Gan lokālo, gan globālo datortīklu, mobilo un citu sakaru pakalpojumu darbība ietver dažādu sakaru protokolu izmantošanu. Kuru no tiem var uzskatīt par visizplatītāko? Kāda varētu būt attiecīgo standartu nozīme?
Kas ir sakaru protokoli?
Sakaru protokols ir vienotu instrukciju saraksts, kas nosaka, kā noteiktām programmatūras vai aparatūras saskarnēm jānodrošina datu pārsūtīšana, piemēram, teksta, grafikas, audio un video straumes. Atbilstoši protokoli tiek veidoti galvenokārt, lai atvieglotu dažādu datortīklu mērogošanu. Piemēram, TCP / IP protokola ieviešana ļāva unificēt datu pārraidi praktiski visā pasaulē, kas ļāva savienot datorus ar globālo interneta tīklu.
Mūsdienu informācijas tehnoloģiju tirgū sakaru kanālu protokoli tiek izmantoti dažādos sakaru saskarņu ieviešanas līmeņos. Tie tiek pastāvīgi uzlaboti un atjaunināti. Periodiski, jaunssakaru tirgus attīstības specifiku atspoguļojošie protokoli. Dažādus sakaru protokolus var izmantot gan sadzīves, gan rūpnieciskajos tīklos, kas ieviesti, pamatojoties uz pētniecības centru infrastruktūru utt. Starp izplatītākajiem atbilstošā tipa standartiem ir Ethernet, CAN, HART.
Sakaru protokolu izmantošana tiek veikta arī mobilo sakaru pakalpojumu jomā. Starp tiem - 3G, 4G, GPRS.
Šie protokoli mobilajos tīklos atšķiras, jo īpaši:
- atbilstoši datu pārraides ātrumam starp abonentu un sakaru pakalpojumu sniedzēju;
- pēc frekvenču joslām;
- attiecībā uz sakaru ierīces maksimālo attālumu līdz bāzes stacijai.
Kas attiecas uz datoru sakaru protokolu klasifikāciju, to raksturo diezgan augsta sarežģītības pakāpe. Apskatīsim tā specifiku sīkāk.
Datoru sakaru protokolu klasifikācija
Attiecīgo protokolu klasifikāciju var veikt, izmantojot diezgan lielu skaitu pieeju. Kopējais ir tas, ka saziņas standartus var iedalīt zemākos un augstākos līmeņos. Tie ietver:
- piemērots;
- pārstāvis;
- sesija;
- transports;
- tīkls;
- kanāls;
- fiziska.
Izpētīsim tos sīkāk.
Tīkla lietojumprogrammu slānisprotokoli
Apskatāmais līmenis, kurā var klasificēt vienu vai otru sakaru protokolu, galvenokārt attiecas uz lietojumprogrammām. Tas ir, tas nodrošina sakarus starp tīkla infrastruktūru un konkrētām lietotāju programmām. Šeit tiek izmantoti tādi protokoli kā HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent un daudzi citi, lai nodrošinātu mūsdienīgus tiešsaistes pakalpojumus.
Tīkla protokolu reprezentatīvais slānis
Atbilstošā līmenī sakaru protokols ietver noteiktu datu attēlojumu. Šeit var veikt procedūras viena protokola konvertēšanai citā, kodēšanai, failu saspiešanai un dažādu pieprasījumu pārvaldībai.
Noteiktas lietojumprogrammas veic noteiktus pieprasījumus tīklam, pēc tam tie tiek pārveidoti serverim saprotamā valodā. Tālāk pieprasījums tiek apstrādāts. Pēc tam atbilde no servera tiek pārvērsta lietojumprogrammai saprotamā valodā. Starp populārajiem atbilstošā tipa protokoliem ir ASN, FTP, SMTP. To zināmā mērā var attiecināt arī uz tiem un HTTP, FTP.
Saziņas protokolu sesijas slānis
Šajā līmenī sakaru protokols tiek izmantots, lai veiktu konkrētu darbību – piemēram, noteiktu uzdevumu sinhronizēšanai, komunikācijas sesijas izveidei, faila nosūtīšanai vai saņemšanai. Starp izplatītākajiem protokoliem, kas tiek izmantoti šādiem nolūkiem, ir ASP, DLC, SOCKS.
