Delovanje tako lokalnih kot globalnih računalniških omrežij, mobilnih in drugih komunikacijskih storitev vključuje uporabo različnih komunikacijskih protokolov. Katere od njih lahko štejemo za najpogostejše? Kakšen bi lahko bil pomen ustreznih standardov?
Kaj so komunikacijski protokoli?
Komunikacijski protokol je seznam enotnih navodil, ki določajo, kako naj določeni vmesniki programske ali strojne opreme zagotavljajo prenos podatkov – na primer besedilni, grafični, zvočni in video tokovi. Ustrezni protokoli so ustvarjeni predvsem za olajšanje skaliranja različnih računalniških omrežij. Na primer, uvedba protokola TCP/IP je omogočila poenotenje prenosa podatkov praktično po vsem svetu, kar je omogočilo povezavo računalnikov v globalno internetno omrežje.
Na sodobnem trgu informacijske tehnologije se protokoli komunikacijskih kanalov uporabljajo na različnih ravneh implementacije komunikacijskih vmesnikov. Nenehno se izboljšujejo in posodabljajo. Občasno, novoprotokoli, ki odražajo posebnosti razvoja komunikacijskega trga. V domačih in industrijskih omrežjih se lahko uporabljajo različni komunikacijski protokoli, ki se izvajajo na podlagi infrastrukture raziskovalnih centrov itd. Med najpogostejšimi standardi ustrezne vrste so Ethernet, CAN, HART.
Uporaba komunikacijskih protokolov se izvaja tudi na področju mobilnih komunikacijskih storitev. Med temi - 3G, 4G, GPRS.
Ti protokoli se med mobilnimi omrežji razlikujejo, zlasti:
- glede na hitrost prenosa podatkov med naročnikom in ponudnikom komunikacijskih storitev;
- po frekvenčnih pasovih;
- glede na največjo razdaljo komunikacijske naprave do bazne postaje.
Za klasifikacijo računalniških komunikacijskih protokolov je značilna precej visoka stopnja kompleksnosti. Oglejmo si njegove posebnosti podrobneje.
Klasifikacija računalniških komunikacijskih protokolov
Razvrstitev ustreznih protokolov se lahko izvede z uporabo dokaj velikega števila pristopov. Pogosta je, da se komunikacijski standardi lahko razdelijo na nižje in višje ravni. Ti vključujejo:
- uporabljeno;
- predstavnik;
- seja;
- prevoz;
- omrežje;
- kanal;
- fizično.
Preučimo jih podrobneje.
Aplikacijski sloj omrežjaprotokoli
Obravnavana raven, znotraj katere je mogoče razvrstiti en ali drugačen komunikacijski protokol, se nanaša predvsem na aplikacije. To pomeni, da zagotavlja komunikacijo med omrežno infrastrukturo in določenimi uporabniškimi programi. Protokoli, kot so HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent in mnogi drugi, se tukaj uporabljajo za zagotavljanje sodobnih spletnih storitev.
Reprezentativni nivo omrežnih protokolov
Na ustrezni ravni komunikacijski protokol vključuje predstavitev določenih podatkov. Tukaj se lahko izvajajo postopki za pretvorbo enega protokola v drugega, kodiranje, stiskanje datotek in upravljanje različnih zahtev.
Posebne aplikacije pošljejo določene zahteve v omrežje, nato pa se pretvorijo v jezik, ki je razumljiv strežniku. Nato se zahteva obdelava. Odziv strežnika se nato pretvori v jezik, ki ga aplikacija razume. Med priljubljenimi protokoli ustrezne vrste so ASN, FTP, SMTP. Do neke mere je mogoče pripisati tudi tistim in HTTP, FTP.
Sloj seje komunikacijskih protokolov
Na tej ravni se komunikacijski protokol uporablja za izvajanje določene operacije – na primer za sinhronizacijo določenih nalog, ustvarjanje komunikacijske seje, pošiljanje ali prejemanje datoteke. Med običajnimi protokoli, ki se uporabljajo za te namene, so ASP, DLC, SOCKS.
