Правила

Все методы связи имеют три общих элемента: источник сообщения (отправитель), адресат сообщения (получатель) и канал. Отправка сообщения регулируется правилами, называемыми протоколами. Протоколы должны включать: идентифицированные отправитель и получатель, общий язык и грамматику, скорость и сроки доставки, а также требования подтверждения. Сетевые протоколы определяют параметры кодирования, форматирования, инкапсуляции, размера, синхронизации и доставки сообщений. Кодирование — это процесс преобразования информации в форму, приемлемую для последующей передачи. Декодирование — обратный процесс, в результате которого информация преобразуется в исходный вид. Формат зависит от типа сообщения и канала доставки. Синхронизация ― включает способ доступа, управление процессами и время ожидания ответа. Параметры доставки сообщений включают одноадресную, многоадресную и широковещательную рассылку.

Протоколы

Протоколы реализуются конечными устройствами и промежуточными устройствами в программном, аппаратном или обоих вариантах. Сообщение, отправляемое по компьютерной сети, обычно требует использования нескольких протоколов, каждый из которых имеет свои собственные функции и формат. Каждый сетевой протокол имеет свою функцию, формат и правила связи. Семейство протоколов Ethernet включает IP, TCP, HTTP и многие другие. Протоколы обеспечивают защиту данных, обеспечивая проверку подлинности, целостность данных и шифрование данных: SSH, SSL и TLS. Протоколы позволяют маршрутизаторам обмениваться информацией о маршруте, сравнивать информацию о маршруте, а затем выбирать оптимальный путь к сети назначения: OSPF и BGP. Протоколы используются для автоматического обнаружения устройств или служб: DHCP и DNS. Компьютеры и сетевые устройства используют согласованные протоколы, которые обеспечивают следующие функции: адресация, надежность, управление потоком, последовательность, обнаружение ошибок и интерфейс приложения.

Наборы протоколов

Группа взаимосвязанных протоколов, необходимых для выполнения коммуникаций, называется набором протоколов. Стек протоколов показывает, как отдельные протоколы реализованы в одном наборе. Начиная с 1970-х годов было несколько различных пакетов протоколов, некоторые из которых были разработаны организацией по стандартизации, а другие разработаны различными поставщиками. Протоколы TCP/IP работают на транспортном, сетевом уровнях и уровне приложений. TCP/IP - это набор протоколов, используемый современными сетями и интернетом. TCP/IP предлагает поставщикам и производителям два важных аспекта: открытый набор стандартных протоколов и набор протоколов на основе стандартов. Процесс передачи пакетов протоколов TCP/IP позволяет осуществлять такие процессы, как инкапсулирование веб-сервера и отправка веб-страницы клиенту, а также деинкапсулирование веб-страницы клиентом для отображения в веб-браузере.

Организации по стандартизации

Открытые стандарты способствуют совместимости, конкуренции и инновациям. Организации по стандартизации обычно являются независимыми от поставщиков некоммерческими организациями, созданными для разработки и продвижения концепции открытых стандартов. Различные организации несут разные обязанности по продвижению и созданию стандартов для Интернета, в том числе: ISOC, IAB, IETF и IRTF. Организации по стандартизации, разрабатывающие и поддерживающие TCP/IP, включают: ICANN и IANA. Организации по стандартам электронных и коммуникационных стандартов включают в себя: IEEE, EIA, TIA и ITU-T.

эталонные модели

Две эталонные модели, которые используются для описания сетевых операций: OSI и TCP/IP. Модель OSI состоит из семи уровней:

7 - Уровень приложений

6 - Уровень представления

5 - Сеансовый уровень

4 - Транспортный уровень

3 - Сетевой уровень.

2 - Канальный уровень

1 - Физический уровень

Модель TCP/IP состоит из четырех уровней.

4 - Прикладной уровень

3 - Транспортный уровень

2 - Межсетевой уровень

1 - Уровень сетевого доступа

Инкапсуляция данных

Сегментация сообщения предоставляет два основных преимущества.

• Путем отправки более мелких отдельных фрагментов из источника в место назначения можно чередовать много разных цепочек сообщений в сети. Это называется мультиплексированием.
• Сегментация позволяет повысить надежность сетевого взаимодействия. Если какую-либо часть сообщения не удается доставить к месту назначения, необходимо будет повторно передать только недостающие части сообщения.

TCP отвечает за последовательность отдельных сегментов. Форма, которую принимает массив данных на каждом из уровней, называется протокольным блоком данных (PDU). В ходе инкапсуляции каждый последующий уровень инкапсулирует PDU, полученную от вышестоящего уровня в соответствии с используемым протоколом. При отправке сообщения по сети процесс инкапсуляции идет от верхнего уровня к нижнему. Обратный процесс на принимающем узле называется деинкапсуляцией. Деинкапсуляция — это процесс удаления одного или нескольких заголовков принимающим устройством. По мере продвижения данных по стеку к приложениям для конечных пользователей они деинкапсулируются.

Доступ к данным

Сетевой и канальный уровни отвечают за доставку данных с устройства-источника на устройство назначения. Протоколы на обоих уровнях содержат адреса источника и места назначения, но эти адреса служат разным целям.

• Адрес источника и места назначения сетевого уровня - необходим для доставки IP-пакета от источника к месту назначения в той же или в удаленной сети.
• Адрес источника и места назначения канального уровня - необходим для доставки кадра канала данных от одной сетевой интерфейсной платы (NIC) к другой сетевой интерфейсной плате в той же сети.

Адреса сетевого уровня, или IP-адреса, представляют собой сетевые адреса источника и места назначения. IP-адрес содержит две части: сетевую часть (IPv4) или префикс (IPv6) и часть узла (IPv4) или идентификатор интерфейса (IPv6). Если отправитель и получатель IP-пакета находятся в одной и той же сети, кадр канала данных отправляется напрямую принимающему устройству. В сети Ethernet адреса канала данных называются MAC-адресом (Media Access Control) Ethernet. Если отправитель и получатель пакета находятся в разных сетях, IP-адреса источника и места назначения будут представлять узлы в разных сетях. Кадр Ethernet нужно выслать на другое устройство: маршрутизатор или шлюз по умолчанию.