عملکرد شبکه های کامپیوتری محلی و جهانی، تلفن همراه و سایر خدمات ارتباطی شامل استفاده از پروتکل های ارتباطی مختلف است. کدام یک از آنها را می توان رایج ترین آنها دانست؟ اهمیت استانداردهای مربوطه چه می تواند باشد؟
پروتکل های ارتباطی چیست؟
یک پروتکل ارتباطی فهرستی از دستورالعمل‌های یکپارچه است که تعیین می‌کند چگونه نرم‌افزار یا رابط‌های سخت‌افزاری خاص باید انتقال داده را فراهم کنند - برای مثال، متن، گرافیک، جریان‌های صوتی و تصویری. پروتکل‌های مربوطه عمدتاً برای تسهیل مقیاس‌گذاری شبکه‌های کامپیوتری مختلف ایجاد می‌شوند. به عنوان مثال، معرفی پروتکل TCP / IP امکان یکسان سازی انتقال داده ها را به صورت مجازی در سراسر جهان فراهم کرد که امکان اتصال رایانه ها به شبکه جهانی اینترنت را فراهم کرد.
در بازار مدرن فناوری اطلاعات، از پروتکل های کانال ارتباطی در سطوح مختلف پیاده سازی رابط های ارتباطی استفاده می شود. آنها به طور مداوم در حال بهبود و به روز رسانی هستند. به صورت دوره ای، جدیدپروتکل هایی که منعکس کننده ویژگی های توسعه بازار ارتباطات هستند. پروتکل های ارتباطی مختلفی را می توان در شبکه های خانگی و صنعتی که بر اساس زیرساخت های مراکز تحقیقاتی و غیره پیاده سازی می شود استفاده کرد.
استفاده از پروتکل های ارتباطی در حوزه خدمات ارتباطات سیار نیز انجام می شود. از جمله - 3G، 4G، GPRS.
این پروتکل ها در شبکه های تلفن همراه متفاوت هستند، به ویژه:
- با توجه به سرعت انتقال داده بین مشترک و ارائه دهنده خدمات ارتباطی؛
- بر اساس باندهای فرکانسی؛
- از نظر حداکثر فاصله دستگاه ارتباطی تا ایستگاه پایه.
در مورد طبقه بندی پروتکل های ارتباطی رایانه ای، با سطح نسبتاً بالایی از پیچیدگی مشخص می شود. بیایید جزئیات آن را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.
طبقه بندی پروتکل های ارتباطی رایانه ای
طبقه بندی پروتکل های مربوطه را می توان با استفاده از تعداد نسبتاً زیادی از رویکردها انجام داد. یکی از موارد رایج این است که استانداردهای ارتباطی را می توان به سطوح پایین تر و بالاتر تقسیم کرد. این موارد عبارتند از:
- اعمال شد؛
- نماینده;
- جلسه؛
- حمل و نقل؛
- شبکه؛
- کانال؛
- فیزیکی.
بیایید آنها را با جزئیات بیشتر مطالعه کنیم.
لایه کاربردی شبکهپروتکل های
سطح مورد بررسی، که در آن می توان یک یا آن پروتکل ارتباطی را طبقه بندی کرد، در درجه اول به برنامه های کاربردی اشاره دارد. یعنی ارتباطات بین زیرساخت شبکه و برنامه های کاربری خاص را فراهم می کند. پروتکل‌هایی مانند HTTP، Telnet، DNS، IRC، BitTorrent و بسیاری دیگر در اینجا برای ارائه خدمات آنلاین مدرن استفاده می‌شوند.
لایه نماینده پروتکل های شبکه
در سطح مناسب، پروتکل ارتباطی شامل نمایش داده های خاصی است. در اینجا، رویه‌های تبدیل یک پروتکل به پروتکل دیگر، رمزگذاری، فشرده‌سازی فایل و مدیریت درخواست‌های مختلف را می‌توان انجام داد.
برنامه های خاص درخواست های خاصی را به شبکه ارسال می کنند و پس از آن به زبان قابل فهم برای سرور تبدیل می شوند. بعد، درخواست پردازش می شود. سپس پاسخ سرور به نوبه خود به زبانی تبدیل می شود که برنامه آن را درک می کند. از جمله پروتکل های محبوب از نوع مربوطه می توان به ASN، FTP، SMTP اشاره کرد. همچنین می توان تا حدی به آن ها و HTTP، FTP نسبت داد.
لایه جلسه پروتکل های ارتباطی
در این سطح، پروتکل ارتباطی برای انجام یک عملیات خاص استفاده می شود - به عنوان مثال، همگام سازی وظایف خاص، ایجاد یک جلسه ارتباطی، ارسال یا دریافت یک فایل. از جمله پروتکل های رایجی که برای چنین مقاصدی استفاده می شود می توان به ASP، DLC، SOCKS اشاره کرد.
