Účel a rozdelenie protokolov

Sieťové protokoly predstavujú súhrn dohodnutých pravidiel, ktorých dodržiavanie zaisťuje úspešnú sieťovú komunikáciu a predstavujú normy sieťovej komunikácie.

Sieťové protokoly sú úzko spojené s jednotlivými vrstvami referenčných sieťových modelov, ako model OSI, či TCP/IP a drvivá väčšina protokolov prináleží konkrétnej vrstve sieťového modelu.

Poznámka

Najviac používaný je model TCP/IP, ale v prípade číslovania vrstiev sú používané čísla modelu OSI!

Oficiálne sieťové protokoly sú definované v oficiálnych dokumentoch zvaných Request For Comments. Z pohľadu názvu sa jedná skôr o odporúčanie ako normu (ako takú), ale vo svete počítačových sietí tieto RFC i tak plnia úlohu noriem. Každý dokument RFC má pridelené svoje číslo, ktoré ho jednoznačne identifikuje.

Dokumenty RFC nie sú nemenné, postupne sa vyvíjajú a prinášajú ako definície nové, tak i zmeny, či zamietnutie, definícií platných a nestratiť sa v tom nebýva vždy jednoduché. Avšak, žiadne RFC nie je po schválení zrušené, môže však byť celé označené za zastarané a nahradené iným (novým) RFC. Normy vytvorené pomocou RFC sú (vzhľadom na absenciu akejkoľvek skutočnej sily na ich presadzovanie) až na výnimky dodržiavané a pomohli rozšíreniu internetu do dnešných celosvetových rozmerov.

Z pohľadu použitia možno sieťové protokoly rozdeliť na tri skupiny:

Prenosové protokoly

Úlohou prenosových protokolov je zaistiť prenos medzi jednotlivými strojmi alebo aplikáciami.

Jedná sa o protokoly, ktoré pracujú na tretej a/alebo štvrtej vrstve modelu OSI, menovite najmä:

  • IP/IPv6
  • TCP
  • UDP

Protokoly TCP a UDP využívajú na samotný prenos protokol IP/IPv6.

Servisné protokoly

Servisné protokoly sú protokoly, ktoré zaisťujú funkčnosť siete a/alebo poskytujú spôsob diagnostiky siete.

Tieto protokoly fungujú najmä na druhej a tretej vrstve modelu OSI, menovite najmä:

  • ICMP/ICMPv6
  • ARP
  • RARP

Existujú aj ďalšie servisné protokoly so špecifickým účelom, ktoré však často využívajú a vyššie vrstvy, napr. SPT, SPB, LLDP apod.

Aplikačné protokoly

Aplikačné protokoly zaisťujú prenos konkrétnych dát aplikácií a pracujú najmä na siedmej vrstve modelu OSI, napr.:

  • DNS
  • DHCP
  • HTTP
  • SMTP, POP, IMAP
  • FTP
  • SSH
  • a mnoho ďalších

Všetky aplikačné protokoly využívajú na nižších vrstvách služby prenosových protokolov

Smerovacie protokoly

Samostatnou skupinou sú smerovacie protokoly, ktoré zaisťujú výmenu smerovacích informácií medzi smerovačmi. Hoci ich možno, z pohľadu ich fungovania, zaradiť medzi aplikačné protokoly, vzhľadom na prenos špecifických dát by mohli patriť aj medzi prenosové a dokonca i medzi servisné protokoly.

Medzi smerovacie protokoly patrí:

  • RIP
  • OSPF
  • BGP
Protokoly TCP/IP

Pripojenie k internetu

Pripojenie do internetu ponúka v súčasnosti mnoho spoločností. Pri výbere by je okrem ceny dôležitá aj prenosová rýchlosť, tj. koľko bitov za sekundu možno týmto pripojením odoslať (upload) alebo prijať (download).