Transportni sloj komunikacijskih protokolov
Navajeni so ustrezni tipi standardovneposredna dostava določenih vrst podatkov iz enega omrežnega objekta v drugega. V mnogih primerih so datoteke tukaj razdeljene na ločene elemente - da bi olajšali njihov prenos. Protokoli ustrezne vrste vključujejo TCP, UDP, RMTP.
Protokoli omrežne plasti
Naslednja vrsta standardov, na katerih lahko deluje komunikacijski sistem, so protokoli omrežne plasti. Odgovorni so predvsem za načine prenosa podatkov, prevajanje naslovov, preklapljanje, spremljanje kakovosti delovanja infrastrukture. Takšni protokoli vključujejo zlasti isti TCP / IP, ICMP. DHCP.
Protokoli plasti povezave
Ti standardi se uporabljajo za zagotavljanje delovanja ključnih komponent strojne opreme omrežja. Ustrezni protokoli omogočajo sistemu, da najprej preveri podatke, ki prihajajo s fizičnega sloja, za napake. Po potrebi jih tudi prilagodimo, med temi standardi so običajni komunikacijski protokol PPP, algoritmi kot so SLIP, L2F, PROFIBUS. Načeloma se Ethernet lahko razvrsti tudi kot kanalski protokol.
Sloj fizičnega protokola
Naslednja raven delovanja zadevnih standardov je fizična. Tukaj je komunikacijski protokol orodje, s katerim se digitalni podatkovni tok neposredno prenaša – s pošiljanjem signala po kablu ali radijskem kanalu.
V primeru žičnega prenosa se lahko uporabljajo standardi, kot so RS-232, xDSL, 100BASE-T. Skupni brezžični komunikacijski protokoli - vzlasti izvedeno z uporabo usmerjevalnikov Wi-Fi - tistih, ki so tipa IEEE 802.11.
Razvrstitev standardov, ki smo jo preučevali, lahko štejemo za zelo pogojno. Torej je znotraj njega lahko zelo problematično pripisati en ali drugačen protokol določeni kategoriji: pogosto se zgodi, da se standard uporablja na več ravneh hkrati. Koristno bi bilo podrobneje razmisliti o posebnostih najbolj priljubljenih protokolov na sodobnem trgu informacijske tehnologije. Kot je na primer kontrolni protokol PPP (komunikacija - ona je tista, ki je predmet vpliva algoritmov, ki jih predvideva ustrezni standard).
Kaj je protokol PPP?
Obravnavani protokol se, kot smo omenili zgoraj, nanaša na standarde, ki so zasnovani za zagotavljanje delovanja omrežne infrastrukture na sloju podatkovne povezave. Je univerzalen: z ustreznim protokolom lahko izvedete preverjanje pristnosti naprave, uporabite mehanizem šifriranja podatkov in po potrebi stiskate datoteke.
Obravnavani protokol zagotavlja delovanje omrežij, ki temeljijo na skupnih komunikacijskih virih – kot so telefonske linije, celični komunikacijski kanali. Če se v določenem programu pojavi napis, da je bil protokol PPP prekinjen zaradi komunikacije, bo to najverjetneje pomenilo, da uporabnik ne more dobiti dejanskega dostopa do omrežnih virov, ki jih zagotavlja njegov ponudnik.
