پروتکل در شبکه چیست

پروتکل‌ها و یا قوانین برای برقراری ارتباطات در بین سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که تبادل داده‌ها به درستی و به‌صورت استاندارد انجام می‌شود. این پروتکل‌ها مجموعه‌ای از قواعد و دستورالعمل‌ها هستند که نحوه ارسال، دریافت و پردازش داده‌ها را مشخص می‌کنند. به عبارت دیگر، پروتکل‌ها زبان مشترک بین دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف هستند که از طریق آن‌ها می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

پروتکل در شبکه

همانطور که اشاره کردیم پروتکل‌ها زبان مشترک بین سیستم‌هاست و هر کدام از سیستم‌ها دارای سخت افزار و نرم افزار متفاوتی هستند که با استفاده از پروتکل‌ها به‌راحتی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. برای اشتراک گداری اطلاعات سیستم‌ها در ابتدا قوانین خود را مشخص می‌کنند تا نحوه ارسال و دریافت داده‌ها به‌طور استاندارد و بدون اشتباه انجام شود. در حقیقت، پروتکل‌ها به‌عنوان یک زبان مشترک عمل می‌کنند که به سیستم‌ها اجازه می‌دهد بدون نیاز به درک جزئیات فنی یکدیگر، با هم تعامل کنند. این امر موجب می‌شود که پروتکل‌ها در زمینه‌های مختلف از جمله شبکه‌های کامپیوتری، ارتباطات بی‌سیم، اینترنت اشیا (IoT) و حتی سیستم‌های پرداخت الکترونیکی نقشی حیاتی ایفا کنند.

به‌عنوان مثال، در شبکه‌های کامپیوتری، پروتکل‌هایی مانند TCP/IP برای انتقال داده‌ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها تضمین می‌کنند که داده‌ها به‌طور صحیح و بدون از دست دادن بخش‌هایی از آن‌ها به مقصد برسند. همچنین در سیستم‌های پرداخت آنلاین، پروتکل‌های امنیتی مانند HTTPS تضمین می‌کنند که داده‌های حساس مانند اطلاعات کارت اعتباری به‌صورت رمزنگاری‌شده ارسال شوند.

قوانین و استاندارد سازی به سیستم ها کمک می‌کند تا بتوانند دو سیستم با دو سخت افزار متفاوت با یک دیگر ارتباط برقرار کنند. پروتکل در شبکه به معنای تغییر فرمت اطلاعات است و شامل قوانین زیر می شود:

• قوانین ارسال و دریافت داده‌ها: این قوانین نحوه ارسال داده‌ها از یک سیستم به سیستم دیگر را تعیین می‌کنند، از جمله نحوه تقسیم داده‌ها به بسته‌های کوچک و نحوه ترتیب‌بندی و آدرس‌دهی آن‌ها.
• قوانین نحوه مدیریت خطا: در صورت بروز خطا در حین انتقال داده‌ها، آن‌ها را شناسایی و اصلاح و شامل فرآیندهای تصحیح خطا و بازیابی داده‌ها است.
• قوانین همزمان‌سازی: با استفاده از این قوانین دو سیستم باید زمان‌بندی و هماهنگی خود را تنظیم کنند تا داده‌ها به درستی و به موقع ارسال و دریافت شوند.
• قوانین امنیتی: این قوانین نحوه رمزگذاری داده‌ها، احراز هویت کاربران و تضمین امنیت در هنگام انتقال اطلاعات را مشخص می‌کند.
• قوانین کنترل جریان: این قوانین به سیستم‌ها کمک می‌کنند تا از ارسال بیش از حد داده‌ها به یکدیگر جلوگیری کنند و از بروز ازدحام در شبکه جلوگیری کنند.

پروتکل‌ها با رعایت این قوانین، امکان ارتباط و تبادل اطلاعات بین سیستم‌های مختلف را فراهم می‌کنند و باعث افزایش عملکرد، امنیت و پایداری شبکه‌ها می‌شوند. ناگفته نماند که اغلب پروتکل‌ها در مدل OSI (برای مطالعه بیشتر می توانید به مقاله مدل osi مراجعه کنید.) و لایه‌ای که در آن هستند بررسی می‌شوند. به طور خلاصه OSI شامل هفت لایه است که به ترتیب در زیر آمده است:

1. Physical layer
2. Data link layer
3. Network layer
4. Transport layer
5. Session layer
6. Presentation layer
7. Application layer

