Protokoły sieciowe

(TCP/IP, FTP, HTTP, LPD, IPP, SMB, SNMP, SMTP, POP3, LDAP, NTP, DHCP, DNS, NetBEUI, AppleTalk, IPv4, IPv6, IPsec, SSL, WebDAV, DPWS, Mopria, AirPrint, Bonjour, LLMNR, LLTD)

Protokoły sieciowe obsługiwane przez drukarki, kserokopiarki i urządzenia wielofunkcyjne (MFP) stanowią zbiór precyzyjnie zdefiniowanych reguł, formatów komunikatów i procedur, które umożliwiają tym urządzeniom nawiązywanie połączeń, wymianę danych oraz współpracę z innymi komputerami, serwerami, urządzeniami mobilnymi i usługami w ramach sieci komputerowej. Każdy z tych protokołów pełni specyficzną funkcję w złożonym procesie komunikacji sieciowej, począwszy od podstawowego adresowania i transportu pakietów danych, poprzez realizację konkretnych zadań (takich jak drukowanie, skanowanie, wysyłanie e-maili), aż po zarządzanie urządzeniem, monitorowanie jego stanu i zapewnienie bezpieczeństwa. Nowoczesne MFP są zaawansowanymi urządzeniami sieciowymi, które muszą obsługiwać szeroką gamę protokołów sieciowych, aby zapewnić wszechstronność, kompatybilność z różnorodnymi systemami operacyjnymi i aplikacjami oraz integrację z istniejącą infrastrukturą IT. Zrozumienie, które protokoły są wspierane przez dane urządzenie i jakie pełnią funkcje, jest kluczowe dla jego prawidłowej konfiguracji, efektywnego wykorzystania oraz zabezpieczenia.

Podstawą komunikacji sieciowej większości współczesnych urządzeń, w tym drukarek i MFP, jest pakiet protokołów TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). W jego skład wchodzą:

  • IP (Internet Protocol), odpowiedzialny za logiczne adresowanie urządzeń w sieci i kierowanie (routing) pakietów danych. Istnieją dwie wersje: IPv4 (Internet Protocol version 4), używająca 32-bitowych adresów (np. 192.168.1.100), oraz nowsza IPv6 (Internet Protocol version 6), z 128-bitowymi adresami, wprowadzona w celu rozwiązania problemu wyczerpywania się adresów IPv4.
  • TCP (Transmission Control Protocol), który zapewnia niezawodny, zorientowany na połączenie transport danych, gwarantując ich dostarczenie we właściwej kolejności i bez błędów. Jest on wykorzystywany przez wiele protokołów aplikacyjnych wymagających pewności transmisji.
  • UDP (User Datagram Protocol), prostszy, bezpołączeniowy protokół transportowy, który nie gwarantuje dostarczenia ani kolejności pakietów, ale jest szybszy i mniej obciążający; używany tam, gdzie szybkość jest ważniejsza niż absolutna niezawodność każdego pakietu (np. w niektórych zapytaniach DNS czy transmisjach SNMP).

Do automatycznej konfiguracji parametrów sieciowych, takich jak adres IP, maska podsieci, brama domyślna i serwery DNS, urządzenia wykorzystują protokół DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Z kolei system DNS (Domain Name System) jest niezbędny do tłumaczenia czytelnych dla człowieka nazw domenowych (np. adresów serwerów pocztowych czy aktualizacji) na numeryczne adresy IP. Synchronizację czasu w urządzeniu z serwerami czasu w sieci umożliwia protokół NTP (Network Time Protocol).

Właściwe procesy drukowania sieciowego są obsługiwane przez dedykowane protokoły. Starszym, ale wciąż spotykanym jest LPD/LPR (Line Printer Daemon/Line Printer Remote), popularny w systemach uniksowych. Nowocześniejszym i bardziej zaawansowanym rozwiązaniem jest IPP (Internet Printing Protocol), który działa w oparciu o HTTP i oferuje rozbudowane funkcje zarządzania zadaniami, zapytań o status drukarki oraz możliwość szyfrowania (IPPS – IPP over SSL/TLS). Wiele drukarek obsługuje również bezpośrednie drukowanie na określony port TCP (często port 9100), znane jako Raw Port Printing.

Funkcje skanowania sieciowego i udostępniania plików często opierają się na protokołach takich jak SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System), dominującym w środowiskach Windows i używanym do skanowania do udostępnionych folderów sieciowych, oraz FTP (File Transfer Protocol), który również może służyć do przesyłania zeskanowanych plików na serwery FTP. WebDAV (Web Distributed Authoring and Versioning), będący rozszerzeniem HTTP, to kolejna opcja dostępu do plików na zdalnych serwerach.

Do wysyłania zeskanowanych dokumentów pocztą elektroniczną oraz do dystrybucji alertów i powiadomień o stanie urządzenia, MFP wykorzystują protokół SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). W rzadkich przypadkach, gdyby urządzenie miało odbierać e-maile (np. do drukowania), mogłoby używać protokołu POP3 (Post Office Protocol version 3) lub IMAP.

