В первый раз понятие «протокол» было применено в 1967 году Роджером Скэнтлбери и Китом Бартлеттом, которые выпустили меморандум A Protocol for Use in the NPL Data Communications Network («Протокол об использовании в сети передачи данных NPL»). С того времени понятие протокола расширилось, а различных вариантов наборов соглашений для передачи данных уже трудно счесть. Часть из них осталась существовать только на «бумаге», но другие плотно вошли в современную жизнь человека.
Что такое протокол передачи данных
Протокол передачи данных — набор соглашений, позволяющий совершать обмен данными меж разными компьютерами, сетями и программами.
Конкретно протоколы определяют метод передачи сообщений, обработки ошибок в сети и позволяют разрабатывать эталоны, которые не были бы привязаны к одной определенной аппаратной платформе. Сети, которые подключаются к интернету, используют для соединения протоколы.
Передача данных может осуществляться меж 2-мя и поболее объектами системы. При каждом обмене разными сообщениями употребляется определенный формат обработки данных.Каждое сообщение имеет четкое значение, нужное для получения определенного ответа из заранее сформированного ряда вероятных ответов для определенной ситуации. Потому протоколы для общения то же самое, что и алгоритмы для вычислений, ведь языки программирования обрисовывают то же самое при совершении вычислений.
Каждый из протоколов должен быть согласован с теми, кто ими пользуется. Потому для заслуги соглашения протокол вводят в технические эталоны. Обработкой протоколов и форматов для сети занимаются разные мотивированные группы и организации: IETF, IEEE, ISO, МСЭ, ТСОП.
Разновидности сетевых протоколов
При рассмотрении работы веба сеть рассматривается только в горизонтальной плоскости, обращая внимание только на верхние уровни и приложения. Но на самом деле установка соединения меж 2-мя компьютерами просит взаимодействия огромного количества вертикальных слоев и уровней.
Только из нескольких протоколов, которые работают друг поверх друга (в строгой иерархии), можно воплотить сетевое соединение. Каждый из слоев позволяет абстрагировать передаваемые данные, упрощая их для передачи на следующий уровень, чтоб в итоге приложение сумело выдать информацию в таком виде, котором ее может принимать человек.
Определено 7 уровней протоколов веба модели ISO. Они все отличаются по используемому оборудованию, хотя передаются одни и те же данные, вид которых не изменяется.
Если с устройства отправителя файл проходит путь от 1 к 7 уровню, то со стороны получателя все слои будут представлены в оборотном порядке.
Их совокупность является стеком сетевых протоколов. Как и в любой другой системе, они имеют свою иерархию, в которой уровни и представлены аналогично нижеприведенному списку. Каждый из них добавляет свою информацию к изначальному набору данных, чтоб новый уровень осознавал, что конкретно нужно делать с передаваемым пакетом.
7 уровней в соответствии с моделью OSI (Open System Interconnect), которые составляют весь путь инфы из одного устройства на другое:
- Физический уровень — это физическая среда, где происходит обмен информацией. На этом уровне находятся хабы, ретрансляторы сигналов и медиаконвертеры. По проводам подается электронный импульс, который трансформируется в бинарный код, состоящий из единиц и нулей.
- Канальный уровень — передаваемая информация поступает на хост для ее обработки. Каждое устройство имеет собственный MAC-адрес, который употребляется для конкретной идентификации. MAC-адрес состоит из 6 октетов, в которых собраны 12 шестнадцатеричных символов. Тут есть подуровень LLC, который нужен для обслуживания сетевого уровня.
- Сетевой уровень — для идентификации устройств употребляется Айпишник, с помощью которого можно подключиться и получить статус эксклюзивной единицы в глобальной сети. Основная задачка уровня — доставить информацию до адресата. Вся получаемая информация передается в пакетах, которые дальше отправляются на следующий уровень. Вот поэтому в различных онлайн-играх есть понятие Packet Loss — утрата пакетов, при которых игра начинает работать неправильно.
- Транспортный уровень — тут уже происходит формирование приобретенной инфы из пакетов в удобоваримый вид. Уровень смотрит, чтоб поступающие данные были в целостности. Для этого огромные блоки данных фрагментируются либо соединяются воединыжды, в зависимости от настроек протокола. Сети, которые подключаются к интернету, используют для соединения протоколы транспортного уровня «точка-точка».
- Сессионный уровень — проводят проверку сеанса связи и наличие прав доступа на подключение к сессии, поддерживают его поток, синхронизируют начало и конец.
- Уровень представления — на этом шаге приобретенная информация декодируется и распаковывается, чтоб браузер либо приложение могло обработать полученную информацию в понятный себе вид. Здесь же информация кодируется и сжимается, когда данные отправляются в другую сторону. Тогда отправляемые данные преобразуются в формат, удачный для помещения в пакеты.
- Прикладной уровень — регулируют взаимодействие сети и пользователя, позволяя приложениям обрабатывать, получать информацию и доступ к данным через файлы, БД и сетевые службы. Протоколы, которые задействуются тут, именуются высшими (HTML, FTP, POP3 и др.).
На каждом из уровней можно подключить свои протоколы, которые в связке друг с другом и позволяют инфы передвигаться из одного устройства в другое, чтоб в итоге попасть к аппаратному обеспечению для ее отображения человеку.
