Giao thức (Protocol) là bộ quy tắc và quy định đặt ra nhằm thiết lập để điều chỉnh và quản lý truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng máy tính. Có nhiều giao thức khác nhau, mỗi giao thức đảm nhiệm một nhiệm vụ. Chúng hoạt động cùng với nhau giải quyết việc truyền dữ liệu từ thiết bị này sang thiết bị khác.
Giải thích dễ hiểu về giao thức
Mình biết chắc chắn rằng khi bạn gặp các khái niệm về giao thức chắc chắn sẽ cảm thấy nó khá khó hiểu. Vì đơn giản nó là một khái niệm chung chung. Để dễ hình dung hơn, ta có thể hiểu giao thức giống như ngôn ngữ chung giữa các thiết bị để trao đổi thông tin với nhau.
Vì vậy, khác giao thức thì giống như việc nói khác ngôn ngữ. Do đó, 2 máy tính khác giao thức sẽ không thể truyền giao tiếp cho nhau được. Các giao thức sẽ được tích hợp trong phần mềm hoặc phần cứng của thiết bị. Hai thiết bị muốn giao tiếp với nhau phải chấp nhận các quy ước về giao thức chung.
Giao thức định rõ các quy trình và quy định cụ thể, bao gồm cách dữ liệu được đóng gói, mã hóa, truyền và nhận, cũng như cách thiết lập và duy trì kết nối mạng. Các giao thức phổ biến như TCP/IP, UDP, và HTTP, đều đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng và duy trì mạng máy tính.
Mục đích của giao thức
Việc sử dụng giao thức chỉ đơn giản nhằm thiết lập, duy trì, chấm dứt và quản lý truyền dữ liệu giữa các thiết bị:
- Thiết lập kết nối mạng: Giao thức định rõ cách thiết lập kết nối giữa các thiết bị trong mạng. Ví dụ, trong mô hình TCP/IP, giao thức TCP được sử dụng để thiết lập các kết nối đường dẫn giữa các máy tính để đảm bảo truyền dữ liệu một cách tin cậy và có thứ tự.
- Duy trì kết nối mạng: Sau khi kết nối được thiết lập, giao thức giúp duy trì các kết nối này để đảm bảo rằng thông tin có thể được truyền đi và nhận được một cách liên tục và đáng tin cậy. Ví dụ, giao thức TCP kiểm soát luồng dữ liệu, xác nhận nhận dữ liệu, và quản lý các lỗi trong quá trình truyền.
- Chấm dứt kết nối mạng: Khi quá trình truyền thông hoàn thành hoặc khi không còn cần thiết, giao thức giúp chấm dứt các kết nối mạng một cách an toàn và hiệu quả. Điều này giúp giải phóng tài nguyên mạng và ngăn chặn việc tiêu tốn tài nguyên không cần thiết. Ví dụ, trong TCP, việc chấm dứt kết nối được thực hiện thông qua việc gửi các gói tin FIN để thông báo cho thiết bị đối tác biết rằng kết nối sẽ kết thúc.
- Quản lý truyền thông dữ liệu qua mạng: Giao thức không chỉ giúp thiết lập và duy trì kết nối mạng, mà còn định rõ cách dữ liệu được truyền đi và nhận được qua mạng. Điều này bao gồm cách đóng gói dữ liệu, cách xác định nguồn và đích của dữ liệu, cũng như cách kiểm soát luồng và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong quá trình truyền.
Các loại giao thức
Có rất nhiều loại giao thức khác nhau, thông thường ta sẽ phân loại theo mục đích chung của các loại giao thức ấy thành các loại như:
- Giao thức truyền thông.
- Giao thức bảo mật.
- Giao thức thông báo.
- Giao thức quản lý.
- Giao thức xử lý lỗi.
Các chia theo kiểu trên khá khó, thông thường khi xem xét đến các giao thức trong mạng Internet, người ta thường xem xét xem giao thức ấy nằm ở tầng nào trong mô hình OSI hoặc mô hình TCP/IP. Đây là 2 mô hình quan trọng quy định một cách đầy đủ quy trình truyền dữ liệu trong mạng.
