I. GIỚI THIỆU
II. TỔNG QUAN MÔ HÌNH TCP/IP
III. QUÁ TRÌNH NHẬN & GỬI GÓI TIN
IV. SỰ KHÁC BIỆT GIỮA MÔ HÌNH TCP/IP VÀ MÔ HÌNH OSI
V. TỔNG KẾT
I. GIỚI THIỆU
Mô hình TCP/IP, thường được gọi là mô hình Internet, là một khung lý thuyết và một tập hợp các giao thức mạng được thiết kế để hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các mạng máy tính, đặc biệt là Internet. Mô hình TCP/IP được phát triển vào cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980 bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và các tổ chức nghiên cứu như ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) để cung cấp một nền tảng cho việc truyền dữ liệu giữa các hệ thống mạng khác nhau.
II. MÔ HÌNH TCP/IP
Khi mô hình TCP/IP được phát triển, nó đã được thiết kế dựa trên các nguyên tắc thực tế và kinh nghiệm trong việc xây dựng và triển khai mạng, và có sự kết hợp các chức năng của các tầng OSI. Mô hình TCP/IP và mô hình OSI có sự tương đồng trong việc phân chia các chức năng mạng thành các tầng riêng biệt, nhưng TCP/IP được thiết kế thực tiễn và đơn giản hơn, tập trung vào việc triển khai và hoạt động thực tế, trong khi OSI cung cấp một khung lý thuyết chi tiết hơn để hiểu và phân tích các giao thức mạng.
1. Tầng Liên kết (Link Layer)
- Chức năng: Tầng Liên kết quản lý việc truyền dữ liệu qua các phương tiện truyền dẫn vật lý và đảm bảo rằng dữ liệu được truyền một cách chính xác từ một thiết bị đến thiết bị khác trong cùng một mạng hoặc trên các mạng con.
- Chức năng chính:
- Xử lý các vấn đề liên quan đến truy cập phương tiện truyền dẫn (Media Access Control).
- Đóng gói dữ liệu vào các khung (frames) và kiểm soát lỗi.
- Cung cấp địa chỉ vật lý (MAC Address) để xác định thiết bị trong mạng.
- Giao thức tiêu biểu:
- Ethernet: Giao thức phổ biến cho mạng LAN, định dạng khung Ethernet và phương pháp truy cập phương tiện.
- Wi-Fi: Giao thức không dây cho mạng LAN không dây.
- PPP (Point-to-Point Protocol): Được sử dụng cho kết nối điểm-điểm, chẳng hạn như kết nối dial-up.
2. Tầng Mạng (Internet Layer)
- Chức năng: Tầng Mạng chịu trách nhiệm định tuyến các gói tin qua mạng từ nguồn đến đích, có thể qua nhiều mạng khác nhau. Nó cung cấp khả năng định địa chỉ và định tuyến gói tin.
- Chức năng chính:
- Định địa chỉ logic cho các thiết bị trong mạng.
- Xác định đường đi của gói tin từ nguồn đến đích.
- Chia nhỏ và tái hợp các gói tin khi cần thiết.
- Giao thức tiêu biểu:
- IP (Internet Protocol): Cung cấp địa chỉ IP cho các thiết bị và định tuyến gói tin.
- IPv4: Địa chỉ 32-bit.
- IPv6: Địa chỉ 128-bit, hỗ trợ nhiều địa chỉ hơn và cải thiện một số vấn đề của IPv4.
- ICMP (Internet Control Message Protocol): Được sử dụng để gửi các thông báo lỗi và thông tin điều khiển giữa các thiết bị.
- ARP (Address Resolution Protocol): Chuyển đổi địa chỉ IP thành địa chỉ MAC trong mạng LAN.
3. Tầng Giao vận (Transport Layer)
- Chức năng: Tầng Giao vận đảm bảo việc truyền dữ liệu từ ứng dụng này đến ứng dụng khác một cách đáng tin cậy và hiệu quả. Nó quản lý các kết nối và điều khiển lưu lượng giữa các hệ thống.
- Chức năng chính:
- Cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu giữa các ứng dụng.
- Kiểm soát lỗi và điều khiển luồng dữ liệu.
- Đảm bảo tính toàn vẹn và sự chính xác của dữ liệu.
- Giao thức tiêu biểu:
- TCP (Transmission Control Protocol): Cung cấp kết nối đáng tin cậy, đảm bảo truyền dữ liệu chính xác và sắp xếp đúng thứ tự.
- UDP (User Datagram Protocol): Cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu không kết nối, nhanh chóng nhưng không đảm bảo độ tin cậy và thứ tự.
4. Tầng Ứng dụng (Application Layer)
- Chức năng: Tầng Ứng dụng cung cấp các dịch vụ và giao diện cho các ứng dụng mạng. Nó xử lý các giao thức liên quan đến việc trao đổi dữ liệu và tương tác giữa các ứng dụng.
- Chức năng chính:
- Cung cấp các dịch vụ và giao thức ứng dụng cho các ứng dụng người dùng.
- Xử lý các yêu cầu và phản hồi giữa các ứng dụng.
- Giao thức tiêu biểu:
- HTTP (HyperText Transfer Protocol): Được sử dụng cho việc truyền tải trang web.
- FTP (File Transfer Protocol): Được sử dụng cho việc truyền tải file giữa các hệ thống.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Được sử dụng để gửi email.
- DNS (Domain Name System): Chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP.
III. QUÁ TRÌNH NHẬN & GỬI GÓI TIN
1. Gửi Gói Tin
Tầng Ứng dụng (Application Layer):
- Tạo dữ liệu: Ứng dụng (như trình duyệt web) tạo dữ liệu để gửi, ví dụ như một yêu cầu HTTP để tải trang web.
