Tiek vietinių, tiek pasaulinių kompiuterių tinklų, mobiliųjų ir kitų ryšių paslaugų veikimas apima įvairių ryšio protokolų naudojimą. Kuris iš jų gali būti laikomas labiausiai paplitusiu? Kokia gali būti atitinkamų standartų reikšmė?
Kas yra ryšio protokolai?
Ryšio protokolas yra vieningų instrukcijų sąrašas, nurodantis, kaip tam tikros programinės ar aparatinės įrangos sąsajos turi užtikrinti duomenų perdavimą, pvz., teksto, grafikos, garso ir vaizdo srautus. Atitinkami protokolai yra sukurti daugiausia tam, kad palengvintų įvairių kompiuterių tinklų mastelį. Pavyzdžiui, įdiegus TCP / IP protokolą, buvo galima praktiškai suvienodinti duomenų perdavimą visame pasaulyje, o tai leido kompiuterius prijungti prie pasaulinio interneto tinklo.
Šiuolaikinėje informacinių technologijų rinkoje ryšio kanalų protokolai naudojami įvairiuose komunikacijos sąsajų įgyvendinimo lygiuose. Jie nuolat tobulinami ir atnaujinami. Periodiškai, naujasryšių rinkos plėtros specifiką atspindintys protokolai. Įvairūs ryšio protokolai gali būti naudojami tiek buitiniuose, tiek pramoniniuose tinkluose, įdiegtuose remiantis tyrimų centrų infrastruktūra ir kt. Tarp labiausiai paplitusių atitinkamo tipo standartų yra Ethernet, CAN, HART.
Ryšio protokolai naudojami ir mobiliojo ryšio paslaugų srityje. Tarp jų – 3G, 4G, GPRS.
Šie protokolai skiriasi mobiliojo ryšio tinkluose, ypač:
- pagal duomenų perdavimo tarp abonento ir ryšio paslaugų teikėjo greitį;
- pagal dažnių juostas;
– pagal didžiausią ryšio įrenginio atstumą iki bazinės stoties.
Kalbant apie kompiuterių ryšio protokolų klasifikaciją, ji pasižymi gana dideliu sudėtingumo lygiu. Panagrinėkime jo specifiką išsamiau.
Kompiuterių ryšio protokolų klasifikacija
Atitinkamų protokolų klasifikavimas gali būti atliktas naudojant gana daug metodų. Įprasta yra tai, kad komunikacijos standartai gali būti skirstomi į žemesnius ir aukštesnius lygius. Tai apima:
- pritaikyta;
- atstovas;
- sesija;
- transportas;
- tinklas;
- kanalas;
- fizinis.
Panagrinėkime juos išsamiau.
Tinklo taikymo sluoksnisprotokolai
Nagrinėjamas lygis, pagal kurį gali būti klasifikuojamas vienas ar kitas ryšio protokolas, visų pirma susijęs su programomis. Tai reiškia, kad jis užtikrina ryšį tarp tinklo infrastruktūros ir konkrečių vartotojo programų. Šiuolaikinėms internetinėms paslaugoms teikti čia naudojami protokolai, tokie kaip HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent ir daugelis kitų.
Tinklo protokolų reprezentacinis sluoksnis
Atitinkamu lygiu ryšio protokolas apima tam tikrų duomenų atvaizdavimą. Čia galima atlikti vieno protokolo konvertavimo į kitą, kodavimo, failų glaudinimo ir įvairių užklausų tvarkymo procedūras.
Konkrečios programos pateikia tam tikras užklausas tinklui, o po to jos konvertuojamos į serveriui suprantamą kalbą. Toliau užklausa apdorojama. Tada atsakymas iš serverio paverčiamas programai suprantama kalba. Tarp populiarių atitinkamo tipo protokolų yra ASN, FTP, SMTP. Tai taip pat tam tikru mastu gali būti priskirta tiems ir HTTP, FTP.
Ryšio protokolų seanso sluoksnis
Šiame lygyje ryšio protokolas naudojamas konkrečiai operacijai atlikti – pavyzdžiui, sinchronizuoti tam tikras užduotis, sukurti ryšio seansą, siųsti ar gauti failą. Tarp įprastų protokolų, kurie naudojami tokiems tikslams, yra ASP, DLC, SOCKS.
