Asamblarea pieselor fizice ale unei rețele de calculatoare de la sine este insuficientă pentru a face ca dispozitivele conectate la funcții să necesite și o metodă de comunicare. Aceste limbi de comunicare se numesc protocoale de rețea .
Scopul protocoalelor de rețea
Fără protocoale, dispozitivele ar fi lipsite de capacitatea de a înțelege semnalele electronice pe care le transmit reciproc prin conexiunile de rețea. Protocoalele de rețea servesc aceste funcții de bază:
- adresați datele destinatarului (lor) corect (e)
- transmite fizic date de la sursă la destinație, cu protecție de securitate dacă este necesar
- primiți mesaje și trimiteți răspunsuri în mod corespunzător
Luați în considerare o comparație între protocoalele de rețea cu modul în care un serviciu poștal gestionează corespondența fizică de hârtie. La fel cum serviciul poștal gestionează scrisori din mai multe surse și destinații, astfel încât protocoalele de rețea să păstreze continuu fluxurile de date de-a lungul mai multor căi. Spre deosebire de corespondența fizică, protocoalele de rețea oferă, de asemenea, câteva funcții avansate, cum ar fi transmiterea unui flux constant de mesaje către o destinație (numită streaming ) și copierea automată a unui mesaj și trimiterea simultană la mai multe destinații.
Tipuri comune de protocoale de rețea
Nu există un protocol care să suporte toate caracteristicile fiecărui tip de rețea de calculatoare . Multe tipuri de protocoale de rețea au fost inventate de-a lungul anilor, fiecare încercând să susțină anumite tipuri de comunicare în rețea. Trei caracteristici de bază care disting un tip de protocol de alta sunt:
1. simplex vs. duplex . O conexiune simplex permite transmiterea unui singur dispozitiv pe o rețea. În schimb, conexiunile de rețea duplex permit atât dispozitivelor să transmită, cât și să primească date pe aceeași legătură fizică.
2. Conexiune orientată sau fără conexiune . O schimbare a protocolului de rețea orientată la conexiune (un proces numit strângere de mână ) se adresează informațiilor între două dispozitive care le permit să efectueze o conversație (numită o sesiune ) între ele. În schimb, protocoalele fără conexiune furnizează mesaje individuale de la un punct la altul, fără a lua în considerare mesajele similare trimise înainte sau după (și fără a ști dacă mesajele sunt chiar recepționate cu succes).
3. strat . Protocoalele de rețea colaborează în mod obișnuit în grupuri (numite stive, deoarece diagramele descriu adesea protocoalele sub formă de casete stivuite unul peste celălalt). Unele protocoale funcționează la niveluri inferioare, strâns legate de modul în care funcționează fizic diferite tipuri de cabluri wireless sau de rețea . Alții lucrează la niveluri mai înalte legate de modul în care funcționează aplicațiile din rețea, iar unele funcționează la intervalele intermediare.
Familia protocolului de Internet
Cele mai comune protocoale de rețea în utilizare publică aparțin familiei Protocolului de Internet (IP) . IP este el însuși protocolul de bază care permite rețelei locale și altor rețele locale de pe Internet să comunice între ele.
IP funcționează bine pentru mutarea mesajelor individuale de la o rețea la alta, dar nu acceptă conceptul de conversație (o conexiune peste care un flux de mesaje poate călători în una sau ambele direcții). Protocolul de control al transmisiei (TCP) extinde IP-ul cu această capacitate de nivel superior și deoarece conexiunile punct-la-punct sunt atât de esențiale pe Internet, cele două protocoale sunt aproape întotdeauna asociate împreună și cunoscute sub numele de TCP / IP.
Atât TCP cât și IP funcționează în straturile medii ale unei stive de protocoale de rețea. Aplicațiile populare de pe Internet au implementat uneori propriile protocoale în partea de sus a TCP / IP. HyperText Transfer Protocol (HTTP) este utilizat de browserele Web și serverele din întreaga lume. TCP / IP, la rândul său, rulează pe lângă tehnologii de rețea de nivel inferior, cum ar fi Ethernet . Alte protocoale de rețea populare din familia IP includ ARP , ICMP și FTP .
Cum Protocoalele de rețea utilizează pachetele
Internetul și majoritatea celorlalte rețele de date funcționează prin organizarea de date în bucăți mici numite pachete . Pentru a îmbunătăți performanța și fiabilitatea comunicării, fiecare mesaj mai mare trimis între două dispozitive de rețea este deseori împărțit în pachete mai mici de hardware-ul și software-ul care stau la baza acestuia. Aceste rețele de comutare de pachete necesită organizarea pachetelor în moduri specifice, în conformitate cu protocoalele suportate de rețea. Această abordare funcționează bine cu tehnologia rețelelor moderne, deoarece acestea se ocupă cu toate datele sub formă de biți și octeți (digital '1 și 0').
Fiecare protocol de rețea definește regulile pentru modul în care trebuie să fie organizate (formatate) pachetele sale de date. Deoarece protocoalele precum Internet Protocol lucrează adesea în straturi, unele date încorporate într-un pachet formatat pentru un protocol pot fi în forma altor protocoale conexe (o metodă numită încapsulare ).
Protocoalele împart în mod obișnuit fiecare pachet în trei părți - antet , sarcină utilă și subsol . (Anumite protocoale, cum ar fi IP, nu utilizează subsolurile.) Antetele și subsolurile de pachete conțin informațiile contextuale necesare pentru a suporta rețeaua, inclusiv adresele dispozitivelor de trimitere și recepție, în timp ce încărcările utile conțin datele efective care trebuie transmise. Antetele sau subsolurile includ, adesea, și câteva date speciale care ajută la îmbunătățirea fiabilității și performanței conexiunilor de rețea, cum ar fi contoarele care urmăresc ordinea în care au fost trimise mesajele și sumele de control care ajută aplicațiile de rețea să detecteze coruperea sau manipularea datelor.
Modul în care dispozitivele de rețea utilizează protocoale
Sistemele de operare ale dispozitivelor de rețea includ suport integrat pentru unele protocoale de rețea de nivel inferior. Toate sistemele de operare pe computer desktop modern suportă atât Ethernet, cât și TCP / IP, în timp ce multe smartphone-uri suportă Bluetooth și protocoale din familia Wi-Fi. Aceste protocoale se conectează în final la interfețele fizice de rețea ale unui dispozitiv, cum ar fi porturile Ethernet și radiourile Wi-Fi sau Bluetooth.
Aplicațiile de rețea, la rândul lor, susțin protocoalele de nivel superior care vorbesc cu sistemul de operare. Un browser web, de exemplu, este capabil să traducă adrese precum http: // / în pachete HTTP care conțin datele necesare pe care un server Web le poate primi și, la rândul lor, trimite înapoi pagina Web corectă. Dispozitivul de recepție este responsabil pentru reasamblarea pachetelor individuale în mesajul original, prin îndepărtarea anteturilor și a subsolurilor și prin concatenarea pachetelor în ordinea corectă.