پروتکل های شبکه +معرفی انواع پروتکل های شبکه و 7 لایه آن برای متخص و مبتدی🟢

پروتکل های شبکه مورد علاقه ی افرادی است که می خواهند با استفاده از فضای اینترنتی امنیت زیادی را برای خود ایجاد کنند. پروتکل‌های شبکه مجموعه‌ای از قوانین، قراردادها و ساختارهای داده‌ای هستند که نحوه تبادل داده‌ها را در شبکه‌ها دیکته می‌کنند. به عبارت دیگر، پروتکل‌های شبکه را می‌توان معادل زبان‌هایی دانست که دو دستگاه باید بدون در نظر گرفتن زیرساخت‌ها و تفاوت‌های طراحی آن‌ها را برای ارتباط یکپارچه اطلاعات درک کنند.

پروتکل های شبکه چگونه کار می کنند؟

برای درک تفاوت‌های ظریف پروتکل‌های شبکه، ابتدا باید در مورد مدل اتصال سیستم‌های باز (OSI) بدانید. اکثر پروتکل های شبکه ای که امروزه به عنوان مدل معماری اولیه برای ارتباطات کاری اینترنتی در نظر گرفته می شود، از نظر ساختاری بر اساس مدل OSI هستند. مدل OSI فرآیند ارتباط بین دو دستگاه شبکه را به 7 لایه تقسیم می کند. یک وظیفه یا گروهی از وظایف به هر یک از این 7 لایه اختصاص داده شده است. همه لایه ها مستقل هستند و وظایف محول شده به آنها را می توان به طور مستقل اجرا کرد. هفت لایه در مدل OSI را می توان به دو گروه تقسیم کرد: لایه های بالایی شامل لایه های 7، 6 و 5 و لایه های پایینی شامل لایه های 4، 3، 2 و 1. لایه های بالایی با مسائل کاربردی سروکار دارند. لایه های پایین با مسائل انتقال داده سروکار دارند.

پروتکل شبکه فرآیند ارتباط را به وظایف مجزا در هر لایه از مدل OSI تقسیم می کند. یک یا چند پروتکل شبکه در هر لایه در مبادله ارتباطی کار می کنند.

در زیر شرح مفصلی از عملکرد پروتکل شبکه در شبکه کامپیوتری در هر لایه از مدل OSI آورده شده است:

لایه 7: پروتکل های شبکه لایه کاربردی

خدمات استانداردی مانند ترمینال مجازی، فایل و انتقال کار و عملیات را ارائه می دهد.

لایه 6: پروتکل های شبکه لایه ارائه

تفاوت در قالب های داده بین سیستم های غیر مشابه را پنهان می کند.
داده ها را رمزگذاری و رمزگشایی می کند، داده ها را رمزگذاری و رمزگشایی می کند و داده ها را فشرده و از حالت فشرده خارج می کند.

لایه 5: پروتکل های شبکه لایه جلسه

جلسات و گفتگوهای کاربر را مدیریت می کند.
جلسات بین کاربران را ایجاد و خاتمه می دهد.

لایه 4: پروتکل های شبکه لایه انتقال

تحویل پیام سرتاسر در شبکه ها را مدیریت می کند.
تحویل بسته قابل اعتماد و متوالی را از طریق مکانیسم های بازیابی خطا و کنترل جریان ارائه می دهد.

لایه 3: پروتکل های لایه شبکه

بسته ها را بر اساس آدرس های دستگاه شبکه منحصر به فرد مسیریابی می کند.
کنترل جریان و تراکم را برای جلوگیری از تخلیه منابع شبکه ارائه می دهد.

لایه 2: پروتکل های شبکه لایه پیوند داده

بسته های فریم
خطاهای ارسال بسته را شناسایی و تصحیح می کند.

لایه 1: پروتکل های شبکه لایه فیزیکی

رابط بین رسانه شبکه و دستگاه ها.
ویژگی های نوری، الکتریکی و مکانیکی را تعریف می کند.

