Виды протоколов в информатике

Протокол передачи данных — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесённой в пространстве аппаратуры, соединённой тем или иным интерфейсом.

Стандартизированный протокол передачи данных также позволяет разрабатывать интерфейсы (уже на физическом уровне), не привязанные к конкретной аппаратной платформе и производителю (например, USB, Bluetooth).

Сигнальный протокол используется для управления соединением — например, установки, переадресации, разрыва связи. Примеры протоколов: RTSP, SIP. Для передачи данных используются такие протоколы как RTP.

Сетево́й протоко́л — набор правил и действий (очерёдности действий), позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи. Названия «протокол» и «стек протоколов» также указывают на программное обеспечение, которым реализуется протокол.

Новые протоколы для Интернета определяются IETF, а прочие протоколы — IEEE или ISO. ITU-T занимается телекоммуникационными протоколами и форматами.

Наиболее распространённой системой классификации сетевых протоколов является так называемая модель OSI, в соответствии с которой протоколы делятся на 7 уровней по своему назначению — от физического (формирование и распознавание электрических или других сигналов) до прикладного (интерфейс программирования приложений для передачи информации приложениями).

Сетевые протоколы предписывают правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Они строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. В настоящее время для сетевых протоколов используется модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС).

Модель OSI — 7-уровневая логическая модель работы сети. Реализуется группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней:

• на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи;
• на канальном уровне определяются правила использования физического уровня узлами сети;
• сетевой уровень отвечает за адресацию и доставку сообщений;
• транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения;
• сеансовый уровень координирует связь между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях;
• уровень представления служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в формат передачи;

В общей классификации протоколы делятся на низкоуровневые, протоколы верхнего уровня и протоколы промежуточного уровня. К промежуточному уровню относятся коммуникационные и протоколы аутентификации. Протоколами верхнего уровня являются прикладные, сеансовые протоколы и протоколы представления. Физический, канальный, сетевой и транспортный протоколы относят к низкоуровневым протоколам. [1]

Другая модель — стек протоколов TCP/IP — содержит 4 уровня:

• канальный уровень (link layer),
• сетевой уровень (Internet layer),
• транспортный уровень (transport layer),

Примеры сетевых протоколов [ править | править код ]

TCP/IP — набор протоколов передачи данных, получивший название от двух принадлежащих ему протоколов: TCP (англ. Transmission Control Protocol ) и IP (англ. Internet Protocol ) [2]

Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц между компьютерами, подключенными к одной сети.
• FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.
• POP3 (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.
• TELNET — это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ находящейся с ним в одной сети, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и так далее. На практике возможности ограничиваются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.

• DTN — протокол, предназначенный для сетей дальней космической связи IPN, которые используются NASA.

Интернет работает на основе нескольких протоколов. Они накладываются друг на друга, взаимодействуют. Понимание базовых принципов работы сети важно не только для веб-мастеров и администраторов, но и для обычных пользователей. Это упростит саму эксплуатацию, поиск неполадок и проблем. Базовый протокол Интернета не так уж сложно понять.

Что такое протокол Интернета: понятие и история создания

APRANET — сеть, когда-то созданная в США. Считается, что именно она стала прародительницей всего Интернета вообще. Эта сеть одно время даже подчинялась военным ведомствам. Суть технологии в том, что применялась пакетная технология передачи данных. То есть информация передавалась несколькими порциями. Потом их можно было воспроизвести, интерпретировать с помощью другого терминала.

Значит и тогда, и сейчас протокол Интернета — это некие правила, связанные с передачей данных между разными устройствами. Это своеобразные унифицированные настройки, благодаря которым друг с другом смогли соединяться пользователи, находящиеся в разных уголках мира. Одновременный доступ к одному и тому же ресурсу тоже стал возможным. Протоколы сети Интернет начали развиваться.

