Sastavljanje fizičkih delova računarske mreže samo po sebi nije dovoljno da ona funkcioniše; povezani uređaji također zahtijevaju metod komunikacije. Ovi jezici komunikacije se nazivaju mrežni protokoli.
Svrha mrežnih protokola
Bez protokola, uređajima bi nedostajala mogućnost da razumiju elektronske signale koje šalju jedni drugima preko mrežnih veza. Mrežni protokoli služe ovim osnovnim funkcijama:
- Podaci adrese tačnim primaocima.
- Fizički prenosite podatke od izvora do odredišta, uz sigurnosnu zaštitu ako je potrebno.
- Primajte poruke i šaljite odgovore na odgovarajući način.
Razmotrite poređenje između mrežnih protokola i načina na koji poštanska služba rukuje fizičkom papirnom poštom. Baš kao što poštanska služba upravlja pismima iz mnogih izvora i odredišta, mrežni protokoli održavaju kontinuirano protok podataka na mnogim putevima.
Za razliku od fizičke pošte, međutim, mrežni protokoli pružaju napredne mogućnosti. To uključuje isporuku stalnog toka poruka na jedno odredište (koji se naziva streaming) i automatsko pravljenje kopija poruke za isporuku na više odredišta odjednom (zvano emitiranje).
Uobičajeni tipovi mrežnih protokola
Ne postoji nijedan protokol koji podržava sve funkcije koje su potrebne svakoj računarskoj mreži. Ipak, svaki služi kao ključ koji otključava dati mrežni uređaj ili uslugu. Različiti mrežni protokoli su izmišljeni tokom godina, a svaki pokušava da podrži određene vrste mrežne komunikacije.
Tri osnovne karakteristike koje razlikuju jedan tip protokola od drugog su:
- Simplex vs. duplex: Simpleksna veza dozvoljava samo jednom uređaju za prijenos na mreži. Dupleks mrežne veze omogućavaju uređajima da prenose i primaju podatke preko iste fizičke veze.
- Orijentiran na vezu ili bez veze: Mrežni protokol orijentiran na vezu razmjenjuje (proces koji se naziva rukovanje) informacije o adresi između dva uređaja koji im omogućavaju da nastave razgovor (tzv. sesija). Protokoli bez veze isporučuju pojedinačne poruke od jedne tačke do druge bez obzira na slične poruke poslane prije ili poslije (i bez saznanja da li su poruke uspješno primljene).
- Layer: Mrežni protokoli obično rade zajedno u grupama (nazvani stekovi jer dijagrami često prikazuju protokole kao kutije naslagane jedan na drugi). Neki protokoli funkcionišu na nižim slojevima usko povezani sa načinom na koji različite vrste bežičnih ili mrežnih kablova fizički rade. Drugi rade na višim slojevima povezanim s načinom na koji rade mrežne aplikacije, a neki rade na srednjim slojevima između.
Porodica internetskog protokola
Uobičajeni mrežni protokoli u javnoj upotrebi pripadaju porodici Internet protokola. IP je osnovni protokol koji omogućava kućnim i drugim lokalnim mrežama širom interneta da međusobno komuniciraju.
IP dobro radi za premještanje pojedinačnih poruka iz jedne mreže u drugu. Ne podržava koncept razgovora (veza preko koje tok poruka može putovati u jednom ili oba smjera). Protokol kontrole prijenosa (TCP) proširuje IP sa ovom sposobnošću višeg sloja. Budući da su veze od tačke do tačke neophodne na internetu, dva protokola su uparena zajedno i poznata kao TCP/IP.
I TCP i IP rade u srednjim slojevima steka mrežnih protokola. Popularne aplikacije na internetu ponekad implementiraju svoje protokole na TCP/IP. HyperText Transfer Protocol koriste web pretraživači i serveri širom svijeta. TCP/IP, zauzvrat, radi na mrežnim tehnologijama nižeg nivoa kao što je Ethernet. Ostali popularni mrežni protokoli u IP porodici uključuju ARP, ICMP i FTP.
Kako mrežni protokoli koriste pakete
Internet i većina drugih mreža za prenos podataka rade tako što organizuju podatke u male delove koji se nazivaju paketi. Da bi se poboljšale performanse i pouzdanost komunikacije, svaka velika poruka poslana između dva mrežna uređaja često se dijeli na manje pakete od strane osnovnog hardvera i softvera. Ove mreže sa komutacijom paketa zahtevaju da paketi budu organizovani na specifične načine u skladu sa protokolima koje mreža podržava. Ovaj pristup dobro funkcionira s tehnologijom modernih mreža jer one obrađuju podatke u obliku bitova i bajtova (digitalne 1s i 0s).
Svaki mrežni protokol definira pravila o tome kako njegovi paketi podataka moraju biti organizirani. Budući da protokoli kao što je Internet Protocol često rade zajedno u slojevima, neki podaci ugrađeni unutar paketa formatiranog za jedan protokol mogu biti u formatu nekog drugog povezanog protokola (metoda koja se zove enkapsulacija).
Protokoli obično dijele svaki paket na tri dijela - zaglavlje, teret i podnožje. Neki protokoli, poput IP-a, ne koriste podnožja. Zaglavlja i podnožja paketa sadrže kontekstualne informacije potrebne za podršku mreže, uključujući adrese uređaja koji šalju i primaju. Korisni teret sadrži podatke koji se prenose.
Zaglavlja ili podnožja često uključuju posebne podatke za poboljšanje pouzdanosti i performansi mrežnih veza, kao što su brojači koji prate redoslijed slanja poruka i kontrolni zbrojevi koji pomažu mrežnim aplikacijama da otkriju oštećenje podataka ili neovlaštene promjene.
Kako mrežni uređaji koriste protokole
Operativni sistemi mrežnih uređaja uključuju ugrađenu podršku za neke mrežne protokole nižeg nivoa. Svi moderni operativni sistemi desktop računara podržavaju Ethernet i TCP/IP, na primjer. Mnogi pametni telefoni podržavaju Bluetooth i protokole iz porodice Wi-Fi. Ovi protokoli se povezuju na fizička mrežna sučelja uređaja, kao što su njegovi Ethernet portovi i Wi-Fi ili Bluetooth radio.
Mrežne aplikacije podržavaju protokole višeg nivoa koji komuniciraju sa operativnim sistemom. Web pretraživač, na primjer, prevodi adrese poput https://lifewire.com/ u HTTP pakete koji sadrže podatke koje web server može primiti i poslati natrag ispravnu stranicu. Prijemni uređaj je odgovoran za ponovno sklapanje pojedinačnih paketa u originalnu poruku uklanjanjem zaglavlja i podnožja i spajanjem paketa u ispravnom redoslijedu.
