Das Funktionieren sowohl lokaler als auch globaler Computernetzwerke, mobiler und anderer Kommunikationsdienste beinh altet die Verwendung verschiedener Kommunikationsprotokolle. Welche davon können als die häufigsten angesehen werden? Welche Bedeutung könnten die relevanten Normen haben?
Was sind Kommunikationsprotokolle?
Ein Kommunikationsprotokoll ist eine Liste vereinheitlichter Anweisungen, die festlegen, wie bestimmte Software- oder Hardwareschnittstellen die Datenübertragung bereitstellen sollen - beispielsweise Text-, Grafik-, Audio- und Videostreams. Entsprechende Protokolle werden hauptsächlich erstellt, um die Skalierung verschiedener Computernetzwerke zu erleichtern. Beispielsweise ermöglichte die Einführung des TCP/IP-Protokolls eine nahezu weltweite Vereinheitlichung der Datenübertragung, wodurch Computer mit dem globalen Internet-Netzwerk verbunden werden konnten.
Auf dem modernen Informationstechnologiemarkt werden Kommunikationskanalprotokolle auf verschiedenen Ebenen der Implementierung von Kommunikationsschnittstellen verwendet. Sie werden ständig verbessert und aktualisiert. In regelmäßigen Abständen neuProtokolle, die die Besonderheiten der Entwicklung des Kommunikationsmarktes widerspiegeln. Verschiedene Kommunikationsprotokolle können sowohl in häuslichen als auch industriellen Netzwerken verwendet werden, die auf der Grundlage der Infrastruktur von Forschungszentren usw. implementiert werden. Zu den gebräuchlichsten Standards des entsprechenden Typs gehören Ethernet, CAN, HART.
Auch im Bereich der Mobilfunkdienste findet die Nutzung von Kommunikationsprotokollen statt. Darunter - 3G, 4G, GPRS.
Diese Protokolle variieren je nach Mobilfunknetz, insbesondere:
- entsprechend der Geschwindigkeit der Datenübertragung zwischen dem Teilnehmer und dem Kommunikationsdienstanbieter;
- nach Frequenzbändern;
- in Bezug auf die maximale Entfernung des Kommunikationsgeräts zur Basisstation.
Die Klassifizierung von Computerkommunikationsprotokollen zeichnet sich durch eine ziemlich hohe Komplexität aus. Betrachten wir die Besonderheiten genauer.
Klassifizierung von Computerkommunikationsprotokollen
Die Klassifizierung relevanter Protokolle kann mit einer ziemlich großen Anzahl von Ansätzen durchgeführt werden. Eine häufige ist, dass Kommunikationsstandards in niedrigere und höhere Ebenen unterteilt werden können. Dazu gehören:
- angewendet;
- Vertreter;
- Sitzung;
- Transport;
- Netzwerk;
- Kanal;
- physisch.
Untersuchen wir sie genauer.
Anwendungsschicht des NetzwerksProtokolle
Die betrachtete Ebene, in die sich das eine oder andere Kommunikationsprotokoll einordnen lässt, bezieht sich in erster Linie auf Anwendungen. Das heißt, es stellt Kommunikationen zwischen der Netzwerkinfrastruktur und spezifischen Benutzerprogrammen bereit. Protokolle wie HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent und viele andere werden hier verwendet, um moderne Online-Dienste bereitzustellen.
Repräsentative Schicht von Netzwerkprotokollen
Auf der entsprechenden Ebene beinh altet das Kommunikationsprotokoll die Darstellung bestimmter Daten. Hier können Verfahren zum Konvertieren eines Protokolls in ein anderes, Kodieren, Komprimieren von Dateien und Verw alten verschiedener Anfragen durchgeführt werden.
Bestimmte Anwendungen stellen bestimmte Anfragen an das Netzwerk, nach denen sie in eine für den Server verständliche Sprache umgewandelt werden. Als nächstes wird die Anfrage bearbeitet. Die Antwort des Servers wird dann wiederum in eine Sprache umgewandelt, die die Anwendung versteht. Zu den gängigen Protokollen des entsprechenden Typs gehören ASN, FTP, SMTP. Es kann auch zu einem gewissen Grad auf diese und HTTP, FTP zurückgeführt werden.
