Of het nu gaat om het tot stand brengen van een internetverbinding of het versturen van e-mails: moderne communicatie zou ondenkbaar zijn zonder netwerkprotocollen, want zij bepalen hoe twee systemen informatie met elkaar uitwisselen. Ze bestaan voor de meest uiteenlopende toepassingsgebieden, maar zijn meestal niet compatibel met elkaar. In deze overzichtslijst presenteren we de belangrijkste netwerkprotocollen en hun taken.

Definitie: Wat is een netwerkprotocol en wat is het doel ervan?

Netwerkprotocollen worden gebruikt om de uitwisseling van gegevens in computernetwerken te regelen. Zij definiëren de regels voor taken (bv. adressering van pakketten of het transport ervan),voorkomen manipulatie en ongeoorloofde toegang tot de gegevens en bepalen ook hoe en in welk formaat de gegevens moeten worden verzonden en welke weg ze afleggen van de verzender naar de ontvanger.

Netwerkprotocollen werken meestal in de protocolfamilie federatie op laag 3 (netwerklaag) van het OSI-model, die onder andere ook de routering in het netwerk regelt. Er zijn echter ook protocollen die op grond van hun taken (bijvoorbeeld voor uitwisseling op hardware- of toepassingsniveau) aan verschillende lagen worden toegewezen. De functies zijn hiërarchisch gestructureerd, hetgeen betekent dat zij op elkaar voortbouwen. Een toepassingsprotocol gebruikt bijvoorbeeld altijd het respectievelijk geldige transportprotocol.

Om de gegevensuitwisseling foutloos te laten verlopen, moeten alle deelnemers dezelfde netwerkprotocollen gebruiken en uiteraard begrijpen. In het algemeen vereist communicatie altijd de interactie van verschillende netwerkprotocollen, die elk verantwoordelijk zijn voor verschillende taken. De communicatie verloopt dan via de volgende frameverbindingen, die ofwel vooraf (header) ofwel achteraf (trailer) aan het desbetreffende pakket worden toegevoegd:

• Pakketgrootte
• Pakkettype
• verzender en ontvanger
• Betrokken protocollen

2. wat zijn de soorten netwerkprotocollen?

Niet elke gegevensverbinding tussen computersystemen is hetzelfde. Afhankelijk van het soort netwerk, de daarop aangesloten apparaten of systemen en de hiërarchie en het aantal deelnemers aan de communicatie, zijn er dus ook verschillende netwerkprotocollen.

Unicast-protocollen zenden alleen gegevens naar individuele ontvangers, terwijl multicast-protocollen naar meerdere stations tegelijk kunnen zenden en broadcast-protocollen naar alle stations.

Bij simplex-protocollen neemt één deelnemer de rol van verzender op zich en een andere die van ontvanger. Bij full-duplex protocollen daarentegen is gelijktijdige gegevensuitwisseling van alle deelnemende deelnemers in beide richtingen mogelijk.

Daarnaast zijn ook het pad van de gegevensstroom en de synchronisatie (synchroon of asynchroon) belangrijke kenmerken om netwerkprotocollen van elkaar te onderscheiden.

Andere typen omvatten verbindingsgerichte of verbindingsloze netwerkprotocollen. Verbindingsgerichte protocollen doorlopen tijdens de communicatie de fasen van verbindingsopbouw, gegevensoverdracht en verbindingsbeëindiging. Verbindingsloze communicatie begint direct met gegevensoverdracht (zelfs zonder dat de ontvanger heeft aangegeven te willen ontvangen).

De leden van de internetprotocolfamilie spelen een belangrijke rol in de IP-wereld. Zij bepalen onder meer de richtlijnen voor routeringsadressering en maken interactie tussen eindapparaten (bv. computers, smartphones of tablets) via IP-netwerken mogelijk.

Goed om te weten: Naast de gestandaardiseerde netwerkprotocollen zijn er ook zogenaamde eigen (fabrikant-specifieke) protocollen waarvan het gebruik beperkt is tot bepaalde producten, apparaten, netwerkomgevingen of besturingssystemen.

3 De belangrijkste netwerkprotocollen in één oogopslag

3.1 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

In plaats van elke client handmatig in uw IP-netwerk op te nemen, kunt u DHCP gebruiken om automatisch configuratiegegevens aan hen toe te wijzen. Dit omvat bijvoorbeeld het IP-adres, het netwerkmasker, de tijdserver of de standaardgateway. Sommige DHCP-servers kunnen de clients ook registreren bij de DNS-server.

Om DHCP te laten werken, is ten minste één server nodig, die zich in hetzelfde uitzenddomein moet bevinden als de clients. Als alternatief kunnen meerdere DHCP-servers in het netwerk worden opgenomen.

De DHCP-server wijst de IP-adressen toe aan de clients. Daartoe wordt aan de serverzijde een adresruimte gedefinieerd en de IP’s worden uit deze pool toegewezen zodra de cliënten de server daarom verzoeken. De toewijzing kan automatisch, dynamisch of handmatig geschieden.

Goed om te weten: DHCP is ook als dienst geïntegreerd in Microsoft Active Directory.

3.2 TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

TCP en IP zijn de basis van alle internetcommunicatie. Van het tonen van een website aan de browser tot het versturen van e-mails, we hebben er voortdurend mee te maken. TCP/IP werd oorspronkelijk ontwikkeld voor het Amerikaanse ministerie van Defensie en is nu de overkoepelende term voor een protocolfamilie die functies biedt voor gegevensoverdracht in particuliere en openbare netwerken. In het ISO/OSI-referentiemodel bevindt TCP/IP zich op laag 3 en laag 4 (netwerklaag en transportlaag).

