Funkcjonowanie zarówno lokalnych, jak i globalnych sieci komputerowych, mobilnych i innych usług komunikacyjnych wymaga korzystania z różnych protokołów komunikacyjnych. Który z nich można uznać za najczęstszy? Jakie może być znaczenie odpowiednich standardów?
Co to są protokoły komunikacyjne?
Protokół komunikacyjny to lista ujednoliconych instrukcji, które określają, w jaki sposób określone interfejsy oprogramowania lub sprzętu powinny zapewniać przesyłanie danych - na przykład strumieni tekstowych, graficznych, audio i wideo. Odpowiednie protokoły tworzone są głównie w celu ułatwienia skalowania różnych sieci komputerowych. Na przykład wprowadzenie protokołu TCP/IP umożliwiło ujednolicenie transmisji danych praktycznie na całym świecie, co umożliwiło podłączenie komputerów do globalnej sieci Internet.
Na współczesnym rynku technologii informatycznych protokoły kanałów komunikacyjnych są wykorzystywane na różnych poziomach implementacji interfejsów komunikacyjnych. Są stale ulepszane i aktualizowane. Okresowo nowyprotokoły odzwierciedlające specyfikę rozwoju rynku telekomunikacyjnego. Różne protokoły komunikacyjne mogą być stosowane zarówno w sieciach domowych, jak i przemysłowych realizowanych w oparciu o infrastrukturę ośrodków naukowych itp. Do najpopularniejszych standardów tego typu należą Ethernet, CAN, HART.
Wykorzystywanie protokołów komunikacyjnych odbywa się również w dziedzinie usług komunikacji mobilnej. Wśród nich - 3G, 4G, GPRS.
Te protokoły różnią się w zależności od sieci komórkowych, w szczególności:
- zgodnie z szybkością przesyłania danych między abonentem a dostawcą usług komunikacyjnych;
- według pasm częstotliwości;
- pod względem maksymalnej odległości urządzenia komunikacyjnego od stacji bazowej.
Jeśli chodzi o klasyfikację komputerowych protokołów komunikacyjnych, charakteryzuje się dość wysokim poziomem złożoności. Rozważmy bardziej szczegółowo jego specyfikę.
Klasyfikacja komputerowych protokołów komunikacyjnych
Klasyfikacja odpowiednich protokołów może być przeprowadzona przy użyciu dość dużej liczby podejść. Powszechną jest to, że standardy komunikacji można podzielić na niższe i wyższe poziomy. Należą do nich:
- zastosowano;
- przedstawiciel;
- sesja;
- transport;
- sieć;
- kanał;
- fizyczne.
Przestudiujmy je bardziej szczegółowo.
Warstwa aplikacji sieciprotokoły
Rozważany poziom, w ramach którego można sklasyfikować ten lub inny protokół komunikacyjny, odnosi się przede wszystkim do aplikacji. Oznacza to, że zapewnia komunikację między infrastrukturą sieciową a określonymi programami użytkownika. Protokoły takie jak HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent i wiele innych są tutaj wykorzystywane do świadczenia nowoczesnych usług online.
Reprezentatywna warstwa protokołów sieciowych
Na odpowiednim poziomie protokół komunikacyjny obejmuje reprezentację określonych danych. Tutaj można przeprowadzić procedury konwersji jednego protokołu na inny, kodowania, kompresji plików i zarządzania różnymi żądaniami.
Określone aplikacje wysyłają określone żądania do sieci, po czym są konwertowane na język zrozumiały dla serwera. Następnie żądanie jest przetwarzane. Odpowiedź z serwera jest następnie konwertowana na język zrozumiały dla aplikacji. Wśród popularnych protokołów odpowiedniego typu są ASN, FTP, SMTP. Można to również przypisać w pewnym stopniu tym i HTTP, FTP.
Sesyjna warstwa protokołów komunikacyjnych
Na tym poziomie protokół komunikacyjny jest używany do wykonania określonej operacji - na przykład synchronizacji określonych zadań, utworzenia sesji komunikacyjnej, wysłania lub odebrania pliku. Wśród powszechnych protokołów używanych do takich celów są ASP, DLC, SOCKS.
