پروتکل شبکه چیست؟

پروتکل شبکه چیست؟

در حوزه شبکه، پروتکل مجموعه ای از قوانین برای قالب بندی و پردازش داده ها است. پروتکل های شبکه مانند یک زبان مشترک برای کامپیوترها هستند. کامپیوترهای درون یک شبکه ممکن است از نرم افزار و سخت افزار بسیار متفاوتی استفاده کنند. با این حال، استفاده از پروتکل ها آنها را قادر می سازد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

پروتکل‌های استاندارد مانند یک زبان مشترک هستند که رایانه‌ها می‌توانند از آن استفاده کنند، مشابه این که دو نفر از نقاط مختلف جهان ممکن است زبان مادری یکدیگر را درک نکنند، اما می‌توانند با استفاده از یک زبان سوم مشترک ارتباط برقرار کنند.

اگر یک رایانه از پروتکل اینترنت (IP) استفاده کند و رایانه دوم نیز از این پروتکل استفاده کند، این دو رایانه می توانند باهم ارتباط برقرار کنند؛ اما اگر یک کامپیوتر از IP استفاده کند و کامپیوتر دیگر از آن استفاده نکند، قادر به برقراری ارتباط نخواهند بود.

در اینترنت، پروتکل های مختلفی برای انواع مختلف فرآیندها وجود دارد. پروتکل ها اغلب بر حسب اینکه به کدام لایه مدل OSI تعلق دارند مورد بحث قرار می گیرند.

 مدل OSI چیست؟

مدل اتصال متقابل سامانه‌های باز (OSI) یک نمایش انتزاعی از نحوه کار اینترنت است. این مدل شامل 7 لایه است که هر لایه نشان دهنده مجموعه متفاوتی از عملکردهای شبکه است.

پروتکل ها این عملکردهای شبکه را ممکن می کنند. به عنوان مثال، پروتکل اینترنت (IP) مسئول مسیریابی داده‌ها است که نشان می‌دهد بسته‌های داده از کجا آمده‌اند و مقصدشان چیست. IP ارتباطات شبکه به شبکه را امکان پذیر می کند.بنابر این، IP یک پروتکل لایه شبکه (لایه 3) در نظر گرفته می شود.

به عنوان یک مثال دیگر، پروتکل هدایت انتقال (TCP) تضمین می کند که حمل و نقل بسته های داده در سراسر شبکه ها به راحتی انجام می شود. بنابراین، TCP یک پروتکل لایه انتقال (لایه 4) در نظر گرفته می شود.

*یک بسته بخش کوچکی از داده است. تمام داده های ارسال شده از طریق یک شبکه به بسته ها تقسیم می شوند.

کدام پروتکل ها روی لایه شبکه اجرا می شوند؟

همانطور که در بالا توضیح داده شد، IP یک پروتکل لایه شبکه است که مسئول مسیریابی است. اما این تنها پروتکل لایه شبکه نیست.

IPsec: پروتکل (IPsec) اتصالات IP رمزگذاری شده و احراز هویت شده را از طریق یک شبکه خصوصی مجازی (VPN) تنظیم می کند. از نظر فنی IPsec یک پروتکل نیست، بلکه مجموعه‌ای از پروتکل‌ها است که شامل پروتکل امنیتی Encapsulating (ESP)، Authentication Header (AH) و Security Associations (SA) است.

ICMP: پروتکل کنترل پیام های اینترنتی (ICMP) خطاها را گزارش می کند و به روز رسانی وضعیت را ارائه می دهد. به عنوان مثال، اگر روتر قادر به تحویل یک بسته نباشد، یک پیام ICMP را به منبع بسته ارسال می کند.

IGMP: پروتکل مدیریت گروه اینترنت (IGMP) اتصالات یک به چند شبکه را تنظیم می کند. IGMP به راه اندازی Multicasting کمک می کند،یعنی چندین کامپیوتر می توانند بسته های داده را به یک آدرس IP دریافت کنند.

