Протоколы - это специальные стандарты, которые обеспечивают совместимость программ и данных (программы поддержки протоколов) и аппаратных средств (аппаратные протоколы) при взаимодействии компьютеров в сетях. Программы поддержки протоколов часто называют просто «протокол», а функции поддержки аппаратных протоколов физически выполняют специальные устройства - интерфейсы (разъемы, кабели и т.п.).
Главным международным стандартом сетевых взаимодействий, принятым в 1983 году является базовая семиуровневая эталонная модель взаимосвязи открытых систем. Она получила название протокол TCP/IP (Trans-fere Communication Protocol /Internet Protocol). Каждому уровню в модели соответствуют различные сетевые операции, оборудование и протоколы.
Рассмотрим функции, которые выполняет каждый из семи уровней:
1-й, физический уровеньосуществляет физические соединения для передачи данных между объектами, а также кодирование и декодирование данных;
2-й, уровень звена данных (канальный)управляет передачей данных по каналу
3-й, сетевой уровень«прокладывает» путь между системой отправителем и системой адресатом, обеспечивает маршрутизацию сообщения;
4-й, транспортный уровеньуправляет передачей информации по этому пути.
5-й, сеансовый уровеньпредназначен для организации и управления сеансами взаимодействия прикладных процессов (обменом данными);
6-й, уровень представления данных (представительный) подготавливает информацию в таком виде, в каком требуют прикладные процессы. Так, если, например, используется дисплей, то информация формируется в виде страницы с заданным числом строк определенной длины;
7-й, прикладной уровеньсвязан с прикладными процессами, обеспечивает соответствующий сервис пользователю (http, ftp, smtp).
Теперь остановимся на способах передачи данных в сетях.
Данные обычно содержатся в больших по размерам файлах. Однако, существует две причины, затрудняющие передачу больших блоков данных. Во-первых, такой блок, отправляемый с одного компьютера, заполняет весь канал и «связывает» работу всей сети, т.е. препятствует взаимодействию остальных компонентов сети. Во-вторых, возникновение ошибок при передаче крупных блоков приведет к повторной передаче всего блока. По этим причинам файлы разбивают на небольшие управляемые пакеты или кадры.
Пакет - основная единица информации в компьютерных сетях. При разбиении файлов на пакеты скорость их передачи возрастает настолько, что каждый компьютер в сети получает возможность передавать и принимать данные практически одновременно с остальными компьютерами. На компьютере - получателе пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для восстановления исходного файла.
При разбиении файлов на пакеты сетевая операционная система добавляет к каждому пакету специальную управляющую информацию. Она обеспечивает:
• Передачу исходных данных небольшими пакетами (от 512 байт до 4 Кбайт);
• Сбор данных в надлежащем порядке на компьютере - получателе;
• Проверку данных на наличие ошибок;
Пакеты могут содержать различные сведения:
• Собственно передаваемую информацию;
• Данные и команды, управляющие компьютером;
• Коды управления сеансом;
• Адрес источника и адрес получателя;
• Инструкцию о маршруте пакета;
Компоненты пакета группируются в три раздела: заголовок, данные и трейлер. В заголовке передается сигнал о передаче пакета, адрес отправителя и получателя и синхронизирующий сигнал. Вторая часть пакета — передаваемые данные. Трейлер содержит информацию для проверки ошибок (контрольную сумму пакета).