Obstaja več različic ustreznega standarda - na primer PPPoE, PPPoA. PriTa struktura zadevnega protokola vključuje več standardov: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Drug pogost protokol na sodobnem trgu IT je
Kaj je protokol
Ustrezni standard se uporablja za zagotavljanje delovanja infrastrukture za izmenjavo hipertekstnih podatkov – v splošnem primeru med računalniki in strežniki na internetu. Nanaša se na temeljne protokole, ki zagotavljajo delovanje svetovnega spleta. Privzeto ga podpira večina sodobnih komunikacijskih programskih orodij na običajnih operacijskih sistemih. Je stabilen – težko si je predstavljati situacijo, v kateri se na uporabnikovem zaslonu prikaže sporočilo iz programa HTTP, kot je "protokol je prekinila povezava PPP." V skrajnem primeru – če iz nekega razloga orodja za omogočanje standarda HTTP niso na voljo, lahko uporabite na primer protokol FTP za prenos datotek na spletu, čeprav v mnogih primerih njegova uporaba morda ni najbolj optimalna rešitev.
Zadevni standard vključuje prenos podatkov iz strojno-programskega objekta v statusu odjemalca na strežnik in obratno. Prvi pošlje drugemu zahteve, ta pa nanje odgovori po ustaljenem algoritmu. Obstaja več različic zadevnega protokola: na primer HTTPS, HTTP-NG. Glavne prednosti tega, da je komunikacijski protokol HTTP postal eden najbolj priljubljenih:
- vsestranskost;
- enostavnost izvedbe;
- razširljiv;
- široka podpora prodajalcev programske opreme.
Ima tudi številne pomanjkljivosti, ki jih poudarjajo strokovnjaki:
- precej veliko število posameznih sporočil;
- neprimernost za porazdeljeno računalništvo;
- nezmožnost krmarjenja po virih, ki gostujejo na strežniku.
Zgoraj smo omenili, da zadevni komunikacijski standard podpirajo glavni uporabniški operacijski sistemi, pa tudi običajni programski izdelki. Vendar pa je obseg tega protokola veliko širši od implementacije komunikacijskih algoritmov znotraj uporabniških rešitev. Standard HTTP je uporaben tudi v industriji, videonadzornih sistemih in infrastrukturi SCADA.
Veliko proizvajalcev, ki menijo, da so različni komunikacijski protokoli v omrežjih osnovne za izgradnjo komunikacijske infrastrukture, izbere HTTP kot funkcionalno in zanesljivo orodje za organizacijo dostopa do različnih spletnih virov, konfiguriranje objektov, upravljanje različnih naprav.
Če govorimo posebej o panogi, potem lahko Modbus pripišemo številu najbolj priljubljenih protokolov v ustreznem tržnem segmentu.
Kaj je protokol Modbus?
Ustrezni standard se uporablja predvsem za zagotavljanje interoperabilnosti med različnimi elementi znotraj infrastrukture za avtomatizacijo na delovnem mestu. Ustreznoprotokol je lahko v tistih različicah, ki so prilagojene prenosu podatkov preko določene vrste komunikacijskega kanala - žično, brezžično (po drugi strani lahko viri prve vrste vključujejo bakrene, optične kable - in ločene modifikacije zadevnega protokola so bili razviti zanje).
Obstajajo različice Mobdusa, prilagojene za prenos podatkov prek TCP/IP. Druga priljubljena rešitev v industrijskem okolju je PROFIBUS-FDL.
Kaj je protokol PROFIBUS-FDL?
Obravnavani protokol deluje v omrežju PROFIBUS, ki je postalo zelo razširjeno med evropskimi industrijskimi podjetji. Njegov prototip so razvili strokovnjaki Siemensa in naj bi se uporabljal na proizvodnih območjih, kjer so bili vključeni krmilniki.
Pozneje se je na podlagi razvoja nemške korporacije oblikovala omrežna infrastruktura, v kateri so bile združene različne tehnološke in funkcionalne značilnosti serijskih komunikacij, ki so povezane s področjem. Obravnavani omrežni protokol je omogočil integracijo različnih vrst avtomatizacijskih naprav v en sam proizvodni sistem. Omeniti velja, da protokol PROFIBUS-FDL ni edini, ki deluje v tem industrijskem omrežju. Je pa enoten glede uporabnosti, da se organizira dostop do glavnega avtobusa.
