הרכבת החלקים הפיסיים של רשת מחשבים כשלעצמה אינה מספיקה כדי לגרום לתפקוד - התקנים המחוברים גם דורשים שיטת תקשורת. שפות תקשורת אלה נקראות פרוטוקולי רשת .
מטרת פרוטוקולי רשת
ללא פרוטוקולים, התקנים היו חסרים את היכולת להבין את האותות האלקטרוניים שהם שולחים אחד לשני על גבי חיבורי רשת. פרוטוקולי רשת משרתים את הפונקציות הבסיסיות הבאות:
- נתוני כתובת לנמענים הנכונים (ים)
- פיזית להעביר נתונים ממקור ליעד, עם הגנה על אבטחה במידת הצורך
- לקבל הודעות ולשלוח תגובות כראוי
שקול השוואה בין פרוטוקולי רשת עם האופן שבו שירות הדואר מטפל בדואר נייר פיזי. בדיוק כמו שירות הדואר מנהלת אותיות ממקורות רבים ויעדים, כך לעשות פרוטוקולי רשת לשמור נתונים זורמים לאורך נתיבים רבים ברציפות. שלא כמו דואר פיזי, עם זאת, פרוטוקולי רשת גם לספק כמה יכולות מתקדמות כמו העברת זרימה קבועה של הודעות ליעד אחד (נקרא הזרמת ) באופן אוטומטי עושה עותקים של הודעה ומסר אותו ליעדים מרובים בו זמנית (נקרא שידור ).
סוגים נפוצים של פרוטוקולי רשת
אין פרוטוקול אחד התומך בכל התכונות כל סוג של רשת המחשב לצרכים. הרבה סוגים שונים של פרוטוקולי רשת הומצאו לאורך השנים, כל אחד מהם ניסה לתמוך בסוג מסוים של תקשורת רשת. שלושה מאפיינים בסיסיים המייחדים סוג אחד של פרוטוקולים מאחד מהם הם:
1. Simplex לעומת דופלקס . חיבור SimpleX מאפשר רק התקן אחד לשדר ברשת. לעומת זאת, חיבורי רשת דו-צדדיים מאפשרים להתקנים לשדר ולקבל נתונים באותו קישור פיזי.
2. הקשר או מוכווני הקשר . קישור פרוטוקול רשת פרוטוקול חיבור (תהליך הנקרא לחיצת יד ) כתובת מידע בין שני התקנים המאפשר להם לנהל על שיחה (נקרא מפגש ) אחד עם השני. לעומת זאת, פרוטוקולים שאינם קשורים לחיבור מספקים מסרים בודדים מנקודה אחת לאחרת ללא התחשבות בהודעות דומות שנשלחו לפני או אחרי (ובלי לדעת אם הודעות מתקבלות בהצלחה).
3. שכבת . פרוטוקולי רשת פועלים בדרך כלל בקבוצות (הנקראות ערימות, מכיוון שדיאגראמות מתארות פרוטוקולים לעתים קרובות כאשר תיבות נערמות זו על גבי זו). פרוטוקולים מסוימים פועלים בשכבות נמוכות יותר קשור באופן הדוק איך סוגים שונים של הכבלים האלחוטית או רשת פיזית עובד. אחרים עובדים בשכבות גבוהות יותר הקשורות לאופן שבו יישומי הרשת פועלים, וחלקם עובדים בשכבות ביניים בין לבין.
משפחת פרוטוקול האינטרנט
פרוטוקולי הרשת הנפוצים ביותר בשימוש ציבורי שייכים למשפחת פרוטוקול האינטרנט (IP) . IP הוא עצמו פרוטוקול בסיסי המאפשר בית ורשתות מקומיות אחרות ברחבי האינטרנט כדי לתקשר אחד עם השני.
IP פועלת היטב להעברת הודעות בודדות מרשת אחת לאחרת, אך אינה תומכת במושג של שיחה (חיבור שעליו זרם של הודעות יכול לנסוע בכיוונים או בשני הכיוונים). פרוטוקול בקרת השידור (TCP) מרחיב את ה- IP עם יכולת שכבה גבוהה זו, ומכיוון שחיבור נקודה לנקודה הוא חיוני כל כך באינטרנט, שני הפרוטוקולים כמעט תמיד משויכים זה לזה ומוכרים כ- TCP / IP.
