Kuunganisha vipande halisi vya mtandao wa kompyuta peke yake haitoshi kuifanya ifanye kazi; vifaa vilivyounganishwa pia vinahitaji njia ya mawasiliano. Lugha hizi za mawasiliano huitwa itifaki za mtandao.
Madhumuni ya Itifaki za Mtandao
Bila itifaki, vifaa havingekuwa na uwezo wa kuelewa mawimbi ya kielektroniki wanayotuma kwenye miunganisho ya mtandao. Itifaki za mtandao hutumikia kazi hizi msingi:
- Data ya anwani kwa wapokeaji sahihi.
- Sambaza data kimwili kutoka chanzo hadi lengwa, ukiwa na ulinzi wa usalama ikihitajika.
- Pokea ujumbe na utume majibu ipasavyo.
Fikiria ulinganisho kati ya itifaki za mtandao na jinsi huduma ya posta inavyoshughulikia barua halisi za karatasi. Kama vile huduma ya posta hudhibiti barua kutoka kwa vyanzo na maeneo mengi, itifaki za mtandao huweka data kwenye njia nyingi mfululizo.
Tofauti na barua pepe halisi, hata hivyo, itifaki za mtandao hutoa uwezo wa juu. Hizi ni pamoja na kuwasilisha mtiririko wa mara kwa mara wa ujumbe kwenye eneo moja (unaoitwa utiririshaji) na kutengeneza kiotomatiki nakala za ujumbe ili kuwasilishwa maeneo mengi kwa wakati mmoja (unaoitwa utangazaji).
Aina za Kawaida za Itifaki za Mtandao
Hakuna itifaki yoyote iliyopo inayoauni vipengele vyote vinavyohitajika na mtandao wa kompyuta. Bado, kila moja hutumika kama ufunguo unaofungua kifaa au huduma fulani ya mtandao. Itifaki tofauti za mtandao zimevumbuliwa kwa miaka mingi, kila moja ikijaribu kusaidia aina fulani za mawasiliano ya mtandao.
Sifa tatu za msingi zinazotofautisha aina moja ya itifaki na nyingine ni:
- Simplex dhidi ya duplex: Muunganisho rahisi huruhusu kifaa kimoja pekee kusambaza kwenye mtandao. Miunganisho ya mtandao ya Duplex huruhusu vifaa kusambaza na kupokea data kwenye kiungo halisi sawa.
- Mwelekeo wa muunganisho au usio na muunganisho: Mabadilishano ya itifaki ya mtandao yenye mwelekeo wa muunganisho (mchakato unaoitwa kupeana mkono) maelezo ya anwani kati ya vifaa viwili vinavyoviruhusu kuendeleza mazungumzo (yanayoitwa kikao). Itifaki zisizo na muunganisho huwasilisha ujumbe mahususi kutoka sehemu moja hadi nyingine bila kuzingatia ujumbe sawia uliotumwa kabla au baada (na bila kujua kama ujumbe umepokelewa kwa mafanikio).
- Tabaka: Itifaki za mtandao kwa kawaida hufanya kazi pamoja katika vikundi (zinazoitwa rafu kwa sababu michoro mara nyingi huonyesha itifaki kama visanduku vilivyopangwa juu ya nyingine). Baadhi ya itifaki hufanya kazi katika tabaka za chini zinazofungamana kwa karibu na jinsi aina tofauti za kebo zisizotumia waya au mtandao zinavyofanya kazi. Nyingine hufanya kazi katika tabaka za juu zilizounganishwa na jinsi programu za mtandao zinavyofanya kazi, na baadhi hufanya kazi katika tabaka za kati katikati.
Familia ya Itifaki ya Mtandao
Itifaki za kawaida za mtandao zinazotumika kwa umma ni za familia ya Itifaki ya Mtandao. IP ndiyo itifaki ya msingi inayowezesha mitandao ya nyumbani na mingine ya ndani kuwasiliana kwenye mtandao.
