ما معنى بروتوكول في الشبكات
في الشبكات، يعد البروتوكول طريقة معيارية للقيام بإجراءات معينة وتنسيق البيانات حتى يتمكن جهازان أو أكثر من التواصل مع بعضهما البعض وفهمهما.في هذا المقال سنتطرق إلى فهم بروتوكولات الشبكات المهمة لكل فني شبكات وللفهم الدقيق تابع معنا إلى آخر المقال لكي تتمكن من حل لغز الشبكات.
لفهم سبب أهمية البروتوكولات ضع في اعتبارك عملية إرسال بريد إلكتروني. على الظرف تتم كتابة العناوين بالترتيب التالي: الاسم وعنوان الشارع والمدينة والولاية والرمز البريدي. إذا تم إسقاط مغلف في صندوق بريد مع كتابة الرمز البريدي أولاً ، متبوعًا بعنوان الشارع ، متبوعًا بالولاية ، وما إلى ذلك فلن يقوم مكتب البريد بتسليمه. يوجد بروتوكول متفق عليه لكتابة العناوين حتى يعمل النظام البريدي بنفس الطريقة يجب أن تقدم جميع حزم بيانات IP معلومات معينة بترتيب معين وتتبع جميع عناوين IP تنسيقًا موحدًا.
كيف تعمل بروتوكولات الشبكات
لفهم الفروق الدقيقة في بروتوكولات الشبكات من الضروري معرفة نموذج الربط البيني للأنظمة المفتوحة أو النموذج المرجعي للاتصال (Open Systems Interconnection) أولاً. نظرًا لكونه النموذج الأساسي لاتصالات العمل عبر الإنترنت ، فإن غالبية بروتوكولات الشبكة المستخدمة اليوم تعتمد هيكليًا على نموذج OSI.
يقسم نموذج OSI عملية الاتصال بين جهازي شبكة إلى 7 طبقات. يتم تعيين مهمة أو مجموعة مهام لكل طبقة من هذه الطبقات السبع. جميع الطبقات قائمة بذاتها ويمكن تنفيذ المهام المسندة إليها بشكل مستقل.
يمكن تقسيم الطبقات السبع في نموذج OSI إلى مجموعتين: الطبقات العليا ، بما في ذلك الطبقات 7 و 6 و 5 ، والطبقات السفلية بما في ذلك الطبقات 4 و 3 و 2 و 1. تتعامل الطبقات العليا مع مشكلات التطبيق و الطبقات الدنيا تتعامل مع قضايا نقل البيانات.
تقسم بروتوكولات الشبكة عملية الاتصال إلى مهام منفصلة عبر كل طبقة من نموذج OSI. يعمل واحد أو أكثر من بروتوكولات الشبكة في كل طبقة في تبادل الاتصالات.
بعض اختصارات بروتوكولات الشبكات
- TCP: بروتوكول التحكم بالنقل
- IP: بروتوكول الإنترنت
- UDP: بروتوكول مخطط بيانات المستخدم
- POP: بروتوكول مكتب البريد الالكتروني
- SMTP: بروتوكول إرسال البريد البسيط
- FTP: بروتوكول نقل الملفات
- HTTP: بروتوكول نقل النص التشعبي
- HTTPS: بروتوكول نقل النص التشعبي الآمن
أهم البروتوكولات المستخدمة في الشبكات
بعض أهم البروتوكولات التي يجب معرفتها هي:
TCP: بروتوكول التحكم بالنقل
بروتوكول TCP هو بروتوكول طبقة نقل يوفر توصيلًا موثوقًا للتدفق وخدمة اتصال افتراضية للتطبيقات من خلال استخدام الإقرار التسلسلي. TCP هو بروتوكول مهيأ للاتصال حيث يتطلب إنشاء اتصال بين التطبيقات قبل نقل البيانات. من خلال التحكم في التدفق والإقرار بالبيانات ، يوفر TCP فحصًا شاملاً للأخطاء. يضمن TCP تسلسل البيانات مما يعني وصول حزم البيانات بالترتيب عند الطرف المستلم. من الممكن أيضًا إعادة إرسال حزم البيانات المفقودة مع برنامج التعاون الفني.
إيجابياته
يضمن بروتوكول TCP ثلاثة أشياء:
- تصل البيانات إلى الوجهة وتصل إليها في الوقت المحدد وتصل إليها دون تكرار.
- يقوم TCP تلقائيًا بتقسيم البيانات إلى حزم قبل الإرسال.
سلبياته
- لا يمكن استخدام TCP للاتصالات البث والبث المتعدد.
UDP: بروتوكول مخطط بيانات المستخدم
UDP هو بروتوكول طبقة نقل بدون اتصال يوفر خدمة رسائل بسيطة ولكنها غير موثوقة. على عكس TCP ، لا يضيف UDP أي موثوقية أو تحكم في التدفق أو وظائف استعادة الأخطاء. يعتبر UDP مفيدًا في المواقف التي لا تكون فيها آليات موثوقية TCP ضرورية. لا يمكن إعادة إرسال حزم البيانات المفقودة باستخدام UDP.
إيجابياته
- البث والاتصالات المتعددة ممكنة مع UDP.
- UDP أسرع من TCP.
سلبياته
- في UDP من الممكن ألا يتم تسليم الحزمة أو تسليمها مرتين أو عدم تسليمها على الإطلاق.
- التفكك اليدوي لحزم البيانات مطلوب.