Стандарты (протокола) обмена информацией

Это тоже название определённых правил, по которым передают сведения между участниками Сети в том или ином случае. Передаваемая кодированная информация становится понятной для всех абонентов благодаря применению таких правил. Обычно к ним относят следующие явления:

• приёмы реализации по контролю;
• структура, по которой удалось построить базы данных и т. д.

Обратите внимание! Надёжность передачи информации повышается, если элементы достаточно сложные. Но скорость обработки из-за этого может уменьшаться. Какой протокол является базовым в Интернете — будет рассмотрено далее.

Важно! Практически каждый разработчик может использовать свои собственные решения. Но подобные системы доступны только ограниченному числу пользователей. Интеграция в сложные сетевые процессы обмена информацией становится недоступной.

Поэтому в международной практике используют варианты, которые можно разделить на две крупные ветки. Это уровень обычных компьютерных сетей и промышленные либо полевые линии связи. Понятие используется на практике достаточно давно.

Какими бывают протоколы Интернета

На сегодняшний день известно несколько разновидностей протоколов Интернета. Они имеют следующие обозначения:

• HTTP;
• DNS;
• ICMP;
• FTP;
• UDP;
• TCP/IP — название протокола, являющегося основным для интернет-сетей.

Обратите внимание! Различия между этими решениями кроются в уровнях назначения.

И здесь можно разделить решения по нескольким веткам:

• физические уровни. Предполагают, что соединение создаётся при помощи витой пары, оптических волокон;
• ARP-уровень с драйверами устройств;
• сетевой уровень со стандартными ICMP, IP;
• транспортный уровень — UDP и TCP;
• прикладной. Сюда входят стандартные протоколы сети Интернет типа NFS, DNS, FTP, HTTP.

ISO/OSI — система стандартизации, которая используется абсолютно для всех решений. Благодаря этому не возникает сбоев у разнообразных платформ, даже если используются разные операционные системы, оборудование поставляют разные производители. Сейчас такие детали практически не имеют значения.

Обратите внимание! Для функционирования Интернета используется протокол каждого уровня.

Основные протоколы сети Интернет

При упоминании любой сети чаще всего сейчас имеют в виду Интернет. Но, если глубже рассматривать эти явления, Интернет — не совсем отдельная сеть. Его можно назвать одним из способов передачи данных. У каждой сети свои варианты, которые контролируют работу этого элемента. Вид оборудования значения не имеет.

IP, ICMP, TCP и UDP

IP и TCP — два совершенно разных решения. Но обычно их всё равно связывают друг с другом. На практике комбинации сразу нескольких элементов встречаются достаточно часто, поскольку это позволяет наиболее эффективно решать задачи, поставленные перед пользователем. Но каждый из элементов выполняет операции на своём, отдельном уровне. Протоколы обмена файлами в Интернете имеют обозначение согласно принятым стандартам.

Обратите внимание! Когда информация передаётся по Интернету, то предполагается её разбивка по нескольким маленьким частям. Их передача идёт независимо друг от друга. Различные части проходят по разным маршрутам, благодаря чему скорость увеличивается. В месте получения сведения снова становятся единым целым. Предпринимаются дополнительные меры для того, чтобы защититься от возможных потерь.

TCP IP отвечает за создание интернет-пакетов, обратную сборку в месте получения. Он организует проверку целостности информации. Передача проходит повторно, если часть сведений всё-таки потеряна.

IP доставляет информацию по нужному адресу. У каждого компьютера, подключенного к Сети, есть свой уникальный IP-адрес.

Нужно учитывать и другие возможности:

• в каждом отправленном пакете содержится адрес доставки;
• прежде чем дойти до места назначения, пакет может пройти через большое количество маршрутизаторов;
• маршрутизация пакета к определённому устройству — вот за что отвечает интернет-пакет в данном случае;
• физических подключений между компьютерами при этом не создаётся;
• допустимо соединение с другими протоколами.

