Рад приветствовать вас, мои дорогие читатели и спешу вас обрадовать новой темой: «Что такое сетевой протокол?» Интерес к ней постоянно присутствует, причем на разных уровнях понимания. Кто-то вникает в тонкости существующих алгоритмов и принятых стандартов передачи данных, а другим важно понять, за счет чего вообще возможна работа разных и отдаленных устройств в одном информационном пространстве.
Итак, разберем по частям само понятие «сетевой протокол». Начнем с сети:
- Самым простым примером является соединение двух устройств по кабелю или телефонов по блютузу;
- Поднимемся на уровень выше и представим ПК, ноуты, смартфоны, ТВ, подключенные к wi-fi роутеру по одному паролю. Даже если вы не заставляете их взаимодействовать между собой, то знайте, благодаря сети это возможно;
- Следующий пример развитой локальной сети – служебная. Вы наверняка знаете, что на производстве, в офисах и в госучреждениях совместно работает множество компьютеров, подключенных к одной базе данных.
- И, наконец, наиболее развитая и самая известная сеть Internet, созданная по следующему принципу: если к единому коммутирующему узел подсоединят хотя бы по одному компоненту от разных локальных сетей, то для всех остальных их устройств появится теоретическая возможность взаимодействия между собой. А таких узлов множество, и они также объединены в единую мировую сеть.
Теперь поговорим «по протоколу». Я специально оговорился, чтоб вы представили себе беседу, для которой существуют определенные правила и порядок. Например такие: как обращаться друг к другу, на каком языке будем разговаривать, как долго может длиться речь каждого собеседника и можно ли перебивать, на какие вопросы отвечать обязательно, как быть если смысл сказанного собеседником не понятен. Такой перечень «договоренностей», установленный для «общения» (передачи данных) между отдельными, но соединенными, устройствами, и называется сетевым протоколом.
Протоколы для разных типов информации
Вышеприведенная аналогия достаточно точная, поскольку она дает представление и о таких понятиях как разные виды протоколов и их уровни. Ведь для общения по почте или по телефону существуют свои отдельные правила (виды), которые отличаются количеством и обязательных к соблюдению требований (уровни).
Подобные стандарты прописаны и для разных способов сетевого обмена данными:
- HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) хорошо известен нам по веб-серфингу. Благодаря ему мы можем не просто просматривать сайт, но и активно использовать все представляемые им возможности (переход по ссылкам, просмотр видео, проходить аутентификацию при входе в личный кабинет).
- POP3 (Post Office Protocol) и SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) относятся к наиболее востребованным, поскольку первый отвечает за взаимодействие почтовых программ с серверами, а второй контролирует этот процесс на наличие ошибок.
- FTP (File Transfer Protocol) обеспечивает взаимодействие в системе «клиент-сервер» и позволяет работать с двоичными и текстовыми файлами.
- TELNET — правила взаимодействия двух устройств, при котором с первого осуществляется удаленное управление вторым (работа с ПО, администрирование).
Имеются и другие протоколы, работающие в узкоспециализированных сферах (например DTN, созданный NASA для космической связи.
Условия для обмена данными
Созданием протоколов раньше занимались специализированные организации ISO или IEEE, а сейчас эти полномочия предоставлены IETF (в интернете) и ITU-T (в телекоммуникациях). При этом используется несколько моделей, регламентирующих порядок передачи сетевых данных. Наиболее строгие, а потому более универсальные правила прописаны для открытых систем в модели OSI (Open System Interconnection), состоящей из семи подуровней:
- Physical layer (физический) касается сугубо технических параметров линий связи (проводных, оптических, радиочастотных). Здесь может описываться длина волны, распиновка коннектора, схема коммутации нескольких устройств (хабы, медиаконверторы, ретрансляторы). В компьютере за согласование параметров по этому уровню отвечает последовательный порт или сетевая карта (адаптер).
- Data Link layer (канальный, в виде программного драйвера) поверят наличие связи между устройствами, осуществляет ее проверку с помощью тестовых команд и сообщает о характере обнаруженной ошибки. Этот уровень состоит из системы адресного доступа MAC (Media Access Control) для множества сетевых ПК, и LLC (Logical Link Control) обеспечивающего стабильность обмена данными.
- Network layer (сетевой), определяет заданный или оптимальный маршрут по каналам обмена информацией, преобразует логические адреса в их физические аналоги и отвечает за надежность коммутации. Функционально реализован в маршрутизаторе.
- Transport layer (транспортный) системный механизм передачи данных и контроля результата. С целью максимальной эффективности, использует пакетный протокол, при котором информация передается отдельными блоками оптимального размера (для этого файлы либо разбиваются, либо объединяются). Это позволяет не только обнаружить ошибку доставки, но и оперативно исправить ее, повторно переслав нужные пакеты.
- Session layer (сеансовый) регламентирует взаимодействие при одновременном решении нескольких задач. Протокол задает порядок их выполнения, согласование взаимных запросов, и определяет степень выполнения запущенных процессов. При необходимости создает корректное завершение сеанса или его автоматическое восстановление при переходе в активный режим.
- Presentation layer (уровень представления) занимается перекодированием данных в сетевой формат передачи, соответствующий конкретному типу линии. Преобразованию подвергаются не только файлы, но и передаваемые по сети команды и сигналы. На входе в устройство, производится обратное декодирование. Это важно не только для работы системы, но и для безопасности информации.
- Application layer (верхний, прикладной) служит для непосредственного взаимодействия пользователя с сетевыми ресурсами и службами (выполнение запросов, электронная почта, скачивание файлов). В том числе позволяет выполнять функции администрирования и контролировать уровень доступа. Напрямую работает с разными видами протоколов (pop3, http).
Стек протоколов OSI считается более современным, и новые проекты создаются на базе прописанных в нм требований. Более ранняя модель TCP / IP модель базировалась на уже действующих в сети интернет стандартах, поэтому в ней задействованы только канальный, сетевой, транспортный и прикладной уровни.
Как видите, сетевой протокол это достаточно сложные правила, однако именно благодаря их универсальности и детализации разработчики могут создавать продукт, стабильно работающий с разными каналами, устройствами и типами передаваемой информации.
Надеюсь, что изложенная мной информация, поможет лучшему пониманию процесса обмена данными по сети, или сориентирует вас в тематическом направлении, представляющем наибольший интерес.
Рад был общению с вами, мои дорогие друзья, но буду прощаться.
Удачи всем, до новых встреч.
