Protocolul de comunicare: transmiterea datelor

Funcționarea locală și cea locală rețele de calculatoare globale, serviciile de comunicații mobile și alte servicii implică utilizarea unor protocoale de comunicare diferite. Care dintre ele pot fi considerate cele mai comune? Care este semnificația standardelor relevante?

Care sunt protocoalele de comunicare?

Protocolul de comunicare este o listă a instrucțiunilor unificate care stabilesc modul în care anumite interfețe software sau hardware ar trebui să furnizeze transmisii de date - de exemplu, fluxuri text, grafice, audio și video. Protocoalele corespunzătoare sunt create în principal pentru a facilita scalarea diferitelor rețele de calculatoare. De exemplu, implementarea protocolului TCP / IP a făcut posibilă unificarea transmisiei de date aproape în întreaga lume, ceea ce face posibilă combinarea calculatoarelor Internetul global.

În piața modernă de IT, protocoale canale de comunicare Ele sunt utilizate la diferite niveluri de implementare a interfețelor de comunicare. Acestea sunt în permanență actualizate, actualizate. Periodic, se dezvoltă noi protocoale care reflectă specificul dezvoltării pieței de comunicații. Diferite protocoale de comunicare pot fi utilizate în rețele atât pentru uz domestic, cât și pentru uz industrial, pe baza infrastructurii centrelor de cercetare etc. Printre cele mai comune standarde de tipul adecvat sunt Ethernet, CAN, HART.

Utilizarea protocoalelor de comunicare se efectuează, de asemenea, în domeniul serviciilor de comunicații mobile. Printre ei - 3G, 4G, GPRS.

Aceste protocoale în rețelele operatorilor de telefonie mobilă variază în special:

- de viteză transfer de date între abonat și furnizorul de servicii de comunicații;

- pe benzi de frecvență;

- pe indicatorii distanței maxime a dispozitivului de comunicație față de stația de bază.

În ceea ce privește clasificarea protocoalelor de comunicații informatice, se caracterizează printr-un nivel de complexitate destul de ridicat. Să luăm în considerare specificul acesteia în detaliu.

Clasificarea protocoalelor de comunicații informatice

Clasificarea protocoalelor relevante poate fi efectuată utilizând un număr suficient de mare de abordări. Este comun că standardele de comunicare pot fi subdivizate în niveluri mai mici și mai înalte. Printre acestea se numără:

- cerere;

- executiv;

- sesiune;

- de transport;

- de rețea;

- canal;

- fizic.

Să le studiem mai detaliat.

Nivel de aplicație al protocoalelor de rețea

Nivelul considerat, în cadrul căruia se poate clasifica un protocol de comunicare, se referă, în primul rând, la aplicații. Aceasta înseamnă că furnizează o comunicare între infrastructura de rețea și programele specifice utilizatorilor. Aici sunt utilizate protocoale precum HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent și multe altele, prin care se livrează servicii on-line moderne.

Nivelul reprezentativ al protocoalelor de rețea

La nivelul corespunzător, protocolul de comunicare presupune prezentarea anumitor date. Aici puteți efectua proceduri pentru conversia unui protocol în altul, codarea, comprimarea fișierelor, gestionarea diferitelor interogări.

Aplicațiile specifice specifică solicitări specifice către rețea, după care acestea sunt convertite într-o limbă care este ușor de înțeles de către server. Apoi, cererea este procesată. Apoi răspunsul de la server este transformat, la rândul său, într-o limbă pe care o înțelege aplicația. Printre protocoalele populare de tipul corespunzător sunt ASN, FTP, SMTP. Puteți include, de asemenea, HTTP și FTP într-o anumită măsură.

Sesiuni de comunicare a stratului de sesiune

La acest nivel, protocolul de comunicare este utilizat pentru a efectua o operațiune specifică - de exemplu, sincronizarea anumitor sarcini, crearea unei sesiuni de comunicare, trimiterea sau primirea unui fișier. Printre protocoalele comune care sunt utilizate în astfel de scopuri - ASP, DLC, SOCKS.

Nivelul de transport al protocoalelor de comunicare

Tipurile de standarde adecvate sunt utilizate pentru a furniza direct anumite tipuri de date de la un obiect de rețea la altul. În multe cazuri, fișierele sunt împărțite în elemente separate - pentru a facilita transferul acestora. Protocoalele de tipul corespunzător includ TCP, UDP, RMTP.

Nivelul protocolului de rețea

Următorul tip de standarde, pe baza cărora poate funcționa sistemul de comunicații - protocoale de nivel de rețea. Acestea sunt responsabile, în primul rând, de metodele de transmitere a datelor, de traducerea adreselor, de comutare, de monitorizarea calității funcționării infrastructurii. Aceste protocoale includ, în special, același TCP / IP, ICMP. DHCP.

Protocoalele stratului de legătură

Aceste standarde sunt utilizate pentru a asigura funcționarea componentelor hardware cheie ale rețelei. Protocoalele corespunzătoare permit sistemului, în primul rând, să verifice datele provenite de la nivelul fizic pentru erori. Dacă este necesar, acestea sunt de asemenea ajustate. Printre aceste standarde se numără protocolul de comunicație PPP utilizat pe scară largă, algoritmi precum SLIP, L2F, PROFIBUS. În principiu, Ethernet poate fi referit la protocoalele canalelor.