UDP — решение, подходящее для передачи сведений небольшими кусками. Применяется на практике чаще, чем TCP. Но гарантия по доставке пакетов в нужной последовательности отсутствует в этом случае. Скорость передачи при этом выше, а системных ресурсов потребляется меньше.

Обратите внимание! Применение подобного компонента актуально, если для сети важна большая пропускная способность. Или важно проследить за тем, чтобы сама доставка отнимала как можно меньше времени. Поддерживать может любые виды оборудования.

ICMP относится к более низкому уровню. Отвечает за межсетевые сообщения. Цели использования чаще всего диагностические либо сервисные. Вот лишь несколько примеров ситуаций, когда компонент актуален:

• хост или маршрутизатор не отвечает;
• запрашиваемая услуга оказывается недоступной;
• передача сообщений относительно ошибок.

Почтовые протоколы — SMTP, POP, IMAP

Свои собственные протоколы требуются, чтобы передавать и принимать сообщения по почте.

Обратите внимание! Чаще всего при отправке почты пользуются компонентом SMTP. Он также применяется, когда информация проходит между несколькими серверами. Адрес SMTP-сервера обязателен, если настраивают почтовые клиенты.

POP выбирают при получении почты с сервера почтового ящика. Есть несколько особенностей, связанных с этим направлением:

• на текущий момент действует третья версия, которая так и называется POP3;
• адрес POP3 сервера указывают, чтобы получить почту, при настройке в почтовом клиенте;
• адреса серверов SMTP и POP3 бывают разными либо одинаковыми;
• рекомендуется обращаться к почтовым провайдерам для уточнения информации.

Обратите внимание! Для передачи и доставки почты к указанным ранее решениям подключают протокол TCP.

IMAP — более функциональный тип системы для чтения почты, хотя и менее известный. Благодаря ему просто получать доступ к письмам, которые хранятся на сервере и нет необходимости что-то загружать на локальный компьютер. Очень удобный вариант, если есть несколько устройств, с которых можно получать доступ к информации. IMAP и TCP тоже работают без проблем.

Протоколы HTTP и HTTPS

HTML — так называемый язык гипертекста, который часто используют на различных страницах в Интернете. По сети эти страницы тоже передаются по определённому стандарту. Это протокол передачи гипертекста, который и обозначается как HTTP.

Основа в данном случае — технология «клиент-сервер». Инициатор подсоединения к серверу — клиент, запрашивающий определённую информацию. Сервер ожидает соединения и времени, пока запрос будет обрабатываться. После этого возвращается обратное сообщение, где указан результат.

Важно! Чаще всего встречается вариант совместной работы HTTP и TCP. На страницах используются специальные адреса, работающие с протоколом.

HTTPS — ещё один компонент, связанный с этим направлением. Он нужен для обеспечения шифрования при передаче данных, чтобы конфиденциальная информация получала дополнительную защиту. Адреса, поддерживающие протокол, имеют соответствующее обозначение.

Протокол передачи файлов — FTP

Его главное назначение — передача файлов с одного компьютера на другой. Благодаря такой технологии файлами легко управлять удалённо, без лишних телодвижений. Протокол был введён в эксплуатацию ещё до того, как появилась Всемирная паутина, это достаточно старое решение. Сейчас его основная функция — загрузка файлов на веб-серверы. Но есть и целые хранилища, которые работают только на FTP.

Какой протокол является базовым для сети Интернет

TCP/IP — самый распространённый протокол, по которому в настоящее время передаётся информация. Хранение базовой передаваемой информации обеспечивается за счёт добавления к этой схеме трёх параметров:

• повторная отправка запросов, если возникла ошибка;
• идентификатор, по которому действия подтверждают механически;
• порядковый номер для определения приоритета, очереди пересылки сведений. Называться он может по-разному.

Совокупность подобных характеристик будет работать, если в основе только IP-протокол. Он проходит несколько фаз по мере своей работы:

• фаза установки соединения;
• режим передачи;
• установление разрыва, когда процесс завершён.

