Netwerkprotocollen: de complete gids voor alle basisprotocollen

We weten zeker dat je op verschillende portals hebt gehoord of gelezen over protocollen zoals TCP of IP. Heb je je echter ooit afgevraagd hoe ze eigenlijk werken? Is het mogelijk om ze te gebruiken in combinatie met andere protocollen? Deze gids helpt je die twijfels weg te nemen en geeft je de essentiële kennis om een ​​gedegen kennis van netwerken op te bouwen.

Basisprotocollen in netwerken

Als u geïnteresseerd bent in computerbeveiliging of u zich wilt wijden aan de wereld van telecommunicatienetwerken, is het essentieel om een ​​duidelijk beheer te hebben van de basisprincipes van de belangrijkste protocollen die momenteel bestaan. Tegelijkertijd zult u veel gemakkelijker inzicht krijgen in de manier waarop de verschillende soorten communicatie tot stand worden gebracht via de lokale netwerken maar ook via internet.

de netwerkprotocollen zijn een reeks regels die de communicatie regelen tussen apparaten die op een netwerk zijn aangesloten. Deze regels bestaan ​​uit instructies waarmee apparaten elkaar kunnen identificeren en met elkaar kunnen verbinden, naast het toepassen van opmaakregels, zodat berichten van begin tot eind goed doorstromen. Deze formatteringsregels bepalen of de gegevens correct worden ontvangen of worden afgewezen of dat er een probleem is geweest bij de overdracht van de informatie.

Wanneer communicatie plaatsvindt tussen computers die op hetzelfde netwerk zijn aangesloten, worden de gegevens verdeeld in kleinere datapakketten, normaal gesproken zijn ze 1500 bytes lang, omdat het de typische MTU (Maximum Transfer Unit) is die over het algemeen in netwerken wordt gebruikt. Professionele LAN's gebruiken echter een MTU van 9000 bytes of meer, ze worden Jumbo Frames genoemd, dit is om de gegevensoverdracht te maximaliseren, omdat er minder headers met een bepaalde grootte worden overgedragen. Als we de gegevens eenmaal in kleinere pakketten hebben opgedeeld, moeten ze bij de ontvanger natuurlijk opnieuw worden samengesteld en vervolgens worden doorgegeven aan de applicatielaag.

Protocollen voor mediatoegangslaag

ARP (Address Resolution Protocol)

Het ARP-protocol voor IPv4-netwerken is een van de fundamentele protocollen van internet en lokale netwerken. Dit protocol werkt ook samen met het IP-protocol om IP-adressen toe te wijzen aan hardware-adressen die worden gebruikt door een datalinkprotocol. Deze hardware-adressen heten MAC-adressen . Deze adressen dienen als identificatiecode voor elk van de netwerkinterfaces van het apparaat. ARP opereert in het midden van de netwerklaag en de middelste toegangslaag (gezien het TCP/IP-model). Dit protocol is van toepassing bij gebruik van het IP over Ethernet-protocol.

Netwerklaagprotocollen

Internetprotocol (IP)

Internetprotocollen zijn een reeks regels die bepalen hoe gegevens via het netwerk worden verzonden. Het IP-protocol is een standaard met specificaties over de werking van apparaten die op internet zijn aangesloten. Om verschillende redenen: aanpakken et routering .

de aanpakken heeft tot doel ervoor te zorgen dat elk apparaat dat op een bepaald netwerk is aangesloten, uniquement een IP-adres . Zo zal het mogelijk zijn om de herkomst en bestemming van gegevens in transit te kennen. Aan de andere kant is het routering bepaalt het pad waarlangs het verkeer moet passeren op basis van het IP-adres. De routeringstaak wordt uitgevoerd via de routers, niet alleen degene die we thuis hebben, maar ook de routers van de operators. Op hun beurt werken verschillende protocollen samen met IP om communicatie via elk netwerk mogelijk te maken.

Internet Control Message Protocol (ICMP)

Dit protocol ondersteunt het foutafhandelingsproces. Dit komt omdat het IP-protocol standaard geen foutafhandelingsmechanisme in het algemeen heeft. ICMP wordt gebruikt voor foutrapportage en beheerquery's. Dit is een protocol dat door apparaten zoals routers wordt gebruikt om foutmeldingen en informatie over bewerkingen te verzenden. Het kan bijvoorbeeld aangeven dat de gevraagde dienst niet beschikbaar is of dat een gastheer of een router kon niet worden bereikt/gelokaliseerd. Dit protocol zit net boven het IP-protocol in de TCP/IP-protocollaag.

Protocollen voor transportlaag

Transmissie Controle Protocol (TCP)

TCP is de bondgenoot van IP om ervoor te zorgen dat gegevens correct via internet worden verzonden. De belangrijkste functie is ervoor te zorgen dat het verkeer op een betrouwbare manier zijn bestemming bereikt. Deze betrouwbaarheidsfunctie kan niet worden bereikt door IP alleen. De andere functies van TCP zijn:

• Dat datapakketten niet verloren gaan.
• Controle van de volgorde van datapakketten.
• Beheersing van een eventuele ervaren verzadiging.
• Preventie van pakketduplicatie.

