Pačios kompiuterių tinklo fizinių vienetų surinkimas yra nepakankamas, kad funkciniu būdu prijungti prietaisai taip pat reikalauja ryšio metodo. Šios bendravimo kalbos vadinamos tinklo protokolu .
Tinklo protokolų paskirtis
Be protokolų, įrenginiams trūktų galimybės suprasti elektroninius signalus, kuriuos jie siunčia vienas kitam per tinklo jungtis. Tinklo protokolai tarnauja šioms pagrindinėms funkcijoms:
- pateikti duomenis teisingam gavėjui (-ams)
- fiziškai perduoda duomenis iš šaltinio į paskirties vietą, jei reikia, apsaugos apsaugą
- gauti pranešimus ir tinkamai siųsti atsakymus
Apsvarstykite tinklo protokolų palyginimą su tuo, kaip pašto paslauga tvarko fizinį popierinį paštą. Kaip pašto tarnyba valdo laiškus iš daugelio šaltinių ir paskirties vietų, todėl tinklo protokolai nuolat valdo daugybę maršrutų. Tačiau, skirtingai nuo fizinio pašto, tinklo protokolai taip pat teikia keletą pažangių galimybių, pvz., Nuolatinį pranešimų srautą į vieną paskirties vietą (vadinamą srautiniu būdu ) ir automatiškai kopijuoja pranešimą bei pateikia jį į kelias vietas vienu metu (vadinamas transliavimu ).
Bendrieji tinklo protokolų tipai
Nėra vieno protokolo, kuris palaikytų visas funkcijas, reikalingas kiekvienam kompiuterių tinklui . Per daugelį metų buvo išrasti įvairūs tinklo protokolai, kiekvienas bandydamas palaikyti tam tikrą tinklo ryšį. Trys pagrindinės charakteristikos, išskiriančios vieno tipo protokolus, yra šios:
1. simplex vs duplex . Simplex ryšys leidžia perduoti tik viename įrenginyje tinkle. Ir atvirkščiai, dupleksiniai tinklo jungtys leidžia įrenginiams perduoti ir priimti duomenis vienoje fizinėje nuorodoje.
2. Ryšio orientuotas arba bevielis . Ryšio orientuotas tinklo protokolo mainai (procesas, vadinamas rankiniu būdu ), adresų informaciją tarp dviejų prietaisų, leidžiančių jiems atlikti pokalbį (vadinamą seanso ) tarpusavyje. Ir atvirkščiai, protokolai be ryšio nenukreipia atskirų pranešimų iš vieno taško į kitą, neatsižvelgiant į panašius pranešimus, išsiųstus iki arba po (ir nežinant, ar pranešimai netgi sėkmingai gauti).
3. sluoksnis . Tinklo protokolai paprastai dirba kartu grupėmis (vadinamos grupėmis, nes diagramose dažnai protokolai rodomi kaip dėžutės, suduotos vienas ant kito). Kai kurie protokolai veikia žemesniuose sluoksniuose, kurie yra glaudžiai susiję su skirtingais belaidžio ar tinklo kabelių tipais. Kiti dirba aukštesniuose sluoksniuose, susijusiuose su tuo, kaip veikia tinklo programos, o kai kurios - tarpinius sluoksnius.
Interneto protokolo šeima
Dažniausiai naudojami viešojo naudojimo tinklo protokolai priklauso interneto protokolo (IP) šeimai. IP pats yra pagrindinis protokolas , leidžiantis namų ir kitiems vietiniams tinklams visame internete bendrauti tarpusavyje.
IP gerai veikia, kad perkelti atskirus pranešimus iš vieno tinklo į kitą, bet nepalaiko pokalbio koncepcijos (ryšys, per kurį pranešimų srautas gali keliauti vienoje ar abiejose kryptyse). Perdavimo valdymo protokolas (TCP) išplečia IP, naudojant šį aukšto lygio sluoksnį, ir kadangi "point-to-point" jungtys yra tokios svarbios internete, du protokolai beveik visada suporuojami kartu ir vadinami TCP / IP.
