Пратакол сувязі: перадача дадзеных

Функцыянаванне як лакальных, так і глабальных камп'ютэрных сетак, мабільных і іншых камунікацыйных сэрвісаў мяркуе задзейнічанне розных пратаколаў сувязі. Якія з іх можна лічыць самымі распаўсюджанымі? У чым можа заключацца значнасць адпаведных стандартаў?

Што ўяўляюць сабой пратаколы сувязі?

Пратакол сувязі - гэта пералік уніфікаваных інструкцый, якія ўсталёўваюць тое, якім чынам тыя ці іншыя праграмныя небудзь апаратныя інтэрфейсы павінны забяспечваць перадачу дадзеных - напрыклад, тэкставых, графічных, аўдыё- і відэаструменяў. Адпаведныя пратаколы ствараюцца галоўным чынам для палягчэння маштабавання розных кампутарных сетак. Напрыклад, ўкараненне пратаколу TCP / IP дазволіла уніфікаваць перадачу дадзеных фактычна па ўсім свеце, дзякуючы чаму стала магчыма аб'яднанне кампутараў у глабальную сетку Інтэрнэт.

На сучасным рынку інфармацыйных тэхналогій пратаколы каналаў сувязі выкарыстоўваюцца на самых розных узроўнях ўкаранення камунікацыйных інтэрфейсаў. Яны ўвесь час дапрацоўваюцца, абнаўляюцца. Перыядычна распрацоўваюцца новыя пратаколы, якія адлюстроўваюць спецыфіку развіцця камунікацыйнага рынку. Могуць выкарыстоўвацца розныя пратаколы сувязі ў сетках як бытавога, так і прамысловага прызначэння, рэалізаваных на базе інфраструктуры навукова-даследчых цэнтраў і т. Д. У ліку самых распаўсюджаных стандартаў адпаведнага тыпу - Ethernet, CAN, HART.

Выкарыстанне пратаколаў сувязі ажыццяўляецца таксама ў сферы паслуг мабільных камунікацый. У ліку такіх - 3G, 4G, GPRS.

Дадзеныя пратаколы ў сетках мабільных аператараў адрозніваюцца, у прыватнасці:

- па хуткасці перадачы дадзеных паміж абанентам і пастаўшчыком камунікацыйных паслуг;

- па дыяпазонах частот;

- па паказчыках максімальнага адлегласці камунікацыйнага прылады да базавай станцыі.

Што тычыцца класіфікацыі пратаколаў кампутарнай сувязі - яна характарызуецца дастаткова высокім узроўнем складанасці. Разгледзім яе спецыфіку падрабязней.

Класіфікацыя пратаколаў кампутарнай сувязі

Класіфікацыя адпаведных пратаколаў можа быць ажыццёўлена з выкарыстаннем досыць вялікай колькасці падыходаў. Распаўсюджаны той, па якім стандарты сувязі могуць быць падраздзяляюцца на ніжэйстаячыя і вышэйстаячыя ўзроўні. У ліку такіх:

- прыкладной;

- прадстаўнічы;

- сеансовый;

- транспартны;

- сеткавы;

- канальны;

- фізічны.

Вывучым іх падрабязней.

Прыкладной ўзровень сеткавых пратаколаў

Разгляданы ўзровень, у рамках якога можа быць класіфікаваны той ці іншы пратакол сувязі, ставіцца, перш за ўсё, да прыкладанняў. Гэта значыць, ён забяспечвае камунікацыі паміж інфраструктурай сеткі і канкрэтнымі праграмамі карыстальніка. Тут выкарыстоўваюцца такія пратаколы, як HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent і многія іншыя, з дапамогай якіх ажыццяўляецца пастаўка сучасных анлайнавых сэрвісаў.