Sakaru protokolu transporta slānis
Tiek pieraduši piemērota veida standartinoteikta veida datu tieša piegāde no viena tīkla objekta uz citu. Daudzos gadījumos faili šeit tiek sadalīti atsevišķos elementos - lai atvieglotu to pārsūtīšanu. Atbilstošā tipa protokoli ietver TCP, UDP, RMTP.
Tīkla slāņa protokoli
Nākamais standartu veids, saskaņā ar kuru sakaru sistēma var darboties, ir tīkla slāņa protokoli. Viņi primāri atbild par datu pārraides metodēm, adrešu tulkošanu, komutāciju, infrastruktūras darbības kvalitātes uzraudzību. Šādi protokoli jo īpaši ietver to pašu TCP / IP, ICMP. DHCP.
Saites slāņa protokoli
Šie standarti tiek izmantoti, lai nodrošinātu tīkla galveno aparatūras komponentu darbību. Atbilstoši protokoli ļauj sistēmai, pirmkārt, pārbaudīt, vai datos, kas nāk no fiziskā slāņa, nav kļūdu. Ja nepieciešams, tie tiek arī pielāgoti. Šo standartu vidū ir izplatītais PPP sakaru protokols, tādi algoritmi kā SLIP, L2F, PROFIBUS. Principā Ethernet var klasificēt arī kā kanālu protokolu.
Fiziskā protokola slānis
Attiecīgo standartu nākamais darbības līmenis ir fizisks. Šeit sakaru protokols ir rīks, ar kura palīdzību digitālā datu straume tiek tieši pārraidīta – nosūtot signālu pa kabeli vai radio kanālu.
Kabeļu pārraides gadījumā var izmantot tādus standartus kā RS-232, xDSL, 100BASE-T. Kopējie bezvadu sakaru protokoli - injo īpaši ieviesti, izmantojot Wi-Fi maršrutētājus - tos, kas ir IEEE 802.11 tipa.
Mūsu pētīto standartu klasifikāciju var uzskatīt par ļoti nosacītu. Tātad tā ietvaros var būt ļoti problemātiski vienu vai otru protokolu attiecināt uz noteiktu kategoriju: bieži gadās, ka standarts tiek piemērots vairākos līmeņos vienlaikus. Būtu lietderīgi sīkāk aplūkot mūsdienu informācijas tehnoloģiju tirgū populārāko protokolu specifiku. Tāds kā, piemēram, PPP vadības protokols (saziņa - tieši viņa ir attiecīgajā standartā paredzēto algoritmu ietekmes objekts).
Kas ir PPP protokols?
Aplūkojamais protokols, kā minēts iepriekš, attiecas uz standartiem, kas paredzēti, lai nodrošinātu tīkla infrastruktūras darbību datu pārraides slānī. Tas ir universāls: izmantojot atbilstošo protokolu, varat ieviest ierīces autentifikāciju, izmantot datu šifrēšanas mehānismu un, ja nepieciešams, failu saspiešanu.
Apskatāmais protokols nodrošina tīklu darbību, kuru pamatā ir kopīgi sakaru resursi – piemēram, telefona līnijas, mobilo sakaru kanāli. Ja kādā konkrētā programmā parādās uzraksts, ka PPP protokolu pārtrauca saziņa, tas, visticamāk, nozīmēs, ka lietotājs nevar iegūt reālu piekļuvi tīkla resursiem, ko nodrošina viņa pakalpojumu sniedzējs.
Ir vairākas atbilstošā standarta šķirnes - piemēram, PPPoE, PPPoA. PlkstŠī attiecīgā protokola struktūra ietver vairākus standartus: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Vēl viens izplatīts protokols mūsdienu IT tirgū ir
Kas ir HTTP protokols?
