Основы Интернет — 1.5. Протоколы передачи информации в Internet

Что такое протокол в ИТ — Журнал «Код»

Сейчас многие устройства и программы умеют связываться друг с другом: компьютеры — между собой, телефон — с наушниками, а серверы — с браузером. И довольно часто всё происходит без сбоев. Этим мы обязаны протоколам — вот о них и поговорим. 

Что такое протокол

Протокол в ИТ — это набор правил, по которым устройства и программы обмениваются данными. Можно сказать, что это язык — в смысле, что это набор правил общения. Можно сказать, что это грамматика языка. Короче — набор правил.

Обычно в протоколе будут правила:

• Как открывать общение и приветствовать другую сторону.
• Как договориться с другой стороной о параметрах передачи данных.
• Что делать в случае ошибок и недопонимания.
• Как понять, что передача данных завершена.

Когда мы говорили про умный дом, то там многое было завязано на протоколы. Именно по этой причине приборы от разных производителей часто не могут работать вместе — у них просто нет общего протокола.

Физические и логические протоколы

Протоколы делятся на два вида — физические и логические.

Физические протоколы регулируют то, как именно и какие сигналы будут идти от одного устройства к другому. Например, импульсами по 5 вольт 100 раз в секунду или на определённой частоте радиосигналов. Эти протоколы нужны для того, чтобы наладить связь между устройствами. А уже после налаживания связи можно передавать данные.

👉 Физические протоколы часто называют сигнальными, потому что они регулируют передачу физических сигналов между устройствами.

Логические протоколы отвечают за смысл и передачу данных, когда связь уже установлена. Например, у нас есть два блютус-устройства, телефон и наушники, которые выяснили друг про друга, что они могут работать по одному и тому же проколу. После того как они наладили связь, они могут использовать протокол передачи данных, чтобы узнать друг о друге получше:

• какая версия блютуса стоит на каждом устройстве;
• кто что умеет делать — только играть музыку или ещё может работать как гарнитура;
• есть ли поддержка музыкальных кодеков;
• какой уровень заряда на каждом устройстве;
• нужно ли использовать энергосберегающий режим и так далее.

👉 Получается, что задача физического протокола — установить связь между устройствами, а логического — передавать данные по этой установленной связи.

Сетевые модели

Скорее всего, вы уже знаете, что браузеры получают данные от серверов по протоколу HTTPS, файлы — по FTP-протоколу, а сервером можно управлять по SSH-протоколу. Но так как все они используют похожие схемы установления связи и логики работы, сетевые протоколы объединяют в модели передачи данных в сети.

Модель (в этом случае) — это сборник протоколов и других вещей, которые вместе помогают решать более сложные задачи, чем то, на что способен один конкретный протокол. 

Можно представить, что модель — это как комплексный обед в столовой. В него входит несколько блюд, в каждое блюдо входят какие-то продукты, а всё вместе — это сложный комплекс из питательных веществ, который помогает вам наесться, не думая о деталях: содержании клетчатки и витаминах, белках, жирах и углеводах. 

Соответственно, сетевая модель — это «комплексный обед» из протоколов, которые разложены на разных уровнях и служат каждый своей цели.  

В ИТ есть две основных сетевых модели передачи данных — OSI и стек TCP/IP. OSI расшифровывается как Open Systems Interconnection Model, открытая модель взаимосвязей систем. Её разберём сейчас, а TCP/IP — в отдельной статье.

Как устроена модель OSI

В OSI всё делится на 7 уровней, каждый из которых отвечает за что-то своё.

1. Физический уровень отвечает за физические параметры связи — будет ли это радиосвязь, передача тока по проводам или оптический канал связи. 
2. Канальный уровень регулирует то, как именно будет использоваться физический канал связи и как будут передаваться и приниматься сигналы по этому каналу.
3. Сетевой уровень задаёт правила адресации и доставки сообщения — как сделать так, чтобы наше сообщение получил нужный нам адресат.
4. Транспортный уровень делает так, чтобы все сообщения отправлялись по очереди, а не так, чтобы один всё время что-то отправляет, а второй не знает, как вклиниться.
5. Сеансовый уровень отвечает за связь между двумя программами, которые работают на разных компьютерах.
6. Уровень представления используется для того, чтобы внутренние данные компьютера представить в том формате, который нужен для передачи этих данных.
7. Прикладной уровень обеспечивает понятный способ связи по сети для разных программ.

