نوامبر 24, 2020

پژوهش – طراحی و ساخت سامانه اندازه گیری دمای چند کاناله با قابلیت های- قسمت …

امروزه بیشتر شبکههای رایانهای بزرگ و اغلب سیستم عاملهای موجود از پروتکلTCP/IP، استفاده و پشتیبانی مینمایند؛ TCP/IP، امکانات لازم برای ارتباط دستگاههای ناهمسان را فراهم میآورد.
TCP/IP یکی از مهمترین پروتکلهای به کار گرفته شده در شبکههای رایانهای است، اینترنت به عنوان بزرگترین شبکه موجود، از پروتکل نام برده به منظور برقراری ارتباط دستگاههای گوناگون بهره میگیرد. از ویژگیهای مهم این پروتکل، میتوان به مواردی همچون اجراپذیری بر روی محیطهای گوناگون، ضریب اطمینان بالا و توسعهپذیری آن اشاره کرد.
پروتکل، مجموعه قوانین مورد نیاز جهت قانونمند نمودن چگونگی ارتباطات، در شبکههای رایانهای است.
۳-۳-۱- معرفی پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، پروتکلی استاندارد برای ارتباط دستگاههای موجود در یک شبکه است؛ از پروتکل فوق، به منظور ارتباط در شبکههای بزرگ استفاده میگردد که به خودی خود یک پروتکل نیست بلکه مجموعهای از پروتکلها میباشد. برای مثال خود عبارت TCP/IP به دو پروتکل TCP و IP اشاره میکند؛ پروتکلهای دیگری هم در این مجموعه وجود دارند (مانندFTP, HTTP, SMTP, UDP).
برقراری ارتباط از طریق پروتکلهای متعددی که در چهار لایه مجزا سازماندهی شدهاند، میسر میگردد. هر یک از پروتکلهای موجود در پشته TCP/IPدارای وظیفهای خاص در این زمینه میباشند.
نحوه ارسال داده توسط پروتکل TCP/IP از محلی به محل دیگر، با فرآیند ارسال یک نامه از شهری به شهر دیگر، قابل مقایسه است. برقراری ارتباط مبتنی بر TCP/IPبا فعال شدن یک برنامه بر روی دستگاه مبدأ آغاز میگردد. برنامه فوق، دادههای مورد نظر جهت ارسال را به گونهای آماده و فرمت مینماید که برای دستگاه مقصد قابل خواندن و استفاده باشند (مشابه نوشتن نامه با زبانی که دریافت کننده، قادر به مطالعه آن باشد). در ادامه آدرس دستگاه مقصد، به دادههای مربوطه اضافه میگردد (مشابه آدرس گیرنده که بر روی یک نامه مشخص میگردد) پس از انجام عملیات فوق، داده به همراه اطلاعات اضافی (درخواستی برای تائید دریافت در مقصد)، در طول شبکه به حرکت درآمده تا به مقصد مورد نظر برسد. عملیات فوق، ارتباطی به محیط انتقال شبکه به منظور انتقال اطلاعات نداشته و تحقق عملیات فوق با رویکردی مستقل نسبت به محیط انتقال، انجام خواهد شد.