О средствах настройки, проверки

В операционной системе Windows настройка протокола становится одной из самых простых операций. Достаточно зайти в меню с параметрами Сети, где выбирается соответствующий пункт. Раньше решение вопроса было более простым. Сейчас пользователи выбирают между двумя вариантами подключения:

Обратите внимание! iPv4 — вариант стандартной настройки для большинства ситуаций. IPv6 — новая версия протокола, которая до сих пор остаётся невостребованной.

Доступ к состоянию сети с помощью системного трея помогут провести проверку в случае необходимости. Значок на панели сообщит пользователю о том, доступна сеть или нет. Определение текущего статуса не доставляет проблем.

Какие ещё протоколы используются в Интернете

Помимо выше указанных, для сети существуют и другие решения. У каждого свои особенности:

• MAC, или Media Access Control отвечает за идентификацию устройств в Сети на одном из самых низких уровней. Уникальным MAC-адресом снабжается каждое приспособление, которое подключается к Сети. Эту информацию задаёт ещё производитель. Физические адреса используются в случае с локальными сетями, по которым передают сведения. Это один из немногих протоколов, до сих пор остающийся достаточно популярным.
• DNS — протокол для передачи файлов. Отвечает за преобразование в сложные IP-адреса данных, которые раньше были легко понятны и читаемы. Обратный порядок преобразования тоже работает. Благодаря этому становится просто получать доступ к сайтам с помощью доменного имени.
• SSH реализуется для удалённого управления системой с участием защищённого канала. Этот вариант для работы используют многие технологии.

Важно! При выборе того или иного метода отталкиваться нужно от того, для чего предназначен тот или иной элемент. Одинаковым остаётся способ настройки в разных операционных системах. Только в некоторых специализированных компонентах заметно отличие.

Системы Windows изначально были настроены так, чтобы в качестве универсального протокола использовать TCP/IP. Все остальные функции не настраиваются вообще либо настраиваются, но автоматически.

Чёткая определённость и структурированность — главные условия для организации правильного обмена информацией по Сети между компьютерами. По этой причине применяются различные стандарты. Первоначально для установки протоколов использовались международные соглашения. Различные задачи, типы информации, протоколы могут быть разными в зависимости от того, что нужно пользователям или самим сетям.

Обратите внимание! Настройки в большинстве случаев автоматические, никаких проблем с работой возникнуть не должно. Хотя и ручная корректировка не доставляет хлопот, если следовать простым инструкциям.

Протокол PPPoE: определение, принцип работы, отличие от L2TP, преимущества соединения, настройки на Windows 7, 10, для Debian и FreeBSD. Как удалить PPPoE-соединение, устранить ошибки некорректного подключения.

Зайти в свойства «Протокола Интернета версии 4 (TCP/IPv4)». . Базовая версия бесплатная, но за некоторые денежные средства возможно приобрести большое количество полезных услуг. Как в платном, так и бесплатном вариантах.

Интернет-серфинг, мессенджеры, социальные сети, прослушивание аудио. . Некоторые типы модемов передают только часть операций машине, базовые модуляции проводя самостоятельно. Аналоговые и кабельные модемы.

сетевой доменный выделенный

Протокол – это правила взаимодействия. Стандартные протоколы обеспечивают возможность подключения к Интернету разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.

TCP/IP – Transmission Control Protocol/Internet Protocol (Протокол управления передачей/Протокол Интернета).

Позже TCP/IP перерос свое изначальное предназначение и стал основой стремительно развивавшейся глобальной сети, ныне известной как Интернет, а также небольших сетей, использующих технологии Интернета – интранет. Стандарты TCP/IP являются открытыми и непрерывно совершенствуются.

