پروتکل شبکه مجموعه‌ای پذیرفته شده از قوانین است که بر ارتباطات داده بین دستگاه‌های مختلف در شبکه حاکم می‌باشد. این مهم تعیین می‌کند که چه چیزی در حال ارتباط است، چگونه ارتباط برقرار می‌شود و چه زمانی ارتباط برقرار خواهد شد. پروتکل شبکه اجازه می‌دهد تا دستگاه‌های متصل بدون توجه به تفاوت‌های داخلی و ساختاری با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. برای درک بهتر مفهوم پروتکل شبکه با ما همراه باشید.
پروتکل شبکه چیست؟
پروتکل شبکه مسئول برقراری و اطمینان از ارتباط بین دستگاه‌های مختلف است. پروتکل‌های شبکه مجموعه‌ای از قوانین و دستورالعمل‌های از پیش تعریف شده هستند که دستگاه‌های مرتبط با کامپیوتر، برای فعال کردن ارتباطات شبکه از آنها پیروی می‌کنند. این چارچوب قوانین استاندارد در مجموعه پروتکل اینترنت، شامل شناسایی و ایجاد ارتباط بین دستگاه‌ها است. علاوه بر این، آنها همچنین تعریف می‌کنند که چگونه انتقال داده‌ها به و از دستگاه‌های مختلف در یک شبکه انجام می‌شود.
پروتکل‌های شبکه که بر اساس استانداردهای صنعت توسط سازمان‌های شبکه و فناوری مانند IEEE، W3Consortium، ISO (سازمان استاندارد بین المللی) و سایر موارد ایجاد شده‌اند، برای ارتباط یکپارچه بین دستگاه‌ها ضروری هستند. علاوه بر این، دو یا چند دستگاه مبتنی بر دستگاه‌ها یا استانداردهای زیرساختی مختلف نیز می‌توانند از طریق پروتکل‌های شبکه استاندارد ارتباط برقرار کنند. این پروتکل‌ها شامل دستورالعمل‌هایی هستند که بر روش‌های دسترسی، نوع کابل کشی، سرعت انتقال داده و سایر نظارت می‌کنند.
انواع پروتکل شبکه
پروتکل‌ها را می‌توان به طور کلی به سه دسته عمده زیر طبقه بندی کرد:
1- ارتباطات
پروتکل‌های ارتباطی برای عملکرد یک شبکه بسیار مهم هستند. آنها به قدری حیاتی هستند که بدون شان امکان داشتن شبکه‌های کامپیوتری وجود ندارد. این پروتکل‌ها به طور رسمی قوانین و فرمت‌هایی که از طریق آن داده‌ها منتقل می‌شوند را تعیین می‌کنند. تشخیص خطا، همگام سازی و احراز هویت توسط این پروتکل مدیریت می‌شود.
نمونه‌هایی از پروتکل‌های ارتباطاتی
1- HTTP: پروتکل لایه 7 است که برای انتقال ابر متن بین دو یا چند سیستم طراحی شده است. HTTP بر روی یک مدل مشتری سرور کار می‌کند، بیشتر اشتراک گذاری داده‌ها در وب، از طریق استفاده از HTTP انجام می‌شود.
2- TCP: با استفاده از تصدیق متوالی، تحویل جریان قابل اعتمادی را ارائه می‌دهد. این یک پروتکل اتصال گرا است، یعنی قبل از ارسال هر گونه داده ای بین برنامه‌ها، ارتباط برقرار می‌کند. این برای برقراری ارتباط از طریق شبکه استفاده می‌شود. دارای برنامه‌های کاربردی زیادی مانند ایمیل، FTP، استریم رسانه و سایر است.
3- UDP: یک پروتکل بدون اتصال است که یک سرویس پیام ابتدایی اما غیرقابل اعتمادی را تنظیم کرده و هیچ عملکرد کنترل جریان، قابلیت اطمینان یا بازیابی خطا را اضافه نمی‌کند. UDP در مواردی که قابلیت اطمینان مورد نیاز نیست، کاربردی است. این زمانی استفاده می‌شود که می‌خواهیم انتقال سریع تری داشته باشیم، برای اتصالات چند پخشی و پخش و سایر.