اگرچه برخی می گویند که مدل OSI در حال حاضر اضافی و کمتر از مدل شبکه پروتکل کنترل انتقال (TCP)/IP است، اما هنوز هم امروزه به مدل OSI ارجاعاتی وجود دارد زیرا ساختار مدل به چارچوب بندی بحث در مورد پروتکل ها و تضاد فناوری های مختلف کمک می کند.

بیشتر بخوانید🚀🚀🚀🚀🚀🚀»  مرورگر های بدون فیلتر

طبقه بندی پروتکل های شبکه

اکنون که می دانید مدل OSI چگونه کار می کند، می توانید مستقیماً به طبقه بندی پروتکل ها بروید. در زیر برخی از برجسته ترین پروتکل های مورد استفاده در ارتباطات شبکه آورده شده است.

1. DHCP: پروتکل پیکربندی میزبان پویا

DHCP یک پروتکل ارتباطی است که مدیران شبکه را قادر می سازد تا تخصیص آدرس های IP در یک شبکه را به طور خودکار انجام دهند. در یک شبکه IP، هر دستگاهی که به اینترنت متصل می شود نیاز به یک IP منحصر به فرد دارد. DHCP به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا آدرس‌های IP را از یک نقطه مرکزی توزیع کنند و هنگامی که دستگاه از مکان دیگری در شبکه وصل می‌شود، به‌طور خودکار یک آدرس IP جدید ارسال کنند. DHCP بر روی یک مدل مشتری-سرور کار می کند.

مزایای استفاده از DHCP

مدیریت متمرکز آدرس های IP
افزودن یکپارچه مشتریان جدید به شبکه.
استفاده مجدد از آدرس های IP، کاهش تعداد کل آدرس های IP مورد نیاز.

معایب استفاده از DHCP

ردیابی فعالیت اینترنت خسته کننده می شود، زیرا یک دستگاه می تواند چندین آدرس IP در یک دوره زمانی داشته باشد.
رایانه های دارای DHCP نمی توانند به عنوان سرور استفاده شوند، زیرا IP آنها در طول زمان تغییر می کند.

پروتکل های شبکه می توانند به شما ویژگی های امنیتی و ارتباطی زیادی را ارائه کنند

2. DNS: پروتکل سیستم نام دامنه

پروتکل DNS به ترجمه یا نگاشت نام هاست به آدرس های IP کمک می کند. DNS بر روی یک مدل کلاینت-سرور کار می کند و از یک پایگاه داده توزیع شده بر روی سلسله مراتبی از سرورهای نام استفاده می کند.

هاست ها بر اساس آدرس IP آنها شناسایی می شوند، اما به خاطر سپردن آدرس IP به دلیل پیچیدگی آن دشوار است. IP ها نیز پویا هستند و نگاشت نام دامنه به آدرس های IP را بیش از پیش ضروری می کند. DNS با تبدیل نام دامنه وب سایت ها به آدرس های IP عددی به حل این مشکل کمک می کند.

مزایا

DNS دسترسی به اینترنت را تسهیل می کند.
نیاز به حفظ آدرس های IP را از بین می برد.

معایب

پرس و جوهای DNS اطلاعاتی را حمل نمی کنند

مربوط به مشتری که آن را آغاز کرده است. این به این دلیل است که سرور DNS فقط IP را از جایی که پرس و جو از آنجا آمده است می بیند و سرور را مستعد دستکاری هکرها می کند.
سرورهای ریشه DNS، در صورت به خطر افتادن، می توانند هکرها را قادر سازند تا برای داده های فیشینگ به صفحات دیگر هدایت شوند.

3. FTP: پروتکل انتقال فایل

پروتکل انتقال فایل اشتراک گذاری فایل را بین میزبان ها، چه محلی و چه از راه دور، فعال می کند و در بالای TCP اجرا می شود. برای انتقال فایل، FTP دو اتصال TCP ایجاد می کند: کنترل و اتصال داده. اتصال کنترل برای انتقال اطلاعات کنترل مانند رمزهای عبور، دستورات برای بازیابی و ذخیره فایل ها و غیره استفاده می شود و اتصال داده برای انتقال فایل واقعی استفاده می شود. هر دوی این اتصالات در طول کل فرآیند انتقال فایل به صورت موازی اجرا می شوند.

