Сети которые подключаются к интернету какие используют протоколы

Впервые понятие «протокол» было использовано в 1967 году Роджером Скэнтлбери и Китом Бартлеттом, которые опубликовали 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 вариаций наборов соглашений для передачи данных уже сложно счесть. Часть из них осталась существовать лишь на «бумаге», но другие плотно вошли в современную жизнь человека.

Что такое протокол передачи данных

Протокол передачи данных — набор соглашений, позволяющий совершать обмен данными между различными компьютерами, сетями и программами.

Именно протоколы определяют способ передачи сообщений, обработки ошибок в сети и позволяют разрабатывать стандарты, которые не были бы привязаны к одной определенной аппаратной платформе. Сети, которые подключаются к интернету, используют для соединения протоколы.

Передача данных может осуществляться между двумя и более объектами системы. При каждом обмене различными сообщениями используется определенный формат обработки данных.

Каждое сообщение имеет точное значение, необходимое для получения определенного ответа из заранее сформированного ряда возможных ответов для конкретной ситуации. Поэтому протоколы для общения то же самое, что и алгоритмы для вычислений, ведь языки программирования описывают то же самое при совершении вычислений.

Каждый из протоколов должен быть согласован с теми, кто ими пользуется. Поэтому для достижения соглашения протокол внедряют в технические стандарты. Обработкой протоколов и форматов для сети занимаются различные целевые группы и организации: IETF, IEEE, ISO, МСЭ, ТСОП.

Разновидности сетевых протоколов

При рассмотрении работы интернета сеть рассматривается только в горизонтальной плоскости, обращая внимание только на верхние уровни и приложения. Но на самом деле установка соединения между двумя компьютерами требует взаимодействия множества вертикальных слоев и уровней.

Только из нескольких протоколов, которые работают друг поверх друга (в строгой иерархии), можно реализовать сетевое соединение. Каждый из слоев позволяет абстрагировать передаваемые данные, упрощая их для передачи на следующий уровень, чтобы в итоге приложение смогло выдать информацию в таком виде, котором ее может воспринимать человек.

Определено 7 уровней протоколов интернета модели ISO. Все они 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 обратном 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, чтобы новый уровень понимал, что именно необходимо делать с передаваемым пакетом.

7 уровней в соответствии с моделью OSI (Open System Interconnect), которые составляют весь путь информации из одного устройства на другое:

1. Физический уровень — это физическая среда, где происходит обмен информацией. На этом уровне находятся хабы, ретрансляторы сигналов и медиаконвертеры. По проводам подается электрический импульс, который трансформируется в бинарный код, состоящий из единиц и нулей.
2. Канальный уровень — передаваемая информация поступает на хост для ее обработки. Каждое устройство имеет свой MAC-адрес, который используется для однозначной идентификации. MAC-адрес состоит из 6 октетов, в которых собраны 12 шестнадцатеричных знаков. Здесь есть подуровень LLC, который необходим для обслуживания сетевого уровня.
3. Сетевой уровень — для идентификации устройств используется IP-адрес, при помощи которого можно подключиться и получить статус уникальной единицы в глобальной сети. Главная задача уровня — доставить информацию до адресата. Вся получаемая информация передается в пакетах, которые далее отправляются на следующий уровень. Именно поэтому в различных онлайн-играх есть понятие Packet Loss — потеря пакетов, при которых игра начинает работать некорректно.
4. Транспортный уровень — здесь уже происходит формирование полученной информации из пакетов в удобоваримый вид. Уровень следит, чтобы поступающие данные были в целостности. Для этого большие блоки данных фрагментируются или объединяются, в зависимости от настроек протокола. Сети, которые подключаются к интернету, используют для соединения протоколы транспортного уровня «точка-точка».
5. Сессионный уровень — проводят проверку сеанса связи и наличие прав доступа на подключение к сессии, поддерживают его поток, синхронизируют начало и конец.
6. Уровень представления — на этом этапе полученная информация декодируется и распаковывается, чтобы браузер или приложение могло обработать полученную информацию в понятный для себя вид. Здесь же информация кодируется и сжимается, когда данные отправляются в другую сторону. Тогда отправляемые данные превращаются в формат, удобный для помещения в пакеты.
7. 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 здесь, называются высшими (HTML, FTP, POP3 и др.).

На каждом из уровней можно подключить свои протоколы, которые в связке друг с другом и позволяют информации перемещаться из одного устройства в другое, чтобы в итоге попасть к аппаратному обеспечению для ее отображения человеку.

