TCP/IP là sự kết hợp giữa nhiều giao thức riêng biệt. Nhiệm vụ của giao thức này là giúp các máy tính khác nhau có thể kết nối và truyền tin qua lại với nhau. Vậy giao thức TCP/IP là gì? Giao thức này với mô hình OSI có điểm gì khác nhau? Những chia sẻ dưới đây sẽ giúp các bạn giải đáp thắc mắc này một cách chính xác nhất.
Giao thức TCP/IP được chia thành 4 tầng mạng:
- Tầng ứng dụng: Nhiệm vụ của tầng này đó là cung cấp các ứng dụng, trao đổi dữ liệu được chuẩn hóa. Trong tầng ứng dụng bao gồm nhiều giao thức cụ thể như HTTP, FTP, POP3, SMTP, SNMP. Mỗi giao thức này sẽ có chức năng và nhiệm vụ cụ thể.
- Tầng mạng: tầng này còn được gọi là tầng internet. Nhiệm vụ của tầng internet là xử lý các gói tin, sau đó kết nối với các mạng độc lập để vận chuyển các gói dữ liệu đã được mã hóa qua các ranh giới mạng. Tầng internet cũng bao gồm nhiều giao thức như giao thức IP, ICMP.
- Tầng giao vận: Nhiệm vụ của tầng giao vận là duy trì liên lạc đầu cuối trên toàn mạng. Tầng giao vận bao gồm giao thức TCP và UDP. Trong nhiều trường hợp giao thức UDP sẽ được thay thế TCP.
- Tầng vật lý: Các giao thức hoạt động trên tầng này là Ethernet, ARP. Đối với Ethernet thường sử dụng cho mạng cục bộ Lan.
Ưu điểm của TCP/IP
Ưu điểm thứ nhất khi sử dụng giao thức này là không thuộc hoặc chịu sự kiểm soát của bất kỳ công ty nào. Chính vì vậy khi sử dụng bạn có thể sửa đổi dễ dàng. Hơn hết, TCP/IP có khả năng tương thích với tất cả hệ điều hành, tất cả các loại phần cứng máy tính và mạng. Cho nên có thể giao tiếp với nhiều hệ thống khác nhau.
Ưu điểm thứ hai của giao thức TCP/IP chính là khả năng mở rộng cao. TCP/IP giống như một giao thức có thể định tuyến, thông qua mạng có thể xác định được đường dẫn hiệu quả nhất.
Giao thức TCP/IP hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của giao thức này là sự kết hợp giữa hai giao thức riêng biệt, đó là giữa giao thức kiểm soát truyền tin và giao thức internet. Đầu tiên giao thức IP sẽ cho phép các gói tin được gửi qua mạng bằng cách cho biết những gói tin này được gửi qua đâu và làm như thế nào.
Ngay sau khi được yêu cầu giao thức IP sẽ điều khiển truyền dẫn để giúp truyền những dữ liệu đáng tin cậy thông qua các kết nối mạng internet. Cuối cùng giao thức TCP sẽ kiểm tra lại các gói dữ liệu một lần nữa xem có lỗi và xảy ra vấn đề gì không. Nếu không có lỗi thì sẽ truyền đến vị trí cần thiết, trong trường hợp có lỗi thì sẽ gửi lại yêu cầu truyền lại.
Các giao thức TCP/IP phổ biến nhất
Hiện nay, TCP/IP có rất nhiều giao thức, tuy nhiên có 3 giao thức được sử dụng phổ biến nhất là HTTP, HTTPS, FTP.
- Giao thức giao thức này được sử dụng để truyền dữ liệu không an toàn giữa một web client và một web server. Cách thức hoạt động của giao thức này rất đơn giản. Đầu tiên một web client sẽ gửi yêu cầu đến web server để xem một trang web hoặc một tin tức nào đó. Khi nhận được yêu cầu máy chủ sẽ gửi câu trả lời về cho web client yêu cầu.
- Giao thức giao thức này được sử dụng để truyền dữ liệu an toàn giữa một web client và một web server. Giao dịch này thường được sử dụng để gửi dữ liệu giao dịch thẻ tín dụng hoặc những thông tin cá nhân từ web client đến web server.
- Giao thức FTP: Giao thức này không hạn chế số lượng máy tính. Nghĩa là một máy tính có thể gửi dữ liệu đến một hoặc nhiều máy khác nhau một cách trực tiếp.