مزایا

اشتراک گذاری فایل های بزرگ و چندین فهرست را به طور همزمان فعال می کند.
به شما امکان می دهد اشتراک گذاری فایل را در صورت قطع شدن از سر بگیرید.
به شما امکان می دهد اطلاعات از دست رفته را بازیابی کنید و انتقال فایل را برنامه ریزی کنید.

معایب

FTP فاقد امنیت است. داده ها، نام های کاربری و رمزهای عبور به صورت متن ساده منتقل می شوند و آنها را در برابر عوامل مخرب آسیب پذیر می کند.
FTP فاقد قابلیت‌های رمزگذاری است، که باعث می‌شود با استانداردهای صنعتی مطابقت نداشته باشد.

4. HTTP: پروتکل انتقال متن بیش از حد

HTTP یک پروتکل لایه کاربردی است که برای سیستم های اطلاعاتی توزیع شده، مشارکتی و ابررسانه ای استفاده می شود. این بر روی یک مدل مشتری-سرور کار می کند، جایی که مرورگر وب به عنوان مشتری عمل می کند. داده هایی مانند متن، تصاویر و سایر فایل های چندرسانه ای با استفاده از HTTP در شبکه جهانی وب به اشتراک گذاشته می شوند. به عنوان یک پروتکل نوع درخواست و پاسخ، سرویس گیرنده درخواستی را به سرور ارسال می کند که سپس سرور قبل از ارسال پاسخ به مشتری، آن را پردازش می کند.

HTTP یک پروتکل بدون حالت است، به این معنی که کلاینت و سرور فقط در حالی از یکدیگر آگاه هستند که ارتباط بین آنها دست نخورده است. پس از آن هم کلاینت و هم سرور وجود یکدیگر را فراموش می کنند. با توجه به این پدیده، مشتری و سرور هر دو نمی توانند اطلاعات را بین درخواست ها حفظ کنند.

مزایا

استفاده از حافظه و استفاده از CPU به دلیل اتصالات همزمان کمتر است.
خطاها را می توان بدون بستن اتصالات گزارش کرد.
به دلیل اتصالات TCP کمتر، ازدحام شبکه کاهش می یابد.

معایب

HTTP فاقد قابلیت‌های رمزگذاری است و امنیت آن را کاهش می‌دهد.
HTTP برای برقراری ارتباط و انتقال داده به قدرت بیشتری نیاز دارد.

5. IMAP و IMAP4: پروتکل دسترسی به پیام اینترنتی (نسخه 4)

در واقع IMAP یک پروتکل ایمیل است که به کاربران نهایی اجازه می‌دهد به پیام‌های ذخیره‌شده در سرور ایمیل از مشتری ایمیل خود دسترسی داشته باشند و آن‌ها را طوری دستکاری کنند که گویی به صورت محلی در دستگاه راه دور خود حضور دارند. IMAP از مدل سرویس گیرنده-سرور پیروی می کند و به چندین مشتری اجازه می دهد به طور همزمان به پیام های یک سرور پست الکترونیکی مشترک دسترسی داشته باشند. IMAP شامل عملیات ایجاد، حذف و تغییر نام صندوق‌های پستی است. بررسی پیام های جدید؛ حذف دائمی پیام ها؛ تنظیم و حذف پرچم ها؛ و خیلی بیشتر. نسخه فعلی IMAP نسخه 4 ویرایش 1 است.

مزایا

از آنجایی که ایمیل‌ها در سرور ایمیل ذخیره می‌شوند، استفاده از فضای ذخیره‌سازی محلی حداقل است.
در صورت حذف تصادفی ایمیل ها یا داده ها، همیشه امکان بازیابی آنها به عنوان ذخیره شده در سرور ایمیل وجود دارد.

معایب

ایمیل‌ها بدون اتصال اینترنتی فعال کار نمی‌کنند.
استفاده زیاد از ایمیل ها توسط کاربران نهایی نیاز به ذخیره سازی صندوق پستی بیشتری دارد و در نتیجه هزینه ها را افزایش می دهد.

