Síťové protokoly jsou soubory zavedených pravidel, která určují, jak formátovat, přenášet a přijímat data, aby zařízení počítačové sítě – od serverů a směrovačů až po koncové body – mohla komunikovat bez ohledu na rozdíly v jejich základní infrastruktuře, designu nebo standardech.

Pro úspěšné odesílání a přijímání informací musí zařízení na obou stranách komunikační výměny přijmout a dodržovat konvence protokolu. Podpora síťových protokolů může být zabudována do softwaru, hardwaru nebo obojího.

Standardizované síťové protokoly poskytují společný jazyk pro síťová zařízení. Bez nich by počítače nevěděly, jak spolu komunikovat. V důsledku toho by kromě specializovaných sítí postavených na specifické architektuře mohlo fungovat jen málo sítí a internet, jak ho známe, by neexistoval. Prakticky všichni koncoví uživatelé sítí se při připojení spoléhají na síťové protokoly.

Jak fungují síťové protokoly

Síťové protokoly rozdělují rozsáhlejší procesy na jednotlivé, úzce vymezené funkce a úlohy na všech úrovních sítě. Ve standardním modelu, známém jako model OSI (Open Systems Interconnection), řídí činnosti na každé vrstvě telekomunikační výměny jeden nebo více síťových protokolů.

Soubor spolupracujících síťových protokolů se nazývá sada protokolů. Sada protokolů TCP/IP zahrnuje řadu protokolů napříč vrstvami – například datovou, síťovou, transportní a aplikační – které spolupracují a umožňují připojení k internetu. Patří mezi ně:

• Protokol TCP (Transmission Control Protocol), který používá sadu pravidel pro výměnu zpráv s ostatními body internetu na úrovni informačních paketů;
• Protokol UDP (User Datagram Protocol), který funguje jako alternativní komunikační protokol k protokolu TCP a používá se k navazování spojení s nízkou latencí a tolerancí ztrát mezi aplikacemi a internetem.
• Internetový protokol (IP), který používá sadu pravidel pro odesílání a přijímání zpráv na úrovni internetových adres; a
• další síťové protokoly, mezi které patří protokol HTTP (Hypertext Transfer Protocol) a FTP (File Transfer Protocol), z nichž každý má definované sady pravidel pro výměnu a zobrazování informací.

Každý paket vysílaný a přijímaný po síti obsahuje binární data. Většina protokolů přidává na začátek každého paketu hlavičku, v níž jsou uloženy informace o odesílateli a zamýšleném cíli zprávy. Některé protokoly mohou na konci obsahovat také zápatí s dalšími informacemi. Síťové protokoly zpracovávají tyto hlavičky a patičky jako součást dat pohybujících se mezi zařízeními, aby identifikovaly zprávy svého druhu.

Síťové protokoly jsou často stanoveny v průmyslovém standardu – jsou vyvinuty, definovány a zveřejněny skupinami, jako jsou:

• Mezinárodní telekomunikační unie
• Institut elektrotechnických a elektronických inženýrů
• Internet Engineering Task Force
• Mezinárodní organizace pro standardizaci
• World Wide Web Consortium.

Hlavní typy síťových protokolů

Sítě mají obecně tři typy protokolů — komunikační, jako je Ethernet, řídicí, jako je protokol SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), a bezpečnostní, jako je SSH (Secure Shell).

Do těchto tří širokých kategorií spadají tisíce síťových protokolů, které jednotně řeší rozsáhlou škálu definovaných úloh, včetně ověřování, automatizace, oprav, komprese, zpracování chyb, vyhledávání souborů, přenosu souborů, agregace spojení, směrování, sémantiky, synchronizace a syntaxe.

Implementace síťových protokolů

Aby síťové protokoly fungovaly, musí být zakódovány v softwaru, který je buď součástí operačního systému (OS) počítače, nebo jako aplikace, nebo je implementován v hardwaru počítače. Většina moderních operačních systémů disponuje vestavěnými softwarovými službami, které jsou připraveny implementovat některé síťové protokoly. Jiné aplikace, například webové prohlížeče, jsou navrženy se softwarovými knihovnami, které podporují všechny protokoly nezbytné pro fungování aplikace. Kromě toho je podpora protokolů TCP/IP a směrování implementována přímo v hardwaru pro zvýšení výkonu.

Kdykoli je implementován nový protokol, je přidán do sady protokolů. Organizace sady protokolů je považována za monolitickou, protože všechny protokoly jsou uloženy na stejné adrese a navazují jeden na druhý.

Zranitelnosti síťových protokolů

Jednou z hlavních zranitelností zjištěných u síťových protokolů je, že nejsou navrženy pro zabezpečení. Jejich nedostatečná ochrana může někdy umožnit záškodnické útoky, jako je odposlech a otrávení mezipaměti. Nejčastějším útokem na síťové protokoly je inzerování falešných tras, které způsobí, že provoz prochází přes kompromitované hostitele namísto příslušných.

V reakci na tyto zranitelnosti byly navrženy a instalovány analyzátory síťových protokolů. Analyzátory síťových protokolů chrání systémy před škodlivou činností tím, že doplňují brány firewall, antivirové programy a antispywarový software.

Použití síťových protokolů

Síťové protokoly umožňují moderní internet, protože umožňují počítačům komunikovat v sítích, aniž by uživatelé viděli nebo věděli, jaké operace probíhají na pozadí. Některé konkrétní příklady síťových protokolů a jejich použití:

• Post Office Protocol 3 (POP3), což je nejnovější verze standardního protokolu, který se používá pro příjem příchozích e-mailů.
• Simple main transport Protocol, který se používá k odesílání a distribuci odchozích e-mailů.
• File Transfer Protocol (FTP), který se používá k přenosu souborů z jednoho počítače na druhý.
• Telnet, což je soubor pravidel používaných k připojení jednoho systému k druhému prostřednictvím vzdáleného přihlášení. V tomto protokolu je systémem, který odesílá žádost o připojení, místní počítač a systémem, který připojení přijímá, je vzdálený počítač.

Mezi další příklady síťových protokolů patří např:

• Address Resolution Protocol
• Blocks Extensible Exchange Protocol
• Border Gateway Protocol
• Binary Synchronous Communications
• Canonical Text Services
• Domain name system
• Dynamic Host Configuration Protocol
• Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
• HTTP over SSL
• Human interface device
• Internet Control Message Protocol
• Internet Message Access Protocol
• Gopher
• Řízení přístupu k médiím
• Network News Transfer Protocol
• Open Shortest Path First
• Post Office Protocol
• Secure Sockets Layer
• Simple Mail Transfer Protocol
• Telnet
• Terminal Network
• Thread
• Transmission Control Protocol
• Transport Layer Security
• Universal Description, Discovery and Integration
• User Datagram Protocol
• Voice over IP
• X10

.