Интерфейси и протоколи

Протоколите (протоколите) са набор от правила и процедури, регулиращи осъществяването на Взаимодействието. Протоколите са правилата и техническите процедури, които позволяват на множество компютри да комуникират помежду си, когато са в мрежа. Има много протоколи. И въпреки че всички те участват в осъществяването на комуникацията, всеки протокол има различни цели, изпълнява различни задачи, има своите предимства и ограничения.

Протоколите работят на различни нива на OSI модела. Функциите на протокола се определят от слоя, на който работи. Ако например някакъв протокол работи на физическия слой, това означава, че той осигурява преминаването на пакети през мрежовата адаптерна карта и влизането им в мрежовия кабел.

Няколко протокола могат да работят заедно. Това е така нареченият стек или набор от протоколи. Точно както мрежовите функции са разпределени във всички слоеве на OST модела, протоколите работят заедно на различни слоеве на протоколния стек. Слоевете в протоколния стек съответстват на слоевете на OSI модела. Заедно протоколите дават пълна характеристика на функциите и възможностите на стека.

Предаването на данни по мрежа, от техническа гледна точка, трябва да бъде разделено на поредица от последователни стъпки, всяка от които има свои собствени правила и процедури или протокол. Така се поддържа строга последователност в изпълнението на определени действия. Освен това тези стъпки трябва да се изпълняват в една и съща последователност на всеки компютър в мрежа. На изпращащия компютър тези действия се извършват отгоре надолу, а на получаващия компютър - отдолу нагоре.

Изпращащият компютър извършва следните действия в съответствие с протокола:

разделя данните на малки блокове, наречени пакети, с които може да работипротокол;

подготвя данни за предаване през мрежовата адаптерна карта и след това през мрежовия кабел.

Получаващият компютър, в съответствие с протокола, извършва същите действия, само в обратен ред:

получава пакети данни от мрежов кабел;

прехвърля пакети към компютъра през мрежовата адаптерна карта;

премахва от пакета цялата служебна информация, добавена от изпращащия компютър;

копира данни от пакети в буфер, за да ги комбинира в оригиналния блок от данни;

предава този блок от данни на приложението във формата, който използва.

Както изпращащият, така и получаващият компютър трябва да извършат всяко действие по един и същи начин, така че данните, получени по мрежата, да съответстват на изпратените данни. Ако, например, два протокола разделят данните на пакети, добавят информация (за последователността на пакетите, синхронизирането и за проверка на грешки) по различен начин, тогава компютър, използващ един от тези протоколи, няма да може да комуникира успешно с компютър, работещ с другия протокол.

Маршрутизирани и немаршрутизирани протоколи

До средата на 80-те години повечето локални мрежи бяха изолирани. Те обслужваха един отдел или една компания и рядко се комбинираха в големи системи. Въпреки това, когато локалните мрежи достигнаха високо ниво на развитие и обемът на предаваната от тях търговска информация се увеличи, LAN мрежите станаха компоненти на големи мрежи.

Данните, предавани от една локална мрежа към друга по един от възможните маршрути, се наричат маршрутизирани. Протоколите, които поддържат прехвърлянето на данни между мрежи по множество маршрути, се наричат протоколи за маршрутизиране. Тъй като маршрутизиранпротоколите могат да се използват за свързване на няколко локални мрежи в глобална мрежа, тяхната роля непрекъснато нараства.

Протоколи в многослойна архитектура

Няколко протокола, които работят едновременно в мрежата, осигуряват следните операции с данни:

подготовка;
трансфер;
рецепция;
Следващи действия.

Работата на различните протоколи трябва да бъде координирана, за да се избегнат конфликти или незавършени операции. Това може да се постигне чрез наслояване. Стекове от протоколи Стекът от протоколи е комбинация от протоколи. Всеки слой дефинира различни протоколи за управление на комуникационни функции или подсистеми. Всяко ниво има свой собствен набор от правила.

Както и слоевете в модела OSI, долните слоеве на стека описват правилата за взаимодействие на оборудване, произведено от различни производители. А горните слоеве описват правилата за провеждане на комуникационни сесии и интерпретиране на приложения. Колкото по-високо е нивото, толкова по-сложни стават задачите, които решава и свързаните с тези задачи протоколи.

Процесът, наречен обвързване, ви позволява да конфигурирате мрежата с достатъчна гъвкавост, т.е. смесете протоколи и NIC, както се изисква от ситуацията. Например, 2 протоколни стека, IPX/SPX и TCP/IP, могат да бъдат обвързани към един NIC. Ако компютърът има повече от една мрежова адаптерна карта, тогава пробивният стек може да бъде свързан с една или повече мрежови адаптерни карти.

Редът на обвързване определя реда, в който операционната система изпълнява протоколите. Ако множество протоколи са обвързани с една и съща NIC, редът на свързване определя реда, в който се използват протоколите, когато се опитвате даустановете връзка.

Обикновено обвързването се извършва незабавно при инсталиране на операционната система или протокола.

Например, ако TCP/IP е първият протокол в списъка за свързване, тогава той ще бъде използван при опит за установяване на връзка. Ако опитът е неуспешен, компютърът ще се опита да установи връзка, използвайки следващия протокол в списъка за свързване. Свързването не се ограничава до картографиране на стека на протокола към картата на мрежовия адаптер. Протоколният стек трябва да бъде обвързан (или свързан с компоненти, чиито нива са както над, така и под неговото ниво. Така че TCP / IP може да бъде свързан към NetBIOS Session Layer, а по-долу - към драйвера на картата на мрежовия адаптер. Драйверът от своя страна е свързан към картата на мрежовия адаптер.

Няколко стека са разработени в компютърната индустрия като стандартни модели на протоколи. Ето най-важните:

набор от ISO/OSI протоколи;
IBM System Network Architecture (SNA);
Цифров DECnet;
Novell NetWare;
Apple AppleTalk;
Набор от интернет протоколи, TCP/IP.

Протоколите на тези стекове изпълняват работа, специфична за техния слой. Комуникационните задачи, които са възложени на мрежата, водят до разделянето на протоколите на три типа:

прилагани;
транспорт;
мрежа.

Приложните протоколи работят на най-горния слой на OSI модела. Те осигуряват взаимодействие между приложенията и обмен на данни между тях. Най-популярните протоколи за приложения включват:

Транспортните протоколи поддържат комуникационните сесии между компютрите и осигуряват надежден обмен на данни между тях. Популярните транспортни протоколи включват:

Най-популярните мрежови протоколи включват:

IP	(Internet Protocol) - TCP/IP протокол за предаване на пакети;
IPX	(Internetwork Packet Exchange) - протокол на NetWare за предаване и маршрутизиране на пакети;
NetBEUI	транспортен протокол, който осигурява транспорт, данни за сесии и NetBIOS приложни услуги;
DDP	(Протокол за доставка на дейтаграми) - AppleTalk протокол за транспортиране на данни.

OSI моделът помага да се определи кои протоколи да се използват на всеки слой. Продукти от различни производители, които отговарят на този модел, могат да взаимодействат помежду си доста правилно.