پروتکل شبکه چیست؟ بررسی کامل انواع پروتکل های شبکه

پروتکل شبکه یکی از مفاهیم بنیادین در دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات است که به زبان ساده، قوانین و استانداردهایی را تعیین می‌کند تا دستگاه ‌های مختلف بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. تا به حال این سوال در ذهنتان ایجاد شده که چگونه میلیون ‌ها دستگاه در سراسر جهان بدون هیچ اختلالی به تبادل داده می ‌پردازند؟ پاسخ در همین پروتکل ‌های شبکه نهفته است. از ارسال یک پیام ساده در شبکه ‌های اجتماعی گرفته تا تراکنش‌ های مالی آنلاین و مدیریت شبکه ‌های بزرگ سازمانی، همه این‌ ها وابسته به وجود این قواعد هستند. در این مطلب، سفری جذاب به دنیای پروتکل ‌های شبکه خواهیم داشت و با انواع مختلف آن آشنا می ‌شویم. آماده ‌اید تا رازهای پشت پرده این فناوری شگفت ‌انگیز را کشف کنید؟

فهرست مطالب

• پروتکل شبکه چیست؟
• انواع پروتکل شبکه
  • 1. پروتکل‌ های انتقال داده (Transmission Protocols)
  • 2. پروتکل ‌های اینترنتی (Internet Protocols)
  • 3. پروتکل ‌های مدیریت شبکه (Network Management Protocols)
  • 4. پروتکل ‌های امنیت شبکه (Network Security Protocols)
  • 5. پروتکل ‌های انتقال فایل (File Transfer Protocols)
  • 6. پروتکل‌ های ارتباطی (Communication Protocols)
  • 7. پروتکل ‌های لایه پیوند داده (Data Link Layer Protocols)
  • 8. پروتکل ‌های امنیتی دامنه (Domain Security Protocols)
• دیگر پروتکل های شبکه

پروتکل شبکه چیست؟

پروتکل شبکه به مجموعه‌ ای از قوانین، استانداردها و رویه‌ ها گفته می‌ شود که برای برقراری ارتباط میان دستگاه‌ ها در یک شبکه کامپیوتری به کار می ‌رود. این قوانین مشخص می‌کنند که داده‌ ها چگونه ارسال، دریافت و تفسیر شوند. به زبان ساده، پروتکل شبکه مانند زبان مشترکی است که تمامی دستگاه‌ ها برای فهم یکدیگر از آن استفاده می‌کنند.

تصور کنید دو نفر با زبان‌ های مختلف بخواهند با هم صحبت کنند، بدون وجود یک زبان مشترک، این ارتباط غیرممکن است. در دنیای فناوری نیز دستگاه ‌های مختلف، از لپ ‌تاپ‌ ها و گوشی ‌ها گرفته تا سرورها و روترها، نیاز به چنین زبانی دارند تا داده‌ ها را بدون هیچ ابهامی به یکدیگر منتقل کنند. این زبان مشترک چیزی جز پروتکل شبکه نیست.

پروتکل ‌های شبکه به دستگاه‌ ها کمک می‌کنند تا مراحل مختلف انتقال داده را طی کنند. از تأیید هویت طرفین، تقسیم ‌بندی اطلاعات به بسته ‌های کوچک‌ تر گرفته تا تضمین صحت و اطمینان از رسیدن داده ‌ها به مقصد را برعهده دارند. برای مثال، وقتی ایمیلی ارسال می‌کنید یا وب‌ سایتی را باز می‌کنید، چندین پروتکل به طور همزمان در پشت صحنه فعال هستند.