На самом деле TCP/IP является не одним протоколом, а целым набором протоколов, работающих совместно. Он состоит из двух уровней. Протокол верхнего уровня, TCP, отвечает за правильность преобразования сообщений в пакеты информации, из которых на приемной стороне собирается исходное послание. Протокол нижнего уровня, IP, отвечает за правильность доставки сообщений по указанному адресу. Иногда пакеты одного сообщения могут доставляться разными путями.

Протокол HTTP (Hypertext Transfer Protocol – Протокол передачи гипертекста) является протоколом более высокого уровня по отношению к протоколу TCP/IP – протоколом уровня приложения. HTTP был разработан для эффективной передачи по Интернету Web-страниц. Именно благодаря HTTP мы имеем возможность созерцать страницы Сети во всем великолепии. Протокол HTTP является основой системы World Wide Web.

Вы отдаете команды HTTP, используя интерфейс броузера, который является HTTP-клиентом. При щелчке мышью на ссылке броузер запрашивает у Web-сервера данные того ресурса, на который указывает ссылка – например, очередной Web-страницы.

Чтобы текст, составляющий содержимое Web-страниц, отображался на них определенным образом – в соответствии с замыслом создателя страницы – он размечается с помощью особых текстовых меток – тегов языка разметки гипертекста (HyperText Markup Language, HTML).

Адреса ресурсов Интернета, к которым вы обращаетесь по протоколу HTTP, выглядит примерно следующим образом: http://www.cinfo.ru.

Протокол FTP (File Transfer Protocol – Протокол передачи файлов) специально разработан для передачи файлов по Интернету. Позже мы поговорим о нем подробно. Сейчас скажем лишь о том, что адрес FTP-ресурса в Интернете выглядит следующим образом: ftp://ftp.netscape.comTELNET.

С помощью этого протокола вы можете подключиться к удаленному компьютеру как пользователь (если наделены соответствующими правами, то есть знаете имя пользователя и пароль) и производить действия над его файлами и приложениями точно так же, как если бы работали на своем компьютере.

Telnet является протоколом эмуляции терминала. Работа с ним ведется из командной строки. Если вам нужно воспользоваться услугами этого протокола, не стоит рыскать по дебрям Интернета в поисках подходящей программы. Telnet-клиент поставляется, например, в комплекте Windows 98.

Чтобы дать команду клиенту Telnet соединиться с удаленным компьютером, подключитесь к Интернету, выберите в меню Пуск (Start) команду Выполнить (Run) и наберите в строке ввода, например, следующее: telnet lib.ru.

(Вместо lib.ru вы, разумеется, можете ввести другой адрес.) После этого запустится программа Telnet, и начнется сеанс связи.

WAIS расшифровывается как Wide-Area Information Servers. Этот протокол был разработан для поиска информации в базах данных. Информационная система WAIS представляет собой систему распределенных баз данных, где отдельные базы данных хранятся на разных серверах. Сведения об их содержании и расположении хранятся в специальной базе данных – каталоге серверов. Просмотр информационных ресурсов осуществляется с помощью программы – клиента WAIS.

Поиск информации ведется по ключевым словам, которые задает пользователь. Эти слова вводятся для определенной базы данных, и система находит все соответствующие им фрагменты текста на всех серверах, где располагаются данные этой базы. Результат представляется в виде списка ссылок на документы с указанием того, насколько часто встречается в данном документе искомое слово и все искомые слова в совокупности.

Даже в наши дни, когда систему WAIS можно считать морально устаревшей, специалисты во многих областях при проведении научных исследований, тем не менее, обращаются к ней в поисках специфической информации, которую не могут найти традиционными средствами.

Адрес ресурса WAIS в Интернете выглядит примерно так: wais://site.edu.

Протокол Gopher – протокол уровня приложения, разработанный в 1991 году. До повсеместного распространения гипертекстовой системы World Wide Web Gopher использовался для извлечения информации (в основном текстовой) из иерархической файловой структуры. Gopher был провозвестником WWW, позволявшим с помощью меню передвигаться от одной страницы к другой, постепенно сужая круг отображаемой информации. Программы-клиенты Gopher имели текстовый интерфейс. Однако пункты меню Gopher могли указывать и не только на текстовые файлы, но также, например, на telnet-соединения или базы данных WAIS.

