پروتکل شبکه چیست؟ معرفی انواع آن

پروتکل‌ شبکه مجموعه‌ای از قوانین هستند که نحوه ارتباط دستگاه‌های متصل در سراسر شبکه را برای تبادل اطلاعات آسان و ایمن نشان می‌دهند. پروتکل‌ها به‌عنوان زبانی مشترک بین دستگاه‌ها عمل می‌کنند و امکان برقراری ارتباط را بدون توجه به تفاوت‌های نرم‌افزاری، سخت‌افزاری یا فرآیندهای داخلی آنها فراهم می‌سازند. در این مقاله دلایل اهمیت Protocol را توضیح خواهیم داد و انواع مختلف آن را معرفی می‌کنیم.

Protocol شبکه چیست؟

پروتکل شبکه استاندارد یا مجموعه‌ای از قوانین است که نحوه ارتباط کامپیوترها با یکدیگر را تعریف می‌کند. پروتکل‌های شبکه، فرمت‌های داده، انواع پیام، روش‌های احراز هویت و روش‌های کنترل دسترسی را تعریف می‌کنند که برای اطمینان از ارتباط امن و قابل اعتماد استفاده می‌شوند. آنها برای ارتباط بین رایانه‌ها ضروری هستند و هزاران پروتکل مختلف در طول زمان توسعه یافته‌اند.

تاریخچه Protocol

تاریخچه پروتکل‌ شبکه به دوران ابتدایی توسعه شبکه‌های کامپیوتری برمی‌گردد. در ادامه به مراحل کلیدی توسعه این پروتکل‌ها اشاره می‌کنیم:

1. دهه ۱۹۶۰: ظهور ARPANET

شبکه ARPANET که توسط آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA) ایالات متحده در اواخر دهه ۱۹۶۰ ایجاد شد، اولین شبکه بسته‌ بود. در این شبکه، پروتکل‌هایی برای مسیریابی و انتقال داده‌ها به شکل اولیه مورد استفاده قرار گرفتند.

2. دهه ۱۹۷۰: توسعه پروتکل‌ های اولیه

در دهه ۱۹۷۰، پروتکل‌های اولیه مانند پروتکل کنترل شبکه (NCP) توسعه یافتند که به ARPANET اجازه می‌داد، ارتباطات بین دستگاه‌ها را برقرار کند. اما این پروتکل‌ها محدودیت‌هایی داشتند و منجر به ایجاد نیاز برای یک استاندارد جدیدتر و بهتر شدند.

3. دهه ۱۹۸۰: معرفی TCP/IP

در سال ۱۹۸۳ پروتکل کنترل انتقال/پروتکل اینترنت (TCP/IP) به عنوان پروتکل اصلی ARPANET معرفی شد. این پروتکل به‌تدریج استاندارد اصلی شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت شد و ساختار چهارلایه‌ای برای ارتباطات شبکه ارائه کرد:

• لایه کاربرد
• لایه انتقال
• لایه اینترنت
• لایه پیوند داده

4. پیشرفت‌ های دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰

با رشد اینترنت در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، پروتکل‌های مختلفی برای پاسخگویی به نیازهای متفاوت کاربران و شبکه‌ها توسعه یافتند. برخی از پروتکل‌های مهم این دوره شامل HTTP برای انتقال صفحات وب، FTP برای انتقال فایل‌ها و SMTP برای ارسال ایمیل بودند.

5. دهه ۲۰۰۰ تا به امروز: توسعه و بهبود پروتکل‌ ها

با گسترش استفاده از اینترنت و نیاز به امنیت بیشتر، پروتکل‌های جدید و نسخه‌های بهبود یافته پروتکل‌های قدیمی توسعه یافتند. پروتکل‌های امنیتی نظیر HTTPS و TLS برای تضمین انتقال امن داده‌ها معرفی شده‌اند. همچنین پروتکل‌های جدیدتری مانند IPv6 برای مقابله با محدودیت‌های آدرس‌دهی IPv4 توسعه یافتند.

