วิธีการทำงานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ - โปรโตคอล

การประกอบชิ้นส่วนทางกายภาพของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ด้วยตัวเองไม่เพียงพอที่จะทำให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับฟังก์ชั่นยังต้องการวิธีการสื่อสาร ภาษาสื่อสารเหล่านี้เรียกว่า โปรโตคอลเครือข่าย

วัตถุประสงค์ของโปรโตคอลเครือข่าย

หากไม่มีโปรโตคอลอุปกรณ์จะไม่มีความสามารถในการเข้าใจสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่พวกเขาส่งต่อกันผ่านการเชื่อมต่อเครือข่าย โปรโตคอลเครือข่ายรองรับฟังก์ชันพื้นฐานเหล่านี้:

• ข้อมูลที่อยู่ไปยังผู้รับที่ถูกต้อง
• ร่างกายส่งข้อมูลจากแหล่งที่มาไปยังปลายทางโดยมีการป้องกันความปลอดภัยหากจำเป็น
• รับข้อความและส่งคำตอบอย่างเหมาะสม

พิจารณาเปรียบเทียบระหว่างโปรโตคอลเครือข่ายกับบริการไปรษณีย์ที่จัดการจดหมายทางไปรษณีย์ที่มีอยู่จริง เช่นเดียวกับบริการไปรษณีย์จัดการจดหมายจากหลายแหล่งและจุดหมายปลายทางเพื่อทำโปรโตคอลเครือข่ายเก็บข้อมูลที่ไหลไปตามเส้นทางต่างๆอย่างต่อเนื่อง แต่แตกต่างจาก mail กายภาพอย่างไรก็ตามโปรโตคอลเครือข่ายยังมีความสามารถขั้นสูงบางอย่างเช่นการส่งข้อความอย่างต่อเนื่องไปยังจุดหมายปลายทาง (เรียกว่า สตรีมมิ่ง ) และการทำสำเนาของข้อความโดยอัตโนมัติและส่งไปยังปลายทางหลายแห่งในเวลาเดียวกัน (เรียกว่า broadcasting )

ชนิดทั่วไปของโปรโตคอลเครือข่าย

ไม่มีโพรโทคอลใดที่สนับสนุนคุณลักษณะทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทุกประเภท โปรโตคอลเครือข่ายชนิดต่างๆได้รับการประดิษฐ์ขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมาแต่ละกลุ่มพยายามที่จะสนับสนุนการสื่อสารเครือข่ายบางประเภท สามลักษณะพื้นฐานที่แยกแยะประเภทของโปรโตคอลหนึ่งจากอีกวิธีคือ

1. simplex เทียบกับ duplex การเชื่อมต่อ simplex ช่วยให้สามารถส่งผ่านเครือข่ายได้เพียงเครื่องเดียว ตรงกันข้ามการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบดูเพล็กซ์อนุญาตให้อุปกรณ์ส่งและรับข้อมูลผ่านทางลิงค์ทางกายภาพเดียวกัน

2. การเชื่อมต่อหรือไม่เชื่อมต่อ การแลกเปลี่ยนโปรโตคอลเครือข่ายที่มุ่งเน้นการเชื่อมต่อ (กระบวนการที่เรียกว่าการ จับมือกัน ) ข้อมูลที่อยู่ระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องที่อนุญาตให้มีการสนทนา (เรียกว่า เซสชัน ) กับแต่ละอื่น ๆ ตรงกันข้ามโปรโตคอลที่ไม่มีการเชื่อมต่อจะส่งข้อความแต่ละฉบับจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยไม่คำนึงถึงข้อความที่คล้ายกันที่ส่งมาก่อนหรือหลัง

3. ชั้น โปรโตคอลเครือข่ายมักทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม (เรียกว่า สแต็ค เนื่องจากไดอะแกรมมักแสดงถึงโปรโตคอลเป็นกล่องซ้อนอยู่ด้านบนของแต่ละอื่น ๆ ) โปรโตคอลบางตัวทำงานที่ชั้นล่างที่เชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดกับวิธีการต่างๆของสายหรือ สายเคเบิลเครือข่าย ทางร่างกาย คนอื่น ๆ ทำงานในชั้นที่สูงขึ้นที่เชื่อมโยงกับการใช้งานเครือข่ายและการทำงานที่ระดับกลางระหว่าง

ครอบครัวโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต

โปรโตคอลเครือข่ายที่พบมากที่สุดในการใช้งานสาธารณะเป็นของครอบครัว โพรโทคอลอินเทอร์เน็ต (IP) IP เป็น โปรโตคอลพื้นฐาน ที่ช่วยให้เครือข่ายภายในบ้านและเครือข่ายท้องถิ่นอื่น ๆ บนอินเทอร์เน็ตสามารถสื่อสารกันได้

IP ทำงานได้ดีสำหรับการย้ายแต่ละข้อความจากเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง แต่ไม่สนับสนุนแนวคิดเรื่องการสนทนา (การเชื่อมต่อซึ่งสตรีมข้อความสามารถเดินทางไปในทิศทางเดียวหรือสองทิศทาง) โปรโตคอลการควบคุมการรับส่ง (TCP) ขยาย IP ด้วยความสามารถในชั้นที่สูงกว่านี้และเนื่องจากการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดเป็นสิ่งจำเป็นบนอินเทอร์เน็ตโปรโตคอลทั้งสองมักจับคู่กันเกือบทั้งหมดและรู้จักกันในชื่อ TCP / IP

