Ngày nay, internet đang ngày càng trở nên phổ biến trên khắp thế giới. Để hoạt động, internet cần có các phương thức truyền dẫn. Một phương thức phổ biến là TCP/IP. Bài viết này sẽ khái quát TCP/IP là gì, đồng thời so sánh nó với OSI.

Giao thức TCP/IP là gì?

TCP/IP: Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Đây là một bộ các giao thức truyền thông được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng với nhau trên internet. TCP/IP cũng có thể được sử dụng như một giao thức truyền thông trong mạng máy tính riêng (mạng nội bộ).

Toàn bộ bộ Giao thức internet – một tập hợp các quy tắc và thủ tục – thường gọi là TCP/IP. Trong đó, TCP và IP là hai giao thức chính bên cạnh những giao thức khác trong bộ. Bộ giao thức TCP/IP hoạt động như một lớp trừu tượng giữa các ứng dụng internet và hạ tầng router/switch.

TCP/IP chỉ định cách dữ liệu được trao đổi qua internet. Nó thực hiện bằng cách cung cấp thông tin liên lạc đầu cuối. Từ đó xác định cách nó được chia thành các packet, xác định địa chỉ, truyền dẫn, định tuyến và nhận dữ liệu. TCP/IP được thiết kế để đảm bảo độ tin cậy, nó có khả năng khôi phục tự động khi gặp sự cố trong quá trình truyền dữ liệu.

Giao thức TCP/IP

Vai trò của TCP và IP

Trong hai giao thức chính của bộ Giao thức internet, mỗi giao thức đảm nhiệm các chức năng cụ thể. TCP xác định cách các ứng dụng có thể tạo ra các kênh truyền dẫn thông qua mạng. Đồng thời, TCP quản lý cách một tin nhắn được chia thành các packet nhỏ hơn trước khi truyền qua internet. Sau đó là cách chúng tập hợp lại theo đúng thứ tự ở nơi nhận.

Đối với IP, nó đảm bảo các gói được đi đến đúng địa chỉ đích. Mỗi gateway trên mạng sẽ kiểm tra địa chỉ IP này để xác định nơi chuyển tiếp.

Các giao thức phổ biến của TCP/IP gồm:

• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): Xử lý giao tiếp giữa máy chủ web và trình duyệt web.
• HTTPS (Secure HTTP): Xử lý giao tiếp bảo mật giữa máy chủ web và trình duyệt web.
• FTP (File Transfer Protocol – Giao thức truyền tệp): Xử lý việc truyền tải file giữa các máy tính.

Cách thức hoạt động của TCP/IP là gì?

TCP/IP sử dụng mô hình giao tiếp client – server. Trong đó, người dùng (client) được cung cấp dịch vụ (như gửi trang web) bởi một máy chủ (server) trong mạng.

Nói chung, TCP/IP có bản chất là stateless. Tức là, mỗi yêu cầu của client được xem là hoàn toàn mới, vì nó không liên quan đến các yêu cầu trước. Stateless giúp giải phóng các đường dẫn mạng để chúng có thể được sử dụng liên tục.

Tuy nhiên, bản thân lớp transport là stateful. Nó truyền một thông điệp duy nhất và kết nối vẫn giữ nguyên vị trí. Việc này duy trì đến khi tất cả các gói trong một message được nhận và tập hợp tại đích đến.

Mô hình TCP/IP tương đối khác so với mô hình mạng bảy lớp – Mô hình tham chiếu hệ thống mở (Open Systems Interconnection – OSI). Mô hình OSI được ra đời sau, xác định cách các ứng dụng có thể giao tiếp qua mạng.

Các tầng trong mô hình TCP/IP

Mô hình TCP/IP được chia thành 4 tầng (Layer), mỗi layer bao gồm các giao thức cụ thể:

Tầng Application

• Cung cấp cho các ứng dụng những trao đổi dữ liệu chuẩn hóa.
• Các giao thức: HTTP, FTP, Post Office Protocol 3 (POP3), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) và Simple Network Management Protocol (SNMP).
• Dữ liệu trong tầng này là dữ liệu ứng dụng thực tế.

Tầng Transport

• Chịu trách nhiệm duy trì thông tin liên tạc end-to-end trên toàn mạng. TCP xử lý thông tin liên lạc giữa các máy chủ và cung cấp khả năng kiểm soát luồng, ghép kênh và độ tin cậy.
• Các giao thức: TCP và UDP (User Datagram Protocol).

Tầng Internet

• Xử lý các network packet và kết nối các mạng độc lập. Từ đó vận chuyển các packet qua network.
• Giao thức: IP và ICMP (Internet Control Message Protocol) – dùng để báo cáo lỗi.

Tầng Physical

• Còn gọi là Link Layer, gồm các giao thức chỉ hoạt động trên một liên kết – thành phần mạng kết nối các nút hoặc máy chủ trong mạng.
• Các giao thức: Ethernet (cho mạng LAN) và ARP.

So sánh TCP/IP và OSI

TCP/IP và OSI là hai giao thức mạng truyền thông phổ biến nhất. TCP/IP dùng để thiết lập các liên kết và giao tiếp trong mạng. Mặt khác, OSI là một mô hình khái niệm, không được sử dụng thực tế. OSI xác định cách các ứng dụng có thể giao tiếp qua mạng. Trước tiên, hãy tìm hiểu sơ qua về cấu trúc của mô hình OSI.