Ta ali drugače je obravnavani komunikacijski protokol dopolnjen z naslednjimi standardi:
-DP;
- PA;
- FMS.
Protokol PROFIBUS DP se uporablja zaorganizacija izmenjave podatkov med vodilnimi industrijskimi napravami, kot je DP, pa tudi napravami, na katerih se I / O izvaja po porazdeljeni shemi. Hkrati ta protokol omogoča organizacijo izmenjave podatkov pri visoki hitrosti. Ima tudi relativno nizke stroške implementacije, zaradi česar je lahko priljubljen tudi pri malih podjetjih.
Standard PROFIBUS PA omogoča izmenjavo podatkov med infrastrukturo, ki je sestavljena iz opreme, ki je povezana s terenskim nivojem. Ta protokol je optimiziran za povezovanje različnih senzorjev in mehanizmov na skupno linearno ali obročno vodilo.
Za standard PROFIBUS FMS je značilna vsestranskost. Namenjen je predvsem organizaciji izmenjave podatkov med visokotehnološkimi komponentami industrijske infrastrukture – računalniki, programerji, krmilniki.
Med prednosti protokolov, ki delujejo v omrežju PROFIBUS, so odprtost (to pomeni, da jih lahko uporabljajo vsa zainteresirana industrijska podjetja), razširjenost (kar olajša obseg industrijske infrastrukture pri širitvi trgov, odpiranju novih industrije).
CV
Torej, upoštevali smo bistvo komunikacijskih protokolov, preučili značilnosti nekaterih priljubljenih sort ustreznih standardov. Njihov glavni namen je zagotoviti prenos podatkov v okviru enotnih formatov. Se pravi - tiste, ki jih je mogoče povečati v okviru infrastrukture, praviloma znatno presegajo obsegposamezno podjetje.
Pravzaprav govorimo o mednarodnih standardih: sodobni protokoli za mobilno, žično, Wi-Fi komunikacijo so zelo razširjeni, javno dostopni in razmeroma enostavni za obseg. Seveda je v nekaterih primerih, tudi na takšnih globalnih trgih, kot je zagotavljanje mobilnih storitev, mogoče uporabljati regionalne protokole, vendar je v interesu največjih blagovnih znamk, da se izvajajo, če to ni v nasprotju z interesi poslovanja, in v nekaterih primerih država, čim bolj enotni standardi, ki bodo okrepili mednarodno komunikacijo.
Obstajajo številni temeljni komunikacijski protokoli. V kontekstu interneta ti vključujejo HTTP, TCP / IP. V segmentu storitev za zagotavljanje dostopa do omrežja lahko tako imenujemo standard JZP. Če uporabnik vidi sporočilo, da je bil protokol za nadzor povezave PPP prekinjen, potem uporabnik najverjetneje ne bo mogel dostopati do spletnih virov prek HTTP ali TCP/IP. Tako je vsak standard zelo pomemben, poleg tega pa je v mnogih primerih neločljivo povezan z drugimi. Če en protokol prekine komunikacija, obstaja možnost, da uporabnik ne bo mogel dostopati do tistih virov, za katere so za organizacijo komunikacij odgovorni drugi standardi.
Komunikacijski protokoli so nepogrešljivo orodje za reševanje kompleksnih problemov tako na področju uporabniških komunikacij, kot na industrijskih in storitvenih področjih. Od kompetentne izbire določenega standarda je odvisna uspešnost izvajanja ustrezne infrastrukture, pa tudi njenaučinkovitost - glede na razmerje med zmogljivostjo sistema in stroški njegove namestitve. Tako je zgodnje preučevanje lastnosti omrežnih protokolov, izbira optimalnega pomembna naloga za vodje podjetij, ki so odgovorni za implementacijo in posodobitev komunikacijske infrastrukture podjetja.
