Сетевые протоколы — что это
Интернет очень большой, но на базовом уровне представляет собой связь между множество разных компьютерных устройств. Эта связь обеспечивается через сетевые протоколы — наборы правил, которые регулируют обмен информацией, его порядок и особенности. Протоколов создано много, и в этой статье мы рассмотрим наиболее известные из них, относящиеся к межсетевому, транспортному и прикладному уровню, а также затронем ещё несколько смежных тем.
Модели, на которых работает интернет
Долгое время моделью, отвечающей за установку открытой связи между двумя хостами, являлась Open Systems Interface (OSI), установившая семь уровней протоколов (физический, транспортный, сетевой и т. д.). Она не считалась сетевой архитектурой, так как просто задавала входные и выходные данные для каждого уровня. Поскольку современные протоколы научились работать сразу на нескольких уровнях модели OSI, её на смену пришла новая четырёхуровневая модель: TCP/IP.
Новая модель, как видно из названия, объединяет два основных протокола: Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Первый отвечает за надёжную и передачу данных и её целостность, а второй — за маршрутизацию. Все новые сетевые протоколы разрабатываются на базе этой модели. Например, заходя на сайт Cloud4Y, вы используете протоколы IP, TCP и HTTPS.
Для большей наглядности сравним обе модели.
Популярные сетевые протоколы
UDP
User Datagram Protocol, о связке которого с протоколом TCP мы рассказывали, представляет собой протокол передачи данных, не требующий предварительной установки соединения между хостами. Он быстрый, но часто теряет пакеты данных во время доставки. А
TCP
Transmission Control Protocol — протокол сквозной связи, созданный в 1974 году и до сих пор востребованный в мире. Надёжный, но медленный. Перед тем, как начинать передачу данных, достигается рукопожатие для установления соединения, и лишь затем начинается передача пакетов. При необходимости пакеты дублируются.
FTP
File Transfer Protocol — протокол прикладного уровня для передачи файлов, появившийся в 1971 году. Использует два канала для передачи данных. Первый , управляющий процессом передачи, называют командным. Второй, передающий информацию — транспортным. FTP — надёжный протокол. Сервер в данном случае называют удалённым хостом, а клиент — локальным. Работает по клиент-серверной модели. После аутентификации пользователь получает доступ к файловой системе. В некоторых случаях возможен анонимный доступ.
RTP
Real-time Transfer Protocol — транспортный протокол, работающий в реальном времени. Нужен для потоковой передачи аудио- и видеоданных. Умеет передавать данные нескольким получателям одновременно. Чаще всего применяется для передачи голоса в IP-телефонии.
DNS
Под аббревиатурой DNS прячется не только система доменных имён Domain Name System. Данное название носит и протокол, благодаря которому эта система и функционирует. Протокол помогает серверам DNS обмениваться базами данных, а клиентским устройствам — запрашивать у
ICMP
Internet Control Message Protocol — важный протокол, который нужен для слежения за ошибками во взаимодействии устройств. Он диагностирует проблемы и определяет, получены ли данные отправителем. Если нет, протокол ICMP генерирует ошибку для отправки на отправляющее устройство. Данный протокол иногда используется злоумышленниками для сетевых атак путём генерации большого объёма ICMP-сообщений.
HTTP
HyperText Transfer Protocol — протокол, который создавался для передачи HTML-файлов, но впоследствии пригодился для всех файлов в сети. Этот протокол клиент-серверного типа не сохраняет промежуточное состояние. Для обмена информацией обычно используется TCP/IP. У HTTP есть защищённая версия: HTTPS. Она поддерживает шифрование, а данные передаются поверх криптопротокола TLS.
NTP
Network Time Protocol — протокол для синхронизации локальных часов устройства с точным временем в интернете. NTP работает на базе алгоритма Марзулло поверх UDP. За счёт этого удаётся добиться более высокой точности времени и скорости передачи данных.
SSH
Secure Shell — защищённый протокол прикладного уровня, необходимый для удалённого управления ОС через протокол TCP. В SSH весь трафик шифруется с использованием заданного вами алгоритма шифрования. Протокол позволяет обрабатывать другие сетевые протоколы передачи, включая аудио- или видеопоток. Его удобно использовать для удалённого подключения клиента к серверу и работы оттуда.