Интерфейсы и протоколы

ИНТЕРФЕЙСЫ

Интерфейсы устанавливают физический способ передачи сигналов от устройства к устройству. У людей тоже есть свои интерфейсы.

Они передают друг другу сообщения устно или письменно. Электроника вместо голоса и письма использует электрические провода и радиоволны. Очень важно передавать данные на одной скорости, иначе устройства не поймут сообщения друг друга.

ИНТЕРФЕЙС UART (SERIAL)

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, Универсальный асинхронный приёмопередачик) использует для передачи данных два провода: по одному передаёт данные, по другому — принимает. UART задаёт скорость передачи в бодах (1 бод = 1 бит в секунду). Она принимает конкретные значения, например 9600 бод, 115200 бод и другие. Оба устройства обязаны передавать данные на одной и той же скорости. Часто этот интерфейс ещё называют Serial (последовательный). Он передаёт данные последовательно, бит за битом.

Пин RX принимает данные, а пин TX — передаёт. Скорость в бодах иногда называют битрейтом.

ИНТЕРФЕЙС SPI

Интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface), в отличие от UART, позволяет соединить в сеть больше двух устройств. Одно из них становится ведущим (Master, мастером), остальные — ведомыми (Slave). Ведущее устройство по очереди передаёт данные ведомым по линии MOSI (master output slave input). Очерёдность задаётся линиями CS (Chip Select, выбор ведомого). Ведомые устройства передают свои данные по линии MISO (master input slave output), но только с разрешения мастера (линией CS). Скорость передачи задаётся линией SCK.

ПРОТОКОЛЫ

Протоколы устанавливают правила передачи данных между устройствами. Они используют интерфейсы как «транспорт» для данных. Языки, на которых общаются люди, тоже можно назвать протоколами. «Меня зовут Амперка» и «My name is Amperka» — одна и та же информация, но передана она разными протоколами. Люди могут общаться, только если знают общий протокол и умеют его использовать. Устройствам для общения тоже нужно знать общий протокол.

ПРОТОКОЛЫ TCP/IP

TCP/IP — это набор протоколов (названный по двум важнейшим — TCP и IP). Этот набор обеспечивает работу сети Интернет.

TCP (сокращение от английского Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) — протокол, обеспечивающий передачу данных. Задачей этого протокола является прямая связь между конечными пунктами — клиентом и сервером. Ещё одна функция этого протокола — проверка данных на целостность.

IP (Internet Protocol) обеспечивает доставку данных по определённым адресам — он определяет, куда именно нужно направить данные.

СИСТЕМА DNS

Систему DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) можно представить себе как адресную книжку вида «IP-адрес — буквенный адрес». Это позволяет не запоминать длинные и непонятные числа, чтобы попасть на нужный сайт. Пример: запомнить адрес сайта «amperka.ru» гораздо проще, чем его IP-адрес «178.79.159.36».

Буквенные адреса называются URL (англ. Uniform Resource Locator, Единый указатель ресурса). URL состоит из двух частей — «имени» сайта (до точки) и доменной зоны (после точки). Доменные зоны объединяют сайты по их языку, назначению и другим признакам.

ПРОТОКОЛ HTTP

Протокол HTTP обеспечивает передачу html-страниц и медиафайлов. С ним работают все браузеры.

Передача данных выглядит как простой текст из множества строк.

ПРОТОКОЛ HTTPS

Протокол HTTPS — это тот же HTTP, но с шифрованием (S — security). Оно защищает данные от перехвата злоумышленниками. Шифрование требует сравнительно большого количества вычислительных ресурсов.

Это далеко не все существующие интерфейсы и протоколы, но в рамках экспериментов ты будешь иметь дело только с этими.