آشنایی با 12 پروتکل رایج شبکه و عملکرد آن‌ ها

پروتکل‌های رایج شبکه، از جمله پروتکل کنترل انتقال (TCP) و پروتکل اینترنت (IP)، امکان تبادل اطلاعات در سراسر اینترنت را به وجود می‌آورند و نقش کلیدی در انجام بهتر کارها دارند. در شرایطی که بسیاری از کاربران حتا در مورد وجود آن‌ها یا نحوه کارکردشان اطلاعات چندانی ندارند. برای متخصصان شبکه، شناخت و درک پروتکل های شبکه بسیار مهم است. در این مقاله قصد داریم، 12 پروتکل رایج شبکه را بررسی کنیم که همه مهندسان شبکه باید با آن‌ها آشنا باشند. این موضوع شامل کارکردهای اصلی پروتکل‌ها و همچنین اهمیت این پروتکل‌های رایج شبکه است.

آشنایی با 12 پروتکل مشترک و پر استفاده شبکه

Address Resolution Protocol

 آدرس‌های آی‌پی را به آدرس‌های کنترل دسترسی رسانه (MAC) ترجمه می‌کند و بالعکس تا نقاط پایانی  در شبکه محلی (LAN) بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. وجود پروتکل ARP در شبکه ضروری است، زیرا طول آدرس‌های آی‌پی و مک آدرس‌ها متفاوت است. آدرس‌های IP نسخه 4 32 بیتی هستند، در حالی که پروتکل IPv6  از آدرس‌های 128 بیتی و مک آدرس‌های  12 رقم هگزا دسیمال هستند که به شش جفت تقسیم می‌شوند و شماره سخت‌افزار فیزیکی دستگاه هستند، استفاده می‌کند. برای برقراری ارتباط درست این دستگاه‌ها با یکدیگر، فرآیند ترجمه آدرس‌ها باید به شکل درستی انجام شود.

لازم به توضیح است که هر زمان که تجهیزات شبکه تلاش می‌کنند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند به ARP نیازی ندارند، زیرا میزبان LAN آدرس‌های ترجمه‌شده را در حافظه پنهان ARP خود ذخیره می‌کند، بنابراین این فرآیند عمدتا زمانی که دستگاه‌های جدید به شبکه می‌پیوندند، استفاده می‌شود.

مطلب پیشنهادی

پروتکل در شبکه‌های کامپیوتری چه نقشی دارد؟

پروتکل دروازه مرزی (Border Gateway Protocol)

 پروتکل BGP باعث می‌شود اینترنت کار کند. این پروتکل مسیریابی، نحوه عبور بسته‌ها از مسیریاب‌ها در یک سیستم مستقل (autonomous system) - یک یا چند شبکه که توسط یک سازمان یا ارائه‌دهنده واحد پیاده‌سازی شده‌اند و اتصال به شبکه‌های مختلف را کنترل می‌کند. BGP می‌تواند نقاط انتهایی یک LAN را به یکدیگر متصل کند و می‌تواند نقاط پایانی در شبکه‌های محلی مختلف را از طریق اینترنت به یکدیگر متصل کند.

BGP خارجی ترافیک شبکه را از سامانه‌های مستقل یا به عبارت دقیق‌تر خودمختار مختلف به اینترنت و بالعکس هدایت می‌کند. علاوه بر این، BGP داخلی ترافیک شبکه را بین نقاط پایانی در یک سامانه خودمختار هدایت می‌کند.

سیستم نام دامنه (Domain name system)

 یک پایگاه داده است که شامل نام دامنه یک وب سایت است و آدرس‌های آی‌پی مربوط به دستگاه‌ها است که برای مکان‌یابی وب سایت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد تا کاربران بتوانند به ساده‌ترین شبکه به وب‌سایت‌ها دسترسی داشته باشند. سامانه نام دامنه وظیفه دارد تا نام دامنه را به آدرس های آی‌پی ترجمه کند. لازم به توضیح است که این ترجمه‌ها در سامانه نام دامنه قرار می‌گیرند. سرورها می‌توانند داده‌های سامانه نام دامنه را که برای دسترسی به وب‌سایت‌ها لازم است، ذخیره کنند. علاوه بر این، سامانه نام دامنه شامل پروتکل DNS است که در مجموعه آی‌پی قرار دارد و مشخصاتی را که سامانه نام دامنه برای ترجمه و برقراری ارتباط از آن استفاده می‌کند، توضیح می‌دهد.