Sitzungsschicht von Kommunikationsprotokollen
Auf dieser Ebene wird das Kommunikationsprotokoll verwendet, um einen bestimmten Vorgang auszuführen - zum Beispiel das Synchronisieren bestimmter Aufgaben, das Erstellen einer Kommunikationssitzung, das Senden oder Empfangen einer Datei. Zu den gängigen Protokollen, die für solche Zwecke verwendet werden, gehören ASP, DLC, SOCKS.
Transportschicht von Kommunikationsprotokollen
Geeignete Arten von Standards werden verwendetdirekte Übertragung bestimmter Datentypen von einem Netzwerkobjekt zu einem anderen. In vielen Fällen werden Dateien hier in einzelne Elemente aufgeteilt - um deren Übertragung zu erleichtern. Protokolle des entsprechenden Typs sind TCP, UDP, RMTP.
Netzwerkschichtprotokolle
Die nächste Art von Standards, auf denen ein Kommunikationssystem arbeiten kann, sind Netzwerkschichtprotokolle. Sie sind hauptsächlich verantwortlich für Datenübertragungsverfahren, Adressumsetzung, Vermittlung, Überwachung der Qualität des Infrastrukturbetriebs. Zu solchen Protokollen gehören insbesondere TCP/IP, ICMP. DHCP.
Link-Layer-Protokolle
Diese Standards werden verwendet, um den Betrieb wichtiger Hardwarekomponenten des Netzwerks sicherzustellen. Entsprechende Protokolle ermöglichen dem System zunächst, die von der physikalischen Schicht kommenden Daten auf Fehler zu überprüfen. Bei Bedarf werden sie auch angepasst Zu diesen Standards gehören das gängige PPP-Kommunikationsprotokoll, Algorithmen wie SLIP, L2F, PROFIBUS. Prinzipiell kann Ethernet auch als Kanalprotokoll klassifiziert werden.
Physical Protocol Layer
Die nächste Wirkungsebene der betreffenden Standards ist die physische. Ein Kommunikationsprotokoll ist hier ein Werkzeug, mit dem ein digitaler Datenstrom direkt übertragen wird - durch Senden eines Signals über ein Kabel oder über einen Funkkanal.
Bei kabelgebundener Übertragung können Standards wie RS-232, xDSL, 100BASE-T verwendet werden. Gemeinsame drahtlose Kommunikationsprotokolle - ininsbesondere implementiert unter Verwendung von Wi-Fi-Routern - solche, die vom Typ IEEE 802.11 sind.
Die Einordnung der von uns untersuchten Standards kann als sehr bedingt angesehen werden. Daher kann es sehr problematisch sein, das eine oder andere Protokoll darin einer bestimmten Kategorie zuzuordnen: Oft kommt es vor, dass der Standard auf mehreren Ebenen gleichzeitig angewendet wird. Es wäre nützlich, die Besonderheiten der gängigsten Protokolle auf dem Markt der modernen Informationstechnologie genauer zu betrachten. Wie zum Beispiel das PPP-Kontrollprotokoll (Kommunikation - sie ist das Objekt der Beeinflussung der Algorithmen, die der entsprechende Standard vorsieht).
Was ist das PPP-Protokoll?
Das betrachtete Protokoll bezieht sich, wie oben erwähnt, auf Standards, die das Funktionieren der Netzwerkinfrastruktur auf der Sicherungsschicht sicherstellen sollen. Es ist universell: Mit dem entsprechenden Protokoll können Sie die Geräteauthentifizierung implementieren, einen Datenverschlüsselungsmechanismus verwenden und bei Bedarf eine Dateikomprimierung durchführen.
Das betrachtete Protokoll stellt das Funktionieren von Netzwerken sicher, die auf gemeinsamen Kommunikationsressourcen basieren - wie Telefonleitungen, zellulare Kommunikationskanäle. Wenn in einem bestimmten Programm ein Hinweis erscheint, dass das PPP-Protokoll durch die Kommunikation unterbrochen wurde, bedeutet dies höchstwahrscheinlich, dass der Benutzer keinen tatsächlichen Zugriff auf Netzwerkressourcen erhält, die von seinem Provider bereitgestellt werden.
