabb szintekre oszthatók. Ezek a következők:
- alkalmazva;
- képviselő;
- munkamenet;
- közlekedés;
- hálózat;
- csatorna;
- fizikai.
Tanulmányozzuk őket részletesebben.
A hálózat alkalmazási rétegeprotokollok
A vizsgált szint, amelyen belül egyik vagy másik kommunikációs protokoll besorolható, elsősorban az alkalmazásokra vonatkozik. Vagyis kommunikációt biztosít a hálózati infrastruktúra és a meghatározott felhasználói programok között. Itt olyan protokollokat használnak, mint a HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent és sok más a modern online szolgáltatások biztosítására.
A hálózati protokollok reprezentatív rétege
A megfelelő szinten a kommunikációs protokoll magában foglalja bizonyos adatok megjelenítését. Itt az egyik protokoll másikká konvertálására, a kódolására, a fájltömörítésre és a különféle kérések kezelésére vonatkozó eljárások hajthatók végre.
Az egyes alkalmazások bizonyos kéréseket küldenek a hálózatnak, majd azokat a szerver számára érthető nyelvre konvertálják. Ezután a kérelem feldolgozásra kerül. A szerver válaszát ezután az alkalmazás által megértett nyelvre konvertálják. A megfelelő típusú népszerű protokollok közé tartozik az ASN, FTP, SMTP. Bizonyos mértékig ezeknek és a HTTP-nek, FTP-nek is betudható.
Kommunikációs protokollok munkamenet rétege
Ezen a szinten a kommunikációs protokoll egy adott művelet végrehajtására szolgál – például bizonyos feladatok szinkronizálására, kommunikációs munkamenet létrehozására, fájl küldésére vagy fogadására. Az ilyen célokra használt általános protokollok közé tartozik az ASP, a DLC, a SOCKS.
Kommunikációs protokollok szállítási rétege
A megfelelő típusú szabványokat használjákbizonyos típusú adatok közvetlen szállítása egyik hálózati objektumról a másikra. A fájlok itt sok esetben külön elemekre vannak osztva - az átvitel megkönnyítése érdekében. A megfelelő típusú protokollok közé tartozik a TCP, UDP, RMTP.
Hálózati réteg protokollok
A következő típusú szabványok, amelyek alapján a kommunikációs rendszer működhet, a hálózati rétegbeli protokollok. Elsősorban az adatátviteli módokért, a címfordításért, a kapcsolásért, az infrastruktúra működési minőségének felügyeletéért felelnek. Az ilyen protokollok közé tartozik különösen ugyanaz a TCP / IP, ICMP. DHCP.
Link rétegprotokollok
Ezek a szabványok a hálózat kulcsfontosságú hardverelemeinek működésének biztosítására szolgálnak. A megfelelő protokollok lehetővé teszik a rendszer számára, hogy mindenekelőtt a fizikai rétegből érkező adatokat ellenőrizze, hogy vannak-e hibák. Szükség esetén ezeket is módosítják, ezek közé tartozik a közös PPP kommunikációs protokoll, olyan algoritmusok, mint a SLIP, L2F, PROFIBUS. Elvileg az Ethernet is besorolható csatornaprotokollként.
Fizikai protokollréteg
A kérdéses szabványok következő működési szintje a fizikai. Itt a kommunikációs protokoll egy olyan eszköz, amellyel a digitális adatfolyamot közvetlenül továbbítják – kábelen vagy rádiócsatornán keresztül jelet küldve.
Vezetékes átvitel esetén olyan szabványok használhatók, mint az RS-232, xDSL, 100BASE-T. Közös vezeték nélküli kommunikációs protokollok – bekülönösen Wi-Fi routerekkel valósítva meg – olyanokkal, amelyek IEEE 802.11 típusúak.
A szabványok általunk vizsgált osztályozása nagyon feltételesnek tekinthető. Így azon belül nagyon problémás lehet egy-egy protokollt egy-egy kategóriához rendelni: gyakran előfordul, hogy a szabványt egyszerre több szinten alkalmazzák. Hasznos lenne részletesebben megvizsgálni a modern információs technológiai piacon legnépszerűbb protokollok sajátosságait. Ilyen például a PPP vezérlőprotokoll (kommunikáció - ő az, aki a megfelelő szabvány által előírt algoritmusok befolyásának tárgya).
Mi az a PPP protokoll?
A szóban forgó protokoll, amint azt fentebb megjegyeztük, olyan szabványokra vonatkozik, amelyek célja a hálózati infrastruktúra működésének biztosítása az adatkapcsolati rétegben. Univerzális: a megfelelő protokoll használatával eszközhitelesítést, adattitkosítási mechanizmust és szükség esetén fájltömörítést is megvalósíthat.