Предполагается, что более высокие уровни используют для своей работы более низкие уровни. Например, пятый, сеансовый уровень исходит из того, что все остальные четыре нижних уровня работают как нужно и ему про это думать не надо. Это позволяет разным программистам сосредоточиться каждый на своих задачах и не тратить силы на работу с другими уровнями. 

Что это нам даёт

Как пользователю интернета вам не нужно знать, как работают протоколы и сетевые модели. Но как разработчику вам полезно понимать механизм, благодаря которому компьютеры могут друг до друга докричаться. 

И вот этот механизм: 

• У нас есть набор правил, которые приняли все компьютеры, которые друг друга понимают. 
• Эти правила как бы вложены друг в друга. По-другому можно сказать, что более высокоуровневые правила сидят на низкоуровневых. 
• Благодаря этой вложенности мы можем делать очень сложно взаимодействующие машины: нам не надо изобретать новый способ связи между устройствами, нам достаточно использовать общепринятые протоколы. 

На основании этих базовых понятий мы расскажем о главной сетевой модели современности — TCP/IP. Это всё присказка, а сказка впереди. 

Текст:

Михаил Полянин

Редактор:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Кирилл Климентьев

Соцсети:

Алина Грызлова

OA Руководство по разработке протоколов

OA Руководство по разработке протоколов

OA Руководство по протоколам программы построения

Рик Кертис Директор, Программа действий на открытом воздухе, Принстонский университет

Навигация

• Назад на домашнюю страницу действий на открытом воздухе
• Образец
  Протокол спелеологии и учебный план — Adobe Acrobat, версия

При разработке или документировании деятельности важно учитывать широкий спектр
вопросы. В литературе по обучению на открытом воздухе имеется ряд отличных источников.
которые устанавливают базовые протоколы для различных видов деятельности, поэтому изобретать велосипед не стоит.
необходимый. Персонал должен понимать, что цель протоколов состоит в том, чтобы помочь определить набор
операционные границы, которые помогают обеспечить как безопасное, так и продуктивное образовательное
Окружающая среда. Наилучший способ сделать это – обеспечить неотъемлемое участие руководящего персонала.
как в разработке, реализации, так и в постоянном пересмотре протоколов. Эти
фундаментальные области, которые вы должны изучить при разработке протокола.

Что такое протоколы?

Всякий раз, когда мы говорим о протоколах, важно понимать, что существует
континуум между правилом и руководством или практикой. Вот как Вебстер
словарь определяет некоторые из этих терминов.

• Протокол

«1. код старшинства, признанный надлежащим и правильным в
официальные сделки; 2. набор правил, регулирующих связь и передачу данных
между двумя сущностями, как в компьютерной системе».


• Правило

«1a) Официальное постановление о действии, поведении, методе,
процедура, договоренность b) установившаяся практика, которая служит руководством к использованию [the
правила грамматики] «[Websters]


• Политика

«2. Мудрое, целесообразное или благоразумное поведение или управление; 3. a
принцип, план или курс действий, проводимых правительством, организацией, отдельным лицом,
и т. д.» [Вебстера]


• Руководящие принципы

«стандарт или принцип, на основании которого выносится суждение или
определять политику или курс действий».


• Практика

«частое или обычное действие; привычка» [Websters]

Для целей нашего обсуждения я буду определять слово «Протокол» как относящееся к
континуум между политикой и руководством или практикой. Вот основные три уровня
мы посмотрим.

• Политика

— заявление, устанавливающее окончательные параметры работы программы.
Например, все участники и руководители походов на байдарках должны иметь при себе спасательный жилет или
все участники поездки должны подписать форму принятия риска. В общем, что-то
достаточно важным, чтобы считаться политикой, которой следует придерживаться единообразно и
последовательно. Ответственность часто возникает из-за непоследовательного применения политик. Пример
политики будет заключаться в том, что любой, кто получает эпинефрин в результате анальпилактического
реакция должна быть эвакуирована для медицинского наблюдения.


