Kommunikationsprotokoll

Syftet med ett nätverk är att möjliggöra kommunikation mellan avsändare och mottagare. För att uppnå detta måste nätverksenheterna kunna styra tekniska detaljer och följa exakta instruktioner. Liksom mänsklig kommunikation börjar processen med ett meddelande, en tanke eller information som måste formuleras korrekt innan det skickas till mottagaren. Detsamma gäller för datorer som justerar sändningen enligt regler som kallas protokoll. Dessa protokoll är specifika för varje typ av kommunikationsmetod.

Kommunikationsprocess

Bild 1: Nätverks möjliggör kommunikation

I en kommunikationsprocess identifieras de deltagande parterna först, så att de kan komma överens om hur kommunikationen ska genomföras och på vilket språk. Meddelandet måste anpassas till kommunikationssättet för att säkerställa att parterna förstår varandra. Alla sådana detaljer regleras av protokoll och överenskommelser.

Kommunikationsprocessen omfattar följande:

  • Val av kommunikationsmetod
  • Regler och protokoll
  • Verifiering av att meddelandet har mottagits och förståtts

Bilden nedan illustrerar en kommunikationsprocess mellan två personer, vilket kallas ”face-to-face” eller ”interface-to-interface” kommunikation. På svenska skulle detta kallas ”ansikte mot ansikte”. Samma princip gäller när det gäller maskiner som kommunicerar ”interface-to-interface”.

Bild 2: ”Face to face” kommunikation

Kodning

Ett av de första stegen i en kommunikationsprocess är att koda meddelandet. Kodning innebär att meddelandet formas om och anpassas för att kunna överföras från avsändare till mottagare. När det kodade meddelandet tas emot av mottagaren avkodas det till sin ursprungliga form. Kodning mellan nätverksenheter måste ske i ett lämpligt format som är anpassat till överföringsmediet. Meddelanden som skickas över nätverket omvandlas först till bitar och sedan till signaler såsom ljusvågor, elektriska pulser eller radiovågor. Mottagaren avkodar sedan signalerna tillbaka till bitar och bitarna till meddelanden.

Format och inkapsling

Bild 3: Destinationens identifiering

När ett meddelande skickas från avsändare till destination måste det följa ett specifikt format eller vara strukturerat på ett visst sätt. Formatet beror på typen av meddelande och den transmissionskanal som används för att leverera meddelandet.

Att skriva och skicka ett brev är en vanlig form av skriftlig mänsklig kommunikation. I århundraden har det överenskomna formatet för personliga brev förblivit detsamma. I många kulturer innehåller ett personligt brev följande element:

  • Mottagarens identitet
  • En hälsning
  • Meddelandeinnehållet
  • En avslutande fras
  • Avsändarens identitet
Bild 4: Avsändarens identifiering

Förutom att ha rätt format måste de flesta personliga brev placeras i ett kuvert för att kunna levereras. Kuvertet innehåller adresser till avsändaren och mottagaren som är korrekt placerade. Om destinationsadressen eller formateringen inte är korrekt kommer brevet inte att levereras.

På liknande sätt följer ett meddelande som skickas via ett datornätverk specifika regler för format och bearbetning. Precis som ett brev är inkapslat i ett kuvert för leverans, är ett datormeddelande inkapslat i ett paket (packet) och det i en ram (frame) innan det skickas över ett eller flera nätverk. Ett paket och en ram fungerar som ett kuvert och innehåller adressen till destinationen och avsändaren.

Bild 5: Inkapsling – frame

Formatet och innehållet i en ram bestäms av meddelandetypen och transmissionskanalen. Meddelanden som inte är korrekt formaterade kommer inte att levereras eller ignoreras av mottagaren.

Meddelandets storlek

En annan regel för kommunikation är meddelandets storlek. När människor kommunicerar med varandra bryts meddelanden vanligtvis ned i mindre delar. Dessa delar är begränsade till vad mottagaren kan hantera åt gången. En konversation kan bestå av flera mindre meningar för att säkerställa att varje del av meddelandet mottas och förstås. Tänk dig att prata med någon som aldrig pausar och pratar i långa meningar. Det skulle vara svårt att förstå konversationen.

Bild 6: Meddelandets storlek

På samma sätt är det nödvändigt att bryta ned ett långt meddelande i mindre delar (ramar) när det skickas från en enhet till en annan via ett nätverk. Reglerna som styr storleken på dessa delar eller ramar (frames), som skickas över nätverket, är mycket strikta och kan variera beroende på vilken transmissionskanal som används. Ramar som är för långa eller för korta kommer inte att levereras.

Meddelandets tidsstyrning

Det finns tre regler som styr tiden för meddelanden:

  1. Åtkomstmetod – Åtkomstmetoden bestämmer sändningstiden, det vill säga tiden det tar att få åtkomst till transmissionsmediet. Om två personer pratar samtidigt sker en kollision i konversationen och de måste backa och börja om, men vid olika tidpunkter. På samma sätt behöver datorer exakta instruktioner om när de ska börja skicka meddelanden och hur de ska agera vid kollisioner.
  2. Flödeskontroll – Tidsstyrningen i kommunikationen över nätverket påverkar mängden data i överföringarna och överföringshastigheten. Om en person talar för snabbt är det svårt för den andra personen att höra och förstå meddelandet samtidigt. Datorer och nätverkshanterare använder flödeskontroll mellan avsändaren och mottagaren för att möjliggöra kommunikationen i lämpliga hastigheter.
  3. Svarstiden – Om en person ställer en fråga och inte får ett svar inom en acceptabel tidsram, antar personen att inget svar kommer att komma och agerar därefter. Personen kan upprepa frågan eller fortsätta konversationen. Datorer och nätverkshanterare har också regler som anger hur länge de ska vänta på ett svar och vilka åtgärder som ska vidtas om inget svar erhålls.

Kommunikationssätt

Ett meddelande kan levereras på olika sätt. Ibland vill en person kommunicera information till en enskild individ. I andra fall kan personen behöva skicka information till en grupp människor samtidigt eller till och med till alla personer inom samma område.

Bild 7: Kommunikationssätt

Datorer på ett nätverk använder liknande leveransalternativ för att kommunicera:

  • Unicast (ett-till-ett) – Detta alternativ innebär att meddelandet endast har en enda mottagare.
  • Multicast (ett-till-många): När en dator behöver skicka ett meddelande till flera mottagare samtidigt används multicast. Meddelandet tas emot av flera mottagare samtidigt.
  • Broadcast (ett-till-alla): Om alla nätverksenheterna i nätverket behöver ta emot meddelandet samtidigt används broadcast. Meddelandet skickas till alla enheter inom nätverket.

Även om det finns skillnader mellan dessa kommunikationssätt kan vissa protokoll använda multicast för att nå alla enheter i nätverket. Dessutom kan mottagaren vara skyldig att bekräfta mottagandet av vissa meddelanden medan andra inte kräver någon bekräftelse.