لایه انتقال پروتکل های ارتباطی
نوع استانداردهای مناسب استفاده می شودتحویل مستقیم انواع خاصی از داده ها از یک شی شبکه به دیگری. در بسیاری از موارد، فایل ها در اینجا به عناصر جداگانه تقسیم می شوند - به منظور تسهیل انتقال آنها. پروتکل های نوع مربوطه عبارتند از TCP، UDP، RMTP.
پروتکل های لایه شبکه
نوع بعدی استانداردهایی که یک سیستم ارتباطی می تواند بر اساس آن کار کند، پروتکل های لایه شبکه هستند. آنها در درجه اول مسئول روش های انتقال داده، ترجمه آدرس، سوئیچینگ، نظارت بر کیفیت عملیات زیرساخت هستند. چنین پروتکل هایی به ویژه شامل همان TCP / IP، ICMP هستند. DHCP.
پروتکل های لایه پیوند
این استانداردها برای اطمینان از عملکرد اجزای سخت افزاری کلیدی شبکه استفاده می شوند. پروتکل‌های مناسب به سیستم اجازه می‌دهند تا داده‌های وارد شده از لایه فیزیکی را برای خطا بررسی کند. در صورت لزوم تنظیم نیز می شوند.از جمله این استانداردها می توان به پروتکل ارتباطی رایج PPP، الگوریتم هایی مانند SLIP، L2F، PROFIBUS اشاره کرد. در اصل، اترنت همچنین می تواند به عنوان یک پروتکل کانال طبقه بندی شود.
لایه پروتکل فیزیکی
سطح بعدی عملکرد استانداردهای مورد بحث، فیزیکی است. در اینجا، یک پروتکل ارتباطی ابزاری است که توسط آن یک جریان داده دیجیتال مستقیماً - با ارسال سیگنال از طریق یک کابل یا از طریق یک کانال رادیویی، منتقل می‌شود.
در مورد انتقال سیمی، ممکن است از استانداردهایی مانند RS-232، xDSL، 100BASE-T استفاده شود. پروتکل های رایج ارتباط بی سیم - دربه ویژه، با استفاده از روترهای Wi-Fi - آنهایی که از نوع IEEE 802.11 هستند، پیاده سازی شده است.
طبقه بندی استانداردهایی که ما مطالعه کردیم را می توان بسیار مشروط در نظر گرفت. بنابراین، در داخل آن، نسبت دادن یک یا آن پروتکل به یک دسته خاص می تواند بسیار مشکل ساز باشد: اغلب اتفاق می افتد که استاندارد در چندین سطح به طور همزمان اعمال می شود. در نظر گرفتن جزئیات بیشتر ویژگی های محبوب ترین پروتکل ها در بازار مدرن فناوری اطلاعات مفید خواهد بود. مانند، به عنوان مثال، پروتکل کنترل PPP (ارتباط - این اوست که هدف الگوریتم هایی است که توسط استاندارد مربوطه ارائه شده است).
پروتکل PPP چیست؟
پروتکل مورد بررسی همانطور که در بالا اشاره کردیم به استانداردهایی اشاره دارد که برای اطمینان از عملکرد زیرساخت شبکه در لایه پیوند داده طراحی شده اند. جهانی است: با استفاده از پروتکل مناسب، می توانید احراز هویت دستگاه را پیاده سازی کنید، از مکانیزم رمزگذاری داده ها استفاده کنید، و در صورت لزوم، فشرده سازی فایل ها را انجام دهید.
پروتکل مورد بررسی عملکرد شبکه‌ها را بر اساس منابع ارتباطی رایج - مانند خطوط تلفن، کانال‌های ارتباط سلولی - تضمین می‌کند. اگر در یک برنامه خاص کتیبه ای ظاهر شود که نشان دهد پروتکل PPP در اثر ارتباط قطع شده است، به احتمال زیاد کاربر نمی تواند به منابع شبکه ای که توسط ارائه دهنده اش ارائه شده است دسترسی واقعی داشته باشد.
انواع مختلفی از استاندارد مربوطه وجود دارد - به عنوان مثال، PPPoE، PPPoA. دراین ساختار پروتکل مورد نظر شامل چندین استاندارد است: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. پروتکل رایج دیگر در بازار مدرن فناوری اطلاعات HTTP است.