6. POP و POP3: پروتکل اداره پست (نسخه 3)

پروتکل اداره پست نیز یک پروتکل ایمیل است. با استفاده از این پروتکل، کاربر نهایی می تواند ایمیل ها را از سرور پست الکترونیکی به سرویس گیرنده ایمیل خود دانلود کند. هنگامی که ایمیل ها به صورت محلی دانلود می شوند، می توان آنها را بدون اتصال به اینترنت خواند. همچنین، هنگامی که ایمیل ها به صورت محلی منتقل می شوند، از سرور ایمیل حذف می شوند و فضا آزاد می شود. POP3 برخلاف IMAP4 برای انجام دستکاری های گسترده با پیام های موجود در سرور ایمیل طراحی نشده است. POP3 آخرین نسخه پروتکل Post Office است.

مزایا

ایمیل ها را در دستگاه های محلی بدون اتصال به اینترنت بخوانید.
سرور ایمیل نیازی به ظرفیت ذخیره سازی بالایی ندارد، زیرا ایمیل ها زمانی که به صورت محلی منتقل می شوند حذف می شوند.

معایب

اگر دستگاه محلی که ایمیل ها در آن دانلود شده اند خراب شود یا به سرقت برود، ایمیل ها از بین می روند.

برای داشتن پروتکل های شبکه ممکن سات نیاز به هزینه کردن داشته باشید

7. SMTP: پروتکل انتقال نامه ساده

این مورد یعنی SMTP پروتکلی است که برای انتقال نامه الکترونیکی به طور قابل اعتماد و کارآمد طراحی شده است. SMTP یک پروتکل فشاری است و برای ارسال ایمیل استفاده می شود، در حالی که POP و IMAP برای بازیابی ایمیل ها در سمت کاربر نهایی استفاده می شود. SMTP ایمیل ها را بین سیستم ها منتقل می کند و در مورد ایمیل های دریافتی اطلاع می دهد. با استفاده از SMTP، یک کلاینت می تواند یک ایمیل را به مشتری دیگر در همان شبکه یا شبکه دیگری از طریق یک رله یا دسترسی دروازه که برای هر دو شبکه در دسترس است، منتقل کند.

مزایا

سهولت نصب.
بدون هیچ محدودیتی به هر سیستمی متصل می شود.
نیازی به توسعه از جانب شما ندارد.

معایب

گفتگوهای رفت و برگشت بین سرورها می تواند ارسال پیام را به تاخیر بیندازد و همچنین چا را افزایش می دهد

عدم تحویل پیام
فایروال های خاصی می توانند پورت های مورد استفاده با SMTP را مسدود کنند.

بیشتر بخوانید🚀🚀🚀🚀🚀🚀»  زنجیره کشتار سایبری

8. Telnet: پروتکل شبیه سازی ترمینال

Telnet یک پروتکل لایه کاربردی است که کاربر را قادر می سازد با یک دستگاه راه دور ارتباط برقرار کند. یک سرویس گیرنده Telnet بر روی دستگاه کاربر نصب شده است که به رابط خط فرمان دستگاه راه دور دیگری که یک برنامه سرور Telnet را اجرا می کند، دسترسی پیدا می کند.

Telnet بیشتر توسط مدیران شبکه برای دسترسی و مدیریت دستگاه های راه دور استفاده می شود. برای دسترسی به یک دستگاه راه دور، یک ادمین شبکه باید IP یا نام میزبان دستگاه راه دور را وارد کند، پس از آن یک ترمینال مجازی که می‌تواند با میزبان تعامل داشته باشد، نمایش داده می‌شود.

مزایا

سازگار با چندین سیستم عامل
به دلیل اتصال سریع آن با دستگاه های راه دور، در زمان زیادی صرفه جویی می کند.

معایب

Telnet فاقد قابلیت های رمزگذاری است و اطلاعات مهم را به صورت متنی واضح ارسال می کند که کار را برای عوامل مخرب آسان تر می کند.
گران بودن به دلیل سرعت پایین تایپ.