Goed om te weten: ICMP (Internet Control Message Protocol) of UDP (User Datagram Protocol) behoren ook tot de TCP/IP-protocolfamilie.

De transportlaag (TCP) is meestal gebouwd op de internetlaag en zorgt voor een betrouwbare gegevensstroom tussen de stations. Zij controleert ook de integriteit van de gegevens en waarborgt hun volgorde met behulp van zogenaamde volgnummers.

De internetlaag (IP) gebruikt het toegewezen IP-adres om ervoor te zorgen dat de gegevenspakketten de juiste bestemming bereiken.

TCP/IP voorkomt overbelasting van het netwerk en detecteert en corrigeert automatisch gegevensverlies. Het is beschikbaar in alle gangbare besturingssystemen, maar is afhankelijk van de gebruikte hardware en software.

3.3 FTP / SFTP / FTPS(File Transfer Protocol / Secure File Transfer Protocol / File Transfer Protocol over SSL)

FTP (File Transfer Protocol) is het standaardprotocol voor bestandsuitwisseling op het internet en wordt gewoonlijk gebruikt om toegang te krijgen tot archieven. Het kan ook worden gebruikt om mappen aan te maken en te verwijderen. Authenticatie en overdracht vinden standaard ongecodeerd plaats via poort 21. Toegang is ook mogelijk zonder account op de internetserver (trefwoord“anonieme FTP“), maar vindt meestal plaats via gebruikersnaam en wachtwoord.

Naast FTP is er ook SFTP (Secure File Transfer Protocol), een alternatief voor de Secure Shell (SSH), waarmee bestanden veilig naar systemen op afstand kunnen worden overgebracht. De verbinding wordt uitsluitend getunneld (standaard via poort 22), wat betekent dat commando’s en gegevens worden versleuteld. Op die manier wordt gevoelige informatie niet in platte tekst over het netwerk verzonden en kan dus niet worden gehackt. SFTP gebruikt dezelfde commando’s als conventionele FTP.

Om SFTP te gebruiken, moet de client zich op de server authentiseren. Hiervoor gebruikt men meestal een speciaal programma, een zogenaamde SFTP-client (bv. FileZilla).

Goed om te weten: SFTP is ontworpen door SSH Communications Security en voor het eerst gepubliceerd door de IETF (Internet Engineering Task Force) in 2001.

Met FTPS (File Transfer Protocol over SSL) wordt de verbinding tot stand gebracht en worden gegevens overgedragen via het SSL/TLS-protocol. Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee types:

• In de expliciete modus vraagt de cliënt de server om een beveiligde verbinding en beide aanvaarden de encryptie.
• In de impliciete modus daarentegen is het onderhandelen over een verbinding niet verplicht of helemaal niet toegestaan. Als de client na het verzoek geen antwoord van de server ontvangt, wordt de verbinding verworpen.

3.4. http/https(Hypertext Transfer Protocol / Hypertext Transfer Protocol Secure)

Zonder http (Hypertext Transfer Protocol) werkt niets op het World Wide Web. Het loopt standaard via poort 80 en verzendt gegevens van de webserver naar uw browser of omgekeerd. Het beperkt zich echter niet uitsluitend tot websites, maar wordt ook gebruikt als algemeen protocol voor gegevensoverdracht voor diverse andere toepassingen.

Als transportprotocol gebruikt http (net als FTP) TCP/IP. Het bestaat in versies 1.0 en 1.1, die verschillen in functionaliteit. Terwijl http 1.0 de verbinding onmiddellijk beëindigt nadat de gegevensoverdracht is voltooid, kunt u in versie 1.1 de verbinding in stand houden via de vermelding “keep-alive” in de header. Bovendien is http 1.1. ook in staat om verbroken verbindingen te hervatten.

Voor gecodeerde transmissie is er https (Hypertext Transfer Protocol Secure), ontwikkeld door Netscape, waarbij de communicatie standaard via poort 443 verloopt. Het vereist authenticatie, maar meestal hoeft alleen de opgevraagde webserver zich te identificeren door middel van een certificaat. Bovendien wordt de sessie of verbinding end-to-end versleuteld.

Goed om te weten: SSL/TLS wordt gebruikt voor authenticatie en encryptie, die tussen http en het transportprotocol (TCP) wordt ingevoegd. Zo is SSL/TLS ook beschikbaar voor andere toepassingen (bv. IMAP of SMTP).

3.5 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

SMTP wordt voornamelijk gebruikt voor het verzenden en doorsturen van e-mails en behoort eveneens tot de familie van de internetprotocollen. Het werkt op laag 7 (toepassingslaag) van het OSI-model en gebruikt standaard poort 25.

Een SMTP-server kan in het lokale netwerk of extern (bv. via een provider) aanwezig zijn. De verdere verzending op het internet verloopt dan via zogenaamde MTA’s (Mail Transfer Agents). Deze communiceren ook met elkaar via SMTP.

.

Qua veiligheid heeft SMTP echter enkele belangrijke nadelen. Er worden bijvoorbeeld geen verzendbevestigingen teruggestuurd voor berichten. Als een e-mail verloren gaat, weet noch de verzender noch de ontvanger dat. Bovendien is het protocol op tekst gebaseerd en verloopt de communicatie tussen SMTP-servers in platte tekst . Dit betekent dat men gewoon via Telnet een e-mail kan versturen en vrijelijk zowel het adres van de afzender als de naam van de ontvanger kan selecteren. In de praktijk leidt dit tot massa’s spam en reclamemails.

Goed om te weten: Bij het ophalen van e-mails heeft u de keuze tussen POP3 of IMAP. E-mails worden echter altijd via SMTP verstuurd.

Een korte spoedcursus over netwerkprotocollen vindt u ook in deze YouTube-video: