Сакупљање физичких делова рачунарске мреже само по себи није довољно да би га функционисало - прикључени уређаји такође захтевају начин комуникације. Ови језици комуникације називају се мрежни протоколи .
Сврха мрежних протокола
Без протокола, уређаји не би могли да разумеју електронске сигнале које оне шаљу једни другима преко мрежних веза. Мрежни протоколи служе следећим основним функцијама:
- адресирајте податке тачном примаоцу (е)
- физички преноси податке од извора до одредишта, уз сигурносну заштиту ако је потребно
- примите поруке и пошаљите одговарајуће одговоре
Размислите о поређењу мрежних протокола са начином на који поштанска служба обрађује физичку пошту папира. Баш као што поштанска служба управља писама из многих извора и одредишта, тако да се мрежни протоколи непрекидно држе податке који пролазе кроз многе стазе. Међутим, за разлику од физичке поште, мрежни протоколи такође пружају неке напредне могућности као што је пружање константног тока порука једној дестинацији (названу стримовање ) и аутоматски копирање поруке и достављање истог на више дестинација одједном (под називом емитовање ).
Уобичајени типови мрежних протокола
Ниједан протокол не постоји, који подржава све функције сваке врсте потреба рачунарске мреже . Током година измишљене су многе различите врсте мрежних протокола, од којих се сваки покушава подржати одређене врсте мрежне комуникације. Три основне карактеристике које разликују једну врсту протокола од другог су:
1. симплекс вс. дуплек . Једноставна веза омогућава само један уређај за пренос на мрежи. Насупрот томе, дуплек мрежне везе дозвољавају уређајима да преносе и прима податке преко исте физичке везе.
2. Оријентисана на везу или без везе . Размјена мрежних протокола оријентисаних ка конекцијама (процес који се зове руковање ) адресирају информације између два уређаја која им омогућавају да одржавају конверзацију (позвана сесијом ) једни с другима. Насупрот томе, протоколи без везе пружају појединачне поруке из једне до друге, без обзира на сличне поруке послате пре или после (и без знања да ли су поруке успјешно примљене).
3. слој . Мрежни протоколи обично раде заједно у групама (названи стацкови јер дијаграми често приказују протоколе као кутије сложене једна на другу). Неки протоколи функционишу на нижим слојевима који су блиско повезани са различитим врстама бежичног или мрежног кабловског уређаја. Други раде на вишим слојевима повезаним са начином рада мрежних апликација, а неки раде на средњим слојевима између њих.
Породица Интернет протокола
Најчешћи мрежни протоколи у јавној употреби припадају породици Интернет Протоцол (ИП) . ИП је сама основни протокол који омогућава домаћим и другим локалним мрежама преко Интернета да међусобно комуницирају.
ИП добро функционише за померање појединачних порука са једне мреже на другу, али не подржава концепт разговора (веза преко које поток порука може путовати у једном или оба смера). Протокол контроле преноса (ТЦП) проширује ИП са овом могућношћу виших слојева, а пошто везе од тачке до тачке буду суштинске важности на Интернету, два протокола су скоро увек упарена заједно и позната као ТЦП / ИП.
И ТЦП и ИП функционишу у средњим слојевима мрежног протокола. Популарне апликације на Интернету понекад су имплементирале своје протоколе на врху ТЦП / ИП-а. ХиперТект Трансфер Протоцол (ХТТП) користе веб прегледачи и сервери широм света. ТЦП / ИП, заузврат, ради на врху нижих нивоа мрежних технологија као што су Етхернет . Други 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 комаде које се називају пакети . Да би побољшали комуникационе перформансе и поузданост, свака већа порука послата између два мрежна уређаја често је подељена на мање пакете од стране основног хардвера и софтвера. Ове мреже за пакетни пренос података захтевају да се пакети организују на одређене начине у складу са протоколима којима мрежа подржава. Овај приступ добро функционише са технологијом савремених мрежа пошто сви они обрађују податке у облику битова и бајтова (дигитални '1 и 0с').
Сваки мрежни протокол дефинише правила о томе како њени пакети података морају бити организовани (форматирани). Пошто протоколи попут Интернет протокола често раде заједно у слојевима, неки подаци уграђени унутар пакета који су форматирани за један протокол могу бити у формату неког другог повезаног протокола (метода која се зове енцапсулатион ).
Протоколи обично подељују сваки пакет на три дела - заглавље , корисну тачку и подножје . (Неки протоколи, попут ИП-а, не користе ногаре.) Пакети заглавља и подножја садрже контекстуалне информације које су потребне за подршку мрежи, укључујући адресе уређаја за слање и пријем, док корисна оптерећења садрже стварне податке који се преносе. Заглавља или ножи такође често укључују неке посебне податке како би побољшали поузданост и перформансе мрежних веза, као што су бројачи који прате редослед порука у којима су послате поруке и контролне суме које помажу мрежним апликацијама да открију корупцију података или кријумчарење.
Како мрежни уређаји користе протоколе
Оперативни системи мрежних уређаја укључују уграђену подршку за неке мрежне протоколе нижег нивоа. Сви савремени десктоп рачунарски оперативни системи подржавају и Етхернет и ТЦП / ИП, на пример, док многи паметни телефони подржавају Блуетоотх и протоколе из Ви-Фи фамилије. Ови протоколи се коначно повезују са физичким мрежним интерфејсима уређаја, као што су њени Етхернет портови и Ви-Фи или Блуетоотх радио уређаји.
Мрежне апликације, заузврат, подржавају протоколе вишег нивоа који разговарају са оперативним системом. Веб претраживач, на пример, може да преводи адресе попут хттп: // / у ХТТП пакете који садрже потребне податке које Веб сервер може примити и, заузврат, вратити исправну Веб страницу. Пријемни уређај је одговоран за поновно састављање појединачних пакета у изворну поруку, уклањајући заглавља и подножја и паковање пакета у исправном редоследу.