Het functioneren van zowel lokale als wereldwijde computernetwerken, mobiele en andere communicatiediensten omvat het gebruik van verschillende communicatieprotocollen. Welke van hen kan als de meest voorkomende worden beschouwd? Wat kan de betekenis zijn van de relevante normen?
Wat zijn communicatieprotocollen?
Een communicatieprotocol is een lijst met uniforme instructies die bepalen hoe bepaalde software- of hardware-interfaces gegevensoverdracht moeten bieden - bijvoorbeeld tekst, afbeeldingen, audio- en videostreams. Overeenkomstige protocollen worden voornamelijk gemaakt om het schalen van verschillende computernetwerken te vergemakkelijken. De introductie van het TCP / IP-protocol maakte het bijvoorbeeld mogelijk om de gegevensoverdracht vrijwel over de hele wereld te verenigen, waardoor het mogelijk werd computers aan te sluiten op het wereldwijde internetnetwerk.
In de moderne informatietechnologiemarkt worden communicatiekanaalprotocollen gebruikt op verschillende niveaus van implementatie van communicatie-interfaces. Ze worden voortdurend verbeterd en bijgewerkt. Periodiek, nieuwprotocollen die de specifieke kenmerken van de ontwikkeling van de communicatiemarkt weerspiegelen. Verschillende communicatieprotocollen kunnen worden gebruikt in zowel huishoudelijke als industriële netwerken die zijn geïmplementeerd op basis van de infrastructuur van onderzoekscentra, enz. Een van de meest voorkomende standaarden van het overeenkomstige type zijn Ethernet, CAN, HART.
Het gebruik van communicatieprotocollen wordt ook uitgevoerd op het gebied van mobiele communicatiediensten. Daaronder - 3G, 4G, GPRS.
Deze protocollen verschillen per mobiele netwerken, met name:
- volgens de snelheid van gegevensoverdracht tussen de abonnee en de communicatieserviceprovider;
- op frequentiebanden;
- in termen van de maximale afstand van het communicatieapparaat tot het basisstation.
Wat betreft de classificatie van computercommunicatieprotocollen, deze wordt gekenmerkt door een vrij hoge mate van complexiteit. Laten we de details ervan in meer detail bekijken.
Classificatie van computercommunicatieprotocollen
Classificatie van relevante protocollen kan worden uitgevoerd met behulp van een vrij groot aantal benaderingen. Een veel voorkomende is dat communicatiestandaarden kunnen worden onderverdeeld in lagere en hogere niveaus. Deze omvatten:
- toegepast;
- vertegenwoordiger;
- sessie;
- vervoer;
- netwerk;
- kanaal;
- fysiek.
Laten we ze in meer detail bestuderen.
Toepassingslaag van netwerkprotocollen
Het niveau in kwestie, waarbinnen een of ander communicatieprotocol kan worden geclassificeerd, heeft voornamelijk betrekking op toepassingen. Dat wil zeggen, het zorgt voor communicatie tussen de netwerkinfrastructuur en specifieke gebruikersprogramma's. Protocollen zoals HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent en vele andere worden hier gebruikt om moderne online services te leveren.
Representatieve laag van netwerkprotocollen
Op het juiste niveau omvat het communicatieprotocol de weergave van bepaalde gegevens. Hier kunnen procedures worden uitgevoerd voor het converteren van het ene protocol naar het andere, codering, bestandscompressie en het beheren van verschillende verzoeken.
Specifieke applicaties doen bepaalde verzoeken aan het netwerk, waarna ze worden omgezet in een taal die begrijpelijk is voor de server. Vervolgens wordt de aanvraag verwerkt. Het antwoord van de server wordt vervolgens op zijn beurt omgezet in een taal die de applicatie begrijpt. Onder de populaire protocollen van het overeenkomstige type zijn ASN, FTP, SMTP. Het kan ook tot op zekere hoogte worden toegeschreven aan die en HTTP, FTP.
Sessielaag van communicatieprotocollen
Op dit niveau wordt het communicatieprotocol gebruikt om een specifieke bewerking uit te voeren - bijvoorbeeld het synchroniseren van bepaalde taken, het creëren van een communicatiesessie, het verzenden of ontvangen van een bestand. Onder de gebruikelijke protocollen die voor dergelijke doeleinden worden gebruikt, zijn ASP, DLC, SOCKS.
