Sakupljanje fizičkih delova računarske mreže po sebi nije dovoljno da bi ga funkcionisalo - priključeni uređaji takođe zahtevaju način komunikacije. Ovi komunikacioni jezici nazivaju se mrežni protokoli .
Svrha mrežnih protokola
Bez protokola, uređaji ne bi mogli razumjeti elektronske signale koje one šalju jedni drugima preko mrežnih veza. Mrežni protokoli služe sledećim osnovnim funkcijama:
- adresirajte podatke tačnom primaocu (e)
- fizički prenosi podatke od izvora do odredišta, uz sigurnosnu zaštitu ako je potrebno
- primite poruke i pošaljite odgovarajuće odgovore
Razmislite o poređenju mrežnih protokola sa načinom na koji poštanska usluga obrađuje fizičku poštu papira. Kao što poštanska služba upravlja pismima iz mnogih izvora i odredišta, tako da se mrežni protokoli neprekidno drže podatke koji stoje duž mnogih staza. Međutim, za razliku od fizičke pošte, mrežni protokoli pružaju i neke napredne mogućnosti kao što je pružanje konstantnog toka poruka jednoj destinaciji (nazvani streaming ) i automatski kopiranje poruke i dostavljanje istog na više destinacija odjednom (pod nazivom emitovanje ).
Uobičajeni tipovi mrežnih protokola
Nijedan protokol ne postoji, koji podržava sve funkcije svake vrste potreba računarske mreže . Tokom godina izmišljene su mnoge različite vrste mrežnih protokola, od kojih se svaki pokušava podržati određene vrste mrežne komunikacije. Tri osnovne karakteristike koje razlikuju jednu vrstu protokola od drugog su:
1. simpleks vs. duplex . Jednostavna veza omogućava samo jedan uređaj za prenos na mreži. Nasuprot tome, duplex mrežne veze dozvoljavaju uređajima da prenose i prima podatke preko iste fizičke veze.
2. Orijentisana na vezu ili bez veze . Razmjena mrežnih protokola orijentisanih ka konekcijama (proces koji se zove rukovanje ) obrađuje informacije između dva uređaja koja im omogućavaju da održavaju konverzaciju (pozvana sesijom ) jedni s drugima. Nasuprot tome, protokoli bez veze pružaju pojedinačne poruke sa jedne tačke na drugu bez obzira na slične poruke poslate pre ili posle (i bez znanja da li su poruke čak uspješno primljene).
3. sloj . Mrežni protokoli obično rade zajedno u grupama (nazvani stackovi jer dijagrami često prikazuju protokole kao kutije složene jedna na drugu). Neki protokoli funkcionišu na nižim slojevima koji su blisko povezani sa načinom rada različitih tipova bežičnog ili mrežnog kabla . Drugi rade na višim slojevima vezanim za način rada mrežnih aplikacija, a neki rade na srednjim slojevima između njih.
Porodica Internet protokola
Najčešći mrežni protokoli u javnoj upotrebi pripadaju porodici Internet Protocol (IP) . IP je sama osnovni protokol koji omogućava domaćim i drugim lokalnim mrežama preko Interneta da međusobno komuniciraju.
IP dobro funkcioniše za premještanje pojedinačnih poruka sa jedne mreže na drugu, ali ne podržava koncept razgovora (veza nad kojom se potok poruka može odvijati u jednom ili oba pravca). Protokol kontrole prenosa (TCP) proširuje IP sa ovom mogućnošću viših slojeva, a pošto veze od tačke do tačke budu suštinske važnosti na Internetu, dva protokola su skoro uvek uparena zajedno i poznata kao TCP / IP.
I TCP i IP funkcionišu u srednjim slojevima mrežnog protokola. Popularne aplikacije na Internetu ponekad su implementirale svoje protokole na vrhu TCP / IP-a. HTTP (HyperText Transfer Protocol) koriste veb pregledači i serveri širom sveta. TCP / IP, zauzvrat, radi na vrhu nižih nivoa mrežnih tehnologija poput Ethernet-a . Ostali popularni mrežni protokoli u IP porodici uključuju ARP , ICMP i FTP .
Kako mrežni protokoli koriste pakete
Internet i većina drugih mreža podataka funkcionišu tako što organizuju podatke u male komade koje se nazivaju paketi . Da bi poboljšali komunikacione performanse i pouzdanost, svaka veća poruka poslata između dva mrežna uređaja često je podeljena na manje pakete od strane osnovnog hardvera i softvera. Ove mrežne pakete zahtijevaju da se paketi organizuju na određene načine u skladu s protokolima koje mreža podržava. Ovaj pristup dobro funkcioniše sa tehnologijom savremenih mreža, jer svi oni obrađuju podatke u obliku bitova i bajtova (digitalni '1 i 0s').
Svaki mrežni protokol definiše pravila o tome kako njeni paketi podataka moraju biti organizovani (formatirani). Pošto protokoli poput Internet protokola često rade zajedno u slojevima, neki podaci ugrađeni unutar paketa koji su formatirani za jedan protokol mogu biti u formatu nekog drugog povezanog protokola (metoda koja se zove encapsulation ).
Protokoli obično podeljuju svaki paket na tri dela - zaglavlje , korisnost i podnožje . (Neki protokoli, poput IP-a, ne koriste podnožje.) Zaglavlja i podnožje paketa sadrže kontekstualne informacije koje su potrebne za podršku mreži, uključujući adrese uređaja za slanje i prijem, a korisna opterećenja sadrže stvarne podatke koji se prenose. Glava ili podnožje takođe često uključuju i neke posebne podatke kako bi poboljšali pouzdanost i performanse mrežnih veza, kao što su brojači koji prate redosled poruka u kojima su poslate poruke i kontrolne sume koje pomažu mrežnim aplikacijama da otkriju korupciju podataka ili krijumčarenje.
Kako mrežni uređaji koriste protokole
Operativni sistemi mrežnih uređaja uključuju ugrađenu podršku za neke mrežne protokole nižeg nivoa. Svi savremeni desktop računarski operativni sistemi podržavaju i Ethernet i TCP / IP, na primer, dok mnogi pametni telefoni podržavaju Bluetooth i protokole iz Wi-Fi familije. Ovi protokoli se konačno povezuju sa fizičkim mrežnim interfejsima uređaja, kao što su njeni Ethernet portovi i Wi-Fi ili Bluetooth radio uređaji.
Mrežne aplikacije, zauzvrat, podržavaju protokole višeg nivoa koji razgovaraju sa operativnim sistemom. Web pretraživač, na primjer, može da prevodi adrese poput http: // / u HTTP pakete koji sadrže potrebne podatke koje Web server može primiti i zauzvrat poslati tačnu Web stranicu. Prijemni uređaj je odgovoran za ponovno sklapanje pojedinačnih paketa u izvornu poruku, uklanjajući zaglavlja i noge i pakovanje pakovanja u ispravnom redosledu.