התפקוד של רשתות מחשבים מקומיות ועולמיות כאחד, שירותי תקשורת ניידים ושירותי תקשורת אחרים כרוך בשימוש בפרוטוקולי תקשורת שונים. מי מהם יכול להיחשב הנפוץ ביותר? מה עשויה להיות המשמעות של התקנים הרלוונטיים?
מהם פרוטוקולי תקשורת?
פרוטוקול תקשורת הוא רשימה של הוראות מאוחדות הקובעות כיצד ממשקי תוכנה או חומרה מסוימים צריכים לספק העברת נתונים - לדוגמה, זרמי טקסט, גרפיקה, אודיו ווידאו. פרוטוקולים מקבילים נוצרים בעיקר כדי להקל על קנה המידה של רשתות מחשבים שונות. לדוגמה, הכנסת פרוטוקול TCP / IP אפשרה לאחד את העברת הנתונים באופן וירטואלי ברחבי העולם, מה שאפשר לחבר מחשבים לרשת האינטרנט העולמית.
בשוק טכנולוגיית המידע המודרני, נעשה שימוש בפרוטוקולים של ערוצי תקשורת ברמות שונות של יישום של ממשקי תקשורת. הם משתפרים ומתעדכנים כל הזמן. מעת לעת, חדשפרוטוקולים המשקפים את הפרטים של התפתחות שוק התקשורת. ניתן להשתמש בפרוטוקולי תקשורת שונים גם ברשתות ביתיות וגם ברשתות תעשייתיות המיושמות על בסיס תשתית של מרכזי מחקר וכו'. בין התקנים הנפוצים ביותר מהסוג המקביל הם Ethernet, CAN, HART.
השימוש בפרוטוקולי תקשורת מתבצע גם בתחום שירותי התקשורת הסלולרית. בין אלה - 3G, 4G, GPRS.
הפרוטוקולים האלה משתנים בין רשתות סלולריות, בפרט:
- בהתאם למהירות העברת הנתונים בין המנוי לספק שירותי התקשורת;
- לפי רצועות תדרים;
- מבחינת המרחק המרבי של מכשיר התקשורת לתחנת הבסיס.
באשר לסיווג של פרוטוקולי תקשורת מחשבים, הוא מאופיין ברמת מורכבות גבוהה למדי. הבה נשקול את הפרטים הספציפיים שלו ביתר פירוט.
סיווג של פרוטוקולי תקשורת מחשבים
ניתן לבצע סיווג של פרוטוקולים רלוונטיים באמצעות מספר גדול למדי של גישות. נפוץ הוא שניתן לחלק את תקני התקשורת לרמות נמוכות וגבוהות יותר. אלה כוללים:
- הוחל;
- נציג;
- הפעלה;
- הובלה;
- רשת;
- ערוץ;
- פיזי.
בוא נלמד אותם ביתר פירוט.
שכבת אפליקציה של רשתפרוטוקולים
הרמה הנבחנת, שבה ניתן לסווג פרוטוקול תקשורת כזה או אחר, מתייחסת בעיקר ליישומים. כלומר, הוא מספק תקשורת בין תשתית הרשת לתוכניות משתמש ספציפיות. פרוטוקולים כגון HTTP, Telnet, DNS, IRC, BitTorrent ועוד רבים אחרים משמשים כאן כדי לספק שירותים מקוונים מודרניים.
שכבה מייצגת של פרוטוקולי רשת
ברמה המתאימה, פרוטוקול התקשורת כולל ייצוג של נתונים מסוימים. כאן, ניתן לבצע נהלים להמרת פרוטוקול אחד לאחר, קידוד, דחיסת קבצים וניהול בקשות שונות.
יישומים ספציפיים שולחים בקשות מסוימות לרשת, ולאחר מכן הן מומרות לשפה המובנת לשרת. לאחר מכן, הבקשה מעובדת. התגובה מהשרת מומרת, בתורה, לשפה שהאפליקציה מבינה. בין הפרוטוקולים הפופולריים מהסוג המתאים הם ASN, FTP, SMTP. ניתן גם לייחס אותו במידה מסוימת לאלה ו-HTTP, FTP.