Gopher переводится как "суслик", что отражает славное университетское прошлое разработчиков этой системы. Студенческие спортивные команды Университета Миннесоты носили название Golden Gophers ("Золотые суслики").

Сейчас ресурсы Gopher можно просматривать с помощью обычного Web-броузера, так как современные броузеры поддерживают этот протокол. На рис. 8, например, показано главное меню Университета Миннесоты.

Адреса информационных ресурсов Gopher имеют примерно следующий вид: gopher://gopher.tc.umn.edu.

WAP (Wireless Application Protocol) был разработан в 1997 году группой компаний Ericsson, Motorola, Nokia и Phone.com (бывшей Unwired Planet) для того, чтобы предоставить доступ к службам Интернета пользователям беспроводных устройств – таких, как мобильные телефоны, пейджеры, электронные органайзеры и др., использующих различные стандарты связи.

К примеру, если ваш мобильный телефон поддерживает протокол WAP, то, набрав на его клавиатуре адрес нужной Web-страницы, вы можете увидеть ее (в упрощенном виде) прямо на дисплее телефона. В настоящее время, подавляющее большинство производителей устройств уже перешли к выпуску моделей с поддержкой WAP, который также продолжает совершенствоваться.

Достаточно знать адрес (доменное имя) сайта. Когда вы желаете посетить нужный сайт, достаточно набрать в строке браузера аббревиатуру www (может не использоваться), далее адрес сайта и доменную зону (RU, COM, NET…). Например: www.yandex.ru. На самом деле, этот адрес в цифровом виде выглядит так: 87.250.251.11. Вот для того, чтобы не помнить магические цифры и существует служба DNS.

Служба доменных имен преобразует строки символов в IP-адреса. Механизм обработки довольно сложен, но смысл состоит в следующем. Когда пользователь набирает в адресной строке адрес веб-сайта, например: www.yandex.ru, компьютер спрашивает у известного ему сервера DNS (он прописан в настройках Интернет), какой цифровой IP-адрес соответствует этому доменному имени. “Порывшись” у себя в таблицах или сделав запрос у другого сервера DNS, он присылает искомый адрес. Далее браузер связывается с сайтом по этому IP-адресу.

Все это происходит практически мгновенно и внешне незаметно, но за этой простотой скрываются сложные программно-аппаратные решения. Представьте, если хакер получит доступ к такому серверу и сможет поменять информацию, то вместо желаемого сайта вы попадете на совершенно другой. Так можно и “отобрать” ваш домен, переписав DNS.

Процесс привязки адреса сайта (lдоменного имени) к IP-адресу веб сайта не очень сложен. Он начинается с момента регистрации доменного имени сайта. Регистратор доменов (лицо, “застолбившее” ваше доменное имя в Интернете) в своей DNS-службе “привязывает” это имя к DNS-серверу хостинг-провайдера (где физически “припаркован” сайт и все его файлы). У каждого провайдера существует два или более адресов DNS-серверов. Эти записи, например у провайдера SpaceWeb, выглядят следующим образом: ns1. spaceweb.ru, ns2. spaceweb.ru.

Еще раз хочется обратить внимание на то, что доменное имя и (набор фалов и программ) – это не одно и то же. Они связаны между собой настройкой служб DNS. У одного веб-сайта может несколько доменных имен.

Какова структура доменного имени? Адрес в компьютерной сети – это не просто набор символов. Он может состоять из трех и более частей, разделенных точками. Каждая такая часть несет в себе информативную пользу и обозначает имя сервера, название области, региона или города, а также имя страны.

И для удобного доступа нас с вами к информации на этих самых серверах мы набираем адрес URL (Uniform Resource Locators), который обычно начинается с протокола, по которому доступна та или иная часть интересующей вас информации