9. SNMP: پروتکل مدیریت شبکه ساده

در این مورد SNMP یک پروتکل لایه کاربردی است که برای مدیریت گره ها مانند سرورها، ایستگاه های کاری، روترها، سوئیچ ها و غیره در یک شبکه IP استفاده می شود. SNMP مدیران شبکه را قادر می سازد تا عملکرد شبکه را نظارت کنند، اشکالات شبکه را شناسایی کرده و آنها را عیب یابی کنند. پروتکل SNMP از سه جزء تشکیل شده است: یک دستگاه مدیریت شده، یک عامل SNMP و یک مدیر SNMP.

عامل SNMP در دستگاه مدیریت شده قرار دارد. عامل یک ماژول نرم افزاری است که دانش محلی از اطلاعات مدیریت دارد و آن اطلاعات را به فرمی سازگار با مدیر SNMP ترجمه می کند. مدیر SNMP داده های به دست آمده از عامل SNMP را ارائه می دهد و به مدیران شبکه کمک می کند تا گره ها را به طور مؤثر مدیریت کنند.

در حال حاضر، سه نسخه از SNMP وجود دارد: SNMP v1، SNMP v2 و SNMP v3. هر دو نسخه 1 و 2 دارای ویژگی های مشترک زیادی هستند، اما SNMP v2 پیشرفت هایی مانند عملیات پروتکل اضافی را ارائه می دهد. SNMP نسخه 3 (SNMP v3) قابلیت های امنیتی و پیکربندی از راه دور را به نسخه های قبلی اضافه می کند.

LPP: پروتکل ارائه سبک وزن

پروتکل Lightweight Presentation به ارائه پشتیبانی کارآمد از سرویس های کاربردی OSI در شبکه های در حال اجرا بر روی پروتکل های TCP/IP برای برخی محیط های محدود کمک می کند. LPP برای یک کلاس خاص از برنامه های OSI طراحی شده است، یعنی موجودیت هایی که زمینه برنامه آنها فقط شامل یک عنصر خدمات کنترل انجمن (ACSE) و یک عنصر خدمات عملیات از راه دور (ROSE) است. LPP برای نهادهایی که زمینه برنامه آنها گسترده تر است، به عنوان مثال، حاوی یک عنصر خدمات انتقال قابل اعتماد است، قابل اجرا نیست.

RPC: پروتکل تماس رویه از راه دور

در واقع RPC پروتکلی برای درخواست سرویس از یک برنامه در یک کامپیوتر راه دور از طریق شبکه است و می تواند بدون نیاز به درک فناوری های شبکه زیربنایی مورد استفاده قرار گیرد. RPC از TCP یا UDP برای حمل پیام ها بین برنامه های ارتباطی استفاده می کند. RPC همچنین بر روی مدل مشتری-سرور کار می کند. برنامه درخواست کننده مشتری و برنامه ارائه دهنده خدمات سرور است.

مزایا

RPC بسیاری از لایه های پروتکل را برای بهبود عملکرد حذف می کند.
با RPC، تلاش برای بازنویسی یا توسعه مجدد کد به حداقل می رسد.

معایب

هنوز ثابت نشده است که به طور موثر در شبکه های گسترده کار می کند.
به غیر از TCP/IP، RPC از پروتکل های انتقال دیگر پشتیبانی نمی کند.

پروتکل های شبکه لایه انتقال

1. TCP: پروتکل کنترل انتقال

در واقع TCP یک پروتکل لایه انتقال است که یک سرویس تحویل جریان قابل اعتماد و اتصال مجازی به برنامه ها را از طریق استفاده از تأیید متوالی ارائه می دهد. TCP یک پروتکل اتصال گرا است، زیرا نیاز به برقراری ارتباط بین برنامه ها قبل از انتقال داده دارد. از طریق کنترل جریان و تأیید داده ها، TCP بررسی خطای گسترده ای را فراهم می کند. TCP توالی داده ها را تضمین می کند، به این معنی که بسته های داده به ترتیب به انتهای گیرنده می رسند. ارسال مجدد بسته های داده از دست رفته نیز با TCP امکان پذیر است.

مزایا

TCP سه چیز را تضمین می کند: داده ها به مقصد می رسند، به موقع به آن می رسند و بدون تکرار به آن می رسند.
TCP به طور خودکار داده ها را قبل از انتقال به بسته ها تقسیم می کند.

