Bộ Giao Thức TCP/IP Là Gì? Cách Hoạt động Của TCP/IP - Wiki Máy Tính

Mục lục nội dung

Toggle

• Bộ giao thức TCP/IP là gì?
• Lịch sử của chồng giao thức TCP/IP
• Các giao thức sử dụng bộ giao thức TCP/IP
• TCP/IP hoạt động như thế nào?
• Tại sao TCP/IP lại quan trọng?
• Bốn lớp của mô hình TCP/IP
  • Lớp ứng dụng – Application layer
  • Lớp truyền tải – Transport layer
  • Lớp mạng – Network layer
  • Lớp vật lý, liên kết – Physical layer, link
• Sử dụng TCP/IP
• Thiết lập kết nối TCP và Quy trình Bắt tay 3 bước
• Ưu điểm của TCP/IP
• Nhược điểm của TCP/IP
• TCP/IP và IP khác nhau như thế nào?
• So sánh mô hình TCP/IP so với mô hình OSI
  • Giống nhau
  • Khác nhau

4.8/5 - (10 bình chọn)

Bộ giao thức TCP/IP là gì? Cách hoạt động của TCP/IP

Bộ giao thức TCP/IP là gì?

TCP/IP là viết tắt của Transmission Control Protocol / Internet Protocol và 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 được sử dụng như một giao thức truyền thông trong mạng máy tính riêng (mạng nội bộ hoặc mạng ngoại vi).

Bộ giao thức TCP/IP bao gồm một tập hợp các quy tắc và thủ tục. TCP và IP là hai giao thức chính, mặc dù những giao thức khác được bao gồm trong bộ này . Bộ giao thức TCP/IP hoạt động như một lớp trừu tượng giữa các ứng dụng internet và cấu trúc định tuyến và chuyển mạch.

TCP/IP chỉ định cách dữ liệu được trao đổi qua internet bằng cách cung cấp các giao tiếp đầu cuối để xác định cách nó được chia thành các gói , định địa chỉ, truyền, định tuyến và nhận tại đích. TCP/IP yêu cầu quản lý trung tâm ít và được thiết kế để làm cho mạng trở nên đáng tin cậy với khả năng phục hồi tự động sau sự cố của bất kỳ thiết bị nào trên mạng.

Hai giao thức chính trong TCP/IP phục vụ các chức năng cụ thể. TCP xác định cách các ứng dụng có thể tạo ra các kênh truyền thông qua mạng. Nó cũng quản lý cách một thông điệp được tập hợp thành các gói nhỏ hơn trước khi chúng được truyền qua internet và được tập hợp lại theo đúng thứ tự tại địa chỉ đích.

IP xác định cách định địa chỉ và định tuyến từng gói để đảm bảo rằng nó đến đúng đích. Mỗi máy tính cổng trên mạng sẽ kiểm tra địa chỉ IP này để xác định nơi chuyển tiếp thư.

Lịch sử của chồng giao thức TCP/IP

Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng, chi nhánh nghiên cứu của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, đã tạo ra mô hình TCP/IP vào những năm 1970 để sử dụng trong ARPANET, một mạng diện rộng có trước internet. TCP/IP ban đầu được thiết kế cho hệ điều hành Unix và nó đã được tích hợp vào tất cả các hệ điều hành sau nó.

Các giao thức sử dụng bộ giao thức TCP/IP

Các giao thức TCP/IP phổ biến bao gồm:

• Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP) xử lý giao tiếp giữa máy chủ web và trình duyệt web.
• HTTP Secure xử lý giao tiếp an toàn giữa máy chủ web và trình duyệt web.
• Giao thức truyền tệp xử lý việc truyền tệp giữa các máy tính.

TCP/IP hoạt động như thế nào?

TCP/IP sử dụng mô hình giao tiếp máy khách-máy chủ trong đó người dùng hoặc máy (máy khách) được cung cấp một dịch vụ, chẳng hạn như gửi một trang web, bởi một máy tính khác (máy chủ) trong mạng.

Nói chung, bộ giao thức TCP/IP được phân loại là không trạng thái, có nghĩa là mỗi yêu cầu của khách hàng được coi là mới vì nó không liên quan đến các yêu cầu trước đó. Không trạng thái giải phóng các đường dẫn mạng để chúng có thể được sử dụng liên tục.

