پروتکل چیست

مثال تلفن

وقتی به کسی زنگ می‌زنید، بی آنکه فکر کنید چند قاعده را رعایت می‌کنید. اول «الو» می‌گویید، منتظر می‌مانید تا او جواب بدهد، بعد حرفتان را می‌زنید، نوبت را به او می‌دهید، و آخر «خداحافظ» می‌گویید. اگر حرف او را نفهمیدید، می‌گویید «ببخشید، دوباره بگویید».

حالا فرض کنید یکی از دو طرف این قاعده‌ها را نداند: هر دو هم‌زمان حرف بزنند، یا یکی پیش از سلام قطع کند. گفت‌وگو خراب می‌شود. دستگاه‌ها هم برای حرف زدن قاعده لازم دارند؛ و چون فکر نمی‌کنند، قاعده‌ها باید خیلی دقیق‌تر از قاعده‌های تلفن نوشته شود. به این قاعده‌ها پروتکل می‌گویند.

این کلمه در جاهای دیگر، مثل پزشکی یا تشریفات اداری، معنی‌های دیگری هم دارد؛ ولی معنی‌اش همه‌جا یکی است: روالی که همه بر آن توافق کرده‌اند.

سه چیزی که هر پروتکل دارد

استانداردهای شبکه پروتکل را «مجموعه‌ای از قاعده‌ها، یعنی قالب‌ها و روال‌ها» برای ارتباط میان سامانه‌ها تعریف می‌کنند. یعنی هر پروتکل سه چیز را روشن می‌کند:

• قالب پیام: هر پیام از چه تکه‌هایی ساخته شده و هر تکه کجا می‌آید. مثل نامه که جای نشانی گیرنده، فرستنده و تمبر روی پاکت مشخص است.
• معنی هر پیام: هر کلمه یا عدد در پیام چه می‌گوید. مثلا در HTTP، عدد ۲۰۰ یعنی «موفق» و ۴۰۴ یعنی «پیدا نشد».
• ترتیب و نوبت: چه کسی اول حرف می‌زند، بعد از هر پیام چه انتظاری هست، و اگر جوابی نیامد یا پیام ناجور بود، چه باید کرد.

اگر هر دو طرف این سه را یکسان بدانند، مهم نیست کدام شرکت دستگاهشان را ساخته یا با چه زبان برنامه‌نویسی نوشته شده‌اند؛ حرف هم را می‌فهمند.

پروتکل‌ها روی هم: پشته‌ی پروتکل

یک کار ساده، مثل باز کردن یک صفحه، چند پروتکل را با هم لازم دارد، و هر کدام فقط یک کار را خوب انجام می‌دهد. HTTP می‌داند صفحه را چطور بخواهد، ولی نمی‌داند تکه‌ها را چطور به ترتیب برساند؛ این کار TCP است. TCP نمی‌داند بسته را به کدام نشانی ببرد؛ این کار IP است. و IP نمی‌داند صفر و یک‌ها را چطور روی سیم یا موج بفرستد؛ این کار اترنت یا وای‌فای است.

پس پروتکل‌ها روی هم می‌نشینند، و هر کدام کار پروتکل زیرش را به او می‌سپارد. به این پشته‌ی پروتکل می‌گویند. در درس اینترنت همین را با «پاکت در پاکت» دیدید. درس بعد، «مدل OSI و هفت لایه‌ی شبکه»، این لایه‌ها را یکی‌یکی باز می‌کند.

چه کسی پروتکل را می‌نویسد: IETF و RFC

پروتکل‌های اینترنت را گروهی به نام IETF می‌نویسد. عضویت ندارد؛ هر کسی می‌تواند در گروه‌های کاری‌اش شرکت کند، و استانداردهایش داوطلبانه است: کسی مجبور نیست رعایتشان کند، ولی هر کس بخواهد با بقیه حرف بزند، رعایت می‌کند.

هر پروتکل در سندی به نام RFC نوشته می‌شود، یعنی «درخواست برای نظر»، و هر سند یک شماره دارد. این سندها از ۱۹۶۹ شروع شدند، با پروژه‌ی آرپانت؛ اولی، RFC شماره‌ی ۱، را استیو کراکر در ۷ آوریل ۱۹۶۹ نوشت. HTTP، TCP، IP، DNS و ایمیل هر کدام RFC خودشان را دارند.

وقتی پروتکلی بهتر می‌شود، RFC تازه با شماره‌ی تازه منتشر می‌شود و بالایش می‌نویسد کدام RFC قبلی را کنار می‌گذارد. مثلا TCP اول در RFC 793، سال ۱۹۸۱، نوشته شد و در ۲۰۲۲ RFC 9293 جای آن را گرفت.

قاعده‌ای که اینترنت را سر پا نگه داشته: «در آنچه می‌پذیری گشاده‌دست باش، و در آنچه می‌فرستی سخت‌گیر.» یعنی پیام‌هایت را دقیق مطابق قاعده بفرست، ولی اگر از دیگری پیامی کمی ناجور رسید، تا جای ممکن بفهمش. این جمله در استانداردهای خود اینترنت آمده است.

پروتکل باز و پروتکل اختصاصی

پروتکلی که قاعده‌هایش منتشر شده و هر کسی می‌تواند آن را بسازد، باز است؛ مثل HTTP و ایمیل. برای همین می‌توانید با هر برنامه‌ی ایمیلی به هر کسی ایمیل بفرستید، و هر مرورگری هر سایتی را باز می‌کند.

اگر سازنده‌ای قاعده‌ی برنامه‌اش را منتشر نکند و فقط برنامه‌ی خودش آن را بلد باشد، پروتکلش اختصاصی است. پیام‌رسانی که فقط با همان پیام‌رسان کار می‌کند، چنین است. برای همین از هر ایمیلی به هر ایمیلی می‌شود پیام داد، ولی از یک پیام‌رسان به پیام‌رسان دیگر معمولا نه.

اشتباه‌های رایج

«پروتکل یک برنامه است.»

پروتکل قاعده است؛ برنامه‌ها آن را رعایت می‌کنند. مرورگرهای مختلف همه یک پروتکل، HTTP، را رعایت می‌کنند.

«هر کار اینترنتی فقط یک پروتکل دارد.»

هر کار چند پروتکل روی هم دارد: باز کردن یک صفحه دست‌کم DNS، HTTP، TCP و IP را با هم لازم دارد.

«HTTPS پروتکلی جدا از HTTP است.»

HTTPS همان HTTP است که از یک لایه‌ی رمزگذاری می‌گذرد؛ قاعده‌های درخواست و پاسخ همان است. درس «HTTPS و TLS» آن را کامل می‌گوید.

«استانداردهای اینترنت را یک شرکت یا دولت می‌نویسد.»

IETF گروهی باز است که عضویت ندارد؛ هر کسی می‌تواند در نوشتنشان شرکت کند.