پروتکل شبکه به چه معناست، بررسی انواع پروتکل های شبکه

پروتکل‌ها مجموعه خط‌مشی‌ها و قواعدی هستند که نحوه برقراری ارتباط دستگاه‌های مختلف را مشخص می‌کنند. سیستم‌های کامپیوتری و تجهیزات همراه از سخت‌افزار، سیستم‌عامل‌ و نرم‌افزارهای مختلفی برای برقراری ارتباط با شبکه استفاده می‌کنند، بر همین اساس تمامی این مولفه‌ها باید بتوانند به زبانی قابل فهم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. تجهیزات هوشمندی که قابلیت اتصال به شبکه‌های محلی و اینترنت را دارند، باید برای تبادل اطلاعات با یکدیگر به تفاهم دوجانبه برسند.

به بیان دقیق‌تر، باید بر مبنای یک معماری ساخت‌یافته توانایی ارسال حجم مشخصی از اطلاعات را داشته باشند. اگر این‌گونه نباشد و تناسبی میان حجم ارسالی و دریافتی وجود نداشته باشد یک گره ممکن است فراتر از حد انتظار گره دیگر اطلاعات را ارسال کند که این مسئله باعث می‌شود تا پهنای باند شبکه بیهوده مصرف شده و فرایند انتقال اطلاعات به درستی انجام نشود. به‌طور مثال، یک گره ممکن است بسته‌های 128 بایتی ارسال کند، در حالی که گیرنده انتظار دریافت بسته‌های 256 بایتی را دارد. در این حالت نه تنها داده‌ها به شکل غیر منظم ارسال می‌شوند، بلکه برخی از بسته‌های اطلاعاتی نیز از دست می‌روند.

پیشنهاد مطالعه: شبکه چیست

پروتکل TCP/IP چیست؟

اگر به روزهای اولیه شکل‌گیری مفاهیم شبکه بازگردیم متوجه می‌شویم که تا قبل از پیدایش مدل OSI، شبکه‌ها فاقد یک نظام سازمان‌یافته و استاندارد برای تبادل اطلاعات بودند و هر شرکتی بر مبنای نیازهای کاری اقدام به تعریف استاندارهای خاص خود کرده بود. کاری که مدل OSI انجام داد این بود که یک الگوی واحد برای ارسال و دریافت پیام‌ها ابداع کرد، اما این مدل هیچ‌گاه به شکل واقعی پیاده‌سازی نشد و به عنوان یک مدل مرجع در نظر گرفته شد.

یکی از پر استفاده‌ترین مدل‌هایی که مبتنی بر مدل مرجع OSI است و شباهت بسیار زیادی به آن دارد، مدل TCP/IP است. به لحاظ لایه‌ای بودن، این پروتکل شباهت زیادی به مدل OSI دارد، اما تعداد لایه‌های آن با مدل OSI متفاوت است و متشکل از تعداد کمتری لایه است. به بیان دقیق‌تر در پروتکل فوق، لایه‌هایی از مدل مرجع OSI که عملکردی نزدیک به یکدیگر داشتند در  قالب یک لایه در نظر گرفته شده‌اند. مدل TCP/IP از لایه‌های زیر ساخته شده است:

1. لایه واسط شبکه (network interface layer): لایه فوق وظیفه رسیدگی به مک‌آدرس‌ها، مسیر‌یابی آن‌ها و ارسال و دریافت فیزیکی بیت‌ها را عهده‌دار است.
2. لایه‌ اینترنت (internet layer): وظیفه اصلی لایه فوق آدرس‌دهی IP و مسیریابی است. مهم‌ترین پروتکل این لایه، پروتکل اینترنت (internet protocol) یا IP است.
3. لایه‌ انتقال (transport layer): ارتباط بین دو میزبان را با استفاده از لایه‌‌های زیرین برقرار می‌کند تا فرایند تبادل اطلاعات در لایه‌های مختلف بدون به وجود آمدن خطا امکان‌پذیر شود. پروتکل‌های اصلی این لایه‌، پروتکل‌های TCP و UDP هستند.
4. لایه‌ کاربرد (application layer): این لایه به کاربران اجازه می‌دهد با دستگاه‌های تحت شبکه به تعامل بپردازند یا به عبارت دقیق‌تر، توانایی ارسال و دریافت داده‌ها را داشته باشند.