Dưới đây là một số giao thức phổ biến trong các tầng khác nhau của mô hình OSI:
- Tầng 7: Tầng Ứng dụng (Application Layer): HTTP, FTP, SMTP
- Tầng 6: Tầng Phiên (Presentation Layer): SSL/TLS
- Tầng 5: Tầng Phiên (Session Layer): NetBIOS
- Tầng 4: Tầng Vận chuyển (Transport Layer): TCP, UDP
- Tầng 3: Tầng Mạng (Network Layer): IP
- Tầng 2: Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer): Ethernet, Wi-Fi (802.11)
- Tầng 1: Tầng Vật lý (Physical Layer): Ethernet
Một số loại giao thức phổ biến cần biết
Giao thức thì có rất nhiều, để biết hết là rất khó. Tuy nhiên, bạn sẽ cần biết các giao thức phổ biến sau:
| Giao thức | Mô tả | Mục đích chính |
|---|---|---|
| TCP/IP | Bộ giao thức cơ bản cho Internet và mạng máy tính | Đảm bảo truyền dữ liệu một cách tin cậy và có thứ tự |
| HTTP | Dùng để truyền tải dữ liệu trên World Wide Web (WWW) | Truy cập các trang web và truyền tải tài liệu HTML |
| HTTPS | Phiên bản bảo mật của HTTP sử dụng SSL/TLS để mã hóa dữ liệu | Bảo vệ thông tin cá nhân và tài khoản người dùng |
| DNS | Quản lý ánh xạ tên miền sang địa chỉ IP | Xác định địa chỉ IP của máy chủ từ tên miền |
| SMTP | Dùng để truyền tải thư điện tử | Truyền tải thư từ máy khách đến máy chủ thư |
| POP3 | Dùng để nhận thư điện tử từ máy chủ thư | Tải thư từ máy chủ thư về máy khách |
| SSH | Dùng để thiết lập kết nối mạng an toàn và mã hóa | Truy cập và quản lý từ xa các thiết bị mạng |
| FTP | Dùng để truyền tải các tập tin qua mạng | Truyền tải tập tin giữa máy tính và máy chủ |
| DHCP | Tự động cấu hình địa chỉ IP và thông số mạng cho các thiết bị | Dễ dàng cấu hình mạng và tránh xung đột địa chỉ IP |
| SNMP | Dùng để quản lý và giám sát các thiết bị mạng | Thu thập thông tin và điều khiển các thiết bị mạng |
| ARP | Dùng để ánh xạ địa chỉ IP thành địa chỉ MAC trong mạng Ethernet | Xác định địa chỉ MAC tương ứng của một địa chỉ IP |
Hiểu cách các giao thức làm việc với nhau để truyền dữ liệu
Trong mạng máy tính, quá trình truyền dữ liệu được điều khiển và quản lý bởi các giao thức mạng. Đầu tiên, khi dữ liệu được tạo ra, nó được đóng gói thành các gói tin nhỏ để chuẩn bị cho việc truyền đi. Các giao thức như TCP/IP hoặc UDP/IP đảm bảo rằng dữ liệu được đóng gói một cách chính xác, thêm vào đó thông tin cần thiết như số thứ tự và kiểm tra tổng độ dài của gói tin để đảm bảo tính toàn vẹn.
Tiếp theo, các giao thức định tuyến như IP được sử dụng để quyết định đường đi tốt nhất cho gói tin thông qua mạng. Router, là thiết bị chịu trách nhiệm trong quá trình định tuyến, sử dụng các giao thức như RIP hoặc OSPF để quyết định đường đi phù hợp cho dữ liệu.
Trong mạng LAN, giao thức Ethernet đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị. Switch, là thiết bị chuyển tiếp, sử dụng giao thức Ethernet để xác định cổng đích của gói tin dựa trên địa chỉ MAC.
Đồng thời, để đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu, các giao thức như SSL/TLS được sử dụng để mã hóa thông tin trước khi truyền đi và giải mã khi dữ liệu đến đích. Quá trình này giúp đảm bảo rằng dữ liệu được truyền qua mạng một cách an toàn và bảo mật.
Tổng kết lại thì sau khi đọc bài viết này, mình không mong muốn các bạn nghĩ quá sâu xa về giao thức hay Protocol. Ta chỉ cần nắm rõ được các vấn đề sau:
- Protocol hay giao thức là một khái niệm chung nên đừng cố hiểu nó theo cách cụ thể.
- Chỉ cần ghi nhớ: “giao thức là một tập hợp các quy định, đặt ra để thiết lập, duy trì, quản lý việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng”
- Phải cùng giao thức thì các máy tính mới có thể kết nối với nhau.
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!
