Компьютер желісінің физикалық бөліктерін өздігінен құрастыру оның жұмыс істеуі үшін жеткіліксіз; қосылған құрылғылар да байланыс әдісін қажет етеді. Бұл байланыс тілдері желілік протоколдар деп аталады.
Желі протоколдарының мақсаты
Протоколдарсыз құрылғылардың желі қосылымдары арқылы бір-біріне жіберетін электрондық сигналдарды түсіну мүмкіндігі болмайды. Желі протоколдары мына негізгі функцияларды орындайды:
- Дұрыс алушыларға мекенжай деректері.
- Қажет болса қауіпсіздікті қорғау арқылы деректерді көзден тағайындалған жерге физикалық түрде жіберіңіз.
- Хабарларды қабылдап, жауаптарды тиісті түрде жіберіңіз.
Пошта қызметінің физикалық қағаз поштасын қалай өңдейтінімен желілік протоколдар арасындағы салыстыруды қарастырыңыз. Пошта қызметі көптеген көздерден және тағайындаулардан келетін хаттарды басқаратын сияқты, желілік протоколдар да деректердің көптеген жолдар бойынша үздіксіз ағынын қамтамасыз етеді.
Физикалық поштадан айырмашылығы, желілік протоколдар кеңейтілген мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді. Оларға хабарлардың тұрақты ағынын бір мақсатқа жеткізу (ағындық деп аталады) және бірден бірнеше бағытқа жеткізу үшін хабардың көшірмелерін автоматты түрде жасау (хабар тарату деп аталады) кіреді.
Желі протоколдарының жалпы түрлері
Әрбір компьютерлік желіге қажет мүмкіндіктердің барлығын қолдайтын бірде-бір протокол жоқ. Дегенмен, әрқайсысы берілген желі құрылғысының немесе қызметтің құлпын ашатын кілт ретінде қызмет етеді. Әр түрлі желілік протоколдар жылдар бойы ойлап табылды, олардың әрқайсысы желілік байланыстың белгілі бір түрлерін қолдауға тырысады.
Протоколдың бір түрін екіншісінен ажырататын үш негізгі сипаттама:
- Симплексті және дуплексті: Симплексті қосылым желіде тек бір құрылғыны жіберуге мүмкіндік береді. Дуплексті желі қосылымдары құрылғыларға деректерді бір физикалық сілтеме арқылы жіберуге және қабылдауға мүмкіндік береді.
- Қосылымға бағытталған немесе қосылымсыз: Қосылымға бағытталған желі протоколы сөйлесуді жалғастыруға мүмкіндік беретін екі құрылғы арасында мекенжай ақпаратын (қол алысу деп аталатын процесс) алмастырады (деп аталады) сессия). Қосылымсыз протоколдар жеке хабарламаларды бір нүктеден екінші нүктеге дейін немесе кейін жіберілген ұқсас хабарларды есепке алмай (және хабарлардың сәтті қабылданғанын білмей) жеткізеді.
- Layer: желілік протоколдар әдетте топтарда бірге жұмыс істейді (стек деп аталады, себебі диаграммалар протоколдарды бір-бірінің үстіне жиналған қораптар ретінде бейнелейді). Кейбір протоколдар сымсыз немесе желілік кабельдердің әртүрлі түрлерінің физикалық жұмыс істеуімен тығыз байланысты төменгі деңгейлерде жұмыс істейді. Басқалары желі қолданбаларының жұмысына байланысты жоғары деңгейлерде жұмыс істейді, ал кейбіреулері олардың арасындағы аралық қабаттарда жұмыс істейді.
Интернет протоколы тобы
Жалпыға ортақ пайдаланылатын желілік протоколдар Internet Protocol тобына жатады. IP – үйдегі және интернеттегі басқа жергілікті желілердің бір-бірімен байланысуына мүмкіндік беретін негізгі протокол.
IP жеке хабарларды бір желіден екіншісіне жылжыту үшін жақсы жұмыс істейді. Ол сөйлесу тұжырымдамасын қолдамайды (хабарлар ағыны бір немесе екі бағытта қозғала алатын байланыс). Transmission Control Protocol (TCP) осы жоғары деңгей мүмкіндігімен IP кеңейтеді. Интернетте нүктеден нүктеге қосылымдар өте маңызды болғандықтан, екі протокол бірге жұпталған және TCP/IP ретінде белгілі.