آشنایی با انواع پروتکل‌های شبکه

به‌طور کلی، پروتکل‌های شبکه به سه دسته اصلی ارتباطی، مدیریتی و امنیتی زیر تقسیم می‌شوند.

پروتکل‌های ارتباطی: پروتکل‌هایی هستند که وظیفه برقراری ارتباط میان دستگاه‌های مختلف شبکه را دارند و قادر به پشتیبانی از انواع مختلف استانداردهای مخابراتی آنالوگ و دیجیتال هستند. پروتکل‌های مذکور از تکنیک‌های مختلفی برای ارسال بسته‌های اطلاعاتی در شبکه‌های محلی و اینترنت استفاده می‌کنند.

پروتکل‌های مدیریتی: این پروتکل‌ها کاربردی خاص‌ دارند و بیشتر برای نظارت بر دستگاه‌های ارتباطی یا بهینه‌سازی عملکرد شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها روی عملکرد تجهیزاتی مثل مسیریاب‌ها، سرورها و مودم‌ها تاثیرگذار هستند و همواره سعی می‌کنند بهترین مسیر انتقال را پیدا کنند. به‌طور مثال، در بحث سرورها، شرکت‌هایی مثل سیسکو و ا‌چ‌پی اقدام به تعریف و پیاده‌سازی پروتکل‌هایی کرده‌اند که به سرپرستان شبکه اجازه می‌دهند از راه دور به مدیریت دستگاه‌ها بپردازند.

پروتکل‌های امنیتی: خط‌مشی‌هایی هستند که برای محافظت از اطلاعات و رمزنگاری از آن‌ها استفاده می‌شوند و مانع از آن می‌شوند تا افراد غیر مجاز بتوانند به شبکه دسترسی پیدا کنند. به‌طور مثال، هنگامی که قصد راه‌اندازی یک شبکه بی‌سیم را دارید این الگوریتم‌ها و پروتکل‌های امنیتی هستند که اجازه نمی‌دهند افراد غیر مجاز به شبکه نفوذ کرده یا رمزعبورتان را به راحتی سرقت کنند.

انواع پروتکل

امروزه طیف بسیار گسترده‌ای از پروتکل‌ها در دنیای اینترنت و شبکه‌های محلی به کار گرفته می‌شوند که هریک کاربردهای خاص خود را دارند. از مهم‌ترین پروتکل‌ها در این زمینه به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

TCP/IP: پر کاربردترین و پر استفاده‌ترین پروتکل شبکه است که وظیفه ارسال و دریافت اطلاعات را بر عهده دارد. این پروتکل خود از پروتکل‌های مختلفی تشکیل شده است که از مهم‌ترین آن‌ها باید به پروتکل‌های TCP و IP اشاره کرد.

TCP: پروتکل لایه انتقال است و این اطمینان خاطر را می‌دهد که داده‌ها با موفقیت از مبدا به مقصد ارسال شوند. در حالت کلی، پروتکل TCP و IP همگام با هم استفاده می‌شوند. بزرگ‌ترین عیبی که پروتکل فوق دارد این است که به لحاظ فنی و طبیعی با مشکلاتی همراه است که به هکرها اجازه پیاده‌سازی انواع مختلفی از حمله‌های سایبری را می‌دهد.

TLS/SSL: پروتکل‌ امنیت لایه انتقال (TLS) مبتنی بر پروتکل سوکت‌ لایه امن (SSL) است. کاربرد این پروتکل‌ها در زمینه رمزنگاری ارتباطات و تامین امنیت بسته‌های اطلاعاتی است که قرار است میان گره‌ها در شبکه‌های محلی یا اینترنت مبادله شوند. عملکرد این پروتکل‌ها تا حدودی شبیه به پروتکل TCP است و بر مبنای رویکرد دست‌دهی یا HandSahking چند مرحله‌ای کار می‌کنند.

UDP: پروتکلی است که همگام با پروتکل TCP از آن استفاده می‌شود و در لایه انتقال کار می‌کند. اصلی‌ترین تفاوت پروتکل UDP با پروتکل TCP در سرعت انتقال اطلاعات است. این پروتکل به دلیل این‌که چک‌سام (Checksum) بسته‌های ارسالی را بررسی نمی‌کند و هدفش تنها انتقال بسته‌ها است، سریع‌تر از پروتکل TCP است، اما در مقابل ضریب خطای بالایی دارد. UDP بیشتر در ارتباط با سرویس‌هایی نظیر استریم‌های ویدیویی و گیمینگ استفاده می‌شود که سرعت دریافت داده‌ها اهمیت زیادی دارد.