• Процедура

— способ действий в конкретной ситуации. Процедуры обычно
менее обязательны, чем политики. Например, при пересечении ручья с рюкзаком.
поясной ремень должен быть расстегнут. Использование этого как процедуры дает некоторые
принятие решения руководителями поездки. Если в ручье всего 6 дюймов воды, это
процедура может и не понадобиться.

• Рекомендации

— рекомендация, как поступить в ситуации. Например, еда
следует подвешивать в медвежьих мешках на ночь (иногда это невозможно).

Зачем они нам нужны?

Пол Петцольдт, основатель Национальной школы лидерства на открытом воздухе (NOLS) и
Ассоциация образования дикой природы (WEA) однажды сказала: «Правила для дураков». Он
означало, что вы не можете классифицировать ситуации по простому правилу для каждой из них.
сценарий. Каждая ситуация уникальна, поэтому путешественникам в удаленных районах необходимо оценить ситуацию.
и сделайте все возможное, чтобы определить наилучший ответ.

Тем не менее, есть ситуации, когда правила уместны и необходимы (и я
уверен, что Пол согласится). Грести по бурной реке без спасательного жилета далеко
более глупо, чем правило, согласно которому все гребцы должны носить спасательные жилеты. Так как же
мы определяем, когда иметь правило, протокол, руководство или практику?

На мой взгляд, фундаментальная причина наличия любого протокола состоит в том, чтобы обеспечить структуру
для безопасной практики. В тех случаях, когда сотрудники имеют многолетний опыт руководства дикой природой
своей деятельности человек опирается на накопленный опыт и суждения.
на определение безопасной практики, а не на книгу правил. Однако я занимаюсь
Студенты университетов, которые являются волонтерами, а не постоянным наемным и оплачиваемым персоналом, я
должны видеть протоколы иначе, чем Пол Петцольдт. При высокой текучести
персонала, а уровень опыта ниже, то «система» всегда крутится в сторону
энтропия и хаос. Те, кто приписывают «теории хаоса» природе,
оцените аналогию. Для меня протоколы обеспечивают структуру, позволяющую сказать: «Вот как
мы делаем что-то, и мы не примем меньшего стандарта, чем этот».
некоторые из факторов, которые, как мне кажется, создают континуум того, насколько много или мало протокол
тебе нужно.

• Уровень опыта персонала
• Количество надзорного персонала, получаемого
• Количество дней в году в поле
• Объем поддержки в поле
• Возраст участников
• Волонтер против работника
• Особые потребности участников (неспособность к обучению, психологические/поведенческие проблемы,
  вынесено решение и т.д.)
• Участники должны присутствовать, добровольно участвовать, оплачивать участие
• Технический характер деятельности

Какие еще параметры, которые определяют континуум для протоколов, вы можете назвать?

Итак, что такое плохие новости?

Что ж, плохая новость о протоколах заключается в том, что если вы делаете их, вам нужно
эм. В некотором смысле важнее, чем разработка протокола, следить за его соблюдением.
реализация. Протоколы без необходимой структуры, чтобы увидеть, что они
осуществляется только словами на бумаге. С точки зрения управления рисками плохо
реализованные протоколы могут создать большую ответственность для организации, чем отсутствие
конкретный протокол. Наличие протокола говорит: «Мы считаем, что это лучший способ
работать.» Игнорирование этого протокола может сделать вас более уязвимым для обвинения в
небрежность или даже грубая небрежность.

Разработка протокола

Чтобы разработать серию протоколов для программы или действия, необходимо
важно провести тщательный анализ деятельности. Схема ниже обеспечивает
структура для анализа деятельности и построения протоколов.

