Pati fizinių kompiuterių tinklo dalių surinkimo nepakanka, kad jis veiktų; prijungtiems įrenginiams taip pat reikalingas ryšio būdas. Šios komunikacijos kalbos vadinamos tinklo protokolais.
Tinklo protokolų paskirtis
Be protokolų įrenginiai nesugebėtų suprasti elektroninių signalų, kuriuos jie siunčia vienas kitam tinklo ryšiais. Tinklo protokolai atlieka šias pagrindines funkcijas:
- Duomenis adresuokite teisingiems gavėjams.
- Fiziškai perduokite duomenis iš š altinio į paskirties vietą, jei reikia, su apsauga.
- Gaukite pranešimus ir tinkamai siųskite atsakymus.
Palyginkite tinklo protokolus su tuo, kaip pašto tarnyba tvarko fizinį popierinį paštą. Kaip pašto tarnyba tvarko laiškus iš daugelio š altinių ir adresų, tinklo protokolai leidžia duomenims nuolat tekėti daugeliu kelių.
Tačiau skirtingai nei fizinis paštas, tinklo protokolai suteikia pažangių galimybių. Tai apima nuolatinio pranešimų srauto pristatymą į vieną paskirties vietą (vadinamą srautiniu perdavimu) ir automatinį pranešimo kopijų kūrimą, kad jie būtų pristatyti į kelias paskirties vietas vienu metu (vadinamas transliavimu).
Įprasti tinklo protokolų tipai
Nėra jokio protokolo, kuris palaikytų visas kiekvienam kompiuterių tinklui reikalingas funkcijas. Vis dėlto kiekvienas iš jų tarnauja kaip raktas, kuris atrakina tam tikrą tinklo įrenginį ar paslaugą. Bėgant metams buvo išrasti įvairūs tinklo protokolai, kurių kiekvienas bando palaikyti tam tikrus tinklo ryšio tipus.
Trys pagrindinės charakteristikos, išskiriančios vieną protokolo tipą nuo kito:
- Simpleksinis ir dvipusis: vienpusis ryšys leidžia tik vienam įrenginiui perduoti tinkle. Dvipusis tinklo ryšys leidžia įrenginiams perduoti ir gauti duomenis per tą pačią fizinę nuorodą.
- Į ryšį arba be ryšio: į ryšį orientuotas tinklo protokolas keičiasi (procesas, vadinamas rankos paspaudimu) adresų informacija tarp dviejų įrenginių, leidžiančių jiems palaikyti pokalbį (vadinamą). sesija). Be ryšio protokolai perduoda atskirus pranešimus iš vieno taško į kitą, neatsižvelgiant į panašius pranešimus, išsiųstus prieš ar po (ir nežinant, ar pranešimai sėkmingai gauti).
- Sluoksnis: tinklo protokolai paprastai veikia kartu grupėse (vadinami krūvomis, nes diagramose protokolai dažnai vaizduojami kaip dėžės, sukrautos viena ant kitos). Kai kurie protokolai veikia žemesniuose sluoksniuose, glaudžiai susiję su skirtingų tipų belaidžių ar tinklo kabelių fiziniu veikimu. Kiti dirba aukštesniuose sluoksniuose, susietuose su tinklo programų veikimu, o kai kurie dirba tarpiniuose sluoksniuose.
Interneto protokolo šeima
Paprasti viešai naudojami tinklo protokolai priklauso interneto protokolų šeimai. IP yra pagrindinis protokolas, leidžiantis namų ir kitiems vietiniams tinklams internete bendrauti tarpusavyje.
IP gerai veikia perkeliant atskirus pranešimus iš vieno tinklo į kitą. Jis nepalaiko pokalbio koncepcijos (ryšio, per kurį pranešimų srautas gali keliauti viena arba abiem kryptimis). Perdavimo valdymo protokolas (TCP) išplečia IP su šia aukštesnio lygmens galimybe. Kadangi taškas-taškas ryšiai yra būtini internete, abu protokolai yra suporuoti ir žinomi kaip TCP/IP.