Transportlaag van communicatieprotocollen
Adequate soort normen worden gebruikt omdirecte levering van bepaalde soorten gegevens van het ene netwerkobject naar het andere. In veel gevallen worden bestanden hier in afzonderlijke elementen opgedeeld - om de overdracht ervan te vergemakkelijken. Protocollen van het overeenkomstige type omvatten TCP, UDP, RMTP.
Netwerklaagprotocollen
Het volgende type standaard waarop een communicatiesysteem kan werken, zijn netwerklaagprotocollen. Ze zijn in de eerste plaats verantwoordelijk voor methoden voor gegevensoverdracht, adresvertaling, schakelen en het bewaken van de kwaliteit van de exploitatie van de infrastructuur. Dergelijke protocollen omvatten met name dezelfde TCP / IP, ICMP. DHCP.
Link-laagprotocollen
Deze standaarden worden gebruikt om de werking van de belangrijkste hardwarecomponenten van het netwerk te garanderen. Passende protocollen stellen het systeem in de eerste plaats in staat om de gegevens die uit de fysieke laag komen te controleren op fouten. Indien nodig worden ze ook aangepast, zoals het gangbare PPP-communicatieprotocol, algoritmen zoals SLIP, L2F, PROFIBUS. In principe kan Ethernet ook worden geclassificeerd als een kanaalprotocol.
Fysieke protocollaag
Het volgende actieniveau van de betreffende normen is fysiek. Hier is een communicatieprotocol een hulpmiddel waarmee een digitale gegevensstroom direct wordt verzonden - door een signaal via een kabel of via een radiokanaal te verzenden.
In het geval van bekabelde transmissie kunnen standaarden zoals RS-232, xDSL, 100BASE-T worden gebruikt. Gemeenschappelijke draadloze communicatieprotocollen - inin het bijzonder geïmplementeerd met behulp van Wi-Fi-routers - die van het IEEE 802.11-type.
De classificatie van normen die we hebben bestudeerd, kan als zeer voorwaardelijk worden beschouwd. Daarbinnen kan het dus erg problematisch zijn om een of ander protocol toe te kennen aan een bepaalde categorie: het komt vaak voor dat de standaard op meerdere niveaus tegelijk wordt toegepast. Het zou nuttig zijn om de bijzonderheden van de meest populaire protocollen op de moderne informatietechnologiemarkt nader te bekijken. Zoals bijvoorbeeld het PPP-besturingsprotocol (communicatie - zij is het die het voorwerp is van de invloed van de algoritmen die worden geboden door de bijbehorende standaard).
Wat is PPP-protocol?
Het beschouwde protocol verwijst, zoals we hierboven hebben opgemerkt, naar standaarden die zijn ontworpen om de werking van de netwerkinfrastructuur op de datalinklaag te waarborgen. Het is universeel: met het juiste protocol kunt u apparaatauthenticatie implementeren, een gegevenscoderingsmechanisme gebruiken en, indien nodig, bestandscompressie.
Het betreffende protocol zorgt voor het functioneren van netwerken op basis van gemeenschappelijke communicatiebronnen - zoals telefoonlijnen, mobiele communicatiekanalen. Als in een bepaald programma een inscriptie verschijnt waarin staat dat het PPP-protocol werd onderbroken door communicatie, dan zal dit hoogstwaarschijnlijk betekenen dat de gebruiker geen daadwerkelijke toegang kan krijgen tot netwerkbronnen die door zijn provider worden geleverd.