SSH: پروتکل پوسته سوکت ایمن (Secure Socket Shell) دسترسی مطمئن کلاینت‌ها به منابع شبکه را فراهم می‌کند، حتا زمانی که کلاینت‌ها به شبکه‌هایی متصل می‌شوند که ایمن نیستند. پروتکل فوق با پیاده‌سازی یک مکانیزم ارتباطی ایمن میان کاربر و سرور اجازه می‌دهد تا کلاینت‌ها با امنیت زیادی به تبادل اطلاعات بپردازند. از قابلیت‌های مهم پروتکل فوق باید به انتقال خودکار اتصالات برقرار شده، امکان تایید کاربران جدید، انتقال ایمن فایل‌ها، تایید هویت کاربران و پیاده‌سازی تونلی ایمن در بستر پروتکل TCP/IP اشاره کرد.

Telnet: یکی از قدیمی‌ترین پروتکل‌های ارتباطی شبکه است که امکان برقراری ارتباط از راه دور با دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. برای آن‌که بتوانید از مزایای پروتکل فوق استفاده کنید به برنامه کلاینتی نیاز دارید تا یک رابط خط فرمان در اختیارتان قرار دهد تا بتوانید به برنامه سرور متصل شوید.

SMS: پروتکل سرویس پیام کوتاه (Short Message Service) امکان ارسال و دریافت پیام توسط دستگاه‌های شبکه و سیم‌کارت‌خور را فراهم می‌کند. این پروتکل متن‌محور است و تنها قادر به ارسال متن‌های ساده است. در صورتی که قصد ارسال پیام‌های چندرسانه‌ای را داشته باشید باید از پروتکل MMS سرنام Multimedia Messaging Service استفاده کنید.

FTAM: پروتکل روش دسترسی به انتقال فایل (FTAM) سرنام File Transfer Access Method با هدف سهولت در دسترسی به فایل‌ها و پوشه‌ها استفاده می‌شود. این پروتکل دسترسی محلی و راه دور به فایل‌ها را فراهم می‌کند و عملکردی شبیه به پروتکل FTP دارد.

پیشنهاد مطالعه: ftp چیست

SMTP: پروتکل انتقال ساده میل (Simple Mail Transfer Protocol) برای ارسال ایمیل استفاده می‌شود. هنگامی که ایمیلی را ارسال می‌کنید پروتکل SMTP اطلاعات را از سروری به سرور دیگری در اینترنت انتقال می‌دهد. SMTP می‌تواند اطلاعات را برای سروری ارسال کند که ممکن است از پروتکل‌های دیگری مثل POP یا IMAP برای ارسال یا دریافت ایمیل‌ها استفاده کند.

پیشنهاد مطالعه: mail server چیست

SNMP: پروتکل مدیریت ساده شبکه (Simple Network Management Protocol) قابلیت کار در لایه 7 یا همان لایه کاربرد (Application) را دارد و برای نظارت و مدیریت دستگاه‌های تحت شبکه در شبکه‌های محلی و گسترده استفاده می‌شود. به بیان دقیق‌تر امکان انتقال اطلاعات مدیریتی میان تجهیزات مختلف شبکه را فراهم می‌کند. این پروتکل از چهار مولفه اصلی SNMP Manager، Managed Devices، SNMP Agent و Management Information Base تشکیل شده است. این پروتکل متشکل از چند دستور کاربردی است که سهولت در دسترسی به اطلاعات شبکه را فراهم می‌کنند.

NetFlow: در تعریف کلی باید بگوییم پروتکلی است که برای نظارت بر جریان ترافیک آی‌پی از آن استفاده می‌شود، با این‌حال قادر است اتفاقات داخل شبکه را گزارش دهد. این پروتکل به سرپرستان شبکه کمک می‌کند در جریان تمامی اتفاقاتی باشند که در شبکه می‌افتد. از کاربردهای اصلی پروتکل فوق باید به گزارش درباره میزان مصرف پهنای باند شبکه و برنامه‌های کاربردی، گزارش عملکرد شبکه و منابع شبکه، تاثیر تغییرات در شبکه، شناسایی ناهنجاری‌ها در شبکه و گزارش مشکلات مربوط به دستگاه‌ها اشاره کرد.