TCP และ IP ทำงานในชั้นกลางของสแต็คโปรโตคอลเครือข่าย แอ็พพลิเคชันที่ได้รับความนิยมบนอินเทอร์เน็ตบางครั้งก็ใช้โปรโตคอลของตนเองด้านบนของ TCP / IP HyperText Transfer Protocol (HTTP) ใช้โดย เว็บเบราเซอร์ และเซิร์ฟเวอร์ทั่วโลก TCP / IP ในทางกลับกันทำงานบนด้านล่างของเทคโนโลยีเครือข่ายระดับต่ำเช่น Ethernet โปรโตคอลเครือข่ายที่เป็นที่นิยมอื่น ๆ ในตระกูล IP ได้แก่ ARP , ICMP และ FTP

วิธีโปรโตคอลเครือข่ายใช้แพ็คเก็ต

อินเทอร์เน็ตและเครือข่ายข้อมูลส่วนใหญ่อื่น ๆ ทำงานโดยการจัดข้อมูลให้เป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่เรียกว่า แพ็กเก็ต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสารและความน่าเชื่อถือแต่ละข้อความขนาดใหญ่ที่ส่งระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายสองแบบมักแบ่งย่อยเป็นแพ็คเก็ตขนาดเล็กโดยใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์พื้นฐาน เครือข่ายการ สลับแพ็คเก็ต เหล่านี้จำเป็นต้องมีแพ็กเก็ตที่จะจัดการในลักษณะเฉพาะตามโปรโตคอลที่เครือข่ายสนับสนุน วิธีนี้ทำงานได้ดีกับเทคโนโลยีของเครือข่ายสมัยใหม่เนื่องจากข้อมูลทั้งหมดนี้จัดการกับข้อมูลในรูปแบบของบิตและไบต์ (ดิจิตอล '1 และ' 0 ')

โปรโตคอลเครือข่ายแต่ละตัวจะกำหนดกฎสำหรับวิธีการจัดระเบียบแพ็กเก็ตข้อมูล (จัดรูปแบบ) เนื่องจากโปรโตคอลเช่น Internet Protocol มักทำงานร่วมกันในเลเยอร์ข้อมูลบางอย่างที่ฝังอยู่ภายในแพ็คเก็ตที่จัดรูปแบบสำหรับโปรโตคอลหนึ่งอาจเป็นรูปแบบของโปรโตคอลที่เกี่ยวข้องอื่น ๆ (วิธีการที่เรียกว่า encapsulation )

โปรโตคอลมักจะแบ่งแต่ละแพ็คเก็ตออกเป็นสามส่วนส่วน หัวส่วนหัว น้ำหนักบรรทุก และ ส่วนท้าย (โปรโตคอลบางอย่างเช่น IP ไม่ใช้ส่วนท้าย) ส่วนหัวและท้ายกระดาษของ Packet มีข้อมูลตามบริบทที่จำเป็นเพื่อสนับสนุนเครือข่ายรวมถึงที่อยู่ของอุปกรณ์ส่งและรับขณะที่ข้อมูลน้ำหนักบรรจุข้อมูลจริงที่จะถูกส่ง ส่วนหัวหรือท้ายกระดาษมักมีข้อมูลพิเศษเพื่อช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือหรือประสิทธิภาพของการเชื่อมต่อเครือข่ายเช่นเคาน์เตอร์ที่ติดตามลำดับการส่งข้อความและ เช็คซัม ที่ช่วยให้แอพพลิเคชันเครือข่ายตรวจพบความเสียหายหรือการปลอมแปลงข้อมูล

วิธีอุปกรณ์เครือข่ายใช้โปรโตคอล

ระบบปฏิบัติการของอุปกรณ์เครือข่ายรวมถึงการสนับสนุนโปรโตคอลเครือข่ายระดับล่างบางส่วน ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปที่ทันสมัยสนับสนุนทั้ง Ethernet และ TCP / IP เช่นในขณะที่สมาร์ทโฟนจำนวนมากสนับสนุน บลูทู ธ และโปรโตคอลจากครอบครัว Wi-Fi โปรโตคอลเหล่านี้ในที่สุดเชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซเครือข่ายทางกายภาพของอุปกรณ์เช่น พอร์ต Ethernet และ Wi-Fi หรือวิทยุบลูทู ธ

แอพพลิเคชันเครือข่ายสนับสนุนโปรโตคอลระดับสูงกว่าที่พูดคุยกับระบบปฏิบัติการ ตัวอย่างเช่นเว็บเบราเซอร์สามารถแปลที่อยู่เช่น http: // / ลงในแพ็คเก็ต HTTP ที่มีข้อมูลที่จำเป็นที่เว็บเซิร์ฟเวอร์สามารถรับได้และจากนั้นส่งกลับเว็บเพจที่ถูกต้อง อุปกรณ์รับจะต้องรับผิดชอบในการประกอบแต่ละแพ็คเก็ตลงในข้อความต้นฉบับโดยการลอกส่วนหัวและส่วนท้ายออกและวางซ้อนข้อมูลตามลำดับที่ถูกต้อง