Protocoalele de rețea sunt seturi de reguli stabilite care dictează cum să formateze, să transmită și să primească date astfel încât dispozitivele de rețea de calculatoare – de la servere și routere la puncte finale – să poată comunica indiferent de diferențele dintre infrastructurile, proiectele sau standardele care stau la baza lor.

Pentru a trimite și primi cu succes informații, dispozitivele de pe ambele părți ale unui schimb de comunicare trebuie să accepte și să respecte convențiile de protocol. Suportul pentru protocoalele de rețea poate fi încorporat în software, hardware sau în ambele.

Protocoalele de rețea standardizate oferă un limbaj comun pentru dispozitivele de rețea. Fără ele, calculatoarele nu ar ști cum să se angajeze unele cu altele. Ca urmare, cu excepția rețelelor specializate construite în jurul unei arhitecturi specifice, puține rețele ar fi capabile să funcționeze, iar internetul, așa cum îl cunoaștem, nu ar exista. Practic, toți utilizatorii finali ai rețelelor se bazează pe protocoale de rețea pentru conectivitate.

Cum funcționează protocoalele de rețea

Protocoalele de rețea descompun procesele mai mari în funcții și sarcini discrete, definite în mod îngust, la fiecare nivel al rețelei. În modelul standard, cunoscut sub numele de modelul OSI (Open Systems Interconnection), unul sau mai multe protocoale de rețea guvernează activitățile la fiecare nivel în cadrul schimbului de telecomunicații.

Un set de protocoale de rețea care cooperează se numește suită de protocoale. Suita TCP/IP include numeroase protocoale pe mai multe straturi – cum ar fi straturile de date, de rețea, de transport și de aplicații – care lucrează împreună pentru a permite conectivitatea la internet. Printre acestea se numără:

• Protocolul de control al transmiterii (TCP), care utilizează un set de reguli pentru a face schimb de mesaje cu alte puncte de internet la nivelul pachetelor de informații;
• Protocolul Datagramă Utilizator (UDP), care acționează ca un protocol de comunicare alternativ la TCP și este utilizat pentru a stabili conexiuni cu latență redusă și toleranță la pierderi între aplicații și internet.
• Protocolul Internet (IP), care utilizează un set de reguli pentru a trimite și primi mesaje la nivel de adresă Internet; și
• protocoale de rețea suplimentare care includ Protocolul de transfer de hipertext (HTTP) și Protocolul de transfer de fișiere (FTP), fiecare dintre acestea având seturi de reguli definite pentru a schimba și afișa informații.

Care pachet transmis și primit într-o rețea conține date binare. Cele mai multe protocoale vor adăuga un antet la începutul fiecărui pachet pentru a stoca informații despre expeditor și destinația preconizată a mesajului. Unele protocoale pot include, de asemenea, un footer la sfârșit cu informații suplimentare. Protocoalele de rețea procesează aceste anteturi și subsoluri ca parte a datelor care circulă între dispozitive pentru a identifica mesajele de felul lor.

Protocoalele de rețea sunt adesea stabilite într-un standard industrial – dezvoltat, definit și publicat de grupuri precum:

• Uniunea Internațională de Telecomunicații
• Institutul Inginerilor Electrici și Electronici
• Internet Engineering Task Force
• Organizația Internațională pentru Standardizare
• World Wide Web Consortium.

Principalele tipuri de protocoale de rețea

În general, rețelele au trei tipuri de protocoale – de comunicare, cum ar fi Ethernet; de management, cum ar fi Simple Mail Transfer Protocol (SMTP); și de securitate, cum ar fi Secure Shell (SSH).

În aceste trei mari categorii se încadrează mii de protocoale de rețea care gestionează în mod uniform o varietate extinsă de sarcini definite, inclusiv autentificarea, automatizarea, corecția, compresia, tratarea erorilor, recuperarea fișierelor, transferul de fișiere, agregarea legăturilor, rutarea, semantica, sincronizarea și sintaxa.

Implementarea protocoalelor de rețea

Pentru ca protocoalele de rețea să funcționeze, acestea trebuie să fie codificate în cadrul unui software, fie ca parte a sistemului de operare (OS) al calculatorului sau ca aplicație, fie implementate în hardware-ul calculatorului. Majoritatea sistemelor de operare moderne posedă servicii software încorporate care sunt pregătite să implementeze unele protocoale de rețea. Alte aplicații, cum ar fi browserele web, sunt proiectate cu biblioteci software care suportă toate protocoalele necesare pentru ca aplicația să funcționeze. Mai mult, suportul pentru protocolul TCP/IP și pentru protocolul de rutare este implementat direct în hardware pentru o performanță sporită.

De fiecare dată când este implementat un nou protocol, acesta este adăugat la suita de protocoale. Organizarea suitei de protocoale este considerată a fi monolitică, deoarece toate protocoalele sunt stocate la aceeași adresă și se construiesc unele peste altele.

Vulnerabilitățile protocoalelor de rețea

O vulnerabilitate majoră găsită în protocoalele de rețea este că acestea nu sunt proiectate pentru securitate. Lipsa lor de protecție poate permite uneori atacurilor malițioase, cum ar fi ascultarea și otrăvirea cache-ului, să afecteze sistemul. Cel mai frecvent atac asupra protocoalelor de rețea este anunțarea de rute false, ceea ce face ca traficul să treacă prin gazde compromise în loc de cele corespunzătoare.

Analizoarele de protocoale de rețea au fost proiectate și instalate ca răspuns la aceste vulnerabilități. Analizoarele de protocoale de rețea protejează sistemele împotriva activităților malițioase prin completarea firewall-urilor, a programelor antivirus și a software-ului anti-spyware.

Utilizări ale protocoalelor de rețea

Protocoalele de rețea sunt cele care fac posibil internetul modern, deoarece permit calculatoarelor să comunice prin rețele fără ca utilizatorii să vadă sau să știe ce operațiuni de fond au loc. Câteva exemple specifice de protocoale de rețea și utilizările lor sunt:

• Protocolul Post Office 3 (POP3), care este cea mai recentă versiune a unui protocol standard care este utilizat pentru primirea de e-mail-uri primite.
• Simple main transport Protocol, care este utilizat pentru a trimite și distribui e-mail-uri de ieșire.
• File Transfer Protocol (FTP), care este utilizat pentru a transfera fișiere de la o mașină la alta.
• Telnet, care este o colecție de reguli utilizate pentru a conecta un sistem la altul prin intermediul unei autentificări de la distanță. În acest protocol, sistemul care trimite cererea de conectare este calculatorul local, iar sistemul care acceptă conexiunea este calculatorul de la distanță.

Câteva alte exemple de protocoale de rețea includ:

• Protocolul de rezolvare a adreselor
• Protocolul de schimb extensibil de blocuri
• Protocolul de trecere a frontierei
• Comunicații sincrone binare
• Servicii de text canonic
• Domeniul name system
• Dynamic Host Configuration Protocol
• Enhanced Interior Gateway Routing Protocol
• HTTP over SSL
• Dispozitiv de interfață umană
• Internet Control Message Protocol

.

• Internet Message Access Protocol
• Gopher
• Media access control
• Network News Transfer Protocol
• Open Shortest Path First
• Post Office Protocol
• 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