Главная / Сетевые технологии /
Основы сетей передачи данных / Тест 11
Упражнение 1:
Номер 1
Что стандартизирует модель OSI?
Ответ:
(1) правила взаимодействия двух сетевых объектов, последовательность и форматы сообщений, которыми они обмениваются
(2) количество уровней
(3) названия уровней
(4) функции, относящиеся к каждому уровню
(5) уровни электрических сигналов
(6) форматы кадров
Номер 2
Можно ли представить другой вариант модели взаимодействия открытых систем с другим количеством уровней, например 8 или 5?
Ответ:
(1) да, 7 уровней — это только одно из возможных решений
(2) нет, природа сетей требует определения именно 7 уровней
(3) уже существует новая версия модели OSI из 12 уровней
Номер 3
Ниже перечислены уровни модели OSI. Отметьте, какое из названий уровней не соответствуют стандарту?
Ответ:
(1) physical layer
(2) data link layer
(3) network layer
(4) transport layer
(5) session layer
(6) presentation layer
(7) application layer
Упражнение 2:
Номер 1
Какие из приведенных утверждений вы считаете ошибочными?
Ответ:
(1) термины «интерфейс» и «протокол», в сущности, являются синонимами
(2) понятие «интерфейс» традиционно относят к описанию взаимодействия одноуровневых средств, установленных на разных узлах
(3) протоколом называют программный модуль, решающий специфическую задачу взаимодействия систем
(4) протокол – это совокупность правил взаимодействия, включающих последовательность обмена сообщениями и их форматы
Номер 2
На каком уровне модели OSI работает прикладная программа?
Ответ:
(1) transport layer
(2) session layer
(3) presentation layer
(4) application layer
(5) ни на одном из перечисленных
Номер 3
Протоколы транспортного уровня устанавливаются:
Ответ:
(1) только на конечных узлах
(2) только на промежуточном коммуникационнном оборудовании (маршрутизаторах)
(3) и на тех, и на других
Упражнение 3:
Номер 1
На каком уровне модели OSI работают сетевые службы?
Ответ:
(1) сетевом
(2) прикладном
(3) сеансовом
(4) ни на каком из перечисленных
Номер 2
В каком из типов устройств реализуются функции физического уровня модели OSI?
Ответ:
(1) маршрутизатор
(2) коммутатор
(3) мост
(4) повторитель
(5) сетевой адаптер
Номер 3
В каком из типов устройств реализуются функции канального уровня модели OSI?
Ответ:
(1) маршрутизатор
(2) коммутатор
(3) концентратор
(4) повторитель
(5) сетевой адаптер
Упражнение 4:
Номер 1
Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на канальном уровне?
Ответ:
(1) пакет
(2) сообщение
(3) кадр
(4) дейтаграмма
(5) поток
Номер 2
Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на сетевом уровне?
Ответ:
(1) пакет
(2) сообщение
(3) кадр
(4) поток
Номер 3
Какое название традиционно используется для единицы передаваемых данных на прикладном уровне?
Ответ:
(1) пакет
(2) сообщение
(3) кадр
(4) дейтаграмма
(5) поток
Упражнение 5:
Номер 1
К какому уровню модели OSI вы отнесли бы технологию коммутации каналов SDH?
Ответ:
(1) к сетевому
(2) к канальному
(3) к физическому
(4) к канальному и физическому
(5) модель не применима к этой технологии
Номер 2
Пусть на двух компьютерах, подключенных к одной сети, установлен один и тот же набор коммуникационных протоколов, например, TCP/IP. Однако межуровневые интерфейсы в стеке протоколов одного компьютера отличаются от межуровневых интерфейсов другого. В частности они обладают различающимися API. Можно ли в принципе разработать нормально функционирующее сетевое приложение, одна часть которого установлена на одном из этих компьютеров, а вторая – на другом.