Ryšio protokolų perdavimo sluoksnis
Prie naudojami atitinkami standartaitiesioginis tam tikrų tipų duomenų pristatymas iš vieno tinklo objekto į kitą. Daugeliu atvejų failai čia skirstomi į atskirus elementus – siekiant palengvinti jų perdavimą. Atitinkamo tipo protokolai apima TCP, UDP, RMTP.
Tinklo sluoksnio protokolai
Kitas standartų tipas, pagal kurį gali veikti ryšių sistema, yra tinklo lygmens protokolai. Jie pirmiausia atsakingi už duomenų perdavimo būdus, adresų vertimą, perjungimą, infrastruktūros veiklos kokybės stebėjimą. Tokie protokolai visų pirma apima tą patį TCP / IP, ICMP. DHCP.
Nuorodai sluoksnio protokolai
Šie standartai naudojami pagrindinių tinklo aparatinės įrangos komponentų veikimui užtikrinti. Atitinkami protokolai leidžia sistemai visų pirma patikrinti, ar iš fizinio lygmens gaunamuose duomenyse nėra klaidų. Jei reikia, jie taip pat koreguojami Tarp šių standartų yra bendras PPP ryšio protokolas, tokie algoritmai kaip SLIP, L2F, PROFIBUS. Iš esmės Ethernet taip pat gali būti klasifikuojamas kaip kanalo protokolas.
Fizinio protokolo sluoksnis
Kitas aptariamų standartų veikimo lygis yra fizinis. Čia ryšio protokolas yra įrankis, kuriuo skaitmeninis duomenų srautas perduodamas tiesiogiai – siunčiant signalą kabeliu arba radijo kanalu.
Laidinio perdavimo atveju gali būti naudojami tokie standartai kaip RS-232, xDSL, 100BASE-T. Įprasti belaidžio ryšio protokolai – invisų pirma įdiegta naudojant „Wi-Fi“maršrutizatorius – tuos, kurie yra IEEE 802.11 tipo.
Mūsų tirtą standartų klasifikaciją galima laikyti labai sąlygine. Taigi jo viduje gali būti labai problematiška vieną ar kitą protokolą priskirti konkrečiai kategorijai: dažnai pasitaiko, kad standartas taikomas vienu metu keliais lygiais. Pravartu būtų plačiau panagrinėti populiariausių protokolų šiuolaikinėje informacinių technologijų rinkoje specifiką. Pavyzdžiui, PPP valdymo protokolas (bendravimas – būtent ji yra atitinkamo standarto numatytų algoritmų įtakos objektas).
Kas yra PPP protokolas?
Nagrinėjamas protokolas, kaip minėjome aukščiau, yra susijęs su standartais, skirtais užtikrinti tinklo infrastruktūros veikimą duomenų perdavimo lygmenyje. Jis yra universalus: naudodami atitinkamą protokolą galite įdiegti įrenginio autentifikavimą, naudoti duomenų šifravimo mechanizmą ir, jei reikia, failų glaudinimą.
Nagrinėjamas protokolas užtikrina tinklų, pagrįstų bendrais ryšio ištekliais, pvz., telefono linijomis, korinio ryšio kanalais, veikimą. Jei konkrečioje programoje pasirodo užrašas, nurodantis, kad PPP protokolas buvo nutrauktas dėl ryšio, tai greičiausiai reikš, kad vartotojas negali gauti realios prieigos prie tinklo išteklių, kuriuos teikia jo teikėjas.
Yra keletas atitinkamo standarto variantų – pavyzdžiui, PPPoE, PPPoA. AtŠi nagrinėjamo protokolo struktūra apima kelis standartus: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Kitas šiuolaikinėje IT rinkoje paplitęs protokolas yra
Kas yra HTTP protokolas?
