CCNA [CHAP-02] Tìm hiểu về mô hình TCP/IP

1. Nguồn gốc và sự phát triển của TCP/IP​

2. Cấu trúc của Mô hình TCP/IP​

a. Network Access Layer​

b. Internet Layer​

c. Transport Layer​

d. Application Layer​

3. Hoạt động của Mô hình TCP/IP​

4. Ưu điểm và Nhược điểm của Mô hình TCP/IP​

5. Tầm quan trọng và Ứng dụng thực tế của Mô hình TCP/IP​

- Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một trong những cấu trúc nền tảng của mạng máy tính và Internet hiện đại. Được phát triển vào những năm 1970 bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, TCP/IP đã trở thành tiêu chuẩn trong việc truyền tải dữ liệu qua mạng, đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối hàng tỷ thiết bị trên toàn cầu.​

- Mô hình TCP/IP ra đời từ nhu cầu kết nối nhiều hệ thống mạng khác nhau trong một mạng lưới duy nhất, có thể hoạt động ổn định ngay cả khi một phần của hệ thống bị lỗi. Ban đầu, TCP/IP được phát triển như một phần của dự án ARPANET, với mục tiêu xây dựng một hệ thống truyền thông quân sự an toàn và linh hoạt. Từ đó, TCP/IP dần được mở rộng và trở thành nền tảng của Internet ngày nay.​

- Mô hình TCP/IP được chia thành bốn tầng chính, mỗi tầng thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và liên kết chặt chẽ với nhau để đảm bảo quá trình truyền tải dữ liệu diễn ra suôn sẻ.​

- Xử lý việc truyền tải dữ liệu qua các phương tiện vật lý và điều khiển truy cập mạng trong mạng cục bộ.​

- Đảm bảo dữ liệu được đóng gói thành các khung dữ liệu (frames) và truyền qua các phương tiện vật lý.​

- Ethernet: Giao thức mạng cục bộ phổ biến cho các mạng LAN.​

- Wi-Fi: Giao thức không dây cho mạng LAN không dây.​

- PPP (Point-to-Point Protocol): Giao thức cho kết nối điểm-điểm, như kết nối qua modem.​

- ARP (Address Resolution Protocol): Dùng để ánh xạ địa chỉ IP thành địa chỉ MAC.​

​

- Xử lý việc định tuyến dữ liệu từ nguồn đến đích qua các mạng khác nhau.​

- Quản lý địa chỉ IP và đảm bảo dữ liệu được gửi đúng đích.​

​

- IP (Internet Protocol): Đảm bảo định tuyến dữ liệu qua mạng. Có hai phiên bản chính: IPv4 (Internet Protocol version 4) và IPv6 (Internet Protocol version 6).​

- ICMP (Internet Control Message Protocol): Cung cấp các thông điệp điều khiển và thông báo lỗi, chẳng hạn như thông báo khi một gói dữ liệu không thể đến đích.​

- IGMP (Internet Group Management Protocol): Dùng để quản lý nhóm multicast.​

​

- Khi dữ liệu được gửi từ tầng giao vận, nó được phân thành các gói tin (packets) với thông tin địa chỉ IP của nguồn và đích. Tầng mạng định tuyến các gói tin này qua các mạng khác nhau đến đích.​

​

Internet Layer của mô hình TCP/IP​

​

- Đảm bảo việc truyền dữ liệu chính xác và đáng tin cậy giữa các ứng dụng trên các thiết bị mạng.​

- Cung cấp các dịch vụ như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng, và phân mảnh dữ liệu.​

- TCP (Transmission Control Protocol): Cung cấp kết nối đáng tin cậy và quản lý việc truyền dữ liệu qua mạng. TCP sử dụng các cơ chế như xác nhận (acknowledgment), điều chỉnh luồng (flow control), và phân đoạn dữ liệu.​

- UDP (User Datagram Protocol): Cung cấp phương thức truyền dữ liệu không đáng tin cậy nhưng nhanh chóng. UDP thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao hơn và có thể chịu lỗi.​

- Dữ liệu từ ứng dụng được phân thành các segment (đoạn) ở tầng giao vận. TCP sẽ đảm bảo rằng tất cả các segment được gửi đi và nhận đúng cách. UDP gửi dữ liệu mà không cần các cơ chế đảm bảo, thích hợp cho các ứng dụng cần truyền tải nhanh chóng.​

- Cung cấp các dịch vụ mạng cho các ứng dụng. Tầng này làm việc trực tiếp với các ứng dụng và cung cấp giao diện cho người dùng và các ứng dụng giao tiếp qua mạng.​

- HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Dùng cho việc truyền tải trang web và dữ liệu web.​

- FTP (File Transfer Protocol): Dùng cho việc truyền tệp giữa các máy tính.​

- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Dùng cho việc gửi email.​

- DNS (Domain Name System): Dùng cho việc phân giải tên miền thành địa chỉ IP.​

- POP3 (Post Office Protocol version 3) và IMAP (Internet Message Access Protocol): Dùng cho việc nhận email từ máy chủ email.​

Cách hoạt động:​

- Ứng dụng gửi và nhận dữ liệu qua các giao thức của tầng ứng dụng. Ví dụ, khi bạn truy cập một trang web, trình duyệt sử dụng HTTP để gửi yêu cầu và nhận dữ liệu từ máy chủ web.​

- Quá trình truyền tải dữ liệu qua mô hình TCP/IP bắt đầu khi dữ liệu từ một ứng dụng được chia nhỏ thành các gói tin tại tầng ứng dụng. Các gói tin này được đính kèm với thông tin điều khiển, bao gồm địa chỉ nguồn, địa chỉ đích và số thứ tự của gói tin. Sau đó, các gói tin di chuyển qua các tầng Giao vận, Internet, và cuối cùng là Giao tiếp Mạng để được truyền qua kết nối vật lý đến thiết bị đích. Tại thiết bị nhận, các gói tin được xử lý ngược lại, từ tầng Giao tiếp Mạng đến tầng Ứng dụng, để ghép lại thành dữ liệu hoàn chỉnh và chuyển tới ứng dụng cần sử dụng.​

- Mô hình TCP/IP có nhiều ưu điểm, bao gồm tính linh hoạt cao, khả năng mở rộng để kết nối hàng tỷ thiết bị, và độ tin cậy trong việc truyền tải dữ liệu. Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm như cấu trúc phức tạp, yêu cầu kiến thức kỹ thuật cao trong việc quản lý và cấu hình, và đôi khi gây ra độ trễ trong quá trình truyền tải do quá trình kiểm tra và xác nhận gói tin của giao thức TCP.​

- Mô hình TCP/IP là nền tảng của tất cả các hoạt động trên Internet, từ việc duyệt web, gửi email, đến truyền phát trực tuyến video và âm nhạc. Trong các mạng nội bộ của doanh nghiệp, TCP/IP giúp kết nối các thiết bị với nhau, cho phép chia sẻ tài nguyên và quản lý thông tin một cách hiệu quả. Ngoài ra, TCP/IP còn đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các công nghệ mới như Internet of Things (IoT), giúp kết nối hàng tỷ thiết bị thông minh trên toàn cầu.​

- Mô hình TCP/IP không chỉ là một cấu trúc kỹ thuật phức tạp, mà còn là nền tảng giúp kết nối và truyền tải dữ liệu trong thế giới kỹ thuật số. Hiểu rõ về mô hình này không chỉ giúp chúng ta nắm bắt được cách mà các hệ thống mạng hoạt động, mà còn cung cấp kiến thức cần thiết để phát triển và quản lý các hệ thống mạng trong tương lai.​