پروتکل های لایه ی Physical و Data link در سطح سخت افزار بین دستگاه‌ها ارتباط برقرار می‌کنند. برای این که اطلاعات و داده‌ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر انتقال پیدا کند می‌بایست هر دو دستگاه از یک پروتکل physical layer یکسان پشتیبانی نمایند. پروتکل Network layer برای انتقال و مسیریابی داده و اطلاعات در اینترنت مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند IPv4 و IPv6 پروتکل Transport layer مشخص می‌کند که بسته‌ها چگونه دریافت و ارسال می‌شوند مانند Tcp و Upd و در نهایت لایه‌ی آخر که Application دارای دستورات خاص می باشند همانند Http، Imap و Ftp

پروتکل ها به سه بخش زیر تقسیم می شوند:

1. ارتباطی:

پروتکل‌های ارتباطی مسئول فراهم کردن ارتباط بین سیستم‌های مختلف در یک شبکه هستند. این پروتکل‌ها برای انتقال داده‌ها و سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شوند و به سیستم‌ها کمک می‌کنند تا بتوانند با یکدیگر به‌طور مؤثر ارتباط برقرار کنند. این پروتکل‌ها در پردازش‌های مختلف مانند انتقال فایل، دسترسی به اینترنت، برقراری تماس‌های صوتی و ویدئویی و بسیاری دیگر از انواع ارتباطات دیجیتال کاربرد دارند. نمونه‌هایی از پروتکل‌های ارتباطی شامل HTTP (Hypertext Transfer Protocol) برای انتقال صفحات وب، FTP (File Transfer Protocol) برای انتقال فایل‌ها، و SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) برای ارسال ایمیل‌ها هستند.

2. مدیریتی:

پروتکل‌های مدیریتی شبکه به منظور بهینه‌سازی عملکرد شبکه و نظارت بر وضعیت آن طراحی شده‌اند. این پروتکل‌ها فرآیندهای مختلفی را برای مدیریت و نظارت بر شبکه‌های کامپیوتری مشخص می‌کنند و به مدیران شبکه این امکان را می‌دهند که عملکرد شبکه را کنترل کنند. این پروتکل‌ها بر روی دستگاه‌هایی مانند روترها، سرورها و کامپیوترها تأثیر می‌گذارند و به آن‌ها کمک می‌کنند تا بهینه عمل کنند و مشکلات شبکه را شناسایی و رفع کنند. پروتکل‌هایی مانند SNMP (Simple Network Management Protocol) برای نظارت و مدیریت دستگاه‌ها در شبکه و ICMP (Internet Control Message Protocol) برای ارسال پیام‌های خطا و وضعیت در شبکه از جمله پروتکل‌های مدیریتی هستند.

3. امنیت:

پروتکل‌های امنیتی یا رمزنگاری به منظور جلوگیری از دسترسی‌های غیرمجاز به شبکه و داده‌های انتقالی استفاده می‌شوند. این پروتکل‌ها به حفاظت از اطلاعات حساس در هنگام انتقال بین سیستم‌ها کمک می‌کنند و تضمین می‌کنند که داده‌ها در برابر تهدیدات مختلف مانند هک، دستکاری یا شنود محافظت شوند. این پروتکل‌ها معمولاً از روش‌های رمزنگاری برای حفاظت از داده‌ها استفاده می‌کنند و به اعتبارسنجی هویت کاربران و دستگاه‌ها پرداخته و از حملات مختلف جلوگیری می‌کنند. نمونه‌هایی از پروتکل‌های امنیتی شامل SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) برای امنیت ارتباطات اینترنتی، IPsec (Internet Protocol Security) برای تأمین امنیت در لایه شبکه و SSH (Secure Shell) برای دسترسی امن به سرورها هستند.

این سه بخش با همکاری یکدیگر اطمینان می‌دهند که شبکه‌ها به‌طور مؤثر، امن و پایدار عمل کنند.

سخن آخر

پروتکل‌ها نقش حیاتی در برقراری ارتباطات مؤثر، امن و پایدار در شبکه‌ها ایفا می‌کنند. این قوانین و استانداردها با هماهنگ‌سازی نحوه ارسال و دریافت داده‌ها، مدیریت خطاها، امنیت و کنترل جریان، به سیستم‌ها اجازه می‌دهند تا بدون مشکل و به‌طور یکپارچه با یکدیگر تعامل داشته باشند. بدون پروتکل‌های ارتباطی، مدیریتی و امنیتی، شبکه‌ها نمی‌توانستند به‌طور مؤثر عمل کنند و از خطرات مختلف محافظت شوند. بنابراین، اهمیت پروتکل‌ها در دنیای دیجیتال امروز غیرقابل انکار است و به توسعه و پیشرفت فناوری‌های نوین کمک می‌کند.