TCP және IP екеуі де желілік протокол стегінің ортаңғы қабаттарында жұмыс істейді. Интернеттегі танымал қолданбалар кейде хаттамаларын TCP/IP үстіне енгізеді. Гипермәтінді тасымалдау протоколын бүкіл әлем бойынша веб-шолғыштар мен серверлер пайдаланады. TCP/IP, өз кезегінде, Ethernet сияқты төменгі деңгейлі желілік технологиялардың үстінде жұмыс істейді. IP отбасындағы басқа танымал желілік протоколдарға ARP, ICMP және FTP кіреді.
Желі протоколдары пакеттерді қалай пайдаланады
Интернет және басқа да деректер желілерінің көпшілігі деректерді пакеттер деп аталатын шағын бөліктерге ұйымдастыру арқылы жұмыс істейді. Байланыс өнімділігі мен сенімділігін жақсарту үшін екі желілік құрылғы арасында жіберілген әрбір үлкен хабар негізінен негізгі аппараттық және бағдарламалық құрал арқылы кішірек пакеттерге бөлінеді. Бұл пакеттік коммутация желілері пакеттерді желі қолдайтын хаттамаларға сәйкес арнайы тәсілдермен ұйымдастыруды талап етеді. Бұл тәсіл қазіргі желілердің технологиясымен жақсы жұмыс істейді, өйткені олар бит және байт түріндегі деректерді өңдейді (сандық 1 және 0).
Әр желілік протокол оның деректер пакеттерін ұйымдастыру ережелерін анықтайды. Интернет протоколы сияқты протоколдар жиі қабаттарда бірге жұмыс істейтіндіктен, бір протокол үшін пішімделген пакеттің ішіне енгізілген кейбір деректер басқа қатысты хаттаманың пішімінде болуы мүмкін (инкапсуляция деп аталатын әдіс).
Протоколдар әдетте әр пакетті үш бөлікке бөледі - үстіңгі деректеме, пайдалы жүктеме және төменгі деректеме. Кейбір протоколдар, мысалы, IP, төменгі деректемелерді пайдаланбайды. Пакеттің үстіңгі және төменгі деректемелері жіберу және қабылдау құрылғыларының мекенжайларын қоса алғанда, желіні қолдау үшін қажетті контекстік ақпаратты қамтиды. Пайдалы жүктемелерде жіберілетін деректер бар.
Төменгі деректемелер жиі желі қосылымдарының сенімділігі мен өнімділігін жақсарту үшін арнайы деректерді қамтиды, мысалы, хабарламалардың жіберілу ретін қадағалайтын есептегіштер және желілік қолданбаларға деректердің бұзылуын немесе бұрмалануын анықтауға көмектесетін бақылау сомасы.
Желі құрылғылары протоколдарды қалай пайдаланады
Желі құрылғыларының операциялық жүйелері кейбір төменгі деңгейлі желілік протоколдар үшін кірістірілген қолдауды қамтиды. Барлық заманауи жұмыс үстелі компьютерлерінің операциялық жүйелері, мысалы, Ethernet және TCP/IP-ті қолдайды. Көптеген смартфондар Bluetooth және Wi-Fi отбасы протоколдарын қолдайды. Бұл протоколдар құрылғының Ethernet порттары және Wi-Fi немесе Bluetooth радиосы сияқты физикалық желі интерфейстеріне қосылады.
Желі қолданбалары операциялық жүйемен сөйлесетін жоғары деңгейлі протоколдарды қолдайды. Веб-шолғыш, мысалы, https://lifewire.com/ сияқты мекенжайларды веб-сервер дұрыс бетті қабылдай алатын және кері жібере алатын деректерді қамтитын HTTP пакеттеріне аударады. Қабылдаушы құрылғы үстіңгі және астыңғы деректемелерді жою және пакеттерді дұрыс ретпен біріктіру арқылы жеке пакеттерді бастапқы хабарламаға қайта жинауға жауапты.
