Mạng Internet giúp ta có thể chuyển tiếp dữ liệu với nhau dễ dàng. Nhưng bạn đã hỏi liệu rằng làm thế nào mà dữ liệu gửi được truyền đến người nhận hay chưa? Cách thức truyền dẫn trên Internet sẽ được tuân theo một bộ quy tắc và mô hình chung. Đó chính là mô hình TCP/IP. Vậy mô hình này là gì? Cấu trúc nó ra sao? Nó gồm những lớp nào và chức năng của nó ra sao? Tất cả câu hỏi trên sẽ được mình trả lời trong bài viết hôm nay:
Mô hình TCP/IP là gì?
Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một bộ chuẩn giao thức mạng mà hầu hết các mạng và internet hiện đại sử dụng. Mô hình này chia quá trình truyền tin thành một loạt các lớp, mỗi lớp chịu trách nhiệm cho một phần cụ thể của việc truyền tin.
Về cơ bản TCP/IP gồm nhiều giao thức kết hợp với nhau để đảm bảo việc chuyển tiếp dữ liệu trên Internet diễn ra một cách chính xác và an toàn. Trong đó 2 giao thức chính là giao thức TCP và giao thức IP.
Lịch sử ra đời của TCP/IP
Mô hình TCP/IP đã trải qua một quá trình phát triển đầy lịch sử từ những ngày đầu của internet. Xuất phát từ nhu cầu kết nối các máy tính và mạng lại với nhau, giao thức ARPANET đã được phát triển vào những năm 1960 và 1970 bởi DARPA. Trong thập kỷ 1970, Vinton Cerf và Robert Kahn đã phát triển giao thức TCP, một phương thức đáng tin cậy để truyền dữ liệu qua mạng.
Tiếp theo, vào năm 1978, DARPA phát triển giao thức IP như một cách để định địa chỉ và định tuyến dữ liệu trên mạng. Quá trình tiêu chuẩn hóa TCP/IP đã bắt đầu vào những năm 1980, khi mô hình này được công nhận và chấp nhận là tiêu chuẩn cho ARPANET và internet sớm.
Bước ngoặt quan trọng xảy ra vào năm 1983, khi ARPANET chính thức chuyển từ giao thức NCP sang TCP/IP. Điều này đánh dấu sự chuyển đổi hoàn toàn và cũng là bước ngoặt quan trọng trong việc phát triển internet như chúng ta biết ngày nay.
Từ những năm 1990 và sau đó, TCP/IP đã trở thành tiêu chuẩn không thể thiếu cho mạng internet và tiếp tục phát triển và mở rộng để đáp ứng với nhu cầu ngày càng tăng về kết nối mạng và dịch vụ trên internet.
TCP/IP làm gì?
Về cơ bản thì TCP/IP sẽ đưa dữ liệu truyền từ máy tính này sang máy tính khác. Nhưng điều kiện tiên quyết là nó phải chính xác và an toàn. Chính xác ở đây là gửi dữ liệu đến đúc đích một cách nhanh chóng, không xảy ra tình trạng mất gói tin, sót gói tin. An toàn có nghĩa là dữ liệu sẽ phải được các biện pháp bảo mật để hạn chế tình trạng bị theo dõi, đọc trộm hay đánh cắp qua mạng.
Để làm được điều này, TCP/IP chia nhỏ dữ liệu thành các gói tin và đánh dấu thứ tự để truyền đi. Khi dữ liệu đến đích, nó sẽ được tổng hợp lại và khôi phục như ban đầu. Nhờ đánh dấu thứ tự mà việc truyền dữ liệu được kiểm tra một cách chính xác.