سامانه نام دامنه  به این دلیل مهم است که می‌تواند به سرعت اطلاعات را در اختیار کاربران قرار دهد و همچنین به میزبان‌ها و منابع راه دور در سراسر اینترنت دسترسی داشته باشد.

مطلب پیشنهادی

آشنایی با محبوب‌ترین پروتکل‌های ایمن‌سازی شبکه‌ها

پروتکل پیکربندی میزبان پویا (Dynamic Host Configuration Protocol)

 پروتکل DHCP آدرس‌های آی‌پی را به نقاط پایانی شبکه اختصاص می‌دهد تا بتوانند با سایر نقاط پایانی شبکه از طریق آی‌پی ارتباط برقرار کنند. هر زمان که دستگاهی برای اولین بار به شبکه ای با یک سرور DHCP ملحق می‌شود، پروتکل پیکربندی میزبان پویا به طور خودکار یک آدرس IP جدید به آن اختصاص می‌دهد و هر بار که مکان دستگاه در شبکه تغییر می‌کند، به طور خودکار آدرس جدیدی به آن اختصاص می‌دهد.

هنگامی که یک دستگاه به یک شبکه متصل می‌شود، یک فرآیند دست‌دهی پروتکل پیکربندی میزبان پویا  اتفاق می‌افتد، جایی که دستگاه و سرور پروتکل پیکربندی میزبان پویا با هم ارتباط برقرار می‌کنند. در این حالت است که دستگاه توانایی برقراری ارتباط با شبکه را دارد. در این حالت، دستگاه آدرس آی‌پی را از سرور دریافت می‌کند. به بیان دقیق‌تر، دستگاه یک آدرس آی‌پی درخواست می‌کند و سرور آدرس منحصر به فردی در اختیارش قرار می‌دهد. دست‌دهی در پروتکل پیکربندی میزبان پویا  زمانی رخ می‌دهد که یک دستگاه در ابتدا به یک شبکه متصل می‌شود.

پروتکل انتقال فایل (File Transfer Protocol)

 پروتکل FTP یک پروتکل سرویس گیرنده-سرور است که با آن یک کلاینت فایلی را درخواست می‌کند و سرور آن را ارسال می‌کند. FTP از طریق TCP/IP – مجموعه‌ای از پروتکل های ارتباطی را پیاده‌سازی می‌کند که برای برقراری ارتباط و تبادل فایل‌ها به ترتیب به یک کانال فرمان و یک کانال داده نیاز دارد. کلاینت‌ها، فایل‌ها را از طریق کانال فرمان درخواست می‌کنند و از طریق کانال داده دسترسی به دانلود، ویرایش و کپی فایل می‌پردازند.

از آنجایی که اکثر سیستم‌ها شروع به استفاده از HTTP برای اشتراک گذاری فایل کردند‌ه‌اند، FTP کمتر محبوب شده است. با این حال، FTP یک پروتکل شبکه رایج برای به اشتراک گذاری فایل‌های خصوصی‌تر توسط صنایع و موسساتی مثل بانک‌ها است.

مطلب پیشنهادی

آموزش مفاهیم شبکه به زبان ساده

آشنایی با پروتکل‌ها و مسیریابی شبکه

پروتکل انتقال ابرمتن (Hypertext Transfer Protocol)

 شبیه به پروتکلFTP، پروتکل HTTP یک پروتکل به اشتراک گذاری فایل است که از طریق TCP/IP اجرا می‌شود، اگرچه HTTP اساساً روی مرورگرهای وب کار می کند و معمولا برای اکثر کاربران قابل تشخیص است. هنگامی که کاربر وارد یک دامنه وب سایت می شود و قصد دسترسی به آن را دارد، HTTP دسترسی را فراهم می‌کند. HTTP به سرور دامنه متصل می‌شود و HTML سایت را درخواست می‌کند که کدی است که شامل طراحی ساختارمند یک صفحه است و آن را به همان صورت برای مرورگر کاربران ارسال می‌کند.

