Funkcioniranje lokalnih i globalnih računalnih mreža, mobilnih i drugih komunikacijskih usluga uključuje korištenje različitih komunikacijskih protokola. Koji se od njih može smatrati najčešćim? Kakav bi mogao biti značaj relevantnih standarda?
Što su komunikacijski protokoli?
Komunikacijski protokol je popis objedinjenih uputa koje utvrđuju kako određena softverska ili hardverska sučelja trebaju osigurati prijenos podataka - na primjer, tekstualni, grafički, audio i video tokovi. Odgovarajući protokoli stvoreni su uglavnom kako bi se olakšalo skaliranje različitih računalnih mreža. Na primjer, uvođenje TCP/IP protokola omogućilo je objedinjavanje prijenosa podataka praktički diljem svijeta, što je omogućilo povezivanje računala na globalnu internetsku mrežu.
Na suvremenom tržištu informacijske tehnologije, protokoli komunikacijskih kanala koriste se na različitim razinama implementacije komunikacijskih sučelja. Stalno se poboljšavaju i ažuriraju. Povremeno, novoprotokoli koji odražavaju specifičnosti razvoja komunikacijskog tržišta. Različiti komunikacijski protokoli mogu se koristiti u domaćim i industrijskim mrežama implementiranim na temelju infrastrukture istraživačkih centara itd. Među najčešćim standardima odgovarajućeg tipa su Ethernet, CAN, HART.
Korištenje komunikacijskih protokola provodi se iu području mobilnih komunikacijskih usluga. Među njima - 3G, 4G, GPRS.
Ovi se protokoli razlikuju u različitim mobilnim mrežama, posebno:
- prema brzini prijenosa podataka između pretplatnika i pružatelja komunikacijskih usluga;
- po frekvencijskim pojasevima;
- u smislu maksimalne udaljenosti komunikacijskog uređaja do bazne stanice.
Što se tiče klasifikacije računalnih komunikacijskih protokola, ona se odlikuje prilično visokom razinom složenosti. Razmotrimo njegove specifičnosti detaljnije.
Klasifikacija računalnih komunikacijskih protokola
Klasifikacija relevantnih protokola može se provesti korištenjem prilično velikog broja pristupa. Uobičajeno je da se komunikacijski standardi mogu podijeliti na niže i više razine. To uključuje:
- primijenjeno;
- predstavnik;
- sesija;
- prijevoz;
- mreža;
- kanal;
- fizički.
Proučimo ih detaljnije.
Aplikacijski sloj mrežeprotokoli
Razina koja se razmatra, unutar koje se može klasificirati jedan ili drugi komunikacijski protokol, odnosi se prvenstveno na aplikacije. To jest, osigurava komunikaciju između mrežne infrastrukture i određenih korisničkih programa. Ovdje se koriste protokoli kao što su HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent i mnogi drugi za pružanje modernih online usluga.
Reprezentativni sloj mrežnih protokola
Na odgovarajućoj razini, komunikacijski protokol uključuje predstavljanje određenih podataka. Ovdje se mogu provesti postupci za pretvaranje jednog protokola u drugi, kodiranje, kompresiju datoteka i upravljanje raznim zahtjevima.
Određene aplikacije postavljaju određene zahtjeve mreži, nakon čega se pretvaraju u jezik razumljiv poslužitelju. Zatim se zahtjev obrađuje. Odgovor poslužitelja se zatim pretvara u jezik koji aplikacija razumije. Među popularnim protokolima odgovarajućeg tipa su ASN, FTP, SMTP. To se također može donekle pripisati onima i HTTP, FTP.
Sloj sesije komunikacijskih protokola
Na ovoj razini, komunikacijski protokol se koristi za izvođenje određene operacije - na primjer, sinkroniziranje određenih zadataka, kreiranje komunikacijske sesije, slanje ili primanje datoteke. Među uobičajenim protokolima koji se koriste u takve svrhe su ASP, DLC, SOCKS.
Transportni sloj komunikacijskih protokola
Navikli su odgovarajući tipovi standardaizravna isporuka određenih vrsta podataka s jednog mrežnog objekta na drugi. U mnogim slučajevima, datoteke su ovdje podijeljene u zasebne elemente - kako bi se olakšao njihov prijenos. Protokoli odgovarajuće vrste uključuju TCP, UDP, RMTP.
Protokoli mrežnog sloja
Sljedeća vrsta standarda na kojima komunikacijski sustav može raditi su protokoli mrežnog sloja. Oni su prvenstveno odgovorni za metode prijenosa podataka, prijevod adresa, prebacivanje, praćenje kvalitete rada infrastrukture. Takvi protokoli uključuju, posebice, isti TCP / IP, ICMP. DHCP.
Protokoli sloja veze
Ovi standardi se koriste za osiguranje rada ključnih hardverskih komponenti mreže. Odgovarajući protokoli omogućuju sustavu, prije svega, provjeru podataka koji dolaze s fizičkog sloja na greške. Po potrebi se i prilagođavaju. Među tim standardima su uobičajeni PPP komunikacijski protokol, algoritmi poput SLIP, L2F, PROFIBUS. U principu, Ethernet se također može klasificirati kao kanalski protokol.
