Muntar les peces físiques d'una xarxa d'ordinadors per si sola és insuficient per fer-la funcionar: els dispositius connectats també requereixen un mètode de comunicació. Aquests llenguatges de comunicació s'anomenen protocols de xarxa .
Propòsit dels protocols de xarxa
Sense protocols, els dispositius no tindrien la capacitat d'entendre els senyals electrònics que envien entre si a través de connexions de xarxa. Els protocols de xarxa compleixen aquestes funcions bàsiques:
- adreceu les dades als destinataris correctes
- Transmeti físicament dades de font a destinació, amb protecció de seguretat si és necessari
- rebre missatges i enviar respostes adequadament
Considereu una comparació entre els protocols de xarxa amb com un servei postal gestiona el correu electrònic en paper. De la mateixa manera que el servei postal gestiona cartes procedents de moltes fonts i destinacions, de manera que per fer protocols de xarxa, es mantingui la transmissió de dades de manera continuada al llarg de molts camins. Tanmateix, a diferència del correu físic, els protocols de xarxa també proporcionen algunes capacitats avançades, com ara oferir un flux constant de missatges a una destinació (anomenat streaming ) i fer còpies automàtiques d'un missatge i enviar-lo a diversos destins alhora (anomenat broadcasting ).
Tipus comuns de protocols de xarxa
No existeix cap protocol que suporti totes les funcions de tot tipus de necessitats de xarxa informàtica . S'han inventat molts tipus de protocols de xarxa diferents al llarg dels anys, cadascun intentant donar suport a determinats tipus de comunicació de xarxa. Tres característiques bàsiques que distingeixen un tipus de protocol d'un altre són:
1. simplex vs. duplex . Una connexió simple permet que només un dispositiu es transmeti a una xarxa. A la inversa, les connexions de xarxa dúplex permeten als dispositius transmetre i rebre dades a través del mateix enllaç físic.
2. orientat a la connexió o sense connexió . Un intercanvi de protocols de xarxa orientat a la connexió (un procés anomenat " encaixada de mans" ) conté informació entre dos dispositius que els permeten mantenir una conversa (anomenada sessió ) entre ells. A la inversa, els protocols de connexió proporcionen missatges individuals d'un punt a un altre sense tenir en compte cap missatge similar enviat abans o després (i sense saber si els missatges són rebuts correctament).
3. capa . Els protocols de xarxa normalment treballen conjuntament en grups (anomenats piles perquè els diagrames mostren sovint protocols com a quadres apilats uns sobre altres). Alguns protocols funcionen en capes inferiors estretament lligades a la manera en què funcionen físicament diferents tipus de cablejat inalámbrico o de xarxa . Uns altres treballen en capes superiors vinculades a com funcionen les aplicacions de xarxa i algunes treballen en capes intermèdies.
La família de protocols d'Internet
Els protocols de xarxa més comuns en l'ús públic pertanyen a la família de Protocol d'Internet (IP) . L'IP és el protocol bàsic que permet que les xarxes locals i altres xarxes locals d'Internet es comuniquin entre si.
L'IP funciona bé per traslladar missatges individuals d'una xarxa a una altra, però no és compatible amb el concepte d'una conversa (una connexió sobre la qual un flux de missatges pot viatjar en una o ambdues adreces). El Protocol de control de transmissió (TCP) amplia la propietat intel · lectual amb aquesta capacitat de capa superior, i perquè les connexions punt a punt són tan essencials a Internet, els dos protocols gairebé sempre apareixen emparellats i coneguts com TCP / IP.
Tant TCP com IP operen en les capes mitjanes d'una pila de protocol de xarxa. Les aplicacions populars a Internet a vegades han implementat els seus propis protocols a més de TCP / IP. El navegador i els servidors web utilitzen el protocol de transferència HyperText (HTTP) a tot el món. TCP / IP, al seu torn, s'executa a la part superior de les tecnologies de xarxa de nivell inferior com Ethernet . Altres protocols de xarxa populars en la família d'IP inclouen ARP , ICMP i FTP .
Com s'utilitzen els paquets de protocols de xarxa
Internet i la majoria d'altres xarxes de dades funcionen mitjançant l'organització de dades en petits missatges anomenats paquets . Per millorar el rendiment i la fiabilitat de la comunicació, cada missatge més gran enviat entre dos dispositius de xarxa sovint es subdivideix en paquets més petits pel maquinari i el programari subjacents. Aquestes xarxes de commutació de paquets requereixen que els paquets s'organitzin de manera específica d'acord amb els protocols que admet la xarxa. Aquest enfocament funciona bé amb la tecnologia de les xarxes modernes, ja que tots manegen dades en forma de bits i bytes (digitals '1 i' 0 ').
Cada protocol de xarxa defineix regles sobre com s'han d'organitzar els paquets de dades (formatats). Atès que els protocols com el protocol d'Internet sovint treballen junts en capes, algunes dades incrustats dins d'un paquet formatat per a un sol protocol poden tenir el format d'algun altre protocol relacionat (un mètode anomenat encapsulació ).
Els protocols sol dividir cada paquet en tres parts: encapçalament , càrrega útil i peu de pàgina . (Alguns protocols, com ara IP, no utilitzen peus de pàgina.) Les capçaleres i els peus de paquet contenen la informació contextual necessària per donar suport a la xarxa, incloses les adreces dels dispositius d'enviament i recepció, mentre que les càrregues públiques contenen les dades reals que es transmeten. Encapçalaments o peus de pàgina també inclouen sovint algunes dades especials que ajuden a millorar la fiabilitat i el rendiment de les connexions de xarxa, com ara comptadors que fan un seguiment de l'ordre en què es van enviar missatges i comprovacions que ajuden a detectar corrupció o manipulació de dades.
Com s'utilitzen els dispositius de xarxa per a protocols
Els sistemes operatius dels dispositius de xarxa inclouen suport integrat per a alguns protocols de xarxa de nivell inferior. Tots els sistemes operatius moderns de l'ordinador d'escriptori compatibles amb Ethernet i TCP / IP, per exemple, mentre que molts telèfons intel·ligents admeten Bluetooth i protocols de la família Wi-Fi. Aquests protocols es connecten, en última instància, a les interfícies de xarxa físiques d'un dispositiu, com els ports Ethernet i les ràdios Wi-Fi o Bluetooth.
Les aplicacions de xarxa, al seu torn, admeten els protocols de nivell superior que parlen amb el sistema operatiu. Un navegador web, per exemple, és capaç de traduir adreces com http: // / en paquets HTTP que contenen les dades necessàries que un servidor web pot rebre i, al seu torn, envieu la pàgina web correcta. El dispositiu receptor s'encarrega de tornar a muntar paquets individuals al missatge original, eliminant els encapçalaments i els peus de pàgina i els paquets concatenats en la seqüència correcta.