Viena datortīkla fizisko vienību montāža pati par sevi nav pietiekama, lai ar funkciju saistītām ierīcēm arī būtu nepieciešama saziņas metode. Šīs saziņas valodas sauc par tīkla protokoliem .
Tīkla protokolu mērķis
Bez protokoliem ierīcēm nebūtu iespējams izprast elektroniskos signālus, kurus tie nosūta viena otrai, izmantojot tīkla savienojumus. Tīkla protokoli nodrošina šādas pamatfunkcijas:
- adreses datus pareizajam adresātam (-iem)
- fiziski pārsūta datus no avota uz galamērķi, vajadzības gadījumā nodrošinot drošības aizsardzību
- saņemt ziņas un atbilstoši nosūtīt atbildes
Apsveriet tīkla protokolu salīdzinājumu ar to, kā pasta pakalpojums apstrādā fiziskā papīra pastu. Tāpat kā pasta pakalpojums pārvalda vēstules no daudziem avotiem un galamērķiem, tāpēc tīkla protokoli vienmēr uztur datus, kas plūst pa daudziem ceļiem. Atšķirībā no fiziskā pasta, tomēr tīkla protokoli nodrošina arī dažas uzlabotas iespējas, piemēram, pastāvīgu ziņojumu plūsmu piegādi vienam galamērķim (saukta straumēšana ) un automātisku ziņu kopiju izveidi un piegādi uz vairākiem adresātiem uzreiz (sauc par apraidi ).
Tīkla protokolu kopīgie veidi
Neviens protokols nepastāv, kas atbalsta visas funkcijas ikviena veida datortīkla vajadzībām. Gadu gaitā ir izgudrots daudz dažādu tīkla protokolu veidu, katrs mēģinot atbalstīt dažus tīkla komunikāciju veidus. Trīs galvenās īpašības, kas atšķir viena veida protokolu no citas, ir šādas:
1. vienkāršs vs duplekss . Simplex savienojums ļauj tīklam pārsūtīt tikai vienu ierīci. Savukārt dupleksie tīkla savienojumi ļauj ierīcēm gan pārsūtīt, gan saņemt datus pa to pašu fizisko saiti.
2. Savienojums orientēts vai bez savienojuma . Savienojumu orientēta tīkla protokola apmaiņa (process, ko sauc par rokasspiedienu ) adreses informācija starp divām ierīcēm, kas ļauj tām sarunāties (sauc par sesiju ) savstarpēji. Savukārt protokoli bez savienojuma nodod atsevišķus ziņojumus no viena punkta uz otru, neņemot vērā līdzīgus ziņojumus, kas tiek sūtīti pirms vai pēc (un nezinot, vai ziņojumi tiek pat veiksmīgi saņemti).
3. slānis . Tīkla protokoli parasti darbojas kopā grupās (ko sauc par skursteņiem, jo diagrammas bieži vien attēlo protokolus kā kastes, kas sakārtotas viena otrai). Daži protokoli darbojas zemākos slāņos, kas cieši saistīti ar to, kā dažādi bezvadu vai tīkla kabeļi darbojas fiziski. Citi strādā augstākajos slāņos, kas saistīti ar to, kā darbojas tīkla lietojumprogrammas, un daži strādā intermediate slāņos.
Internet Protocol Family
Visbiežāk izplatītie tīkla protokoli ir publiski pieejami Interneta protokola (IP) saimei. IP pats par sevi ir pamatprotokols, kas ļauj mājas un citiem vietējiem tīkliem visā internetā sazināties savā starpā.
IP darbojas labi, lai pārvietotu atsevišķas ziņas no viena tīkla uz otru, bet neatbalsta sarunas jēdzienu (savienojums, kurā ziņu plūsma var pārvietoties vienā vai abos virzienos). Pārraides vadības protokols (TCP) paplašina IP ar šo augstākā slāņa spēju, un tā kā no punkta-punkta savienojumi internetā ir tik svarīgi, abi šie protokoli gandrīz vienmēr ir savienoti pārī un ir pazīstami kā TCP / IP.