Gebruikersdatagramprotocol (UDP)

In tegenstelling tot het TCP-protocol, UDP is niet zo betrouwbaar. Deze heeft niet de mogelijkheid om beoordelingen uit te voeren op zoek naar fouten of correcties van gegevensoverdrachten. Er zijn echter enkele toepassingen waarbij: UDP is gemakkelijker te gebruiken dan TCP. Een voorbeeld hiervan is een online gamesessie, waarbij UDP het mogelijk maakt om datapakketten te laten vallen zonder de mogelijkheid om het opnieuw te proberen.

Het nadeel is dat dit protocol niet wordt aanbevolen voor gegevensoverdracht. Want als sommige pakketten verloren gaan tijdens het overdrachtsproces, is het eindresultaat dat het bestand beschadigd is en dat de bovenste lagen (toepassingslaag) degenen zijn die moeten vragen om het datagram opnieuw te verzenden. Een beschadigd bestand kan niet worden gebruikt voor het doel waarvoor het is verzonden. Evenzo is UDP voor dit scenario van online gamen of videostreamingsessies het aanbevolen protocol omdat het sneller is omdat het niet de typische handshake hoeft uit te voeren.

We raden u aan om onze volledig artikel over TCP versus UDP waar u de belangrijkste verschillen tussen beide vindt en waarom beide belangrijk zijn.

Applicatielaagprotocollen

Hypertext Transfer Protocol (HTTP)

Het is het protocol waarmee browsers en webservers correct kunnen communiceren. Dit wordt door webbrowsers gebruikt om HTML-bestanden van externe servers op te vragen. Gebruikers kunnen dus met deze bestanden communiceren door webpagina's te bekijken die afbeeldingen, muziek, video's, tekst, enz.

Het HTTP-protocol is gebaseerd op TCP, dat een client-server-communicatiemodel implementeert. Er zijn drie soorten berichten die HTTP gebruikt:

• HTTP GET: Er wordt een bericht naar de server gestuurd met een URL met of zonder parameters. De server reageert door een webpagina terug te sturen naar de browser, die zichtbaar is voor de aanvragende gebruiker.
• HTTP-POST: Er wordt een bericht naar de server gestuurd met gegevens in de "body"-sectie van het verzoek. Dit wordt gedaan om te voorkomen dat gegevens via de URL zelf worden verzonden. Net als bij HTTP GET.
• HTTP-KOP: De focus ligt hier op de reactie van de server. Dit bericht beperkt de reacties van de server, zodat deze alleen reageert met de informatie in de koptekst.

We mogen het HTTPS-protocol niet vergeten, dat ons point-to-point beveiliging biedt (tussen de client en de webserver). Het HTTPS-protocol maakt gebruik van het TLS-protocol (Transport Layer Security), dat ook nog eens TCP gebruikt.

Domeinnaamsysteem (DNS)

Het is de dienst die verantwoordelijk is voor vertaling / interpretatie van domeinnamen in IP-adressen. Houd er rekening mee dat domeinnamen zijn gebaseerd op alfabetische tekens (letters), die gemakkelijker te onthouden zijn. Voor de gebruiker is het makkelijker om een ​​naam te onthouden dan een reeks cijfers van een bepaalde lengte. Het internet in het algemeen wordt echter grotendeels aangedreven door IP-adressen. Zolang u een domeinnaam in uw browser invoert, ontvangt een DNS-service deze informatie om deze te interpreteren en de weergave van de gewenste webpagina mogelijk te maken.

Onthoud dat wanneer we een internetservice contracteren, deze ons connectiviteit biedt via zijn eigen DNS-servers. Het is echter mogelijk om een ​​alternatieve DNS te kiezen, zowel om verbinding te maken vanaf de computer als vanaf onze mobiel. Weet je niet wat de beste alternatieven zijn? Neem een ​​kijkje in de gids Alternatieve DNS voor computer en naar deze andere handleiding voor: mobiel . We raden u ook aan een bezoek te brengen aan de beste DNS-servers via TLS (DoT) en DNS via HTTPS (DoH) om te genieten van veiligheid en privacy tijdens het surfen op het internet.

Bestandsoverdrachtprotocol (FTP)

Le FTP-protocol wordt gebruikt om bestanden tussen twee computers te delen. Net als het HTTP-protocol implementeert FTP het client-servermodel. Om FTP te laten werken, moet de FTP-client worden gestart en verbonden met een externe server met software van hetzelfde protocol. Zodra de verbinding tot stand is gebracht, moeten de gekozen bestanden worden geüpload vanaf de FTP-server. In RedesZone hadden we het over FTP- en FTPES-servers (de beveiligde versie) voor Windows , we hebben het ook gehad over beste FTP- en FTPES-servers voor Linux , en we hebben zelfs een groot aantal FTP-clients aanbevolen, waaronder één tutoriel frontaal GirlZilla-klant .