Sloj fizičkog protokola
Sljedeća razina djelovanja dotičnih standarda je fizička. Ovdje je komunikacijski protokol alat pomoću kojeg se digitalni tok podataka izravno prenosi - slanjem signala preko kabela ili preko radio kanala.
U slučaju žičanog prijenosa, mogu se koristiti standardi kao što su RS-232, xDSL, 100BASE-T. Uobičajeni bežični komunikacijski protokoli - inposebice implementirano pomoću Wi-Fi usmjerivača - onih koji su tipa IEEE 802.11.
Klasifikacija standarda koju smo proučavali može se smatrati vrlo uvjetnom. Dakle, unutar njega može biti vrlo problematično pripisati jedan ili drugi protokol određenoj kategoriji: često se događa da se standard primjenjuje na nekoliko razina odjednom. Bilo bi korisno detaljnije razmotriti specifičnosti najpopularnijih protokola na suvremenom tržištu informacijskih tehnologija. Kao što je, na primjer, PPP kontrolni protokol (komunikacija - ona je ta koja je predmet utjecaja algoritama koji su predviđeni odgovarajućim standardom).
Što je PPP protokol?
Protokol koji se razmatra odnosi se, kao što smo gore napomenuli, na standarde koji su dizajnirani da osiguraju funkcioniranje mrežne infrastrukture na sloju podatkovne veze. Univerzalno je: pomoću odgovarajućeg protokola možete implementirati autentifikaciju uređaja, koristiti mehanizam šifriranja podataka i, ako je potrebno, kompresiju datoteke.
Protokol koji se razmatra osigurava funkcioniranje mreža temeljenih na zajedničkim komunikacijskim resursima - kao što su telefonske linije, kanali mobilne komunikacije. Ako se u određenom programu pojavi natpis da je PPP protokol prekinut komunikacijom, to će najvjerojatnije značiti da korisnik ne može dobiti stvarni pristup mrežnim resursima koje mu daje njegov provajder.
Postoji nekoliko varijanti odgovarajućeg standarda - na primjer, PPPoE, PPPoA. NaOva struktura predmetnog protokola uključuje nekoliko standarda: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Drugi uobičajeni protokol na modernom IT tržištu je
Što je HTTP protokol?
Odgovarajući standard koristi se za osiguranje rada infrastrukture za razmjenu hipertekstualnih podataka - u općem slučaju između računala i poslužitelja na Internetu. Odnosi se na temeljne protokole koji osiguravaju rad World Wide Weba. Zadano ga podržava većina modernih komunikacijskih softverskih alata na uobičajenim operativnim sustavima. Stabilan je – teško je zamisliti situaciju u kojoj na korisnikovom ekranu iskoči poruka iz HTTP programa poput „protokol je prekinut PPP vezom“. Kao posljednje sredstvo - ako iz nekog razloga alati za omogućavanje HTTP standarda nisu dostupni, možete koristiti, na primjer, FTP protokol za prijenos datoteka na mreži, iako u mnogim slučajevima njegova uporaba možda nije najoptimalnije rješenje.
Predmetni standard uključuje prijenos podataka s hardversko-softverskog objekta u statusu klijenta na poslužitelj i obrnuto. Prvi šalje zahtjeve drugome, a potonji na njih odgovara prema utvrđenom algoritmu. Postoji nekoliko varijanti dotičnog protokola: na primjer, HTTPS, HTTP-NG. Glavne prednosti iza činjenice da je HTTP komunikacijski protokol postao jedan od najpopularnijih:
- svestranost;
- jednostavnost implementacije;
- proširivo;
- široka podrška dobavljača softvera.
On također ima niz nedostataka koje su istaknuli stručnjaci:
- prilično velik broj pojedinačnih poruka;
- neprikladnost za distribuirano računanje;
- nemogućnost navigacije kroz resurse koji se nalaze na poslužitelju.
Gore smo napomenuli da je dotični komunikacijski standard podržan od strane glavnih korisničkih operativnih sustava, kao i uobičajenih softverskih proizvoda. Međutim, opseg ovog protokola puno je širi od implementacije komunikacijskih algoritama unutar korisničkih rješenja. HTTP standard također je primjenjiv u industriji, sustavima videonadzora i SCADA infrastrukturi.
Veliki broj proizvođača, smatrajući različite komunikacijske protokole u mrežama osnovnim za izgradnju komunikacijske infrastrukture, odabire HTTP kao funkcionalan i pouzdan alat za organiziranje pristupa raznim online resursima, konfiguriranje objekata, upravljanje raznim uređajima.
Ako govorimo konkretno o industriji, onda se Modbus može pripisati broju najpopularnijih protokola u odgovarajućem tržišnom segmentu.
Što je Modbus protokol?