A vizsgált protokoll közös kommunikációs erőforrásokon – például telefonvonalakon, cellás kommunikációs csatornákon – alapuló hálózatok működését biztosítja. Ha egy adott programban egy felirat jelenik meg, amely szerint a PPP protokollt megszakította a kommunikáció, akkor ez nagy valószínűséggel azt jelenti, hogy a felhasználó nem tud ténylegesen hozzáférni a szolgáltatója által biztosított hálózati erőforrásokhoz.
A megfelelő szabványnak számos változata létezik – például PPPoE, PPPoA. Nál nélA szóban forgó protokollnak ez a felépítése több szabványt tartalmaz: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Egy másik gyakori protokoll a modern IT-piacon a
Mi az a HTTP protokoll?
A megfelelő szabvány a hipertext adatcsere infrastruktúra működésének biztosítására szolgál - általános esetben számítógépek és szerverek között az interneten. Azokra az alapvető protokollokra utal, amelyek biztosítják a World Wide Web működését. Alapértelmezés szerint a legtöbb modern kommunikációs szoftver támogatja az általános operációs rendszereken. Stabil – nehéz elképzelni olyan helyzetet, amikor egy HTTP-programtól származó üzenet jelenik meg a felhasználó képernyőjén, például „a protokollt megszakította a PPP kapcsolat”. Végső megoldásként - ha valamilyen oknál fogva nem állnak rendelkezésre a HTTP szabványt lehetővé tévő eszközök, akkor például az FTP protokollt használhatja a fájlok online átvitelére, bár sok esetben ennek használata nem a legoptimálisabb megoldás.
A szóban forgó szabvány magában foglalja az adatok átvitelét egy hardver-szoftver objektumról kliens állapotában a szerverre és fordítva. Az első kéréseket küld a másodiknak, az utóbbi pedig válaszol rájuk a megállapított algoritmus szerint. A szóban forgó protokollnak többféle változata létezik: például HTTPS, HTTP-NG. A HTTP kommunikációs protokoll egyik legnépszerűbb előnye:
- sokoldalúság;
- egyszerű megvalósítás;
- bővíthető;
- széles körű támogatás a szoftvergyártóktól.
Számos hiányossága is van, amelyeket a szakértők kiemeltek:
- elég nagy számú egyedi üzenet;
- alkalmatlanság elosztott számítástechnikára;
– képtelenség navigálni a szerveren tárolt erőforrások között.
Fentebb megjegyeztük, hogy a szóban forgó kommunikációs szabványt a fő felhasználói operációs rendszerek, valamint a szokásos szoftvertermékek támogatják. Ennek a protokollnak a hatóköre azonban sokkal szélesebb, mint a felhasználói megoldásokon belüli kommunikációs algoritmusok megvalósítása. A HTTP szabvány az iparban, a videó megfigyelő rendszerekben és a SCADA infrastruktúrában is alkalmazható.
Számos gyártó, akik a hálózatokban a különféle kommunikációs protokollokat alapvetőnek tartják a kommunikációs infrastruktúra kiépítéséhez, a HTTP-t választják funkcionális és megbízható eszközként a különféle online erőforrásokhoz való hozzáférés megszervezéséhez, objektumok konfigurálásához és különféle eszközök kezeléséhez.
Ha konkrétan az iparágról beszélünk, akkor a Modbus a megfelelő piaci szegmens legnépszerűbb protokolljainak számához köthető.
Mi a Modbus protokoll?
A vonatkozó szabvány elsősorban a munkahelyi automatizálási infrastruktúra különböző elemei közötti interoperabilitás biztosítására szolgál. Ide vonatkozóa protokoll lehet azokban a változatokban, amelyek egy adott típusú kommunikációs csatornán - vezetékes, vezeték nélküli - adatátvitelre alkalmasak (az első típus erőforrásai lehetnek réz, optikai kábelek - és a szóban forgó protokoll külön módosításai számukra lett kifejlesztve).
A Mobdusnak vannak olyan verziói, amelyek alkalmasak TCP/IP-n keresztüli adatátvitelre. Egy másik népszerű megoldás az ipari környezetben a PROFIBUS-FDL.
Mi az a PROFIBUS-FDL protokoll?
A vizsgált protokoll az európai ipari vállalkozások körében elterjedt PROFIBUS hálózaton belül működik. Prototípusát a Siemens szakemberei fejlesztették ki, és olyan gyártási területeken kellett volna használni, ahol vezérlőket is bevontak.
