Netværksprotokoller er sæt af etablerede regler, der dikterer, hvordan data skal formateres, transmitteres og modtages, så computernetværksenheder – fra servere og routere til slutpunkter – kan kommunikere uanset forskellene i deres underliggende infrastrukturer, design eller standarder.

For at kunne sende og modtage oplysninger skal enheder på begge sider af en kommunikationsudveksling acceptere og følge protokolkonventioner. Understøttelse af netværksprotokoller kan være indbygget i software, hardware eller begge dele.

Standardiserede netværksprotokoller giver et fælles sprog for netværksenheder. Uden dem ville computere ikke vide, hvordan de skal kommunikere med hinanden. Som følge heraf ville kun få netværk kunne fungere, bortset fra specialiserede netværk, der er bygget op omkring en bestemt arkitektur, og internettet, som vi kender det, ville ikke eksistere. Stort set alle slutbrugere af netværk er afhængige af netværksprotokoller for at opnå forbindelse.

Sådan fungerer netværksprotokoller

Netværksprotokoller opdeler større processer i diskrete, snævert definerede funktioner og opgaver på tværs af alle niveauer i netværket. I standardmodellen, der er kendt som OSI-modellen (Open Systems Interconnection), styrer en eller flere netværksprotokoller aktiviteterne på hvert lag i telekommunikationsudvekslingen.

Et sæt af samarbejdende netværksprotokoller kaldes en protokolsuite. TCP/IP-pakken omfatter adskillige protokoller på tværs af lag – f.eks. data-, netværks-, transport- og applikationslag – der arbejder sammen for at muliggøre internetforbindelser. Disse omfatter:

• Transmission Control Protocol (TCP), som anvender et sæt regler til at udveksle meddelelser med andre internetpunkter på informationspakke-niveau;
• User Datagram Protocol (UDP), som fungerer som en alternativ kommunikationsprotokol til TCP og bruges til at etablere forbindelser med lav latenstid og tabstolerance mellem applikationer og internettet.
• Internetprotokol (IP), som anvender et sæt regler til at sende og modtage meddelelser på internetadresse-niveau, og
• tillægsprotokoller til netværket, der omfatter Hypertext Transfer Protocol (HTTP) og File Transfer Protocol (FTP), som hver især har definerede sæt regler til at udveksle og vise oplysninger.

Alle pakker, der sendes og modtages over et netværk, indeholder binære data. De fleste protokoller tilføjer en header i begyndelsen af hver pakke for at gemme oplysninger om afsenderen og meddelelsens tilsigtede destination. Nogle protokoller kan også tilføje en footer i slutningen med yderligere oplysninger. Netværksprotokoller behandler disse headere og footers som en del af de data, der bevæger sig mellem enhederne, for at kunne identificere meddelelser af deres egen slags.

Netværksprotokoller er ofte fastsat i en industristandard — udviklet, defineret og offentliggjort af grupper som:

• The International Telecommunication Union
• The Institute of Electrical and Electronics Engineers
• The Internet Engineering Task Force
• The International Organization for Standardization
• The World Wide Web Consortium.

Hovedtyper af netværksprotokoller

Netværk har generelt tre typer protokoller – kommunikation, f.eks. Ethernet, forvaltning, f.eks. Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), og sikkerhed, f.eks. Secure Shell (SSH).

I disse tre brede kategorier findes tusindvis af netværksprotokoller, der på ensartet vis håndterer en lang række forskellige definerede opgaver, herunder autentificering, automatisering, korrektion, komprimering, fejlhåndtering, filhentning, filoverførsel, link aggregation, routing, semantik, synkronisering og syntaks.

Implementering af netværksprotokoller

For at netværksprotokoller kan fungere, skal de være kodet i software, enten som en del af computerens styresystem (OS) eller som et program, eller implementeret i computerens hardware. De fleste moderne styresystemer har indbyggede softwaretjenester, som er forberedt til at implementere nogle netværksprotokoller. Andre applikationer, f.eks. webbrowsere, er designet med softwarebiblioteker, der understøtter de protokoller, der er nødvendige for, at applikationen kan fungere. Desuden er TCP/IP- og routingprotokolunderstøttelse implementeret i direkte hardware for at forbedre ydeevnen.

Når en ny protokol er implementeret, tilføjes den til protokolpakken. Organisationen af protokolsuiter anses for at være monolitisk, da alle protokoller er gemt på den samme adresse og bygger oven på hinanden.

Sårbarheder ved netværksprotokoller

En væsentlig sårbarhed, der findes i netværksprotokoller, er, at de ikke er designet med henblik på sikkerhed. Deres manglende beskyttelse kan undertiden gøre det muligt for ondsindede angreb, såsom aflytning og cacheforgiftning, at påvirke systemet. Det mest almindelige angreb på netværksprotokoller er annoncering af falske ruter, hvilket får trafikken til at gå gennem kompromitterede værter i stedet for gennem de rigtige.

Netværksprotokolanalysatorer er blevet designet og installeret som reaktion på disse sårbarheder. Netværksprotokolanalysatorer beskytter systemer mod ondsindet aktivitet ved at supplere firewalls, antivirusprogrammer og antispyware-software.

Anvendelser af netværksprotokoller

Netværksprotokoller er det, der gør det moderne internet muligt, da de gør det muligt for computere at kommunikere på tværs af netværk, uden at brugerne behøver at se eller vide, hvilke baggrundsoperationer der finder sted. Nogle specifikke eksempler på netværksprotokoller og deres anvendelse er:

• Post Office Protocol 3 (POP3), som er den nyeste version af en standardprotokol, der bruges til at modtage indgående e-mails.
• Simple main transport Protocol, som bruges til at sende og distribuere udgående e-mails.
• File Transfer Protocol (FTP), som bruges til at overføre filer fra en maskine til en anden.
• Telnet, som er en samling regler, der bruges til at forbinde et system til et andet via et fjernlogin. I denne protokol er det system, der sender anmodningen om forbindelse, den lokale computer, og det system, der accepterer forbindelsen, er fjerncomputeren.

Nogle andre eksempler på netværksprotokoller omfatter:

• Address Resolution Protocol
• Blocks Extensible Exchange Protocol
• Border Gateway Protocol
• Binary Synchronous Communications
• Canonical Text Services
• Domænetjenester
• name system
• Dynamic Host Configuration Protocol
• Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
• HTTP over SSL
• Human interface device
• Internet Control Message Protocol
• Internet Control Message Protocol
• Internet Message Access Protocol
• Gopher
• Media Access Control
• 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
• Transmission Control Protocol
• Transport Layer Security
• Universal Description, Discovery and Integration
• User Datagram Protocol
• Voice over IP
• X10