Ответ:
(1) нет
(2) да
Разбираемся с понятиями «Интерфейс» и «Протокол»
Понятия «Протокол» и «Интерфейс» неразрывно связаны друг с другом, именно поэтому их так часто путают не только новички, но и опытные специалисты в области IT-технологий. Эти термины используются всегда, когда речь идёт о передаче данных. Причём, не важно, какой обмен данными имеется в виду, это может быть обмен между приложениями, устройствами, между человеком и компьютером – во всех этих случаях мы имеем дело с «интерфейсом» и «протоколом». Однако не многие могут дать внятный ответ на вопрос: «в чём разница между этими понятиями?», попросту путают эти термины или считают их синонимами. В данной статье мы постараемся раз и навсегда внести ясность в этот вопрос.
Для начала дадим определения.
Интерфейс – совокупность аппаратных и программных средств, необходимых для взаимодействия с программой, устройством, функцией и т.д.
Протокол — набор правил, соглашений, сигналов, сообщений и процедур, регламентирующий взаимодействие между сопрягаемыми объектами.
Сложно? На самом деле всё проще, чем кажется. Давайте разбираться!
Что такое интерфейс
Возьмём простой пример: обмен информацией между двумя людьми. Допустим, вам нужно передать сообщение своему другу из другого города. Вы можете это сделать многими способами: отправить ему письмо обычной почтой, почтовым голубем или воспользоваться электронной, можете написать в социальной сети, позвонить по телефону или Skype. Всё это – интерфейсы. Необходимо запомнить, что интерфейс всегда отвечает на вопросы: «Как?», «Каким способом?».
Понятие «интерфейс» также используется, когда речь идёт о взаимодействии компьютерной программы или устройства с человеком. Можно услышать: «программа имеет дружелюбный интерфейс» или «пылесос с беспроводным интерфейсом». В этих случая так же речь идёт о способах взаимодействия. Например, телевизором можно управлять с помощью пульта дистанционного управления или с помощью кнопок. Это его интерфейсы. Для подключения внешних устройств телевизоры имеют интерфейсы USB, DVI, HDMI и другие.
Если мы говорим про интерфейс компьютерной программы, то это тоже способ обмена данными: можно работать в программе пользуясь удобной графической оболочкой, а можно с помощью командной строки.
Как вы понимаете, чтобы организовать обмен данными по какому-либо интерфейсу, необходимо чтобы все участники взаимодействия обладали этим интерфейсом: для того, чтобы написать другу по электронной почте – нужно, чтобы у него был e-mail, а для того чтобы управлять беспроводным пылесосом, нужен пульт.
Интерфейс может содержать в себе другие интерфейсы. Когда мы говорим про передачу сообщения обычной почтой, мы говорим про один интерфейс. Но на самом деле наше письмо может доставляться поездом, самолётом, автотранспортом – это тоже интерфейсы, но они «скрыты» от нас, мы никак не участвуем в их выборе, поэтому для нас это один интерфейс «Почта России».
Что такое протокол
На этом же примере разберёмся, что же такое протокол. Вы можете отправить письмо в виде текста на русском языке или на китайском, можете нарисовать рисунок или послать аудиозапись (если это электронное письмо). Это и есть протоколы передачи – правила, с помощью которых кодируется информация, которую вы собираетесь передать. Протоколы могут быть наложены друг на друга. Например, вы можете написать письмо, пользуясь шифром, который знаете только вы и ваш друг, а символы в нём использовать из кириллицы – то есть вы как бы наложите на одни правила обмена информацией другие правила более высокого уровня. Адресат расшифрует ваше послание, если конечно он владеет этими правилами.
На конверте письма нужно указать адрес получателя – это тоже часть протокола – правила, необходимые для передачи сообщения, но не нужные для его расшифровки. Поэтому, в общем случае при передаче данных может использоваться несколько протоколов. Каждая строка адреса получателя – это директива для разных сегментов почтовой сети. Например, для почтового отделения, откуда письмо начнёт свой путь, не важны улица, дом и номер квартиры получателя, важен только город, куда нужно направить письмо.
В цифровой технике всё происходит аналогично. Когда мы отправляем сообщение пользователю в социальной сети, оно проходит огромное количество промежуточных звеньев от браузера вашего компьютера до браузера компьютера адресата – это сетевые карты, роутеры, шлюзы и т.д. Поскольку всё это оборудование связано разными интерфейсами, наше исходное сообщение «обрастает» большим количеством дополнительной информации на каждом сетевом уровне.
