Основні протоколи Мережі. Навіщо вони використовуються?

Напевно, Ви не раз чули терміни ICMP, TCP, UDP і їм подібні. У цій статті описано основні мережеві протоколи. Що вони означають, де використовуються, та яка різниця між ними. Я спробувала систематизувати цю інформацію, щоб ретельніше розібратися з нею.

Протокол мережі - це набір правил, що дозволяє обмін даними між пристроями, це основа забезпечення доставки пакета, певні дії реалізації конкретного процесу.

В основі функціонування Інтернету покладено роботу кількох протоколів, які розташовуються один поверх іншого. Які основні з них, і що означають ці абревіатури? Розглянемо основні види протоколів (мережеві протоколи).

MAC (Media Access Control)

Протокол MAC – це протокол низького рівня, унікальний ідентифікатор пристрою. Його застосовують, як ідентифікацію пристроїв у локальній мережі. Кожен пристрій, який підключено до Інтернету, має свою унікальну MAC адресу. Ця адреса задана виробником. Це протокол рівня з'єднання, з яким часто доводиться стикатися кожному користувачеві. Це фізична адреса обладнання або інтерфейсу деяких мереж.

Ця адреса видається безкоштовно на кожен пристрій. Основна частина мережевих протоколів використовують одне з трьох просторів MAC, під керуванням IEEE: MAC-48, EUI-48, EUI-64. Приклад написання МАС адреси: 00-50-B6-5B-CA-6A. Перші 6 знаків позначають виробника, а друга частина адреси – це серійний номер інтерфейсу.

Навіщо потрібна МАС адреса? Цей протокол використовується для ідентифікації вузла мережі та відповідно доставки інформації саме у цей вузол.

IP (Internet Protocol)

IP (Internet Protocol) - проти MAC, розташовується до рівня вище. IP адреси є унікальними для кожного пристрою і дають можливість комп'ютерам знаходити та визначати один одного в мережі. IP належить мережевому рівню моделі TCP/IP, стандартний протокол Інтернету.

Мережі зв'язуються в складні структури, а за допомогою даного протоколу машини визначають можливі шляхи цільового пристрою (ці шляхи можуть змінюватися під час роботи). Протокол реалізується за допомогою відомих видів IPv4 та IPv6, про які я вже писала в одному з попередніх матеріалів.

Наведемо порівняльну таблицю для ipv6 та ipv4, щоб побачити їх основні відмінності:

IP адреса може бути як динамічним (тимчасовим), так і статичним, яка прикріплюється на комп'ютер при підключенні до інтернету. Наприклад, на VPS ви отримаєте статичну IP адресу, а при використанні деяких VPN - динамічну IP адресу.

Поняття IP адреси (виділеної адреси) дуже часто використовується у сфері хостингу та оренди серверів, адже кожен сервер має свою унікальну виділену IP адресу або навіть свою підмережу адрес. Протоколи передачі даних для чайників, у тому числі IP-адреси, можна використовувати на хостинг послугах для сайтів. На віртуальному хостингу також можна замовити виділену адресу для свого сайту, що надається багато переваг для роботи ресурсу в мережі та його подальшого просування.

ICMP (Internet control message protocol)

Цей протокол з'єднання призначений для того, щоб пристрої могли обмінюватись повідомленнями. Це можуть бути повідомлення про помилки чи інформаційні оповіщення. Дані цього протоколу не передає інформацію. Цей протокол перебуває рівнем вище, ніж протокол IP.

TCP (Transmission control protocol)

Один з основних протоколів мережі internet, що знаходиться на одному рівні з попереднім протоколом ICMP. Він керує передачею даних.

Бувають ситуації, коли пакети можуть приходити не в тому порядку або взагалі губитися. Але протокол TCP забезпечує правильний порядок доставки і дозволяє виправити помилки передачі пакетів. Інформація подається у правильному порядку для програми. З'єднання здійснюється за допомогою спеціального алгоритму, який передбачає надсилання запиту та підтвердження відкриття з'єднання двома комп'ютерами. Мінус роботи даного протоколу - низька швидкість, оскільки для надійної передачі необхідно більше часу.

Багато додатків використовують TCP, сюди відносять SSH, WWW, FTP та інші. Як правило, протокол TCP вбудований в ядро ​​операційної системи.

Роль TCP протоколу (web протоколу): забезпечення надійної доставки сегментів та його впорядкування, контроль швидкості передачі, робота із сесіями.

UDP (user datagram protocol)

UDP - відомий протокол, чимось схожий на TCP, який також функціонує на транспортному рівні. Основна відмінність – ненадійна передача даних: дані не проходять перевірку при отриманні. У деяких випадках цього цілком достатньо.

Протокол udp принцип роботи: за рахунок відправки меншої кількості пакетів, UDP працює швидше ніж TCP. Немає потреби встановлювати з'єднання, і протокол використовується для відправлення пакетів відразу на кілька пристроїв або IP телефонії. Це спрощений протокол за рахунок того, що деякі фрагменти при передачі можуть бути втрачені.