۳-۳-۲- لایههای پروتکل TCP/IP
TCP/IP فرآیندهای لازم به منظور برقراری ارتباط را سازماندهی میکند و در این راستا از پروتکلهای متعددی در پشته TCP/IP استفاده میگردد. به منظور افزایش کارائی در تحقق فرآیندهای مورد نظر، پروتکلها در لایههای متفاوتی سازماندهی شدهاند. اطلاعات مربوط به آدرسدهی در انتها قرار گرفته و بدین ترتیب دستگاههای موجود در شبکه قادر به بررسی آن با سرعت مطلوب خواهند بود. در این راستا، صرفاَ دستگاهی که به عنوان دستگاه مقصد معرفی شده است، امکان باز نمودن بسته اطلاعاتی و انجام پردازشهای لازم بر روی آن را خواهد داشت.
TCP/IP، از یک مدل ارتباطی چهار لایه به منظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده مینماید که در زیر به بررسی اجمالی هر لایه میپردازیم (شکل ۳-۱۱).
شکل ۳-۷: لایههای پروتکل TCP/IP
۳-۳-۲-۱- لایه APPLICATION 
لایه Application بالاترین لایه در پشته TCP/IP است که تمامی برنامهها و ابزارهای کاربردی در این لایه، با استفاده از لایه فوق، قادر به دستیابی به شبکه خواهند بود. پروتکلهای موجود در این لایه به منظور فرمتدهی و مبادله اطلاعات کاربران استفاده میگردند. HTTP و FTP دو نمونه از پروتکلهای موجود در این لایه میباشند.
 HTTP) Hypertext Transfer Protocol): از پروتکل فوق، به منظور ارسال فایلهای صفحات وب استفاده میگردد.
 FTP) File Transfer Protocol): از پروتکل فوق برای ارسال و دریافت فایل، استفاده میگردد.
۳-۳-۲-۲- لایه TRANSPORT 
لایه “حمل” ، قابلیت ایجاد نظم، ترتیب و تضمین ارتباط بین کامپیوترها و ارسال داده به لایهApplication (لایه بالای خود) و یا لایه اینترنت (لایه پایین خود) را بر عهده دارد. لایه فوق، مشخصه منحصر به فردی از برنامهای که داده را عرضه نموده است، مشخص مینماید؛ این لایه دارای دو پروتکل اساسی است که نحوه توزیع داده را کنترل مینمایند.
 TCP) Transmission Control Protocol): پروتکل فوق، مسئول تضمین صحت توزیع اطلاعات است.
 UDP) User Datagram Protocol): پروتکل فوق، امکان عرضه سریع اطلاعات بدون پذیرفتن مسئولیتی در رابطه با تضمین صحت توزیع اطلاعات را برعهده دارد.
۳-۳-۲-۳- لایه اینترنت 
لایه “اینترنت”، مسئول آدرس دهی، بسته بندی و مسیریابی (Routing) دادهها است. لایه فوق، شامل چهار پروتکل اساسی است که در زیر به بررسی هر کدام میپردازیم.

