Funktionieren sowohl lokal als auch globalComputernetzwerke, mobile und andere Kommunikationsdienste umfassen die Verwendung verschiedener Kommunikationsprotokolle. Welcher von ihnen kann als der häufigste angesehen werden? Welche Relevanz könnten die relevanten Standards haben?
Was sind Kommunikationsprotokolle?
Kommunikationsprotokoll ist eine Liste von einheitlichenAnweisungen, die festlegen, wie bestimmte Software- oder Hardwareschnittstellen Daten übertragen sollen - z. B. Text-, Grafik-, Audio- und Videostreams. Entsprechende Protokolle werden hauptsächlich erstellt, um die Skalierung verschiedener Computernetzwerke zu erleichtern. Die Einführung des TCP / IP-Protokolls ermöglichte beispielsweise die virtuelle Vereinheitlichung der Datenübertragung auf der ganzen Welt und die Integration von Computern in das globale Internet.
Im modernen Markt für InformationstechnologieKommunikationskanalprotokolle werden auf verschiedenen Ebenen der Implementierung von Kommunikationsschnittstellen verwendet. Sie werden ständig weiterentwickelt. In regelmäßigen Abständen werden neue Protokolle entwickelt, die die Besonderheiten der Entwicklung des Kommunikationsmarktes widerspiegeln. Verschiedene Kommunikationsprotokolle können in Netzwerken sowohl für den privaten als auch für den industriellen Gebrauch verwendet werden, die auf der Grundlage der Infrastruktur von Forschungszentren usw. implementiert werden. Zu den gängigsten Standards des entsprechenden Typs gehören Ethernet, CAN, HART.
Die Verwendung von Kommunikationsprotokollen wird auch im Bereich der Mobilkommunikationsdienste durchgeführt. Unter diesen - 3G, 4G, GPRS.
Diese Protokolle in den Netzen von Mobilfunkbetreibern unterscheiden sich insbesondere:
- durch die Datenübertragungsrate zwischen dem Teilnehmer und dem Kommunikationsdienstanbieter;
- nach Frequenzbereichen;
- in Bezug auf die maximale Entfernung des Kommunikationsgeräts zur Basisstation.
Die Klassifizierung von Computerkommunikationsprotokollen zeichnet sich durch eine relativ hohe Komplexität aus. Betrachten Sie die Einzelheiten genauer.
Klassifizierung von Computerkommunikationsprotokollen
Klassifizierung relevanter Protokolle kannunter Verwendung einer ausreichend großen Anzahl von Ansätzen implementiert werden. Weit verbreitet ist einer, bei dem Kommunikationsstandards in niedrigere und höhere Ebenen unterteilt werden können. Unter diesen:
- angewendet;
- Vertreter;
- Sitzung;
- Transport;
- Netzwerk;
- Kanal;
- körperlich.
Wir werden sie genauer untersuchen.
Anwendungsschicht der Netzwerkschicht
Ebene auf welcherDas eine oder andere Kommunikationsprotokoll sollte klassifiziert werden und bezieht sich hauptsächlich auf Anwendungen. Das heißt, es stellt die Kommunikation zwischen der Netzwerkinfrastruktur und bestimmten Benutzerprogrammen bereit. Es verwendet Protokolle wie HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent und viele andere, über die die Bereitstellung moderner Onlinedienste erfolgt.
Executive Network Protocol
Auf der entsprechenden Ebene das Kommunikationsprotokollbeinhaltet die Präsentation bestimmter Daten. Hier können Prozeduren implementiert werden, um ein Protokoll in ein anderes zu konvertieren, Dateien zu codieren, zu komprimieren und verschiedene Anforderungen zu verwalten.
Bestimmte Anwendungen stellen bestimmte Anforderungenin das Netzwerk, wonach sie in eine Sprache konvertiert werden, die der Server versteht. Als nächstes wird die Anfrage verarbeitet. Anschließend wird die Antwort vom Server in eine Sprache konvertiert, die die Anwendung versteht. Zu den gängigen Protokollen des entsprechenden Typs gehören ASN, FTP, SMTP. In gewissem Umfang kann dies auch auf HTTP und FTP zurückgeführt werden.
Kommunikationsprotokolle der Sitzungsschicht
Auf dieser Ebene wird das Kommunikationsprotokoll in verwendetUm eine bestimmte Operation auszuführen - zum Beispiel bestimmte Aufgaben zu synchronisieren, eine Kommunikationssitzung zu erstellen, eine Datei zu senden oder zu empfangen Zu den gängigen Protokollen, die für solche Zwecke verwendet werden, gehören ASP, DLC, SOCKS.