Заключение
Итак, в данной статье мы разобрались, что интерфейс – это способ обмена информацией, а протокол – это совокупность правил, которые необходимо соблюдать при передаче данных по выбранному интерфейсу. При обмене информацией может использоваться несколько интерфейсов, каждый из которых использует свой протокол передачи. При этом каждый протокол как бы оборачивает данные в свою коробку. Получается своеобразная «матрёшка» из данных, которая потом «разбирается» обратно до исходного сообщения, которое и получает адресат.
На этом всё! Надеемся, что было интересно! До встречи на страницах LAZY SMART.
Чтобы не пропустить новую статью, вступай в нашу группу Вконтакте, а также подписывайся на наш канал YouTube.
протоколом называют программный модуль, решающий специфическую задачу взаимодействия систем
термины «интерфейс» и «протокол», в сущности, являются синонимами
протокол – это совокупность правил взаимодействия, включающих последовательность обмена сообщениями и их форматы
понятие «интерфейс» традиционно относят к описанию взаимодействия одноуровневых средств, установленных на разных узлах(Верный ответ)
In general interface mean «The point of interconnection or contact between entities.» and transferred to software it means «The connection between parts of software.» and also «In object-oriented programming, a piece of code defining a set of operations that other code must implement.» (Source)
In general protocol means «The official formulas which appeared at the beginning or end of certain official documents such as charters, papal bulls etc.» and transferred to computers it means «A set of formal rules describing how to transmit or exchange data, especially across a network.«. (Source)
So protocol focuses more on the data exchange, whereas interface focuses more on software interaction independent of any data exchange.
Of course, in the end, software interaction is most of the time a data exchange. Passing arguments to a function is a data exchange. Calling a method/function is not directly a data exchange but you need to imagine it like this: Instead of calling different functions:
c = add(a, b);
c = sub(a, b);
you could as well always call the same function and pass the desired functionality as argument:
c = func("add", a, b);
c = func("sub", a, b);
and that way the functionality becomes data as well.
The terms are somewhat interchangeable. E.g. some programming languages call it interface to focus on the pure interaction of components (classes, objects, etc.) and some call it protocol to focus on the data exchange between the components.
On a network, a protocol is how data is exchanged; think of IP protocol or TCP protocol. But if you have communication endpoints you talk to over a network to trigger functionality, e.g. a REST API, than the sum of all these endpoints and their parameters can be called an interface, while triggering one of the interface functions would be done via a HTTP request and HTTP is a protocol and defines how data is transferred.
1. На RS485 был Профибас. Профинет — это по сути Profibus-over-Ethernet. Но! Это не просто портация, инновационные фирмы не стоят на месте, там появилась куча новых фишек. Такую портацию произвел не только Профибас, есть целый список промышленных протоколов у конкурентов Сименса.
2. Profinet IO поддерживает TCP/UDP-соединения, Profinet-устройства имеют IP-адреса, а значит совместим с маршрутизаторами третьего уровня (роутерами). Пакеты Profinet IO будут проходить через обычную офисную сеть.
Но есть такие штучки как Profinet RT, Profinet iRT (рантаймовый Профинет). Если активируется подобный функционал, то тогда надо ставить специальные Profinet-коммутаторы (может даже достаточно неуправляемых свитчей, но тогда наверное может нарушаться реалтаймовость). Фишка в том, что TCP/IP протокол очень гибкий, но чрезвычайно тормознутый и построение на его основе рантаймовых протоколов невозможно. Нужно «спускаться» на второй уровень модели OSI (канальный уровень) и адресоваться по MAC-адресу. Рантаймовые протоколы, как я понял, строятся на основе MAC-протокола. Здесь могут быть обеспечены минимальные задержки, мгновенный отклик, но пакеты уже не смогут пройти через коммутатор третьего уровня (который оперирует с IP-адресами). Но по-прежнему имеется совместимость с Fast Ethernet (100BASE-X).
3. Преимущества TCP/IP разве не ясны? Возможность передавать данные по звездообразной топологии и даже использовать Интернет для передачи данных.
