نحن البشر نتواصل باستخدام اللغات، ويمكن مقارنة بروتوكولات الشبكة التي تستخدمها أجهزة الكمبيوتر باللغات التي نستخدمها. هناك العديد من البروتوكولات، تماما كما هناك العديد من اللغات.
لكن لكي تتمكن جهازان على الشبكة من فهم بعضهما البعض، يجب أن يتحدثا نفس اللغة، أي يجب أن يستخدم كل منهما نفس بروتوكول نقل البيانات. يوجد أكثر من 7000 بروتوكول في العالم، ويستمر عددها في الازدياد. وفي هذا المقال سنتعرف على ما هو البروتوكول وانواعه وكيف يتم استخدامه.
مفهوم بروتوكول الشبكة
بروتوكول الشبكة (Protocol) هو مجموعة من القواعد التي تحدد كيفية تفاعل الأجهزة ضمن الشبكة. لضمان إرسال واستقبال المعلومات بنجاح، يجب على جميع الأجهزة المشاركة الالتزام بشروط البروتوكول واتباعها. في الشبكة، يكون دعم هذه البروتوكولات مدمجًا إما في الأجهزة (الهاردوير)، أو البرامج (البرمجيات)، أو كليهما.
أما بالنسبة لتفاعل البروتوكولات مع بعضها، فنستخدم نموذج OSI، والذي يُترجم إلى “تفاعل الأنظمة المفتوحة”.
ما هو البروتوكول وانواعه
بعد أن عرفنا ما هو البروتوكول، نلقي نظرة مفصلة عن أنواع البروتكول واستخداماته فيما يلي.
بروتوكول الإنترنت (IP)
يمكن وصف هذا البروتوكول بأنه أبسط بروتوكول حيث لا يعتمد على إنشاء اتصال مسبق بين الأجهزة. يتم نقل البيانات باستخدام بروتوكول IP دون الحاجة لإنشاء اتصال ثابت، مما يجعله غير موثوق في بعض الأحيان لأنه لا يضمن تسليم الحزم إلى المستلم بشكل موثوق ولا يتحقق من سلامة البيانات.
المهمة الرئيسية لبروتوكول IP هي توجيه البيانات، أي تحديد مسار البيانات عبر عقد الشبكة المختلفة. الإصدار الأكثر شيوعًا من بروتوكول IP هو IPv4، والذي يستخدم عناوين 32 بت.
على الرغم من أن عدد العناوين في IPv4، والذي يبلغ حوالي 4.29 مليار عنوان، يبدو كبيراً، إلا أنه لم يكن كافياً مع مرور الوقت بسبب النمو الهائل في عدد الأجهزة المتصلة بالإنترنت.
لهذا السبب تم تطوير IPv6، الذي صُمم لحل مشكلة نقص العناوين وتوفير عدد هائل من العناوين الجديدة، مما يتيح استيعاب عدد أكبر بكثير من الأجهزة.
بروتوكول نقل البيانات (TCP)
بروتوكول التحكم في الإرسال (TCP) يُساعد الأجهزة على تبادل الرسائل عبر الشبكة ويعمل في طبقة النقل (الطبقة الرابعة) ضمن نموذج OSI. عند نقل المعلومات، يقوم TCP بتقسيم الملفات إلى أجزاء صغيرة تُرسل إلى المستلم ثم يُعاد تجميعها. على سبيل المثال، عندما يطلب شخص صفحة ويب، يعالج الخادم الطلب ويرسل صفحة HTML عبر بروتوكول HTTP، حيث يقوم TCP بإنشاء الاتصال وتجزئة البيانات إلى كتل قبل إرسالها.
يتميز TCP بعدة خصائص أساسية تعزز الأداء والموثوقية، مثل التحكم في التدفق الذي يحدد سرعة إرسال البيانات لضمان التسليم الموثوق، والتحكم في الأخطاء الذي يتحقق من سلامة البيانات.
كما يستخدم TCP منافذ محددة للتواصل بين البروتوكولات المختلفة، مثل المنفذ 22 لبروتوكول SSH، والمنفذ 80 لبروتوكول HTTP، والمنفذ 443 لبروتوكول HTTPS، والمنفذ 70 لبروتوكول Gopher، وهذه المنافذ تُقسم إلى نطاقات: المعروفة (0-1023)، المسجلة (1024-49151)، والديناميكية (49152-65535).
بروتوكول المستخدمين (UDP)
بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (User Datagram Protocol) هو بروتوكول نقل بيانات لا يتطلب إنشاء اتصال مسبق بين المضيفين. يُعرف بسرعته، ولكنه قد يواجه مشاكل في فقدان حزم البيانات أثناء عملية التسليم.
بروتوكول نقل النصوص الفائق (HTTP)
بروتوكول HTTP هو العمود الفقري للإنترنت، ويستخدم لتحميل صفحات الويب عبر الروابط النصية. يُصنف ضمن بروتوكولات التطبيقات.