Es gibt mehrere Varianten des entsprechenden Standards - zum Beispiel PPPoE, PPPoA. BeiDiese Struktur des fraglichen Protokolls umfasst mehrere Standards: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. Ein weiteres gängiges Protokoll auf dem modernen IT-Markt ist
Was ist das
Der entsprechende Standard wird verwendet, um den Betrieb der Hypertext-Datenaustauschinfrastruktur sicherzustellen - im allgemeinen Fall zwischen Computern und Servern im Internet. Bezieht sich auf die grundlegenden Protokolle, die den Betrieb des World Wide Web sicherstellen. Es wird standardmäßig von den meisten modernen Kommunikationssoftwaretools auf gängigen Betriebssystemen unterstützt. Es ist stabil – es ist schwierig, sich eine Situation vorzustellen, in der eine Nachricht von einem HTTP-Programm auf dem Bildschirm des Benutzers erscheint wie „das Protokoll wurde durch die PPP-Verbindung unterbrochen“. Als letztes Mittel – wenn aus irgendeinem Grund die Tools zum Aktivieren des HTTP-Standards nicht verfügbar sind, können Sie zum Beispiel das FTP-Protokoll verwenden, um Dateien online zu übertragen, obwohl seine Verwendung in vielen Fällen möglicherweise nicht die optimale Lösung ist.
Der fragliche Standard beinh altet die Übertragung von Daten von einem Hardware-Software-Objekt im Status eines Clients zu einem Server und umgekehrt. Der erste sendet Anfragen an den zweiten und dieser beantwortet sie gemäß dem festgelegten Algorithmus. Es gibt mehrere Varianten des fraglichen Protokolls: zum Beispiel HTTPS, HTTP-NG. Die Hauptvorteile hinter der Tatsache, dass das HTTP-Kommunikationsprotokoll zu einem der beliebtesten geworden ist:
- Vielseitigkeit;
- einfache Implementierung;
- erweiterbar;
- breite Unterstützung von Softwareanbietern.
Er hat auch eine Reihe von Mängeln, die von Experten hervorgehoben werden:
- ziemlich viele einzelne Nachrichten;
- Ungeeignetheit für verteiltes Rechnen;
- die Unfähigkeit, durch die auf dem Server gehosteten Ressourcen zu navigieren.
Wir haben oben angemerkt, dass der betreffende Kommunikationsstandard von den wichtigsten Betriebssystemen der Benutzer sowie von gängigen Softwareprodukten unterstützt wird. Der Anwendungsbereich dieses Protokolls ist jedoch viel größer als die Implementierung von Kommunikationsalgorithmen in Benutzerlösungen. Der HTTP-Standard ist auch in der Industrie, in Videoüberwachungssystemen und in der SCADA-Infrastruktur anwendbar.
Eine große Anzahl von Herstellern, die verschiedene Kommunikationsprotokolle in Netzwerken als Grundlage für den Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur betrachten, wählen HTTP als funktionales und zuverlässiges Werkzeug, um den Zugriff auf verschiedene Online-Ressourcen zu organisieren, Objekte zu konfigurieren und verschiedene Geräte zu verw alten.
Wenn wir speziell über die Branche sprechen, dann kann Modbus auf die Anzahl der beliebtesten Protokolle im entsprechenden Marktsegment zurückgeführt werden.
Was ist das Modbus-Protokoll?
Der relevante Standard wird hauptsächlich verwendet, um die Interoperabilität zwischen verschiedenen Elementen innerhalb der Automatisierungsinfrastruktur am Arbeitsplatz sicherzustellen. RelevantDas Protokoll kann in den Varianten vorliegen, die an die Datenübertragung über einen bestimmten Typ von Kommunikationskanal angepasst sind – verdrahtet, drahtlos (die Ressourcen des ersten Typs können wiederum Kupfer- und Glasfaserkabel umfassen) und separate Modifikationen des betreffenden Protokolls wurden für sie entwickelt).
Es gibt Versionen von Mobdus, die angepasst sind, um Daten über TCP/IP zu übertragen. Eine weitere beliebte Lösung im industriellen Umfeld ist PROFIBUS-FDL.
Was ist das PROFIBUS-FDL-Protokoll?
Das betrachtete Protokoll arbeitet innerhalb des bei europäischen Industrieunternehmen weit verbreiteten PROFIBUS-Netzes. Sein Prototyp wurde von Siemens-Spezialisten entwickelt und sollte in Produktionsbereichen eingesetzt werden, in denen Steuerungen im Spiel waren.
In der Folge wurde auf Basis der Entwicklungen des deutschen Konzerns eine Netzwerkinfrastruktur gebildet, in der verschiedene technologische und funktionale Merkmale der seriellen Kommunikation bezogen auf die Feldebene kombiniert wurden. Das betrachtete Netzwerkprotokoll ermöglichte es, verschiedene Arten von Automatisierungsgeräten in ein einziges Produktionssystem zu integrieren. Es ist erwähnenswert, dass das PROFIBUS-FDL-Protokoll nicht das einzige ist, das in diesem industriellen Netzwerk arbeitet. Es ist jedoch einheitlich in der Anwendbarkeit, um den Zugang zum Hauptbus zu organisieren.