Cấu trúc mô hình TCP/IP
Trước hết, ta cần phải biết khái niệm “phân lớp”. Đây là kỹ thuật sử dụng trong lập trình máy tính dùng để chia một vấn đề hoặc hệ thống phức tạp thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Mô hình TCP/IP cũng phân lớp thành 4 lớp khác nhau gồm:
- Lớp ứng dụng (application Layer)
- Lớp vận chuyển (Transport Layer)
- Lớp Internet (Internet Layer)
- Lớp liên kết dữ liệu (link Layer)
Mô hình TCP/IP không đề cập đến các chi tiết về tầng vật lý của mạng, như cách dữ liệu được truyền qua cáp hoặc Wi-Fi. Thay vào đó, nó tập trung vào các khía cạnh logic và giao thức của việc truyền dữ liệu. Dưới đây là các chức năng chi tiết của các lớp trong TCP/IP:
1. Application Layer
Lớp này cung cấp giao diện giữa ứng dụng và mạng. Nó cho phép các ứng dụng truy cập vào các dịch vụ mạng và tương tác với người dùng.
Tại đây, ứng dụng như trình duyệt web, email hay trò chơi trực tuyến sẽ gửi dữ liệu. Ví dụ, nếu bạn muốn truy cập một trang web, trình duyệt của bạn sẽ gửi yêu cầu đến máy chủ web.
Ví dụ giao thức: HTTP (HyperText Transfer Protocol) cho việc truy cập web, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) cho việc gửi email, FTP (File Transfer Protocol) cho việc truyền tập tin.
2. Transport Layer
Lớp này chịu trách nhiệm về việc giao tiếp trực tiếp giữa các ứng dụng. Nó đảm bảo dữ liệu được chuyển tiếp một cách an toàn và đáng tin cậy.
Tại đây, dữ liệu được chia thành các gói nhỏ hơn và gắn nhãn với số thứ tự để đảm bảo chúng đến đúng địa chỉ và đúng thứ tự. Có hai giao thức chính là TCP và UDP.
TCP truyền dữ liệu một cách an toàn và đúng địa chỉ. UDP truyền dữ liệu nhanh nhưng không có bảo đảm.
3. Internet Layer
Lớp này quyết định cách truyền dữ liệu qua mạng và định địa chỉ của các thiết bị trong mạng. Giao thức IP phân định địa chỉ của các thiết bị trên mạng và định tuyến dữ liệu giữa chúng. IP sẽ định địa chỉ của máy tính nhận và địa chỉ của máy tính gửi.
4. Link Layer
Lớp này chịu trách nhiệm về việc truyền dữ liệu qua các phương tiện truyền thông cụ thể như cáp Ethernet hay Wi-Fi. Tại lớp này, dữ liệu được chuyển từ máy tính của bạn qua các phương tiện truyền thông như cáp Ethernet hoặc Wi-Fi.
Dữ liệu khi được gửi đến nhận sẽ đi từ lớp ứng dụng lần lượt đến lớp liên kết dữ liệu. Khi đến người nhận quá trình này sẽ lại được diễn ra theo chiều ngược lại để phản hồi.
Mô hình TCP/IP khác gì với mô hình OSI
Mô hình OSI và mô hình TCP/IP là hai khung nhìn tổng quan về cách mạng máy tính hoạt động. Mặc dù cả hai mô hình đều nhấn mạnh vào cách các thiết bị trong mạng giao tiếp với nhau, nhưng chúng có những điểm khác nhau quan trọng.
Đầu tiên, mô hình OSI được phát triển với 7 lớp, từ tầng vật lý ở đỉnh cùng đến ứng dụng ở đáy, trong khi mô hình TCP/IP chỉ có 4 lớp. Điều này phản ánh sự chi tiết và tổ chức của mỗi mô hình, với OSI tập trung nhiều hơn vào việc tách biệt và mô tả từng khía cạnh của mạng.
Mặt khác, mô hình TCP/IP thường được sử dụng nhiều hơn trong thực tế do tính thực tế và hiệu quả của nó. Nó không chỉ cung cấp một cấu trúc đơn giản hóa, mà còn được coi là tiêu chuẩn de facto cho việc triển khai và vận hành mạng.
Tính tổng quát của mô hình OSI làm cho nó thích hợp cho mục đích giáo dục và nghiên cứu, trong khi mô hình TCP/IP thường được ưu tiên trong việc xây dựng và quản lý mạng thực tế.
Mong rằng qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quát nhất về mô hình TCP/IP!
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!
