NETWORK PROTOKOL
Selain
dari masalah jaringan fisik (sinyal jenis dan level tegangan, konektor
pinouts, kabel, topologi, dll), perlu ada cara yang standar di mana
komunikasi penengah antara beberapa node dalam jaringan, bahkan jika
sebagai sederhana sebagai sistem dua-node, point-to-point. Ketika
sebuah node "pembicaraan" pada jaringan, itu menghasilkan sinyal pada
kabel jaringan, baik itu level tegangan tinggi dan rendah DC, beberapa
jenis pembawa termodulasi sinyal gelombang AC, atau bahkan pulsa cahaya
dalam serat. Node yang "mendengarkan" hanya mengukur sinyal yang diterapkan pada jaringan (dari node transmisi) dan pasif pemantauan itu. Jika
dua atau lebih node "berbicara" pada saat yang sama, sinyal output
mereka dapat berbenturan (bayangkan dua gerbang logika mencoba
menerapkan tegangan sinyal yang berlawanan untuk satu baris di dalam
bis!), Merusak data yang ditransmisikan.
Metode standar dengan mana node diperbolehkan untuk mengirimkan ke kabel bus atau jaringan disebut protokol. Ada protokol yang berbeda untuk menengahi penggunaan jaringan yang umum antara beberapa node, dan Aku akan menutupi hanya beberapa di sini. Namun, baik untuk menyadari ini sedikit, dan untuk memahami mengapa beberapa pekerjaan yang lebih baik untuk beberapa tujuan dari yang lain. Biasanya, sebuah protokol tertentu dikaitkan dengan tipe standar jaringan. Ini hanyalah satu "lapisan" ke set dari standar yang ditentukan di bawah judul dari berbagai jaringan.
Organisasi Standar Internasional (ISO) telah menetapkan arsitektur umum dari spesifikasi jaringan di DIS7498 model mereka (berlaku untuk hampir semua jaringan digital). Terdiri dari tujuh "lapisan," mencoba garis besar ini untuk mengkategorikan semua tingkat abstraksi yang diperlukan untuk berkomunikasi data digital.
Level 1: Fisik Menentukan rincian listrik dan mekanik komunikasi: kawat jenis, desain konektor, jenis sinyal dan tingkat.
Level 2: Data link Mendefinisikan format pesan, bagaimana data akan ditangani, dan deteksi / koreksi kesalahan teknik.
Level 3: Jaringan Menetapkan prosedur untuk enkapsulasi data ke dalam "paket" untuk pengiriman dan penerimaan.
Level 4: Transportasi Antara lain, lapisan transport mendefinisikan bagaimana data lengkap file tersebut untuk ditangani melalui jaringan.
Level 5: Mengatur Sesi transfer data dalam hal awal dan akhir dari transmisi tertentu. Analog dengan kontrol pekerjaan pada sistem komputer multitasking operasi.
Tingkat 6: Presentasi Termasuk definisi untuk rangkaian karakter, kontrol terminal, dan perintah grafis sehingga data abstrak dapat mudah dikodekan dan diterjemahkan antara perangkat berkomunikasi.
Tingkat 7: Aplikasi pengguna akhir standar untuk menghasilkan dan / atau menafsirkan data dikomunikasikan dalam bentuk akhirnya. Dengan kata lain, program komputer yang sebenarnya menggunakan data dikomunikasikan.
Beberapa protokol jaringan yang ditetapkan hanya mencakup satu atau beberapa DIS7498 tingkat. Misalnya, RS-232C banyak digunakan komunikasi serial protokol benar-benar hanya membahas lapisan ("fisik") pertama dari model tujuh lapisan. Protokol lainnya, seperti sistem X-window grafis klien / server dikembangkan di MIT untuk didistribusikan grafis-user-interface sistem komputer, mencakup semua tujuh lapisan.