Transportschicht von Kommunikationsprotokollen
Die entsprechenden Arten von Standards werden in verwendetden Zweck der direkten Übermittlung bestimmter Datentypen von einem Netzwerkobjekt an ein anderes. In vielen Fällen werden Dateien in separate Elemente unterteilt, um deren Übertragung zu erleichtern. Protokolle des entsprechenden Typs umfassen TCP, UDP, RMTP.
Protokolle der Netzwerkschicht
Die nächste Art von Standards, auf deren GrundlageKommunikationssystem - Protokolle der Netzwerkschicht können funktionieren. Sie sind in erster Linie für Datenübertragungsmethoden, Adressumsetzung, Switching und Überwachung der Qualität der Infrastrukturarbeiten verantwortlich. Solche Protokolle umfassen insbesondere das gleiche TCP / IP, ICMP. DHCP
Verbindungsschichtprotokolle
Diese Standards werden angewendet, um sicherzustellendie Funktionsweise der wichtigsten Hardwarekomponenten des Netzwerks. Mit den entsprechenden Protokollen kann das System zunächst die von der physischen Schicht kommenden Daten auf Fehler überprüfen. Bei Bedarf werden sie auch angepasst. Zu diesen Standards gehören das weit verbreitete PPP-Kommunikationsprotokoll, Algorithmen wie SLIP, L2F, PROFIBUS. Grundsätzlich kann Ethernet auch als Kanalprotokoll bezeichnet werden.
Physikalische Schicht von Protokollen
Die nächste Gültigkeitsstufe der Standards, über diewir reden - physisch. Hier ist ein Kommunikationsprotokoll ein Werkzeug, über das ein digitaler Datenstrom direkt übertragen wird - durch Senden eines Signals über ein Kabel oder über einen Funkkanal.
Bei kabelgebundener ÜbertragungVerwenden Sie Standards wie RS-232, xDSL, 100BASE-T. Gängige drahtlose Protokolle - insbesondere solche, die mit Wi-Fi-Routern implementiert werden - sind solche vom Typ IEEE 802.11.
Die Klassifizierung von Standards, die wir untersucht haben, kannhalte es für sehr bedingt. Im Rahmen kann es daher sehr problematisch sein, ein bestimmtes Protokoll einer bestimmten Kategorie zuzuordnen: Es kommt häufig vor, dass ein Standard auf mehreren Ebenen gleichzeitig angewendet wird. Es wird nützlich sein, die Besonderheiten der beliebtesten Protokolle auf dem modernen Markt für Informationstechnologie genauer zu betrachten. Wie zum Beispiel das PPP-Steuerprotokoll (Kommunikation - sie ist Gegenstand des Einflusses der Algorithmen, die der entsprechende Standard vorsieht).
Was ist PPP?
Das fragliche Protokoll bezieht sich darauf, wie wiroben erwähnt, zu den Standards, die das Funktionieren der Netzwerkinfrastruktur auf der Verbindungsschicht sicherstellen sollen. Es ist universell: Mit dem entsprechenden Protokoll können Sie die Geräteauthentifizierung implementieren, den Datenverschlüsselungsmechanismus verwenden und bei Bedarf Dateien komprimieren.
Das betrachtete Protokoll sieht vorFunktionieren von Netzwerken basierend auf gemeinsamen Kommunikationsressourcen - wie Telefonleitungen, Mobilfunkkanälen. Wenn in einem bestimmten Programm eine Inschrift erscheint, die dies angibt Wenn das PPP-Protokoll unterbrochen wurde, bedeutet dies höchstwahrscheinlich, dass der Benutzer keinen tatsächlichen Zugriff auf Netzwerkressourcen erhalten kann, die von seinem Anbieter bereitgestellt werden.
Es gibt verschiedene Sortenentsprechender Standard - zum Beispiel PPPoE, PPPoA. Darüber hinaus umfasst die Struktur des fraglichen Protokolls mehrere Standards: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Ein weiteres im modernen IT-Markt weit verbreitetes Protokoll ist HTTP.
Was ist das HTTP-Protokoll?