Tiek TCP, tiek IP veikia viduriniuose tinklo protokolų krūvos sluoksniuose. Populiarios interneto programos kartais įdiegia savo protokolus ant TCP/IP. Hiperteksto perdavimo protokolą naudoja žiniatinklio naršyklės ir serveriai visame pasaulyje. Savo ruožtu TCP/IP veikia kartu su žemesnio lygio tinklo technologijomis, tokiomis kaip Ethernet. Kiti populiarūs IP šeimos tinklo protokolai apima ARP, ICMP ir FTP.
Kaip tinklo protokolai naudoja paketus
Internetas ir dauguma kitų duomenų tinklų veikia suskirstydami duomenis į mažus gabalėlius, vadinamus paketais. Siekiant pagerinti ryšio našumą ir patikimumą, kiekvienas didelis pranešimas, siunčiamas tarp dviejų tinklo įrenginių, pagrindinės aparatinės ir programinės įrangos dažnai suskirstomas į mažesnius paketus. Šie paketų perjungimo tinklai reikalauja, kad paketai būtų organizuojami tam tikrais būdais pagal tinklo palaikomus protokolus. Šis metodas puikiai tinka šiuolaikinių tinklų technologijoms, nes jie tvarko duomenis bitų ir baitų pavidalu (skaitmeniniai 1s ir 0).
Kiekvienas tinklo protokolas apibrėžia taisykles, kaip turi būti tvarkomi jo duomenų paketai. Kadangi protokolai, tokie kaip interneto protokolas, dažnai veikia kartu sluoksniuose, kai kurie duomenys, įterpti į paketą, suformatuotą vienam protokolui, gali būti kito susijusio protokolo formatu (metodas, vadinamas inkapsuliavimu).
Protokolai paprastai padalija kiekvieną paketą į tris dalis – antraštę, naudingą apkrovą ir poraštę. Kai kuriuose protokoluose, pvz., IP, poraštės nenaudojamos. Paketų antraštėse ir poraštėse yra kontekstinė informacija, reikalinga tinklui palaikyti, įskaitant siunčiančių ir priimančių įrenginių adresus. Naudinguose kroviniuose yra perduotini duomenys.
Antraštėse arba poraštėse dažnai yra specialių duomenų, kad pagerintų tinklo ryšių patikimumą ir našumą, pvz., skaitiklius, kurie seka pranešimų siuntimo tvarką, ir kontrolines sumas, kurios padeda tinklo programoms aptikti duomenų sugadinimą arba klastojimą.
Kaip tinklo įrenginiai naudoja protokolus
Tinklo įrenginių operacinėse sistemose yra įtaisytas kai kurių žemesnio lygio tinklo protokolų palaikymas. Visos šiuolaikinės stalinių kompiuterių operacinės sistemos palaiko, pavyzdžiui, Ethernet ir TCP/IP. Daugelis išmaniųjų telefonų palaiko „Bluetooth“ir „Wi-Fi“šeimos protokolus. Šie protokolai prisijungia prie fizinių įrenginio tinklo sąsajų, pvz., Ethernet prievadų ir „Wi-Fi“arba „Bluetooth“radijo imtuvų.
Tinklo programos palaiko aukštesnio lygio protokolus, kurie bendrauja su operacine sistema. Pavyzdžiui, žiniatinklio naršyklė verčia adresus, pvz., https://lifewire.com/, į HTTP paketus, kuriuose yra duomenų, kuriuos žiniatinklio serveris gali gauti ir išsiųsti atgal teisingą puslapį. Priimantis įrenginys yra atsakingas už atskirų paketų pakartotinį surinkimą į pradinį pranešimą, pašalindamas antraštes ir poraštes ir sujungdamas paketus teisinga seka.