IP hufanya kazi vyema kwa kuhamisha ujumbe mahususi kutoka mtandao mmoja hadi mwingine. Haikubaliani na dhana ya mazungumzo (muunganisho ambao mtiririko wa ujumbe unaweza kusafiri kwa njia moja au zote mbili). Itifaki ya Udhibiti wa Usambazaji (TCP) huongeza IP kwa uwezo huu wa safu ya juu. Kwa sababu miunganisho ya uhakika kwa uhakika ni muhimu kwenye intaneti, itifaki hizo mbili zimeunganishwa pamoja na hujulikana kama TCP/IP.
TCP na IP hufanya kazi katika safu za kati za rafu ya itifaki ya mtandao. Programu maarufu kwenye mtandao wakati mwingine zimetekeleza itifaki zao juu ya TCP/IP. Itifaki ya Uhamisho wa HyperText inatumiwa na vivinjari na seva za wavuti ulimwenguni kote. TCP/IP, kwa upande wake, huendesha juu ya teknolojia za kiwango cha chini cha mtandao kama vile Ethaneti. Itifaki zingine maarufu za mtandao katika familia ya IP ni pamoja na ARP, ICMP, na FTP.
Jinsi Itifaki za Mtandao Hutumia Vifurushi
Intaneti na mitandao mingine mingi ya data hufanya kazi kwa kupanga data katika vipande vidogo vinavyoitwa pakiti. Ili kuboresha utendakazi wa mawasiliano na kutegemewa, kila ujumbe mkubwa unaotumwa kati ya vifaa viwili vya mtandao mara nyingi hugawanywa katika pakiti ndogo na maunzi na programu msingi. Mitandao hii ya kubadilisha pakiti inahitaji pakiti kupangwa kwa njia maalum kulingana na itifaki ambazo mtandao unakubali. Mbinu hii inafanya kazi vyema na teknolojia ya mitandao ya kisasa kwani hii hushughulikia data katika mfumo wa biti na baiti (digital 1s na 0s).
Kila itifaki ya mtandao inafafanua sheria za jinsi pakiti zake za data zinapaswa kupangwa. Kwa sababu itifaki kama vile Itifaki ya Mtandao mara nyingi hufanya kazi pamoja katika tabaka, baadhi ya data iliyopachikwa ndani ya pakiti iliyoumbizwa kwa itifaki moja inaweza kuwa katika umbizo la itifaki nyingine inayohusiana (mbinu inayoitwa encapsulation).
Itifaki kwa kawaida hugawanya kila kifurushi katika sehemu tatu za kichwa, upakiaji na kijachini. Baadhi ya itifaki, kama IP, hazitumii kijachini. Vijajuu na vijachini vya pakiti vina maelezo ya muktadha yanayohitajika ili kusaidia mtandao, ikijumuisha anwani za vifaa vya kutuma na kupokea. Mizigo ina data ya kutumwa.
Vichwa au vijachini mara nyingi hujumuisha data maalum ili kuboresha utegemezi na utendakazi wa miunganisho ya mtandao, kama vile kaunta ambazo hufuatilia mpangilio ambapo ujumbe ulitumwa na hesabu za hundi zinazosaidia programu za mtandao kugundua upotovu au udukuzi wa data.
Jinsi Vifaa vya Mtandao Vinavyotumia Itifaki
Mifumo ya uendeshaji ya vifaa vya mtandao inajumuisha usaidizi uliojengewa ndani kwa baadhi ya itifaki za kiwango cha chini cha mtandao. Mifumo yote ya kisasa ya uendeshaji ya kompyuta ya mezani inasaidia Ethernet na TCP/IP, kwa mfano. Simu mahiri nyingi zinaunga mkono Bluetooth na itifaki kutoka kwa familia ya Wi-Fi. Itifaki hizi huunganishwa kwenye violesura halisi vya mtandao wa kifaa, kama vile bandari zake za Ethaneti na Wi-Fi au redio za Bluetooth.
Programu za mtandao zinatumia itifaki za kiwango cha juu zinazozungumza na mfumo wa uendeshaji. Kivinjari cha wavuti, kwa mfano, hutafsiri anwani kama https://lifewire.com/ katika pakiti za HTTP ambazo zina data ambayo seva ya wavuti inaweza kupokea na kutuma tena ukurasa sahihi. Kifaa kinachopokea kina jukumu la kuunganisha upya pakiti mahususi kwenye ujumbe asili kwa kuondoa vichwa na kijachini na kuunganisha pakiti katika mfuatano sahihi.