הן TCP והן IP פועלות בשכבות הביניים של ערימת פרוטוקול רשת. יישומים פופולריים באינטרנט יש ליישם לפעמים הפרוטוקולים שלהם על גבי TCP / IP. HyperText Transfer Protocol (HTTP) נמצא בשימוש על ידי דפדפני אינטרנט ושרתים ברחבי העולם. TCP / IP, בתורו, פועל על גבי טכנולוגיות רשת ברמה נמוכה יותר כמו Ethernet . פרוטוקולי רשת פופולריים אחרים במשפחת ה- IP כוללים ARP , ICMP ו- FTP .
כיצד פרוטוקולי רשת להשתמש Packets
האינטרנט ורוב רשתות הנתונים האחרים עובדים על ידי ארגון נתונים לחתיכות קטנות הנקראות מנות . כדי לשפר את הביצועים והאמינות של התקשורת, כל הודעה גדולה יותר שנשלחת בין שני התקני רשת מחולקת לעתים קרובות לחבילות קטנות יותר על-ידי החומרה והתוכנה הבסיסית. אלה רשתות מיתוג מנות דורשים מנות להיות מאורגן בדרכים ספציפיות על פי פרוטוקולים הרשת תומכת. גישה זו פועלת היטב עם הטכנולוגיה של רשתות מודרניות כמו אלה להתמודד עם נתונים בצורה של ביטים בתים (דיגיטלי '1' ו '0').
כל פרוטוקול רשת מגדיר כללים לאופן שבו מנות הנתונים שלו צריכות להיות מאורגנות (מעוצבות). בגלל פרוטוקולים כמו פרוטוקול אינטרנט לעתים קרובות לעבוד יחד בשכבות, כמה נתונים מוטבע בתוך מנות מעוצב עבור פרוטוקול אחד יכול להיות בפורמט של פרוטוקול קשור אחרים (שיטה הנקראת אנקפסולציה ).
פרוטוקולים בדרך כלל מחלקים כל מנה לשלושה חלקים - כותרת , מטען וכותרת תחתונה . (פרוטוקולים מסוימים, כגון IP, אינם משתמשים בכותרות תחתונות.) כותרות ותחתונות של Packet מכילות את המידע הקונטקסטואלי הנדרש לתמיכה ברשת, כולל כתובות של מכשירי השליחה והקבלה, בעוד שמטענים מכילים את הנתונים עצמם שיש להעביר. כותרות עליונות או תחתונות כוללות לעתים קרובות גם נתונים מיוחדים כדי לשפר את האמינות ואת הביצועים של חיבורי רשת, כגון דלפקים שעוקבים אחר הסדר שבו נשלחו הודעות, ובדיקות מסודרות המסייעות ליישומי רשת לזהות שחיתות נתונים או שיבוש.
כיצד התקני רשת משתמשים בפרוטוקולים
מערכות ההפעלה של התקני הרשת כוללות תמיכה מובנית בכמה פרוטוקולי רשת ברמה נמוכה יותר. כל מערכות ההפעלה המודרניות של המחשב השולחני תומכות הן ב- Ethernet והן ב- TCP / IP, לדוגמה, בעוד שסמארטפונים רבים תומכים ב- Bluetooth ובפרוטוקולים ממשפחת ה- Wi-Fi. פרוטוקולים אלה בסופו של דבר להתחבר לממשקי רשת פיזית של התקן, כמו יציאות Ethernet ו- Wi-Fi או מכשירי רדיו Bluetooth.
יישומי רשת, בתורם, לתמוך בפרוטוקולים ברמה גבוהה יותר, אשר מדברים עם מערכת ההפעלה. דפדפן אינטרנט, למשל, מסוגל לתרגם כתובות כמו מנות HTTP : // / לתוך HTTP המכילות את הנתונים הדרושים שרת אינטרנט יכול לקבל ובתמורה לשלוח בחזרה את דף האינטרנט הנכון. המכשיר המקבל אחראי על הרכבה מחדש של מנות בודדות לתוך ההודעה המקורית, על ידי הפשטת הכותרות והתחתונות ומנות המשורשר ברצף הנכון.