Протоколы
Обзор сетевых протоколов
Вы знаете, что для того, чтобы конечные устройства могли взаимодействовать по сети, каждое устройство должно соблюдать один и тот же набор правил. Эти правила называются протоколами, и они имеют много функций в сети. В этом разделе содержится обзор сетевых протоколов.
Сетевые протоколы определяют общий формат и набор правил для обмена сообщениями между устройствами. Протоколы реализуются конечными устройствами и промежуточными устройствами на программном, аппаратном или на обоих уровнях. Каждый сетевой протокол имеет свою функцию, формат и правила связи.
В таблице перечислены различные типы протоколов, которые необходимы для обеспечения связи между одной или несколькими сетями.
| Тип протокола | Описание |
|---|---|
| Сетевые протоколы связи | Протоколы позволяют двум или более устройствам обмениваться данными по одной или нескольким сетями. Семейство технологий Ethernet включает множество протоколов, таких как IP, протокол управления передачей (TCP), протокол передачи гипертекста (HTTP) и многие другие. |
| Протоколы сетевой безопасности | Протоколы обеспечивают защиту данных, обеспечивая проверку подлинности, целостность данных и шифрование данных. Примерами безопасных протоколов являются Secure Shell (SSH), Secure Sockets Layer (SSL) и Безопасность транспортного уровня (TLS). |
| Протоколы маршрутизации | Протоколы позволяют маршрутизаторам обмениваться информацией о маршруте, сравнивать информацию о пути и затем выбирать лучший путь к месту назначения. Примеры протоколов маршрутизации включают Open Shortest Path First (OSPF) и Border Gateway Protocol (BGP). |
| Протоколы обнаружения служб | Протоколы используются для автоматического обнаружения устройств или сервисов. Примеры протоколов обнаружения служб включают в себя протокол динамической конфигурации хоста (DHCP), который обнаруживает службы для распределения IP-адресов, и систему доменных имен (DNS), которая используется для выполнения преобразования имен в IP-адреса. |
Функции сетевого протокола
Протоколы сетевой связи отвечают за различные функции, необходимые для сетевой связи между конечными устройствами. Например, на рисунке, как компьютер отправляет сообщение через несколько сетевых устройств на сервер?
На рисунке показано, как протокол IPv4 может использоваться для отправки сообщения с компьютера по сети на сервер. В центре фигуры находятся три маршрутизатора, соединенных друг с другом в треугольник. Маршрутизатор слева подключен к компьютеру. Этот сервер подключен к маршрутизатору. Под ПК написано: «Я отправлю это сообщение по сети с помощью заголовка IPv4». Я могу переслать это сообщение, так как понимаю заголовок IPv4. Я могу переслать это сообщение, так как понимаю заголовок IPv4.
Компьютеры и сетевые устройства используют согласованные протоколы для связи. В таблице перечислены функции этих протоколов.
| Функция | Описание |
|---|---|
| Адресация | Это идентифицирует отправителя и предполагаемого получателя сообщения используя определенную схему адресации. Примеры протоколов, которые обеспечивают адресацию включают Ethernet, IPv4 и IPv6. |
| Надежность | Эта функция обеспечивает механизмы гарантированной доставки в случае потери или повреждения сообщений при передаче. TCP обеспечивает гарантированную доставку. |
| Управление процессами | Эта функция гарантирует, что потоки данных с эффективной скоростью между двумя коммуникативными устройствами. TCP предоставляет службы управления потоком. |
| Последовательность | Эта функция уникально маркирует каждый передаваемый сегмент данных. Приемное устройство использует информацию о последовательности для правильной сборки информации. Это полезно, если сегменты данных потеряны, отложены или получены не в том порядке. TCP предоставляет службы последовательности. |
| Обнаружение ошибок | Эта функция используется для определения, если данные были повреждены во время передачи. Различные протоколы, обеспечивающие обнаружение ошибок, включают Ethernet, IPv4, IPv6 и TCP. |
| Интерфейс приложения | Эта функция содержит информацию, используемую для межпроцессного взаимодействия между сетевыми приложениями. Например, при доступе к веб-странице протоколы HTTP или HTTPS используются для связи между клиентскими и серверными веб-процессами. |
Взаимодействие протоколов
Сообщение, отправляемое по компьютерной сети, обычно требует использования нескольких протоколов, каждый из которых имеет свои собственные функции и формат. На рисунке показаны некоторые общие сетевые протоколы, которые используются, когда устройство отправляет запрос веб-серверу на веб-страницу.
На небольшой схеме сети слева направо показан ноутбук, подключенный к интернет-облаку, который подключен к серверу. Конверт проходит по каналу между ноутбуком и облаком. Ниже конверта приведен список протоколов, используемых при отправке устройством запроса веб-страницы на веб-сервер. Текст в нижней части рисунка описывает эти протоколы и гласит: Протокол передачи гипертекста (HTTP) - Этот протокол определяет способ взаимодействия веб-сервера и веб-клиента. HTTP определяет содержание и формат запросов и ответов, которыми обмениваются клиент и сервер. Программное обеспечение и веб-клиента, и веб-сервера реализует HTTP как часть приложения. Для управления процессом передачи сообщений между клиентом и сервером HTTP обращается к другим протоколам. Протокол управления передачей (TCP) - Этот протокол управляет отдельными сеансами связи. TCP отвечает за обеспечение надежной доставки информации и управление потоком между конечными устройствами. Internet Protocol (IP) - Этот протокол отвечает за доставку сообщений от отправителя к получателю. IP используется маршрутизаторами для пересылки сообщений по сетям. Ethernet — этот протокол отвечает за доставку сообщений с одного сетевого адаптера на другой сетевой адаптер в той же локальной сети Ethernet (LAN).