Warstwa transportowa protokołów komunikacyjnych
Stosowane są odpowiednie standardybezpośrednie dostarczanie określonych typów danych z jednego obiektu sieciowego do drugiego. W wielu przypadkach pliki są tu dzielone na osobne elementy - w celu ułatwienia ich przenoszenia. Protokoły odpowiedniego typu to TCP, UDP, RMTP.
Protokoły warstwy sieciowej
Następnym rodzajem standardów, na których może działać system komunikacyjny, są protokoły warstwy sieci. Odpowiadają przede wszystkim za metody transmisji danych, translację adresów, przełączanie, monitorowanie jakości działania infrastruktury. Do takich protokołów należą w szczególności ten sam TCP/IP, ICMP. DHCP.
Protokoły warstwy łącza
Te standardy są używane w celu zapewnienia działania kluczowych komponentów sprzętowych sieci. Odpowiednie protokoły pozwalają systemowi przede wszystkim na sprawdzenie danych pochodzących z warstwy fizycznej pod kątem błędów. W razie potrzeby są one również dostosowywane. Wśród tych standardów jest wspólny protokół komunikacyjny PPP, algorytmy takie jak SLIP, L2F, PROFIBUS. Zasadniczo Ethernet można również sklasyfikować jako protokół kanałowy.
Fizyczna warstwa protokołu
Następny poziom działania omawianych standardów jest fizyczny. W tym przypadku protokół komunikacyjny jest narzędziem, za pomocą którego bezpośrednio przesyłany jest strumień danych cyfrowych - poprzez wysłanie sygnału kablem lub kanałem radiowym.
W przypadku transmisji przewodowej można używać standardów takich jak RS-232, xDSL, 100BASE-T. Popularne protokoły komunikacji bezprzewodowej - inw szczególności realizowane za pomocą routerów Wi-Fi – takich, które są typu IEEE 802.11.
Klasyfikację badanych przez nas norm można uznać za bardzo warunkową. Tak więc w jego ramach bardzo problematyczne może być przypisanie jednego lub drugiego protokołu do określonej kategorii: często zdarza się, że standard jest stosowany na kilku poziomach jednocześnie. Przydałoby się bardziej szczegółowo rozważyć specyfikę najpopularniejszych protokołów na współczesnym rynku technologii informatycznych. Takich jak np. protokół kontrolny PPP (komunikacja - to ona jest obiektem oddziaływania algorytmów przewidzianych przez odpowiedni standard).
Co to jest protokół PPP?
Rozważany protokół odnosi się, jak zauważyliśmy powyżej, do standardów, które mają na celu zapewnienie funkcjonowania infrastruktury sieciowej w warstwie łącza danych. Jest uniwersalny: przy użyciu odpowiedniego protokołu można zaimplementować uwierzytelnianie urządzenia, zastosować mechanizm szyfrowania danych i, jeśli to konieczne, kompresję plików.
Rozważany protokół zapewnia funkcjonowanie sieci opartych na wspólnych zasobach komunikacyjnych - takich jak linie telefoniczne, kanały komunikacji komórkowej. Jeśli w konkretnym programie wyskakuje napis informujący, że protokół PPP został przerwany przez komunikację, to najprawdopodobniej oznacza to, że użytkownik nie może uzyskać rzeczywistego dostępu do zasobów sieciowych, które zapewnia jego dostawca.
