Основні мережеві протоколи: їхні типи та особливості
Мережеві протоколи — основа для взаємодії між пристроями в сучасних мережах. Вони визначають правила обміну даними і забезпечують ефективну та надійну передачу інформації. Існує багато різних протоколів, кожен із яких має свою роль, починаючи від управління процесом передачі до гарантування безпеки даних.
У цьому матеріалі дізнаємось, як завдяки мережевим протоколам працює інтернет та мережі, а також розглянемо їхні види та особливості.
Що таке протокол передачі даних?
Сучасні пристрої спілкуються між собою переважно за допомогою мережі. Смартфони, комп’ютери, сервери, камери під’єднуються до інтернету для того, щоб передавати або отримувати дані.
Щоб різні типи девайсів могли обмінюватися інформацією, потрібно її структурувати таким чином, щоб вона була зрозуміла і відправнику, і отримувачу. Для цього вирішили використовувати стандартизовані етапи взаємодії та вигляд передачі даних. Ці набори правил називаються протоколами.
Протоколи розробляються згідно з моделлю взаємодії відкритих систем OSI. Вона описує 7 рівнів, на яких взаємодіють системи для мережевого зв’язку. На кожному з цих рівнів створюються свої протоколи.
Які є типи протоколів?
Існує багато різних протоколів, але у цьому матеріалі ми розглянемо лише основні: MAC, IP, TCP/IP, UDP, FTP, DNS, SSH та HTTP.
MAC, Media Access Control
Це унікальний код пристрою, протокол нижнього рівня, з яким часто стикається звичайний користувач. Кожен девайс, що підключений до інтернету, має свою MAC-адресу, тому за нею можна ідентифікувати пристрої у локальній мережі.
Цей код безплатно надає виробник девайсу. Більша частина мережевих протоколів використовує один з трьох просторів MAC-адрес: MAC-48, EUI-48 і EUI-64. Вони керуються IEEE — міжнародною організацією інженерів у галузі електротехніки, радіоелектроніки та радіоелектронної промисловості.
MAC-адреса виглядає приблизно так: 00-50-B6-5B-CA-6A. Перші 6 знаків коду позначають виробника, а інші — серійний номер інтерфейсу.
IP, Internet Protocol
Це протокол маршрутизації та адресації пакетів даних. IP-адреси, як і MAC, є унікальними для кожного пристрою. Вони дозволяють комп’ютерам знаходити та визначати один одного в мережі.
Дані, які передаються через інтернет, діляться на невеликі пакети. Кожен з них має інформацію про IP-адресу пристрою, який має отримати цю інформацію. Далі після передачі пакети обробляються різними способами залежно від того, який протокол використовувався спільно з IP: TCP чи UDP.
TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol
TCP — один з основних протоколів інтернету; стандарт, який дозволяє обмінюватися даними. Його перевага у тому, що він забезпечує правильний порядок отримання пакетів даних і дозволяє виправити помилки передачі інформації. У випадку тайм-ауту сервер намагається ще раз передати дані, які не дісталися кінцевої точки.
З’єднання здійснюється за допомогою спеціального алгоритму, що передбачає надсилання запиту та підтвердження з’єднання між двома девайсами. Мінус роботи даного протоколу — це низька швидкість, бо для надійної передачі необхідно більше часу.
UDP, User Datagram Protocol
Це протокол транспортного рівня, що орієнтується на повідомлення: він дає змогу пристроям і програмам передавати дані в мережі без перевірки їх доставки. Такий протокол частіше використовується для обміну інформацією під час трансляцій або для зв’язку у live-режимі.
На відміну від TCP, UDP перед передачею даних не створює з’єднання між пристроями, не гарантує доставку пакетів та не перевіряє, чи дійшла інформація до отримувача. Проте він працює швидше за TCP внаслідок того, що відправляє меншу кількість пакетів.
FTP, File Transfer Protocol
Цей протокол — один з найстаріших, він був створений для передавання і окремих файлів, і пакетів. Проте він має суттєвий недолік — слабкий захист, тому його не можна використовувати для передачі чутливих даних. Цей тип протоколу можуть вибрати компанії, які не працюють з конфіденційними файлами і не пов’язані зі сферою фінансів чи охороною здоров’я.
SSH, Secure Shell
На відміну від FTP, це безпечний протокол передачі даних, тому, якщо є можливість, варто вибрати саме його. В основному SSH використовують для віддаленої роботи із серверами, а також для надійного перенесення великої кількості даних, як, наприклад, для перенесення сайту від одного хост-провайдера до іншого.
DNS, Domain Name System
Протокол прикладного рівня, який забезпечує перетворення відомих нам адрес вебсайтів у числові IP-адреси, зрозумілі пристроям.
DNS зберігає у базі даних всі імена хостів, що доступні в інтернеті. Коли браузер надсилає запит з іменем хоста, DNS-перетворювач надсилає запит до сервера, щоб отримати IP-адресу хоста. Отже, завдяки цьому протоколу ти отримуєш доступ до бажаних інтернет-ресурсів.
HTTP, Hypertext Transfer Protocol
Протокол прикладного рівня, що призначений для передавання гіпертекстових документів і пов’язаних із ними мультимедійних файлів. Він є основою роботи всіх сайтів в інтернеті. Взаємодія між клієнтом (браузером) та сервером відбувається у вигляді обміну повідомленнями.
Також існує HTTPS — це окремий протокол мережі: той самий HTTP, але він має спеціально налаштоване шифрування для передачі конфіденційної інформації.
Післяслово
Розуміння мережевих протоколів — це ключове знання для системних адміністраторів, DevOps-інженерів та всіх, хто працює з мережами. Вибір протокола може стати вирішальним для забезпечення стабільної роботи та безпечної передачі даних. Кожен протокол має чітко визначену роль у системі для правильної побудови процесу зв’язку.
Дізнатися більше про мережеві протоколи та навчитися працювати з ними ти можеш на курсах #LINUX BASIC та #CISCO CCNA від ITEDU.