Прадстаўнічы ўзровень сеткавых пратаколаў

На адпаведным узроўні пратакол сувязі мяркуе ўяўленне тых ці іншых дадзеных. Тут могуць ажыццяўляцца працэдуры пераўтварэнні адных пратаколаў у іншыя, кадаваньне, сціск файлаў, кіраванне рознымі запытамі.

Канкрэтныя прыкладання задаюць пэўныя запыты ў сетку, пасля чаго - пераўтворацца ў мову, зразумелы серверу. Далей адбываецца апрацоўка запыту. Затым адказ ад сервера пераўтворыцца, у сваю чаргу, у мову, зразумелы з дадаткам. У ліку папулярных пратаколаў адпаведнага тыпу - ASN, FTP, SMTP. Можна таксама ў пэўнай ступені аднесці да такіх і HTTP, FTP.

Сеансовый ўзровень пратаколаў сувязі

На дадзеным узроўні пратакол сувязі выкарыстоўваецца ў мэтах ажыццяўлення канкрэтнай аперацыі - напрыклад, сінхранізацыі тых ці іншых задач, стварэння сеансу сувязі, адпраўкі ці атрымання файла. У ліку распаўсюджаных пратаколаў, што выкарыстоўваюцца ў падобных мэтах - ASP, DLC, SOCKS.

Транспартны ўзровень пратаколаў сувязі

Адпаведнага тыпу стандарты выкарыстоўваюцца ў мэтах непасрэдна дастаўкі тых ці іншых тыпаў дадзеных ад аднаго сеткавага аб'екта да іншага. У многіх выпадках тут ажыццяўляецца падзел файлаў на асобныя элементы - для палягчэння іх перадачы. Да пратаколах адпаведнага тыпу можна аднесці TCP, UDP, RMTP.

Сеткавай ўзровень пратаколаў

Наступны тып стандартаў, на аснове якога можа функцыянаваць сістэма сувязі - пратаколы сеткавага ўзроўню. Яны адказваюць, перш за ўсё, за спосабы перадачы дадзеных, трансляцыю адрасоў, камутацыю, маніторынг якасці працы інфраструктуры. Да такіх пратаколах можна аднесці, у прыватнасці, той жа TCP / IP, ICMP. DHCP.

Канальны ўзровень пратаколаў

Дадзеныя стандарты прымяняюцца для забеспячэння функцыянавання ключавых апаратных кампанентаў сеткі. Адпаведныя пратаколы дазваляюць сістэме, перш за ўсё, праверыць дадзеныя, якія паступаюць з фізічнага ўзроўню, на наяўнасць памылак. Пры неабходнасці таксама ажыццяўляецца іх корректировка.В ліку такіх стандартаў - распаўсюджаны пратакол сувязі PPP, такія алгарытмы, як SLIP, L2F, PROFIBUS. У прынцыпе, да канальным пратаколах можна аднесці і Ethernet.

Фізічны ўзровень пратаколаў

Наступны ўзровень дзеянні стандартаў, аб якіх ідзе гаворка - фізічны. Тут пратакол сувязі - гэта інструмент, з дапамогай якога ажыццяўляецца непасрэдна перадача патоку лічбавых дадзеных - з дапамогай напрамкі сігналу па кабелі або жа па радыёканале.

У выпадку з правадной перадачай могуць задзейнічацца такія стандарты, як RS-232, xDSL, 100BASE-T. Распаўсюджаныя пратаколы бесправадной сувязі - у прыватнасці, рэалізаванай з дапамогай Wi-Fi-роутеров - тыя, што ставяцца да тыпу IEEE 802.11.

Вывучаную намі класіфікацыю стандартаў можна лічыць вельмі ўмоўнай. Так, у рамках яе можа быць вельмі праблематычна аднесці той ці іншай пратакол да канкрэтнай катэгорыі: часта бывае, што стандарт прымяняецца адразу на некалькіх узроўнях. Карысна будзе разгледзець больш падрабязна спецыфіку самых папулярных на сучасным рынку інфармацыйных тэхналогій пратаколаў. Такіх як, напрыклад, пратакол кіравання PPP (сувяззю - менавіта яна з'яўляецца аб'ектам ўздзеяння алгарытмаў, якія прадугледжаны адпаведным стандартам).