Istnieje kilka odmian odpowiedniego standardu - na przykład PPPoE, PPPoA. Na Ta struktura omawianego protokołu obejmuje kilka standardów: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Innym popularnym protokołem na współczesnym rynku IT jest
Jaki jest protokół
Odpowiadający standard jest używany do zapewnienia działania infrastruktury wymiany danych hipertekstowych - w ogólnym przypadku między komputerami i serwerami w Internecie. Odnosi się do podstawowych protokołów zapewniających działanie sieci WWW. Jest domyślnie obsługiwany przez większość nowoczesnych narzędzi komunikacyjnych w popularnych systemach operacyjnych. Jest stabilny - trudno wyobrazić sobie sytuację, w której na ekranie użytkownika pojawia się komunikat z programu HTTP typu „protokół został przerwany przez połączenie PPP”. W ostateczności – jeśli z jakiegoś powodu nie są dostępne narzędzia umożliwiające obsługę standardu HTTP, można wykorzystać np. protokół FTP do przesyłania plików online, choć w wielu przypadkach jego wykorzystanie może nie być najbardziej optymalnym rozwiązaniem.
Omawiany standard obejmuje transfer danych z obiektu sprzętowo-programowego w statusie klienta na serwer i odwrotnie. Pierwszy wysyła zapytania do drugiego, a ten odpowiada na nie zgodnie z ustalonym algorytmem. Istnieje kilka odmian tego protokołu: na przykład HTTPS, HTTP-NG. Główne zalety tego, że protokół komunikacyjny HTTP stał się jednym z najpopularniejszych:
- wszechstronność;
- łatwość wdrożenia;
- rozszerzalny;
- szerokie wsparcie od dostawców oprogramowania.
Ma również szereg niedociągnięć, które eksperci podkreślają:
- dość duża liczba pojedynczych wiadomości;
- nieprzydatność do przetwarzania rozproszonego;
- brak możliwości poruszania się po zasobach hostowanych na serwerze.
Powyżej zauważyliśmy, że omawiany standard komunikacji jest obsługiwany przez systemy operacyjne głównych użytkowników, a także przez popularne produkty programowe. Jednak zakres tego protokołu jest znacznie szerszy niż implementacja algorytmów komunikacyjnych w ramach rozwiązań użytkownika. Standard HTTP ma również zastosowanie w przemyśle, systemach nadzoru wideo i infrastrukturze SCADA.
Duża liczba producentów, uznając różne protokoły komunikacyjne w sieciach za podstawowe do budowy infrastruktury komunikacyjnej, wybiera HTTP jako funkcjonalne i niezawodne narzędzie do organizowania dostępu do różnych zasobów online, konfigurowania obiektów, zarządzania różnymi urządzeniami.
Jeśli mówimy konkretnie o branży, Modbus można przypisać liczbie najpopularniejszych protokołów w odpowiednim segmencie rynku.
Co to jest protokół Modbus?
Odpowiednia norma jest stosowana głównie w celu zapewnienia interoperacyjności między różnymi elementami infrastruktury automatyki w miejscu pracy. Istotnychprotokół może być w tych odmianach, które są przystosowane do transmisji danych przez określony rodzaj kanału komunikacyjnego - przewodowy, bezprzewodowy (z kolei zasoby pierwszego typu mogą obejmować kable miedziane, światłowodowe - oraz osobne modyfikacje danego protokołu zostały opracowane dla nich).
Istnieją wersje Mobdus przystosowane do przesyłania danych przez TCP/IP. Innym popularnym rozwiązaniem w środowisku przemysłowym jest PROFIBUS-FDL.
Co to jest protokół PROFIBUS-FDL?
Rozważany protokół działa w sieci PROFIBUS, która stała się szeroko rozpowszechniona wśród europejskich przedsiębiorstw przemysłowych. Jego prototyp został opracowany przez specjalistów Siemensa i miał być wykorzystywany w obszarach produkcyjnych, w których zaangażowane były sterowniki.
Następnie, w oparciu o rozwój niemieckiej korporacji, powstała infrastruktura sieciowa, w której połączono różne cechy technologiczne i funkcjonalne komunikacji szeregowej związane z poziomem terenowym. Rozważany protokół sieciowy umożliwił integrację różnych typów urządzeń automatyki w ramach jednego systemu produkcyjnego. Warto zauważyć, że protokół PROFIBUS-FDL nie jest jedynym, który działa w tej sieci przemysłowej. Jest jednak jednolita pod względem stosowalności w celu zorganizowania dostępu do głównego autobusu.