So sánh mô hình OSI với mô hình TCP/IP
Mô hình OSI là gì?
Mô hình OSI hay còn được gọi là mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở. Mô hình này đã được phát triển thành một phần trong kế hoạch Open Systems Interconnection do ISO và IUT-T khởi xướng.
Mô hình này chia giao tiếp mạng thành 7 lớp. Từ lớp 1 đến lớp 4 là những lớp thuộc cấp thấp và chỉ thực hiện các nhiệm vụ di chuyển dữ liệu. Những lớp từ 5 đến 7 thuộc những lớp cấp cao. Mỗi lớp này sẽ được thực hiện một nhiệm vụ đặc thù riêng mà sau đó sẽ chuyển tiếp dữ liệu đến lớp tiếp theo.
So sánh
So với mô hình OSI thì giao thức TCP/IP được nhiều người tin cậy và sử dụng hơn. Bởi theo quan niệm thì mô hình OSI chỉ là mô hình cũ, công cụ để tham khảo. Ngược lại giao thức TCP/IP cho phép nới lỏng các quy tắc và cung cấp các nguyên tắc chung.
Nếu xét về phương pháp tiếp cận thì TCP/IP tiếp cận theo chiều ngang, còn OSI tiếp cận theo chiều dọc.
Điểm khác biệt lớn nhất giữa hai giao thức này có lẽ là sự kết hợp giữa các tầng với nhau. Đối với giao thức TCP/IP thì tầng phiên và tầng trình diễn được kết hợp với nhau trong tầng ứng dụng. Còn đối với mô hình OSI thì mỗi tầng khác nhau sẽ thực hiện một nhiệm vụ khác nhau.
Về thiết kế thì các giao thức trong TCP/IP được thiết kế trước rồi sau đó mới phát triển mô hình. Ngược lại trong OSI thì mô hình được phát triển trước sau đó mới phát triển giao thức.
Hy vọng rằng với những chia sẻ trên sẽ giúp các bạn hiểu hơn về giao thức TCP/IP và sự khác nhau giữa TCP/IP và mô hình OSI.
Để dữ liệu có thể được trao đổi giữa hai hay nhiều người dùng trong mạng máy tính hiện nay, chúng ta cần một phương pháp có tính hệ thống. Phương pháp này cho phép dữ liệu được trao đổi một cách hiệu quả và được sắp đặt sẵn. Để thực hiện được phương pháp đó ta cần những mô hình được thiết lập sẵn trong mạng máy tính hay còn được gọi là mô hình mạng máy tính. Những mô hình này chịu trách nhiệm cung cấp những quy tắc, giao thức để vận chuyển dữ liệu giữa người nhận và người gửi, tạo điều kiện cho dữ liệu được truyền đi một cách mượt mà, có hệ thống.
Trong bài này chúng ta cùng tìm hiểu hai mô hình mạng máy tính thông dụng nhất hiện nay là mô hình OSI và mô hình TCP/IP.
1. Mô hình OSI
1.1. Quá trình hình thành
Cuối năm 1970, có hai dự án được bắt đầu độc lập, một dự án do ISO [International Standard Organization] phát triển, dự án còn lại do ITTCC [International Telegraph and Telephone Consultative Committee] phát triển. Cả hai dự án đều hướng đến việc xác định tiểu chuẩn cho thiết kế hệ thống mạng.
Vào năm 1983, hai dự án được kết hợp lại và định hình một tiêu chuẩn được gọi là The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection [Mô hình tham chiếu cơ bản cho kết nối giữa các hệ thống mở] hay còn được gọi là OSI Reference Model.
Năm 1984, OSI hay Open Systems Interconnection chính thức được công bố bởi tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO và ITTCC.
1.2. Tổng quan về mô hình OSI
Mô hình OSI hay Open Systems Interconnection có nhiệm vụ thiết lập kết nối giữa các thiết bị giao tiếp trên toàn cầu. OSI được coi là mã nguồn mở vì khả năng phù hợp với mọi hệ thống mạng của nó. Mô hình cung cấp một tiêu chuẩn dưới dạng kiến trúc phân tầng cho phép các hệ thống khác nhau có thể giao tiếp được với nhau, trong đó gồm có 7 tầng với những cấu trúc và chức năng riêng đã được định nghĩa sẵn.