انواع Protocol شبکه 

پروتکل‌های مختلف، عملکردهای متفاوتی را برای اطمینان از ارتباطات شبکه‌ای کارآمد، سریع و ایمن انجام می‌دهند. انواع مختلفی از پروتکل شبکه را می‌توان به سه دسته کلی زیر طبقه‌بندی کرد:

• پروتکل‌های ارتباطی شبکه
• پروتکل‌های امنیت شبکه
• پروتکل‌های مدیریت شبکه

پروتکل‌ های ارتباطی شبکه 

این پروتکل‌ها قوانین و فرمت‌های انتقال داده‌ها را در شبکه‌ها تعیین می‌کنند. پروتکل‌های ارتباطی جنبه‌های مختلف ارتباطات آنالوگ و دیجیتال مانند احراز هویت، تشخیص خطا و موارد دیگر را کنترل می‌کنند. برخی از پروتکل‌های کلیدی ارتباط شبکه عبارتند از:

• پروتکل انتقال ابر متن (HTTP): معمولا به عنوان پروتکل اینترنت شناخته می‌شود که امکان ارتباط بین سرور و مرورگر را فراهم می‌کند.
• پروتکل کنترل انتقال (TCP): یک پروتکل قابل اعتماد و اتصال گرا که به انتقال متوالی بسته‌های داده کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که داده‌ها به‌موقع و بدون تکرار به مقصد می‌رسند.
• پروتکل اینترنت (IP): پروتکلی برای مسیریابی و انتقال بسته‌های داده در شبکه‌ها است که آدرس‌دهی و مسیریابی بین مبدا و مقصد را مدیریت می‌کند و نسخه‌های اصلی آن شامل IPv4 و IPv6 هستند.
• پروتکل دیتاگرام کاربر (UDP): برخلاف TCP، پروتکل UDP یک پروتکل انتقال سریع و بدون اتصال است که داده‌ها را بدون تضمین تحویل و ترتیب به مقصد می‌فرستد و برای کاربردهایی مانند پخش زنده و بازی‌های آنلاین مناسب است.
• پروتکل انتقال فایل (FTP): پروتکلی استاندارد برای انتقال فایل بین کامپیوترها در یک شبکه است که به کاربران اجازه می‌دهد فایل‌ها را به سرور ارسال یا از آن دریافت کنند و به‌صورت متنی و غیرایمن عمل می‌کند، مگر اینکه از نسخه‌های امن آن مانند SFTP استفاده شود.

پروتکل‌ های امنیت شبکه 

این پروتکل‌ها انتقال امن داده‌ها را از طریق اتصالات شبکه تضمین می‌کنند. پروتکل‌های امنیتی شبکه رویه‌هایی را برای ایمن سازی داده‌ها از هرگونه دسترسی غیرمجاز تعریف می‌کنند. این پروتکل‌ها از رمزگذاری و رمزنگاری برای محافظت استفاده استفاده خواهند کرد. در اینجا پرکاربردترین پروتکل‌های امنیتی شبکه آورده شده است:

• پروتکل انتقال امن فایل (SFTP): با استفاده از رمزگذاری کلید عمومی و احراز هویت مشتری و سرور به انتقال ایمن فایل‌ها در سراسر شبکه کمک می‌کند.
• پروتکل ایمن انتقال ابر متن (HTTPS): با اطمینان از امنیت داده‌های منتقل شده بین مرورگر و سرور از طریق رمزگذاری داده، بر محدودیت HTTP غلبه می‌کند. HTTPS نسخه‌ای امن از پروتکل HTTP است.
• لایه اتصال ایمن (SSL): در درجه اول به امنیت اتصالات اینترنتی و محافظت از داده‌های حساس با استفاده از رمزگذاری کمک می‌کند. پروتکل SSL هم ارتباط سرور – مشتری و هم ارتباط سرور – سرور را امکان پذیر می‌کند.

برای اطلاع از انواع خطاهای SSL می‌توانید از این لینک کمک بگیرید.

