انواع پروتکل‌های شبکه در مدل TCP/IP

در این مقاله، به بررسی انواع مختلف پروتکل‌های شبکه در مدل TCP/IP خواهیم پرداخت. از پروتکل‌هایی که در لایه‌های پایینی شبکه کار می‌کنند و مسئولیت ارسال داده‌ها از طریق رسانه‌های مختلف را دارند، تا پروتکل‌های لایه‌های بالاتر که بر امنیت و مدیریت داده‌ها تمرکز دارند، همگی نقش حیاتی در عملکرد صحیح و کارآمد شبکه‌ها ایفا می‌کنند. آشنایی با این پروتکل‌ها نه تنها برای مهندسین و متخصصان شبکه ضروری است، بلکه به هر کسی که با فناوری‌های روزمره سر و کار دارد کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه عملکرد ارتباطات دیجیتال داشته باشد.

پروتکل شبکه چیست؟

پروتکل‌های شبکه مجموعه‌ای از قوانین و استانداردها هستند که نحوه تبادل داده‌ها و اطلاعات بین دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف در یک شبکه را تعریف می‌کنند. پروتکل‌های شبکه مانند یک زبان مشترک میان دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف عمل می‌کنند و تضمین می‌کنند که داده‌ها به درستی منتقل شوند.

مدل TCP/IP

مدل TCP/IP یا همان Transmission Control Protocol/Internet Protocol یک مدل ۴ لایه‌ای است که برای توصیف چگونگی تبادل داده‌ها در شبکه‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. در متن زیر توضیح مختصری در مورد هر لایه داده شده است.

1.Network Access Layer یا Network Interface Layer

لایه واسط شبکه، اولین و پایین‌ترین لایه در شبکه است و مسئولیت برقراری ارتباط فیزیکی بین سیستم‌ها و خطوط تلفن را دارد. این لایه از MAC Address ها برای شناسایی و ارتباط سیستم‌ها استفاده می‌کند و شامل پروتکل‌هایی مانند Ethernet است.

2.Internet Layer

لایه اینترنت، دومین لایه در این مدل است و مسئولیت مسیریابی، انتقال داده‌ها و تعیین مناسب‌ترین مسیر برای انتقال را دارد. این لایه از پروتکل IP (Internet Protocol) استفاده می‌کند که شامل دو نسخه IPv4 و IPv6 می‌باشد.

3.Transport Layer

لایه انتقال، سومین لایه در این مدل است و مسئولیت انتقال درست داده‌ها بین دو دستگاه در شبکه را دارد. این لایه شامل دو پروتکل اصلی TCP و UDP است که در ادامه به توضیح آن‌ها خواهیم پرداخت.

4.Application Layer

لایه کاربرد، بالاترین لایه در مدل TCP/IP است و مستقیماً با نرم‌افزارهای کاربردی و کاربران آن­ها در تعامل و ارتباط است. این لایه شامل پروتکل‌هایی مانند HTTP، FTP و SMTP می‌باشد.

انواع پروتکل‌های شبکه در هر لایه

هر کدام از ۴ لایه مدل TCP/IP دارای پروتکل‌های شبکه‌ی مختلف هستند که در اینجا به توضیح برخی از آنها می‌پردازیم.

پروتکل‌های شبکه در لایه Network Access Layer

• Ethernet : اترنت یکی از پرکاربردترین پروتکل‌ها در شبکه های محلی (LAN) و شبکه‌های گسترده (WAN) است که از کابل‌های شبکه برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند.
• Wi-Fi : این پروتکل یک پروتکل بی‌سیم است که امکان اتصال دستگاه‌ها و سیستم‌ها را به شبکه از طریق امواج رادیویی فراهم می‌کند.
• PPP : PPP یا Point-to-Point Protocol، پروتکلی است که برای ایجاد ارتباط مستقیم بین دو نقطه مانند دو کامپیوتر استفاده می‌شود.
• Frame Relay : این پروتکل به عنوان یک پروتکل برای انتقال فریم‌ها استفاده می‌شود و به انتقال داده‌ها از طریق تکنیک‌های سوییچینگ فریم در شبکه‌های گسترده (WAN) می‌پردازد.
• ATM (Asynchronous Transfer Mode) : از این پروتکل به منظور انتقال داده‌ها، صوت و تصویر با کیفیت بالا و تاخیر کم استفاده می‌شود.
• Bluetooth : از این پروتکل برای اتصال دستگاه‌ها نزدیک به هم و ارتباط بی‌سیم با برد کوتاه استفاده می‌شود.