Што ўяўляе сабой пратакол PPP?

Разгляданы пратакол ставіцца, як мы адзначылі вышэй, да стандартаў, якія прызначаны для забеспячэння функцыянавання інфраструктуры сетак на канальным узроўні. Ён універсальны: з дапамогай адпаведнага пратакола можна рэалізаваць аўтэнтыфікацыю прылады, задзейнічаць механізм шыфравання дадзеных, пры неабходнасці - сціск файлаў.

Разгляданы пратакол забяспечвае функцыянаванне сетак на базе распаўсюджаных камунікацыйных рэсурсаў - такіх як тэлефонныя лініі, каналы сотавай сувязі. протокол PPP связью был прерван, то это, скорее всего, будет означать невозможность получения пользователем фактического доступа к сетевым ресурсам, что предоставляются его провайдером. Калі ў той ці іншай праграме выскоквае надпіс аб тым, што пратакол PPP сувяззю быў перарваны, то гэта, хутчэй за ўсё, будзе азначаць немагчымасць атрымання карыстальнікам фактычнага доступу да сеткавых рэсурсаў, што прадастаўляюцца яго правайдэрам.

Існуе некалькі разнавіднасцяў адпаведнага стандарту - напрыклад, PPPoE, PPPoA. Пры гэтым структура пратаколу, пра які ідзе гаворка, уключае некалькі стандартаў: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Яшчэ адзін распаўсюджаны на сучасным IT-рынку пратакол - HTTP.

Што ўяўляе сабой пратакол HTTP?

Адпаведны стандарт задзейнічаецца для забеспячэння дзейнасцi інфраструктуры абмену гіпертэкставых дадзенымі - увогуле выпадку паміж кампутарамі і серверамі ў інтэрнэце. Ставіцца да асноватворным пратаколах, якія забяспечваюць працу Сусветнай павуціны. Па змаўчанні падтрымліваецца большасцю сучасных праграмных інструментаў камунікацыі ў распаўсюджаных аперацыйных сістэмах. Адрозніваецца стабільнасцю - цяжка ўявіць сітуацыю, пры якім на экран карыстальніка выскачыць паведамленне HTTP-праграмы накшталт «пратакол PPP-сувяззю быў перарваны». У крайнім выпадку - калі па якіх-небудзь прычынах інструменты для задзейнічання стандарту HTTP недаступныя, можна для перадачы файлаў у рэжыме онлайн задзейнічаць, да прыкладу, пратакол FTP, хоць у многіх выпадках яго прымяненне можа быць не самым аптымальным рашэннем.

Стандарт, пра які ідзе гаворка, прадугледжвае перадачу дадзеных ад праграмна-апаратнага аб'екта ў статусе кліента да сервера і наадварот. Першы накіроўвае другому запыты, а той адказвае на іх па ўстаноўленым алгарытме. Існуе некалькі разнавіднасцяў разгляданага пратакола: напрыклад, HTTPS, HTTP-NG. Галоўныя перавагі, якія абумаўляюць той факт, што пратакол сувязі HTTP стаў адным з самых папулярных:

- ўніверсальнасць;

- прастата рэалізацыі;

- магчымасць пашырэння;

- наяўнасць шырокай падтрымкі з боку вытворцаў праграмнага забеспячэння.

Ёсць і ў яго і шэраг недахопаў, што выдзяляюцца экспертамі:

- досыць вялікая велічыня асобных паведамленняў;

- непрыстасаванасць да размеркаваным вылічэннях;

- адсутнасць магчымасці ажыццяўляць навігацыю па рэсурсах, размешчаных на серверы.

