Како функционишу рачунарски мрежни протоколи?
Само састављање физичких делова рачунарске мреже није довољно да она функционише; повезани уређаји такође захтевају метод комуникације. Ови језици комуникације се називају мрежни протоколи.
Сврха мрежних протокола
Без протокола, уређајима би недостајала могућност да разумеју електронске сигнале које шаљу једни другима преко мрежних веза. Мрежни протоколи служе овим основним функцијама:
- Адреса података тачним примаоцима.
- Физички преносите податке од извора до одредишта, уз безбедносну заштиту ако је потребно.
- Примајте поруке и шаљите одговоре на одговарајући начин.
Размотрите поређење између мрежних протокола и начина на који поштанска служба рукује физичком папирном поштом. Баш као што поштанска служба управља писмима из многих извора и одредишта, мрежни протоколи одржавају континуирано проток података на многим путевима.
Међутим, за разлику од физичке поште, мрежни протоколи пружају напредне могућности. То укључује испоруку сталног тока порука на једно одредиште (тзв стреаминг) и аутоматско прављење копија поруке за испоруку на више одредишта одједном (тзв. емитовање).
Уобичајени типови мрежних протокола
Не постоји ниједан протокол који подржава све функције рачунарска мрежа потребе. Ипак, сваки служи као кључ који откључава дати мрежни уређај или услугу. Различити мрежни протоколи су измишљени током година, од којих сваки покушава да подржи одређене врсте мрежне комуникације.
Три основне карактеристике које разликују један тип протокола од другог су:
- Симплек вс. дуплек: Симплексна веза дозвољава само једном уређају за пренос на мрежи. Дуплекс мрежне везе омогућавају уређајима да преносе и примају податке преко исте физичке везе.
- Оријентисан на везу или без везе: Мрежни протокол оријентисан на везу размењује (процес који се зове руковање) информације о адреси између два уређаја који им омогућавају да воде разговор (који се назива сесија). Протоколи без везе испоручују појединачне поруке од једне тачке до друге без обзира на сличне поруке послате пре или после (и без знања да ли су поруке успешно примљен).
- Слој: Мрежни протоколи обично раде заједно у групама (названи стекови јер дијаграми често приказују протоколе као кутије наслагане једна на другу). Неки протоколи функционишу на нижим слојевима уско везани за различите врсте бежичних или мрежно каблирање физички рад. Други раде на вишим слојевима повезаним са начином рада мрежних апликација, а неки раде на средњим слојевима између.
Породица интернет протокола
Уобичајени мрежни протоколи у јавној употреби припадају интернет протокол породица. ИП је основни протокол који омогућава кућним и другим локалним мрежама широм интернета да међусобно комуницирају.
ИП ради добро за премештање појединачних порука из једне мреже у другу. Не подржава концепт разговора (веза преко које ток порука може да путује у једном или у оба смера). Протокол контроле преноса (ТЦП) проширује ИП са овом способношћу вишег слоја. Пошто су везе од тачке до тачке неопходне на интернету, два протокола су упарена заједно и позната као ТЦП/ИП.
И ТЦП и ИП раде у средњим слојевима стека мрежних протокола. Популарне апликације на интернету понекад имплементирају своје протоколе на ТЦП/ИП. ХиперТект Трансфер Протоцол се користи од веб прегледачи и сервери широм света. ТЦП/ИП, заузврат, ради на врху мрежних технологија нижег нивоа као што су мрежни. Остали популарни мрежни протоколи у ИП породици укључују АРП, ИЦМП и ФТП.
Како мрежни протоколи користе пакете
Интернет и већина других мрежа података функционишу тако што организују податке у мале делове који се називају пакети. Да би се побољшале перформансе и поузданост комуникације, свака велика порука послата између два мрежна уређаја се често дели на мање пакете од стране основног хардвера и софтвера. Ове комутација пакета мреже захтевају да се пакети организују на специфичне начине у складу са протоколима које мрежа подржава. Овај приступ добро функционише са технологијом модерних мрежа јер оне обрађују податке у облику битова и бајтова (дигитални 1с и 0с).
Сваки мрежни протокол дефинише правила о томе како његови пакети података морају бити организовани. Пошто протоколи као што је Интернет Протоцол често раде заједно у слојевима, неки подаци су уграђени у пакет форматиран за један протокол може бити у формату неког другог сродног протокола (метод тзв инкапсулација).
Протоколи обично деле сваки пакет на три дела — заглавље, оптерећење и подножје. Неки протоколи, попут ИП-а, не користе подножја. Заглавља и подножја пакета садрже контекстуалне информације потребне за подршку мреже, укључујући адресе уређаја за слање и пријем. Корисни терети садрже податке који се преносе.
Заглавља или подножја често укључују посебне податке за побољшање поузданости и перформанси мрежних веза, као што су бројачи који прате редослед слања порука и контролне суме који помажу мрежним апликацијама да открију оштећење података или петљање.
Како мрежни уређаји користе протоколе
Оперативни системи мрежних уређаја укључују уграђену подршку за неке мрежне протоколе нижег нивоа. Сви савремени оперативни системи десктоп рачунара подржавају, на пример, Етхернет и ТЦП/ИП. Многи паметни телефони подржавају Блуетоотх и протоколи из породице Ви-Фи. Ови протоколи се повезују са физичким мрежним интерфејсима уређаја, као што је његов Етхернет портови и Ви-Фи или Блуетоотх радио.
Мрежне апликације подржавају протоколе вишег нивоа који комуницирају са оперативним системом. Веб претраживач, на пример, преводи адресе као http://lifewire.com/ у ХТТП пакете који садрже податке које веб сервер може да прими и пошаље назад исправну страницу. Пријемни уређај је одговоран за поновно склапање појединачних пакета у оригиналну поруку уклањањем заглавља и подножја и спајањем пакета у исправном редоследу.