Zarządzanie i monitorowanie urządzeń w sieci odbywa się przy użyciu protokołów takich jak SNMP (Simple Network Management Protocol), który pozwala oprogramowaniu do zarządzania flotą na zdalne odpytywanie urządzeń o ich status, liczniki, poziom materiałów eksploatacyjnych i konfigurację, a także na odbieranie alertów (traps SNMP). Kluczową rolę w zdalnej konfiguracji i dostępie do szczegółowych informacji o urządzeniu pełni HTTP (Hypertext Transfer Protocol) lub jego bezpieczna wersja HTTPS (HTTP Secure), które są podstawą działania wbudowanego serwera internetowego (EWS), dostępnego przez przeglądarkę.

W kontekście bezpieczeństwa i uwierzytelniania użytkowników, MFP mogą integrować się z usługami katalogowymi poprzez protokół LDAP (Lightweight Directory Access Protocol) (lub jego bezpieczną wersję LDAPS) w celu weryfikacji poświadczeń użytkowników i pobierania informacji o nich z centralnej bazy (np. Active Directory). W środowiskach domenowych Windows, do silnego uwierzytelniania może być również wykorzystywany protokół Kerberos. Za zapewnienie poufności i integralności samej transmisji danych odpowiadają protokoły kryptograficzne, takie jak SSL (Secure Sockets Layer), a obecnie jego następca TLS (Transport Layer Security), które tworzą bezpieczne kanały dla innych protokołów (np. HTTPS, IPPS, LDAPS). Dodatkową warstwę bezpieczeństwa na poziomie sieciowym może zapewnić IPsec (Internet Protocol Security), używany np. do tworzenia tuneli VPN.

Współczesne urządzenia drukujące muszą również obsługiwać protokoły związane z drukowaniem mobilnym i wykrywaniem usług. Należą do nich Mopria® Print Service (standard dla Androida), Apple AirPrint (dla urządzeń Apple, wykorzystujący technologię Bonjour opartą na mDNS/DNS-SD do wykrywania usług) oraz inne mechanizmy, takie jak WS-Discovery (Web Services Dynamic Discovery) i DPWS (Devices Profile for Web Services), które pozwalają na automatyczne odnajdywanie drukarek w sieci przez systemy operacyjne i aplikacje. W lokalnych sieciach do rozpoznawania nazw mogą być również używane protokoły takie jak LLMNR (Link-Local Multicast Name Resolution) czy LLTD (Link Layer Topology Discovery).

Niektóre protokoły, takie jak NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) czy AppleTalk, są już historyczne i rzadko spotykane w nowych urządzeniach, ponieważ zostały w dużej mierze wyparte przez wszechobecny TCP/IP. Jednak ich obsługa mogła być utrzymywana w niektórych modelach dla zapewnienia wstecznej kompatybilności ze starszymi systemami.

Administratorzy urządzeń drukujących mają zazwyczaj możliwość włączania lub wyłączania poszczególnych protokołów sieciowych poprzez interfejs konfiguracyjny urządzenia. Ze względów bezpieczeństwa, zaleca się wyłączanie wszystkich protokołów, które nie są aktywnie wykorzystywane w danym środowisku, aby zminimalizować potencjalne wektory ataku. Zrozumienie funkcji i współzależności tych licznych protokołów jest niezbędne do efektywnego i bezpiecznego zarządzania nowoczesną, sieciową infrastrukturą druku.

Adres IP

Adres IP (Internet Protocol Address) jest fundamentalnym elementem identyfikacyjnym dla każdej drukarki, kserokopiarki, urządzenia wielofunkcyjnego (MFP) oraz dowolnego innego urządzenia (komputera, serwera, smartfona) podłączonego do sieci komputerowej wykorzystującej protokół internetowy (IP) do komunikacji. Jest to unikalny, numeryczny “adres”, który pozwala na jednoznaczne zlokalizowanie danego urządzenia w obrębie sieci oraz na kierowanie do niego i od niego pakietów danych. Bez poprawnie skonfigurowanego adresu IP, urządzenie drukujące nie byłoby w stanie nawiązać połączenia z innymi urządzeniami w sieci, odbierać zadań drukowania, udostępniać funkcji skanowania sieciowego, czy być zarządzane zdalnie. Jest to zatem absolutnie kluczowy parametr konfiguracyjny dla każdego sieciowego urządzenia drukującego.