Der entsprechende Standard wird verwendet, umSicherstellung des Betriebs der Hypertext-Datenaustauschinfrastruktur - im Allgemeinen zwischen Computern und Servern im Internet. Bezieht sich auf die grundlegenden Protokolle, die das World Wide Web unterstützen. Wird standardmäßig von den meisten modernen Kommunikationssoftwaretools auf gängigen Betriebssystemen unterstützt. Unterschiedliche Stabilität - Es ist schwer vorstellbar, dass eine Meldung eines HTTP-Programms auf dem Bildschirm des Benutzers angezeigt wird, z. B. "PPP wurde unterbrochen". Als letztes Mittel - wenn aus irgendeinem Grund keine Tools zur Verwendung des HTTP-Standards verfügbar sind, können Sie beispielsweise das FTP-Protokoll zum Online-Übertragen von Dateien verwenden, obwohl in vielen Fällen die Verwendung möglicherweise nicht die optimalste Lösung ist.
Der fragliche Standard geht davon ausDatenübertragung von einem Hardware- und Softwareobjekt im Clientstatus zu einem Server und umgekehrt. Der erste sendet Anfragen an den zweiten und beantwortet diese gemäß dem festgelegten Algorithmus. Es gibt verschiedene Arten des fraglichen Protokolls: zum Beispiel HTTPS, HTTP-NG. Die Hauptvorteile, die das HTTP-Kommunikationsprotokoll zu einem der beliebtesten machen, sind:
- Universalität;
- Leichtigkeit der Durchsetzung;
- die Möglichkeit einer Erweiterung;
- Verfügbarkeit eines breiten Supports von Softwareherstellern.
Es hat auch eine Reihe von Nachteilen, die von Experten hervorgehoben werden:
- eine ausreichend große Anzahl einzelner Nachrichten;
- Unfähigkeit zum verteilten Rechnen;
- Unfähigkeit, in den auf dem Server befindlichen Ressourcen zu navigieren.
Oben haben wir festgestellt, dass der fragliche StandardDie Kommunikation wird von den wichtigsten Betriebssystemen der Benutzer sowie von gängigen Softwareprodukten unterstützt. Der Umfang dieses Protokolls ist jedoch viel breiter als die Implementierung von Kommunikationsalgorithmen im Rahmen kundenspezifischer Lösungen. Der HTTP-Standard ist in der Industrie, in Videoüberwachungssystemen und in der SCADA-Infrastruktur anwendbar.
Eine große Anzahl von Herstellern erwägtWählen Sie für verschiedene Kommunikationsprotokolle in Netzwerken als Basis für den Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur genau HTTP - als funktionales und zuverlässiges Tool zum Organisieren des Zugriffs auf verschiedene Online-Ressourcen, zum Konfigurieren von Objekten und zum Verwalten verschiedener Geräte.
Wenn wir speziell über die Branche sprechen, gehört Modbus zu den gefragtesten Protokollen im entsprechenden Marktsegment.
Was ist das Modbus-Protokoll?
Es gilt hauptsächlich der einschlägige StandardMöglichkeit, die Interaktion zwischen verschiedenen Elementen innerhalb der Automatisierungsinfrastruktur in der Produktion zu ermöglichen. Das entsprechende Protokoll kann in den Varianten präsentiert werden, die für die Datenübertragung über einen bestimmten Typ von Kommunikationskanal angepasst sind - verkabelt, drahtlos (Kupfer- und Glasfaserkabel können wiederum auf die Ressourcen des ersten Typs bezogen werden - und für diese Es wurden separate Modifikationen des Protokolls entwickelt.
Es gibt Mobdus-Versionen, die für die Datenübertragung über TCP / IP angepasst sind. Eine weitere beliebte Lösung für Industrieunternehmen ist PROFIBUS-FDL.
Was ist das PROFIBUS-FDL-Protokoll?
Das betrachtete Protokoll arbeitet innerhalbdas PROFIBUS-Netzwerk, das unter europäischen Industrieunternehmen weit verbreitet ist. Der Prototyp wurde von Siemens-Spezialisten entwickelt und sollte in Produktionsbereichen eingesetzt werden, in denen Steuerungen beteiligt waren.
Anschließend basierend auf den Entwicklungen des DeutschenDas Unternehmen bildete eine Netzwerkinfrastruktur, in der verschiedene technologische und funktionale Merkmale der seriellen Kommunikation in Bezug auf die Feldebene kombiniert wurden. Das betrachtete Netzwerkprotokoll ermöglichte die Integration verschiedener Arten von Automatisierungsgeräten in ein einziges Produktionssystem. Es ist zu beachten, dass das PROFIBUS-FDL-Protokoll nicht das einzige ist, das im angegebenen industriellen Netzwerk funktioniert. Es ist jedoch hinsichtlich der Anwendbarkeit für die Organisation des Zugangs zum Hauptbus einheitlich.