Strat fizic al protocoalelor

Următorul nivel de acțiune al standardelor în cauză este fizic. Aici, protocolul de comunicare este un instrument prin care transmiterea unui flux digital de date se realizează direct - prin trimiterea unui semnal printr-un cablu sau printr-un canal radio.

În cazul transmisiei prin cablu, pot fi utilizate standarde precum RS-232, xDSL, 100BASE-T. Protocoalele obișnuite de comunicații fără fir - în special, implementate cu ajutorul routerelor Wi-Fi - sunt cele care sunt de tip IEEE 802.11.

Clasificarea standardelor pe care le-am studiat poate fi considerată foarte condiționată. Deci, în cadrul acesteia, poate fi foarte dificil să clasificați un anumit protocol drept o categorie specifică: adesea se întâmplă ca standardul să fie aplicat imediat pe mai multe niveluri. Va fi util să examinăm în detaliu specificul celor mai populare protocoale de pe piața IT modernă. Cum ar fi, de exemplu, protocolul de control PPP (o legătură - este obiectul impactului algoritmilor care sunt furnizați de standardul corespunzător).

Care este protocolul PPP?

Protocolul în cauză se referă, așa cum am menționat mai sus, la standardele care vizează asigurarea funcționării infrastructurii rețelei la nivelul liniei de date. Este universal: prin intermediul protocolului adecvat este posibilă implementarea autentificării dispozitivului, utilizarea mecanismului de criptare a datelor, dacă este necesar, pentru compresia fișierelor.

Protocolul în cauză asigură funcționarea rețelelor bazate pe resurse comune de comunicare - cum ar fi liniile telefonice, canalele celulare. Dacă în acest program sau în acel program apare o inscripție conexiunea PPP a fost întreruptă, aceasta înseamnă că utilizatorul nu poate accesa de fapt resursele de rețea furnizate de furnizorul său.

Există mai multe soiuri ale standardului corespunzător - de exemplu, PPPoE, PPPoA. În același timp, structura protocolului în cauză include mai multe standarde: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Un alt protocol comun pe piața IT modernă este HTTP.

Ce este protocolul HTTP?

Standardul corespunzător este folosit pentru a asigura funcționarea infrastructurii de schimb de hipertext - în general, între computere și servere de pe Internet. Se referă la protocoalele de bază care sprijină activitatea World Wide Web. Implicit, aceasta este susținută de majoritatea instrumentelor moderne de comunicare software în sistemele de operare comune. Diferă în stabilitate - este greu de imaginat o situație în care un mesaj de program HTTP apare pe ecranul utilizatorului ca "conexiunea PPP a fost întreruptă". În cazuri extreme - dacă, din orice motiv, instrumentele pentru utilizarea standardului HTTP nu sunt disponibile, puteți transfer de fișiere în modul online pentru a utiliza, de exemplu, protocolul FTP, deși, în multe cazuri, utilizarea sa poate să nu fie cea mai optimă soluție.

Standardul în cauză implică transferul de date din obiectul hardware și software în starea clientului către server și invers. Primul trimite cea de-a doua cerere și îi răspunde conform algoritmului stabilit. Există mai multe soiuri ale protocolului examinat: de exemplu, HTTPS, HTTP-NG. Principalele avantaje care determină faptul că protocolul de comunicare HTTP a devenit unul dintre cele mai populare:

- versatilitate;

- ușurința punerii în aplicare;

- posibilitate de extindere;

- Disponibilitatea unui sprijin larg de la furnizorii de software.

Există, de asemenea, o serie de deficiențe, alocate de experți:

- valoarea suficient de mare a mesajelor individuale;

- inaplicabilitate la calculul distribuit;

- lipsa abilității de a naviga prin resursele găzduite pe server.

Mai sus, am observat că standardul de comunicare în cauză este susținut de sistemele de operare de bază ale utilizatorilor, precum și de produsele software răspândite. Cu toate acestea, domeniul de aplicare al acestui protocol este mult mai larg decât implementarea algoritmilor de comunicare în cadrul soluțiilor utilizatorilor. Standardul HTTP este aplicabil și în industrie, sisteme de supraveghere video, în infrastructura SCADA.

Un număr mare de producători, având în vedere protocoalele de comunicații în diferite rețele ca o bază pentru construirea unei infrastructuri de comunicații, pentru a alege exact HTTP - ca un instrument funcțional și de încredere care oferă acces la diverse resurse on-line, obiecte de configurare, diferite de management devaysa.

Vorbind în special despre industrie, Modbus este unul dintre cele mai populare protocoale din segmentul relevant al pieței.

Care este protocolul Modbus?