 پروتکل http برای نمایش صفحات وب، پروتکل TCP/IP برای انتقال داده ‌ها و حتی پروتکل DNS برای تبدیل نام وب ‌سایت به آدرس آی ‌پی عمل می کنند. هرکدام از این پروتکل ‌ها نقشی کلیدی در ایجاد ارتباط پایدار و قابل اعتماد ایفا می‌کنند. بدون وجود پروتکل‌ های شبکه، دنیای ارتباطات دیجیتال همانند آشوبی بدون نظم است. این پروتکل‌ ها به ما اجازه می ‌دهند تا به راحتی فایل ‌ها را به اشتراک بگذاریم، ویدیوهای آنلاین تماشا کنیم یا پیام‌ های فوری ارسال نماییم. بنابراین، پروتکل شبکه نه تنها یک مفهوم فنی، بلکه بخشی جدایی ‌ناپذیر از زندگی روزمره ماست.

انواع پروتکل شبکه

پروتکل ‌های شبکه به دلیل نیازهای متنوع شبکه‌ ها، طیف گسترده ‌ای را شامل می ‌شوند و هرکدام نقش خاصی در ایجاد یک ارتباط پایدار و مطمئن ایفا می‌کنند. از پروتکل‌ هایی که وظیفه مدیریت انتقال داده ‌ها را دارند گرفته تا آن‌ هایی که برای حفظ امنیت اطلاعات طراحی شده ‌اند، هرکدام به نحوی بخشی از پازل پیچیده دنیای ارتباطات را کامل می‌کنند. در ادامه، مهم‌ ترین انواع پروتکل ‌های شبکه را به تفصیل معرفی می‌کنیم.

1. پروتکل‌ های انتقال داده (Transmission Protocols)

این پروتکل شبکه همانطور که از نامش پیداست وظیفه اصلی انتقال داده ‌ها در شبکه را برعهده دارد و شامل موارد زیر است:

• TCP (Transmission Control Protocol): پروتکل TCP یکی از مهم ‌ترین پروتکل ‌ها در دنیای شبکه است که برای انتقال داده‌ ها با اطمینان بالا استفاده می‌ شود. این پروتکل، داده‌ ها را به بسته ‌های کوچک ‌تر تقسیم می‌کند و تضمین می‌کند که تمامی بسته ‌ها به ترتیب صحیح به مقصد می ‌رسند. اگر بسته ‌ای گم شود، TCP آن را مجدداً ارسال می‌کند. این ویژگی باعث شده که TCP برای ارتباطات حساس مانند ایمیل، انتقال فایل و مرور وب بسیار مناسب باشد.
• UDP (User Datagram Protocol): برخلاف TCP، پروتکل UDP روی سرعت تمرکز دارد و از صحت و ترتیب داده ‌ها صرف ‌نظر می‌کند. این پروتکل برای کاربردهایی مانند پخش زنده ویدیو و بازی ‌های آنلاین که تأخیر در انتقال داده ‌ها مهم ‌تر از صحت آن ‌هاست، استفاده می ‌شود.

2. پروتکل ‌های اینترنتی (Internet Protocols)

این نوع از پروتکل ‌شبکه به مدیریت آدرس ‌دهی و مسیریابی داده ‌ها در شبکه می‌ پردازد. از انواع آن می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

IP (Internet Protocol)

پروتکل شبکه IP وظیفه مسیریابی داده ‌ها از مبدا به مقصد را برعهده دارد. این پروتکل خود از دو نسخه اصلی زیر برخوردار است:

• IPv4: نسخه قدیمی ‌تر که از آدرس ‌دهی 32 بیتی استفاده می‌کند و همچنان رایج است.
• IPv6: نسخه جدیدتر با آدرس ‌دهی 128 بیتی که برای رفع محدودیت آدرس‌ های IPv4 طراحی شده است.
• ICMP (Internet Control Message Protocol): این پروتکل شبکه برای ارسال پیام‌ های کنترلی و خطایابی در شبکه استفاده می ‌شود. به عنوان مثال، ابزارهایی مانند “Ping” از ICMP برای بررسی وضعیت اتصال شبکه بهره می ‌برند.