Auf die eine oder andere Weise wird das betrachtete Kommunikationsprotokoll durch die folgenden Standards ergänzt:
- DP;
- PA;
- FMS.
PROFIBUS DP ist es gewohntOrganisation des Datenaustauschs zwischen führenden Industriegeräten wie DP sowie Geräten, auf denen E / A nach einem verteilten Schema implementiert sind. Gleichzeitig ermöglicht das angegebene Protokoll die Organisation des Datenaustauschs mit hoher Geschwindigkeit. Es zeichnet sich auch durch relativ niedrige Implementierungskosten aus, was es in kleinen Unternehmen beliebt machen kann.
Der PROFIBUS PA Standard ermöglicht den Austausch vonDaten zwischen der Infrastruktur, die aus Geräten besteht, die sich auf die Feldebene beziehen. Dieses Protokoll ist für den Anschluss verschiedener Sensoren und Mechanismen an einen gemeinsamen Linear- oder Ringbus optimiert.
Der PROFIBUS FMS Standard zeichnet sich aus durchVielseitigkeit. Es dient in erster Linie der Organisation des Datenaustauschs zwischen High-Tech-Komponenten der industriellen Infrastruktur - Computern, Programmierern und Steuerungen.
Zu den größten Stärken der Protokolle gehört:Betrieb im PROFIBUS-Netzwerk - Offenheit (dh sie kann von allen interessierten Industrieunternehmen genutzt werden), weit verbreitet (was die Skalierung der industriellen Infrastruktur durch die Erweiterung der Märkte und die Erschließung neuer Branchen erleichtert).
Zusammenfassung
Also untersuchten wir die Essenz von Kommunikationsprotokollen,studierte die Merkmale einiger populärer Sorten der entsprechenden Standards. Ihr Hauptzweck ist die Bereitstellung der Datenübertragung im Rahmen einheitlicher Formate. Das heißt, diejenigen, die innerhalb der Infrastruktur in der Regel vergrößert werden können und die Größe eines einzelnen Unternehmens erheblich überschreiten.
In der Tat sprechen wir über internationale Standards:Moderne Protokolle der zellularen Kommunikation, der drahtgebundenen Wi-Fi-Kommunikation sind weit verbreitet, weit verbreitet und relativ einfach zu skalieren. Natürlich ist es in einigen Fällen sogar auf globalen Märkten wie der Bereitstellung von Mobilfunkdiensten möglich, regionale Protokolle zu verwenden, aber es liegt im Interesse der größten Marken, diese einzuführen, wenn dies nicht den Interessen des Geschäfts widerspricht. und in einigen Fällen der Staat, so einheitliche Standards wie möglich, die es ermöglichen, die internationale Kommunikation zu intensivieren.
Es gibt eine Reihe grundlegender Kommunikationsprotokolle.Im Kontext des Internets gehören dazu HTTP, TCP / IP. Im Dienstleistungssegment zur Bereitstellung des Zugangs zum Netzwerk kann der PPP-Standard als solcher klassifiziert werden. Wenn ein Benutzer die Meldung sieht, dass das PPP-Steuerprotokoll unterbrochen wurde, kann er höchstwahrscheinlich weder über HTTP noch über TCP / IP auf Online-Ressourcen zugreifen. Daher ist jeder Standard von großer Bedeutung und darüber hinaus in vielen Fällen untrennbar mit anderen verbunden. Wenn ein Protokoll durch die Kommunikation unterbrochen wird, besteht die Möglichkeit, dass der Benutzer nicht auf diese Ressourcen zugreifen kann, um die Kommunikation zu organisieren, für die andere Standards verantwortlich sind.
Kommunikationsprotokolle sind ein unverzichtbares Lösungswerkzeugkomplexe Aufgaben sowohl im Bereich der Benutzerkommunikation als auch in Industrie- und Dienstleistungsbereichen. Der Erfolg der Implementierung der geeigneten Infrastruktur sowie deren Wirksamkeit im Verhältnis von Systemleistung und Installationskosten hängen von der kompetenten Auswahl eines bestimmten Standards ab. Daher ist die Vorausuntersuchung der Eigenschaften von Netzwerkprotokollen und die Auswahl des optimalen Protokolls eine wichtige Aufgabe der Unternehmensmanager, die für die Implementierung und Modernisierung der Kommunikationsinfrastruktur des Unternehmens verantwortlich sind.