پروتکل HTTP چیست؟
استاندارد مربوطه برای اطمینان از عملکرد زیرساخت تبادل داده های فرامتن - در حالت کلی بین رایانه ها و سرورها در اینترنت استفاده می شود. به پروتکل های اساسی که عملکرد شبکه جهانی وب را تضمین می کند اشاره دارد. به طور پیش فرض توسط اکثر ابزارهای نرم افزار ارتباطی مدرن در سیستم عامل های رایج پشتیبانی می شود. پایدار است - تصور موقعیتی که در آن پیامی از یک برنامه HTTP مانند "پروتکل توسط اتصال PPP قطع شد" روی صفحه کاربر ظاهر شود دشوار است. به عنوان آخرین راه حل - اگر به دلایلی ابزارهای فعال کردن استاندارد HTTP در دسترس نیست، می توانید برای مثال از پروتکل FTP برای انتقال آنلاین فایل ها استفاده کنید، اگرچه در بسیاری از موارد ممکن است استفاده از آن بهینه ترین راه حل نباشد.
استاندارد مورد بحث شامل انتقال داده از یک شی سخت افزاری-نرم افزاری در وضعیت یک کلاینت به یک سرور و بالعکس است. اولی درخواست ها را برای دومی ارسال می کند و دومی طبق الگوریتم تعیین شده به آنها پاسخ می دهد. انواع مختلفی از پروتکل مورد بحث وجود دارد: به عنوان مثال، HTTPS، HTTP-NG. مزایای اصلی این واقعیت که پروتکل ارتباطی HTTP به یکی از محبوب ترین ها تبدیل شده است:
- تطبیق پذیری؛
- سهولت اجرا؛
- قابل ارتقا؛
- پشتیبانی گسترده از سوی فروشندگان نرم افزار.
او همچنین تعدادی کاستی دارد که توسط کارشناسان برجسته شده است:
- تعداد بسیار زیادی پیام فردی؛
- نامناسب بودن برای محاسبات توزیع شده؛
- ناتوانی در پیمایش در منابع میزبانی شده روی سرور.
ما در بالا اشاره کردیم که استاندارد ارتباطی مورد نظر توسط سیستم عامل های کاربر اصلی و همچنین محصولات نرم افزاری رایج پشتیبانی می شود. با این حال، دامنه این پروتکل بسیار گسترده تر از پیاده سازی الگوریتم های ارتباطی در راه حل های کاربر است. استاندارد HTTP در صنعت، سیستم‌های نظارت تصویری و زیرساخت‌های SCADA نیز قابل اجرا است.
تعداد زیادی از تولیدکنندگان، با در نظر گرفتن پروتکل های ارتباطی مختلف در شبکه ها به عنوان اساسی برای ساخت زیرساخت های ارتباطی، HTTP را به عنوان ابزاری کاربردی و قابل اعتماد برای سازماندهی دسترسی به منابع آنلاین مختلف، پیکربندی اشیا، مدیریت دستگاه های مختلف انتخاب می کنند.
اگر به طور خاص در مورد صنعت صحبت کنیم، Modbus را می توان به تعداد محبوب ترین پروتکل ها در بخش بازار مربوطه نسبت داد.
پروتکل Modbus چیست؟
استاندارد مربوطه عمدتاً برای اطمینان از قابلیت همکاری بین عناصر مختلف در زیرساخت اتوماسیون در محل کار استفاده می شود. مربوطپروتکل می تواند در انواعی باشد که برای انتقال داده از طریق یک نوع کانال ارتباطی خاص - سیمی، بی سیم (به نوبه خود، منابع نوع اول می تواند شامل مس، کابل های فیبر نوری - و تغییرات جداگانه پروتکل مورد نظر باشد) باشد. برای آنها ساخته شده است).
نسخه هایی از Mobdus وجود دارد که برای انتقال داده از طریق TCP/IP سازگار شده است. راه حل محبوب دیگر در محیط صنعتی PROFIBUS-FDL است.
پروتکل PROFIBUS-FDL چیست؟
پروتکل مورد بررسی در شبکه PROFIBUS عمل می کند که در بین شرکت های صنعتی اروپایی گسترده شده است. نمونه اولیه آن توسط متخصصان زیمنس توسعه داده شد و قرار بود در مناطق تولیدی که کنترلرها در آن درگیر بودند استفاده شود.
متعاقباً بر اساس تحولات شرکت آلمانی، یک زیرساخت شبکه شکل گرفت که در آن ویژگی های مختلف فناوری و عملکردی ارتباطات سریال مربوط به سطح میدانی ترکیب شد. پروتکل شبکه مورد بررسی امکان ادغام انواع مختلف دستگاه های اتوماسیون را در یک سیستم تولید واحد فراهم کرد. شایان ذکر است که پروتکل PROFIBUS-FDL تنها پروتکلی نیست که در این شبکه صنعتی کار می کند. با این حال، از نظر کاربردی برای سازماندهی دسترسی به اتوبوس اصلی یکنواخت است.
