TCP/IP Là Gì? Ưu Và Nhược điểm Của TCP/IP So Với Mô Hình OSI

1. TCP/IP là gì?
2. TCP/IP hoạt động như thế nào?
3. Sự phát triển của mô hình TCP/IP
4. Ưu điểm của TCP/IP là gì?
5. Các giao thức TCP/IP phổ biến nhất là gì?
6. Mô hình phân tầng trong TCP/IP
   1. Tầng 4: Application của TCP/IP là gì?
   2. Tầng 3: Transport của TCP/IP là gì?
   3. Tầng 2: Internet (Tầng mạng)
   4. Tầng 1: Physical (Tầng vật lý)
7. So sánh mô hình OSI và TCP/IP
   1. Mô hình OSI là gì?
   2. So sánh TCP/IP và mô hình OSI
8. Những câu hỏi thường gặp về TCP/IP
   1. TCP/IP khác biệt như thế nào so với Ethernet?
   2. Nên chọn mô hình TCP/IP hay OSI?
   3. Dữ liệu truyền vào các lớp có giống nhau hay không?
   4. Những giao thức nào được sử dụng ở mỗi lớp?

TCP/IP là gì?

TCP/IP viết tắt của Transmission Control Protocol (TCP) và Internet Protocol (IP) là giao thức cài đặt truyền thông, chồng giao thức mà hầu hết các mạng máy tính ngày nay đều sử dụng để kết nối. TCP/IP được đặt theo tên của 2 giao thức là giao thức điều khiển giao vận và giao thức liên mạng. Đây là 2 giao thức đầu tiên trên thế giới được định nghĩa. TCP/IP được phát triển vào năm 1978 bởi Bob Kahn và Vint Cerf. Sau đây, mình sẽ tìm hiểu về phương thức hoạt động của TCP/IP là gì nhé!

TCP/IP hoạt động như thế nào?

Trong giao thức TCP/IP, IP có vai trò quan trọng. IP cho phép máy tính chuyển tiếp gói tin tới một máy tính khác. Thông qua một hoặc nhiều khoảng (chuyển tiếp) gần với người nhận gói tin. TCP sẽ giúp kiểm tra các gói dữ liệu xem có lỗi không? Sau đó gửi yêu cầu truyền lại nếu có lỗi được tìm thấy.

Như vậy, quy cách hoạt động của TCP/IP thật ra rất đơn giản. Bạn có thể hình dung việc truyền tin trên Internet tựa như một dây chuyền sản xuất. Các công nhân sẽ lần lượt chuyền các bán thành phẩm qua những giai đoạn khác nhau để bổ sung hoàn thiện sản phẩm. Khi đó, IP giống như là quy cách hoạt động của nhà máy, còn TCP lại đóng vai trò là một người giám sát dây chuyền, đảm bảo cho dây chuyền liên tục nếu có lỗi xảy ra.

Sự phát triển của mô hình TCP/IP

TCP/IP là giao thức điều khiển truyền nhận/ giao thức liên mạng. Đây là từ viết tắt của Transmission Control Protocol/Internet Protocol. TCP/IP là một tập hợp các quy tắc, bộ giao thức trao đổi thông tin được tiêu chuẩn hóa cho phép các máy tính giao tiếp trên một mạng như Internet. TCP/IP có khả năng phục hồi tự động.

Từ các thông tin tôi tổng hợp được thì bộ giao thức liên mạng trong công trình DARPA năm 1970 chính là nơi khởi nguồn cho ý tưởng hình thành mô hình TCP/IP ra đời. Ý tưởng này được bắt nguồn bởi Kỹ sư Vinton Cerf và Robert E. Kahn. Họ là những người được xem là cha đẻ của Internet. hai kỹ sư này kết hợp cùng nhiều nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu qua nhiều năm để phát triển, hoàn thiện giao thức này. Giao thức TCP/ IP được ổn định hóa từ dầu năm 1978. 

Thử nghiệm thông nối giữa 2 mô hình TCP/IP đã thực hiện thành công vào vào năm 1975. Các cuộc thử nghiệm này sau đó được triển khai nhiều hơn với kết quả tốt. Chính nhờ những thành tựu này mà Internet Architecture Broad mở hội thảo mời hơn 250 công ty thương mại tham dự. Kể từ đó, mô hình TCP/IP được phổ biến rộng rãi trên khắp thế giới đến nay mà tôi và bạn chắc hẳn đều có sử dụng.

Ưu điểm của TCP/IP là gì?

Ưu điểm thứ nhất của TCP/IP chính là không chịu sự kiểm soát của bất kỳ tổ chức nào. Vì vậy, bạn có thể tự do trong việc sử dụng. Thứ hai, TCP/IP có khả năng tương thích cao với tất cả các hệ điều hành, phần cứng máy tính và mạng. Vì vậy, giao thức này hoạt động hiệu quả với nhiều hệ thống khác nhau.

Cuối cùng, TCP/IP có khả năng mở rộng cao. Giao thức này có thể định tuyến. Và thông qua mạng có thể xác định được đường dẫn hiệu quả nhất.

Các giao thức TCP/IP phổ biến nhất là gì?