Obecnie w użyciu są dwie wersje protokołu IP, a co za tym idzie, dwa formaty adresów:

  1. IPv4 (Internet Protocol version 4): Jest to starsza, ale nadal dominująca wersja. Adres IPv4 ma długość 32 bitów i jest tradycyjnie zapisywany jako cztery liczby dziesiętne (każda z zakresu od 0 do 255, reprezentująca 8 bitów, czyli jeden oktet) oddzielone kropkami. Przykładem adresu IPv4 może być 192.168.1.100 lub 10.0.0.50. Całkowita liczba możliwych unikalnych adresów IPv4 wynosi około 4,3 miliarda, co w dobie gwałtownego wzrostu liczby urządzeń podłączonych do internetu okazało się niewystarczające, prowadząc do rozwoju IPv6. Niemniej jednak, w sieciach lokalnych (LAN) IPv4 jest wciąż podstawą komunikacji dla większości urządzeń, w tym drukarek.
  2. IPv6 (Internet Protocol version 6): Jest to nowsza generacja protokołu IP, zaprojektowana w celu rozwiązania problemu wyczerpywania się adresów IPv4 oraz wprowadzenia innych ulepszeń. Adres IPv6 ma długość 128 bitów i jest zapisywany jako osiem grup po cztery cyfry heksadecymalne, oddzielonych dwukropkami, np. 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334. Zapis ten można skracać poprzez pomijanie wiodących zer w każdej grupie oraz zastąpienie jednej, najdłuższej sekwencji grup składających się wyłącznie z zer podwójnym dwukropkiem (::). IPv6 oferuje praktycznie nieograniczoną przestrzeń adresową, a także ulepszenia w zakresie autokonfiguracji, bezpieczeństwa (natywne wsparcie dla IPsec) i efektywności routingu. Nowoczesne drukarki i MFP coraz częściej posiadają pełne wsparcie dla IPv6, co jest istotne w kontekście przyszłościowej kompatybilności i przechodzenia globalnej sieci na ten standard. Wiele sieci może działać w trybie “dual-stack”, obsługując jednocześnie IPv4 i IPv6.

Adres IP musi być unikalny w ramach danej sieci (lub podsieci), aby uniknąć konfliktów, które uniemożliwiłyby prawidłową komunikację. Istnieją dwa główne sposoby przypisywania adresu IP drukarce lub MFP:

  • Dynamiczne przydzielanie adresu IP: W tym trybie, urządzenie drukujące jest skonfigurowane jako klient DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Po podłączeniu do sieci, automatycznie wysyła ono żądanie do serwera DHCP (którym często jest router sieciowy lub dedykowany serwer w firmie), a serwer DHCP przydziela mu wolny adres IP z predefiniowanej puli adresów na określony czas (tzw. czas dzierżawy – lease time). Wraz z adresem IP, serwer DHCP dostarcza również inne kluczowe parametry konfiguracyjne, takie jak maska podsieci, adres bramy domyślnej oraz adresy serwerów DNS. Jest to metoda bardzo wygodna, upraszczająca konfigurację i zarządzanie adresacją w sieci, ponieważ eliminuje potrzebę ręcznego ustawiania parametrów na każdym urządzeniu i zapobiega konfliktom adresów. Wadą może być fakt, że adres IP drukarki może ulec zmianie po wygaśnięciu dzierżawy lub restarcie urządzenia, co mogłoby utrudnić stały dostęp do niej, jeśli użytkownicy lub systemy odwołują się do niej po adresie IP. Problem ten można rozwiązać poprzez skonfigurowanie na serwerze DHCP rezerwacji adresu IP dla konkretnego adresu MAC drukarki, co zapewni jej zawsze ten sam adres dynamicznie.
  • Statyczne (ręczne) przypisywanie adresu IP: W tym podejściu, administrator sieci ręcznie wprowadza na stałe określony adres IP (oraz pozostałe parametry: maskę, bramę, DNS) bezpośrednio w ustawieniach sieciowych drukarki/MFP, korzystając z jej panelu sterowania lub interfejsu webowego (EWS). Wybrany adres IP musi być unikalny w danej podsieci i znajdować się poza zakresem adresów dynamicznie przydzielanych przez serwer DHCP (lub musi być dla niego zrobione odpowiednie wykluczenie w konfiguracji DHCP). Statyczny adres IP jest często preferowany dla kluczowych urządzeń sieciowych, takich jak drukarki, serwery czy routery, ponieważ zapewnia on stały i przewidywalny punkt dostępu, co ułatwia konfigurację sterowników na stacjach roboczych, dostęp do funkcji zarządzania, a także konfigurację reguł na zaporach sieciowych czy listach kontroli dostępu. Wymaga to jednak staranniejszego planowania i zarządzania całą przestrzenią adresową w sieci, aby uniknąć pomyłek i konfliktów.

Niezależnie od metody przypisania, posiadanie prawidłowego i unikalnego adresu IP jest warunkiem sine qua non dla funkcjonowania drukarki, kserokopiarki lub MFP jako pełnoprawnego uczestnika sieci. Umożliwia on wysyłanie zadań drukowania z komputerów i urządzeń mobilnych, odbieranie zeskanowanych dokumentów wysyłanych do folderów sieciowych lub na adresy e-mail, zdalne monitorowanie stanu urządzenia i poziomu materiałów eksploatacyjnych, konfigurację poprzez EWS, a także integrację z zaawansowanymi systemami zarządzania drukiem i obiegiem dokumentów. Informacje o aktualnie przypisanym adresie IP można zazwyczaj znaleźć na wydruku strony konfiguracyjnej urządzenia, w jego menu sieciowym na panelu sterowania, lub w interfejsie zarządzania routera/serwera DHCP.