So oder so wird das betrachtete Kommunikationsprotokoll um folgende Standards ergänzt:
-DP;
- PA;
- FMS.
Verwendet wird das PROFIBUS DP-ProtokollOrganisation des Datenaustauschs zwischen führenden Industriegeräten wie DP sowie Geräten, auf denen E / A nach einem verteilten Schema implementiert ist. Gleichzeitig ermöglicht dieses Protokoll die Organisation des Datenaustauschs mit hoher Geschwindigkeit. Es hat auch relativ niedrige Implementierungskosten, was es auch bei kleinen Unternehmen beliebt machen kann.
Der PROFIBUS PA-Standard ermöglicht den Datenaustausch zwischen der Infrastruktur, die aus Geräten der Feldebene besteht. Dieses Protokoll ist für den Anschluss verschiedener Sensoren und Mechanismen an einen gemeinsamen Linien- oder Ringbus optimiert.
Der PROFIBUS-FMS-Standard zeichnet sich durch Vielseitigkeit aus. Es ist in erster Linie für die Organisation des Datenaustauschs zwischen Komponenten der Hightech-Industrieinfrastruktur bestimmt - Computer, Programmierer, Steuerungen.
Zu den Stärken der im PROFIBUS-Netz operierenden Protokolle gehören Offenheit (d. h. sie können von allen interessierten Industrieunternehmen genutzt werden), weite Verbreitung (was die Skalierung der industriellen Infrastruktur bei der Erweiterung von Märkten erleichtert, Erschließung neuer Branchen).
Lebenslauf
Also haben wir die Essenz von Kommunikationsprotokollen betrachtet und die Merkmale einiger populärer Varianten der entsprechenden Standards untersucht. Ihr Hauptzweck besteht darin, die Datenübertragung im Rahmen einheitlicher Formate sicherzustellen. Das heißt - diejenigen, die im Rahmen der Infrastruktur skaliert werden können, in der Regel deutlich über den Maßstab hinausEinzelunternehmen.
Tatsächlich sprechen wir über internationale Standards: Moderne Protokolle für zellulare, kabelgebundene und Wi-Fi-Kommunikation sind sehr weit verbreitet, öffentlich verfügbar und relativ einfach zu skalieren. Natürlich ist es in einigen Fällen auch in globalen Märkten wie der Bereitstellung von Mobilfunkdiensten möglich, regionale Protokolle zu verwenden, aber es liegt im Interesse der größten Marken, sie zu implementieren, wenn dies nicht den Interessen der Unternehmen widerspricht. und in manchen Fällen auch der Staat, möglichst einheitliche Standards, die die internationale Kommunikation verbessern.
Es gibt eine Reihe grundlegender Kommunikationsprotokolle. Im Kontext des Internets sind dies HTTP, TCP/IP. Im Segment der Dienste zum Bereitstellen des Netzzugangs kann der PPP-Standard als solcher bezeichnet werden. Wenn der Benutzer eine Meldung sieht, die besagt, dass das PPP-Verbindungssteuerungsprotokoll beendet wurde, kann der Benutzer höchstwahrscheinlich weder über HTTP noch über TCP/IP auf Online-Ressourcen zugreifen. Somit kommt jeder Norm eine große Bedeutung zu und ist 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 die Ressourcen zugreifen kann, für die andere Standards für die Organisation der Kommunikation zuständig sind.
Kommunikationsprotokolle sind ein unverzichtbares Werkzeug zur Lösung komplexer Probleme sowohl im Bereich der Benutzerkommunikation als auch im Industrie- und Dienstleistungsbereich. Von der kompetenten Wahl eines bestimmten Standards hängt der Erfolg der Implementierung der entsprechenden Infrastruktur ab, sowie dessenEffizienz - in Bezug auf das Verhältnis von Systemleistung und Installationskosten. Daher ist die frühzeitige Untersuchung der Eigenschaften von Netzwerkprotokollen und die Auswahl des optimalen Protokolls eine wichtige Aufgabe für Unternehmensmanager, die für die Implementierung und Modernisierung der Kommunikationsinfrastruktur des Unternehmens verantwortlich sind.