Dial-up modem

Tento typ pripojenia ponúkajú telefónne spoločnosti najmä na miestach, kde je pevná linka prakticky jediný spôsob komunikácie so svetom, na miestach veľmi vzdialených od miest a navyše bez digitálnej ústredne.

Šírka pásma je v tomto prípade do 56 kb/s (čo je len 7 kB/s), no reálne rýchlosti sú ešte menšie. Ďalšou nevýhodou je obsadenie telefónnej linky počas napojenia do internetu, to znamená, že sa nedá naraz telefonovať aj surfovať.

DSL (Digital Subscriber Line)

V prípade moderných digitálnych telefónnych ústrední je vhodnejšie použitie spojenia DSL, líšia sa podľa prenosovej rýchlosti:

  • pri ADSL dosahujú pri odosielaní do 1 Mb/s a pri prijímaní do 8 Mb/s
  • pri ADSL2+ je to pri odosielaní niečo málo nad 3 Mb/s a pri prijímaní teoreticky až 24 Mb/s
  • pri VDSL sú maximálne rýchlosti až na 100 Mb/s oboma smermi, čo je však podmienené maximálnou vzdialenosťou od digitálnej ústredne do 300 metrov a so vzdialenosťou maximálna prenosová rýchlosť klesá.

Ďalšou výhodou, oproti dial-up, je rozdelenie frekvenčného pásma, takže možno telefonovať a surfovať zároveň.

HFC (Hybrid Fiber Coax)

Ide o napojenie cez koaxiálny kábel, ktorým sa typicky prenášajú televízne programy káblových televízií. Rýchlosti sú do 30 Mb/s prijímanie a do 2 Mb/s odosielanie.

Nevýhodou je to, že tento kábel nie je napojený priamo od používateľa do smerovača, ale jednoduchým pevným spojením mnohokrát rozdvojovaný a zavedený do viacerých domácností. To znamená, že čokoľvek niektorý počítač vysiela, je šírené ku všetkým ostatným v danom vchode alebo ulici.

Ethernet LAN (Local area network)
Toto pripojenie už na rozdiel od predchádzajúcich využíva sieťové káble. Tie môžu byť metalické (typicky medené) alebo optické. Typické rýchlosti sú 10 Mb/s, 100 Mb/s, ale aj 1 až 10 Gb/s pre oba smery.
Bezdrôtové pripojenie

V kaviarňach, v škole, ale často aj doma sa využíva WLAN (Wireless LAN). V závislosti od technológie dosahuje prenosové rýchlosti 11 Mb/s (802.11b), 54 Mb/s (802.11g) alebo 300 Mb/s (802.11n), prípadne 802.11ac s rýchlosťou až 3Gb/s (pri vhodnom počte antén v zariadeniach).

Toto pripojenie má však dosah iba niekoľko desiatok metrov.

Mobilné pripojenie

Mobilní operátori ponúkajú aj pripojenie technológiami 3G, u nás konkrétne UMTS, s rýchlosťami do 384 kb/s, HSPA do 14Mb/s, HSPA+ do 84.4 Mb/s . Dosah je väčší – niekoľko málo desiatok kilometrov. Vo väčších mestách je už bežné chytiť LTE pripojenie (technológia 3.9G) s prenosovými rýchlosťami do 100 Mb/s, no teoreticky až 326 Mb/s.

Technológia 4G má stanovenú hranicu 1Gb/s pre nepohybujúce sa zariadenia. Jej predstaviteľom je LTE Advanced s deklarovanými prenosovými rýchlosťami až 3,3Gb/s [ 3 ].

Satelitné pripojenie
Špeciálnym typom bezdrôtového pripojenia je pripojenie cez satelity. Jeho hlavnou výhodou je pripojenie aj na miestach, kde nie je ani len telefónne pripojenie. Dosahované rýchlosti sú v desiatkach Mb/s, no ich nevýhodou je oneskorenie prenosu dát, ktoré sa musia dostať až k satelitu a opäť na zem, čo v prípade napojenia na geostacionárny satelit môže byť aj oneskorenie 280 ms.