پروتکل‌ های مدیریت شبکه

مدیران شبکه به سیاست‌ها و رویه‌های استاندارد برای مدیریت و نظارت بر شبکه برای حفظ ارتباطات روان نیاز دارند. پروتکل‌های مدیریت شبکه عیب‌یابی سریع و عملکرد بهینه را در سراسر شبکه تضمین می‌کنند. موارد زیر در مدیریت پروتکل شبکه ضروری هستند:

• پروتکل مدیریت شبکه ساده (SNMP): به مدیران کمک می‌کند دستگاه‌های شبکه را با نظارت بر اطلاعات نقطه پایانی برای ردیابی فعالانه عملکرد شبکه و مشخص‌کردن اشکالات شبکه برای عیب‌یابی سریع مدیریت کنند.
• پروتکل پیام کنترل اینترنت (ICMP): به تشخیص مشکلات اتصال شبکه کمک می‌کند. دستگاه‌های شبکه از ICMP برای ارسال پیام‌های خطا، برجسته‌سازی ازدحام، وقفه‌ها و انتقال اطلاعات عملیاتی دیگر برای کمک به عیب‌یابی شبکه استفاده می‌کنند.

پروتکل‌ های شبکه چگونه کار می‌ کنند؟

درک نحوه کار پروتکل شبکه، دیدن نحوه ارتباط دستگاه‌های متصل از طریق شبکه را بسیار مهم می‌کند. محبوب‌ترین مدل، رابط سیستم‌های باز (OSI)، نشان می‌دهد که چگونه سیستم‌های کامپیوتری از طریق یک شبکه ارتباط برقرار می‌کنند. این مدل هفت‌لایه فرآیند ارتباط بین دو دستگاه شبکه را در 7 لایه به تصویر می‌کشد.

Protocol شبکه فرآیند ارتباط را به وظایف مجزا در هر لایه مدل OSI تقسیم می‌کنند. برای فعال کردن ارتباطات شبکه، یک یا چند پروتکل در هر لایه کار می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، پروتکل اینترنت (IP) داده‌ها را با مدیریت اطلاعاتی مانند آدرس منبع و مقصد بسته‌های داده جهت فعال کردن ارتباطات شبکه هدایت می‌کند؛ بنابراین از آن به عنوان پروتکل لایه شبکه یاد می‌شود.

لایه‌ های مدل OSI چیست؟

مدل OSI (اتصال سیستم‌های باز) یک مدل انتزاعی است که نحوه عملکرد اینترنت را توضیح می‌دهد. این مدل شامل 7 لایه است که هر کدام نمایانگر یک مجموعه متفاوت از وظایف شبکه هستند.

1. لایه کاربردی: لایه تعامل انسان و کامپیوتر که به برنامه‌ها امکان دسترسی به خدمات شبکه را می‌دهد.
2. لایه ارائه: داده‌ها را رمزگذاری و رمزگشایی کرده و اطمینان حاصل می‌کند که داده‌ها می‌توانند در سیستم‌های مختلف استفاده شوند.
3. لایه نشست: اتصالات را حفظ و جلسات کاربر را مدیریت می‌کند.
4. لایه انتقال: تحویل پروتکل را مدیریت می‌کند.
5. لایه شبکه: داده‌ها را از طریق منابع شبکه مناسب هدایت می‌کند.
6. لایه پیوند داده: فرمت داده‌ها را در شبکه تعریف می‌کند.
7. لایه فیزیکی: مشخصه‌های الکتریکی، مکانیکی و نوری را مشخص می‌کند. به عنوان رابط بین شبکه و دستگاه‌ها عمل می‌کند.

به عنوان نمونه، پروتکل اینترنت (IP) وظیفه مسیریابی داده‌ها را بر عهده دارد و تعیین می‌کند که بسته‌های داده از کجا ارسال شده‌اند و مقصد آن‌ها کجا است. IP ارتباطات بین شبکه‌ها را ممکن می‌سازد. ازاین‌رو، IP یک پروتکل لایه شبکه (لایه 3) در نظر گرفته می‌شود.

به عنوان نمونه‌ای دیگر، پروتکل کنترل انتقال (TCP) تضمین می‌کند که انتقال بسته‌های داده در سراسر شبکه‌ها به طور صحیح انجام شود. ازاین‌رو، TCP به عنوان پروتکلی در لایه انتقال (لایه 4) شناخته می‌شود.

