CCNA [A-I-1] [Lý thuyết] Tìm hiểu thành phần cơ bản của hệ thống mạng và mạng LAN Ethernet; tìm hiểu về mô hình TCP/IP

Hệ thống mạng bao gồm các thiết bị giao tiếp, kết nối với nhau. Để hiểu rõ hệ thống mạng, ta cần nắm được thành phần, cách giao tiếp cũng như mô hình mạng mà tiêu biểu là TCP/IP. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn các vấn đề này.

MỤC LỤC

I. Thành phần cơ bản của hệ thống mạng
II. Mạng LAN ethernet
III. Mô hình TCP/IP

---

I. Thành phần cơ bản của hệ thống mạng

- Thiết bị đầu cuối: các node cuối trong mô hình mạng: máy tính, máy in, điện thoại,..
- Thiết bị mạng: 1 số thiết bị mạng thông dụng
- Thẻ mạng (Network interface card – NIC): cung cấp địa chỉ MAC, thuộc phần cứng thiết bị.
- Giao thức truyền: các giao thức truyền dữ liệu: TCP/IP (nền tảng, phổ biến nhất), HTTP/HTTPS (truyền dữ liệu web), FTP (truyền file), SMTP (gửi nhận thư),..
- Phương tiện truyền: các đường kết nối thiết bị mạng với nhau.
- Dịch vụ mạng: các dịch vụ sử dụng khi kết nối với mạng: web, lưu trữ dữ liệu, chia sẻ tài nguyên,…

II. Mạng LAN Ethernet

1. Khái niệm

- Mạng LAN (Local area network) là mạng cục bộ kết nối các thiết bị trong phạm vi nhỏ (văn phòng, toà nhà,..
- Ethernet là một công nghệ mạng cục bộ phổ biến nhất. Ethernet hoạt động dựa trên chuẩn IEEE 802.3.

2. Cấu trúc mạng LAN Ethernet

- Dạng trực tiếp giữa 2 máy (point to point)
- Dạng bus: một đường chính kết nối tất cả thiết bị
- Dạng vòng (ring): các thiết bị kết nối thành vòng tròn kín
- Dạng sao(star): các thiết bị kết nối đến thiết bị trung tâm (nhiều client kết nối 1 server)
- Dạng cây (tree): các thiết bị kết nối theo kiểu phân tầng, mở rộng ra dần
- Dạng lưới (mesh): mỗi thiết bị có thể kết nối trực tiếp tới nhiều thiết bị khác

3. Các tiêu chuẩn IEEE trong ethernet

Một số tiêu chuẩn IEEE phổ biến trong ethernet

4. CSMA/CD

- Ethernet hoạt động trên tầng network access trong mô hình TCP/IP. Để kiểm soát đụng độ, sử dụng cơ chế CSMA/CD
- CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) là phương pháp kiểm soát truy cập phương tiện được dùng trong công nghệ Ethernet thời kỳ đầu
- Cơ chế hoạt động:
- Với sự ra đời của switch, giúp tạo các miền va chạm riêng cho các cổng thì CSMA/CD không còn được dùng rộng rãi

5. Ưu, nhược điểm của mạng LAN Ethernet

- Điểm mạnh:
- Hạn chế:

III. Mô hình TCP/IP

1. Khái niệm

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là bộ giao thức mạng quan trọng kết nối các thiết bị trên internet hoặc mạng nội bộ với nhau. Mô hình TCP/IP là tập hợp các giao thức mạng và tổ chức các giao thức này thành các lớp để trực quan hóa đường đi của mạng.
Mô hình bao gồm 4 tầng: tầng ứng dụng, tầng vận chuyển, tầng mạng và tầng giao tiếp mạng.

2. Thành phần

2.1 Tầng ứng dụng

- Là tầng gần với người dùng cuối, là nơi để người dùng truy cập internet và thực hiện nhiều tác vụ khác nhau
- Các giao thức phổ biến: HTTP/HTTPS (truy cập web), FTP (truyền file), SMTP (gửi nhận mail),..
- Giúp quản lý phiên, theo dõi kết nối và mã hoá

2.2 Tầng vận chuyển

- Chịu trách nhiệm đảm bảo mọi dữ liệu được truyền đi an toàn và đầy đủ
- 2 giao thức chính: TCP (ưu tiên toàn vẹn dữ liệu, ứng dụng trong gửi file,..) và UDP (ưu tiên tốc độ truyền, phù hợp cho phát trực tiếp, chơi game,..)

2.3 Tầng mạng

- Định tuyến các gói tin đến đích, quyết định đường đi trong các mạng. Tầng mạng giúp phân mảnh, đóng gói cũng như cập nhật thông tin định tuyến.
- Giao thức quan trọng: IP (quan trọng nhất), ICMP (kiểm tra kết nối, phổ biến với lệnh ping), ARP (chuyển đổi IP -> MAC)

2.4 Tầng truy cập mạng

- Là tầng đáy của mô hình, xử lí các kết nối vật lý giữa thiết bị trong mạng nội bộ. Đảm bảo dữ liệu truyền đi qua các thiết bị mạng.

3. Đường đi của dữ liệu

Khi gửi dữ liệu:
- Tầng ứng dụng: dữ liệu được gửi với các giao thức HTTPS, FTP,SMTP.
- Tầng vận chuyển: lúc này dữ liệu phân tách thành các segment và được TCP/UDP chuyển xuống.
- Tầng mạng: thêm địa chỉ IP và định tuyến các gói tin (packet).
- Tầng network access: chuyển gói tin thành các frame và gửi thông qua mạng vật lý.

Khi nhận dữ liệu:
- Tầng network access: nhận các bit và ghép thành frame để đưa lên tầng trên.
- Tầng mạng: loại bỏ ip header, chuyển tiếp các gói tin lên tầng vận chuyển.
- Tầng vận chuyển: tập hợp gói tin thành segment, kiểm tra lỗi, đảm bảo toàn vẹn dữ liệu.
- Tầng ứng dụng: chuyển dữ liệu đến đích

4. So sánh với mô hình OSI

Tương tự với TCP/IP, OSI là một mô hình rộng rãi cung cấp khung tham chiếu lý thuyết về đường đi trong mạng.
Mô hình TCP/IP là phiên bản rút gọn của OSI, được sử dụng rộng rãi hơn vì đơn giản, mang tính thực tế với hệ thống mạng.

5. Ưu, nhược điểm của mô hình

- Điểm mạnh:
- Hạn chế: