Mengumpul kepingan fizikal rangkaian komputer dengan sendirinya tidak mencukupi untuk menjadikannya berfungsi; peranti yang disambungkan juga memerlukan kaedah komunikasi. Bahasa komunikasi ini dipanggil protokol rangkaian.
Tujuan Protokol Rangkaian
Tanpa protokol, peranti akan kekurangan keupayaan untuk memahami isyarat elektronik yang dihantar antara satu sama lain melalui sambungan rangkaian. Protokol rangkaian menyediakan fungsi asas ini:
- Alamatkan data kepada penerima yang betul.
- Hantar data secara fizikal dari sumber ke destinasi, dengan perlindungan keselamatan jika perlu.
- Terima mesej dan hantar respons dengan sewajarnya.
Pertimbangkan perbandingan antara protokol rangkaian dengan cara perkhidmatan pos mengendalikan mel kertas fizikal. Sama seperti perkhidmatan pos mengurus surat daripada banyak sumber dan destinasi, protokol rangkaian memastikan data mengalir di sepanjang banyak laluan secara berterusan.
Walau bagaimanapun, tidak seperti mel fizikal, protokol rangkaian menyediakan keupayaan lanjutan. Ini termasuk menghantar aliran mesej yang berterusan ke satu destinasi (dipanggil penstriman) dan membuat salinan mesej secara automatik untuk penghantaran ke berbilang destinasi serentak (dipanggil penyiaran).
Jenis Biasa Protokol Rangkaian
Tiada satu protokol wujud yang menyokong semua ciri yang diperlukan oleh setiap rangkaian komputer. Namun, setiap satu berfungsi sebagai kunci yang membuka kunci peranti atau perkhidmatan rangkaian tertentu. Protokol rangkaian yang berbeza telah dicipta selama bertahun-tahun, masing-masing cuba menyokong jenis komunikasi rangkaian tertentu.
Tiga ciri asas yang membezakan satu jenis protokol daripada yang lain ialah:
- Simplex vs. duplex: Sambungan simplex membenarkan hanya satu peranti untuk menghantar pada rangkaian. Sambungan rangkaian dupleks membolehkan peranti menghantar dan menerima data merentasi pautan fizikal yang sama.
- Berorientasikan sambungan atau tanpa sambungan: Pertukaran protokol rangkaian berorientasikan sambungan (proses dipanggil jabat tangan) alamat maklumat antara dua peranti yang membolehkan mereka meneruskan perbualan (dipanggil satu sesi). Protokol tanpa sambungan menghantar mesej individu dari satu titik ke titik lain tanpa mengambil kira mesej serupa yang dihantar sebelum atau selepas (dan tanpa mengetahui sama ada mesej berjaya diterima).
- Layer: Protokol rangkaian biasanya berfungsi bersama dalam kumpulan (dipanggil tindanan kerana rajah sering menggambarkan protokol sebagai kotak yang disusun di atas satu sama lain). Sesetengah protokol berfungsi pada lapisan bawah berkait rapat dengan cara pelbagai jenis wayarles atau kabel rangkaian berfungsi secara fizikal. Yang lain berfungsi pada lapisan yang lebih tinggi yang dipautkan dengan cara aplikasi rangkaian berfungsi, dan sesetengahnya berfungsi pada lapisan perantaraan di antaranya.
Keluarga Protokol Internet
Protokol rangkaian biasa yang digunakan awam tergolong dalam keluarga Internet Protocol. IP ialah protokol asas yang membolehkan rangkaian rumah dan rangkaian tempatan lain di seluruh internet berkomunikasi antara satu sama lain.
IP berfungsi dengan baik untuk mengalihkan mesej individu dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain. Ia tidak menyokong konsep perbualan (sambungan di mana aliran mesej boleh bergerak dalam satu atau kedua-dua arah). Protokol Kawalan Penghantaran (TCP) memanjangkan IP dengan keupayaan lapisan yang lebih tinggi ini. Oleh kerana sambungan titik ke titik adalah penting di Internet, kedua-dua protokol digandingkan bersama dan dikenali sebagai TCP/IP.
Kedua-dua TCP dan IP beroperasi di lapisan tengah susunan protokol rangkaian. Aplikasi popular di internet kadangkala telah melaksanakan protokol mereka di atas TCP/IP. Protokol Pemindahan HyperText digunakan oleh pelayar web dan pelayan di seluruh dunia. TCP/IP pula berjalan di atas teknologi rangkaian peringkat rendah seperti Ethernet. Protokol rangkaian popular lain dalam keluarga IP termasuk ARP, ICMP dan FTP.
Cara Protokol Rangkaian Menggunakan Paket
Internet dan kebanyakan rangkaian data lain berfungsi dengan menyusun data menjadi kepingan kecil yang dipanggil paket. Untuk meningkatkan prestasi komunikasi dan kebolehpercayaan, setiap mesej besar yang dihantar antara dua peranti rangkaian sering dibahagikan kepada paket yang lebih kecil oleh perkakasan dan perisian asas. Rangkaian pensuisan paket ini memerlukan paket untuk disusun dengan cara tertentu mengikut protokol yang disokong oleh rangkaian. Pendekatan ini berfungsi dengan baik dengan teknologi rangkaian moden kerana ini mengendalikan data dalam bentuk bit dan bait (digital 1s dan 0s).
Setiap protokol rangkaian mentakrifkan peraturan tentang cara paket datanya mesti disusun. Oleh kerana protokol seperti Protokol Internet sering berfungsi bersama dalam lapisan, sesetengah data yang dibenamkan di dalam paket yang diformatkan untuk satu protokol boleh dalam format beberapa protokol lain yang berkaitan (kaedah yang dipanggil enkapsulasi).
Protokol biasanya membahagikan setiap paket kepada tiga bahagian-pengepala, muatan dan pengaki. Sesetengah protokol, seperti IP, tidak menggunakan pengaki. Pengepala dan pengaki paket mengandungi maklumat kontekstual yang diperlukan untuk menyokong rangkaian, termasuk alamat peranti penghantar dan penerima. Muatan mengandungi data yang akan dihantar.
Pengepala atau pengaki selalunya menyertakan data khas untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan prestasi sambungan rangkaian, seperti pembilang yang menjejaki susunan mesej dihantar dan jumlah semak yang membantu aplikasi rangkaian mengesan kerosakan atau gangguan data.
Cara Peranti Rangkaian Menggunakan Protokol
Sistem pengendalian peranti rangkaian termasuk sokongan terbina dalam untuk beberapa protokol rangkaian peringkat rendah. Semua sistem pengendalian komputer meja moden menyokong Ethernet dan TCP/IP, contohnya. Banyak telefon pintar menyokong Bluetooth dan protokol daripada keluarga Wi-Fi. Protokol ini bersambung ke antara muka rangkaian fizikal peranti, seperti port Ethernet dan radio Wi-Fi atau Bluetooth.
Aplikasi rangkaian menyokong protokol peringkat lebih tinggi yang bercakap dengan sistem pengendalian. Pelayar web, sebagai contoh, menterjemah alamat seperti https://lifewire.com/ ke dalam paket HTTP yang mengandungi data yang boleh diterima oleh pelayan web dan menghantar semula halaman yang betul. Peranti penerima bertanggungjawab untuk memasang semula paket individu ke dalam mesej asal dengan mengalih keluar pengepala dan pengaki serta menggabungkan paket dalam urutan yang betul.