Цели деятельности

• Цели деятельности

Оценка деятельности

• Как определить, достигнуты ли цели

Необходимые навыки и обучение лидера

• Требуемые навыки
• Обучение
• Оценка навыков

Оценка сложности деятельности

• Соотнесите уровень(и) сложности мероприятия с навыками лидера и участника
  готовность

Опасности для окружающей среды и несчастные случаи

• Потенциальные опасности и меры по снижению вероятности несчастного случая
• Возможные аварии
• Предыдущая авария или закрытие истории вызовов

Отбор участников

• Заявления и отказы от прав
• Медицинский
• Физический
• Психологический/психосоциальный
• Сложность занятия и уровень мастерства
• Выбор
• Информация для участников
• Предрейсовый
• После поездки

Первая помощь, чрезвычайные ситуации и спасение

• Спасательные ресурсы — рейнджеры, спасательные отряды, больницы и т. д.
• План эвакуации (может быть охвачен общим планом программы или может быть специфичным для данного
  деятельность/сайт)
• План контактов в чрезвычайных ситуациях (может входить в общий план программы или может
  это действие/сайт)
• План отчетности и анализа — (может быть включен в общий план программы или может быть
  конкретно для этого вида деятельности/сайта)

Разрешения и правила

• Требуются разрешения
• Ограничения — продолжительность пребывания, размер группы и т. д.
• Правила

Процедуры и обязанности руководителя поездки

• Как запустить это действие
• Предрейсовый
• Во время поездки
• После поездки

Протоколы деятельности

• Участник:Leader Ratio
• Общие указания по деятельности
• План(ы) участка (при необходимости) – конкретные рекомендации для участков
• Специальные процедуры и протоколы деятельности
• Учебная программа и учебный план

Практика не оставлять следов

• Проблемы, не оставляющие следов
• Экология

Групповая динамика

• Проблемы групповой динамики
• Подведение итогов

Оборудование

• Групповое оборудование
• Личное снаряжение
• Подготовка оборудования
• Проверка и обслуживание оборудования
• Использование оборудования

Учебный план

• Предрейсовый
• Во время поездки
• После поездки

Примечания участника

• Информация распространена среди участников

Информация о сайте

• Информация о местности или участке
• Схема проезда,
• Номера экстренных служб

Ресурсы

Руководство по стандартам аккредитации приключенческих программ

Ассоциация экспериментального образования (AEE)
2305 бульвар Каньон, офис № 100
Боулдер, Колорадо 80302
Электронная почта: info@aee. org
ФАКС 303-440-9581
Тел. 303-440-8844
www.aee.org

Веб-сайт мероприятий на открытом воздухе
www.princeton.edu/~oa

Ассоциация передовых технологий (ACCT)
Рэнди Смит, президент
Почтовый ящик 970
Перселвилл, Вирджиния, 20134
540-668-6634 (голос и факс)
[email protected]

Этот материал может распространяться в некоммерческих образовательных целях при условии указания авторства.
должны принадлежать автору, и никакие изменения содержания не вносятся. Коммерческое использование этого материала
запрещено без письменного разрешения автора. Авторские права
1999, все
права защищены, Рик Кертис, Программа действий на открытом воздухе, Принстонский университет.

протоколов и программного обеспечения (часть 1) Протокольный подход к интероперабельным системам | Клирматикс | clearmatics

В течение двух сообщений в блоге Clearmatics мы собираемся исследовать открытые протоколы и монополию программного обеспечения с точки зрения распределенной системы.

В этом первом посте мы покажем, почему открытые протоколы как общепризнанные стандарты необходимы для интероперабельных распределенных систем и преобладают над закрытыми и проприетарными моделями.

Во-первых, давайте проясним, что мы подразумеваем под протоколами и что мы подразумеваем под программным обеспечением. Протокол связи определяется как:

«Набор формальных правил , описывающих, как передавать или обмениваться данными, особенно по сети». — ( 2006 , Чжэн и Ни, Смартфон и мобильные компьютеры нового поколения , стр. 444).

Примерами известных протоколов связи являются, конечно же, TCP, IP, HTTPS, SMTP, FIX. Группа протоколов, предназначенных для совместной работы, широко известна как набор протоколов или стек (например, TCP/IP).