- Định dạng dữ liệu: Dữ liệu được định dạng theo giao thức ứng dụng cụ thể (ví dụ: HTTP, FTP).
- Chia nhỏ dữ liệu: Dữ liệu từ tầng Ứng dụng được chia thành các đoạn nhỏ hơn nếu cần.
- Đóng gói đoạn: Thêm thông tin điều khiển vào mỗi đoạn, như số hiệu đoạn (sequence number) và số hiệu xác nhận (acknowledgment number) cho TCP, hoặc chỉ tiêu độ dài cho UDP.
- Đóng gói vào gói tin: Tạo một gói tin với dữ liệu và thông tin điều khiển.
- Tạo gói IP: Đóng gói các đoạn hoặc gói tin từ tầng Giao vận vào gói IP.
- Thêm địa chỉ IP: Đặt địa chỉ IP nguồn và đích vào gói IP.
- Định tuyến: Quyết định đường đi của gói tin qua mạng dựa trên địa chỉ IP đích.
- Đóng gói khung dữ liệu: Đóng gói gói IP vào khung dữ liệu (frame) của tầng Liên kết.
- Thêm địa chỉ MAC: Thêm địa chỉ MAC nguồn và đích vào khung dữ liệu.
- Truyền tải: Gửi khung dữ liệu qua phương tiện truyền dẫn vật lý (như cáp Ethernet hoặc sóng Wi-Fi).
2. Nhận Gói Tin
Tầng Liên kết (Link Layer):
- Nhận khung dữ liệu: Nhận khung dữ liệu từ phương tiện truyền dẫn.
- Kiểm tra lỗi: Kiểm tra lỗi của khung dữ liệu và loại bỏ khung nếu có lỗi.
- Trích xuất gói IP: Trích xuất gói IP từ khung dữ liệu.
- Kiểm tra địa chỉ IP: Kiểm tra địa chỉ IP đích để xác định xem gói tin có phải là của thiết bị này không.
- Loại bỏ gói tin không cần thiết: Bỏ qua gói tin nếu địa chỉ IP đích không phù hợp.
- Chuyển gói tin đến tầng Giao vận: Chuyển gói tin IP đến tầng Giao vận để xử lý tiếp.
- Tái hợp các đoạn: Nếu gói tin là một phần của một kết nối TCP, tái hợp các đoạn dữ liệu từ nhiều gói tin.
- Kiểm tra lỗi và điều khiển luồng: Kiểm tra lỗi và quản lý luồng dữ liệu để đảm bảo dữ liệu chính xác.
- Chuyển dữ liệu lên tầng Ứng dụng: Chuyển dữ liệu lên tầng Ứng dụng để xử lý.
- Nhận dữ liệu: Nhận dữ liệu từ tầng Giao vận và trình bày cho ứng dụng.
- Xử lý dữ liệu: Ứng dụng xử lý dữ liệu và thực hiện hành động cần thiết, chẳng hạn như hiển thị trang web trong trình duyệt.
IV. SỰ KHÁC NHAU GIỮA MÔ HÌNH TCP/IP VÀ MÔ HÌNH OSI
Mô hình OSI cung cấp một khung lý thuyết chi tiết với 7 tầng để phân tích và chuẩn hóa các giao thức mạng, trong khi mô hình TCP/IP cung cấp một khung thực tiễn với 4 tầng để triển khai và hoạt động trong các mạng máy tính hiện đại. TCP/IP thực sự được sử dụng trong các hệ thống mạng hiện tại, trong khi OSI chủ yếu được sử dụng để hiểu và phân tích các giao thức mạng.
- Mô hình OSI:
- Thiết kế lý thuyết: Được phát triển như một mô hình lý thuyết để chuẩn hóa và phân tích các giao thức mạng, không phải là một mô hình thực tiễn được triển khai.
- Mục đích: Cung cấp một khung lý thuyết chi tiết và chuẩn hóa cho các giao thức mạng, hỗ trợ giáo dục và thiết kế mạng.
- Ứng dụng: Không gắn bó trực tiếp với các giao thức thực tế nhưng cung cấp khung để hiểu và phát triển giao thức.
- Mô hình TCP/IP:
- Thiết kế thực tiễn: Được phát triển dựa trên thực tiễn và kinh nghiệm để giải quyết các vấn đề mạng thực tế và triển khai các giao thức một cách hiệu quả.
- Mục đích: Cung cấp một nền tảng thực tế cho việc triển khai và hoạt động của Internet và các mạng máy tính, chú trọng vào tính hiệu quả và khả năng mở rộng.
- Ứng dụng: Tích hợp và triển khai các giao thức thực tế được sử dụng trên Internet và trong các mạng máy tính ngày nay.
V. TỔNG KẾT
Việc hiểu rõ mô hình TCP/IP sẽ giúp bạn có cái nhìn sâu sắc về cách dữ liệu được truyền tải qua mạng và cách các giao thức phối hợp với nhau để hỗ trợ các dịch vụ mạng. Khi bạn nắm vững các nguyên lý và cấu trúc của TCP/IP, bạn sẽ dễ dàng hơn trong việc thiết kế, triển khai và xử lý các vấn đề mạng, từ việc cấu hình mạng cho đến việc khắc phục sự cố. Điều này không chỉ giúp bạn tối ưu hóa hiệu suất mạng mà còn cung cấp nền tảng vững chắc để bạn thích ứng với các công nghệ mạng mới và tiến bộ trong tương lai.