Ezt követően a német vállalat fejlesztései alapján kialakult egy hálózati infrastruktúra, melyben a soros kommunikáció terepi szinthez kapcsolódó különféle technológiai és funkcionális jellemzői egyesültek. A vizsgált hálózati protokoll lehetővé tette különféle típusú automatizálási eszközök integrálását egyetlen termelési rendszerbe. Érdemes megjegyezni, hogy nem a PROFIBUS-FDL protokoll az egyetlen, amely ezen az ipari hálózaton működik. Alkalmazhatóságát tekintve azonban egységes a főbuszhoz való hozzáférés megszervezése érdekében.
A szóban forgó kommunikációs protokollt így vagy úgy a következő szabványok egészítik ki:
-DP;
- PA;
- FMS.
A PROFIBUS DP protokoll használatosadatcsere megszervezése vezető ipari eszközök, például DP, valamint olyan eszközök között, amelyeken az I / O elosztott séma szerint van megvalósítva. Ugyanakkor ez a protokoll lehetővé teszi az adatcsere nagy sebességű megszervezését. Ezenkívül viszonylag alacsony a megvalósítási költsége, ami népszerűvé teheti a kisvállalkozások körében is.
A PROFIBUS PA szabvány lehetővé teszi a terepi szinthez kapcsolódó berendezésekből álló infrastruktúra közötti adatcserét. Ez a protokoll különféle érzékelők és mechanizmusok közös lineáris vagy gyűrűs buszra történő csatlakoztatására van optimalizálva.
A PROFIBUS FMS szabványt a sokoldalúság jellemzi. Elsősorban a csúcstechnológiás ipari infrastruktúra összetevői - számítógépek, programozók, vezérlők - közötti adatcsere megszervezésére szolgál.
A PROFIBUS hálózatban működő protokollok erősségei közé tartozik a nyitottság (azaz bármely érdeklődő ipari vállalkozás számára használható), a széleskörű elterjedtség (ami megkönnyíti az ipari infrastruktúra méretezését a piacok bővülésekor, újak nyitásakor iparágak).
CV
Tehát megvizsgáltuk a kommunikációs protokollok lényegét, tanulmányoztuk a megfelelő szabványok néhány népszerű változatának jellemzőit. Fő céljuk az adattovábbítás egységes formátumok keretében történő biztosítása. Azaz - azok, amelyek az infrastruktúra keretein belül méretezhetők, általában jelentősen meghaladják a skálátegyéni vállalkozás.
Valójában nemzetközi szabványokról beszélünk: a cellás, vezetékes és Wi-Fi kommunikáció modern protokolljai nagyon elterjedtek, nyilvánosan elérhetők és viszonylag könnyen méretezhetők. Természetesen bizonyos esetekben még az olyan globális piacokon is, mint a mobilszolgáltatások nyújtása, lehetőség van regionális protokollok alkalmazására, de a legnagyobb márkák érdeke a megvalósítás, ha ez nem mond ellent az üzleti érdekeknek, és bizonyos esetekben az állam, a lehető legegységesebb szabványok, amelyek javítják a nemzetközi kommunikációt.
Számos alapvető kommunikációs protokoll létezik. Az Internet összefüggésében ezek közé tartozik a HTTP, TCP / IP. A hálózathoz való hozzáférést biztosító szolgáltatások szegmensében a PPP szabvány így nevezhető. Ha a felhasználó egy üzenetet lát arról, hogy a PPP kapcsolatvezérlő protokoll megszakadt, akkor a felhasználó valószínűleg nem tud hozzáférni az online erőforrásokhoz sem HTTP, sem TCP/IP használatával. Így minden szabvány nagy jelentőséggel bír, ráadásul sok esetben elválaszthatatlanul összefügg másokkal. Ha az egyik protokollt megszakítja a kommunikáció, akkor előfordulhat, hogy a felhasználó nem fogja tudni elérni azokat az erőforrásokat, amelyekért más szabványok felelősek a kommunikáció megszervezéséért.
A kommunikációs protokollok nélkülözhetetlen eszközei komplex problémák megoldásának mind a felhasználói kommunikáció területén, mind az ipari és szolgáltatási területeken. Egy adott szabvány kompetens megválasztásától függ a megfelelő infrastruktúra megvalósításának sikere, valamint annakhatékonyság - a rendszer teljesítményének és a telepítés költségeinek arányában. Így a hálózati protokollok tulajdonságainak korai tanulmányozása, az optimális kiválasztása fontos feladat a vállalat kommunikációs infrastruktúrájának megvalósításáért és korszerűsítéséért felelős vállalatvezetők számára.