Tuy nhiên, bản thân lớp truyền tải là trạng thái. Nó truyền một thông điệp duy nhất và kết nối của nó vẫn ở nguyên vị trí cho đến khi tất cả các gói trong một thông báo được nhận và tập hợp lại tại đích.

Mô hình TCP/IP hơi khác với mô hình mạng 7 lớp OSI được thiết kế sau nó. Mô hình tham chiếu OSI xác định cách các ứng dụng có thể giao tiếp qua mạng.

Tại sao TCP/IP lại quan trọng?

TCP/IP là không độc quyền và do đó, không được kiểm soát bởi bất kỳ công ty nào. Do đó, TCP/IP có thể được sửa đổi một cách dễ dàng. Nó tương thích với tất cả các hệ điều hành (OSes), vì vậy nó có thể giao tiếp với bất kỳ hệ thống nào khác. TCP/IP cũng tương thích với tất cả các loại phần cứng và mạng máy tính.

TCP/IP có khả năng mở rộng cao và là một giao thức có thể định tuyến, có thể xác định đường dẫn hiệu quả nhất qua mạng. Nó được sử dụng rộng rãi trong kiến ​​trúc internet hiện tại.

Bốn lớp của mô hình TCP/IP

Chức năng TCP/IP được chia thành bốn lớp, mỗi lớp bao gồm các giao thức cụ thể:

Lớp ứng dụng – Application layer

Lớp ứng dụng cung cấp cho các ứng dụng sự trao đổi dữ liệu được chuẩn hóa. Các giao thức của nó bao gồm HTTP, FTP, Post Office Protocol 3 , Simple Mail Transfer Protocol và Simple Network Management Protocol. Tại lớp ứng dụng, tải trọng là dữ liệu ứng dụng thực tế.

Lớp truyền tải – Transport layer

Lớp truyền tải chịu trách nhiệm duy trì thông tin liên lạc 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 truyền tải bao gồm TCP và User Datagram Protocol , đôi khi được sử dụng thay thế cho TCP cho các mục đích đặc biệt.

Lớp mạng – Network layer

Lớp mạng , còn được gọi là lớp internet , xử lý các gói tin và kết nối các mạng độc lập để vận chuyển các gói tin qua các ranh giới mạng. Giao thức lớp mạng là IP và Giao thức thông báo điều khiển Internet, được sử dụng để báo lỗi.

Lớp vật lý, liên kết – Physical layer, link

Lớp vật lý, còn được gọi là lớp giao diện mạng hoặc lớp liên kết dữ liệu (link), bao 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 ở lớp thấp nhất này bao gồm Ethernet cho mạng cục bộ và Giao thức phân giải địa chỉ.

Sử dụng TCP/IP

TCP/IP có thể được sử dụng để cung cấp thông tin đăng nhập từ xa qua mạng để truyền tệp tương tác để gửi email, cung cấp các trang web qua mạng và truy cập từ xa vào hệ thống tệp của máy chủ lưu trữ. Nói một cách rộng rãi nhất, 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. Nó nêu chi tiết các giao thức cơ bản, hoặc các phương pháp giao tiếp, ở mỗi lớp khi thông tin đi qua.

Thiết lập kết nối TCP và Quy trình Bắt tay 3 bước

Dưới đây là quy trình Bắt tay 3 bước (Three-way handshake) và cách thiết lập kết nối TCP chi tiết:

Điều kiện tiên quyết để thiết lập kết nối TCP hợp lệ: Cả hai thiết bị đầu cuối phải có một địa chỉ IP duy nhất (IPv4 hoặc IPv6) và đã chỉ định và kích hoạt cổng mong muốn để truyền dữ liệu. Địa chỉ IP đóng vai trò là mã định danh, trong khi cổng cho phép hệ điều hành chỉ định kết nối cho các ứng dụng máy client (máy khách) và máy chủ cụ thể.

Quy trình thực tế để thiết lập kết nối với giao thức TCP như sau:

1. Đầu tiên, máy client yêu cầu gửi cho máy chủ một gói hoặc phân đoạn SYN (SYN là viết tắt của Synchronize – Đồng bộ hóa) với một số ngẫu nhiên, duy nhất. Số này đảm bảo truyền đầy đủ theo đúng thứ tự (không trùng lặp).
2. Nếu máy chủ đã nhận được phân đoạn, nó đồng ý kết nối bằng cách trả về một gói SYN-ACK (ACK là viết tắt của Acknowledgment – Xác nhận) bao gồm số thứ tự của máy client cộng với 1. Nó cũng truyền số thứ tự của chính nó tới máy client.
3. Cuối cùng, máy client xác nhận việc nhận phân đoạn SYN-ACK bằng cách gửi gói ACK của chính nó, trong trường hợp này chứa số thứ tự của máy chủ cộng với 1. Đồng thời, máy client đã có thể bắt đầu truyền dữ liệu đến máy chủ.