3. پروتکل ‌های مدیریت شبکه (Network Management Protocols)

برای مدیریت و نظارت بر شبکه ‌ها طبیعتا از پروتکل مدیریت شبکه استفاده می ‌شود که شامل انواع زیر است:

• SNMP (Simple Network Management Protocol): پروتکل SNMP، به مدیران شبکه اجازه می ‌دهد تا تجهیزات مختلف شبکه مانند روترها، سوئیچ ‌ها و سرورها را نظارت و مدیریت کنند. SNMP امکان مشاهده وضعیت دستگاه‌ ها و دریافت هشدار در صورت بروز خطا را فراهم می‌کند.
• ARP (Address Resolution Protocol): پروتکل شبکه ARP وظیفه دارد آدرس IP را به آدرس فیزیکی (MAC Address) تبدیل کند. این فرآیند در شبکه ‌های اترنت برای ارسال بسته ‌های داده ضروری است.

4. پروتکل ‌های امنیت شبکه (Network Security Protocols)

برای حفظ امنیت داده ‌ها در هنگام انتقال، از پروتکل امنیت شبکه استفاده می شود که کاربردهای گسترده و مهمی دارد. از انواع آن نیز می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure): پروتکل https نسخه امن پروتکل HTTP است که با استفاده از رمزنگاری SSL/TLS، امنیت ارتباطات اینترنتی را تضمین می‌کند. این پروتکل به ‌ویژه برای وب ‌سایت ‌های تراکنشی و بانکی استفاده می ‌شود.
• SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security): این نوع پروتکل ‌شبکه برای رمزنگاری ارتباطات و جلوگیری از شنود یا دستکاری داده ‌ها به کار می ‌روند. SSL قدیمی ‌تر است و TLS نسخه پیشرفته ‌تر و ایمن ‌تر آن محسوب می ‌شود.
• IPSec (Internet Protocol Security): پروتکل IPsec، پروتکلی است که برای رمزنگاری و تأمین امنیت داده‌ ها در لایه IP استفاده می‌ شود و معمولاً در شبکه‌ های خصوصی مجازی به کار می‌ رود.

5. پروتکل ‌های انتقال فایل (File Transfer Protocols)

این پروتکل ‌ها برای ارسال و دریافت فایل ‌ها در شبکه طراحی شده ‌اند که شامل انواع زیر می شوند:

• FTP (File Transfer Protocol): پروتکل FTP یکی از انواع پروتکل ‌شبکه قدیمی و پرکاربرد برای انتقال فایل بین سرورها و کلاینت ‌ها است. این پروتکل، ساده اما فاقد امنیت کافی است و به همین دلیل اغلب با نسخه امن ‌تر آن جایگزین شده است.
• SFTP (SSH File Transfer Protocol): نسخه ‌ای امن از FTP که از رمزنگاری SSH برای انتقال فایل ‌ها استفاده می‌کند و امنیت بالاتری را فراهم می ‌آورد.
• TFTP (Trivial File Transfer Protocol): پروتکلی ساده و بدون احراز هویت برای انتقال فایل ‌های کوچک که بیشتر در تنظیمات شبکه ‌های داخلی استفاده می ‌شود.

6. پروتکل‌ های ارتباطی (Communication Protocols)

پروتکل شبکه ارتباطی برای تبادل اطلاعات بین کاربران و دستگاه ‌ها طراحی شده‌ است. از انواع آن عبارتند از:

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): پروتکلSMTP پروتکلی است که برای ارسال ایمیل ‌ها به کار می ‌رود. این پروتکل پیام‌ های ارسالی را از یک سرور به سرور دیگر منتقل می‌کند.
• POP3 (Post Office Protocol 3) و IMAP (Internet Message Access Protocol): این پروتکل‌ های شبکه نیز برای دریافت ایمیل‌ ها از سرورها استفاده می‌ شوند. POP3 ایمیل‌ ها را دانلود کرده و از سرور حذف می‌کند، در حالی که IMAP ایمیل‌ ها را روی سرور نگه می‌ دارد و امکان دسترسی از چندین دستگاه را فراهم می‌کند.