Protokol yang berbeda dapat menggunakan standar lapisan fisik yang sama. Contoh dari hal ini adalah RS-422A dan RS-485 protokol, yang keduanya menggunakan pemancar diferensial-tegangan yang sama dan sirkuit penerima, dengan menggunakan tingkat tegangan yang sama untuk menunjukkan biner 1 dan 0. Pada tingkat fisik, kedua protokol komunikasi adalah identik. Namun, pada tingkat yang lebih abstrak protokol yang berbeda: RS-422A adalah point-to-point saja, sedangkan RS-485 mendukung topologi bus "multitaruh" dengan hingga 32 node dialamatkan.
Mungkin jenis yang paling sederhana dari protokol adalah salah satu tempat hanya ada satu pemancar, dan semua node lain hanyalah penerima. Seperti halnya untuk BogusBus, di mana pemancar tunggal menghasilkan sinyal tegangan terkesan pada kabel jaringan, dan unit penerima satu atau lebih (dengan 5 lampu masing-masing) menyala sesuai dengan output transmitter. Hal ini selalu terjadi dengan jaringan simpleks: hanya ada satu pembicara, dan semua orang mendengarkan!
Ketika kita memiliki node transmisi ganda, kita harus mengatur transmisi mereka sedemikian rupa sehingga tidak bertentangan dengan satu sama lain. Node seharusnya tidak diperbolehkan untuk berbicara bila node lain bicara, jadi kami memberikan setiap node kemampuan untuk "mendengarkan" dan menahan diri dari berbicara sampai jaringan adalah diam. Pendekatan dasar disebut Carrier Sense Multiple Access (CSMA), dan terdapat beberapa variasi pada tema ini. Harap dicatat bahwa CSMA bukan protokol standar dalam dirinya sendiri, melainkan sebuah metodologi yang mengikuti protokol tertentu.
Salah satu variasi adalah hanya untuk membiarkan setiap node mulai berbicara segera setelah jaringan adalah diam. Hal ini analog dengan sekelompok orang bertemu di sebuah meja bundar: ada yang memiliki kemampuan untuk mulai berbicara, selama mereka tidak mengganggu orang lain. Segera setelah orang terakhir berhenti bicara, orang berikutnya menunggu untuk berbicara akan dimulai. Jadi, apa yang terjadi ketika dua atau lebih orang mulai berbicara sekaligus? Dalam sebuah jaringan, transmisi simultan dari dua atau lebih node disebut tabrakan. Dengan CSMA / CD (CSMA / Collision Detection), kelenjar getah bening yang bertabrakan hanya me-reset sendiri dengan sirkuit pengatur waktu tunda acak, dan yang pertama untuk menyelesaikan waktu tunda yang mencoba untuk berbicara lagi. Ini adalah protokol dasar untuk jaringan Ethernet populer.
Variasi lain dari CSMA adalah CSMA / BA (CSMA / Bitwise Arbitrase), dimana node bertabrakan lihat pra-menetapkan nomor prioritas yang menentukan mana yang memiliki izin untuk berbicara pertama. Dengan kata lain, setiap node memiliki "pangkat" yang mengendap setiap perselisihan siapa yang akan mulai berbicara pertama setelah tabrakan terjadi, seperti sekelompok orang di mana pejabat dan warga negara biasa dicampur. Jika tabrakan terjadi, Pembesar ini umumnya diizinkan berbicara pertama dan orang biasa menunggu sesudahnya.
Dalam salah satu dari dua contoh di atas (CSMA / CD dan CSMA / BA), diasumsikan bahwa setiap node bisa memulai percakapan selama jaringan diam. Hal ini disebut sebagai modus "tidak diminta" komunikasi. Ada variasi yang disebut "diminta" mode baik untuk CSMA / CD atau CSMA / BA dimana transmisi awal hanya diperbolehkan untuk terjadi jika permintaan simpul yang ditunjuk master (solicits) balasan. Collision detection (CD) atau bitwise arbitrase (BA) hanya berlaku untuk pasca-tabrakan arbitrase sebagai beberapa node menanggapi permintaan perangkat master.
