پروتکل ارتباطی به چه معناست؟
پروتکلهای ارتباطی توصیف رسمی قالبها و قوانین پیام دیجیتال هستند. آنها ملزم به تبادل پیام در داخل یا بین سیستم های محاسباتی هستند. پروتکلهای ارتباطی در سیستمهای مخابراتی و سایر سیستمها اهمیت دارند زیرا برای ارسال و دریافت پیامها سازگاری و همگانی ایجاد میکنند.
پروتکل های ارتباطی می توانند احراز هویت، تشخیص و تصحیح خطا و سیگنال دهی را پوشش دهند. آنها همچنین می توانند نحو، معناشناسی و همگام سازی ارتباطات آنالوگ و دیجیتال را توصیف کنند.
پروتکل های ارتباطی در سخت افزار و نرم افزار پیاده سازی می شوند. هزاران پروتکل ارتباطی وجود دارد که در همه جا در ارتباطات آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود. شبکه های کامپیوتری بدون آنها نمی توانند وجود داشته باشند.
قبل از اینکه انتقال موفقیت آمیز انجام شود، دستگاه های ارتباطی شبکه باید در مورد بسیاری از جنبه های فیزیکی داده ای که قرار است مبادله شود، توافق کنند. قوانینی که انتقال داده ها را تعریف می کنند “پروتکل ” نامیده می شوند.
بسیاری از ویژگی های یک انتقال وجود دارد که یک پروتکل می تواند تعریف کند. به عنوان مثال، ویژگی هایی که با پروتکل ها خطاب می شوند ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- اندازه بسته.
- سرعت انتقال.
- انواع تصحیح خطا.
- تکنیک های هندشیکینگ و هماهنگ سازی.
- نگاشت آدرس.
- فرایندهای تصدیق.
- کنترل جریان.
- کنترل های توالی بسته ها.
- مسیریابی.
- قالب بندی آدرس.
در یک محیط دیجیتال عمدتاً غیرقابل تنظیم، پروتکل های ارتباطی قوانینی را ایجاد می کنند.
به عنوان مثال، در اینترنت، انواع پروتکل های ارتباطی ایجاد شده توسط گروه هایی مانند کنسرسیوم وب جهانی یا W3C و کارگروه مهندسی اینترنت یا IETF به ارائه عملی ات جهانی و محدود کردن انواع مسئولیت ها و آسیب پذیری ها در این فناوری ها کمک می کند.
یک مثال خوب، پروتکل های احراز هویت است. پروتکلهای احراز هویت در برابر مواردی مانند حملات انکار سرویس توزیع شده (DDoS) و سایر روشهای متداول که به وسیله آن هکرهای خطاکار میتوانند شبکه های وسیع را مختل کنند یا ترافیک شبکه را به خطر بیاندازند یا سردرگم کنند، کار میکنند.
وقتی HTTP تبدیل به HTTPS میشود یا استفاده گسترده از گواهیهای SSL به یک هنجار تبدیل میشود، این همان چیزی است که توسط کسانی که آن نوع پروتکلهای ارتباطی را ایجاد میکنند، مد نظر قرار میگیرند. پروتکل ها به طور ذاتی برای «سخت کردن» سیستم ها در برابر انواع مختلف سوء استفاده کار می کنند و این بخش بزرگی از ارزش آنها است.
سایر پروتکلهای ارتباطی استفاده از بسته ها ی داده در مسیر های شبکه جهانی را کنترل میکنند، که به نوبه خود گاهی شب یه به فیزیک ذرات است. این مانند یک شیر آب باز نیست که در آن شما فقط یک جریان آزاد اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر در جریان باشد.
بین فرستنده و گیرنده، پیام شامل واحدهای گرانول و گسسته است، که در آن هر بسته داده مجزا سربرگ، اطلاعات هسته و مسیر مسیریابی خود را دارد. همه اینها باید با روشهای دقیق هماهنگ و طراحی شوند، و اینجاست که پروتکلها ی ارتباطی چنین دسترسی قدرتمند و نقش مهمی دارند.
علاوه بر این ، پروتکل های ارتباطی مورد استفاده به خود فناوری زیربنایی بستگی دارد .بنابراین با پیشرفت تکنولوژی، پروتکل ها نیز پیشرفت می کنند. به همین دلیل است که میبینید پروتکلهای اینترنتی به نسخه های متوالی خود تبدیل میشوند و به همین دلیل است که احتمالاً پروتکلهای ارتباطی بسیار متفاوتی را در شبکه های پیشرفته فردا خواهیم دید.
اینترنت اشیا وعده می دهد که تقاضا برای پروتکل های ارتباطی در حال تکامل جدید را افزایش دهد زیرا مجموعه های گسترده تری از دستگاه ها به یک شبکه جهانی متصل می شوند.