שכבת הפעלות של פרוטוקולי תקשורת
ברמה זו, פרוטוקול התקשורת משמש לביצוע פעולה ספציפית - למשל, סנכרון משימות מסוימות, יצירת סשן תקשורת, שליחה או קבלה של קובץ. בין הפרוטוקולים הנפוצים המשמשים למטרות כאלה הם ASP, DLC, SOCKS.
שכבת הובלה של פרוטוקולי תקשורת
סוג מתאים של תקנים רגיליםמסירה ישירה של סוגים מסוימים של נתונים מאובייקט רשת אחד למשנהו. במקרים רבים, קבצים מחולקים כאן למרכיבים נפרדים - על מנת להקל על העברתם. פרוטוקולים מהסוג המתאים כוללים TCP, UDP, RMTP.
פרוטוקולי שכבת רשת
הסוג הבא של תקנים שעל פיהם מערכת תקשורת יכולה לפעול הם פרוטוקולי שכבת רשת. הם אחראים בעיקר על שיטות העברת נתונים, תרגום כתובות, מיתוג, ניטור איכות פעולת התשתית. פרוטוקולים כאלה כוללים, במיוחד, את אותו TCP / IP, ICMP. DHCP.
פרוטוקולי שכבת קישור
תקנים אלה משמשים כדי להבטיח את פעולתם של רכיבי חומרה מרכזיים של הרשת. פרוטוקולים מתאימים מאפשרים למערכת, קודם כל, לבדוק את הנתונים המגיעים מהשכבה הפיזית לאיתור שגיאות. במידת הצורך גם הם מותאמים, בין התקנים הללו ניתן למנות את פרוטוקול התקשורת הנפוץ PPP, אלגוריתמים כגון SLIP, L2F, PROFIBUS. באופן עקרוני, ניתן לסווג את אתרנט גם כפרוטוקול ערוץ.
שכבת פרוטוקול פיזי
רמת הפעולה הבאה של התקנים המדוברים היא פיזית. כאן, פרוטוקול תקשורת הוא כלי שבאמצעותו מועבר זרם נתונים דיגיטלי ישירות - על ידי שליחת אות דרך כבל או דרך ערוץ רדיו.
במקרה של שידור קווי, ניתן להשתמש בתקנים כגון RS-232, xDSL, 100BASE-T. פרוטוקולי תקשורת אלחוטית נפוצים - בבמיוחד, מיושם באמצעות נתבי Wi-Fi - אלה שהם מסוג IEEE 802.11.
סיווג התקנים שלמדנו יכול להיחשב מותנה מאוד. לכן, בתוך זה, זה יכול להיות מאוד בעייתי לייחס פרוטוקול כזה או אחר לקטגוריה ספציפית: קורה לא פעם שהתקן מיושם בכמה רמות בו זמנית. זה יהיה שימושי לשקול ביתר פירוט את הפרטים של הפרוטוקולים הפופולריים ביותר בשוק טכנולוגיית המידע המודרנית. כמו, למשל, פרוטוקול בקרת PPP (תקשורת - היא היא המושא להשפעה של האלגוריתמים שמספקים התקן המקביל).
מהו פרוטוקול PPP?
הפרוטוקול הנדון מתייחס, כפי שציינו לעיל, לסטנדרטים שנועדו להבטיח את תפקוד תשתית הרשת בשכבת קישור הנתונים. זה אוניברסלי: באמצעות הפרוטוקול המתאים, אתה יכול ליישם אימות מכשיר, להשתמש במנגנון הצפנת נתונים, ובמידת הצורך, דחיסת קבצים.
הפרוטוקול הנבחן מבטיח את תפקודן של רשתות המבוססות על משאבי תקשורת משותפים - כגון קווי טלפון, ערוצי תקשורת סלולריים. אם בתוכנית מסוימת תופיע כתובת המציינת שפרוטוקול ה-PPP נקטע על ידי תקשורת, סביר להניח שזה אומר שהמשתמש לא יכול לקבל גישה ממשית למשאבי הרשת שמסופקים על ידי הספק שלו.