Attiecīgais standarts tiek izmantots, lai nodrošinātu hiperteksta datu apmaiņas infrastruktūras darbību - vispārīgā gadījumā starp datoriem un serveriem internetā. Attiecas uz pamata protokoliem, kas nodrošina globālā tīmekļa darbību. To pēc noklusējuma atbalsta lielākā daļa mūsdienu saziņas programmatūras rīku parastajās operētājsistēmās. Tas ir stabils - grūti iedomāties situāciju, kad lietotāja ekrānā parādās ziņojums no HTTP programmas, piemēram, "protokolu pārtrauca PPP savienojums". Kā pēdējais līdzeklis – ja kādu iemeslu dēļ nav pieejami rīki, kas ļauj iespējot HTTP standartu, var izmantot, piemēram, FTP protokolu failu pārsūtīšanai tiešsaistē, lai gan daudzos gadījumos tā izmantošana var nebūt optimālākais risinājums.
Attiecīgais standarts ietver datu pārsūtīšanu no aparatūras-programmatūras objekta klienta statusā uz serveri un otrādi. Pirmais nosūta pieprasījumus otrajam, bet pēdējais atbild uz tiem saskaņā ar izveidoto algoritmu. Attiecīgajam protokolam ir vairākas šķirnes: piemēram, HTTPS, HTTP-NG. Galvenās priekšrocības, kas slēpjas aiz tā, ka HTTP sakaru protokols ir kļuvis par vienu no populārākajiem:
- daudzpusība;
- ieviešanas vienkāršība;
- paplašināms;
- plašs programmatūras pārdevēju atbalsts.
Viņam ir arī vairākas nepilnības, kuras uzsvēra eksperti:
- diezgan liels atsevišķu ziņojumu skaits;
- nepiemērotība izplatītajai skaitļošanai;
- nespēja pārvietoties pa serverī mitinātajiem resursiem.
Iepriekš mēs atzīmējām, ka attiecīgo sakaru standartu atbalsta galvenās lietotāju operētājsistēmas, kā arī izplatītākie programmatūras produkti. Tomēr šī protokola darbības joma ir daudz plašāka nekā komunikācijas algoritmu ieviešana lietotāju risinājumos. HTTP standarts ir piemērojams arī rūpniecībā, videonovērošanas sistēmās un SCADA infrastruktūrā.
Liela daļa ražotāju, uzskatot dažādus sakaru protokolus tīklos par pamata komunikācijas infrastruktūras izveidē, izvēlas HTTP kā funkcionālu un uzticamu rīku piekļuves organizēšanai dažādiem tiešsaistes resursiem, objektu konfigurēšanai, dažādu ierīču pārvaldīšanai.
Ja runājam konkrēti par nozari, tad Modbus var attiecināt uz populārāko protokolu skaitu attiecīgajā tirgus segmentā.
Kas ir Modbus protokols?
Attiecīgais standarts galvenokārt tiek izmantots, lai nodrošinātu dažādu elementu savietojamību automatizācijas infrastruktūrā darba vietā. Attiecīgiprotokols var būt tādos variantos, kas ir pielāgoti datu pārraidei pa noteikta veida sakaru kanālu - vadu, bezvadu (savukārt pirmā tipa resursos var būt vara, optiskās šķiedras kabeļi - un atsevišķas attiecīgā protokola modifikācijas tiem ir izstrādāti).
Ir Mobdus versijas, kas pielāgotas datu pārsūtīšanai, izmantojot TCP/IP. Vēl viens populārs risinājums industriālajā vidē ir PROFIBUS-FDL.
Kas ir PROFIBUS-FDL protokols?
Aplūkojamais protokols darbojas PROFIBUS tīklā, kas ir kļuvis plaši izplatīts Eiropas rūpniecības uzņēmumu vidū. Tā prototipu izstrādāja Siemens speciālisti, un to bija paredzēts izmantot ražošanas zonās, kur bija iesaistīti kontrolieri.
Turpmāk, pamatojoties uz vācu korporācijas norisēm, tika izveidota tīkla infrastruktūra, kurā tika apvienotas dažādas ar lauka līmeni saistītās seriālo sakaru tehnoloģiskās un funkcionālās īpašības. Aplūkojamais tīkla protokols ļāva integrēt dažāda veida automatizācijas ierīces vienā ražošanas sistēmā. Ir vērts atzīmēt, ka PROFIBUS-FDL protokols nav vienīgais, kas darbojas šajā industriālajā tīklā. Tomēr tā ir vienota piemērojamības ziņā, lai organizētu piekļuvi galvenajam autobusam.
