För att slutenheter ska kunna kommunicera över ett nätverk måste de följa samma uppsättning regler. Dessa regler kallas protokoll, och de används för att säkerställa att kommunikationen sker på ett ordnat och tillförlitligt sätt. Protokoll fyller många viktiga funktioner i ett nätverk och är grunden för all digital kommunikation.
Ett nätverksprotokoll definierar både ett gemensamt format och en tydlig uppsättning regler för hur meddelanden utbyts mellan enheter. Dessa protokoll kan vara implementerade i mjukvara, hårdvara eller en kombination av båda, och används av både slutenheter och mellanliggande enheter som routrar och switchar. Varje protokoll har sitt eget syfte, sin egen struktur och sina egna regler för hur kommunikationen ska ske.
Tabellen nedan listar de olika typer av protokoll som behövs för att möjliggöra kommunikation över ett eller flera nätverk:
| Protokolltyp | Beskrivning |
|---|---|
| Nätverks kommunikationsprotokoll | Dessa protokoll gör det möjligt för två eller flera enheter att kommunicera över ett eller flera nätverk. Inom Ethernet-familjen finns en mängd protokoll, exempelvis IP (Internet Protocol), TCP (Transmission Control Protocol) och HTTP (HyperText Transfer Protocol). Tillsammans med många andra protokoll utgör de grunden för nätverkskommunikation. |
| Nätverkssäkerhetsprotokoll | Dessa protokoll skyddar data genom att tillhandahålla autentisering, integritet och kryptering. Exempel är SSH (Secure Shell), SSL (Secure Sockets Layer) och TLS (Transport Layer Security). De används för att förhindra obehörig åtkomst och för att säkerställa att informationen inte manipuleras under överföring. |
| Routing-protokoll | Dessa protokoll gör det möjligt för routrar att utbyta information om tillgängliga vägar, jämföra olika rutter och välja den bästa vägen till ett destinationsnätverk. Vanliga exempel är OSPF (Open Shortest Path First) och BGP (Border Gateway Protocol), som båda är avgörande för hur trafiken styrs i stora nätverk och på internet. |
| Tjänsteupptäckts protokoll | Dessa protokoll används för att automatiskt upptäcka enheter eller tjänster i ett nätverk. Ett exempel är DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), som dynamiskt tilldelar IP-adresser, samt DNS (Domain Name System), som översätter domännamn till IP-adresser. Utan dessa protokoll skulle nätverksresurser vara mycket svårare att hantera och använda. |
Nätverksprotokollens funktioner
Nätverks kommunikationsprotokoll ansvarar för en rad funktioner som är avgörande för att slutenheter ska kunna utbyta information på ett tillförlitligt sätt. Tänk till exempel på frågan: Hur kan en dator skicka ett meddelande, via flera olika nätverksenheter, hela vägen fram till en server?
För att detta ska fungera används ett antal gemensamt överenskomna protokoll som hanterar information i paketets header. Varje protokoll fyller en specifik uppgift i kommunikationen. Tabellen nedan visar de viktigaste funktionerna som dessa protokoll tillhandahåller:
| Funktion | Beskrivning |
|---|---|
| Adressering | Identifierar avsändaren och mottagaren av meddelandet med hjälp av ett definierat adresseringssystem. Exempel är Ethernet, IPv4 och IPv6. |
| Tillförlitlighet | Ger mekanismer för garanterad leverans ifall meddelanden tappas bort eller skadas under överföring. TCP tillhandahåller denna funktion. |
| Flödeskontroll | Säkerställer att data skickas i en effektiv takt mellan två enheter. TCP används för flödeskontroll. |
| Sekvensering | Unikt märker varje överfört segment av data. Mottagande enhet använder denna information för att sätta ihop data i rätt ordning, även om paket förloras eller anländer i fel ordning. TCP tillhandahåller sekvensering. |
| Fel detektering | Används för att avgöra om data skadats under överföring. Exempel är Ethernet, IPv4, IPv6 och TCP. |
| Applikations interface | Innehåller information för process-till-process-kommunikation mellan applikationer. Exempel: vid åtkomst till en webbsida används HTTP eller HTTPS för kommunikation mellan klient och server. |
Protokoll i allmänhet beskriver de funktioner som behövs för kommunikation över nätverket, men de specificerar inte exakt hur funktionerna utförs eller implementeras. Det kan liknas vid att köpa en bil utan instruktioner om hur man kör den.
Tillämpningen av protokoll är därför självständig och möjliggör olika kommunikationsmetoder, vilket gör att olika nätverksenheter kan kommunicera med varandra. Det enda som krävs är att de använder gemensamma protokoll, även om de kan använda olika tekniker. Dessa protokoll utformas vanligtvis som standarder. Det är viktigt att notera att en standard är en hel process som har godkänts av nätverksindustrin och stadfästs av en standardiseringsorganisation.
Exempel på standardiseringsorganisationer inkluderar Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) och Internet Engineering Task Force (IETF). Standarder säkerställer att produkter från olika tillverkare kan fungera tillsammans.
Protokollens samspel
Ett meddelande som skickas över ett datornätverk kräver oftast flera protokoll, där varje protokoll har sina egna funktioner och format. Figuren visar några vanliga nätverksprotokoll som används när en enhet skickar en förfrågan till en webbserver för att hämta en webbsida.
Protokollen fungerar på följande sätt:
- HTTP (HyperText Transfer Protocol): Styr hur en webbläsare (klient) och en webbserver interagerar. HTTP definierar innehållet och formatet på förfrågningar och svar. HTTP bygger på andra protokoll för att transportera meddelanden mellan klient och server.
- TCP (Transmission Control Protocol): Hanterar enskilda konversationer. TCP garanterar tillförlitlig leverans och sköter flödeskontroll mellan slutenheter.
- IP (Internet Protocol): Ansvarar för leverans av meddelanden från avsändare till mottagare. IP används av routrar för att vidarebefordra meddelanden över flera nätverk.
- Ethernet: Ansvarar för leverans av meddelanden från ett nätverkskort (NIC) till ett annat på samma lokala nätverk (LAN).