יש כמה סוגים של התקן המקביל - למשל, PPPoE, PPPoA. בְּמבנה זה של הפרוטוקול המדובר כולל מספר תקנים: LCP, NCP, PAP, CHAP, MLPPP. פרוטוקול נפוץ נוסף בשוק ה-IT המודרני הוא
מהו פרוטוקול
התקן המקביל משמש כדי להבטיח את פעולת תשתית חילופי הנתונים ההיפרטקסטים - במקרה הכללי בין מחשבים ושרתים באינטרנט. מתייחס לפרוטוקולים הבסיסיים המבטיחים את פעולת ה-World Wide Web. זה נתמך כברירת מחדל על ידי רוב כלי תוכנות התקשורת המודרניות במערכות הפעלה נפוצות. הוא יציב - קשה לדמיין מצב בו צצה הודעה מתוכנת HTTP על מסך המשתמש כמו "הפרוטוקול הופסק על ידי חיבור ה-PPP". כמוצא אחרון - אם מסיבה כלשהי הכלים להפעלת תקן HTTP אינם זמינים, ניתן להשתמש, למשל, בפרוטוקול FTP להעברת קבצים באינטרנט, למרות שבמקרים רבים השימוש בו עשוי להיות לא הפתרון האופטימלי ביותר.
התקן המדובר כולל העברה של נתונים מאובייקט חומרה-תוכנה במצב של לקוח לשרת ולהיפך. הראשון שולח בקשות לשני, והאחרון עונה להן לפי האלגוריתם שנקבע. ישנם מספר סוגים של הפרוטוקול המדובר: למשל, HTTPS, HTTP-NG. היתרונות העיקריים מאחורי העובדה שפרוטוקול התקשורת HTTP הפך לאחד הפופולריים ביותר:
- רבגוניות;
- קלות היישום;
- ניתן להרחבה;
- תמיכה רחבה מספקי תוכנה.
יש לו גם מספר חסרונות שהודגשו על ידי מומחים:
- מספר די גדול של הודעות בודדות;
- חוסר התאמה למחשוב מבוזר;
- חוסר היכולת לנווט במשאבים המתארחים בשרת.
ציינו לעיל שתקן התקשורת המדובר נתמך על ידי מערכות ההפעלה הראשיות של המשתמש, כמו גם מוצרי תוכנה נפוצים. עם זאת, ההיקף של פרוטוקול זה רחב בהרבה מיישום אלגוריתמי תקשורת בתוך פתרונות משתמש. תקן ה-HTTP ישים גם בתעשייה, במערכות מעקב וידאו ובתשתית SCADA.
מספר רב של יצרנים, השוקלים פרוטוקולי תקשורת שונים ברשתות כבסיסיים לבניית תשתית תקשורת, בוחרים ב-HTTP ככלי פונקציונלי ואמין לארגון גישה למשאבים מקוונים שונים, הגדרת אובייקטים, ניהול מכשירים שונים.
אם אנחנו מדברים ספציפית על התעשייה, אז ניתן לייחס את Modbus למספר הפרוטוקולים הפופולריים ביותר בפלח השוק המקביל.
מהו פרוטוקול Modbus?
התקן הרלוונטי משמש בעיקר כדי להבטיח יכולת פעולה הדדית בין אלמנטים שונים בתוך תשתית האוטומציה במקום העבודה. רלוונטיהפרוטוקול יכול להיות באותם זנים המותאמים להעברת נתונים על סוג מסוים של ערוץ תקשורת - קווי, אלחוטי (בתורו, המשאבים מהסוג הראשון יכולים לכלול נחושת, כבלי סיבים אופטיים - ושינויים נפרדים של הפרוטוקול המדובר פותחו עבורם).
ישנן גרסאות של Mobdus המותאמות להעברת נתונים באמצעות TCP/IP. פתרון פופולרי נוסף בסביבה התעשייתית הוא PROFIBUS-FDL.
מהו פרוטוקול PROFIBUS-FDL?
הפרוטוקול הנדון פועל בתוך רשת PROFIBUS, שהפכה לנפוצה בקרב מפעלי תעשייה אירופאים. אב הטיפוס שלו פותח על ידי מומחי סימנס והיה אמור לשמש באזורי ייצור שבהם היו מעורבים בקרים.
בהמשך, על בסיס ההתפתחויות של התאגיד הגרמני, נוצרה תשתית רשת, שבה שולבו מאפיינים טכנולוגיים ופונקציונליים שונים של תקשורת טורית הקשורה לרמת השטח. פרוטוקול הרשת הנבחן איפשר לשלב סוגים שונים של התקני אוטומציה בתוך מערכת ייצור אחת. ראוי לציין כי פרוטוקול PROFIBUS-FDL אינו היחיד שפועל ברשת תעשייתית זו. עם זאת, זה אחיד מבחינת הישימות על מנת לארגן גישה לאוטובוס הראשי.