Vì kết nối TCP được thiết lập trong ba bước, quá trình kết nối được gọi là bắt tay ba bước.

Ưu điểm của TCP/IP

Những lợi thế của việc sử dụng mô hình TCP/IP bao gồm:

• Giúp thiết lập kết nối giữa các loại máy tính;
• Hoạt động độc lập với HĐH;
• Hỗ trợ nhiều giao thức định tuyến;
• Sử dụng kiến ​​trúc máy khách-máy chủ có khả năng mở rộng cao;
• Có thể hoạt động độc lập;
• Hỗ trợ một số giao thức định tuyến;
• Nhẹ và không gây áp lực thẳng không cần thiết cho mạng hoặc máy tính.

Nhược điểm của TCP/IP

Những nhược điểm của TCP/IP bao gồm những điều sau:

• Phức tạp để thiết lập và quản lý;
• Lớp vận chuyển không đảm bảo việc phân phối các gói tin;
• Không dễ thay thế các giao thức trong TCP/IP;
• Không tách bạch rõ ràng các khái niệm dịch vụ, giao diện và giao thức nên không phù hợp để mô tả công nghệ mới trong mạng mới;
• Dễ bị tấn công đồng bộ hóa , là một kiểu tấn công từ chối dịch vụ trong đó tác nhân xấu sử dụng TCP/IP.

TCP/IP và IP khác nhau như thế nào?

Có rất nhiều sự khác biệt giữa TCP/IP và IP. Ví dụ, IP là một giao thức internet cấp thấp tạo điều kiện cho việc truyền dữ liệu qua internet. Mục đích của nó là cung cấp các gói dữ liệu bao gồm tiêu đề, chứa thông tin định tuyến, chẳng hạn như nguồn và đích của dữ liệu và chính tải trọng dữ liệu.

IP bị giới hạn bởi số lượng dữ liệu mà nó có thể gửi. Kích thước tối đa của một gói dữ liệu IP, chứa cả tiêu đề và dữ liệu, dài từ 20 đến 24 byte. Điều này có nghĩa là các chuỗi dữ liệu dài hơn phải được chia thành nhiều gói dữ liệu phải được gửi độc lập và sau đó được tổ chức lại theo đúng thứ tự sau khi chúng được gửi đi.

Vì IP hoàn toàn là một giao thức gửi / nhận dữ liệu, nên không có tính năng kiểm tra tích hợp nào xác minh xem các gói dữ liệu được gửi có thực sự được nhận hay không.

Ngược lại với IP, TCP/IP là một giao thức truyền thông thông minh cấp cao hơn có thể làm được nhiều việc hơn. TCP/IP vẫn sử dụng IP như một phương tiện vận chuyển các gói dữ liệu, nhưng nó cũng kết nối máy tính, ứng dụng, trang web và máy chủ web. TCP hiểu một cách tổng thể toàn bộ luồng dữ liệu mà các nội dung này yêu cầu để hoạt động và nó đảm bảo toàn bộ khối lượng dữ liệu cần thiết được gửi lần đầu tiên. TCP cũng chạy các kiểm tra để đảm bảo dữ liệu được phân phối.

Khi nó hoạt động, TCP cũng có thể kiểm soát kích thước và tốc độ dòng dữ liệu. Nó đảm bảo rằng các mạng không bị tắc nghẽn có thể cản trở việc nhận dữ liệu.

Một ví dụ là một ứng dụng muốn gửi một lượng lớn dữ liệu qua internet. Nếu ứng dụng chỉ sử dụng IP, dữ liệu sẽ phải được chia thành nhiều gói IP. Điều này sẽ yêu cầu nhiều yêu cầu gửi và nhận dữ liệu, vì các yêu cầu IP được cấp cho mỗi gói.

