För att kommunikation ska fungera – oavsett om det är mellan människor eller datorer – behövs regler. I nätverk kallas dessa regler för protokoll. Protokollen bestämmer bland annat hur meddelanden ska formateras, skickas, tas emot och bekräftas, så att båda parter förstår varandra.

Kommunikations grunder

Nätverk varierar i storlek, form och funktion. De kan vara lika komplexa som en mängd enheter sammankopplade över internet, eller så enkla som två datorer som är direkt kopplade till varandra med en enda kabel – eller något däremellan. Men det räcker inte med en fysisk koppling, vare sig trådbunden eller trådlös, mellan enheter för att kommunikation ska kunna ske. För att kommunikation ska fungera måste enheterna veta hur de ska kommunicera.

Människor utbyter idéer med många olika metoder. Oavsett metod finns alltid tre grundläggande delar:

• Meddelande-source (avsändare) – en person eller elektronisk enhet som behöver skicka ett meddelande.
• Meddelande-destination (mottagare) – den som tar emot och tolkar meddelandet.
• Kanal – mediet som utgör vägen där meddelandet färdas från källan till mottagaren.

Kommunikationsprotokoll

Att skicka ett meddelande, vare sig det sker ansikte mot ansikte eller via ett nätverk, styrs av regler som kallas protokoll. Dessa protokoll är specifika för den kommunikationsmetod som används.

I vår vardag gäller olika regler beroende på vilken kommunikationsmetod vi använder. Reglerna för ett telefonsamtal är till exempel inte desamma som när vi skickar ett brev. Men oavsett metod behövs alltid en gemensam uppsättning regler för att kommunikationen ska fungera.

Tänk dig att två personer ska tala med varandra. Först måste de komma överens om hur de ska kommunicera – till exempel vilket språk som ska användas. Därefter måste de formulera budskapet på ett sätt som mottagaren kan förstå. Om någon använder rätt språk men med felaktig meningsbyggnad, blir budskapet svårt att tolka.

På samma sätt fungerar datornätverk. Även där krävs regler för språk, struktur och ordning – dessa regler kallas protokoll och är grunden för att kommunikationen ska bli korrekt och effektiv. Med andra ord ska de komma överens om hur de ska kommunicera och meddelandet måste formateras på ett sätt som båda förstår.

För att ett meddelande ska kunna levereras och förstås av mottagaren måste protokollen ta hänsyn till följande:

• Identifierad avsändare och mottagare.
• Ett gemensamt språk och gemensam grammatik.
• Hastighet och timing för leveransen.
• Om bekräftelse eller kvitto på mottagning krävs.

Krav på nätverksprotokoll

De protokoll som används i nätverkskommunikation har många av samma grundläggande egenskaper som mänsklig kommunikation. Utöver att identifiera source och destination definierar dator- och nätverksprotokoll detaljerna för hur ett meddelande överförs över ett nätverk. Vanliga krav på nätverks-protokoll omfattar:

• Meddelande-kodning
• Meddelande formatering och inkapsling
• Meddelande-storlek
• Meddelande-timing
• Leverans alternativ

Meddelande-kodning

Ett av de första stegen vid sändning av ett meddelande är kodning. Kodning är processen där information omvandlas till en annan accepterad form för överföring. Avkodning är den omvända processen där informationen tolkas.

Meddelande formatering och inkapsling

När ett meddelande skickas från avsändare till mottagare måste det ha en bestämd struktur.

Formatet beror på vilken typ av meddelande och vilken kanal som används för att leverera det. Ett vanligt exempel är när man skickar ett brev.

Här är korta och tydliga förklaringar av begreppen i tabellen ovan:

• Header – den inledande delen av ett paket eller en ram. Innehåller styrinformation, t.ex. avsändar- och mottagaradress, protokolltyp och annan metadata som behövs för att meddelandet ska kunna levereras korrekt.
• Payload – själva innehållet (nyttolasten). Det är den data som ska transporteras, t.ex. ett e-postmeddelande, en webbsideförfrågan eller en fil.
• Trailer – den avslutande delen av ramen/paketet. Innehåller oftast kontrollinformation, t.ex. felkontroll (CRC/FCS), som används för att verifiera att data inte skadats under överföringen.
  Analogin

På samma sätt som när man skickar ett brev måste ett meddelande som skickas över ett datornätverk följa specifika formatregler för att kunna levereras och behandlas.

Internet Protocol (IP) är ett protokoll som fungerar ungefär som kuvertet i brevexemplet. Det finns i två versioner: IPv4 och IPv6.

• IPv4 är den äldre versionen som fortfarande används mycket.
• IPv6 är den nyare versionen, framtagen för att ersätta IPv4 när adresserna tar slut.

I båda versionerna innehåller paketet flera fält med information som styr kommunikationen.
En IP-paketstruktur identifierar bland annat både source (avsändaren) och destination (mottagaren) för paketet.

IP ansvarar alltså för att skicka ett meddelande från avsändare till mottagare – även om det måste passera över flera olika nätverk på vägen.
Obs: Fälten i ett IPv6-paket (source, destination m.m.) studeras mer ingående i en senare modul.

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.

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 transmissions kanal som används. Ramar som är för långa eller för korta kommer inte att levereras.

Meddelande timing

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.

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.