Un insieme di regole che i sistemi informatici e altri dispositivi tecnologici utilizzano per comunicare o per passare informazioni avanti e indietro con altri sistemi e dispositivi è noto come protocollo di comunicazione. Un protocollo definisce il formato e la sintassi dei dati trasmessi. Questo potrebbe assumere la forma di comandi speciali inviati prima dei dati effettivi, oppure potrebbe essere la trasmissione di interi oggetti serializzati di un tipo specifico. I protocolli possono essere implementati da software o possono essere integrati in hardware e sistemi embedded. Ci sono molti protocolli di comunicazione in uso, alcuni dei quali sono proprietari per scopi di sicurezza e alcuni sono open source per scopi di sviluppo.
Un protocollo di comunicazione è costruito stabilendo una sintassi che i sistemi possono comprendere e seguire. Sebbene la semantica effettiva di un protocollo possa variare, la maggior parte sono simili perché si basano sugli stessi principi sottostanti e limitazioni hardware. Una volta stabilito un protocollo, tutti i sistemi che comprendono il protocollo saranno in grado di inviare e ricevere dati con altri sistemi simili. In questo modo, un protocollo di comunicazione assomiglia molto allo sviluppo di un linguaggio comune utilizzato per trasmettere informazioni a e da qualcun altro che conosce quella lingua.
I protocolli hardware vengono spesso utilizzati per stabilire i parametri operativi per due dispositivi. Questi protocolli possono stabilire costanti come la velocità di trasferimento, la dimensione massima di un blocco di dati e i metodi di crittografia e compressione. Sebbene siano molto efficienti, i protocolli hardware si occupano principalmente di stabilire il collegamento fisico tra due dispositivi anziché interpretare effettivamente i dati o altre richieste.
I protocolli software possono essere molto flessibili e possono fare molto di più che trasferire dati arbitrari. Una volta che due software hanno implementato un protocollo di comunicazione, possono abilitare un numero qualsiasi di algoritmi o funzioni. I più comuni sono il rilevamento e la correzione degli errori.
Il rilevamento e la correzione degli errori sono modi in cui i dati, quando trasferiti attraverso un protocollo specifico, possono essere controllati in modo ridondante per errori. Questo può essere necessario quando le linee fisiche tra i dispositivi sono inaffidabili o hanno una grande quantità di rumore che potrebbe corrompere un segnale. Sono stati sviluppati diversi algoritmi che possono aiutare a controllare e ripristinare l’integrità dei dati che sono stati inviati.
I protocolli non sono un meccanismo esclusivo e molto spesso sono stratificati all’interno di un sistema o di un framework. I protocolli di rete sono quasi sempre stratificati. Ciò significa che ci sono diversi protocolli assegnati per gestire compiti diversi. Alcuni forniscono l’accesso alle risorse nel sistema operativo, mentre altri potrebbero semplicemente inoltrare le informazioni alla cieca a un altro nodo. La stratificazione dei protocolli di comunicazione è uno dei fondamenti di Internet che gli consente di funzionare in modo coerente con così tanti diversi tipi di computer e dispositivi.