انواع پروتکل ارتباطی شبکه که باید بشناسید

در علوم کامپیوتر یک پروتکل ارتباطی به مجموعه قوانین گفته می‌شود که کامپیوترها برای ارتباط با یکدیگر از آنها استفاده می‌کنند. کسب دانش کافی پیرامون انواع پروتکل شبکه برای یک مهندس شبکه به این دلیل بسیار مهم است که این پروتکل‌ها در راه ‌اندازی و به ویژه خطایابی شبکه‌های مختلف از جمله شبکه‌های صنعتی کاربرد فراوانی دارند. در این مقاله از مجتمع فنی تهران ضمن پرداختن به مفهوم پروتکل و پاسخ به سوال پروتکل چیست انواع پروتکل ارتباطی شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت به طور جامع شرح داده می‌شوند. هر یک از پروتکل‌های ارتباطی کلیدی و مهم نیز به طور مجزا معرفی و نکات لازم پیرامون آنها ارائه شده است.

منظور از پروتکل شبکه چیست؟

پروتکل‌های شبکه مجموعه‌ای از قوانین، استانداردها و توافقاتی هستند که برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف در یک شبکه استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها به طور کلی نحوه ارسال، دریافت و پردازش داده‌ها را مشخص می‌کنند و از جمله اهداف اصلی آنها اطمینان از ارتباط مطمئن و موثر بین دستگاه‌ها، مدیریت منابع شبکه، ارائه خدمات مختلف مانند انتقال فایل، ایمیل، صفحات وب، غیره و همچنین تضمین امنیت اطلاعات خواهد بود.

 سیستم‌های کامپیوتری و تجهیزات همراه به منظور برقراری ارتباط با شبکه از سخت ‌افزار سیستم عامل و نرم ‌افزارهای مختلف استفاده می‌کنند. از این رو باید بتوانند با یک زبان قابل فهم با یکدیگر ارتباط داشته باشند. وظیفه این کار بر عهده انواع پروتکل‌های شبکه قرار دارد که هر کدام بر اساس ویژگی‌هایی که دارند برای اهداف متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آشنایی با انواع پروتکل‌

به صورت کلی پروتکل‌ها در سه دسته ارتباطی، مدیریتی و امنیتی تقسیم بندی می‌شوند.

پروتکل ارتباطی

همانطور که از نام این نوع پروتکل پیداست، وظیفه دارد که ارتباط لازم بین دستگاه‌های مختلف در شبکه را برقرار نماید و قادر به پشتیبانی از انواع مختلف استانداردهای مخابراتی، آنالوگ و دیجیتال هستند. پروتکل‌های مذکور از تکنیک‌های مختلف برای ارسال بسته‌های اطلاعاتی در شبکه محلی و اینترنت استفاده می‌کنند.

پروتکل‌های مدیریتی

این پروتکل‌ها کاربردهای خاصی دارند و بیشتر برای نظارت بر دستگاه‌های ارتباطی و بهینه‌سازی عملکرد شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها بر روی عملکرد برخی از تجهیزات همانند روترها، سرورها و مودم‌ها اثرگذار بوده و تلاش می‌کنند بهترین مسیر را برای انتقال بیابند.

پروتکل‌های امنیتی

همانطور که از نام این نوع پروتکل بر می‌آید خط مشی هایی بوده که به منظور حفاظت از داده‌ها و اطلاعات از طریق رمزگذاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقایسه با پروتکل شبکه، هدف اصلی این پروتکل جلوگیری از دسترسی کاربران غیر مجاز به شبکه است. به طور مثال هنگامی که قصد راه ‌اندازی یک شبکه بیسیم را دارید، این الگوریتم‌ها و پروتکل‌های امنیتی هستند که اجازه نمی‌دهند افراد غیر مجاز به شبکه نفوذ پیدا کرده یا رمز عبورتان به راحتی به سرقت برود.

انواع پروتکل شبکه

در ادامه به معرفی انواع پروتکل‌های شبکه می‌پردازیم. از مهم‌ترین پروتکل‌ها در شبکه به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

پروتکل 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 نمود. 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:

لایه واسط شبکه (network interface layer): لایه فوق وظیفه رسیدگی به مک‌آدرس‌ها، مسیر‌یابی آن‌ها و ارسال و دریافت فیزیکی بیت‌ها را عهده‌دار است.

لایه‌ اینترنت (internet layer): وظیفه اصلی لایه فوق آدرس‌دهی IP و مسیریابی است. مهم‌ترین پروتکل شبکه این لایه، پروتکل اینترنت (internet protocol) یا IP است.

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.

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.

پروتکل 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.

پروتکل UDP

پروتکل شبکه‌ای 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 این‌ که 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.  UDPبیشتر در ارتباط با سرویس‌هایی نظیر استریم‌های ویدیویی و گیمینگ استفاده می‌شود که سرعت دریافت داده‌ها اهمیت زیادی دارد.

پروتکل SSH

پروتکل پوسته سوکت ایمن (Secure Socket Shell) دسترسی مطمئن کلاینت‌ها به منابع شبکه را فراهم می‌کند، حتی زمانی که کلاینت‌ها به شبکه‌هایی متصل می‌شوند که ایمن نیستند. پروتکل شبکه 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 که در آموزش Network+ بسیار به آن توجه گشته است.

پروتکل Telnet

این پروتکل یکی از قدیمی‌ترین پروتکل‌ 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.

پروتکل SMS

پروتکل سرویس پیام کوتاه (Short Message Service) امکان ارسال و دریافت پیام توسط دستگاه‌های شبکه و سیم‌کارت‌خور را فراهم می‌کند. این پروتکل متن‌ محور 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.

پروتکل 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.

پروتکل 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.

پروتکل 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 شبکه متشکل از چند دستور کاربردی است که سهولت در دسترسی به اطلاعات شبکه را فراهم می‌کنند.

پروتکل 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 شبکه 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.

پروتکل 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.

پروتکل http

پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP) اولین پروتکل شبکه 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.

سوالات متداول در خصوص پروتکل شبکه

در این بخش قصد داریم به سوالات پر تکرار شما در مورد پروتکل شبکه پاسخ دهیم.

پروتکل شبکه چیست؟

مجموعه‌ای از خط مشی‌ها و قواعد است که وظیفه اصلی آن مشخص کردن نحوه برقراری ارتباط بین دستگاه‌های مختلف در داخل شبکه است.

چرا آشنایی با انواع پروتکل شبکه اهمیت دارد؟

این پروتکل‌ها تضمین کننده امنیت شبکه و عملکرد صحیح بوده و مهندسان شبکه با بکارگیری آن‌ها می‌توانند فرایند راه ‌اندازی و عیب‌یابی را در شبکه‌های مختلف انجام دهند.

انواع پروتکل‌ شبکه در چند دسته تقسیم‌بندی می‌شوند؟

در خصوص انواع پروتکل‌های شبکه باید گفت‌ که آن‌ها را می‌توان در سه دسته پروتکل‌های ارتباطی، پروتکل‌های مدیریتی و پروتکل‌های امنیتی دسته‌بندی کرد.