پروتکل‌های شبکه در لایه Internet Layer

• IP : پروتکل اینترنت (Internet Protocol) اصلی‌ترین و مهم‌ترین پروتکل در این لایه است و مسئولیت آدرس دهی و مسیریابی بسته‌های داده را دارد. این پروتکل دو نسخه IPv4 و IPv6 را دارد که پروتکل IPv4 نسخه قدیمی تر است و برای آدرس‌های ۳۲ بیتی استفاده می‌شود و پروتکل IPv6 نسخه جدیدتر است و برای آدرس‌های ۱۲۸ بیتی استفاده می‌شود.
• ICMP : پروتکل کنترل پیام اینترنت یا Internet Control Message Protocol، پروتکلی برای ارسال پیام‌های کنترلی و پیام‌های خطا در ارتباطاتی است که از IP برای برقراری ارتباط استفاده شده است.
• IGMP : پروتکل مدیریت گروهی اینترنت یا Internet Group Management Protocol، پروتکلی برای مدیریت عضویت دستگاه‌ها و تجهیزات در گروه‌های چند پخشی(Multicasting) است.
• ICMPv6 : این پروتکل، پروتکل کنترل پیام اینترنت برای شبکه‌هایی است که در آن‌ها از IPv6 استفاده شده است و همان کاربرد ICMP را دارد.
• ARP : Address Resolution Protocol، پروتکلی است که آدرس‌های IP را به آدرس‌های MAC تبدیل می‌کند و به دستگاه‌ها و تجهیزاتی که آدرس IP ندارند، کمک می‌کند تا آدرسIP خود را دریافت کنند.
• RARP : Reverse Address Resolution Protocol پروتکلی است که آدرس‌های MAC را به آدرس‌های IP تبدیل می‌کند.
• DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol پروتکلی است که به دستگاه‌های موجود در شبکه به صورت خودکار آدرس IP اختصاص می‌دهد.

پروتکل‌های شبکه در لایه Transport Layer

• TCP : Transmission Control Protocol یا پروتکل کنترل انتقال، پروتکلی اتصال‌گرا است که ارتباطی پایدار بین دو دستگاه ایجاد می‌کند و تضمین می‌کند که داده‌ها به طور کامل و بدون خطا به مقصد برسند.
• UDP : User Datagram Protocol یا پروتکل دیتاگرام کاربر، پروتکلی بدون اتصال است که انتقال داده‌ها را سریع‌تر از TCP انجام می‌دهد ولی هیچ تضمینی برای تحویل داده‌ها، ارسال و دریافت مرتب آن‌ها ندارد و مناسب فضاهایی مانند بازی‌های آنلاین است که نیاز به سرعت بالا دارند و کاربر در آن‌ها انتظار خطا را دارد.
• SCTP : Stream Control Transmission Protocol یا پروتکل انتقال کنترل جریان، پروتکلی است که ویژگی‌های TCP و UDPرا ترکیب و برخی از ویژگی‌های این دو پروتکل را مانند تحویل کامل و بدون خطا داده‌ها و انتقال داده‌های چندجریانی را ارائه می‌کند.
• RTP : Real time Transport Protocol یا پروتکل انتقال بی‌درنگ، پروتکلی است که برای انتقال داده‌های بی‌درنگ یا Real Time Data مانند صدا و تصویر در ارتباطاتی که با IP انجام شده است، طراحی شده است.

پروتکل‌های شبکه در لایه Application Layer

• HTTP : Hypertext Transfer Protocol یا پروتکل انتقال ابرمتن، پروتکلی برای انتقال ابرمتن‌ها مانند صفحات وب از سرورها به مرورگرهای وب می‌باشد.
• FTP : File Transfer Protocol یا پروتکل انتقال فایل، پروتکلی است که برای انتقال فایل‌ها بین سرورها و کلاینت‌ها در شبکه استفاده می‌شود.
• SMTP : Simple Mail Transfer Protocol یا پروتکل انتقال ساده ایمیل، پروتکلی برای ارسال ایمیل‌ها از کلاینت‌ها به سرورها می‌باشد.
• LDAP : Lightweight Directory Access Protocol پروتکلی است که برای احراز هویت کاربران، دسترسی آن‌ها و مدیریت اطلاعات در سرویس‌های دایرکتوری استفاده می‌شود.
• IMAP : Internet Message Access Protocol یا پروتکل دسترسی به پیام در اینترنت، پروتکلی است که برای دسترسی و مدیریت ایمیل‌ها بر روی سرور استفاده می‌شود و امکان مدیریت ایمیل‌ها را از چندین دستگاه فراهم می‌کند.
• POP3 : Post Office Protocol 3 پروتکلی است که برای دریافت ایمیل‌ها از سرور استفاده می‌شود.
• SFTP : SSH File Transfer Protocol نسخه امن پروتکل FTP است که از رمزگذاری SSH برای انتقال امن فایل‌ها استفاده می‌کند.
• DNS : Domain Name System پروتکلی است که نام دامنه‌ها را به آدرس IP تبدیل می‌کند و از پایگاه داده توزیع شده‌ای برای مدیریت این نام‌ها استفاده می‌کند.

جمع‌بندی

در این مقاله به معرفی انواع پروتکل‌های شبکه در مدل TCP/IP پرداختیم. اطلاع از پروتکل‌های شبکه به افراد کمک می‌کند تا مشکلات شبکه را تشخیص دهند و در اسرع وقت آن مشکل را رفع کنند، عملکرد شبکه را بهینه‌سازی کرده و امنیت آن را تضمین کنند. این دانش همچنین به طراحی و پیاده‌سازی شبکه‌های کارآمد و مقیاس‌پذیر کمک می‌کند و به متخصصان اجازه می‌دهد تا با انتخاب و پیکربندی صحیح پروتکل‌ها، نیازهای مختلف شبکه را برآورده سازند.