Mục lục
I. Giới thiệu về mô hình TCP/IP
1.2. Cấu trúc của mô hình TCP/IP
1.1. Nguồn gốc của mô hình TCP/IP
II. Ưu, Nhược điểm của mô hình TCP/IP
2.1. Ưu điểm
2.2. Nhược điểm
III. Ứng dụng thực tế của mô hình TCP/IP
Topic: Tìm hiểu về mô hình TCP/IP
I. Giới thiệu về mô hình TCP/IP
+ Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một tập hợp các giao thức truyền thông được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng trên Internet. Được phát triển vào những năm 1970 bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, TCP/IP trở thành nền tảng của mạng Internet ngày nay.
+ Mô hình TCP/IP đóng vai trò cốt lõi trong việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị, từ máy tính, điện thoại, cho đến các máy chủ và các thiết bị IoT (Internet of Things). Hiểu về TCP/IP giúp chúng ta hiểu cách dữ liệu di chuyển qua mạng và làm thế nào các thiết bị kết nối và giao tiếp với nhau.
Mô hình TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là bộ giao thức được phát triển vào những năm 1970 bởi cơ quan dự án nghiên cứu tiên tiến quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA) trong khuôn khổ của một dự án có tên là ARPANET. ARPANET ban đầu được thiết kế để tạo ra một mạng liên kết các máy tính với nhau, cho phép chia sẻ thông tin và tài nguyên giữa các tổ chức nghiên cứu và quân đội.
1.2. Cấu trúc của mô hình TCP/IP
Bên cạnh mô hình OSI một mô hình phân lớp khác cũng được sử dụng rất rộng rãi là mô hình TCP/IP khác với mô hình OSI mô hình TCP/IP tổ chức các tác vụ công việc truyền dữ liệu thành 5 lớp thay vì 7 lớp như mô hình OSI.
Mô hình so sánh TCP/IP và OSI
a) Tầng Application
- Tầng Ứng dụng (Application Layer) trong mô hình TCP/IP là tầng cao nhất và đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các giao diện trực tiếp giữa người dùng và mạng. Nó chịu trách nhiệm cho các hoạt động giao tiếp cuối cùng mà người dùng sử dụng, như duyệt web, gửi email, truyền tệp, và nhiều hoạt động khác.
- Các giao thức chính của tầng Ứng dụng: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, Telnet, SSH, DHCP
- Hoạt động: Đây là tầng mà người dùng tương tác trực tiếp. Các ứng dụng như trình duyệt web, email, và FTP sử dụng các giao thức như HTTP, SMTP, và FTP để giao tiếp qua mạng. Tầng này sẽ định dạng dữ liệu theo đúng giao thức, sau đó gửi nó xuống các tầng dưới để truyền đi.
b. Tầng Transport
- Chức năng: Tầng này đảm bảo rằng dữ liệu được truyền tải một cách đáng tin cậy từ nguồn đến đích.
- Hoạt động: Tầng Giao Vận sử dụng hai giao thức chính: TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). TCP sẽ chia nhỏ dữ liệu thành các gói tin, đảm bảo rằng tất cả các gói tin đến nơi đúng thứ tự và không bị mất. UDP thì nhanh hơn nhưng không đảm bảo độ tin cậy, phù hợp cho các ứng dụng như truyền tải video hoặc gọi điện qua mạng.
- Các giao thức chính của tầng vận chuyển:
c. Tầng Internet
- Chức năng: Tầng Mạng chịu trách nhiệm định địa chỉ và định tuyến gói tin đến đúng địa chỉ đích trên mạng.
- Hoạt động: Khi một gói tin được tạo ra, tầng này sẽ gắn địa chỉ IP của nguồn và đích vào gói tin. Sau đó, gói tin sẽ được gửi đến bộ định tuyến (router), nơi nó được định tuyến qua nhiều mạng khác nhau để đến được đích cuối cùng.
- Giao thức ở tầng này là IP
+ IP là giao thức cốt lõi của tầng Internet, chịu trách nhiệm chính trong việc định địa chỉ và định tuyến các gói tin qua mạng.
+ Giao thức IP gắn địa chỉ IP vào các gói tin để định danh nguồn và đích, giúp các gói tin được chuyển đến đúng địa chỉ.
Phiên bản phổ biến:
+ IPv4 (Internet Protocol version 4): Đây là phiên bản IP được sử dụng rộng rãi nhất, sử dụng địa chỉ 32-bit, cho phép khoảng 4,3 tỷ địa chỉ duy nhất.
+ IPv6 (Internet Protocol version 6): Được phát triển để khắc phục hạn chế về không gian địa chỉ của IPv4, IPv6 sử dụng địa chỉ 128-bit, cung cấp không gian địa chỉ gần như vô hạn.
d. Tầng Datalink
- Chức năng:
+ 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.
- Giao thức chính:
+ 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.
- Hoạt động: Khi một gói tin (packet) được gửi từ tầng mạng, nó được đóng gói thành khung dữ liệu ở tầng liên kết. Tầng liên kết thêm các thông tin cần thiết như địa chỉ MAC nguồn và đích vào khung dữ liệu trước khi truyền qua phương tiện vật lý.
Cách thức hoạt động của mô hình TCP/IP
II. Ưu, Nhược điểm của mô hình TCP/IP
2.1. Ưu điểm
- Mô hình TCP/IP có khả năng mở rộng rất tốt, hỗ trợ từ các mạng nhỏ như mạng cục bộ (LAN) đến các mạng lớn như mạng diện rộng (WAN) và toàn cầu (Internet). Điều này cho phép TCP/IP thích ứng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ và số lượng người dùng ngày càng tăng.
- TCP/IP là một chuẩn mở và được chấp nhận rộng rãi, cho phép các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau có thể giao tiếp với nhau dễ dàng. Nó hỗ trợ nhiều loại mạng vật lý và có thể hoạt động trên nhiều nền tảng hệ điều hành khác nhau.
- Giao thức TCP trong mô hình TCP/IP cung cấp cơ chế kiểm soát lỗi và đảm bảo dữ liệu được truyền tải đầy đủ và đúng thứ tự, làm cho nó rất đáng tin cậy cho các ứng dụng quan trọng như email, truyền tệp, và duyệt web.
- Tầng Internet của TCP/IP sử dụng giao thức IP để định tuyến các gói tin. Điều này cho phép dữ liệu tìm được con đường tối ưu qua mạng, ngay cả khi một phần của mạng bị lỗi hoặc tắc nghẽn.
2.2. Nhược điểm
- Giao thức TCP, với các cơ chế kiểm soát lỗi và đảm bảo thứ tự gói tin, có thể gây ra độ trễ không mong muốn trong các ứng dụng yêu cầu thời gian thực, chẳng hạn như video streaming hoặc chơi game trực tuyến. Trong các trường hợp này, UDP thường được sử dụng thay thế, dù phải đánh đổi bằng việc không đảm bảo tính tin cậy.
III. Ứng dụng thực tế của mô hình TCP/IP
- Mô hình TCP/IP là xương sống của các ứng dụng và dịch vụ trực tuyến hiện đại. Từ trình duyệt web và email đến VoIP, thương mại điện tử và điện toán đám mây, hầu hết mọi dịch vụ mạng mà chúng ta sử dụng hàng ngày đều dựa vào TCP/IP. Sự linh hoạt, khả năng mở rộng và tính bảo mật của mô hình này giúp nó trở thành nền tảng không thể thiếu trong thế giới kết nối hiện nay.