Вышэй мы адзначылі, што разгляданы стандарт сувязі падтрымліваецца асноўнымі карыстацкімі аперацыйнымі сістэмамі, а таксама распаўсюджанымі праграмнымі прадуктамі. Аднак, сфера прымянення дадзенага пратаколу істотна шырэй, чым рэалізацыя камунікацыйных алгарытмаў ў рамках карыстацкіх рашэнняў. Стандарт HTTP выкарыстоўваецца і ў дачыненні і ў прамысловасці, сістэмах відэаназірання, у інфраструктуры SCADA.

Вялікая колькасць вытворцаў, разглядаючы розныя пратаколы сувязі ў сетках як базавыя для выбудоўвання камунікацыйнай інфраструктуры, выбіраюць менавіта HTTP - як функцыянальны і надзейны інструмент арганізацыі доступу да розных онлайн-рэсурсаў, канфігуравання аб'ектаў, кіравання рознымі аксэсуарамі.

Калі казаць канкрэтна пра сферы прамысловасці, то да ліку самых запатрабаваных пратаколаў у адпаведным сегменце рынка можна аднесці Modbus.

Што ўяўляе сабой пратакол Modbus?

Адпаведны стандарт прымяняецца галоўным чынам для забеспячэння ўзаемадзеяння паміж рознымі элементамі ў рамках інфраструктуры аўтаматызацыі на вытворчасці. Прадстаўлены адпаведны пратакол можа быць у тых разнавіднасцях, што адаптаваныя да перадачы дадзеных па пэўным тыпе канала сувязі - правадным, бесправадным (у сваю чаргу, да рэсурсаў першага тыпу могуць ставіцца медныя, оптавалакновыя кабелі - і для іх распрацаваны асобныя мадыфікацыі пратаколу, пра які ідзе гаворка).

Ёсць версіі Mobdus, адаптаваныя для перадачы дадзеных па-над TCP / IP. Яшчэ адно папулярнае ў асяроддзі прамысловых прадпрыемстваў рашэнне - PROFIBUS-FDL.

Што ўяўляе сабой пратакол PROFIBUS-FDL?

Разгляданы пратакол функцыянуе ў рамках сеткі PROFIBUS, якая атрымала распаўсюджванне сярод еўрапейскіх прамысловых прадпрыемстваў. Яе прататып быў распрацаваны спецыялістамі кампаніі Siemens і падлягаў прымяненню на участках вытворчасці, дзе задзейнічаліся кантралёры.

Пасля на базе распрацовак нямецкай карпарацыі была сфарміравана інфраструктура сеткі, у якой былі аб'яднаны розныя тэхналагічныя, а таксама функцыянальныя асаблівасці паслядоўных камунікацый, якія адносяцца да палявому ўзроўню. Разгляданы сеткавы пратакол дазволіў ажыццявіць інтэграцыю рознатыповых прылад аўтаматызацыі ў рамках адзінай сістэмы вытворчасці. Варта адзначыць, што пратакол PROFIBUS-FDL - не адзіны, што функцыянуе а названай прамысловай сеткі. Аднак, ён з'яўляецца адзіным з пункту гледжання прымянімасці ў мэтах арганізацыі доступу да асноўнай шыне.

Так ці інакш, разгляданы пратакол сувязі дапаўняецца наступнымі стандартамі:

- DP;

- PA;

- FMS.

Пратакол PROFIBUS DP выкарыстоўваецца ў мэтах арганізацыі абмену дадзенымі паміж вядучымі прамысловымі дэвайсамі тыпу DP, а таксама прыладамі, на якіх ўвод-выснова рэалізаваны па размеркаванай схеме. Пры гэтым названы пратакол дазваляе арганізаваць абмен дадзенымі на высокай хуткасці. Таксама ён характарызуецца адносна невысокім коштам ўкаранення, што можа рабіць яго папулярным і на невялікіх прадпрыемствах.