Gan TCP, gan IP darbojas tīkla protokolu kaudžu vidējā slāņa līmenī. Populāri pieteikumi internetā dažkārt ir ieviesuši savus protokolus virs TCP / IP. Hiperteksta pārsūtīšanas protokolu (HTTP) izmanto Web pārlūkprogrammas un serveri visā pasaulē. Savukārt TCP / IP darbojas zemāka līmeņa tīkla tehnoloģijās, piemēram, Ethernet . Citi populāri tīkla protokoli IP grupā ietver ARP , ICMP un FTP .
Kā tīkla protokoli izmanto pakotnes
Internets un lielākā daļa citu datu tīklu strādā, organizējot datus mazos gabalos, kurus sauc par pakešiem . Lai uzlabotu sakaru veiktspēju un uzticamību, katra lielāka ziņa, kas tiek sūtīta starp divām tīkla ierīcēm, bieži tiek sadalīta mazākās pakās ar pamata aparatūru un programmatūru. Šie pakešu komutācijas tīkli prasa, lai paketes tiktu organizētas īpašos veidos saskaņā ar protokoliem, kurus tīkls atbalsta. Šī pieeja ir piemērota mūsdienu tīklu tehnoloģijai, jo tie visi apstrādā datus bitu un baitu veidā (digitālie "1 un" 0 ").
Katrs tīkla protokols nosaka noteikumus par to, kā tās datu paketes ir jāorganizē (jāformatē). Tā kā protokoli, piemēram, interneta protokols, bieži strādā kopā slāņos, daži dati, kas ir iebūvēti vienā protokolā formatētā pakete, var būt kāda cita saistīta protokola formā (metode, ko sauc par iekapsulēšanu ).
Protokoli parasti katru paketi dala trijās daļās - galvenē , kravnesībā un kājenē . (Daži protokoli, piemēram, IP, neizmanto kājenes.) Pakešu galvenēs un kājnēs ir ietverta konteksta informācija, kas vajadzīga tīkla atbalstam, tostarp sūtīšanas un saņemšanas ierīču adreses, bet lietderīgās slodzes satur faktiskos datus, kas jānosūta. Virsrakstos vai kājenos bieži ir ietverti arī daži īpaši dati, kas palīdz uzlabot tīkla savienojumu uzticamību un veiktspēju, piemēram, skaitītāji, kas sekmē nosūtīšanas secību, kā arī kontrolsummas, kas palīdz tīkla lietojumprogrammām noteikt datu bojājumus vai manipulācijas.
Kā tīkla ierīces izmanto protokolus
Tīkla ierīču operētājsistēmās ir iebūvēts atbalsts dažiem zemākā līmeņa tīkla protokoliem. Piemēram, visas mūsdienu galddatoru operētājsistēmas atbalsta gan Ethernet, gan TCP / IP, bet daudzi viedtālruņi atbalsta Bluetooth un Wi-Fi ģimenes protokolu. Šie protokoli galu galā savienojas ar ierīces fiziskajām tīkla saskarnēm, piemēram, tā Ethernet portiem un Wi-Fi vai Bluetooth radio.
Savukārt tīkla lietojumprogrammas atbalsta augstākā līmeņa protokolus, kas runā operētājsistēmā. Piemēram, tīmekļa pārlūkprogramma var pārveidot adreses, piemēram, http: // / uz HTTP paketēm, kurās ir nepieciešamie dati, kurus var saņemt tīmekļa serveris, un savukārt nosūta atpakaļ pareizo Web lapu. Saņēmēja ierīce ir atbildīga par atsevišķu pakešu atkārtotu montāžu sākotnējā ziņojumā, izņemot galvenes un kājenes un apvienojot paketes pareizajā secībā.