معایب

TCP نمی تواند برای پخش و اتصالات چندپخشی استفاده شود.

2. UDP: پروتکل دیتاگرام کاربر

UDP یک پروتکل لایه انتقال بدون اتصال است که یک سرویس پیام ساده اما غیر قابل اعتماد را ارائه می دهد. برخلاف TCP، UDP هیچ قابلیت اطمینان، کنترل جریان یا بازیابی خطا را اضافه نمی کند. UDP در شرایطی که مکانیسم های قابلیت اطمینان TCP ضروری نیست مفید است. ارسال مجدد بسته های داده از دست رفته با UDP امکان پذیر نیست.

مزایا

اتصالات پخش و چندپخشی با UDP امکان پذیر است.
UDP سریعتر از TCP است.

معایب

در UDP، ممکن است یک بسته تحویل داده نشود، دو بار تحویل داده شود یا اصلاً تحویل داده نشود.
تجزیه دستی بسته های داده مورد نیاز است.

پروتکل های شبکه یک راه ارتباطی جدید برای شما ایجاد می کنند

پروتکل های لایه شبکه

1. IP: پروتکل اینترنت (IPv4)

اطلاعات آدرس دهی و کنترل، که به مسیریابی بسته ها در شبکه کمک می کند. IP در کنار TCP کار می کند تا بسته های داده را در سراسر شبکه تحویل دهد. تحت IP، به هر میزبان یک آدرس 32 بیتی اختصاص داده می شود که از دو بخش اصلی تشکیل شده است: شماره شبکه و شماره میزبان. شماره شبکه یک شبکه را مشخص می کند و توسط اینترنت اختصاص داده می شود، در حالی که شماره میزبان یک میزبان در شبکه را شناسایی می کند و توسط یک مدیر شبکه اختصاص داده می شود. IP فقط مسئول تحویل بسته ها است و TCP کمک می کند تا آنها را به ترتیب درست برگرداند.

مزایا

IPv4 داده ها را برای تضمین حریم خصوصی و امنیت رمزگذاری می کند.
با IP، داده های مسیریابی مقیاس پذیرتر و مقرون به صرفه تر می شوند.

معایب

IPv4 کار فشرده، پیچیده و مستعد خطا است.

2. IPv6: پروتکل اینترنت نسخه 6

IPv6 آخرین نسخه از پروتکل اینترنت است. یک پروتکل لایه شبکه که دارای اطلاعات آدرس دهی و کنترل برای امکان مسیریابی بسته ها در شبکه است. این پروتکل جدید برای مقابله با فرسودگی IPv4 ایجاد شده است. اندازه آدرس IP را از 32 بیت به 128 بیت افزایش می دهد تا سطوح بیشتری از آدرس دهی را پشتیبانی کند.

مزایا

مسیریابی و پردازش بسته کارآمدتر در مقایسه با IPv4.
امنیت بهتر در مقایسه با IPv4.

معایب

IPv6 با ماشین هایی که روی IPv4 اجرا می شوند سازگار نیست.
چالش در ارتقای دستگاه ها به IPv6.

بیشتر بخوانید🚀🚀🚀🚀🚀🚀» برنامه ویس به متن

3. ICMP: پروتکل پیام کنترل اینترنت

ICMP یک پروتکل پشتیبانی از لایه شبکه است که توسط دستگاه های شبکه برای ارسال پیام های خطا و اطلاعات عملیاتی استفاده می شود. پیام های ICMP تحویل داده شده در بسته های IP برای پیام های خارج از باند مربوط به عملکرد شبکه یا عملکرد نادرست استفاده می شود. ICMP برای اعلام خطاهای شبکه، ازدحام و وقفه های زمانی و همچنین کمک به عیب یابی استفاده می شود.

مزایا

ICMP برای تشخیص مشکلات شبکه استفاده می شود.

معایب

ارسال تعداد زیادی پیام ICMP باعث افزایش ترافیک شبکه می شود.
اگر کاربران مخرب بسیاری از بسته های غیرقابل دسترسی به مقصد ICMP ارسال کنند، کاربران نهایی تحت تأثیر قرار می گیرند.