Atitinkamas standartas naudojamas hiperteksto duomenų mainų infrastruktūros veikimui užtikrinti – bendrais atvejais tarp kompiuterių ir serverių internete. Nurodo pagrindinius protokolus, užtikrinančius pasaulinio žiniatinklio veikimą. Pagal numatytuosius nustatymus jį palaiko dauguma šiuolaikinių komunikacijos programinės įrangos įrankių įprastose operacinėse sistemose. Jis yra stabilus – sunku įsivaizduoti situaciją, kai vartotojo ekrane pasirodo pranešimas iš HTTP programos kaip „protokolas buvo nutrauktas dėl PPP ryšio“. Kraštutiniu atveju – jei dėl kokių nors priežasčių nėra įrankių, leidžiančių įjungti HTTP standartą, galite naudoti, pavyzdžiui, FTP protokolą failams perkelti internetu, nors daugeliu atvejų jo naudojimas gali būti ne pats optimaliausias sprendimas.
Aptariamas standartas apima duomenų perkėlimą iš kliento būsenos aparatinės ir programinės įrangos objekto į serverį ir atvirkščiai. Pirmasis siunčia užklausas antrajam, o pastarasis į juos atsako pagal nustatytą algoritmą. Yra keletas nagrinėjamo protokolo atmainų: pavyzdžiui, HTTPS, HTTP-NG. Pagrindiniai pranašumai, slypintys tuo, kad HTTP ryšio protokolas tapo vienu populiariausių:
- universalumas;
- įgyvendinimo paprastumas;
- išplečiama;
– platus programinės įrangos pardavėjų palaikymas.
Jis taip pat turi keletą trūkumų, kuriuos pabrėžė ekspertai:
- gana daug atskirų žinučių;
- netinkamas paskirstytam skaičiavimui;
– nesugebėjimas naršyti per serveryje esančius išteklius.
Aukščiau pažymėjome, kad aptariamąjį ryšio standartą palaiko pagrindinės vartotojo operacinės sistemos, taip pat įprasti programinės įrangos produktai. Tačiau šio protokolo taikymo sritis yra daug platesnė nei komunikacijos algoritmų įgyvendinimas vartotojo sprendimuose. HTTP standartas taip pat taikomas pramonėje, vaizdo stebėjimo sistemose ir SCADA infrastruktūroje.
Daugelis gamintojų, laikydami įvairius ryšio protokolus tinkluose kaip pagrindinius komunikacijos infrastruktūros kūrimo veiksnius, renkasi HTTP kaip funkcionalų ir patikimą įrankį, leidžiantį organizuoti prieigą prie įvairių interneto išteklių, konfigūruoti objektus, valdyti įvairius įrenginius.
Jei kalbėtume konkrečiai apie pramonę, tai Modbus galima priskirti populiariausių protokolų skaičiui atitinkamame rinkos segmente.
Kas yra Modbus protokolas?
Atitinkamas standartas daugiausia naudojamas siekiant užtikrinti įvairių darbo vietos automatizavimo infrastruktūros elementų sąveiką. Aktualusprotokolas gali būti tų variantų, kurie pritaikyti duomenų perdavimui tam tikro tipo ryšio kanalu – laidiniu, belaidžiu (savo ruožtu, pirmojo tipo ištekliai gali būti variniai, šviesolaidiniai kabeliai – ir atskiros aptariamo protokolo modifikacijos buvo sukurti jiems).
Yra Mobdus versijos, pritaikytos perduoti duomenis per TCP/IP. Kitas populiarus sprendimas pramoninėje aplinkoje yra PROFIBUS-FDL.
Kas yra PROFIBUS-FDL protokolas?
Nagrinėjamas protokolas veikia PROFIBUS tinkle, kuris plačiai paplito tarp Europos pramonės įmonių. Jo prototipą sukūrė Siemens specialistai ir jis turėjo būti naudojamas gamybos srityse, kuriose buvo naudojami valdikliai.
Vėliau, remiantis vokiečių korporacijos raida, buvo suformuota tinklo infrastruktūra, kurioje buvo sujungtos įvairios technologinės ir funkcinės nuosekliųjų komunikacijų savybės, susijusios su lauko lygiu. Nagrinėjamas tinklo protokolas leido integruoti įvairių tipų automatikos įrenginius į vieną gamybos sistemą. Verta paminėti, kad šiame pramoniniame tinkle veikia ne vienintelis protokolas PROFIBUS-FDL. Tačiau jis yra vienodas, kad būtų galima organizuoti prieigą prie pagrindinio autobuso.