7. پروتکل ‌های لایه پیوند داده (Data Link Layer Protocols)

این نوع پروتکل‌ شبکه برای انتقال داده ‌ها در سطح فیزیکی و منطقی شبکه به کار می ‌رود. از انواع آن عبارتند از:

• Ethernet: پروتکل Ethernet، پروتکلی است پرکاربرد در شبکه ‌های محلی (LAN) که استانداردهایی را برای انتقال داده ‌ها در کابل ‌های اترنت تعیین می‌کند.
• PPP (Point-to-Point Protocol): این پروتکل شبکه برای ارتباطات نقطه‌ به‌ نقطه در شبکه‌ های WAN استفاده می‌ شود و برای اتصال مودم ‌ها و روترها بسیار رایج است.

8. پروتکل ‌های امنیتی دامنه (Domain Security Protocols)

این دسته از پروتکل ‌ها برای تأمین امنیت اطلاعات مرتبط با دامنه‌ ها و سیستم نام دامنه (DNS) طراحی شده ‌اند. یکی از مهم ‌ترین پروتکل ‌های این دسته پروتکل DNSSEC است.

DNSSEC (Domain Name System Security Extensions)

پروتکل DNSSEC مجموعه ‌ای از افزونه‌ ها است که برای افزایش امنیت سیستم نام دامنه (DNS) طراحی شده است. DNSSEC به ‌ویژه برای جلوگیری از حملات جعل پاسخ DNS (مثل حملات cache poisoning) استفاده می ‌شود. این پروتکل با استفاده از امضای دیجیتال و رمزنگاری، اطمینان حاصل می‌کند که پاسخ ‌هایی که از سرور DNS دریافت می‌کنید، معتبر و تغییر ناپذیر هستند.

بدون DNSSEC، هکرها می ‌توانند اطلاعات DNS را دستکاری کرده و کاربران را به وب ‌سایت ‌های جعلی هدایت کنند. این پروتکل مخصوصا برای حفظ یکپارچگی و اعتبار داده ‌ها در سطح اینترنت حیاتی است، زیرا سیستم DNS یکی از اصلی ‌ترین بخش ‌های زیرساخت اینترنت به شمار می ‌آید.

دیگر پروتکل های شبکه

• NTP (Network Time Protocol): برای همگام‌ سازی دقیق زمان بین دستگاه‌ ها در یک شبکه استفاده می ‌شود.
• RARP (Reverse Address Resolution Protocol): برای پیدا کردن آدرس IP از روی آدرس MAC در شبکه ‌های قدیمی کاربرد دارد.
• L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol): برای ایجاد تونل ‌های مجازی امن در شبکه‌ های خصوصی مجازی به‌ کار می‌ رود.
• SCTP (Stream Control Transmission Protocol): پروتکلی برای انتقال داده‌ ها با قابلیت مدیریت چندین جریان به ‌صورت همزمان، قابل استفاده در شبکه‌ های مخابراتی.
• Telnet: برای دسترسی از راه دور به دستگاه‌ ها در شبکه، به‌ ویژه برای مدیریت سیستم ‌ها و سرویس‌ ها.
• SIP (Session Initiation Protocol): برای راه ‌اندازی و مدیریت تماس ‌های صوتی و تصویری در شبکه ‌های IP مانند VoIP
• MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): پروتکلی سبک برای انتقال پیام ها در اینترنت اشیاء (IoT) با تأخیر کم.
• BGP (Border Gateway Protocol): پروتکلی برای مسیریابی داده ‌ها در شبکه‌ های گسترده و اینترنت.

در پایان می توانیم به طور خلاصه بگوییم، پروتکل ‌های شبکه ستون فقرات دنیای ارتباطات دیجیتال هستند و هرکدام با هدفی خاص طراحی شده‌ اند. از انتقال سریع داده‌ ها تا تأمین امنیت و مدیریت شبکه، این پروتکل ‌ها به ما امکان می ‌دهند تا در دنیای پرسرعت فناوری به راحتی با یکدیگر در ارتباط باشیم.