Un protocollo di rete comprende tutte le regole e le convenzioni necessarie per comunicare fra dispositivi di rete, inclusi i percorsi che i dispositivi possono identificare per realizzare le connessioni uno con l’altro. Ci sono anche le regole di formattazione che specificano come i dati debbano essere impacchettati all’ìnterno di messaggi di invio e ricezione.

Alcuni protocolli includono anche i messaggi di accettazione e la compressione dei dati per una comunicazione di rete affidabile e ad alte prestazioni.

Come funzionano i protocolli di rete

Senza protocolli, i dispositivi mancherebbero della capacità di comprendere i segnali elettronici a loro inviati tramite le connessioni di rete.

I moderni protocolli per le reti informatiche generalmente usano la tecnologia del packet switching per inviare e ricevere messaggi sotto forma di pacchetti, che sono messaggi suddivisi in piccoli pezzi che sono raccolti e riassemblati a destinazione. Centinaia di differenti protocolli di reti di computer sono stati sviluppati, ognuno dei quali è pensato per utilizzi e ambienti specifici.

Protocolli Internet

La famiglia dei protocolli Internet (IP) contiene un insieme di protocolli di rete correlati e ampiamente usati. Dietro il concetto di protocolli Internet in sé, ci sono protocolli di alto livello come il TCP, UDP, HTTP ed FTP tutti integrati nel cosiddetto stock IP per garantire funzionalità aggiuntive.

In modo simile, i protocolli Internet di più basso livello, come ARP e ICMP coesistono con IP. In generale, i protocolli di alto livello nella famiglia IP interagiscono più da vicino con applicazioni come i browser web, mentre i protocolli di basso livello interagiscono con le schede di rete ed altro hardware di un computer

Protocolli delle reti wireless

Grazie a Wi-Fi, Bluetooth e LTE, i protocolli wireless sono diventati un luogo comune. I protocolli di rete sono pensati per un utilizzo sulle reti wireless e supportano il roaming dei dispositivi mobili, nonché fronteggiano alcune problematiche come le velocità di rete variabili e le problematiche di sicurezza.

I protocolli di routing di rete

I protocolli di routing sono protocolli particolari pensati specificatamente per l’utilizzo con i router di rete su Internet. Un protocollo di routing può identificare altri router, gestire i percorsi di rete (chiamati rotte) fra le sorgenti e le destinazioni dei messaggi direte e operare decisioni dinamiche di instradamento (di routing appunto). I protocolli di routing più comuni sono EIGRP, OSPF e BGP.

Come sono implementati i protocolli di rete

I moderni sistemi operativi contengono servizi software integrati che implementano il supporto nativo di molti protocolli di rete. Le applicazioni come i browser web contengono librerie software che supportano i protocolli di alto livello necessari proprio per far funzionare quelle applicazioni. Per alcuni protocolli di più basso livello come il TCP/IP e i protocolli di routing, il supporto è implementato direttamente nell’hardware (nei chipset delle schede o dei SoC) per aumentare le prestazione.

Ogni pacchetto trasmesso e ricevuto su di una rete contiene dati in formato binario (composti cioè da zero e da uno che codificano il contenuto di ogni messaggio). Molti protocolli aggiungono una piccola intestazione (header) all’inizio di ciascun pacchetto per memorizzare informazioni sul mittente del messaggio e sulla sua destinazione prevista. Alcuni protocolli aggiungono anche un footer alla fine. Ogni protocollo di rete può identificare i messaggi del suo tipo e processare le intestazioni e i footer come parte dei dati da spostare fra i vari dispositivi.

Un gruppo di protocolli che lavorano fra di loro a dei livelli più alti o più bassi è spesso chiamato famiglia di protocollo. A livello scolastico, in genere, si parla di modello OSI che concettualmente organizza le famiglie di protocolli di rete in strati specifici solo per scopi puramente didattici.

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