4- BGP: یک پروتکل مسیریابی است که نحوه عبور بسته‌ها از مسیریاب را در یک سیستم مستقل یک یا چند شبکه که توسط یک سازمان اجرا و به شبکه‌های مختلف متصل می‌شود را کنترل می‌کند. نقاط انتهایی یک LAN را با سایر LANها وصل کرده و همچنین نقاط انتهایی شبکه‌های محلی مختلف را به یکدیگر متصل می‌کند.
5- ARP: ARP پروتکلی است که به نگاشت آدرس‌های منطقی به آدرس‌های فیزیکی تایید شده در یک شبکه محلی کمک می‌کند. برای نگاشت و حفظ ارتباط بین این آدرس‌های منطقی و فیزیکی، از جدولی به نام کش ARP استفاده می‌شود.
6- IP: پروتکلی است که از طریق آن اطلاعات از یک هاست به میزبان دیگر از طریق اینترنت ارسال می‌شود. از آن برای آدرس دهی و مسیریابی بسته‌های داده استفاده شده تا بتوانند به مقصد برسند.
7- DHCP: پروتکلی برای مدیریت شبکه است و برای روش خودکارسازی فرآیند پیکربندی دستگاه‌ها در شبکه‌های IP استفاده می‌شود. یک سرور DHCP به طور خودکار یک آدرسIP و تغییرات پیکربندی مختلف دیگر را به دستگاه‌های موجود در یک شبکه اختصاص می‌دهد تا آنها بتوانند با شبکه‌های IP دیگر ارتباط برقرار کنند. همچنین به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا از خدمات مختلفی مانند NTP، DNS یا هر پروتکل دیگری بر اساس TCP یا UDP استفاده کنند.
2- مدیریت
این پروتکل شبکه به توصیف رویه‌ها و سیاست‌هایی که در نظارت، نگهداری و مدیریت شبکه کامپیوتری استفاده می‌شوند، کمک می‌کنند. این پروتکل‌ها همچنین به برقراری ارتباط این الزامات در سراسر شبکه برای اطمینان از برقراری ارتباط پایدار کمک می‌کنند. پروتکل‌های مدیریت شبکه همچنین می‌توانند برای عیب یابی اتصالات بین‌هاست و کلاینت استفاده شوند.
نمونه‌هایی از پروتکل‌های مدیریتی
1- ICMP: پروتکل لایه 3 است که توسط دستگاه‌های شبکه برای ارسال اطلاعات عملیاتی و پیام‌های خطا استفاده می‌شود. این برای گزارش ازدحام، خطاهای شبکه، اهداف تشخیصی و وقفه در دسترسی استفاده خواهد شد.
2- SNMP: پروتکل لایه 7 است که برای مدیریت گره‌ها در شبکه IP استفاده می‌شود. سه جزء اصلی در پروتکل SNMP وجود دارند، یعنی عامل SNMP، مدیر SNMP و دستگاه مدیریت شده. عامل SNMP دانش محلی از جزئیات مدیریت را دارد، آن جزئیات را به شکلی ترجمه می‌کند که با مدیر SNMP سازگار باشد. مدیر داده‌های به دست آمده از عوامل SNMP را ارائه می‌دهد، بنابراین به نظارت بر اشکالات شبکه، عملکرد شبکه و عیب یابی آنها کمک می‌کند.
3- Gopher: نوعی پروتکل بازیابی فایل است که فایل‌های قابل دانلود را با توضیحاتی برای مدیریت آسان، بازیابی و جستجوی فایل‌ها ارائه می‌دهد. همه فایل‌ها بر روی یک کامپیوتر از راه دور به صورت طبقه بندی شده مرتب شده‌اند. این یک پروتکل قدیمی است و امروزه چندان مورد استفاده قرار نمی گیرد.
4- FTP: یک پروتکل Client/Server است که برای انتقال فایل‌ها به یا از یک کامپیوتر میزبان استفاده می‌شود و به کاربران اجازه می‌دهد فایل‌ها، برنامه‌ها، صفحات وب و موارد دیگری را که در سرویس‌های دیگر موجود است دانلود کنند.
5- POP3: پروتکلی است که از یک سرویس گیرنده ایمیل محلی برای دریافت پیام‌های ایمیل از سرور ایمیل راه دور از طریق اتصال TCP/IP استفاده می‌کند. سرورهای ایمیلی که توسط ISPها میزبانی می‌شوند نیز از پروتکل POP3 برای نگهداری و دریافت ایمیل‌های در نظر گرفته شده برای کاربران خود استفاده می‌کنند. در نهایت، این کاربران از نرم افزار سرویس گیرنده ایمیل برای مشاهده صندوق پستی خود در سرور راه دور و دانلود ایمیل‌های خود استفاده می‌نمایند. پس از اینکه سرویس گیرنده ایمیل، ایمیل‌ها را دانلود کرد، آنها به طور کلی از سرورها حذف می‌شوند.