Strategi yang sama sekali berbeda untuk komunikasi node protokol Master / Slave, di mana perangkat allots penguasa tunggal slot waktu untuk semua node lain pada jaringan untuk mentransmisikan, dan jadwal dalam slot waktu sehingga beberapa node tidak dapat bertabrakan. Perangkat master alamat setiap node dengan nama, satu per satu, membiarkan yang berbicara node untuk sejumlah waktu tertentu. Ketika selesai, master alamat node berikutnya, dan seterusnya, dan sebagainya.
Namun strategi lain adalah protokol Token Passing-, di mana setiap node mendapat giliran untuk berbicara (satu per satu), dan kemudian memberikan izin untuk node berikutnya untuk berbicara ketika yang dilakukan. Izin untuk berbicara dilewatkan sekitar dari node ke node karena setiap satu tangan dari "token" ke yang berikutnya secara berurutan. Token itu sendiri bukan hal fisik: adalah serangkaian biner 1 dan 0 broadcast pada jaringan, membawa alamat tertentu dari node berikutnya diijinkan untuk berbicara. Meskipun token protokol sering dikaitkan dengan cincin topologi jaringan, tidak terbatas pada setiap topologi pada khususnya. Dan ketika protokol ini diimplementasikan dalam jaringan cincin, urutan token passing tidak harus mengikuti urutan koneksi fisik cincin.
Sama seperti dengan topologi, protokol dapat bergabung bersama lebih segmen yang berbeda dari jaringan heterogen, untuk manfaat maksimal. Misalnya, jaringan Master / Slave berdedikasi menghubungkan instrumen bersama di lantai pabrik dapat dihubungkan melalui perangkat gateway ke jaringan Ethernet yang menghubungkan workstation desktop komputer beberapa bersama, salah satu workstation komputer yang bertindak sebagai gateway untuk menghubungkan data untuk sebuah serat FDDI jaringan kembali ke komputer mainframe tanaman. Setiap jenis jaringan, topologi, protokol dan melayani kebutuhan yang berbeda dan aplikasi terbaik, tetapi melalui perangkat gateway, mereka semua dapat berbagi data yang sama.
Hal ini juga memungkinkan untuk berbaur strategi protokol menjadi beberapa hibrida baru dalam tipe jaringan tunggal. Seperti halnya untuk Yayasan Fieldbus, yang menggabungkan Master / Slave dengan bentuk token. Sebuah link Aktif Scheduler (LAS) perangkat mengirimkan dijadwalkan "Mewajibkan Data" (CD) perintah untuk query perangkat budak pada Fieldbus pada aplikasi informasi. Dalam hal ini, Fieldbus adalah protokol Master / Slave. Namun, ketika ada waktu antara permintaan CD, LAS mengirimkan "token" untuk setiap perangkat lain di Fieldbus, satu per satu, memberi mereka kesempatan untuk mengirimkan data terjadwal. Ketika perangkat tersebut selesai mengirimkan informasi mereka, mereka kembali kembali token ke LAS. LAS juga probe untuk perangkat baru pada Fieldbus dengan "Node Probe" (PN) pesan, yang diperkirakan akan menghasilkan "Respon Probe" (PR) kembali ke LAS. Tanggapan perangkat kembali ke LAS, apakah dengan pesan PR atau kembali token, mendikte posisi mereka pada database "Live Daftar" yang LAS mempertahankan. Operasi yang tepat dari perangkat LAS adalah mutlak penting untuk fungsi Fieldbus, sehingga ada ketentuan untuk operasi LAS berlebihan dengan menetapkan statusnya "Link Master" untuk beberapa node, memberdayakan mereka untuk menjadi Schedulers link alternatif Aktif jika operasi gagal LAS .
Lain komunikasi data protokol ada, tetapi ini adalah yang paling populer. Saya mendapat kesempatan untuk bekerja pada sistem (sekitar 1975) kontrol industri lama yang dibuat oleh Honeywell mana perangkat master disebut Highway Traffic Direktur, atau HTD, penengah semua komunikasi jaringan. Apa yang membuat jaringan ini menarik adalah bahwa sinyal yang dikirim dari HTD untuk semua perangkat budak untuk transmisi memungkinkan tidak disampaikan pada kabel jaringan itu sendiri, tetapi lebih pada set individu twisted-pair kabel penghubung HTD dengan setiap perangkat budak. Perangkat pada jaringan tersebut kemudian dibagi menjadi dua kategori: mereka node terhubung ke HTD yang diizinkan untuk memulai transmisi, dan mereka node tidak terhubung ke HTD yang hanya bisa mengirimkan dalam respons atas permintaan yang dikirim oleh salah satu node sebelumnya. Primitif dan lambat adalah satu-satunya kata sifat yang cocok untuk skema jaringan komunikasi, tetapi berfungsi secara memadai untuk waktu.