Mỗi tầng có một chức năng riêng và chỉ giao tiếp với các tầng tiếp giáp với nó, mọi sự thay đổi về vị trí các tầng trong kiến trúc trên đều không được chấp nhận.
Tầng ứng dụng [Application Layer]: là tầng duy nhất tương tác trực tiếp với tiến trình ứng dụng, có trách nhiệm cung cấp giao diện cũng như các thao tác dữ liệu giúp người dùng và phần mềm ứng dụng tương tác với nhau. Một số giao thức có trong tầng ứng dụng như: HTTP, FTP, POP, DHCP,…
Tầng trình diễn [Presentation Layer]: là tầng ngay dưới tầng ứng dụng, nó đáp ứng các nhu cầu của tầng ứng dụng như phiên dịch, mã hóa, giải mã, nén dữ liệu. Phiên dịch dữ liệu theo cú pháp mà ứng dụng có thể hiểu, mã hóa dữ liệu gửi đi cũng như giải mã dữ liệu nhận, nén dữ liệu trước khi truyền xuống tầng phiên.
Tầng phiên [Session Layer]: là tầng ngay dưới tầng trình diễn, cung cấp các nhu cầu dịch vụ cho tầng trình diễn. Tầng phiên chịu trách nhiệm đóng và mở luồng giao tiếp giữa hai thiết bị, thời gian giữa mở và đóng được gọi là phiên, nó đảm bảo phiên mở đủ lâu để dữ liệu có thể gửi đi và đóng đủ nhanh để tránh lãng phí tài nguyên.
Ngoài ra, tầng phiên cung cấp dịch vụ đánh dấu điểm hoàn thành. Ví dụ khi bạn truyền một file dung lượng 10 GB, cứ sau mỗi 1 GB lại đánh dấu điểm hoàn thành 1 lần thì khi bị mất kết nối hoặc tạm ngừng ở điểm 6GB rồi truyền lại thì chỉ cần truyền 4GB phần dữ liệu còn lại chưa được truyền.
Tầng giao vận [Transport Layer]: là tầng ngay dưới tầng phiên, nó đáp ứng các nhu cầu của tầng phiên. Tầng giao vận chịu trách nhiệm thiết lập kết nối giữa hai thiết bị, nó nhận dữ liệu từ tầng phiên rồi xử lý để gửi xuống tầng dưới cũng như nhận dữ liệu từ tầng dưới xử lý để chuyển lên tầng phiên.
Tầng giao vận có thể cung cấp dịch vụ kiểm soát luồng và kiểm soát lỗi để đảm bảo dữ liệu được chuyển đi được chính xác và không quá tải bên nhận.
Tầng mạng [Network Layer]: đáp ứng các nhu cầu của tầng giao vận, chịu trách nhiệm giúp dữ liệu có thể truyền giữa các thiết bị ở các mạng khác nhau, nếu 2 thiết bị cùng trong một mạng thì ta không cần thiết phải có tầng này. Tầng mạng còn cung cấp các thuật toán dò đường cho các bộ định tuyến để xác định đường truyền vật lý tốt nhất cho dữ liệu.
Tầng liên kết dữ liệu [Data Link Layer]: đáp ứng các nhu cầu của tầng mạng, về cơ bản tầng này giống với tầng mạng nhưng nó hỗ trợ dữ liệu có thể được tuyền đi giữa các thiết bị trong cùng một mạng.
Tầng vật lý [Physical Layer]: bao gồm các thiết bị phần cứng giúp truyển tải dữ liệu như cáp, bộ định tuyến,…. Ở tầng này dữ kiệu được truyền tải dưới dạng bit 0 và 1.
1.3. Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
- Mỗi tầng có 1 cấu trúc và chức năng riêng nên dễ dàng xây dựng và sửa chữa.
- Có thể tích hợp trong nhiều mạng lưới khác nhau.
- Hỗ trợ kết nối có liên kết và kết nối phi liên kết.
Nhược điểm:
- Tầng phiên và tầng trình diễn thường không được sử dụng nhiều so với các tầng khác vì chức năng hạn hẹp của nó.
- Không hỗ trợ các giao thức, không định nghĩa bất kì giao thức nào.
- Nhiều dịch vụ trùng lặp tại các tầng, ví dụ tầng mạng và tầng liên kết dữ liệu.