6- Telnet: پروتکلی است که به کاربر اجازه می‌دهد تا به یک برنامه کامپیوتری از راه دور متصل شود و از آن استفاده کند، یعنی برای اتصال از راه دور طراحی شده است. Telnet یک اتصال بین یک ماشین میزبان و یک نقطه پایانی راه دور ایجاد می‌کند تا یک جلسه از راه دور را فعال نماید.
حتما بخوانید: معماری شبکه چیست؟
3- امنیت
این پروتکل‌ها داده‌ها را در عبور از شبکه ایمن می‌کنند. این پروتکل‌ها همچنین تعیین می‌نمایند که چگونه شبکه داده‌ها را از هرگونه تلاش غیرمجاز برای استخراج یا بررسی داده‌ها ایمن کند. این پروتکل‌ها اطمینان حاصل می‌نمایند که هیچ دستگاه، کاربر و سرویس غیرمجازی نمی تواند به داده‌های شبکه دسترسی داشته باشد. در درجه اول، این پروتکل‌ها به رمزگذاری برای ایمن کردن داده‌ها بستگی دارند.
نمونه‌هایی از پروتکل‌های امنیتی
1- SSL: یک پروتکل امنیتی شبکه است که عمدتاً برای محافظت از داده‌های حساس و ایمن سازی اتصالات اینترنتی استفاده می‌شود. SSL به هر دو سرور به سرور و کلاینت به سرور امکان می‌دهد. تمام داده‌های منتقل شده از طریق SSL رمزگذاری می‌شوند و بنابراین دسترسی افراد غیرمجاز به آنها متوقف می‌شود.
2- HTTPS: نسخه ایمن HTTP است. این پروتکل ارتباط امن بین دو کامپیوتر را تضمین می‌کند که یکی از آنها درخواست را از طریق مرورگر ارسال می‌نماید و دیگری داده‌ها را از وب سرور واکشی می‌کند.
3- TSL: یک پروتکل امنیتی است که برای امنیت داده‌ها و حفظ حریم خصوصی در اینترنت طراحی شده است، عملکرد آن رمزگذاری، بررسی یکپارچگی داده‌ها یعنی دستکاری یا عدم دستکاری داده‌ها و احراز هویت است. به طور کلی این برای ارتباط رمزگذاری شده بین سرورها و برنامه‌های وب، استفاده می‌شود مانند مرورگر وب که یک وب سایت را بارگذاری می‌کند، همچنین می‌تواند برای رمزگذاری پیام‌ها، ایمیل‌ها، VoIP استفاده می‌شود.
استفاده از پروتکل شبکه
از پروتکل‌های شبکه می‌توان برای ارتباطات دیجیتال و آنالوگ استفاده کرد. علاوه بر این، این پروتکل‌های ارتباطی استاندارد می‌توانند مجوز را بررسی کرده و خطاها را در کانال ارتباطی شناسایی نمایند. ارتباطات شبکه از طریق پروتکل‌های شبکه بی سیم، پروتکل‌های شبکه سیمی، پروتکل‌های اینترنت و سایر انجام می‌شوند. پروتکل‌های شبکه برای دسترسی به اینترنت، انتقال فایل‌ها بین دستگاه‌ها، خودکارسازی فرآیندهای شبکه و ارسال پیام در سراسر شبکه اینترنت استفاده خواهند شد.
مجموعه پروتکل اینترنت تضمین می‌کند که شبکه به طور یکپارچه عمل کرده و اتصالات بین دستگاه‌ها را حفظ می‌کند. جدای از این، پروتکل‌های شبکه به مدیران شبکه کمک می‌کنند تا خطاها را بیابند و آنها را رفع کنند. پروتکل‌های مبتنی بر امنیت خاص، مسئول امنیت انتقال داده‌ها، احراز هویت کاربران در یک شبکه، عدم اجازه به کاربران غیرمجاز برای دور زدن شبکه و جعل داده‌های ارسال شده در شبکه هستند.