Metode standar dengan mana node diperbolehkan untuk mengirimkan ke kabel bus atau jaringan disebut protokol. Ada protokol yang berbeda untuk menengahi penggunaan jaringan yang umum antara beberapa node, dan Aku akan menutupi hanya beberapa di sini. Namun, baik untuk menyadari ini sedikit, dan untuk memahami mengapa beberapa pekerjaan yang lebih baik untuk beberapa tujuan dari yang lain. Biasanya, sebuah protokol tertentu dikaitkan dengan tipe standar jaringan. Ini hanyalah satu "lapisan" ke set dari standar yang ditentukan di bawah judul dari berbagai jaringan.
Organisasi Standar Internasional (ISO) telah menetapkan arsitektur umum dari spesifikasi jaringan di DIS7498 model mereka (berlaku untuk hampir semua jaringan digital). Terdiri dari tujuh "lapisan," mencoba garis besar ini untuk mengkategorikan semua tingkat abstraksi yang diperlukan untuk berkomunikasi data digital.
Level 1: Fisik Menentukan rincian listrik dan mekanik komunikasi: kawat jenis, desain konektor, jenis sinyal dan tingkat.
Level 2: Data link Mendefinisikan format pesan, bagaimana data akan ditangani, dan deteksi / koreksi kesalahan teknik.
Level 3: Jaringan Menetapkan prosedur untuk enkapsulasi data ke dalam "paket" untuk pengiriman dan penerimaan.
Level 4: Transportasi Antara lain, lapisan transport mendefinisikan bagaimana data lengkap file tersebut untuk ditangani melalui jaringan.
Level 5: Mengatur Sesi transfer data dalam hal awal dan akhir dari transmisi tertentu. Analog dengan kontrol pekerjaan pada sistem komputer multitasking operasi.
Tingkat 6: Presentasi Termasuk definisi untuk rangkaian karakter, kontrol terminal, dan perintah grafis sehingga data abstrak dapat mudah dikodekan dan diterjemahkan antara perangkat berkomunikasi.
Tingkat 7: Aplikasi pengguna akhir standar untuk menghasilkan dan / atau menafsirkan data dikomunikasikan dalam bentuk akhirnya. Dengan kata lain, program komputer yang sebenarnya menggunakan data dikomunikasikan.
Beberapa protokol jaringan yang ditetapkan hanya mencakup satu atau beberapa DIS7498 tingkat. Misalnya, RS-232C banyak digunakan komunikasi serial protokol benar-benar hanya membahas lapisan ("fisik") pertama dari model tujuh lapisan. Protokol lainnya, seperti sistem X-window grafis klien / server dikembangkan di MIT untuk didistribusikan grafis-user-interface sistem komputer, mencakup semua tujuh lapisan.
Protokol yang berbeda dapat menggunakan standar lapisan fisik yang sama. Contoh dari hal ini adalah RS-422A dan RS-485 protokol, yang keduanya menggunakan pemancar diferensial-tegangan yang sama dan sirkuit penerima, dengan menggunakan tingkat tegangan yang sama untuk menunjukkan biner 1 dan 0. Pada tingkat fisik, kedua protokol komunikasi adalah identik. Namun, pada tingkat yang lebih abstrak protokol yang berbeda: RS-422A adalah point-to-point saja, sedangkan RS-485 mendukung topologi bus "multitaruh" dengan hingga 32 node dialamatkan.
