Protokoły sieciowe – co to jest protokół, rodzaje protokołów sieciowych i ich porty

Protokoły sieciowe okazują się niezwykle istotne jeśli chodzi o prawidłowe działanie internetu. To właśnie one pozwalają na sprawne przesyłanie rozmaitych danych, w tym maile, strony internetowe, filmy czy wiele innych. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o ich zastosowaniu w ramach internetu, przeczytaj poniższy artykuł.

Protokoły sieciowe – Modele sieci

Protokoły sieciowe – to specjalny zbiór zasad, dzięki któremu urządzenia wiedzą w jaki sposób się połączyć, utrzymać lub zerwać połączenie, a także wykonać inne czynności. Kluczem do sukcesu jest poznanie i zapamiętanie najważniejszych cech obu modeli sieci. Dzięki temu łatwiej przygotujesz się do egzaminu INF.03.

Model ISO/OSI (Open Systems Interconnection) – to jeden z podstawowych teoretycznych standardów w dziedzinie sieci komputerowych. Został stworzony w latach 80. XX wieku i jest złożony z 7 warstw:

1. Fizyczna – sygnały elektryczne, światło, fale radiowe, kable, złącza.
2. Łącza danych – adresy MAC, ramki, wykrywanie błędów (Ethernet, PPP).
3. Sieciowa – adresowanie logiczne, routing (IP).
4. Transportowa – niezawodność transmisji, segmentacja (TCP, UDP).
5. Sesji – ustanawianie, zarządzanie i kończenie sesji komunikacyjnych.
6. Prezentacji – formatowanie, szyfrowanie, kompresja danych.
7. Aplikacji – usługi dla użytkownika (HTTP, FTP, SMTP).

Warstwy sieci pozwalają grupować ze sobą protokoły, co znacznie ułatwia ich projektowanie i implementację. Dodatkowo protokoły z wyższych warstw korzystają z protokołów z warstw niższych.

Model TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) – to model komunikacji sieciowej, stworzony jeszcze w latach 70. XX wieku w celu utworzenia struktur sieciowych odpornych na ataki. Z czasem stał się podstawą Internetu. Podobnie jak przy ISO/OSI składa się z warstw, jednak są tu tylko 4 warstwy, co jest bliższe prawdziwej strukturze Internetu:

1. Dostępu do sieci (Network Access / Link) – fizyczne medium i protokoły dostępu (Ethernet, Wi-Fi).
2. Internetu – adresowanie i routing (IP, ICMP, ARP).
3. Transportowa – kontrola przesyłu danych (TCP, UDP).
4. Aplikacji – protokoły użytkowe (HTTP, FTP, DNS, SMTP).

W warstwie transportu znajduje się dość sporo protokołów, ale dwa najpopularniejsze z nich to UDP (User Datagram Protocol) oraz TCP (Transmission Control Protocol). Służą one do transportu informacji między dwoma hostami.

TCP (Transmission Control Protocol) – protokół działający w ramach trybu klient/serwer. Jego zadaniem jest utworzenie kanału transmisji, w którym dotarcie danych jest potwierdzane przez odbiorcę. Wszystkie wiadomości są dostarczane w tej samej kolejności, w jakiej zostały wysłane. Korzysta najczęściej z protokołu IP, dlatego można często spotkać się z oznaczeniem TCP/IP, które oznacza wykorzystanie protokołu IP przez TCP.

UDP (User Datagram Protocol) – bezpołączeniowy protokół, mający podobne działanie jak TCP, a więc utworzenie kanały transmisji, jednak nie zapewnia on potwierdzenia przesłania danych. Przez to, dane mogą zostać utracone, nie jest to tak niezawodny protokół, ale jego ogromną zaletą jest wysoka szybkość.

Jednak istnieją między nimi zasadnicze różnice:

• TCP gwarantuje dostarczenie informacji bo wysyłający czeka na potwierdzenie odbioru, jeśli nie otrzyma go w wyznaczonym czasie informacje są wysyłane ponownie.
• TCP numeruje wszystkie segmenty przez co host może je uporządkować kiedy przyjdą w złej kolejności. UDP nie daje takiej gwarancji, host składa segmenty w takiej kolejności w jakiej je otrzyma.

Dzięki temu używając TCP mamy gwarancję, że informacje dotarły do odbiorcy w całości i niezmienione. Jednak wiąże się to ze spowolnieniem transmisji, dlatego w sytuacjach gdzie trzeba coś przesłać jak najszybciej używa się UDP np. rozmowa wideo na żywo.

IP (Internet Protocol) – to protokół komunikacyjny, który ustala zasady według których postępują urządzenia sieciowe w celu nawiązywania połączeń i utrzymywania ich. Dane są wysyłane w formie pakietów (bloków danych). To protokół zawodny, który nie gwarantuje poprawności przesyłania danych, za to odpowiadają zazwyczaj protokoły z wyższych warstw.

