Protokollarkitektur avser den strukturella organisationen och utformningen av kommunikationsprotokoll som används i datornätverk. Det ger ett ramverk för att förstå hur olika lager av protokoll interagerar och hur de tillhandahåller tillförlitlig kommunikation mellan enheter över ett nätverk.
En typisk protokollarkitektur består av flera lager, vart och ett med specifika ansvarsområden och funktioner. Dessa lager kan delas in i två breda kategorier:
1. Applikationslager: Detta lager ansvarar för att tillhandahålla tjänster och applikationer till användare. Den innehåller protokoll och standarder för specifika applikationer, såsom e-post (SMTP), webbsurfning (HTTP), filöverföring (FTP) och ljud-/videokonferenser.
2. Transportlager: Transportskiktet säkerställer tillförlitlig dataöverföring mellan enheter. Den tillhandahåller mekanismer för felkontroll, flödeskontroll och överbelastningskontroll. Nyckelprotokoll på detta lager inkluderar TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) och Stream Control Transmission Protocol (SCTP).
Under transportlagret finns det flera ytterligare lager som stödjer och underlättar nätverkskommunikation:
3. Nätverkslager: Detta lager är ansvarigt för att dirigera datapaket från en enhet till en annan över ett nätverk. Den använder adresserings- och routingprotokoll för att bestämma den bästa vägen för dataöverföring. Protokoll på detta lager inkluderar Internet Protocol (IP), Internet Control Message Protocol (ICMP) och Address Resolution Protocol (ARP).
4. Datalänklager: Datalänklagret hanterar överföring och mottagning av dataramar mellan enheter på samma fysiska nätverk. Den innehåller protokoll för inramning av data, felkorrigering och flödeskontroll. Nyckelprotokoll i detta lager är Ethernet, Wi-Fi (802.11) och High-Level Data Link Control (HDLC).
5. Fysiskt lager: Det fysiska lagret definierar nätverkets fysiska egenskaper, inklusive överföringsmediet (som kablar eller trådlöst), signalkodning, bithastigheter och synkronisering. Protokoll på detta lager inkluderar standarder för fysiska Ethernet-lager, Wi-Fi (802.11) och standarder för mobilnätverk.
Dessa lager arbetar tillsammans på ett hierarkiskt sätt, där varje lager bygger på de tjänster som tillhandahålls av lagren under det. Data överförs från applikationslagret genom transportlagret och nätverkslagret till datalänkslagret, där det överförs över det fysiska mediet. Samma process sker omvänt vid mottagning av data.
Att förstå protokollarkitekturen hjälper nätverksingenjörer, utvecklare och forskare att identifiera och felsöka nätverksproblem, designa effektiva kommunikationssystem och utveckla nya protokoll och applikationer som effektivt kan utnyttja nätverksresurser.