Mungkin jenis yang paling sederhana dari protokol adalah salah satu tempat hanya ada satu pemancar, dan semua node lain hanyalah penerima. Seperti halnya untuk BogusBus, di mana pemancar tunggal menghasilkan sinyal tegangan terkesan pada kabel jaringan, dan unit penerima satu atau lebih (dengan 5 lampu masing-masing) menyala sesuai dengan output transmitter. Hal ini selalu terjadi dengan jaringan simpleks: hanya ada satu pembicara, dan semua orang mendengarkan!
Ketika kita memiliki node transmisi ganda, kita harus mengatur transmisi mereka sedemikian rupa sehingga tidak bertentangan dengan satu sama lain. Node seharusnya tidak diperbolehkan untuk berbicara bila node lain bicara, jadi kami memberikan setiap node kemampuan untuk "mendengarkan" dan menahan diri dari berbicara sampai jaringan adalah diam. Pendekatan dasar disebut Carrier Sense Multiple Access (CSMA), dan terdapat beberapa variasi pada tema ini. Harap dicatat bahwa CSMA bukan protokol standar dalam dirinya sendiri, melainkan sebuah metodologi yang mengikuti protokol tertentu.
Salah satu variasi adalah hanya untuk membiarkan setiap node mulai berbicara segera setelah jaringan adalah diam. Hal ini analog dengan sekelompok orang bertemu di sebuah meja bundar: ada yang memiliki kemampuan untuk mulai berbicara, selama mereka tidak mengganggu orang lain. Segera setelah orang terakhir berhenti bicara, orang berikutnya menunggu untuk berbicara akan dimulai. Jadi, apa yang terjadi ketika dua atau lebih orang mulai berbicara sekaligus? Dalam sebuah jaringan, transmisi simultan dari dua atau lebih node disebut tabrakan. Dengan CSMA / CD (CSMA / Collision Detection), kelenjar getah bening yang bertabrakan hanya me-reset sendiri dengan sirkuit pengatur waktu tunda acak, dan yang pertama untuk menyelesaikan waktu tunda yang mencoba untuk berbicara lagi. Ini adalah protokol dasar untuk jaringan Ethernet populer.
Variasi lain dari CSMA adalah CSMA / BA (CSMA / Bitwise Arbitrase), dimana node bertabrakan lihat pra-menetapkan nomor prioritas yang menentukan mana yang memiliki izin untuk berbicara pertama. Dengan kata lain, setiap node memiliki "pangkat" yang mengendap setiap perselisihan siapa yang akan mulai berbicara pertama setelah tabrakan terjadi, seperti sekelompok orang di mana pejabat dan warga negara biasa dicampur. Jika tabrakan terjadi, Pembesar ini umumnya diizinkan berbicara pertama dan orang biasa menunggu sesudahnya.
Dalam salah satu dari dua contoh di atas (CSMA / CD dan CSMA / BA), diasumsikan bahwa setiap node bisa memulai percakapan selama jaringan diam. Hal ini disebut sebagai modus "tidak diminta" komunikasi. Ada variasi yang disebut "diminta" mode baik untuk CSMA / CD atau CSMA / BA dimana transmisi awal hanya diperbolehkan untuk terjadi jika permintaan simpul yang ditunjuk master (solicits) balasan. Collision detection (CD) atau bitwise arbitrase (BA) hanya berlaku untuk pasca-tabrakan arbitrase sebagai beberapa node menanggapi permintaan perangkat master.
Strategi yang sama sekali berbeda untuk komunikasi node protokol Master / Slave, di mana perangkat allots penguasa tunggal slot waktu untuk semua node lain pada jaringan untuk mentransmisikan, dan jadwal dalam slot waktu sehingga beberapa node tidak dapat bertabrakan. Perangkat master alamat setiap node dengan nama, satu per satu, membiarkan yang berbicara node untuk sejumlah waktu tertentu. Ketika selesai, master alamat node berikutnya, dan seterusnya, dan sebagainya.