Er zijn verschillende varianten van de bijbehorende standaard, bijvoorbeeld PPPoE, PPPoA. BijDeze structuur van het betreffende protocol omvat verschillende standaarden: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Een ander veelgebruikt protocol in de moderne IT-markt is
Wat is het
De overeenkomstige standaard wordt gebruikt om de werking van de hypertext-gegevensuitwisselingsinfrastructuur te verzekeren - in het algemeen tussen computers en servers op internet. Verwijst naar de fundamentele protocollen die de werking van het World Wide Web garanderen. Het wordt standaard ondersteund door de meeste moderne communicatiesoftwaretools op gangbare besturingssystemen. Het is stabiel - het is moeilijk voor te stellen dat er een bericht van een HTTP-programma op het scherm van de gebruiker verschijnt als "het protocol werd onderbroken door de PPP-verbinding". Als laatste redmiddel - als om de een of andere reden de tools om de HTTP-standaard in te schakelen niet beschikbaar zijn, kunt u bijvoorbeeld het FTP-protocol gebruiken om bestanden online over te dragen, hoewel het gebruik ervan in veel gevallen misschien niet de meest optimale oplossing is.
De norm in kwestie betreft de overdracht van gegevens van een hardware-software-object in de status van een client naar een server en vice versa. De eerste stuurt verzoeken naar de tweede en de laatste beantwoordt ze volgens het vastgestelde algoritme. Er zijn verschillende varianten van het betreffende protocol: bijvoorbeeld HTTPS, HTTP-NG. De belangrijkste voordelen achter het feit dat het HTTP-communicatieprotocol een van de meest populaire is geworden:
- veelzijdigheid;
- gemak van implementatie;
- uitbreidbaar;
- brede ondersteuning van softwareleveranciers.
Hij heeft ook een aantal tekortkomingen die door experts zijn benadrukt:
- nogal een groot aantal individuele berichten;
- ongeschiktheid voor gedistribueerd computergebruik;
- het onvermogen om door de bronnen te navigeren die op de server worden gehost.
We hebben hierboven opgemerkt dat de betreffende communicatiestandaard wordt ondersteund door de besturingssystemen van de belangrijkste gebruikers, evenals door algemene softwareproducten. De reikwijdte van dit protocol is echter veel breder dan de implementatie van communicatiealgoritmen binnen gebruikersoplossingen. De HTTP-standaard is ook toepasbaar in de industrie, videobewakingssystemen en SCADA-infrastructuur.
Een groot aantal fabrikanten, die verschillende communicatieprotocollen in netwerken beschouwen als basis voor het bouwen van een communicatie-infrastructuur, kiezen HTTP als een functioneel en betrouwbaar hulpmiddel voor het organiseren van toegang tot verschillende online bronnen, het configureren van objecten en het beheren van verschillende apparaten.
Als we het specifiek over de industrie hebben, dan kan Modbus worden toegeschreven aan het aantal van de meest populaire protocollen in het overeenkomstige marktsegment.
Wat is het Modbus-protocol?
De relevante norm wordt voornamelijk gebruikt om interoperabiliteit tussen verschillende elementen binnen de automatiseringsinfrastructuur op de werkplek te waarborgen. Relevanthet protocol kan van die varianten zijn die zijn aangepast voor gegevensoverdracht via een specifiek type communicatiekanaal - bedraad, draadloos (op hun beurt kunnen de bronnen van het eerste type koper, glasvezelkabels omvatten - en afzonderlijke wijzigingen van het protocol in kwestie zijn voor hen ontwikkeld).
Er zijn versies van Mobdus die zijn aangepast om gegevens over TCP/IP over te dragen. Een andere populaire oplossing in de industriële omgeving is PROFIBUS-FDL.
Wat is het PROFIBUS-FDL-protocol?
Het betreffende protocol werkt binnen het PROFIBUS-netwerk, dat wijdverbreid is geworden onder Europese industriële ondernemingen. Het prototype is ontwikkeld door Siemens-specialisten en zou worden gebruikt in productiegebieden waar controllers betrokken waren.
Vervolgens werd op basis van de ontwikkelingen van het Duitse bedrijf een netwerkinfrastructuur gevormd, waarin verschillende technologische en functionele kenmerken van seriële communicatie met betrekking tot het veldniveau werden gecombineerd. Het overwogen netwerkprotocol maakte het mogelijk om verschillende soorten automatiseringsapparatuur in één productiesysteem te integreren. Het is vermeldenswaard dat het PROFIBUS-FDL-protocol niet het enige is dat op dit industriële netwerk werkt. Het is echter uniform qua toepasbaarheid om de toegang tot de hoofdbus te organiseren.