مثال‌ هایی از پروتکل شبکه

هنگام استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی با پروتکل‌های شبکه مواجه خواهید شد و برخی از آنها به راحتی قابل شناسایی هستند. در اینجا چند نمونه از رایج‌ترین پروتکل‌های شبکه به عنوان نمونه آورده می‌شود:

• پروتکل انتقال ابر متن (HTTP): این پروتکل نحوه انتقال داده‌ها از طریق اینترنت را تعریف و تعیین می‌کند که سرورها و مرورگرهای وب چگونه باید به دستورات پاسخ دهند. این پروتکل (یا همتای امن آن، HTTPS) در ابتدای URLهای مختلف یا آدرس‌های وب به صورت آنلاین ظاهر می‌شود.
• لایه اتصال امن (SSH): این پروتکل دسترسی ایمن به رایانه را حتی اگر در یک شبکه ناامن باشد، فراهم می‌کند. SSH به ویژه برای مدیران شبکه که نیاز به مدیریت سیستم‌های مختلف از راه دور دارند مفید است.
• سرویس پیام کوتاه (SMS): این پروتکل ارتباطی برای ارسال و دریافت پیام‌های متنی از طریق شبکه‌های سلولی ایجاد شده است. پیامک منحصرا به پیام‌های متنی اشاره دارد. عکس‌ها، ویدئوها یا سایر رسانه‌ها به سرویس پیام‌رسانی چندرسانه‌ای (MMS) که یک برنامه افزودنی از پروتکل SMS است، نیاز دارند.

چگونه از پروتکل‌ ها در حملات سایبری استفاده می‌ شود؟

پروتکل‌های شبکه می‌توانند در حملات سایبری به‌عنوان ابزار یا بستری برای سو، استفاده شوند. هکرها از ضعف‌ها و آسیب‌پذیری‌های موجود در پروتکل‌های شبکه برای دسترسی غیرمجاز به سیستم‌ها و داده‌ها استفاده می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، پروتکل FTP که به‌صورت متنی و غیر رمزنگاری شده است، می‌تواند هدف حملات استراق سمع قرار گیرد، جایی که مهاجمان با رهگیری ارتباطات به داده‌ها و اطلاعات حساس دسترسی پیدا می‌کنند. همچنین پروتکل TCP/IP می‌تواند در حمله مرد در وسط (MitM) مورد استفاده قرار گیرد، به‌طوری‌که مهاجم با مداخله در ارتباط بین دو دستگاه، داده‌های ارسالی و دریافتی را تغییر داده یا سرقت می‌کند.

پروتکل‌های شبکه مانند UDP نیز به دلیل نبود تضمین تحویل، برای حمله انکار سرویس توزیع شده (DDoS) مناسب هستند. مهاجمان با ارسال تعداد زیادی درخواست‌های UDP به سرور، آن را با ترافیک بی‌مورد پرکرده و باعث کاهش سرعت یا ازکارافتادن سرویس‌ها می‌شوند. همچنین پروتکل‌هایی مانند SMTP در حملات فیشینگ و ارسال ایمیل‌های مخرب مورد استفاده قرار می‌گیرند تا کاربران را به کلیک روی لینک‌های مخرب یا دانلود فایل‌های آلوده ترغیب کنند. این موارد نشان می‌دهند که پروتکل‌های شبکه نه تنها برای ارتباطات مفید هستند، بلکه اگر به درستی ایمن‌سازی نشوند، می‌توانند بستری برای سو استفاده در حملات سایبری باشند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه حملات ICMP و نحوه مقابله با آن کلیک کنید.

خلاصه بررسی پروتکل شبکه

پروتکل شبکه قوانین و استانداردهای ضروری برای برقراری ارتباط و اشتراک منابع در شبکه هستند. آنها ارتباط کارآمد و استاندارد شده بین دستگاه‌های متصل را امکان پذیر می‌کنند و امنیت و محرمانه بودن داده‌ها را تضمین می‌کنند. با درک انواع مختلف پروتکل‌های شبکه و نحوه کار آنها، می‌توانید بیشترین بهره را در استفاده از آنها ببرید.