Tā vai citādi apskatāmais sakaru protokols tiek papildināts ar šādiem standartiem:
-DP;
- PA;
- FMS.
Protokols PROFIBUS DP tiek izmantotsdatu apmaiņas organizēšana starp vadošajām rūpnieciskajām ierīcēm, piemēram, DP, kā arī ierīcēm, kurās I / O tiek īstenota saskaņā ar sadalītu shēmu. Vienlaikus šis protokols ļauj organizēt datu apmaiņu lielā ātrumā. Tam ir arī salīdzinoši zemas ieviešanas izmaksas, kas var padarīt to populāru arī mazos uzņēmumos.
PROFIBUS PA standarts ļauj veikt datu apmaiņu starp infrastruktūru, kas sastāv no aprīkojuma, kas saistīts ar lauka līmeni. Šis protokols ir optimizēts dažādu sensoru un mehānismu pievienošanai kopējai lineārai vai gredzenveida kopnei.
PROFIBUS FMS standartu raksturo daudzpusība. Tas galvenokārt paredzēts datu apmaiņas organizēšanai starp augsto tehnoloģiju industriālās infrastruktūras komponentiem - datoriem, programmētājiem, kontrolieriem.
Starp PROFIBUS tīklā strādājošo protokolu stiprajām pusēm ir atklātība (tas ir, tos var izmantot jebkurš ieinteresēts rūpniecības uzņēmums), izplatība (kas atvieglo industriālās infrastruktūras mērogošanu, paplašinot tirgus, atverot jaunus nozares).
CV
Tātad, mēs esam apsvēruši sakaru protokolu būtību, izpētījuši dažu populāru atbilstošo standartu veidu iezīmes. To galvenais mērķis ir nodrošināt datu pārraidi vienotu formātu ietvaros. Tas ir - tie, kurus var mērogot infrastruktūras ietvaros, kā likums, ievērojami pārsniedzot mēroguindividuālais uzņēmums.
Patiesībā mēs runājam par starptautiskiem standartiem: mūsdienu protokoli mobilo sakaru, vadu un Wi-Fi sakariem ir ļoti plaši izplatīti, publiski pieejami un salīdzinoši viegli mērogojami. Protams, atsevišķos gadījumos pat tādos globālajos tirgos kā mobilo sakaru pakalpojumu sniegšana ir iespējams izmantot reģionālos protokolus, taču lielāko zīmolu interesēs ir to ieviest, ja tas nav pretrunā ar biznesa interesēm, un dažos gadījumos valsts, pēc iespējas vienotāki standarti, kas uzlabos starptautiskos sakarus.
Ir vairāki pamata komunikācijas protokoli. Interneta kontekstā tie ietver HTTP, TCP / IP. Tīkla piekļuves nodrošināšanas pakalpojumu segmentā par tādu var saukt PPP standartu. Ja lietotājs redz ziņojumu, kurā teikts, ka PPP saites kontroles protokols ir pārtraukts, visticamāk, lietotājs nevarēs piekļūt tiešsaistes resursiem, izmantojot ne HTTP, ne TCP/IP. Tādējādi katram standartam ir liela nozīme un turklāt daudzos gadījumos tas ir nesaraujami saistīts ar citiem. Ja viens protokols tiek pārtraukts ar saziņu, tad pastāv iespēja, ka lietotājs nevarēs piekļūt tiem resursiem, par kuriem par sakaru organizēšanu atbild citi standarti.
Sakaru protokoli ir neaizstājams rīks sarežģītu problēmu risināšanai gan lietotāju komunikāciju jomā, gan rūpniecības un pakalpojumu jomās. No kompetentas konkrēta standarta izvēles ir atkarīga gan atbilstošās infrastruktūras, gan tās ieviešanas panākumiefektivitāte - sistēmas veiktspējas un tās uzstādīšanas izmaksu attiecības ziņā. Līdz ar to agrīna tīkla protokolu īpašību izpēte, optimālā izvēle ir būtisks uzdevums uzņēmumu vadītājiem, kuri ir atbildīgi par uzņēmuma komunikācijas infrastruktūras ieviešanu un modernizāciju.