بهترین و رایج ترین پروتکل‌های شبکه
امروزه انواع مختلفی از پروتکل‌ها برای برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها در سراسر شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیایید چند نوع از بهترین انواع پروتکل‌های شبکه که امروزه در کاربردهای مختلف به کار گرفته می‌شوند را بررسی کنیم:
1- پروتکل کنترل انتقال (TCP)
پروتکل کنترل انتقال یک پروتکل ارتباطی شبکه است که به برنامه‌ها و دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا از طریق شبکه با هم ارتباط برقرار کنند. پروتکل کنترل انتقال برای انتقال داده و ارتباطات با پروتکل اینترنت (IP) ادغام می‌شود. بنابراین، مجموعه پروتکل اینترنت به عنوان TCP/IP نیز شناخته خواهد شد. علاوه بر این، تضمین می‌کند که بسته‌های داده ارسال شده از طریق وب از منبع به مقصد به طور ایمن تحویل داده می‌شوند
پروتکل کنترل انتقال ارسال یکنواخت از ابتدا به انتهای پیام‌ها و اطلاعات را امکان پذیر می‌کند. علاوه بر این، ارتباطی بین منبع و مقصد برقرار می‌سازد و داده‌ها را به قطعات کوچک تری از بسته‌ها تقسیم می‌کند و در عین حال یکپارچگی داده را حفظ می‌نماید. پروتکل‌هایی مانند FTP، SSH و Telnet از پروتکل کنترل انتقال برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند.
مزایای این نوع پروتکل شبکه:
- اطمینان می‌دهد که داده‌ها به گره مقصد می‌رسند.
- تحویل به موقع داده‌ها
2- پروتکل انتقال فایل (FTP)
پروتکل انتقال فایل برای انتقال فایل‌ها بین دستگاه‌ها یا برنامه‌ها از طریق اتصالات TCP/IP استفاده می‌شود. برای تسهیل تبادل پروتکل انتقال فایل، کامپیوتر (میزبان محلی) و سرور (میزبان راه دور) باید از طریق یک شبکه، متصل و پیکربندی شوند. یک پروتکل ارتباطی استاندارد که بر روی یک چارچوب مشتری سرور ساخته شده است، پروتکل انتقال فایل، شرایط ارسال داده بین سرور و سرویس گیرنده را امکان پذیر می‌کند.
پروتکل انتقال فایل به کاربران این امکان را می‌دهد که فایل‌ها را از یک دستگاه به دستگاهی دیگر با اتصال به اینترنت بارگیری و انتقال دهند. همچنین سیستم‌ها را قادر می‌سازد تا فایل‌هایی که از راه دور در فضای ابری ذخیره می‌شوند را جابجا کنند. پروتکل انتقال فایل زمانی عمل می‌کند که یک کلاینت فایلی را درخواست می‌کند که توسط یک سرور ارائه شده است. یک کانال داده برای مشتریان ایجاد می‌شود تا فایل‌ها را درخواست کنند و فایل‌ها را دانلود، کپی یا ویرایش نمایند. علاوه بر این، پروتکل انتقال فایل به اشتراک گذاری فایل خصوصی را فعال می‌کند.
مزایای این نوع پروتکل شبکه:
- در به اشتراک گذاری فایل‌های بزرگ اجازه می‌دهد.
- بازیابی اطلاعات از دست رفته را فعال می‌کند.
3- پروتکل انتقال نامه ساده (SMTP)
پروتکل انتقال نامه ساده همانطور که عموماً شناخته می‌شود، نمونه دیگری از یک پروتکل استاندارد ارتباطی است که امکان انتقال ایمیل از طریق اینترنت را فراهم می‌کند. این حتی اگر بتواند ایمیلی ارسال و دریافت کند، در درجه اول برای ارسال پیام‌های متنی استفاده می‌شود. علاوه بر این، می‌تواند با POP3 (پروتکل اداره پست) و IMAP (پروتکل دسترسی به پیام‌های اینترنتی) کار کند یا ادغام شود تا ایمیل‌ها را در انتهای مقصد بازیابی کند، در حالی که پروتکل انتقال نامه ساده برای ارسال ایمیل از منبع خدمت می‌کند. جدای از این، وظیفه اصلی آن ایجاد و تسهیل قوانین ارتباطی بین سرورها برای پیام رسانی است.