Стандарт PROFIBUS PA дазваляе ажыццявіць абмен дадзенымі паміж інфраструктурай, якая складаецца з абсталявання, які адносіцца да палявому ўзроўню. Дадзены пратакол аптымізаваны для падлучэння розных датчыкаў і механізмаў на агульную лінейную ці ж кальцавую шыну.

Стандарт PROFIBUS FMS характарызуецца універсальнасцю. Ён прызначаны, перш за ўсё, для арганізацыі абмену дадзенымі паміж высокатэхналагічнымі кампанентамі прамысловай інфраструктуры - кампутарамі, программатор, кантролерамі.

У ліку самых моцных бакоў пратаколаў, якія функцыянуюць у сеткі PROFIBUS - адкрытасць (гэта значыць, яны могуць быць выкарыстаны любымі зацікаўленымі прамысловымі прадпрыемствамі), шырокая распаўсюджанасць (што абумоўлівае палёгку маштабавання прамысловай інфраструктуры пры пашырэнні рынкаў, адкрыцці новых вытворчасцяў).

рэзюмэ

Такім чынам, мы разгледзелі сутнасць пратаколаў сувязі, вывучылі асаблівасці некаторых папулярных разнавіднасцяў адпаведных стандартаў. Асноўнае іх прызначэнне - забеспячэнне перадачы дадзеных у рамках уніфікаваных фарматаў. Гэта значыць - тых, якія могуць быць маштабаваць ў рамках інфраструктуры, як правіла, значна перавышае маштабы асобна ўзятага прадпрыемства.

Фактычна гаворка ідзе пра міжнародныя стандарты: сучасныя пратаколы сотавай сувязі, правадных, Wi-Fi-камунікацый, распаўсюджаны вельмі шырока, агульнадаступныя, адносна лёгка маштабуецца. Безумоўна, у шэрагу выпадкаў нават на такіх глабальных рынках, як аказанне паслуг сотавай сувязі магчыма прымяненне рэгіянальных пратаколаў, але ў інтарэсах найбуйнейшых брэндаў - ўкараняць, калі гэта не супярэчыць інтарэсам бізнесу, а ў шэрагу выпадкаў - і дзяржавы, як мага больш уніфікаваныя стандарты, што дасць магчымасць актывізаваць міжнародныя камунікацыі.

Ёсць шэраг фундаментальных пратаколаў сувязі. У кантэксце інтэрнэту да такіх можна аднесці HTTP, TCP / IP. У сегменце паслуг па прадастаўленні доступу ў сетку да такіх можа быць аднесены стандарт PPP. Калі карыстальнік бачыць паведамленне пра тое, што пратакол кіравання PPP-сувяззю быў перарваны, то ён, хутчэй за ўсё, не зможа атрымаць доступу да анлайнавых рэсурсаў ні з дапамогай HTTP, ні з выкарыстаннем TCP / IP. Такім чынам, кожны стандарт мае вялікую значнасць і, больш за тое, у многіх выпадках непарыўна звязаны з іншымі. Калі адзін пратакол сувяззю перапынены, то ёсць верагоднасць, што карыстальнік не зможа атрымаць доступу да тых рэсурсаў, за арганізацыю камунікацый з якімі адказваюць іншыя стандарты.

Пратаколы сувязі - незаменны інструмент вырашэння складаных задач як у галіне забеспячэння карыстацкіх камунікацый, так і ў прамысловай, сэрвіснай сферах. Ад пісьменнага выбару канкрэтнага стандарту залежыць паспяховасць ўкаранення адпаведнай інфраструктуры, а таксама яе эфектыўнасць - з пункту гледжання суадносін прадукцыйнасці сістэмы і выдаткаў на яе інсталяцыю. Такім чынам, своечасовае вывучэнне уласцівасцяў сеткавых пратаколаў, выбар аптымальнага - важная задача мэнэджараў прадпрыемствы, адказных за ўкараненне і мадэрнізацыю камунікацыйнай інфраструктуры фірмы.