POP: بروتوكول مكتب البريد
بروتوكول مكتب البريد هو أيضًا بروتوكول بريد إلكتروني. باستخدام هذا البروتوكول يمكن للمستخدم النهائي تنزيل رسائل البريد الإلكتروني من خادم البريد إلى عميل البريد الإلكتروني الخاص به. بمجرد تنزيل رسائل البريد الإلكتروني محليًا يمكن قراءتها بدون اتصال بالإنترنت. أيضًا بمجرد نقل رسائل البريد الإلكتروني محليًا ، يتم حذفها من خادم البريد ، مما يؤدي إلى توفير مساحة. لم يتم تصميم بروتوكول POP3 لإجراء عمليات تلاعب واسعة النطاق بالرسائل الموجودة على خادم البريد ، على عكس IMAP4. POP3 هو أحدث إصدار من بروتوكول مكتب البريد.
إيجابياته
- اقرأ رسائل البريد الإلكتروني على الأجهزة المحلية بدون اتصال بالإنترنت.
- لا يحتاج خادم البريد إلى سعة تخزين عالية ، حيث يتم حذف رسائل البريد الإلكتروني عند نقلها محليًا.
سلبياته
- إذا تعطل الجهاز المحلي الذي تم تنزيل رسائل البريد الإلكتروني عليه أو سُرق فستفقد رسائل البريد الإلكتروني.
SMTP: بروتوكول نقل البريد البسيط
هو بروتوكول مصمم لنقل البريد الإلكتروني بشكل موثوق وفعال يستخدم لإرسال البريد الإلكتروني ، بينما يتم استخدام POP و IMAP لاسترداد رسائل البريد الإلكتروني من جانب المستخدم النهائي. ينقل SMTP رسائل البريد الإلكتروني بين الأنظمة ويبلغ عن رسائل البريد الإلكتروني الواردة. باستخدام SMTP يمكن للعميل نقل بريد إلكتروني إلى عميل آخر على نفس الشبكة أو شبكة أخرى من خلال مرحل أو بوابة وصول متاحة لكلتا الشبكتين.
إيجابياته
- سهولة التركيب.
- يتصل بأي نظام دون أي قيود.
- لا يحتاج إلى أي تطوير من جانبك.
سلبياته
- يمكن للمحادثات ذهابًا وإيابًا بين الخوادم أن تؤخر إرسال رسالة كما تزيد من فرصة عدم تسليم الرسالة.
- يمكن لبعض جُدر الحماية أن تحجب المنافذ المستخدمة مع SMTP.
FTP: بروتوكول نقل الملفات
يتيح بروتوكول نقل الملفات مشاركة الملفات بين الأجهزة المضيفة المحلية منها والبعيدة .وتعمل فوق TCP لنقل الملفات ، يقوم FTP بإنشاء اتصالين TCP: التحكم واتصال البيانات.
يتم استخدام اتصال التحكم لنقل معلومات التحكم مثل كلمات المرور وأوامر استرداد الملفات وتخزينها وما إلى ذلك ، ويتم استخدام اتصال البيانات لنقل الملف الفعلي. يعمل كلا الاتصالين بالتوازي أثناء عملية نقل الملفات بأكملها.
إيجابياته
- مشاركة الملفات الكبيرة والدلائل المتعددة في نفس الوقت.
- استئناف مشاركة الملفات إذا تمت مقاطعتها.
- استعادة البيانات المفقودة وجدولة نقل الملفات.
سلبياته
- يفتقر بروتوكول نقل الملفات إلى الأمان. يتم نقل البيانات وأسماء المستخدمين وكلمات المرور بنص عادي ، مما يجعلها عرضة للجهات الضارة.
- يفتقر FTP إلى إمكانات التشفير مما يجعله غير متوافق مع معايير الصناعة.
HTTP: بروتوكول نقل النص التشعبي
HTTP هو بروتوكول طبقة تطبيق يستخدم لأنظمة المعلومات الموزعة والتعاونية والوسائط التشعبية. إنه يعمل على نموذج خادم العميل ، حيث يعمل متصفح الويب كعميل. تتم مشاركة البيانات مثل النصوص والصور وملفات الوسائط المتعددة الأخرى عبر شبكة الويب العالمية باستخدام HTTP.
كبروتوكول نوع الطلب والاستجابة يرسل العميل طلبًا إلى الخادم والذي تتم معالجته بعد ذلك بواسطة الخادم قبل إرسال استجابة مرة أخرى إلى العميل.
HTTP هو بروتوكول عديم الحالة مما يعني أن العميل والخادم على دراية ببعضهما البعض فقط بينما يكون الاتصال بينهما سليمًا. بعد ذلك ، ينسى كل من العميل والخادم وجود بعضهما البعض. بسبب هذه الظاهرة ، لا يمكن للعميل والخادم الاحتفاظ بالمعلومات بين الطلبات.
إيجابياته
- استخدام الذاكرة واستخدام وحدة المعالجة المركزية منخفضان بسبب الاتصالات المتزامنة الأقل.
- يمكن الإبلاغ عن الأخطاء بدون إغلاق الاتصالات.
- بسبب اتصالات TCP الأقل يتم تقليل ازدحام الشبكة.
سلبياته
- يفتقر HTTP إلى إمكانات التشفير ، مما يجعله أقل أمانًا.
- يتطلب HTTP مزيدًا من القوة لإنشاء اتصال ونقل البيانات.