Знакомство с миром стеков протоколов было начато с ICO неспроста. Ведь рассмотрев более подробную схему легче понять построение другой схемы, в которой одно различие — количество слоев.

При рассмотрении сетевой модели TCP/IP уровни работы сети представляются в более простом виде. Стек получил название по двум основным протоколам, ведь они являются основной для передачи информации в глобальной сети. Ее разработкой занималось Министерство обороны США, поэтому также можно услышать альтернативное название DoD (Department of Defence).

До появления интернет-протоколов пользователи не могли передать информацию из одной сети в другую. Поэтому все сети были изолированы друг от друга, не могли быть 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, подключенными в нижних уровнях. Каждое из приложений может использовать свой уникальный протокол интернета (HTTP для гипертекста, SMTP для почты, FTP для файлов и т. д.).
• Транспорт (транспортный уровень) — выполняют 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 может быть потеряна часть данных, используется в играх, потоковой передаче видео.
• Интернет (межсетевой уровень) — позволяет объединить все локальные сети между собой в глобальный интернет через систему маршрутизации. Он регламентирует передачи данных внутри множества сетей, предоставляя возможность межсетевого взаимодействия при помощи магистральных и пограничных маршрутизаторов.
• Соединение (канальный уровень) — предназначен, чтобы давать описания происходящему обмену информацией на уровне сетевых устройств. Позволяет определить способ передачи данных от одного устройства к другому. Данные сортируются, кодируются и разбиваются на пакеты.

Интересным нюансом является то, что официальный стандарт RFC 1122 (именно на нем построен стек протоколов TCP/IP) включает в себя 4 уровня, хотя согласно учебникам (в особенности за авторством Э. Таненбаума) принято раскрывать 5 уровней, ведь также следует учитывать физический уровень, который и становится дополнительным. Но из-за того, что этот слой не считается официальным, рассматривать его стоит только при глубоком изучении тематики.

Какой является основным в сети интернет

Существует множество протоколов интернета и их назначение для передачи данных, которые получили широкое распространение. Каждый из них устанавливает собственные правила, синтаксис, семантику, синхронизацию связи и методы устранения ошибок. Протоколы могут реализовываться посредством аппаратного или программного обеспечения, или их комбинации.

IP (Internet Protocol) —определяет для каждого устройства уникальный IP-адрес, чтобы компьютеры могли найти друг друга в глобальной сети, протокол реализуется двумя способами: IPv4 и IPv6. Именно его часто нарекают «основным в сети», хотя такое утверждение правдиво лишь отчасти.

На самом деле одного основного протокола в сети интернет не существует. Работа по передачи данных является возможной только благодаря совмещению технологий, чтобы на каждом этапе выполнялась строго поставленная задача. Понять это можно, если рассматривать сеть в вертикальной плоскости, обращая внимание на каждый из уровней.

Назначения других протоколов

Работа интернета — это совместное использование множества протоколов. Чтобы понять, по какому протоколу осуществляется передача файлов в сети интернет, необходимо ознакомиться с кратким списком инструментов для глобальной сети:

• MAC (Media Access Control) — необходим для идентификации устройств в локальной сети, получая от каждого из них уникальный 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, используется для диагностики, данные не передает;
• TCP (Transmission Control Protocol) — работает аналогично ICMP, но передает именно данные, отличается высокой надежностью, несмотря на большое количество доступных путей, ведь после передачи информации она приводится к правильному порядку, только после этого отправляется в приложение;
• UDP (User Datagram Protocol) — похож на TCP, также является частью транспортного уровня, но предусматривает ненадежную передачу данных, при которой может быть потеряна часть данных, но отличается высокой скорость работы;
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol) — запрашивает определенные ресурсы у удаленной системы, после чего формирует код в текст, понятный человеку, стандартный протокол сети интернет, обязательный на всех сайтах в интернете;
• FTP (File Transfer Protocol) — используется для передачи данных, работает с приложениями, отличается низкой безопасностью, поэтому не применяется для передачи важной личной информации;
• DNS (Domain Name System) — преобразует IP-адреса в простые для человеческого понимания доменные имена и наоборот, за счет чего можно ввести в поисковую строку адрес сайта и перейти на желаемую страницу;
• SSH (Secure Shell) — обеспечивает удаленное управление системой с использование защищенного канала.

На этом используемые нами протоколы не ограничиваются. Все они имеют свои преимущества и недостатки, что позволяет им выполнять определенные задачи, например, быстро передавать данные, но с их частичной потерей или создавать полностью защищенное соединение при помощи шифрования.

Последнее обновление — 23 сентября 2021 в 13:42