בדרך זו או אחרת, פרוטוקול התקשורת הנדון מתווסף בסטנדרטים הבאים:
-DP;
- PA;
- FMS.
פרוטוקול PROFIBUS DP משמש עבורארגון של חילופי נתונים בין מכשירים תעשייתיים מובילים כמו DP, כמו גם התקנים שבהם I/O מיושם על פי תכנית מבוזרת. יחד עם זאת, פרוטוקול זה מאפשר ארגון חילופי נתונים במהירות גבוהה. יש לו גם עלות יישום נמוכה יחסית, מה שעשוי להפוך אותו לפופולרי גם בקרב עסקים קטנים.
תקן PROFIBUS PA מאפשר החלפת נתונים בין התשתית, המורכבת מציוד הקשור לרמת השטח. פרוטוקול זה מותאם לחיבור חיישנים ומנגנונים שונים לאפיק ליניארי או טבעת משותף.
תקן PROFIBUS FMS מאופיין ברבסטיות. הוא נועד בעיקר לארגון חילופי נתונים בין רכיבי תשתית תעשייתית הייטק - מחשבים, מתכנתים, בקרים.
בין החוזקות של הפרוטוקולים הפועלים ברשת PROFIBUS הם פתיחות (כלומר, ניתן להשתמש בהם על ידי כל מפעל תעשייתי מעוניין), רווחה (מה שמקל על קנה המידה של התשתית התעשייתית בעת הרחבת שווקים, פתיחת שווקים חדשים תעשיות).
CV
לכן, שקלנו את המהות של פרוטוקולי תקשורת, למדנו את התכונות של כמה זנים פופולריים של התקנים המקבילים. המטרה העיקרית שלהם היא להבטיח העברת נתונים במסגרת של פורמטים מאוחדים. כלומר - אלו שניתן להרחיב במסגרת התשתית, ככלל, חורגים משמעותית מהקנה מידה.מפעל בודד.
למעשה, אנחנו מדברים על סטנדרטים בינלאומיים: פרוטוקולים מודרניים לתקשורת סלולרית, קווית ו-Wi-Fi הם נפוצים מאוד, זמינים לציבור וקלים יחסית להרחבה. כמובן שבמקרים מסוימים, גם בשווקים גלובליים כמו אספקת שירותי סלולר, אפשר להשתמש בפרוטוקולים אזוריים, אבל זה האינטרס של המותגים הגדולים ביותר ליישם, אם זה לא סותר את האינטרסים של העסק, ובמקרים מסוימים המדינה, סטנדרטים מאוחדים ככל האפשר, אשר ישפרו את התקשורת הבינלאומית.
ישנם מספר פרוטוקולי תקשורת בסיסיים. בהקשר של האינטרנט, אלה כוללים HTTP, TCP / IP. בגזרת השירותים למתן גישה לרשת ניתן להתייחס לתקן PPP ככזה. אם המשתמש רואה הודעה המציינת שפרוטוקול בקרת קישור PPP הופסק, סביר להניח שהמשתמש לא יוכל לגשת למשאבים מקוונים באמצעות HTTP או TCP/IP. לפיכך, לכל תקן יש חשיבות רבה, ויתרה מכך, במקרים רבים קשורה קשר בל יינתק עם אחרים. אם פרוטוקול אחד מופרע על ידי תקשורת, אזי קיימת אפשרות שהמשתמש לא יוכל לגשת לאותם משאבים שעבורם תקנים אחרים אחראים לארגון התקשורת.
פרוטוקולי תקשורת הם כלי הכרחי לפתרון בעיות מורכבות הן בתחום תקשורת המשתמשים והן בתחומי התעשייה והשירות. מתוך הבחירה המוסמכת של תקן ספציפי תלוי בהצלחת היישום של התשתית המתאימה, כמו גם שלהיעילות - מבחינת היחס בין ביצועי המערכת לבין עלות התקנתה. לפיכך, לימוד מוקדם של המאפיינים של פרוטוקולי רשת, בחירת הפרוטוקולים האופטימליים היא משימה חשובה למנהלי ארגונים האחראים על יישום ומודרניזציה של תשתית התקשורת של החברה.