Я бы порекомендовал Вам оценить свои перспективы на будущее. Если Вы собираетесь создавать сложные системы, то выбирайте контроллер с портом Ethernet на борту. Но, если Вы будете создавать сверхдешёвые простые проекты, то тогда выбирайте ПЛК без интерфейсов или с RS485. Возможно Вам будут нужны и те, и другие.
Ну раз Вы хотите всё сравнить друг с другом, то вот сравнение RS485 и Ethernet: основное отличие состоит в том, что у Ethernet имеется сегментация сети и возможна звёздная топология. Сегментация — это значит, что устройства в одной сети могут общаться параллельно, если они находятся в разных сегментах. В шинной топологии RS485 все устройства «слышат» друг друга и каждое устройство влияет на общий траффик сети.
Недостатком Эзернета является ограничение длины кабелей в 100 м, ну и он как бы подороже, посложнее. Поэтому Ethernet на полевом уровне (уровень датчиков) практически не применяется.
4а. Modbus RTU — это простейший протокол, только для циклического обмена. Profibus имеет возможность ациклического обмена данными — это когда ты программатором загружаешь проект в контроллер, мониторишь состояние ПЛК в Step7 и т.д. Это наверное основное отличие. Modbus не позволит передавать параллельно какие-то служебные данные по этому же каналу, это крайне неудобно в сложных сетях. Ну есть много ещё разных фишек, я что-то затрудняюсь вспомнить что-нибудь ещё.
Даже Сименс понимает, что у Modbus RTU есть своя ниша, только потому что он простой и лёгкий. У него есть поддержка этого протокола.
4б. Насколько я понимаю, Profinet IO — это не только стандарт протокола, но и стандарт «физики». Здесь повышенные требования к кабелям (увеличено сечение жил), разъёмам (электромагнитная совместимость, пылезащита, термостойкость и т.п.). В общем это всё уже было в Industrial Ethernet, но Профинет, кажется, ещё жёстче.
Profinet IO умеет использовать TCP/IP для передачи нереалтаймовых данных, помимо этого он надстраивается над MAC-уровнем. То есть это такая гибкая надстройка над разными протоколами. Надо понимать, что MAC-протокол и TCP/IP-протокол являются лишь основой для построения каких-то конкретных протоколов в том числе пользовательских (доморощенных), они являются просто протоколами-носителями, они не самодостаточны.
Какие есть фишки у Профинета по сравнению с любой доморощенной надстройкой над TCP/IP? Например, есть такая фишка как Media Ring. Чтобы использовать эту функцию, надо взять Profinet-девайс с двумя портами, например, контроллер CPU1215C или модуль управления преобразователя частоты CUxxx-2PN. Построить топологию сети кольцом, т.е. с одного порта кабель ушел и в другой порт вернулся. Получается как бы закольцованная шинная топология. В Ethernet такие кольца запрещены. Но не зря же ставится именно Profinet-девайс! В нём нужно активировать функцию Media Ring. В этом случае второй порт не используется. Но в случае обрыва кабеля, отсутствия коннекта на первом порту (обрыв кольца), устройство пытается выйти на связь через второй порт, где кабель скорее всего остался цел.
Понимаете в чём дело?..
Отправлено спустя 13 минут 37 секунд:
Если размышлять философски, то Profinet IO — это адаптация стандартного офисного Ethernet к реальным условиям в промышленности и к специфическим задачам/проблемам, которые возникают в промышленности. При этом Сименс старается по максимуму сохранить совместимость со стандартами «офисной техники», не всегда удаётся сохранить полную совместимость, но самый обычный проект работает, например, связь двух ПЛК будет успешно осуществляться через офисную сеть, где стоят роутеры и куча других компьютеров. Можно даже с помощью ПЛК напечатать что-нибудь на принтере с портом Ethernet.
Для примера можно привести взрывозащищенный интерфейс Profibus PA. Нужно же было физику обычного RS485 адаптировать к взрывозащищенному оборудованию… Пока у даже у Profinet нет такой адаптации. Возможно и не будет, нету смысла. Так, к слову.