TCP được viết tắt bởi Transmission Control Protocol – Đây là giao thức truyền dẫn và là một trong hai giao thức chính trong bộ giao thức TCP/IP, cùng với giao thức IP (Internet Protocol). TCP đảm nhận vai trò quan trọng trong việc thiết lập và duy trì kết nối mạng ổn định giữa các thiết bị trên mạng Internet hoặc mạng nội bộ.
TCP cung cấp một kênh truyền dữ liệu đáng tin cậy bằng cách chia dữ liệu thành các gói nhỏ gọi là segment, sau đó đảm bảo rằng mỗi segment đều đến đích một cách chính xác và theo đúng thứ tự. Điều này đảm bảo tính toàn vẹn và đúng đắn của dữ liệu gửi đi và nhận về nhưng vẫn có thể xảy ra tình trạng mất gói tin.
Trong bài này, ta sẽ đi tìm hiểu chi tiết về giao thức TCP và cách thức nó hoạt động!
Các khái niệm cần biết
- Segment TCP: Đơn vị dữ liệu cơ bản được truyền qua mạng TCP/IP. Mỗi segment TCP bao gồm một header và dữ liệu. Header chứa các trường thông tin như cổng nguồn và đích, số thứ tự, số cửa sổ, checksum,..
- Cổng (Port): Địa chỉ cụ thể của một ứng dụng hoặc dịch vụ trên một thiết bị mạng. TCP sử dụng cổng để xác định ứng dụng đích của dữ liệu.
- Handshaking: Quy trình thiết lập kết nối giữa hai thiết bị sử dụng TCP. Bao gồm ba bước chính là SYN, SYN-ACK và ACK.
- Socket: Kết hợp giữa địa chỉ IP và cổng, xác định một kết nối mạng duy nhất giữa hai thiết bị.
- Maximum Transmission Unit (MTU): Kích thước tối đa của một gói dữ liệu mà một giao thức truyền tải có thể hỗ trợ mà không cần chia nhỏ hoặc phân mảnh.
Các tính năng của TCP
- TCP sử dụng một quy trình gọi là “handshaking” (quy trình bắt tay 3 bước) để thiết lập kết nối giữa hai thiết bị trước khi truyền dữ liệu.
- Sử dụng các cơ chế kiểm tra lỗi và tái chấp nhận để đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đi đúng cách và không bị mất hoặc bị hỏng hóc.
- Điều khiển tốc độ truyền dữ liệu giữa các thiết bị để đảm bảo rằng mạng không bị quá tải hoặc không đủ tải.
- TCP đảm bảo rằng các segment dữ liệu được gửi đi và nhận về theo đúng thứ tự.
TCP hoạt động như thế nào?
TCP hoạt động theo mô hình máy chủ – máy khách. Để hiểu rõ ta hãy xem cách TCP hoạt động để truyền dữ liệu khi ta truy cập web như thế nào?
- Đầu tiên, khi một web server muốn gửi một tập tin HTML đến một client, nó sẽ sử dụng giao thức HTTP để thực hiện việc này.
- Giao thức HTTP sẽ yêu cầu giao thức TCP thiết lập kết nối và gửi tập tin. Điều này được thực hiện thông qua việc gửi yêu cầu ba bước (three-way handshake) để đồng bộ hóa và thiết lập kết nối.
- Sau khi kết nối được thiết lập, giao thức TCP sẽ chia tập tin HTML thành các gói dữ liệu, gán số thứ tự cho từng gói, và gửi chúng qua lớp IP để chuyển tiếp.
- Mỗi gói dữ liệu sẽ có cùng địa chỉ IP nguồn và đích, nhưng có thể được gửi đi qua nhiều đường đi khác nhau trong mạng.
- Tại phía client, giao thức TCP sẽ chờ đợi cho đến khi tất cả các gói dữ liệu đã được nhận. Nó sẽ gửi ACK (Acknowledgment) cho những gói dữ liệu mà nó nhận được và yêu cầu gửi lại các gói dữ liệu mà nó chưa nhận được, dựa trên số thứ tự của các gói bị thiếu.