Знакомство с миром стеков протоколов было начато с ICO непопросту. Ведь рассмотрев более подробную схему легче осознать построение другой схемы, в которой одно различие — количество слоев.
При рассмотрении сетевой модели TCP/IP уровни работы сети представляются в более ординарном виде. Стек получил заглавие по двум главным протоколам, ведь они являются основной для передачи инфы в глобальной сети. Ее разработкой занималось Министерство обороны США, потому также можно услышать другое заглавие DoD (Department of Defence).
До возникновения интернет-протоколов юзеры не могли передать информацию из одной сети в другую. Потому все сети были изолированы друг от друга, не были бы объединены во Всемирную.
Но в 1970-ых появился TCP/IP, где выделяют только 4 уровня:
- Приложения (прикладной уровень) — предоставляют большинству приложений услуги для обмена данными с протоколами, присоединенными в нижних уровнях. Каждое из приложений может использовать собственный уникальный протокол интернета (HTTP для гипертекста, SMTP для почты, FTP для файлов и т. д.).
- Транспорт (транспортный уровень) — делают саму доставку пакетов, выделяются протоколы TCP (протокол управления передачей) и UDP (протокол пользовательских датаграмм). TCP отличается надежностью, гарантирует, что информация будет передана в полном объеме. UDP ненадежен, во время транспортировки быть может потеряна часть данных, употребляется в играх, потоковой передаче видео.
- Веб (межсетевой уровень) — позволяет соединить все локальные сети меж собой в глобальный веб через систему маршрутизации. Он регламентирует передачи данных снутри огромного количества сетей, предоставляя возможность межсетевого взаимодействия с помощью магистральных и пограничных маршрутизаторов.
- Соединение (канальный уровень) — предназначен, чтоб давать описания происходящему обмену информацией на уровне сетевых устройств. Позволяет найти метод передачи данных от одного устройства к другому. Данные сортируются, кодируются и разбиваются на пакеты.
Увлекательным аспектом является то, что официальный эталон RFC 1122 (конкретно на нем построен стек протоколов TCP/IP) включает в себя 4 уровня, хотя согласно учебникам (в особенности за авторством Э. Таненбаума) принято открывать 5 уровней, ведь также следует учесть физический уровень, который и становится доп. Но из-за того, что этот слой не считается официальным, рассматривать его стоит только при глубочайшем исследовании темы.
Какой является главным в сети веб
Существует множество протоколов веба и их назначение для передачи данных, которые получили обширное распространение. Каждый из них устанавливает личные правила, синтаксис, семантику, синхронизацию связи и методы устранения ошибок. Протоколы могут реализовываться средством аппаратного либо программного обеспечения, либо их комбинации.
IP (Internet Protocol) —определяет для каждого устройства эксклюзивный Айпишник, чтоб компы могли отыскать друг дружку в глобальной сети, протокол реализуется 2-мя методами: IPv4 и IPv6. Конкретно его нередко нарекают «основным в сети», хотя такое утверждение правдиво только частично.На самом деле 1-го главного протокола в сети веб не существует. Работа по передачи данных является вероятной только благодаря совмещению технологий, чтоб на каждом шаге производилась строго намеченная цель. Осознать это можно, если рассматривать сеть в вертикальной плоскости, обращая внимание на каждый из уровней.
Предназначения других протоколов
Работа интернета — это совместное внедрение огромного количества протоколов. Чтоб осознать, по какому протоколу осуществляется передача файлов в сети веб, нужно ознакомиться с кратким перечнем инструментов для глобальной сети:
- MAC (Media Access Control) — нужен для идентификации устройств в локальной сети, получая от каждого из них эксклюзивный MAC-адрес, который есть у каждого компьютера, телефона;
- ICMP (Internet Control Message Protocol) — благодаря нему устройства могут обмениваться друг с другом информационными сообщениями и ошибками, употребляется для диагностики, данные не передает;
- TCP (Transmission Control Protocol) — работает аналогично ICMP, но передает конкретно данные, отличается высочайшей надежностью, невзирая на большое количество доступных путей, ведь после передачи инфы она приводится к правильному порядку, только после чего отчаливает в приложение;
- UDP (User Datagram Protocol) — похож на TCP, также является частью транспортного уровня, но предусматривает ненадежную передачу данных, при которой быть может потеряна часть данных, но отличается высочайшей скорость работы;
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol) — запрашивает определенные ресурсы у удаленной системы, после этого сформировывает код в текст, понятный человеку, стандартный протокол сети веб, неотклонимый на всех веб-сайтах в интернете;
- FTP (File Transfer Protocol) — употребляется для передачи данных, работает с приложениями, отличается низкой безопасностью, потому не применяется для передачи принципиальной личной инфы;
- DNS (Domain Name System) — конвертирует Айпишника в простые для людского осознания доменные имена и наоборот, за счет чего можно ввести в поисковую строчку адресок веб-сайта и перейти на желаемую страничку;
- SSH (Secure Shell) — обеспечивает удаленное управление системой с использование защищенного канала.
На этом применяемые нами протоколы не ограничиваются. Они все имеют свои достоинства и недостатки, что позволяет им выполнять определенные задачки, к примеру, стремительно передавать данные, но с их частичной потерей либо создавать на сто процентов защищенное соединение с помощью шифрования.