مزایای این نوع پروتکل شبکه:
- انعطاف پذیر با سیستم‌های موجود
- سرور اختصاصی برای ایمیل‌های خروجی
4- پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP)
پروتکل انتقال ابرمتن یک پروتکل لایه شبکه است که امکان انتقال داده‌ها از یک وب سرور به یک سرویس گیرنده وب را فراهم می‌کند. علاوه بر این، یکی از پرکاربردترین پروتکل‌ها برای راه اندازی ارتباط بین مرورگر و سرور است. این به کاربران این امکان را می‌دهد تا داده‌ها را در شبکه جهانی وب برقرار کنند.
همچنین، این نوع پروتکل شبکه ابرمتن را بین کلاینت‌ها و سرورها برای تعامل با مرورگرهای وب و فایل‌های HTML منتقل می‌کند. پروتکل انتقال ابرمتن از روش‌های وظیفه محور برای درخواست یک منبع خاص، افزودن پیام‌های محتوا، اصلاح منابع وب موجود یا حذف یک منبع خاص استفاده می‌کند. علاوه بر این، یک اتصال واحد برای اشتراک گذاری فایل‌ها برقرار کرده و به شما این امکان را می‌دهد تا فایل‌ها را از یک میزبان به میزبانی دیگر ارسال کنید.
مزایای این نوع پروتکل شبکه:
- با ذخیره محتوا در حافظه نهان امکان دسترسی را فراهم می‌کند.
- به چندین اتصال اجازه می‌دهد تا یک فایل را به طور همزمان دانلود کنند.
نحوه پیاده سازی پروتکل شبکه
پروتکل‌های شبکه بر روی یکدیگر ساخته شده‌اند. با این حال، آنها صرفا مجموعه‌ای از قوانین و دستورالعمل‌های تعیین شده هستند و نه کدها یا قطعات نرم افزاری! پروتکل‌های شبکه به عنوان خدمات در یک سیستم پیاده سازی می‌شوند. این سیستم در حین کار بر روی یک شبکه و تعامل با یک برنامه یا سیستم، از مجموعه قوانین استاندارد تعریف شده پیروی می‌کند.
سخت افزار سیستم با خواندن جریان بیت‌ها کار می‌کند و پروتکل‌ها را مطابق با جریان لایه‌ها در مدل OSI پیاده سازی می‌نماید. برخی از پروتکل‌های شبکه بر روی سخت افزار (لایه فیزیکی) پیاده سازی می‌شوند، در حالی که برخی دیگر در نرم افزار به عنوان بخشی از یک سیستم عامل یا برنامه برنامه ریزی خواهند شد.
پروتکل‌های اینترنت یا شبکه، بر ارتباطات سرویس گیرنده سرور حاکم هستند و پایه ای برای فعال کردن ارتباطات دیجیتال می‌باشند. آنها همچنین ارتباطات شبکه ای امن و با کارایی بالا را راه اندازی می‌کنند. در حالی که زیرساخت اینترنت، بدون این قوانین از پیش تعریف شده و چارچوب‌های استاندارد فلج می‌شود، اطمینان از امنیت شبکه نیز بسیار مهم است.
حجم عظیمی از داده‌ها یا اطلاعات در یک شبکه به اشتراک گذاشته می‌شوند که آن را مستعد نفوذ می‌کند. از این رو، برای دفاع از شبکه خود، باید درک کاملی از پروتکل‌های لایه برنامه و نحوه کار دستگاه‌ها و فرآیندها با هم داشته باشید. اینجا است که برنامه‌های معتبری مانند Certified Network Defender (CND) می‌توانند به شما در افزایش دانش و مهارت‌هایتان کمک کنند.
کلام آخر
همانطور که قبلا ذکر شد، پروتکل شبکه نقش مهمی در امنیت آن ایفا می‌کنند. این مهم انتقال دیجیتال داده‌ها را از طریق یک کانال شبکه ایمن امکان پذیر می‌سازد و بر فعالیت‌های انتقال داده در اینترنت نظارت می‌کند. پروتکل‌های امنیتی شبکه، همچنین با رمزگذاری کانال شبکه برای دسترسی به بسته‌های داده، تضمین می‌کنند که داده‌ها از کاربران مخرب غیرمجاز در امان هستند. بدون پروتکل‌های مسیریابی شبکه، نحوه تعامل ما با مردم در سراسر جهان چالش برانگیز خواهد بود.
بدون دیدگاه