Relevantni standard se uglavnom koristi za osiguranje interoperabilnosti između različitih elemenata unutar infrastrukture za automatizaciju na radnom mjestu. Relevantnoprotokol može biti u onim varijantama koje su prilagođene prijenosu podataka preko određene vrste komunikacijskog kanala - ožičenog, bežičnog (zauzvrat, resursi prve vrste mogu uključivati bakrene, optičke kabele - i zasebne modifikacije dotičnog protokola su razvijeni za njih).
Postoje verzije Mobdusa prilagođene za prijenos podataka preko TCP/IP-a. Još jedno popularno rješenje u industrijskom okruženju je PROFIBUS-FDL.
Što je PROFIBUS-FDL protokol?
Protokol koji se razmatra djeluje unutar PROFIBUS mreže, koja je postala široko rasprostranjena među europskim industrijskim poduzećima. Njegov prototip razvili su stručnjaci Siemensa i trebao se koristiti u proizvodnim područjima gdje su uključeni kontroleri.
Naknadno, na temelju razvoja njemačke korporacije, formirana je mrežna infrastruktura u kojoj su objedinjene različite tehnološke i funkcionalne značajke serijskih komunikacija koje se odnose na razinu terena. Mrežni protokol koji se razmatra omogućio je integraciju različitih vrsta uređaja za automatizaciju unutar jednog proizvodnog sustava. Vrijedi napomenuti da PROFIBUS-FDL protokol nije jedini koji radi na ovoj industrijskoj mreži. Međutim, ujednačen je u smislu primjenjivosti kako bi se organizirao pristup glavnom autobusu.
Ovako ili onako, komunikacijski protokol koji se razmatra dopunjen je sljedećim standardima:
-DP;
- PA;
- FMS.
Protokol PROFIBUS DP se koristi zaorganizacija razmjene podataka između vodećih industrijskih uređaja kao što je DP, kao i uređaja na kojima je I/O implementiran prema distribuiranoj shemi. U isto vrijeme, ovaj protokol omogućuje organiziranje razmjene podataka velikom brzinom. Također ima relativno nisku cijenu implementacije, što ga može učiniti popularnim i među malim poduzećima.
PROFIBUS PA standard omogućuje razmjenu podataka između infrastrukture koja se sastoji od opreme koja se odnosi na razinu terena. Ovaj je protokol optimiziran za povezivanje različitih senzora i mehanizama na zajedničku linearnu ili prstenastu sabirnicu.
PROFIBUS FMS standard karakterizira svestranost. Namijenjen je prvenstveno organiziranju razmjene podataka između visokotehnoloških komponenti industrijske infrastrukture - računala, programera, kontrolera.
Među prednostima protokola koji djeluju u PROFIBUS mreži su otvorenost (odnosno, mogu ih koristiti sva zainteresirana industrijska poduzeća), rasprostranjenost (što olakšava skaliranje industrijske infrastrukture pri širenju tržišta, otvaranju novih industrije).
CV
Dakle, razmotrili smo bit komunikacijskih protokola, proučili značajke nekih popularnih varijanti odgovarajućih standarda. Njihova je glavna svrha osigurati prijenos podataka u okviru jedinstvenih formata. Odnosno - one koje se mogu skalirati u okviru infrastrukture, u pravilu znatno premašujući razmjerpojedinačna tvrtka.
Zapravo, govorimo o međunarodnim standardima: moderni protokoli za mobilnu, žičanu, Wi-Fi komunikaciju vrlo su rašireni, javno dostupni i relativno ih je lako skalirati. Naravno, u nekim slučajevima, čak i na takvim globalnim tržištima kao što je pružanje mobilnih usluga, moguće je koristiti regionalne protokole, ali u interesu je najvećih brendova implementacija, ako to nije u suprotnosti s interesima poslovanja, a u nekim slučajevima i država, što je moguće više jedinstvenih standarda koji će unaprijediti međunarodnu komunikaciju.
Postoji niz temeljnih komunikacijskih protokola. U kontekstu interneta, to uključuje HTTP, TCP / IP. U segmentu usluga za pružanje pristupa mreži kao takav se može nazvati standard JPP. Ako korisnik vidi poruku u kojoj se navodi da je PPP protokol kontrole veze prekinut, tada korisnik najvjerojatnije neće moći pristupiti mrežnim resursima koristeći bilo HTTP ili TCP/IP. Stoga je svaki standard od velike važnosti i, štoviše, u mnogim je slučajevima neraskidivo povezan s drugima. Ako je jedan protokol prekinut komunikacijom, tada postoji mogućnost da korisnik neće moći pristupiti onim resursima za koje su drugi standardi odgovorni za organizaciju komunikacije.
Komunikacijski protokoli su nezamjenjiv alat za rješavanje složenih problema kako u području komunikacije korisnika, tako iu industrijskim i uslužnim područjima. Od kompetentnog izbora određenog standarda ovisi uspješnost implementacije odgovarajuće infrastrukture, kao i njezinaučinkovitost - u smislu omjera performansi sustava i troškova njegove instalacije. Stoga je rano proučavanje svojstava mrežnih protokola, odabir optimalnog važan zadatak za menadžere poduzeća odgovornih za implementaciju i modernizaciju komunikacijske infrastrukture tvrtke.