Namun strategi lain adalah protokol Token Passing-, di mana setiap node mendapat giliran untuk berbicara (satu per satu), dan kemudian memberikan izin untuk node berikutnya untuk berbicara ketika yang dilakukan. Izin untuk berbicara dilewatkan sekitar dari node ke node karena setiap satu tangan dari "token" ke yang berikutnya secara berurutan. Token itu sendiri bukan hal fisik: adalah serangkaian biner 1 dan 0 broadcast pada jaringan, membawa alamat tertentu dari node berikutnya diijinkan untuk berbicara. Meskipun token protokol sering dikaitkan dengan cincin topologi jaringan, tidak terbatas pada setiap topologi pada khususnya. Dan ketika protokol ini diimplementasikan dalam jaringan cincin, urutan token passing tidak harus mengikuti urutan koneksi fisik cincin.
Sama seperti dengan topologi, protokol dapat bergabung bersama lebih segmen yang berbeda dari jaringan heterogen, untuk manfaat maksimal. Misalnya, jaringan Master / Slave berdedikasi menghubungkan instrumen bersama di lantai pabrik dapat dihubungkan melalui perangkat gateway ke jaringan Ethernet yang menghubungkan workstation desktop komputer beberapa bersama, salah satu workstation komputer yang bertindak sebagai gateway untuk menghubungkan data untuk sebuah serat FDDI jaringan kembali ke komputer mainframe tanaman. Setiap jenis jaringan, topologi, protokol dan melayani kebutuhan yang berbeda dan aplikasi terbaik, tetapi melalui perangkat gateway, mereka semua dapat berbagi data yang sama.
Hal ini juga memungkinkan untuk berbaur strategi protokol menjadi beberapa hibrida baru dalam tipe jaringan tunggal. Seperti halnya untuk Yayasan Fieldbus, yang menggabungkan Master / Slave dengan bentuk token. Sebuah link Aktif Scheduler (LAS) perangkat mengirimkan dijadwalkan "Mewajibkan Data" (CD) perintah untuk query perangkat budak pada Fieldbus pada aplikasi informasi. Dalam hal ini, Fieldbus adalah protokol Master / Slave. Namun, ketika ada waktu antara permintaan CD, LAS mengirimkan "token" untuk setiap perangkat lain di Fieldbus, satu per satu, memberi mereka kesempatan untuk mengirimkan data terjadwal. Ketika perangkat tersebut selesai mengirimkan informasi mereka, mereka kembali kembali token ke LAS. LAS juga probe untuk perangkat baru pada Fieldbus dengan "Node Probe" (PN) pesan, yang diperkirakan akan menghasilkan "Respon Probe" (PR) kembali ke LAS. Tanggapan perangkat kembali ke LAS, apakah dengan pesan PR atau kembali token, mendikte posisi mereka pada database "Live Daftar" yang LAS mempertahankan. Operasi yang tepat dari perangkat LAS adalah mutlak penting untuk fungsi Fieldbus, sehingga ada ketentuan untuk operasi LAS berlebihan dengan menetapkan statusnya "Link Master" untuk beberapa node, memberdayakan mereka untuk menjadi Schedulers link alternatif Aktif jika operasi gagal LAS .
Lain komunikasi data protokol ada, tetapi ini adalah yang paling populer. Saya mendapat kesempatan untuk bekerja pada sistem (sekitar 1975) kontrol industri lama yang dibuat oleh Honeywell mana perangkat master disebut Highway Traffic Direktur, atau HTD, penengah semua komunikasi jaringan. Apa yang membuat jaringan ini menarik adalah bahwa sinyal yang dikirim dari HTD untuk semua perangkat budak untuk transmisi memungkinkan tidak disampaikan pada kabel jaringan itu sendiri, tetapi lebih pada set individu twisted-pair kabel penghubung HTD dengan setiap perangkat budak. Perangkat pada jaringan tersebut kemudian dibagi menjadi dua kategori: mereka node terhubung ke HTD yang diizinkan untuk memulai transmisi, dan mereka node tidak terhubung ke HTD yang hanya bisa mengirimkan dalam respons atas permintaan yang dikirim oleh salah satu node sebelumnya. Primitif dan lambat adalah satu-satunya kata sifat yang cocok untuk skema jaringan komunikasi, tetapi berfungsi secara memadai untuk waktu.