چه پروتکل های دیگری در اینترنت استفاده می شود؟

برخی از مهمترین پروتکل هایی که باید بشناسید عبارتند از:

TCP: همانطور که در بالا توضیح داده شد، TCP یک پروتکل لایه انتقال است که تحویل داده ها را تضمین می کند.  TCP برای استفاده با IP است و این دو پروتکل اغلب با هم به عنوان TCP/IP ارجاع داده می شوند.

HTTP: پروتکل انتقال اَبَرمتن (HTTP) پایه و اساس شبکه وب جهانی  است، همان اینترنتی که اکثر کاربران با آن تعامل دارند. این پروتکل برای انتقال داده ها بین دستگاه ها استفاده می شود.

HTTP متعلق به لایه 7 است، زیرا داده ها را در قالبی قرار می دهد که برنامه ها (به عنوان مثال یک مرورگر) می توانند مستقیماً بدون تفسیر بیشتر از آن استفاده کنند. لایه های پایین مدل OSI توسط سیستم عامل کامپیوتر مدیریت می شود نه برنامه های کاربردی.

HTTPS: مشکل HTTP این است که رمزگذاری نشده است – هر مهاجمی که پیام HTTP را رهگیری کند می تواند آن را بخواند. HTTPS یا (HTTP Secure) این مورد را با رمزگذاری پیام‌های HTTP تصحیح می‌کند.

TLS/SSL: امنیت لایه انتقال (TLS) پروتکلی است که HTTPS برای رمزگذاری استفاده می کند.

UDP: پروتکل بسته داده کاربر (UDP) جایگزین سریع‌تر  TCP در لایه انتقال است؛ اما TCP قابل اعتمادتر است . این پروتکل اغلب در خدماتی مانند پخش ویدیو و بازی کردن استفاده می شود، جایی که تحویل سریع داده ها در اولویت است.

روترها از چه پروتکل هایی استفاده می کنند؟

روترهای شبکه از پروتکل های خاصی برای کشف کارآمدترین مسیرهای شبکه به روترهای دیگر استفاده می کنند. این پروتکل ها برای انتقال داده های کاربر استفاده نمی شوند. پروتکل های مهم مسیریابی شبکه عبارتند از:

BGP: پروتکل دروازه ای مرزی (BGP) یک پروتکل لایه 7 است که شبکه‌ها برای پخش آدرس‌های IP که کنترل می‌کنند استفاده می‌کنند. این اطلاعات به روترها اجازه می دهد تا تصمیم بگیرند که بسته های داده از کدام شبکه ها در مسیر رسیدن به مقصد خود عبور کنند.

EIGRP: پروتکل مسیریابی دروازه داخلی پیشرفته (EIGRP) فواصل بین روترها را مشخص می کند. EIGRP به طور خودکار رکورد هر روتر را از بهترین مسیرها (به نام جدول مسیریابی) به روز می کند و آن به روز رسانی ها را برای سایر روترهای داخل شبکه پخش می کند.

OSPF: پروتکل Open Shortest Path First (OSPF) کارآمدترین مسیرهای شبکه را بر اساس عوامل مختلفی از جمله فاصله و پهنای باند محاسبه می کند.

RIP: پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP) یک پروتکل مسیریابی قدیمی است که فواصل بین روترها را مشخص می کند. RIP یک پروتکل لایه 7 است.

پروتکل های اینترنتی چارچوب استاندارد شده ای را برای دستگاه ها فراهم می کنند تا بدون توجه به تفاوت های سخت افزاری یا نرم افزاری، ارتباط موثری برقرار کنند. این پروتکل‌ها، اطمینان می‌دهند که اطلاعات به‌طور قابل اعتماد و کارآمد ارسال، دریافت و درک می‌شوند.

با درک اصول پروتکل های اینترنتی، ما می توانیم درک عمیق تری از زیرساخت پیچیده ای که دنیای دیجیتال ما را ممکن می سازد به دست آوریم.