- Các tầng không thể hoạt động song song, tầng dưới phải chờ dữ liệu từ tầng trên.
2. Mô hình TCP/IP
2.1 Lịch sử
Năm 1974, Vin Cert và Robert Kahn công bố bài báo “A Protocol for Packet Network Interconnection” hay còn gọi là giao thức kết nối mạng gói, nó miêu tả về giao thức TCP [Transmission Control Protocol].
Đến năm 1978, giao thức trên sau khi được phát triển đã đổi tên thành Transnission Control Protocol/Internet Protocol và chính thức thay thế cho giao thức NCP [Network Control Protocol] của mạng lưới ARPAnet thời đó.
ARPAnet không còn tồn tại kể từ năm 1990 nhưng từ đó TCP/IP vẫn được phát triển để đáp ứng các yêu cầu thay đổi của Internet.
2.2 Tổng quan về mô hình TCP/IP
Giống với OSI, mô hình TCP/IP cũng có kiến trúc phân tầng cho phép dữ liệu được truyền tải thông qua các giao thức được tích hợp sẵn. TCP/IP chỉ có 4 tầng so với 7 tầng của OSI, thực chất 4 tầng đó là sự kết hợp của các tầng trong mô hình OSI nhưng chức năng cũng như tính chất của các tầng trong TCP/IP có sự thay đổi so với OSI.
Trong mô hình TCP/IP mỗi tầng được phân một chức năng riêng và có thể giao tiếp với các tầng kề bên nó, việc thay đổi vị trí các tầng cũng không được chấp nhận trong mô hình này.
Tầng ứng dụng: có nhiệm vụ tương tác trực tiếp với tiến trình ứng dụng, cung cấp giao diện giữa người dùng và ứng dụng. Vì không có tầng nào giữa tầng ứng dụng và tầng giao vận như mô hình OSI nên đôi khi tầng ứng dụng của TCP/IP bao gồm các chức năng của tầng phiên, tầng trình diễn bên mô hình OSI.
Tầng giao vận: đáp ứng nhu cầu của tầng ứng dụng, cung cấp các giao thức giúp dữ liệu được vận chuyển từ tiến trình ứng dụng ở hệ thống nguồn đến tiến trình ứng dụng ở hệ thống đích. Ngoài ra, còn cung cấp các dịch vụ kiểm soát luồng, kiểm tra lỗi gói tin, gửi xác nhận khi vận chuyển thành công. Một vài giao thức thông dụng nhất hiện nay trong tầng giao vận là TCP và UDP.
Tầng mạng: đáp ứng nhu cầu của tầng giao vận, có nhiệm vụ dẫn đường cho dữ liệu có thể được vận chuyển từ điểm đầu đến điểm đích an toàn, nó tìm kiếm đường truyền dữ liệu tốt nhất thông qua các giao thức cũng như các thuật toán dò đường được tích hợp trên các bộ định tuyến [Routing]. Một vài giao thức có trong tầng mạng: IP, ICMP, IGMP,…
Tầng liên kết [Network Access Layer]: đáp ứng nhu cầu của tầng mạng, nó đóng vai trò như tầng liên kết dữ liệu và tầng vật lý của mô hình OSI. Tầng liên kết nhận dữ liệu dưới dạng bit sau đó đưa dữ liệu vào trong 1 gói dữ liệu rồi gửi lên mạng lưới máy tính để truyền đến điểm đích.
2.3 Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
- Hỗ trợ nhiều giao thức định tuyến.
- Hoạt động độc lập với hệ điều hành.
- Thiết lập kết nối giữa các loại máy tính khác nhau.
- Có kiến trúc phân tầng.
- Hỗ trợ kết nối có liên kết và kết nối phi liên kết.
Nhược điểm:
- Khó khăn trong việc thay thế các giao thức mới.
- Một tầng có nhiều chức năng nên phức tạp hơn so với mô hình OSI.
- Không có sự phân biệt dõ dàng giữa dịch vụ, giao diện và giao thức.
Lời Kết
Qua bài này, mình và các bạn đã cùng tìm hiểu về hai mô hình mạng máy tính thông dụng nhất hiện nay là OSI và TCP/IP. Nếu bạn đọc có thắc mắc hãy bình luận bên dưới để mọi người cùng giải đáp. Cảm ơn bạn đọc, chúc bạn đọc thành công trên con đường học tập!