Protokoły sieciowe – Najważniejsze protokoły

Poniżej znajdziesz listę najważniejszych protokołów sieciowych, a także ich krótkie opisy. Protokoły sieciowe stanowią fundament współczesnego internetu. Znajomość najważniejszych z nich jest niezwykle ważna dla osób pragnących uzyskać kwalifikacje technik informatyk.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) – jest to podstawowy protokół używany do przesyłania stron internetowych i innych zasobów przez sieć. HTTP działa na zasadzie żądań i odpowiedzi – klient (np. przeglądarka internetowa) wysyła żądanie do serwera, a serwer odpowiada, przesyłając treść strony. HTTP nie zapewnia szyfrowania danych. HTTP działa w oparciu o protokół TCP.

HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) – bezpieczniejsza szyfrowana wersja protokołu HTTP, do szyfrowania wykorzystuje się tu protokół SSL. Dzięki temu przesyłane informacje są znacznie bezpieczniejsze i trudniejsze do przechwycenia. Strony, które korzystają z protokołu HTTPS są zazwyczaj oznaczone symbolem kłódki.

FTP (File Transfer Protocol) – jest to często używany protokół, który oprócz przesyłania plików (na serwer i z serwera) pozwala też między innymi wyświetlać foldery. Wspiera również szyfrowanie w postaci protokołu SFTP. Jedną z jego cech jest wsparcie dla wznawiania pobierania w przypadku wystąpienia problemów. Korzysta on z protokołu TCP.

DNS (Domain Name System) – jest to protokół umożliwiający zamianę nazw domenowych (np. www.korepetycjezinformatyki.pl) na adresy IP zrozumiałe dla urządzeń sieciowych. Dzięki DNS użytkownicy nie muszą pamiętać trudnych (i zmieniających się) adresów IP, a zamiast tego korzystają z przyjaznych do zapamiętania nazw. Protokół DNS działa głównie w oparciu o UDP, ponieważ jego zapytania i odpowiedzi są małe i wymagają szybkiej odpowiedzi. W razie potrzeby może także korzystać z TCP.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – jest to protokół umożliwiający automatyczne przydzielanie adresów IP oraz innych ustawień sieciowych (np. bramy domyślnej czy serwera DNS) urządzeniom w sieci. Dzięki DHCP administratorzy nie muszą ręcznie konfigurować każdego urządzenia. Protokół ten działa w modelu klient-serwer i korzysta z UDP do przesyłania swoich komunikatów.

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) – dużo prostszy protokół sieciowy korzystający z protokołu UDP. Nie wspiera wyświetlania folderów, uwierzytelniania użytkowników, czy szyfrowania. Nie jest możliwe wznowienie przesyłania po przerwaniu połączenia.

IMAP (Internet Message Access Protocol) – protokół ten umożliwia dostęp do poczty elektronicznej przechowywanej na serwerze. Główną zaletą IMAP jest możliwość zarządzania pocztą bezpośrednio na serwerze, co oznacza, że wiadomości nie muszą być pobierane na urządzenie użytkownika. IMAP pozwala na organizowanie folderów, oznaczanie wiadomości jako przeczytane lub nieprzeczytane oraz współpracę z wieloma urządzeniami jednocześnie. Jest to przydatne szczególnie w sytuacjach, gdy korzysta się z poczty na telefonie, komputerze oraz innych urządzeniach. Korzysta z protokołu TCP.

POP3 (Post Office Protocol v3) – to starszy i prostszy protokół pocztowy, który pobiera wiadomości z serwera pocztowego na lokalne urządzenie. Po pobraniu poczty wiadomości zazwyczaj są usuwane z serwera, co może prowadzić do braku synchronizacji między urządzeniami. POP3 jest dobrym rozwiązaniem dla osób, które korzystają z poczty tylko na jednym urządzeniu. Korzysta z protokołu TCP.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – protokół odpowiedzialny za wysyłanie poczty elektronicznej. Działa jako mechanizm przesyłania wiadomości między klientem poczty, a serwerem oraz między serwerami pocztowymi. SMTP nie jest wykorzystywany do odbierania wiadomości – tę rolę pełnią IMAP lub POP3. Protokół ten korzysta z TCP do zapewnienia niezawodności transmisji.

TELNET (Telecommunication Network) – to protokół umożliwiający zalogowanie się na inny komputer dostępny w ramach danej sieci internetowej. Pozwala nawiązywać interaktywne połączenie terminalowe z innym komputerem.

SSH (Secure Shell) – bezpieczny protokół umożliwiający zdalne logowanie i zarządzanie systemem (szyfrowany odpowiednik Telnetu).

TLS (Transport Layer Security) – rozwinięcie standardu SSL, który zapewnia bezpieczeństwo, szyfrowanie danych, a także obustronne uwierzytelnienie.

Najczęściej zadawane pytania o protokoły sieciowe

Jakie są protokoły sieciowe?

To np. HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, DHCP, SSH, Telnet, SNMP, TCP, IP, UDP – czyli zestaw reguł komunikacji w sieci.

Czym jest protokół sieciowy?

To zbiór zasad i standardów, które określają sposób przesyłania i odbierania danych między urządzeniami w sieci.

Jakie jest 5 protokołów TCP/IP?

Najczęściej wymienia się: HTTP, FTP, SMTP, TCP, IP (choć cała rodzina jest znacznie szersza).

Jakie są protokoły WiFi?

Standardy IEEE 802.11: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n (WiFi 4), 802.11ac (WiFi 5), 802.11ax (WiFi 6 / WiFi 6E), 802.11be (WiFi 7).