پیشنهاد مطالعه: netflow چیست

SMB: پروتکل Server Message Block در لایه 7 یا همان لایه کاربرد کار می‌کند و به تجهیزات تحت شبکه اجازه اشترا‌ک‌گذاری فایل‌ها در یک شبکه یا دامنه را می‌دهد. به‌طوری که کاربران می‌توانند از راه دور به فایل‌ها دسترسی داشته باشند، درست مثل زمانی که فایل‌ها روی هارددیسک شخصی در اختیارشان قرار دارد. پیشنهاد می شود برای اطلاعات بیشتر در این خصوص مقاله پروتکل smb چیست را مطالعه کنید.

DNS: سامانه نام دامنه یا Domain Name System برای ترجمه آدرس‌های آی‌پی به معادل نام آن‌ها (نام دامنه) در شبکه استفاده می‌شود. این پروتکل کمک می‌کند به جای آن‌که شماره آی‌پی‌ها را حفظ کنید، تنها نام دامنه شبکه‌ها را حفظ کنید.

PPP: پروتکل نظیر به نظیر سرنام Point to Point برای انتقال داده‌های چند پروتکلی بین دو سامانه که به شکل مستقیم به یکدیگر متصل هستند استفاده می‌شود. دقت کنید که پروتکل فوق انتقال داده‌ها را در واحد بایت انجام می‌دهد و در ارتباطات پهن‌باند (Broadband) که بارگذاری زیاد و سرعت زیادی دارند استفاده می‌شود. لازم به توضیح است که پروتکل فوق در لایه پیوند داده کار می‌کند و داده‌ها را در قالب فریم ارسال می‌کند.

DHCP: پروتکل پیکربندی میزبان پویا سرنام Dynamic Host Configuration Protocol در لایه 7 مدل مرجع OSI کار می‌کند و وظیفه تخصیص آدرس آی‌پی به شکل پویا به تجهیزات درون شبکه یا میزبان‌ها را عهده‌دار است. در این حالت نیازی نیست به شکل ایستا برای دستگاه‌های شبکه آدرس آ‌ی‌پی مشخص کنید.

Internet Protocol: پروتکل آی‌پی (IP) پروتکل لایه شبکه است که مسئولیت مسیریابی بسته‌های اطلاعاتی را عهده‌دار است. به بیان دقیق‌تر، تمام تعاملاتی که با اینترنت دارید، مثل باز کردن صفحات، ارسال پیام از طریق برنامه‌های پیام‌رسان و… توسط پروتکل فوق انجام می‌شود.

Internet Protocol Security: پروتکل IPsec یکی از پر استفاده‌ترین پروتکل‌های امنیتی در دنیای شبکه و اینترنت است که برای رمزنگاری و احراز هویت ارتباطات آی‌پی از طریق شبکه VPN از آن استفاده می‌شود. لازم به توضیح است که IPsec متشکل از پروتکل‌های ESP سرنام Encapsulating Security Protocol ، AH سرنام Authentication Header و SA سرنام Security Associations  است.

Internet Control Message Protocol: پروتکل ICMP به منظور گزارش خطاها استفاده می‌شود و قادر است گزارشی در ارتباط با وضعیت شبکه ارائه کند. به‌طور مثال، اگر در زمان ارسال اطلاعات از یک گره به گره دیگری، روتری نتواند بسته‌ای دریافت کند یک پیغام ICMP برای منبع ارسال می‌کند. دقت کنید که پروتکل فوق ممکن است در برخی از شبکه‌ها قابل استفاده نباشد، زیرا سرپرستان شبکه برای بهبود امنیت، پروتکل فوق را غیر فعال می‌کنند.

HTTPS: پروتکل فوق عملکردی یکسان با پروتکل HTTP دارد و برای ارسال اطلاعات از آن استفاده می‌شود، اما به جای آن‌که اطلاعات را به شکل متن ساده ارسال کند، رمزنگاری کرده و ارسال می‌کند.

پروتکل http چیست؟

پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP) اولین پروتکل تبادل اطلاعات در اینترنت است که قادر به ارسال اطلاعات با قالب خام است. عملکرد پروتکل مذکور به این صورت است که داده‌ها را فرمت می‌کند تا برنامه‌های کاربردی مثل مرورگر بتوانند به شکل مستقیم به داده‌ها دسترسی داشته باشند. متاسفانه به دلیل این‌که اطلاعات به شکل خام ارسال می‌شوند، هکرها قادر به شنود اطلاعات هستند.