پروتکل ارتباطی صنعتی
ارتباط پرسرعت دستگاه ها و سیستم های نرم افزاری مختلف جزء کلیدی هر سیستم اتوماسیون صنعتی است. حتی می توان گفت که تبادل داده ها در زمان واقعی و هماهنگی وظایف بین عناصر مختلف شبکه، جوهر کنترل فرآیند و به طور کلی اتوماسیون است.
با توجه به موارد فوق، مناسب به نظر می رسد که در مورد استانداردها و پروتکل هایی صحبت کنیم که امکان ارتباط کارآمد چندین دستگاه از فروشندگان مختلف را فراهم می کند.
پروتکل ارتباطی یک حوزه کاملاً مجزا از علوم کامپیوتر است، با تاریخچه طولانی و پیچیده (پر از “جنگ ” بین محققان و بازیگران بازار) و فهرست طولانی از پروتکل ها و استانداردهایی که از دهه 1970 منتشر شده اند و برای کاربردها و انواع فناوری طراحی شده اند. الگوهای ساختاری متنوعی برا ی تبادل داده وجود دارد که می توانند در پروتکل های ارتباطی شبکه استفاده شوند. هنگامی که صحبت از پروتکل های ارتباطی صنعتی می شود، دو الگوی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از “درخواست- پاسخ” و “انتشار-اشتراک “.
الگوی درخواست – پاسخ
Request-Response (درخواست- پاسخ) یکی از رایج ترین الگوهای پیام رسانی در پروتکل های ارتباطی صنعتی و به طور کلی ارتباطات شبکه است. مطابق با این مدل ،یک کلاینت یا تماس گیرنده، که می تواند یک رایانه، راه حل نرم افزاری یا سایر دستگاه های شبکه باشد، داده ها یا خدماتی را از یک سرور (یا پاسخ دهنده) درخواست می کند – هر سرور یا نرم افزاری که می تواند داده ها را ارائه دهد.
الگوی انتشار-اشتراک
در الگوی انتشار- اشتراک، پیامها مستقیماً از یک منبع به منبع دیگر منتقل نمیشوند و به جای آن از یک گره واسطه استفاده میشود. فرستندههای پی ام ، یا ناشران، دادهها را به کلاسها دسته بندی میکنند و آنها را به گره واسطه هدایت میکنند تا در آنجا به گیرندگان یا مشترکین مربوطه توزیع شوند.
برخی دیگر از الگوهای پیام رسانی که معمولاً در پروتکلهای ارتباطی صنعتی استفاده میشوند عبارتند از: پیامهای ناهمزمان، انواع مختلف الگوهای ارسال چندگانه، صفها، واسطه های پیام و غیره.
مجموعه های پروتکل
به منظور ایجاد تبادل اطلاعات عملکردی بین اجزای مختلف یک شبکه اتوماسیون صنعتی مدرن، معمولاً تعدادی پروتکل ارتباطی مختلف مورد نیاز است. گروهی از پروتکلهای مرتبط که برای همکاری با یکدیگر طراحی شده اند و جنبه های مختلف ارتباط را ممکن میسازند، مجموعه پروتکل یا پشته پروتکل نامیده میشوند (که گاهی اوقات خانواده پروتکل نیز نامیده میشود).
برا ی اینکه طراحی و پیاده سازی پروتکلهای ارتباط ی آسانتر و سادهتر شود، آنها اغلب برا ی خدمت به یک هدف بسیار محدود یا امکان برقراری ارتباط بین مجموعه خاصی از اجزای شبکه طراحی میشوند. هر پروتکل ارتباطی معمولاً با حداقل دو پروتکل دیگر ارتباط برقرار می کند، به همین دلیل است که پروتکل ها ی خاص در یک مجموعه پروتکل واحد به شکل لایه ها ساخته می شوند. پایین ترین لایه ها در پشته معمولاً مسئول ارتباطات سخت افزاری هستند و هر لایه جدید قابلیت های اضافی و محیط های شبکه را اضافه می کند.
پروتکل های ارتباطی صنعتی
وقتی صحبت از اتوماسیون فرآیندهای کاری، چه صنعتی و چه در زمینه های دیگر می شود ،تعداد پروتکل های مورد استفاده برای برقراری ارتباط موثر ماشین ها، دستگاه ها و راه حل های نرم افزاری بسیار قابل توجه است. که با توجه به تنوع فن آوری های اتوماسیون و تعداد زیاد برنامه های خاص در اتوماسیون صنعتی قابل درک است.
اسامی برخی از برجسته ترین و تثبیت شده ترین پروتکل های ارتباطی صنعتی را که در درجه اول باید با آنها آشنا باشید در تصویر زیر قابل مشاهده است.