Aan de andere kant is het TFTP-protocol heeft: ontworpen voor apparaten met een kleinere capaciteit. Het acroniem betekent: Triviaal bestandsoverdrachtprotocol . Het biedt basisgebruik dat alleen elementaire FTP-bewerkingen bevat. Dit protocol wordt vaak gebruikt om firmware op beheersbare routers en switches te laden, omdat het een heel eenvoudig communicatieprotocol is.

De protocollen die we hieronder zullen noemen, werken ook samen met IP en TCP. Een van de redenen om in de bedrijfswereld te zijn, is e-mail. Dag na dag komen er berichten bij ons binnen, wij reageren erop, en deze cyclus herhaalt zich heel vaak. Hebben we echter enig idee hoe de verbindingen tot stand komen? Hoe is het mogelijk om de e-mails te bekijken en op hun beurt een kopie op onze computer te bewaren? Wij vertellen je erover:

Postprotocol versie 3 (POP3)

Dit is een standaard internetprotocol dat door verschillende e-mailclients wordt gebruikt. Het wordt gebruikt om e-mails te ontvangen van een externe server via een TCP / IP-verbinding. POP3 maakt een stukje geschiedenis en werd voor het eerst gemaakt in 1984 en is uitgegroeid tot een van de meest populaire. Het wordt gebruikt door vrijwel alle bekende e-mailclients en is eenvoudig in te stellen, te gebruiken en te onderhouden.

In de meeste gevallen worden mailservers aangeboden en gehost door ISP's. Als dit het geval is, moet deze provider u de gegevens verstrekken om uw e-mailclient correct te kunnen configureren. Naast het bekijken van de berichten is het mogelijk om een ​​kopie te downloaden en op onze computer op te slaan. Zodra de berichten zijn gedownload, verdwijnen ze van de externe server. Er zijn echter gevallen waarin gebruikers configureren dat e-mails voor een bepaalde periode op de server worden bewaard.

Het TCP-poortnummer dat normaal door POP3 wordt gebruikt, is: 110 . Als gecodeerde communicatie beschikbaar is, kunnen gebruikers ervoor kiezen om verbinding te maken met de opdracht STLS (beveiligde TLS) of met behulp van POP3S (POP3 beveiligd) . De laatste kan gebruiken TLS ou SSL op le port TCP 995 om verbinding te maken met de mailserver.

Toegangsprotocol voor internetberichten ( IMAP)

Dit is een standaard voor toegang tot e-mail die wordt gehost op een webserver, met behulp van een lokale e-mailclient. Om communicatieverbindingen tot stand te brengen, gebruikt het het TCP-transportlaagprotocol. Dit maakt het gebruik van een externe mailserver mogelijk. Nu is de poort die wordt gebruikt voor IMAP: 143 . Het heeft hulpprogramma's en functionaliteit vergelijkbaar met POP3.

Een belangrijke overweging is dat IMAP een protocol is voor externe bestandsservers, in tegenstelling tot diegene die het POP3-protocol gebruiken, waarmee dergelijke berichten kunnen worden opgeslagen. Met andere woorden, dankzij IMAP, elektronische berichten worden op de server bewaard totdat de gebruiker besluit ze te verwijderen . Aan de andere kant maakt dit protocol het mogelijk om één e-mailaccount door meerdere klanten te beheren.

Wanneer een gebruiker toegang vraagt ​​tot een e-mail, wordt dat verzoek via een centrale server gerouteerd. Enkele voordelen van IMAP zijn de mogelijkheid om berichten van de server te verwijderen en te zoeken op trefwoorden tussen berichten die in onze mailbox zijn gevonden. Zo kunnen meerdere mailboxen en/of mappen aangemaakt en beheerd worden en kunnen berichtvoorbeelden getoond worden.

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

Dit protocol, samen met degene die we hierboven hebben genoemd, wordt beschouwd als een van de meest waardevolle diensten op internet. De meeste systemen die op internet werken, gebruiken SMTP als methode voor het verzenden/doorsturen van e-mail.

De klant die een e-mail wil versturen, maakt een TCP-verbinding met de SMTP-server. Verstuur dan het bericht via deze verbinding. De server is nog steeds in het luisteren . Zodra een TCP-verbinding wordt hersteld, initieert het SMTP-proces een verbinding met het toegewezen poortnummer 25. Zodra een TCP-verbinding met succes tot stand is gebracht, verzendt de client automatisch de e-mail.

Er zijn twee SMTP-werkschema's:

• End-to-end methode
• Opslag- en doorstuurmethode

Ten eerste de Extreme tot Extreme methode  wordt gebruikt voor communicatie tussen verschillende organisaties. Aan de andere kant, de opslag en overdracht methode: wordt gebruikt voor communicatie tussen hosts die tot dezelfde organisatie behoren. Een SMTP-client die een e-mailbericht wil verzenden, zal contact opnemen met zijn bestemming om het bericht te verzenden. De SMTP-server bewaart de kopie van de e-mail totdat deze zijn bestemming bereikt.