Tietoverkot •Järjestelmien on vielä ymmärrettävä toistensa signaaleja. •Ne pitää paitsi purkaa myös tulkita. Tämä tapahtuu määrittelemällä bittivirtaan rakenne. Sovitaan yhteinen tiedonsiirtoprotokolla, (data transfer protocol), joka määrittelee niiden pakettien rakenteen, joita lähettävä järjestelmä generoi ja vastaanottava järjestelmä pyrkii löytämään. •Tällaisen järjestelmän perustaksi on vakiintunut merkki (character), 8 (7) bitin mittainen bittijono. •Yksinkertaisen merkkipohjaisen rakenteen päälle on rakennettu monimutkaisempia protokollia, joissa yhteen pakettiin on koottu useita merkkejä. Paketit ovat usein myös sisäkkäisiä: kukin uusi kerros tuo lisää tiedonhallintainformaatiota.

Tyypillisiin modernin tiedonsiirtoprotokollan tehtäviin kuuluvat yleensä seuraavat: •Lähettävä järjestelmä muodostaa vuorovaikutteisen yhteyden vastaanottajaan tai ilmaisee vastaanottajan osoitteen jollain tavalla. •Lähettävä järjestelmä varmistaa jollain tavoin, että vastaanottaja on olemassa ja voi ottaa paketteja vastaan. •Tiedostonsiirto–ohjelma lähettävässä päässä varmistaa, että vastaava ohjelma toisessa päässä voi ottaa tiedostoja käsittelyyn. •Tiedostomuotojen täytyy olla yhteensopivia. Jos ne eivät ole, sovitaan kumpi suorittaa muunnoksen. •On huolehdittava tiedonsiirtonopeuksien yhteensovittamisesta, välitysintervalleista ja kuittausten odottamisesta. •On sovittava vastaanottajan kanssa pakettien syntaksista, eli sisäisestä rakenteesta. •Huolehditaan virheiden käsittelystä ja tiedonvälityksen koordinoinnista.

Tyypillisessä verkossa yksinkertainen kaksi päätelaitetta yhdistävä linja on korvattu monisolmuisella pakettiverkolla (multidrop packet network). Pakettiverkon ehkä kaikkein kumouksellisin idea on, että pakettiin liitetään osoite, jonka perusteella se löytää perille, sen sijaan että siirtotie olisi määrätty fyysisesti yksikäsitteisesti, kuten puhelinlinjaa käytettäessä. Samassa pakettiverkossa voi olla useita päätelaitteita (solmuja), ja solmujen välillä voi olla useita eri reittejä. Tämä mahdollistaa uusien, nopeampien siirtomenetelmien taloudellisen kehittämisen – kapasiteettia on jakamassa kyllin moni laite. Pakettiverkkoja voidaan edelleen verkottaa, jolloin kukin verkko toimii edellisen verkon aliverkkona.

Tällaiseen verkkoon voidaan liittää erilaisia palveluita: •Tiedonvälitysnopeuden kontrollointi •Tarjotaan yhdessä verkossa olevalle koneelle keinot kommunikoida toisessa verkossa olevan koneen kanssa. •Paketin bittivirta voi olla analoginen tiedoston bittivirran kanssa. •Voidaan varmistaa luotettava tiedonvälitys tilanteissa, joissa tietoa voi joskus kadota verkkoon. •Voi tarjota standardoidun liittymän prosessien väliselle viestinnälle verkossa. •Voidaan käyttää tiedostojen siirtämiseen •Voidaan tarjota yhdellä koneella olevalle käyttäjälle mahdollisuus käynnistää ohjelmia (esim kirjoittautua sisään) toiselle koneelle. •Voi muuntaa dataa järjestelmäriippuvaisesta muodosta toiseen (eri järjestelmät voivat käyttää prosessoreissaan erilaisia sananpituuksia).

•Toisaalta osa näistä palveluista voidaan rakentaa toisten varaan. Esimerkiksi tiedoston siirtäminen voi käyttää hyväkseen koneen kykyä kommunikoida toisessa verkossa olevan koneen kanssa. •Syntyi ajatus järjestää tietoliikennearkkitehtuuri hierarkisesti moneen tasoon siten että pohjalla on fyysinen laitetaso ja ylimpänä käyttäjän kanssa kommunikoiva sovellusohjelmataso. •Väliin mahtuu paljon käyttöjärjestelmätasolla toteuttettavia asioita. •Hierarkisessa mallissa ideana on, että kullakin tasolla olevat palvelut pystyy toteuttamaan käyttämällä sitä alemmilla tasolla olevia palveluita. Koska eri tasojen toteuttavat palvelut ovat keskenään yhteistoiminnassa, ne on usein jaettu moniin yhtä aikaa suorituksessa oleviin prosesseihin, jotka kommunikoivat keskenään. •Vaatimus prosessien yhteistoiminnalle voi tulla ylhäältä, käyttäjän suunnalta tai alhaalta.

ISO-OSI arkkitehtuuri Kahdeksan hierarkista tasoa, joista alempana olevat tarjoavat palveluja ylemmille tasolle tehden sen käytöstä abstraktia. Tasot (alhaalta ylöspäin: •Fyysinen (Physical layer) •Datalinkki (Data link layer) •Verkko (Network layer) •Siirto (Transport layer) •Istunto (Session layer) •Esitystapa (Presentation layer) •Sovellus (Application layer)

•Usein verkkotason standardinmukainen protokolla on korvattu IP protokollalla ja siirtotason standardinmukainen protokolla TCP (tai UDP) protokollalla, mutta muutoin käytetään ISO-OSI mallia. TCP ja IP ovat Internetin standardeja ja niitä käytettäessä puhutaan usein TCP/IP pinosta. •Yleisin tietoverkkojen kanssa käytetty paradigma on asiakas-palvelin arkkitehtuuri. Siinä toimintoja on hajautettu funktionaalisesti eri koneille, mikä tarjoaa eri käyttäjille mahdollisuuden käyttää erilaisia käyttöliittymiä samaan järjestelmään. Osa toiminnoista on puolestaan keskitetty tiedon yhtenäisyyden ja tehokkuuden optimoinniksi.

Asiakas-palvelin –arkkitehtuuri •paradigma, jossa yksi kone (asiakas) pyytää palveluita toiselta (palvelin) •palvelin palvelee samanaikaisesti mahdollisesti suuriakin joukkoja asiakkaita •kuuntelijaprosessit odottavat yhteydenottoja ja käynnistävät palvelinprosessit •palvelinprosessit ovat kevyitä ja toimivat yhteydenpitäjinä järjestelmän muihin prosesseihin (esim. tietokantapalvelin)