- Khi tất cả các gói dữ liệu đã được nhận, giao thức TCP sẽ tổ chức lại các gói này và gửi tập tin HTML đến ứng dụng nhận (ví dụ: trình duyệt web) để xử lý và hiển thị cho người dùng.
TCP quan trọng như thế nào?
Giao thức TCP rất quan trọng trong hệ thống mạng và Internet. Cả bộ giao thức TCP/IP quy định cách thức dữ liệu được truyền thì giao thức TCP chiếm vị trí quan trọng hàng đầu. Nó quy định các truyền dữ liệu qua mạng.
Điểm đặc biệt là TCP có khả năng mở rộng. Tức là các giao thức mới có thể đưa vào giao thức TCP để chúng phát triển nhiều hơn nữa. Thêm nữa, đây không phải là giao thức độc quyền.
Các ứng dụng của TCP rất rộng như: HTTP, Telnet, FTP, SMTP, SSH, DNS,… trong nhiều ứng dụng và dịch vụ phổ biến trên Internet, bao gồm duyệt web, truyền tệp, email, trò chơi trực tuyến…
So sánh TCP và UDP
UDP và TCP là hai giao thức chính trong bộ giao thức TCP/IP, mỗi giao thức có những đặc điểm và ứng dụng riêng biệt.
UDP là một giao thức không kết nối, không đảm bảo tính đáng tin cậy trong việc truyền dẫn dữ liệu. Nó không có cơ chế kiểm tra lỗi, tái chấp nhận, hoặc kiểm soát luồng, và dữ liệu có thể bị mất hoặc hỏng hóc mà không có phản hồi từ thiết bị nhận. UDP thích hợp cho các ứng dụng cần truyền dữ liệu nhanh chóng và thời gian thực như trò chơi trực tuyến, streaming media, DNS.
Ngược lại, TCP là một giao thức kết nối, đảm bảo tính đáng tin cậy trong việc truyền dẫn dữ liệu. TCP sử dụng cơ chế kiểm tra lỗi, tái chấp nhận, và kiểm soát luồng để đảm bảo rằng dữ liệu được gửi và nhận về một cách an toàn và chính xác. Nó thiết lập và duy trì kết nối mạng giữa các thiết bị, quản lý tốc độ truyền dữ liệu, và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. TCP thích hợp cho các ứng dụng cần truyền dữ liệu đáng tin cậy như duyệt web, email, truyền tệp.
Nhược điểm của TCP
Mặc dù rất quan trọng và có nhiều ưu điểm nhưng giao thức TCP vẫn có những nhược điểm riêng gồm: overhead cao, độ trễ lớn do quá trình thiết lập kết nối và kiểm soát luồng, khả năng chịu tải hạn chế, sự thiếu linh hoạt trong xử lý yêu cầu đặc biệt, và tài nguyên tiêu tốn nhiều cho việc quản lý kết nối.
Mặc dù có nhược điểm này, TCP vẫn là lựa chọn phổ biến và quan trọng trong việc đảm bảo tính đáng tin cậy và ổn định của truyền dẫn dữ liệu trong mạng máy tính và Internet.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã tóm gọn được 3 ý chính cho giao thức TCP bao gồm: khái niệm, vai trò và cách thức hoạt động. Nếu còn câu hỏi gì thắc mắc thêm, hãy để lại ở phần bình luận để Hợp trả lời chi tiết cho bạn sớm nhất!
Thông Tin Về Tác Giả
Nguyễn Thành Hợp là một chuyên gia về lĩnh vực thiết bị mạng, viễn thông gần 10 năm kinh nghiệm với nhiều chứng chỉ chất lượng như CCNA 200-301, CCNP, CCDA, CCDP,... do Cisco cung cấp. Sở thích cá nhân là khám phá những kiến thức mới mẻ về công nghệ nói chung và đặc biệt là liên quan đến lĩnh vực mạng!