Op de een of andere manier wordt het betreffende communicatieprotocol aangevuld met de volgende standaarden:
-DP;
- PA;
- FMS.
Het PROFIBUS DP-protocol wordt gebruikt voor:organisatie van gegevensuitwisseling tussen toonaangevende industriële apparaten zoals DP, evenals apparaten waarop I / O is geïmplementeerd volgens een gedistribueerd schema. Tegelijkertijd maakt dit protocol het mogelijk om gegevensuitwisseling op hoge snelheid te organiseren. Het heeft ook relatief lage implementatiekosten, waardoor het ook populair kan worden bij kleine bedrijven.
De PROFIBUS PA-standaard maakt het mogelijk om gegevens uit te wisselen tussen de infrastructuur, die bestaat uit apparatuur gerelateerd aan het veldniveau. Dit protocol is geoptimaliseerd voor het aansluiten van verschillende sensoren en mechanismen op een gemeenschappelijke lineaire of ringbus.
De PROFIBUS FMS-standaard wordt gekenmerkt door veelzijdigheid. Het is in de eerste plaats bedoeld voor het organiseren van gegevensuitwisseling tussen hightech industriële infrastructuurcomponenten - computers, programmeurs, controllers.
Een van de sterke punten van de protocollen die in het PROFIBUS-netwerk werken, is openheid (dat wil zeggen, ze kunnen worden gebruikt door alle geïnteresseerde industriële ondernemingen), wijdverbreid (wat het gemakkelijker maakt om de industriële infrastructuur te schalen bij het uitbreiden van markten, het openen van nieuwe industrieën).
CV
Dus we hebben de essentie van communicatieprotocollen overwogen, de kenmerken van enkele populaire varianten van de bijbehorende standaarden bestudeerd. Hun belangrijkste doel is om de gegevensoverdracht in het kader van uniforme formaten te verzekeren. Dat wil zeggen - degenen die kunnen worden geschaald in het kader van de infrastructuur, in de regel aanzienlijk groter dan de schaalindividuele onderneming.
In feite hebben we het over internationale normen: moderne protocollen voor mobiele, bekabelde wifi-communicatie zijn zeer wijdverbreid, openbaar beschikbaar en relatief eenvoudig te schalen. Natuurlijk is het in sommige gevallen, zelfs in mondiale markten zoals het aanbieden van mobiele diensten, mogelijk om regionale protocollen te gebruiken, maar het is in het belang van de grootste merken om, als dit niet in strijd is met de belangen van het bedrijfsleven, te implementeren, en in sommige gevallen de staat, zo uniform mogelijke normen, die de internationale communicatie zullen verbeteren.
Er zijn een aantal fundamentele communicatieprotocollen. In de context van internet zijn dit HTTP, TCP / IP. In het segment van diensten voor het verlenen van toegang tot het netwerk kan de PPS-standaard als zodanig worden aangeduid. Als de gebruiker een bericht ziet waarin staat dat het PPP-linkbeheerprotocol is beëindigd, heeft de gebruiker hoogstwaarschijnlijk geen toegang tot online bronnen via HTTP of TCP/IP. Elke norm is dus van groot belang en bovendien in veel gevallen onlosmakelijk verbonden met andere. Als een protocol wordt onderbroken door communicatie, bestaat de mogelijkheid dat de gebruiker geen toegang heeft tot die bronnen waarvoor andere standaarden verantwoordelijk zijn voor het organiseren van communicatie.
Communicatieprotocollen zijn een onmisbaar hulpmiddel voor het oplossen van complexe problemen, zowel op het gebied van gebruikerscommunicatie als in industriële en servicegebieden. Van de competente keuze voor een specifieke norm hangt af van het succes van de implementatie van de juiste infrastructuur, evenals deefficiëntie - in termen van de verhouding tussen systeemprestaties en de installatiekosten. Dus vroege studie van de eigenschappen van netwerkprotocollen, het kiezen van de optimale is een belangrijke taak voor bedrijfsmanagers die verantwoordelijk zijn voor de implementatie en modernisering van de communicatie-infrastructuur van het bedrijf.