Vienaip ar kitaip nagrinėjamas ryšio protokolas yra papildytas šiais standartais:
-DP;
- PA;
- FMS.
Protokolas PROFIBUS DP naudojamasduomenų mainų tarp pirmaujančių pramoninių įrenginių, tokių kaip DP, organizavimas, taip pat įrenginių, kuriuose I / O yra įdiegtas pagal paskirstytą schemą. Tuo pačiu metu šis protokolas leidžia organizuoti duomenų mainus dideliu greičiu. Be to, jo diegimo kaina yra palyginti nedidelė, todėl jis gali būti populiarus ir mažose įmonėse.
PROFIBUS PA standartas leidžia keistis duomenimis tarp infrastruktūros, kurią sudaro su lauko lygiu susijusi įranga. Šis protokolas optimizuotas įvairiems jutikliams ir mechanizmams prijungti prie bendros linijinės arba žiedinės magistralės.
PROFIBUS FMS standartas pasižymi universalumu. Jis pirmiausia skirtas organizuoti duomenų mainus tarp aukštųjų technologijų pramonės infrastruktūros komponentų – kompiuterių, programuotojų, valdiklių.
Tarp PROFIBUS tinkle veikiančių protokolų stipriųjų pusių yra atvirumas (tai yra, jais gali naudotis bet kurios suinteresuotos pramonės įmonės), paplitimas (dėl to lengviau išplėsti pramonės infrastruktūrą plečiant rinkas, atveriant naujas pramonės šakos).
CV
Taigi, mes apsvarstėme ryšio protokolų esmę, ištyrėme kai kurių populiarių atitinkamų standartų atmainų ypatybes. Jų pagrindinis tikslas – užtikrinti duomenų perdavimą vieningų formatų rėmuose. Tai yra - tie, kuriuos galima pakeisti infrastruktūros ribose, kaip taisyklė, žymiai viršijant mastąindividuali įmonė.
Tiesą sakant, mes kalbame apie tarptautinius standartus: šiuolaikiniai korinio, laidinio ir Wi-Fi ryšio protokolai yra labai plačiai paplitę, viešai prieinami ir gana lengvai keičiami. Žinoma, kai kuriais atvejais net ir tokiose pasaulinėse rinkose, kaip korinio ryšio paslaugų teikimas, galima naudoti regioninius protokolus, tačiau didžiausių prekių ženklų interesus yra diegti, jei tai neprieštarauja verslo interesams, o kai kuriais atvejais ir valstybės, kiek įmanoma vieningesni standartai, kurie pagerins tarptautinius ryšius.
Yra keletas pagrindinių ryšio protokolų. Interneto kontekste tai apima HTTP, TCP / IP. Prieigos prie tinklo suteikimo paslaugų segmente PPP standartas gali būti vadinamas tokiu. Jei vartotojas mato pranešimą, kad PPP nuorodos valdymo protokolas buvo nutrauktas, greičiausiai vartotojas negalės pasiekti internetinių išteklių naudodamas HTTP arba TCP/IP. Taigi kiekvienas standartas yra labai svarbus ir, be to, daugeliu atvejų yra neatsiejamai susijęs su kitais. Jei vienas protokolas nutrūksta dėl ryšio, yra tikimybė, kad vartotojas negalės pasiekti tų išteklių, už kuriuos kiti standartai atsakingi už ryšių organizavimą.
Ryšio protokolai yra nepakeičiamas įrankis sprendžiant sudėtingas problemas tiek vartotojų komunikacijos, tiek pramonės ir paslaugų srityse. Nuo kompetentingo konkretaus standarto pasirinkimo priklauso tinkamos infrastruktūros diegimo sėkmė, taip pat josefektyvumas – pagal sistemos našumo ir jos įrengimo kainos santykį. Taigi ankstyvas tinklo protokolų savybių tyrimas, optimalaus parinkimas yra svarbi užduotis įmonių vadovams, atsakingiems už įmonės komunikacijos infrastruktūros diegimą ir modernizavimą.