Bảy tầng (lớp) của mô hình OSI

• Layer 7 – Application: Cho phép người dùng tương tác với ứng dụng hoặc mạng.
• Layer 6 – Presentation: Dịch, định dạng dữ liệu cho lớp ứng dụng dựa trên ngữ nghĩa hoặc cú pháp mà ứng dụng chấp nhận.
• Layer 5 – Session: Kiểm soát hội thoại giữa các máy tính.
• Layer 4 – Transport: Xử lý việc truyền dữ liệu qua mạng, cung cấp cơ chế kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu.
• Layer 3 – Network: Di chuyển dữ liệu vào và qua các mạng khác.
• Layer 2 – Link: Xử lý các vấn đề xảy ra do lỗi truyền bit.
• Layer 1 – Physical: Vận chuyển dữ liệu bằng các giao diện điện, cơ học hay các thủ tục.

TCP/IP và OSI

Điểm giống nhau giữa OSI và TCP/IP là gì?

• Đều là các mô hình logic.
• Xác định tiêu chuẩn network.
• Chia quá trình giao tiếp netowork thành các layer.
• Cung cấp các khuôn khổ để tạo, triển khai các tiêu chuẩn và thiết bị mạng.
• Cho phép một nhà sản xuất tạo ra các thiết bị, thành phần mạng có thể cùng tồn tại và hoạt động với các thiết bị, thành phần của nhà sản xuất khác.

TCP/IP và OSI khác nhau như thế nào?

• TCP/IP chỉ sử dụng tầng ứng dụng để xác định chức năng của các tầng trên. Trong khi đó, OSI sử dụng đến ba tầng (Application, presentation và session).
• TCP/IP sử dụng Link Layer để xác định chức năng tầng dưới cùng. Đối với OSI, nó sử dụng hai tầng: Physical và Data Link.
• OSI sử dụng lớp Network để xác định các tiêu chuẩn và giao thức định tuyến. Chức năng này được quản lý bởi tầng internet của TCP/IP.
• Mô hình TCP/IP là một tiêu chuẩn oriented protocol. Trong khi đó, OSI là một mô hình chung dựa trên chức năng của mỗi lớp.
• Cách tiếp cận của TCP/IP là tiếp cận ngang, trong khi của OSI là dọc.
• Trong bộ TCP/IP, các giao thức được phát triển trước mô hình. Quá trình này ngược lại so với OSI.
• TCP/IP giúp thiết lập kết nối giữa các loại máy tính với nhau. Mặt khác, OSI giúp chuẩn hóa các router, switch, bo mạch chủ và các phần cứng khác.

Tóm lại, mỗi mô hình đều có cách vận hành cũng như chức năng khác nhau. Tuy nhiên, có thể thấy TCP/IP là một mô hình thực tế hơn khi nó đặt ra các tiêu chuẩn mà internet được tạo ra. Trong khi đó, OSI cung cấp các hướng dẫn về cách giao tiếp phải được thực hiện.

Ứng dụng của TCP/IP là gì?

Giao thức TCP/IP có thể được sử dụng để cung cấp thông tin đăng nhập từ xa qua mạng, truyền file tương tác, gửi email, phân phối trang web qua mạng và truy cập từ xa vào hệ thống của máy chủ lưu trữ. Nói cách khác, nó được sử dụng để biểu thị cách thông tin thay đổi hình thành khi nó truyền qua mạng. Từ lớp vật lý cụ thể đến lớp ứng dụng trừu tượng. TCP/IP trình bày chi tiết các giao thức cơ bản hoặc các phương thức giao tiếp ở mỗi lớp khi thông tin đi qua.

Ưu điểm và nhược điểm của TCP/IP là gì?

Ưu điểm

Như đã đề cập ở trên, TCP/IP là một mô hình có tính thực tế cao. Những đặc điểm nổi bật của nó có thể được kể đến như:

• Thiết lập kết nối giữa các loại máy tính khác nhau.
• Hoạt động độc lập với hệ điều hành.
• Hỗ trợ nhiều giao thức định tuyến.
• Kiến trúc client – server, khả năng mở rộng cao.
• Có thể hoạt động độc lập.
• Hỗ trợ nhiều giao thức định tuyến.
• Nhẹ, không gây nhiều áp lực với máy tính hay mạng.

Nhược điểm

Dẫu vậy, không có mô hình nào là hoàn hảo. TCP/IP cũng có một số điểm hạn chế cần được khắc phục:

• Việc cài đặt khá phức tạp, khó để quản lý.
• Tầng transport không đảm bảo việc phân phối các gói tin.
• Các giao thức trong TCP/IP không dễ để có thể thay thế.
• Không tách biệt rõ ràng các khái niệm về dịch vụ, giao diện và giao thức. Do đó nó không hiệu quả để mô tả các công nghệ mới trong mạng mới.
• Dễ bị tấn công SYN  – một kiểu tấn công từ chối dịch vụ.

Theo SearchNetworking.