HTTP (hypertext transfer protocol)

Протокол програми HTTP (hypertext transfer protocol) є основою роботи всіх сайтів у Мережі. HTTP дає можливість запитувати необхідні ресурси віддаленої системи, наприклад, веб-сторінки та файли. HTTPS - це окремий протокол мережі, а той самий HTTP, але зі спеціальним настроюванням шифрування.

HTTP – порт 80, HTTPS – порт 443, останній використовується для конфіденційної передачі даних у Мережі.

HTTPS забезпечується наявністю сертифіката захисту SSL, що підключається на стороні хостинг-провайдера. SSL є безкоштовними, наприклад, від Lets Encrypt та платними від різних постачальників послуг, наприклад, Sectigo.

FTP (file transfer protocol)

FTP (file transfer protocol) – використовується для передачі даних. Функціонує на рівні додатків, що забезпечує передачу файлу від одного комп'ютера до іншого. FTP вважається небезпечним, його не варто застосовувати для передачі особистих даних. Тому, якщо є така можливість, то замість FTP використовувати SSH протокол, як основний тип протоколів передачі даних.

Для з'єднання FTP використовуються спеціальні програми, наприклад, Far Manager, Total Commander, FileZilla. Незважаючи на свою небезпечність ФТП, протокол все одно є найпопулярнішим серед вебмайстрів. На послугах віртуального хостингу ФТП надається за замовчуванням для з'єднання з серверами та передачі даних.

FTP - один із найстаріших прикладних протоколів, який використовується для доступу до віддалених хостів. Саме завдяки ФТП відбувається організація обміну файлами.

DNS (domain name system)

DNS (domain name system) - використовується для перетворення зрозумілих адрес, що легко читаються, в складні ip адреси, які важко запам'ятати і навпаки. За допомогою DNS ми отримуємо доступ до інтернет-ресурсу за його доменом.

Поняття DNS часто можна зустріти під час роботи з доменом. Наприклад, при зміні хостингу або реєстратора домену відбувається процес оновлення DNS зони, який може тривати від 2 до 72 годин.

DNS сервер має кілька типів записів:

✓CNAME - часто використовується для прив'язки субдомену, вказує альтернативний варіант основному домену,

✓NS - адреса DNS-сервера (наприклад, dns1.hyperhost.ua),

✓А запис - IP-адреса сайту,

✓MX запис - адреса поштового сервера,

✓TXT запис - текстова інформація про домен, часто додається для проходження різноманітних верифікацій домену,

✓SPF - список серверів, які можуть надсилати пошту від конкретного домену;

✓SOA - запис з інформацією про сервер.

SSH (secure shell)

SSH (secure shell) також відноситься до протоколу рівня додатків. Він розроблений для забезпечення віддаленого керування системою захищеного каналу. Цей протокол використовується для багатьох додаткових технологій. SSH, насамперед, безпечний протокол передачі, тому, якщо є можливість використовувати саме його, то не варто користуватися іншими протоколами, такими як ФТП.

В основному ССШ використовують для віддаленої роботи із серверами, а також для надійного перенесення великої кількості даних. Наприклад, при зміні хостинг-провайдера та перенесення сайту від одного хостера до іншого, для швидкої організації процесу вам знадобиться саме SSH доступ до старого хостингу.

SSH працює за допомогою спеціальних команд, які запускаються з командного рядка. Ця команда може трохи відрізнятися в залежності від використаної ОС, а також SSH клієнта.

Детальніше всі особливості роботи з протоколом SSH ми описали в цій статті на блозі:

POP3 (Post Office Protocol)

POP3 (Post Office Protocol) - це стандартний протокол, який використовується для отримання повідомлень електронної пошти. Протокол поштового з'єднання призначено для обробки запитів на отримання пошти від клієнтських поштових програм.

POP3 призначений для отримання пошти з будь-якої точки доступу до Інтернету. POP3 – найпопулярніший тип облікового запису електронної пошти. POP3 дозволяє завантажувати листи на пристрої, а потім видаляти їх із сервера.

Мінуси використання POP3: листи на сервері не зберігаються, у тому числі надіслані. Подивитися надіслані можна лише з пристрою, з якого користувач надіслав листа. Усі налаштування зберігання листів налаштовуються окремо в поштовому клієнту користувача.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол передачі пошти. Основне завдання сервера SMTP: повернення або підтвердження прийому, або оповіщення про помилку, або запит на додаткові дані. За допомогою SMTP протоколу перевіряється коректність системи, в якій надсилається вихідне повідомлення. За цим протоколом закріплено два порти: 25 та 587. Другий варіант протоколу із захищеним SSL, хоча 25 на практиці використовується набагато частіше.

Використання особистого SMTP сервера дуже просто застосувати, в мережі дуже багато доступних інструкцій та фахівців по роботі з цим типом протоколу.

Особистий SMTP сервер в основному використовують для організації масових розсилок, особистих листування або транзакційних листів.

Всі протоколи забезпечують налагоджену роботу Інтернету, яким ми користуємося щодня. Розуміння роботи мереж на базовому рівні є дуже важливим для кожного адміністратора сервера або вебмайстра. Це використовується для правильного настроювання ваших сервісів в інтернет, а також легкого виявлення проблем і вирішення неполадок. А які мережеві протоколи ви знаєте? Додайте їх у коментарях під статтею.