شکل دیگری از پروتکل HTTP پروتکل HTTPS است که مخفف HTTP over Secure Sockets Layer یا HTTP Secure است. HTTPS می‌تواند درخواست‌های HTTP و صفحات وب کاربر را رمزگذاری کند. این امر امنیت بیشتری را برای کاربران فراهم می‌کند و می‌تواند از تهدیدات رایج امنیت سایبری مانند حملات مرد میانی جلوگیری کند.

پروتکل اینترنت (Internet Protocol)

 پروتکل IP عملکردی شبیه به خدمات پستی دارد. هنگامی که کاربران داده‌ها را از دستگاه خود ارسال و دریافت می‌کنند، داده‌ها به بسته‌هایی تقسیم می‌شوند که مانند نامه‌هایی با دو آدرس IP هستند: یکی برای فرستنده و دیگری برای گیرنده. پس از اینکه بسته از سامانه فرستنده خارج شد، مانند یک اداره پست به دروازه‌ای می‌رود که آن را به مسیر مناسب هدایت می‌کند. بسته‌ها از طریق دروازه‌ها به حرکت خود ادامه می‌دهند تا زمانی که به مقصد خود برسند.

IP معمولا با TCP جفت می‌شود تا TCP/IP و مجموعه پروتکل کلی اینترنت را تشکیل دهد. IP مسئولیت ارسال بسته‌ها برای مقصد را بر عهده دارد و TCP مسئولیت مرتب‌سازی بسته‌ها در مقصد را بر عهده دارد، زیرا IP گاهی اوقات بسته‌ها را خارج از نظم می‌فرستد تا اطمینان حاصل شود که بسته‌ها از سریع‌ترین مسیر استفاده کرده‌اند.

ابتدا کوتاهترین مسیر را باز کن (Open Shortest Path First)

 پروتکل OSPF با IP در ارسال بسته‌ها به مقصد همکاری می‌کند. هدف IP ارسال بسته‌ها از طریق سریع‌ترین مسیر ممکن است که OSPF برای انجام آن طراحی شده است. OSPF ابتدا کوتاه‌ترین یا سریع‌ترین مسیر را برای بسته‌ها باز می‌کند. همچنین، جداول مسیریابی را به‌روزرسانی می‌کند - مجموعه‌ای از قوانین که مکان حرکت بسته‌ها را کنترل می‌کند - و به روترها از تغییرات جدول مسیریابی یا شبکه هنگام تغییر هشدار می‌دهد.

OSPF مشابه پروتکل اطلاعات مسیریابی است و از آن پشتیبانی می کند - که ترافیک را بر اساس تعداد هاپ‌ها یا همان پرش‌هایی که باید در طول یک مسیر طی کند هدایت می‌کند. علاوه بر این، در بسیاری از شبکه‌ها جایگزین RIP شده است. OSPF به عنوان یک جایگزین ساده‌تر و مقیاس‌پذیرتر برای RIP توسعه یافته است. به عنوان مثال، RIP جداول مسیریابی به روز شده را هر 30 ثانیه ارسال می کند، در حالی که OSPF فقط در صورت لزوم به روزرسانی‌ها را ارسال می‌کند و به روزرسانی‌ها را در قسمت خاصی از جدول که در آن تغییر رخ داده است، انجام می‌ دهد.

پروتکل ساده انتقال نامه (Simple Mail Transfer Protocol)

 پروتکل SMTP محبوب‌ترین پروتکل ایمیل است و بخشی از مجموعه TCP/IP است و نحوه ارسال پیام‌های ایمیل کاربران توسط کلاینت‌های ایمیل را کنترل می‌کند. سرورهای ایمیل از SMTP برای ارسال پیام‌های ایمیل از کلاینت به سرور ایمیل و دریافت کننده استفاده می‌کنند. با این حال، SMTP نحوه دریافت پیام‌ها توسط کلاینت‌های ایمیل را کنترل نمی‌کند - فقط نحوه ارسال پیام‌ها را از سوی کلاینت‌ها را کنترل می‌کند.