به هر طریقی، پروتکل ارتباطی مورد بررسی با استانداردهای زیر تکمیل می شود:
-DP;
- PA;
- FMS.
پروتکل PROFIBUS DP برای این کار استفاده می شودسازماندهی تبادل داده بین دستگاه های صنعتی پیشرو مانند DP و همچنین دستگاه هایی که I/O بر اساس یک طرح توزیع شده بر روی آنها اجرا می شود. در عین حال، این پروتکل امکان سازماندهی تبادل داده ها را با سرعت بالا فراهم می کند. همچنین هزینه اجرای نسبتاً پایینی دارد که ممکن است آن را در بین مشاغل کوچک نیز محبوب کند.
استاندارد PROFIBUS PA اجازه می دهد تا داده ها بین زیرساختی که از تجهیزات مربوط به سطح میدان تشکیل شده است، مبادله شود. این پروتکل برای اتصال سنسورها و مکانیسم های مختلف به یک گذرگاه خطی یا حلقه ای مشترک بهینه شده است.
استاندارد PROFIBUS FMS با تطبیق پذیری مشخص می شود. این در درجه اول برای سازماندهی تبادل داده بین اجزای زیرساخت صنعتی پیشرفته - رایانه ها، برنامه نویسان، کنترلرها در نظر گرفته شده است.
از جمله نقاط قوت پروتکل های فعال در شبکه PROFIBUS می توان به باز بودن (یعنی می تواند توسط هر شرکت صنعتی علاقه مند استفاده شود)، گسترده (که باعث می شود مقیاس زیرساخت صنعتی در هنگام گسترش بازارها، باز کردن موارد جدید آسان تر شود) است. صنایع).
CV
بنابراین، ما ماهیت پروتکل های ارتباطی را در نظر گرفته ایم، ویژگی های برخی از انواع محبوب استانداردهای مربوطه را مطالعه کرده ایم. هدف اصلی آنها اطمینان از انتقال داده ها در چارچوب فرمت های یکپارچه است. یعنی - مواردی که می توانند در چارچوب زیرساخت مقیاس شوند، به طور معمول، به طور قابل توجهی از مقیاس فراتر می روند.شرکت فردی.
در واقع، ما در مورد استانداردهای بین المللی صحبت می کنیم: پروتکل های مدرن برای ارتباطات سلولی، سیمی، Wi-Fi بسیار گسترده، در دسترس عموم هستند و مقیاس پذیری نسبتاً آسانی دارند. البته در برخی موارد، حتی در بازارهای جهانی مانند ارائه خدمات تلفن همراه، می توان از پروتکل های منطقه ای استفاده کرد، اما اجرای آن به نفع بزرگترین برندهاست، در صورتی که با منافع تجارت منافات نداشته باشد. و در برخی موارد دولت، تا حد امکان استانداردهای یکپارچه، که ارتباطات بین المللی را بهبود می بخشد.
تعدادی پروتکل ارتباطی اساسی وجود دارد. در زمینه اینترنت، اینها عبارتند از HTTP، TCP / IP. در بخش خدمات ارائه دسترسی به شبکه می توان از استاندارد PPP به این عنوان نام برد. اگر کاربر پیامی مبنی بر پایان یافتن پروتکل کنترل پیوند PPP ببیند، به احتمال زیاد کاربر نمی تواند با استفاده از HTTP یا TCP/IP به منابع آنلاین دسترسی پیدا کند. بنابراین، هر استاندارد از اهمیت بالایی برخوردار است و علاوه بر این، در بسیاری از موارد به طور جدایی ناپذیری با استانداردهای دیگر مرتبط است. اگر یک پروتکل توسط ارتباط قطع شود، این احتمال وجود دارد که کاربر نتواند به منابعی دسترسی داشته باشد که استانداردهای دیگر مسئول سازماندهی ارتباطات هستند.
پروتکل های ارتباطی ابزاری ضروری برای حل مشکلات پیچیده هم در زمینه ارتباطات کاربر و هم در حوزه های صنعتی و خدماتی هستند. از انتخاب شایسته یک استاندارد خاص به موفقیت اجرای زیرساخت مناسب و همچنین آن بستگی داردکارایی - از نظر نسبت عملکرد سیستم و هزینه نصب آن. بنابراین، مطالعه اولیه ویژگی‌های پروتکل‌های شبکه، انتخاب بهینه، وظیفه مهمی برای مدیران سازمانی است که مسئول پیاده‌سازی و نوسازی زیرساخت‌های ارتباطی شرکت هستند.