این مطلب را هم بخوانید :  بررسی روند تکوین شهر بندرترکمن و تعیین مناطق بهینه گسترش آتی آن- قسمت ...

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت  fotka.ir  مراجعه نمایید.

  1. IP) Internet Protocol):پروتکل فوق، مسئول آدرس دهی دادهها به منظور ارسال به مقصد مورد نظر است.

ARP) Address Resoulation Protocol): پروتکل فوق، مسئول مشخص نمودن آدرس MAC) Media Access Control) آداپتور شبکه بر روی کامپیوتر مقصد است.
 ICMP) Internet Control Message Protocol): پروتکل فوق، مسئول ارائه توابع عیبیابی و گزارش خطا در صورت عدم توزیع صحیح اطلاعات است.
IGMP) Internet Group Management Protocol): پروتکل فوق، مسئول مدیریت Multicasting در TCP/IP را برعهده دارد.
۳-۳-۲-۴- لایه NETWORK INTERFACE
لایه “اینترفیس شبکه”، مسئول قرار دادن و گرفتن داده از محیط انتقال شبکه است. لایه فوق، شامل دستگاههای فیزیکی نظیر کابل شبکه، آداپتورهای شبکه و… است. کارت شبکه دارای یک عدد دوازده رقمی مبنای شانزده (نظیر: B5-50-04-22-D4-66) بوده که آدرس MAC نامیده میشود. پروتکلهای Ethernet و ATM) Asynchronous Transfer Mode)، نمونههائی از پروتکلهای موجود در این لایه میباشند؛ پروتکلهای فوق، نحوه ارسال داده در شبکه را مشخص مینمایند.
در برد اصلی سامانه اندازهگیری دمای ۶۴ کاناله، که از یک طرف متصل به شبکه LAN و از طرف دیگر به بردهای اندازهگیری دما (Slave) متصل است از آیسی شبکهای با نام DP83848VV استفاده کردهایم.
۳-۳-۳- آدرس IP 
برقراری ارتباط در یک شبکه، مستلزم مشخص شدن آدرس دستگاههای مبدأ و مقصد است، به عبارت دیگر، شرط اولیه به منظور برقراری ارتباط بین دو نقطه، مشخص بودن آدرس نقاط درگیر در ارتباط است. آدرس هر یک از دستگاههای درگیر در فرآیند ارتباط، توسط یک عدد منحصر به فرد که IP  نامیده میشود، مشخص میگردند. آدرس فوق به هریک از دستگاههای موجود در شبکه نسبت داده میشود.
۳-۳-۴- پورت TCP/UDP  
پورت، مشخصهای برای یک برنامه، در یک دستگاه خاص است؛ پورت با یکی از پروتکلهای لایه “حمل” مرتبط است و پورت TCP و یا پورت UDP، نامیده میشود؛ پورت میتواند عددی بین صفر تا ۶۵۵۳۵ را شامل شود. پورتها برای برنامههای TCP/IP سمت سرویس دهنده، به عنوان پورتهای “شناخته شده” نامیده شده و به اعداد کمتر از ۱۰۲۴ ختم و رزرو میشوند تا هیچگونه تعارض و برخوردی با سایر برنامهها به وجود نیاید. مثلاً برنامه سرویس دهنده FTP از پورت TCP  بیست و یا بیست و یک استفاده مینماید.
۳-۳-۵- ارسال اطلاعات با استفاده از TCP 
TCP، به منظور افزایش کارائی، بستههای اطلاعاتی را به صورت گروهی ارسال مینماید؛ TCP، یک عدد (موقعیت یک بسته اطلاعاتی نسبت به تمام بسته اطلاعاتی ارسالی) را به هریک از بستهها نسبت داده و از Acknowledgment به منظور اطمینان از دریافت گروهی از بستههای اطلاعاتی ارسال شده، استفاده مینماید. در صورتی که دستگاه مقصد، در مدت زمان مشخصی نسبت به اعلام وصول بستههای اطلاعاتی اقدام ننماید، دستگاه مبدأ مجدداً اقدام به ارسال اطلاعات مینماید.
علاوه بر افزودن یک دنباله عددی و Acknowledgment به یک بسته اطلاعاتی، TCP اطلاعات مربوط به پورت مرتبط با برنامههای مبدأ و مقصد را نیز به بسته اطلاعاتی اضافه مینماید؛ دستگاه مبدأ، از پورت دستگاه مقصد به منظور هدایت صحیح بستههای اطلاعاتی به برنامه مناسب بر روی دستگاه مقصد، استفاده مینماید. دستگاه مقصد از پورت دستگاه مبدأ به منظور برگرداندن اطلاعات به برنامه ارسال کننده در دستگاه مبدأ، استفاده خواهد کرد.
هر یک از دستگاههایی که تمایل به استفاده از پروتکل TCP به منظور ارسال اطلاعات را دارند، میبایست قبل از مبادله اطلاعات، یک اتصال بین خود ایجاد نمایند. اتصال فوق، از نوع مجازی بوده و Session نامیده میشود. دو دستگاه درگیر در ارتباط، با استفاده از TCP و به کمک فرآیندی با نام Three-Way handshake، با یکدیگر مرتبط و هر یک پایبند به رعایت اصول مشخص شده در الگوریتم مربوطه خواهند بود. فرآیند فوق، در سه مرحله صورت میپذیرد.
مرحله اول: کامپیوتر مبدأ، اتصال مربوطه را از طریق ارسال اطلاعات مربوط به Session، مقداردهی اولیه مینماید.
مرحله دوم: کامپیوتر مقصد، به اطلاعات Session  ارسال شده، پاسخ مناسب را خواهد داد.