Die samestelling van die fisiese stukke van 'n rekenaarnetwerk op sigself is onvoldoende om dit te laat funksioneer; gekoppelde toestelle vereis ook 'n metode van kommunikasie. Hierdie kommunikasietale word netwerkprotokolle genoem.
Doel van netwerkprotokolle
Sonder protokolle sal toestelle nie die vermoë hê om die elektroniese seine wat hulle oor netwerkverbindings aan mekaar stuur, te verstaan nie. Netwerkprotokolle dien hierdie basiese funksies:
- Red data aan die korrekte ontvangers.
- Sdra data fisies van bron tot bestemming oor, met sekuriteitbeskerming indien nodig.
- Ontvang boodskappe en stuur antwoorde gepas.
Oorweeg 'n vergelyking tussen netwerkprotokolle met hoe 'n posdiens fisiese papierpos hanteer. Net soos die posdiens briewe van baie bronne en bestemmings bestuur, hou netwerkprotokolle data voortdurend langs baie paaie vloei.
Anders as fisiese pos, bied netwerkprotokolle egter gevorderde vermoëns. Dit sluit in die lewering van 'n konstante vloei van boodskappe na een bestemming (genoem stroom) en die outomatiese maak van kopieë van 'n boodskap vir aflewering na verskeie bestemmings gelyktydig (genoem uitsaai).
Algemene tipes netwerkprotokolle
Daar bestaan nie een protokol wat al die kenmerke ondersteun wat elke rekenaarnetwerk nodig het nie. Tog dien elkeen as 'n sleutel wat 'n gegewe netwerktoestel of diens ontsluit. Verskillende netwerkprotokolle is oor die jare uitgevind, wat elkeen probeer het om sekere soorte netwerkkommunikasie te ondersteun.
Die drie basiese kenmerke wat een tipe protokol van 'n ander onderskei, is:
- Simplex vs. duplex: 'n Simplex-verbinding laat net een toestel toe om op 'n netwerk te stuur. Dupleksnetwerkverbindings laat toestelle toe om data oor dieselfde fisiese skakel te stuur en te ontvang.
- Verbinding-georiënteerd of verbindingloos: 'n Verbinding-georiënteerde netwerkprotokol ruil ('n proses wat 'n handdruk genoem word) adresinligting uit tussen twee toestelle wat hulle toelaat om 'n gesprek te voer (genoem 'n sessie). Verbindingslose protokolle lewer individuele boodskappe van een punt na 'n ander sonder inagneming van soortgelyke boodskappe wat voor of na gestuur is (en sonder om te weet of boodskappe suksesvol ontvang is).
- Layer: Netwerkprotokolle werk tipies in groepe saam (genoem stapels omdat diagramme dikwels protokolle uitbeeld as bokse wat bo-op mekaar gestapel is). Sommige protokolle funksioneer by laer lae wat nou gekoppel is aan hoe verskillende tipes draadlose of netwerkkabels fisies werk. Ander werk by hoër lae wat gekoppel is aan hoe netwerktoepassings werk, en sommige werk by intermediêre lae tussenin.
The Internet Protocol Family
Die algemene netwerkprotokolle in openbare gebruik behoort aan die internetprotokolfamilie. IP is die basiese protokol wat tuis- en ander plaaslike netwerke regoor die internet in staat stel om met mekaar te kommunikeer.
IP werk goed om individuele boodskappe van een netwerk na 'n ander te verskuif. Dit ondersteun nie die konsep van 'n gesprek nie ('n verbinding waaroor 'n stroom boodskappe in een of albei rigtings kan beweeg). Die transmissiebeheerprotokol (TCP) brei IP uit met hierdie hoërlaagvermoë. Omdat punt-tot-punt-verbindings noodsaaklik is op die internet, word die twee protokolle saam gepaard en staan bekend as TCP/IP.
Beide TCP en IP werk in die middelste lae van 'n netwerkprotokolstapel. Gewilde toepassings op die internet het soms hul protokolle bo-op TCP/IP geïmplementeer. HyperText Transfer Protocol word wêreldwyd deur webblaaiers en bedieners gebruik. TCP/IP loop op sy beurt bo-op laervlak-netwerktegnologieë soos Ethernet. Ander gewilde netwerkprotokolle in die IP-familie sluit in ARP, ICMP en FTP.
Hoe netwerkprotokolle pakkies gebruik
Die internet en die meeste ander datanetwerke werk deur data in klein stukkies te organiseer wat pakkies genoem word. Om kommunikasieprestasie en betroubaarheid te verbeter, word elke groot boodskap wat tussen twee netwerktoestelle gestuur word, dikwels deur die onderliggende hardeware en sagteware in kleiner pakkies onderverdeel. Hierdie pakkieskakelnetwerke vereis dat pakkies op spesifieke maniere georganiseer moet word volgens die protokolle wat die netwerk ondersteun. Hierdie benadering werk goed saam met die tegnologie van moderne netwerke aangesien hierdie data in die vorm van bisse en grepe (digitale 1'e en 0'e) hanteer.
Elke netwerkprotokol definieer reëls vir hoe sy datapakkies georganiseer moet word. Omdat protokolle soos internetprotokol dikwels in lae saamwerk, kan sommige data wat in 'n pakkie ingebed is wat vir een protokol geformateer is, in die formaat van 'n ander verwante protokol wees ('n metode genaamd encapsulation).
Protokolle verdeel gewoonlik elke pakkie in drie dele-kopskrif, loonvrag en voetskrif. Sommige protokolle, soos IP, gebruik nie voetskrif nie. Pakketkop- en voettekste bevat die kontekstuele inligting wat nodig is om die netwerk te ondersteun, insluitend adresse van die stuur- en ontvangtoestelle. Loonvragte bevat die data wat versend moet word.
Opskrifte of voetskrifte sluit dikwels spesiale data in om die betroubaarheid en werkverrigting van netwerkverbindings te verbeter, soos tellers wat tred hou met die volgorde waarin boodskappe gestuur is en kontrolesomme wat netwerktoepassings help om datakorrupsie of gepeuter op te spoor.
Hoe netwerktoestelle protokolle gebruik
Die bedryfstelsels van netwerktoestelle sluit ingeboude ondersteuning vir sommige laervlak-netwerkprotokolle in. Alle moderne rekenaarbedryfstelsels ondersteun byvoorbeeld Ethernet en TCP/IP. Baie slimfone ondersteun Bluetooth en protokolle van die Wi-Fi-familie. Hierdie protokolle koppel aan die fisiese netwerkkoppelvlakke van 'n toestel, soos sy Ethernet-poorte en Wi-Fi- of Bluetooth-radio's.
Netwerktoepassings ondersteun die hoërvlakprotokolle wat met die bedryfstelsel praat. 'n Webblaaier, byvoorbeeld, vertaal adresse soos https://lifewire.com/ in HTTP-pakkies wat die data bevat wat 'n webbediener kan ontvang en die korrekte bladsy terugstuur. Die ontvangstoestel is verantwoordelik vir die hersamestelling van individuele pakkies in die oorspronklike boodskap deur die kop- en voetskrifte te verwyder en pakkies in die korrekte volgorde aaneen te koppel.