Открытые протоколы разрабатываются, стандартизируются и поддерживаются подотчетным органом в рамках усилий сообщества, таким как W3C, IETF и IEEE в случае наборов протоколов World Wide Web и Интернета. В пространстве блокчейна сообщества с открытым исходным кодом, такие как Ethereum Foundation, действовали в основном за пределами этих групп как независимая некоммерческая организация, однако все три вышеупомянутых органа по стандартизации, безусловно, проявили интерес к разработкам блокчейна и, в частности, к блокчейну Ethereum. и сообщество.

Следует отметить различие между «открытой» и «закрытой» разработкой — процесс открытой разработки часто предполагает неформальное принятие до предложения, уточнение и принятие органом по стандартизации, например, в случае стандарта токена ERC20, принятого сообществом, и, в последнее время коммерческие организации. Открытая разработка вовлекает открытое сообщество, объединяет интересы и осуществляется путем достижения консенсуса (или «грубого консенсуса», как его называет IETF в RFC 2418). И наоборот, закрытый процесс разработки часто обусловлен собственническими интересами и коммерческими интересами закрытого сообщества. Это ортогонально интероперабельным распределенным системам и, в более широком смысле, инновациям.

Слово «программное обеспечение», придуманное Джоном Тьюки в 1958 году в области электронных технологий, включает в себя:

« тщательно спланированные процедуры интерпретации, компиляторы и другие аспекты автомобильного программирования»

и более широко известно как набор инструкций, управляющих тем, что может делать компьютер.

Программное обеспечение, реализующее протоколы, соответствует спецификации протокола, обеспечивая согласованную семантику и функциональность протокола в различных реализациях программного обеспечения. Как и в научных методах экспериментирования, результаты должны быть воспроизводимыми и могут включать стандартные операционные процедуры.

Почему важно различать программное обеспечение и протоколы? Коммуникационные протоколы, задокументированные и поддерживаемые органом открытых стандартов, прежде всего гарантируют, что несколько реализаций могут взаимодействовать с самого начала, а программное и аппаратное обеспечение могут связывать разные сети. Короче говоря, формальные определения протоколов необходимы для неограниченного взаимодействия между различными распределенными системами. Реализации программного обеспечения, которые пытаются доминировать с помощью частного протокола и привязки к клиенту, могут надеяться, в лучшем случае, на совместимость.

Возьмем SMTP, определенный RFC 821 в 1982 году. Без различных реализаций, способных отправлять и получать электронные письма, точно делиться и отображать отправленную информацию, стали бы мы доверять методам передачи данных, разработанным для создания Всемирная паутина и связанное с ней бесплатное и коммерческое программное обеспечение? Или, в более общем плане, мог бы закрытый протокол, продиктованный и поддерживаемый коммерческим органом, породить сообщество и инновации, которые привели к успешному созданию децентрализованного и открытого уровня передачи ценностей через блокчейн?

Как и прежде, при передаче ценности на основе блокчейна принятие будет зависеть от открытого создания, обсуждения, уточнения и стандартизации набора открытых протоколов. На здоровом конкурентном рынке будет много программных реализаций, созданных в соответствии со спецификацией этих протоколов. Вот почему мы в Clearmatics участвуем в процветающем и активном сообществе Ethereum, которое, как правило, насчитывает около 250 000 разработчиков, используя такие инструменты, как среда разработки Truffle с более чем миллионом загрузок и активными исследованиями и разработками формальной проверки, основанными на установленных методах и языках. Мы также активно участвуем в рабочей группе по техническим стандартам Enterprise Ethereum Alliance и в Международной организации по стандартизации, где мы делимся нашими исследованиями и разработками и сотрудничаем с ними.

В следующем посте мы продолжим изучение подхода между протоколом и программным обеспечением в пространстве блокчейна в качестве глобального уровня передачи ценности, исследуя отказоустойчивость, стимулы и некоторые сценарии сбоев.

А пока напишите нам , если у вас есть какие-либо мысли о протоколах и программном обеспечении.

This entry was posted in Популярное