Với TCP, chỉ cần một yêu cầu duy nhất để gửi toàn bộ luồng dữ liệu; TCP xử lý phần còn lại. Không giống như IP, TCP có thể phát hiện các vấn đề phát sinh trong IP và yêu cầu truyền lại bất kỳ gói dữ liệu nào bị mất. TCP cũng có thể tổ chức lại các gói để chúng được truyền theo thứ tự thích hợp – và nó có thể giảm thiểu tắc nghẽn mạng. TCP/IP giúp truyền dữ liệu qua internet dễ dàng hơn.

So sánh mô hình TCP/IP so với mô hình OSI

TCP/IP và OSI là các giao thức mạng truyền thông được sử dụng rộng rãi nhất. Sự khác biệt chính là OSI là một mô hình khái niệm, nó chỉ để tham chiếu mà không được sử dụng thực tế. Thay vào đó, nó xác định cách các ứng dụng có thể giao tiếp qua mạng. Mặt khác, TCP/IP được sử dụng rộng rãi để thiết lập các liên kết và tương tác mạng.

Các giao thức TCP/IP đặt ra các tiêu chuẩn mà internet được tạo ra, trong khi mô hình OSI cung cấp các hướng dẫn về cách thức giao tiếp phải được thực hiện. Do đó, TCP/IP là một mô hình thực tế hơn.

Các mô hình TCP/IP và OSI có những điểm giống và khác nhau . Điểm giống nhau chính là ở cách chúng được xây dựng khi cả hai đều sử dụng các lớp, mặc dù TCP/IP chỉ bao gồm 4 lớp, trong khi mô hình OSI bao gồm 7 lớp.

Lớp trên cho cả mô hình TCP/IP và mô hình OSI là lớp ứng dụng. Mặc dù lớp này thực hiện các nhiệm vụ giống nhau trong mỗi mô hình, nhưng các tác vụ đó có thể khác nhau tùy thuộc vào dữ liệu mà mỗi người nhận được.

Các chức năng được thực hiện trong mỗi mô hình cũng tương tự nhau vì mỗi mô hình sử dụng một lớp mạng và lớp vận chuyển để hoạt động. Mỗi mô hình TCP/IP và OSI hầu hết được sử dụng để truyền các gói dữ liệu. Mặc dù họ sẽ làm như vậy bằng các phương tiện khác nhau và bằng các con đường khác nhau, họ vẫn sẽ đến đích.

Giống nhau

Những điểm tương đồng giữa mô hình TCP/IP và mô hình OSI bao gồm:

• Cả hai đều là mô hình logic.
• Họ xác định các tiêu chuẩn mạng.
• Chúng chia quá trình giao tiếp mạng thành các lớp.
• Họ cung cấp các khuôn khổ để tạo và triển khai các tiêu chuẩn và thiết bị mạng.
• Chúng cho phép một nhà sản xuất tạo ra các thiết bị và thành phần mạng có thể cùng tồn tại và hoạt động với các thiết bị và thành phần do các nhà sản xuất khác sản xuất.

Khác nhau

Sự khác biệt giữa mô hình TCP/IP và mô hình OSI bao gồm:

• TCP/IP chỉ sử dụng một lớp (ứng dụng) để xác định chức năng của các lớp trên, trong khi OSI sử dụng ba lớp (ứng dụng, bản trình bày và phiên).
• TCP/IP sử dụng một lớp (vật lý) để xác định chức năng của các lớp dưới cùng, trong khi OSI sử dụng hai lớp (liên kết vật lý và dữ liệu).
• Kích thước tiêu đề TCP/IP là 20 byte, trong khi tiêu đề OSI là 5 byte.
• TCP/IP là một tiêu chuẩn hướng giao thức, trong khi OSI là một mô hình chung dựa trên các chức năng của từng lớp.
• TCP/IP theo cách tiếp cận ngang, trong khi OSI theo cách tiếp cận dọc.
• Trong TCP/IP, các giao thức được phát triển đầu tiên, và sau đó mô hình được phát triển. Trong OSI, mô hình được phát triển đầu tiên, và sau đó các giao thức trong mỗi lớp được phát triển.
• TCP/IP giúp thiết lập kết nối giữa các loại máy tính khác nhau, trong khi OSI giúp chuẩn hóa bộ định tuyến, thiết bị chuyển mạch, bo mạch chủ và các phần cứng khác.

Nguồn: Bộ giao thức TCP/IP là gì? Cách hoạt động của TCP/IP

Bài viết này có hữu ích với bạn không?CóKhông