في الغالب، يقوم اتصال HTTP على مبدأ بسيط: يرسل جهاز العميل (مثل الكمبيوتر الخاص بك) طلبًا إلى الخادم، الذي يرد بدوره بالاستجابة. يتضمن كل طلب HTTP سلسلة من البيانات المشفرة تحتوي على معلومات متنوعة، مثل:
- نسخة HTTP: النسخة المستخدمة في الطلب.
- عنوان URL: الموقع الذي يُطلب الوصول إليه.
- طريقة طلب HTTP: تُشير إلى نوع الطلب الموجه إلى الخادم، مثل GET أو POST.
- الرأس (Headers): يحتوي على معلومات أساسية عن الطلب، بما في ذلك أزواج قيمة المفتاح.
- نص الطلب (اختياري): يتضمن أي بيانات إضافية يتم إرسالها.
عند استلام الطلب، يقوم الخادم بإنشاء استجابة تتضمن عادةً: رمز الحالة، الرأس، ونص الاستجابة.
رموز حالة طلب HTTP هي رموز مكونة من ثلاثة أرقام تشير إلى نتيجة الطلب. تُقسم هذه الرموز إلى خمس فئات رئيسية:
- 1xx – إعلامية: تستخدم للإشارة إلى أن الطلب قيد المعالجة.
- 2xx – النجاح: تعني أن الطلب تم معالجته بنجاح.
- 3xx – إعادة توجيه: تُشير إلى أن هناك إجراءً إضافيًا مطلوبًا للوصول إلى المورد.
- 4x – خطأ العميل: تدل على أن هناك مشكلة في الطلب من جانب العميل.
- 5xx – خطأ في الخادم: تعني أن هناك مشكلة في الخادم نفسه.
كما هو الحال مع الطلب، تحتوي الاستجابة على رأس يتضمن معلومات متنوعة، مثل نوع البيانات المُرسلة. في معظم الحالات، يحتوي نص الاستجابة على بيانات HTML التي يقوم متصفح الويب بتحويلها إلى صفحة عرض.
الفرق بين HTTP و HTTPS
من المهم أن نذكر جانبا مهما عند الحديث عن HTTP، وهو مشكلة الأمان. البيانات تنقل بشكل غير مشفر، مما يسمح للمهاجمين باعتراضها. للتغلب على هذه المشكلة، تم تطوير بروتوكول HTTPS (نقل النصوص الفائق الآمن)، الذي يوفر أمانًا إضافيًا عبر تشفير البيانات المنقولة، لذلك يجب التعرف بشكل أكبر على أبرز الفروقات التالية.
FTP
بروتوكول نقل الملفات (File Transfer Protocol) هو بروتوكول يعمل في طبقة التطبيق لنقل الملفات، يستخدم قناتين لنقل البيانات: قناة الأوامر للتحكم في عملية النقل، وقناة النقل لنقل المعلومات. بعد المصادقة، يحصل المستخدم على حق الوصول إلى نظام الملفات، FTP غير موثوق لأنه ينقل البيانات بنص واضح غير مشفر.
RTP
بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي (Real-time Transport Protocol) هو بروتوكول يُستخدم لنقل بيانات الصوت والفيديو في الوقت الفعلي. يدعم نقل البيانات إلى عدة مستلمين في وقت واحد وغالبًا ما يُستخدم في مكالمات الصوت عبر IP.
DNS
نظام اسم النطاق (Domain Name System) ليس فقط نظامًا بل بروتوكول أيضًا. يُسهم في تبادل قواعد بيانات أسماء النطاق بين خوادم DNS ويسمح للأجهزة العميلة بإجراء استفسارات للحصول على معلومات حول أسماء النطاق.
ICMP
بروتوكول رسائل التحكم في الإنترنت (Internet Control Message Protocol) هو بروتوكول مهم لمراقبة الأخطاء في الشبكة. يستخدم لتشخيص المشكلات وتحديد ما إذا كانت البيانات قد وصلت إلى المرسل. إذا لم تصل البيانات، يقوم ICMP بإنشاء رسالة خطأ تُرسل إلى المرسل. قد يستغل المهاجمون هذا البروتوكول لشن هجمات عبر إنشاء حجم كبير من رسائل ICMP.
NTP
بروتوكول وقت الشبكة (Network Time Protocol) هو بروتوكول يستخدم لمزامنة الوقت المحلي للجهاز مع الوقت المحدد على الإنترنت. مما يوفر دقة زمنية أعلى وسرعة نقل بيانات أفضل.