Standardul relevant este folosit în principal pentru a asigura interacțiunea dintre diferitele elemente din cadrul infrastructurii de automatizare la locul de muncă. Reprezentat de un protocol corespunzător poate fi în acele soiuri care sunt adaptate la transmiterea datelor referitoare la un anumit tip de canal de comunicație -, fără fir cu fir (la rândul său, la primele resurse de tip poate include cupru, cabluri de fibră optică - și unele protocol de modificare concepute pentru ei, care este vorbire).

Există versiuni de Mobdus, adaptate pentru transferul de date prin TCP / IP. Soluția este PROFIBUS-FDL, care este populară în rândul întreprinderilor industriale.

Care este protocolul PROFIBUS-FDL?

Protocolul în cauză funcționează în cadrul rețelei PROFIBUS, care a devenit răspândită în rândul întreprinderilor industriale europene. Prototipul său a fost dezvoltat de specialiștii Siemens și urma să fie utilizat în zonele de producție în care erau implicați controlorii.

Ulterior, pe baza evoluțiilor societății germane, a fost formată o infrastructură de rețea, în care au fost combinate diferite caracteristici tehnologice și funcționale ale comunicațiilor seriale legate de nivelul câmpului. Protocolul de rețea în cauză a permis integrarea diferitelor tipuri de dispozitive de automatizare în cadrul unui singur sistem de producție. Trebuie notat că protocolul PROFIBUS-FDL nu este singurul care funcționează în rețeaua industrială specificată. Cu toate acestea, este uniform din punct de vedere al aplicabilității pentru organizarea accesului la autobuzul principal.

În orice caz, protocolul de comunicare în cauză este completat de următoarele standarde:

- DP;

- PA;

- FMS.

Protocolul PROFIBUS DP este utilizat pentru organizarea schimbului de date între cele mai importante dispozitive industriale, cum ar fi DP, precum și dispozitivele în care I / O este implementat într-o schemă distribuită. Acest protocol vă permite să organizați schimbul de date la viteză mare. De asemenea, se caracterizează printr-un cost relativ scăzut de implementare, ceea ce îl poate face popular în întreprinderile mici.

Standardul PROFIBUS PA permite schimbul de date între infrastructură, care constă în echipamente legate de nivelul câmpului. Acest protocol este optimizat pentru a conecta diferiți senzori și mecanisme la o comună liniară sau pe o magistrală.

Standardul PROFIBUS FMS se caracterizează prin versatilitatea acestuia. Se urmărește, în primul rând, organizarea schimbului de date între componentele high-tech ale infrastructurii industriale - calculatoare, programatori, controlori.

Printre punctele forte ale protocoalelor care operează pe PROFIBUS - deschidere (de exemplu, ele pot fi utilizate de către orice industrie interesată), prevalența (ceea ce duce la ameliorarea scalarea infrastructurii industriale pe piețele în expansiune, deschiderea de noi unități de producție).

rezumat

Deci, am examinat esența protocoalelor de comunicare, am studiat caracteristicile unor soiuri populare de standarde relevante. Scopul lor principal este de a asigura transmiterea datelor în cadrul formatelor standardizate. Acestea sunt cele care pot fi scalate în cadrul infrastructurii, de obicei mult mai mari decât scara unei singure întreprinderi.

De fapt, vorbim de standarde internaționale: protocoalele moderne de comunicații celulare, comunicații prin cablu, Wi-Fi, sunt larg răspândite, disponibile pe scară largă, relativ ușor de utilizat. Desigur, în unele cazuri, chiar și în astfel de piețe globale, ca furnizarea de servicii de comunicații mobile posibil să se utilizeze protocoale regionale, ci în interesul celor mai mari branduri - să introducă, în cazul în care nu este contrar intereselor de afaceri, iar în unele cazuri - și de stat, cât mai mult posibil standarde unificate, ceea ce va face posibilă intensificarea comunicărilor internaționale.

Există o serie de protocoale fundamentale de comunicare. În contextul internetului, putem include HTTP, TCP / IP. În segmentul de servicii pentru a oferi acces la rețea la astfel de pot fi atribuite standardul de PPP. Dacă un utilizator vede un mesaj că protocolul de control al PPP-link-ul a fost încheiată, el, cel mai probabil nu va fi capabil de a obține acces la resurse on-line, fie prin HTTP, sau folosind TCP / IP. Astfel, fiecare standard are o mare importanță și, în plus, în multe cazuri este inextricabil legat de alții. Dacă un protocol de comunicație este întrerupt, este probabil că utilizatorul nu va putea accesa aceste resurse, pentru organizarea comunicațiilor cu care se întâlnesc alte standarde.

Protocoalele de comunicare reprezintă un instrument indispensabil pentru rezolvarea problemelor complexe atât în ​​domeniul comunicării utilizatorilor, cât și în sferele industriale și de servicii. Prin alegerea corectă a unui anumit standard depinde de succesul implementării unei infrastructuri adecvate, precum și eficacitatea acestuia - în ceea ce privește raportul performanța sistemului și costul de instalare. Astfel, studiul precoce a proprietăților de protocoale de rețea, selectarea optimă - o sarcină importantă a managerilor de întreprindere responsabile de implementarea și modernizarea infrastructurii de comunicații a companiei.