گفته می‌شود، SMTP به پروتکل‌های دیگری برای اطمینان از ارسال و دریافت صحیح پیام‌های ایمیل نیاز دارد. SMTP می‌تواند با پروتکل Post Office Protocol 3 یا پروتکل دسترسی به پیام اینترنتی (Internet Message Access Protocol) کار کند که نحوه دریافت پیام‌های ایمیل توسط سرور ایمیل را کنترل می‌کند.

شبکه راه دور(Telnet)

 پروتکل Telnet برای اتصال از راه دور طراحی شده است و برای فعال کردن یک جلسه از راه دور بین یک نقطه پایانی راه دور و یک ماشین میزبان ارتباط برقرار می‌کند. Telnet از کاربر در نقطه پایانی راه دور می‌خواهد که وارد سیستم شود و پس از احراز هویت، به نقطه پایانی اجازه دسترسی به منابع شبکه و داده ها در رایانه میزبان را می‌دهد.

Telnet از دهه 1960 وجود داشته است و مسلما اولین پیش‌نویس اینترنت مدرن بود. با این حال، Telnet فاقد حفاظت‌های امنیتی پیچیده مورد نیاز برای ارتباطات و فناوری مدرن است، بنابراین دیگر از آن استفاده نمی‌شود.

پروتکل کنترل انتقال (Transmission Control Protocol)

پروتکل TCP نیمه دیگر TCP/IP است و بسته‌ها را به ترتیب مرتب می‌کند تا IP بتواند آن‌ها را تحویل دهد. به طور خاص، TCP بسته‌های جداگانه را شماره‌گذاری می‌کند، زیرا IP می‌تواند بسته‌ها را از طریق مسیرهای مختلف به مقصد ارسال کند و آنها را از حالت عادی خارج کند، بنابراین TCP قبل از اینکه IP بسته‌ها را تحویل دهد، این مورد را اصلاح می‌کند.

علاوه بر این، TCP خطاها را در فرآیند ارسال شناسایی می‌کند - از جمله اگر بسته‌هایی بر اساس سیستم شماره‌دار TCP وجود نداشته باشد - و به IP نیاز دارد تا آن بسته‌ها را قبل از اینکه IP داده‌ها را به مقصد برساند، ارسال کند. از طریق این فرآیند، مجموعه TCP/IP ارتباطات در سراسر اینترنت را کنترل می کند.

پروتکل دیتاگرام کاربر (User Datagram Protocol)

 پروتکل UDP جایگزینی برای TCP است و علاوه بر این با IP برای انتقال داده‌های حساس به زمان کار می‌کند. UDP انتقال داده با تاخیر کم بین برنامه‌های اینترنتی را امکان‌پذیر می‌کند، بنابراین این پروتکل در ارتباط با ارسال صدا از طریق IP یا سایر کاربردهای صوتی و تصویری گزینه مناسبی است. برخلاف TCP، پروتکل UDP منتظر نمی‌ماند تا همه بسته‌ها وارد شوند یا بسته‌ها را سازماندهی کند. در عوض، UDP همه بسته‌ها را حتی اگر برخی از آن‌ها نرسیده باشند، ارسال می‌کند.

UDP تنها بسته‌ها را ارسال می‌کند، در حالی که TCP ارسال، سازماندهی و اطمینان از رسیدن بسته‌ها را انجام می‌دهد. در حالی که UDP سریع‌تر از TCP کار می‌کند، اما قابلیت اطمینان کمتری دارد.

کلام آخر

در این مقاله سعی کردیم، شما را با 12 مورد از پر کاربردترین و پر استفاده‌ترین پروتکل‌های شبکه آشنا کنیم. هر یک از این پروتکل‌ها، اطلاعات زیادی را در خود جای داده‌اند که پیشنهاد می‌کنیم، کمی وقت صرف کرده و جزییات مربوط به آن‌ها را به دقت بررسی کنید تا در کار خود موفق شوید. TCP/IP مهم‌ترین پروتکلی است که به عنوان یک کارشناس شبکه باید اطلاعات کاملی در ارتباط با آن داشته باشید.