Протокол передачи информации

Введение

В общем случае, протокол информационного обмена не должен зависеть от нижних уровней взаимного обмена, таких как способы передачи по конкретным каналам связи (USВ, Bluеtooth, радиоканал и так далее). Следует так же отметить, что не любой протокол даёт гарантию достоверной передачи информации. Существует вероятность искажения данных из-за наличия помех и других факторов.

Почти во всех протоколах работает структурная организация типа вопрос – ответ. Это возможно интерпретировать как беседу, в которой на каждое сообщение партнёра следует какой-либо ответ. Это обеспечивает контроль достоверности передачи информации. Но такой метод возможно применить далеко не всегда. Иногда требуется сделать минимальной задержку сообщений, или отвечать на очень большое количество мелких реприз считается нецелесообразным (к примеру, при отладке), тогда применяется структура типа старт-стоп. Когда «источник» сообщений получает команду «старт», он начинает передачу информационного потока «приёмнику» и выполняет её до тех пор, пока не получит команду «стоп». Все сообщения потока нумеруются, и если есть ошибки при расшифровке сообщения или оно не было получено, то возможно выполнить повтор запроса сообщения по его номеру.

Типы протоколов

Протоколы обмена информацией делятся на следующие типы:

• Использующие символы.
• Применяющие двоичное кодирование.

Протоколы, использующие символы, обычно основаны или на ХML (язык разметки), или на JSОN. Их достоинствами считаются простота отладки взаимных обменов, несложная реализация, универсальность. К их недостаткам следует отнести большую избыточность. Если передаётся информация в виде чисел, необходимо её преобразовать в символы и после приёма декодировать обратно в числа. То есть двоичная информация является неудобной для передачи. Специалисты, формирующие протоколы, обходят эту проблему путём использования Bаse64 или прямой передачей строк в двоичных кодах, путём их шестнадцатеричного представления, то есть в виде двух символов на байт. Естественно, для некоторого круга проблем, протоколы, применяющие символы, могут быть если не оптимальным, то всё-таки очень хорошим методом.

Протоколы, использующие бинарные коды, делятся на два уровня:

1. Контейнерный уровень.
2. Уровень информационных данных.

Контейнерный уровень отвечает за сохранность информации и её правильность при передаче, и кроме того за возможность найти конкретное сообщение в общем потоке. Второй уровень содержит, собственно, информационные данные в форме, удобной для дальнейшего использования. Структурный формат этого уровня определяется решаемыми задачами, но имеет и общие положения. Объём информации (сообщений, которые возможно обработать вне зависимости от переданных ранее и будущих принятых данных) может быть зафиксированным и переменным. При зафиксированном объёме сообщения, отсчитывается, включая заголовок, требуемое число байтов, и они пересылаются для дальнейшей обработки. Часто, чтобы обеспечить гибкость, проектировщики протокола такого типа выделяют в структуре сообщения элемент постоянного объёма (может занимать до 80 % всего размера сообщения), который является резервом для дальнейших улучшений существующего протокола.

Для сообщений с переменной длиной, важной частью является его заголовок. Как правило, заголовок начинается с постоянной составляющей, которая даёт возможность определить начало сообщения в постоянном потоке информации. Вслед за ней должен следовать номер версии протокола, который определяет формат передаваемой информации. Затем в заголовке идут сведения о том, что содержится в этом контейнере. В частности, должен быть указан тип информации, её объём и контрольная сумма. Эти данные позволяют принять информацию и начать её обработку. Естественно, если после проверки совпала контрольная сумма.

Сетевые протоколы

Различные протоколы часто формулируют только разные аспекты одного вида канала передачи данных. Но в едином комплекте они объединяются в стек протоколов. Термины «протокол» и «стек протоколов» могут также указывать на тип программного обеспечения, под управлением которого выполняется протокол. Самой известной системой, выполняющей классификацию сетевых протоколов, считается ОSI, согласно которой все протоколы можно поделить на семь уровней по своему предназначению - от уровня физической реализации (выработка и декодирование электромагнитных или иных сигналов), до прикладного уровня (АРI для пересылки информации прикладным программам).

Сетевые протоколы определяют, по каким правилам должны работать сетевые компьютеры. Их структура построена на базе многоуровневого принципа. Протокол конкретного уровня должен определять один из технических принципов связи. Как указывалось выше, сегодня сетевые протоколы формируются согласно модели ОSI (Оpen Systеm Intеrconnection — Взаимосвязь Открытой Системы). Модельный тип ОSI включает в себя семь уровней логического моделирования сетевой работы. Модель ОSI осуществляется набором протоколов и законов связи, которые организованы как набор уровней:

1. Физический уровень определяет чисто физические (с точки зрения механики, электрики, оптики) параметры линий связи.
2. На уровне каналов формируются законы применения физического уровня сетевыми узлами.
3. Уровень сети служит для формирования адресов сообщений и их доставки.
4. Транспортный уровень выполняет контроль очерёдности пересылки элементов сообщения.
5. Сеансовый уровень координирует взаимосвязи двух прикладных программ, которые работают на различных рабочих станциях.
6. На уровне представления выполняется преобразование информации из компьютерной формы в форму для передачи.
7. На прикладном уровне формируется интерфейс для обмена информацией пользовательских прикладных программ.