Tiek TCP, tiek IP veikia vidutinio tinklo protokolo kamino sluoksniais. Populiariosios programos internete kartais įgyvendina savo protokolus TCP / IP viršaus. "HyperText" perkėlimo protokolą (HTTP) naudoja interneto naršyklės ir serveriai visame pasaulyje. Savo ruožtu TCP / IP veikia kaip žemesnio lygio tinklo technologijos, pavyzdžiui, " Ethernet" . Kiti populiarūs IP tinklo šeimos tinklo protokolai apima ARP , ICMP ir FTP .
Kaip tinklo protokolai naudoja paketus
Internetas ir dauguma kitų duomenų tinklų dirba organizuodami duomenis į mažus gabalus, vadinamuosius paketus . Siekiant pagerinti bendravimo efektyvumą ir patikimumą, kiekviena didesnė žinutė, siunčiama tarp dviejų tinklo įrenginių, dažnai susideda iš mažesnių paketų pagal pagrindinę aparatinę ir programinę įrangą. Šie paketų perjungimo tinklai reikalauja, kad paketai būtų organizuojami konkrečiais būdais pagal protokolus, kuriuos palaiko tinklas. Šis požiūris puikiai tinka šiuolaikinių tinklų technologijai, nes visi jie tvarko duomenis bitus ir bitus (skaitmeniniai "1" ir "0s").
Kiekvienas tinklo protokolas apibrėžia taisykles, kaip turi būti organizuojami (formatuojami) jų duomenų paketai. Kadangi protokolai, pvz., Interneto protokolas, dažnai dirba kartu sluoksniuose, kai kurie duomenys, įterpti į paketą, suformatuotą vienam protokolui, gali būti kito susijusio protokolo ( inkapsuliavimo metodo) forma.
Paprastai protokolai atskiria kiekvieną paketą į tris dalis: antraštę , naudingąjį krovinį ir poraštę . (Kai kuriuose protokoluose, pvz., "IP", nenaudojama poraštės.) Paketų antraštėse ir poraštėse pateikiama kontekstinė informacija, reikalinga tinklui palaikyti, įskaitant siunčiančių ir priimančiųjų įrenginių adresus, o naudingose apkrovose yra faktiniai persiunčiami duomenys. Antraštėse arba poraštėse taip pat dažnai pateikiami tam tikri specialūs duomenys, kurie padeda pagerinti tinklo ryšių patikimumą ir našumą, pavyzdžiui, skaitikliai, kurie seka siuntų siuntimo tvarką ir kontrolinės sumos, kurios padeda tinklo programoms aptikti duomenų sugadinimą ar klastojimą.
Kaip tinklo įrenginiai naudoja protokolus
Tinklo įrenginių operacinėse sistemose yra įmontuota parama kai kuriems žemesnio lygio tinklo protokolams. Pavyzdžiui, visos šiuolaikinės stalinių kompiuterių operacinės sistemos palaiko Ethernet ir TCP / IP, o daugelis išmaniųjų telefonų palaiko Bluetooth ir protokolus iš "Wi-Fi" šeimos. Šie protokolai galiausiai jungiasi prie fizinių įrenginio tinklo sąsajų, pavyzdžiui, Ethernet prievadų ir "Wi-Fi" arba "Bluetooth" radijo ryšio įrenginių.
Tinklo programos, savo ruožtu, palaiko aukštesnio lygio protokolus, kurie kalba apie operacinę sistemą. Pavyzdžiui, žiniatinklio naršyklė gali verčiant adresus, tokius kaip http: // / į HTTP paketus, kuriuose yra reikiami duomenys, kuriuos gali gauti interneto serveris, ir atsiųsti tinkamą tinklalapį. Priimančiojo prietaisas yra atsakingas už pakartotinio surinkimą į pradinį pranešimą, nuimant antraštes ir poraštę bei sujungiančius paketus teisingoje sekoje.