SSH
الغلاف الآمن (Secure Shell) هو بروتوكول آمن على مستوى التطبيق يستخدم لإدارة نظام التشغيل عن بُعد عبر بروتوكول TCP. يقوم SSH بتشفير كل حركة المرور باستخدام خوارزمية التشفير المحددة، ويتيح التعامل مع بروتوكولات نقل الشبكة الأخرى مثل تدفق الصوت أو الفيديو، مما يجعله مناسبًا للإتصال بالخوادم والعمل عن بُعد.
SNMP
(Simple Network Management Protocol) يستخدم لإدارة ومراقبة الأجهزة على الشبكة، مثل أجهزة التوجيه، والمبدلات، والخوادم.
TFTP
.بروتوكول نقل الملفات البسيط، يستخدم لنقل الملفات بشكل سريع وبسيط (Trivial File Transfer Protocol)
DHCP
(Dynamic Host Configuration Protocol) بروتوكول يستخدم لتوزيع عناوين IP وإعدادات الشبكة تلقائيًا للأجهزة المتصلة بالشبكة.
SMTP
(Simple Mail Transfer Protocol) بروتوكول يستخدم لإرسال البريد الإلكتروني عبر الشبكات.
ما أهمية البروتوكولات ولماذا يجب أن نفهم عملها؟
فهم البروتوكولات والشبكات ضروري للعديد من الأسباب الهامة:
- تحسين فهم العلاقة بين الواجهة الأمامية والخلفية: قد تكون قد تعاملت مع البروتوكولات بالفعل دون وعي. من خلال فهم مبادئ عملها، يمكنك تحسين فهمك للعلاقة بين الواجهة الأمامية والخلفية لتطبيقات الويب، مما يساعدك على تحسين الأداء واختيار الأساليب الأنسب لنقل البيانات وحماية التطبيقات من التهديدات الأمنية.
- اختيار التكنولوجيا المناسبة للتطبيق: المعرفة بالبروتوكولات تساعدك في اختيار التقنيات المناسبة لمهام معينة. على سبيل المثال، يمكن أن يساعدك في تحديد البروتوكول الأمثل للدردشة عبر الإنترنت مع عدد كبير من المستخدمين، أو لتحميل صورة المستخدم إلى الملف الشخصي بشكل فعّال.
- حماية البيانات: فهم الثغرات الأمنية في مسار البيانات يمكن أن يعزز قدرتك على التنبؤ بالهجمات المحتملة على تطبيق الويب الخاص بك والتخفيف من مخاطرها. يمكنك بذلك إنشاء استراتيجيات فعّالة لحماية بيانات حساسة مثل بيانات البطاقة المصرفية من جوانب متعددة.
- تحسين تطبيق البروتوكولات: من خلال معرفة ميزات البروتوكولات، يمكنك تحسين سرعة تطبيق الويب الخاص بك وتجنب التحسينات غير الضرورية.
بصفة عامة، يوفر فهم البروتوكولات والشبكات رؤية أعمق لكيفية عمل الويب وكيفية نقل البيانات، مما يجعلك أكثر استعدادًا لمواكبة الاتجاهات المستقبلية في صناعة تكنولوجيا المعلومات.
أنواع البروتوكولات التي يستخدمها Planet VPN المجاني
إن تطبيق Planet VPN المجاني هو مقدم خدمة VPN يتسم بالموثوقية يتيح لمستخدميه فرصة التصفح الآمن ويضمن لهم الحماية على الويب دون أي قيود، سواء كانت قيودًا جغرافية أو قيودًا متعلقة بالسرعة.
مع Planet VPN المجاني، يمكنك حتى تجاوز أي قيود تم وضعها من قبل مقدم خدمة الإنترنت الخاص بك، مما يسمح لك بتصفح أي محتوى عبر الإنترنت دون قيود.
- بروتوكول الاتصال بين نقطتين – PPTP: يعرف أيضًا ببروتوكول VPN ذو الاتصال النفقي بين نقطتين، الذي يقوم من خلاله الكمبيوتر بإنشاء اتصال آمن مع السيرفر.
- البروتوكول النفقي: من الطبقة الثانية الذي يعمل عبر بروتوكول الإنترنت الأمني – L2TP/IPSec: إنه بروتوكول نفقي من المنزلة الثانية مزود بتغليف، يسمح للتطبيقات بالتفاعل لفترة طويلة
- OpenVPN: هو بروتوكول VPN يوفر اتصالًا آمنًا بين مستخدمي الشبكة.
- بروتوكول تبادل مفتاح الإنترنت الإصدار الـ 2 (IKEv2): بروتوكول VPN يوفر اتصالًا آمنًا بين مستخدمي الشبكة.
في الحياة الواقعية، هناك مئات البروتوكولات المستخدمة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك وحده لأن كل واحد منها يؤدي مهام محددة. في هذه المقالة، تعرفنا على ما هو البروتوكول وانواعه وأهم الطرق الشائعة للتفاعل بين الأجهزة والبرامج الموجودة على الشبكة.
