Samotné sestavení fyzických částí počítačové sítě nestačí k tomu, aby fungovalo; připojená zařízení také vyžadují způsob komunikace. Tyto komunikační jazyky se nazývají síťové protokoly.
Účel síťových protokolů
Bez protokolů by zařízením chyběla schopnost porozumět elektronickým signálům, které si navzájem posílají přes síťová připojení. Síťové protokoly slouží těmto základním funkcím:
- Adresujte údaje správným příjemcům.
- Fyzicky přenášejte data ze zdroje do cíle, v případě potřeby s bezpečnostní ochranou.
- Příjem zpráv a odesílání odpovědí odpovídajícím způsobem.
Zvažte srovnání mezi síťovými protokoly s tím, jak poštovní služba zpracovává fyzickou papírovou poštu. Stejně jako poštovní služba spravuje dopisy z mnoha zdrojů a cílů, síťové protokoly udržují tok dat podél mnoha cest nepřetržitě. Na rozdíl od fyzické pošty však síťové protokoly poskytují pokročilé funkce. Patří mezi ně doručování stálého toku zpráv do jednoho cíle (tzv. Streamování) a automatické vytváření kopií zprávy pro doručení do více cílů najednou (tzv. Vysílání).
Běžné typy síťových protokolů
Neexistuje žádný protokol, který podporuje všechny funkce, které každá počítačová síť potřebuje. Přesto každý slouží jako klíč, který odemkne dané síťové zařízení nebo službu. V průběhu let byly vynalezeny různé síťové protokoly, z nichž každý se pokoušel podporovat určité typy síťové komunikace.
- Simplex vs. duplex: Jednoduché připojení umožňuje přenos pouze jednoho zařízení v síti. Duplexní síťová připojení umožňují zařízením přenášet a přijímat data přes stejné fyzické spojení.
- Orientované na připojení nebo bez připojení: Výměna síťového protokolu zaměřeného na připojení (proces nazývaný handshake) adresuje informace mezi dvěma zařízeními, která jim umožňují pokračovat v konverzaci (tzv. Relace). Protokoly bez připojení doručují jednotlivé zprávy z jednoho bodu do druhého bez ohledu na podobné zprávy odeslané před nebo po (a bez znalosti, zda jsou zprávy úspěšně přijaty).
- Vrstva: Síťové protokoly obvykle fungují společně ve skupinách (nazývají se komíny, protože diagramy často zobrazují protokoly jako pole nad sebou). Některé protokoly fungují na nižších vrstvách, které úzce souvisejí s tím, jak fyzicky fungují různé typy bezdrátové nebo síťové kabeláže. Jiní pracují ve vyšších vrstvách souvisejících s tím, jak fungují síťové aplikace, a někteří pracují v mezilehlých vrstvách mezi nimi.
Rodina internetového protokolu
Běžné síťové protokoly ve veřejném použití patří do rodiny Internet Protocol. IP je základní protokol, který umožňuje domácí a jiné místní sítě přes internet navzájem komunikovat. IP funguje dobře pro přesun jednotlivých zpráv z jedné sítě do druhé. Nepodporuje koncept konverzace (spojení, přes které může proud zpráv cestovat jedním nebo oběma směry). Transmission Control Protocol (TCP) rozšiřuje IP s touto schopností vyšší vrstvy. Protože připojení typu point-to-point jsou na internetu nezbytná, jsou oba protokoly spárovány dohromady a označovány jako TCP / IP. TCP i IP fungují ve středních vrstvách zásobníku síťového protokolu. Populární aplikace na internetu někdy implementovaly své protokoly přes TCP / IP. HyperText Transfer Protocol je používán webovými prohlížeči a servery po celém světě. TCP / IP zase běží na špičkových síťových technologiích nižší úrovně, jako je Ethernet. Mezi další populární síťové protokoly z rodiny IP patří ARP, ICMP a FTP.
Jak síťové protokoly používají pakety
Internet a většina ostatních datových sítí funguje tak, že se data organizují na malé kousky, které se nazývají pakety. Aby se zlepšil výkon a spolehlivost komunikace, každá velká zpráva odeslaná mezi dvěma síťovými zařízeními je často rozdělena na menší pakety základním hardwarem a softwarem. Tyto sítě pro přepínání paketů vyžadují, aby byly pakety organizovány konkrétním způsobem podle protokolů, které síť podporuje. Tento přístup funguje dobře s technologií moderních sítí, protože zpracovávají data ve formě bitů a bajtů (digitální 1 s a 0 s). Každý síťový protokol definuje pravidla pro uspořádání jeho datových paketů. Protože protokoly, jako je internetový protokol, často spolupracují ve vrstvách, mohou být některá data vložená do paketu formátovaného pro jeden protokol ve formátu nějakého jiného souvisejícího protokolu (metoda zvaná zapouzdření). Protokoly obvykle rozdělují každý paket na tři části – záhlaví, užitečné zatížení a zápatí. Některé protokoly, například IP, zápatí nepoužívají. Záhlaví a zápatí paketu obsahují kontextové informace požadované pro podporu sítě, včetně adres odesílajícího a přijímajícího zařízení. Užitečné zatížení obsahuje data, která mají být přenesena. Záhlaví nebo zápatí často obsahují speciální data pro zlepšení spolehlivosti a výkonu síťových připojení, například čítače, které sledují pořadí, ve kterém byly zprávy odeslány, a kontrolní součty, které pomáhají síťovým aplikacím detekovat poškození dat nebo neoprávněnou manipulaci.
Jak síťová zařízení používají protokoly
Mezi operační systémy síťových zařízení patří integrovaná podpora některých síťových protokolů nižší úrovně. Všechny moderní operační systémy pro stolní počítače podporují například Ethernet a TCP / IP. Mnoho smartphonů podporuje Bluetooth a protokoly z rodiny Wi-Fi. Tyto protokoly se připojují k fyzickým síťovým rozhraním zařízení, jako jsou jeho ethernetové porty a rádia Wi-Fi nebo Bluetooth.