Tak czy inaczej, rozważany protokół komunikacyjny jest uzupełniony o następujące standardy:
-DP;
- PA;
- FMS.
Protokół PROFIBUS DP jest używany doorganizacja wymiany danych pomiędzy wiodącymi urządzeniami przemysłowymi takimi jak DP, a także urządzeniami na których realizowane są I/O według schematu rozproszonego. Jednocześnie protokół ten pozwala organizować wymianę danych z dużą prędkością. Ma również stosunkowo niski koszt wdrożenia, co może sprawić, że będzie popularny również wśród małych firm.
Standard PROFIBUS PA umożliwia wymianę danych między infrastrukturą, która składa się ze sprzętu związanego z poziomem pola. Ten protokół jest zoptymalizowany do podłączania różnych czujników i mechanizmów do wspólnej szyny liniowej lub pierścieniowej.
Standard PROFIBUS FMS charakteryzuje się wszechstronnością. Przeznaczony jest przede wszystkim do organizowania wymiany danych pomiędzy zaawansowanymi technologicznie elementami infrastruktury przemysłowej - komputerami, programistami, sterownikami.
Wśród mocnych stron protokołów działających w sieci PROFIBUS są otwartość (czyli mogą z nich korzystać dowolne zainteresowane przedsiębiorstwa przemysłowe), rozpowszechnienie (co ułatwia skalowanie infrastruktury przemysłowej przy poszerzaniu rynków, otwieraniu nowych branżach).
CV
Zatem rozważyliśmy istotę protokołów komunikacyjnych, zbadaliśmy cechy niektórych popularnych odmian odpowiednich standardów. Ich głównym celem jest zapewnienie transmisji danych w ramach ujednoliconych formatów. Czyli - takie, które można skalować w ramach infrastruktury, z reguły znacznie przekraczając skalęindywidualne przedsiębiorstwo.
W rzeczywistości mówimy o międzynarodowych standardach: nowoczesne protokoły komunikacji komórkowej, przewodowej i Wi-Fi są bardzo rozpowszechnione, publicznie dostępne i stosunkowo łatwe do skalowania. Oczywiście w niektórych przypadkach, nawet na takich globalnych rynkach jak świadczenie usług komórkowych, możliwe jest wykorzystanie protokołów regionalnych, ale w interesie największych marek jest wdrożenie, jeśli nie jest to sprzeczne z interesami biznesu, aw niektórych przypadkach państwo, jak najbardziej ujednolicone standardy, co poprawi komunikację międzynarodową.
Istnieje wiele podstawowych protokołów komunikacyjnych. W kontekście Internetu są to HTTP, TCP/IP. W segmencie usług udostępniania sieci standard PPP można nazwać takim. Jeśli użytkownik zobaczy komunikat informujący, że protokół kontroli łącza PPP został zakończony, najprawdopodobniej nie będzie mógł uzyskać dostępu do zasobów online za pomocą protokołu HTTP lub TCP/IP. Dlatego każdy standard ma ogromne znaczenie, a ponadto w wielu przypadkach jest nierozerwalnie związany z innymi. Jeśli jeden protokół zostanie przerwany przez komunikację, istnieje możliwość, że użytkownik nie będzie mógł uzyskać dostępu do tych zasobów, za które inne standardy są odpowiedzialne za organizację komunikacji.
Protokoły komunikacyjne są niezbędnym narzędziem do rozwiązywania złożonych problemów zarówno w zakresie komunikacji użytkowników, jak i w obszarach przemysłowych i usługowych. Od kompetentnego wyboru konkretnego standardu zależy powodzenie wdrożenia odpowiedniej infrastruktury, a także jejwydajność - pod względem stosunku wydajności systemu do kosztu jego instalacji. Zatem wczesne badanie właściwości protokołów sieciowych, wybór optymalnego jest ważnym zadaniem dla menedżerów przedsiębiorstw odpowiedzialnych za wdrażanie i modernizację infrastruktury komunikacyjnej firmy.