Hiện nay, TCP/IP có 3 giao thức được sử dụng phổ biến nhất là HTTP, HTTPS, FTP.

HTTP: HTTP được sử dụng để truyền dữ liệu không an toàn giữa một web client và một web server. Theo quy trình, web client (trình duyệt Internet trên máy tính) sẽ gửi một yêu cầu đến một web server để xem một website. Sau đó, máy chủ web nhận được yêu cầu đó và gửi thông tin website về cho web client.

HTTPS: HTTPS được sử dụng để truyền dữ liệu an toàn giữa một web client và một web server. Giao thức này được dùng để gửi dữ liệu giao dịch thẻ tín dụng hoặc dữ liệu cá nhân khác từ một web tới một web server.

FTP: FTP là phương thức trao đổi file được sử dụng giữa hai hoặc nhiều máy tính thông qua Internet. Nhờ FTP, các máy tính có thể gửi và nhận dữ liệu đến nhau một các trực tiếp.

Mô hình phân tầng trong TCP/IP

Mô hình TCP/IP tiêu chuẩn bao gồm 4 tầng được chồng lên nhau, bắt đầu từ tầng thấp nhất là:

• Tầng 1: Tầng vật lý (Physical) 
• Tầng 2: Tầng mạng (Network)
• Tầng 3: Tầng giao vận (Transport)
• Tầng 4: Tầng ứng dụng (Application).

Cùng Mắt Bão tìm hiểu chi tiết về khái niệm cũng như phân việc của 4 tầng này nhé!

Tầng 4: Application của TCP/IP là gì?

Tầng Application hay còn gọi là tầng ứng dụng. Tầng ứng dụng đảm nhận vai trò giao tiếp dữ liệu giữa 2 máy khác nhau thông qua các dịch vụ mạng khác nhau (duyệt web, chay hay các giao thức trao đổi dữ liệu SMTP, SSH, FTP…). Dữ liệu khi đến được tầng 4 sẽ được định dạng để kết nối theo kiểu Byte nối Byte. Các thông tin định tuyến tại đây sẽ giúp xác định đường đi đúng của một gói tin.

Tầng 3: Transport của TCP/IP là gì?

Tầng dữ liệu hoạt động thông qua hai giao thức chính là TCP (Transmisson Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol).

TCP sẽ đảm bảo chất lượng truyền gửi gói tin, tuy nhiên lại mất thời gian khá lâu để thực hiện các thủ tục kiếm soát dữ liệu. Ngược lại, UDP lại cho tốc độ truyền tải nhanh nhưng lại không đảm bảo được chất lượng dữ liệu. Ở tầng này, TCP và UDP sẽ hỗ trợ nhau phân luồng dữ liệu.

Tầng 2: Internet (Tầng mạng)

Tầng Internet đảm nhận việc truyền tải dữ liệu một cách hợp lý. Các giao thức của tầng này bao gồm IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Message Protocol).

Tầng 1: Physical (Tầng vật lý)

Tầng vật lý (còn được gọi là tầng liên kết dữ liệu) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP. Tầng này chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng. Tại đây, các gói dữ liệu được đóng vào khung (gọi là Frame) và được định tuyến đi đến đích đã được chỉ định ban đầu.

So sánh mô hình OSI và TCP/IP

Cũng là giao thức truyền thông kết nối giống như TCP/IP, OSI là một giao thức phổ biến được nhiều người biết đến.

Mô hình OSI là gì?

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection Reference Model)còn được gọi với cái tên: mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở. Mô hình này chia giao tiếp mạng thành 7 lớp. Trong đó, lớp 1 đến 4 là những cấp thấp và chỉ thực hiện nhiệm vụ di chuyển dữ liệu. Lớp 5 đến lớp 7 sẽ là lớp cấp cao, có nhiệm vụ đặc phù và tham gia vào chuỗi mắt xích truyền tải dữ liệu đến những lớp tiếp theo.

So sánh TCP/IP và mô hình OSI

• Độ tin cậy chung: TCP/IP được coi là một lựa chọn đáng tin cậy hơn so với mô hình OSI. Trong hầu hết các trường hợp, mô hình OSI được gọi là công cụ tham khảo.
• Tính bảo mật: OSI cũng được biết đến với giao thức và ranh giới chặt chẽ. TCP/IP cho phép “nới lỏng” các quy tắc, cung cấp các nguyên tắc chung được đáp ứng.
• Về phương pháp tiếp cận: TCP/IP thực hiện cách tiếp cận theo chiều ngang còn mô hình OSI thực hiện cách tiếp cận theo chiều dọc.
• Mô hình phân tầng: TCP/IP kết hợp tầng phiên và tầng trình diễn trong tầng ứng dụng. Dường như OSI có một cách tiếp cận khác nhau, có các tầng khác nhau và mỗi tầng chỉ thực hiện một chức năng riêng.
• Thiết kế mô hình: Trong TCP/IP, các giao thức được thiết kế đầu tiên và sau đó mô hình được phát triển. Trong OSI, việc phát triển mô hình xảy ra trước và sau đó là phát triển giao thức.
• Về truyền thông: TCP/IP chỉ hỗ trợ truyền thông không kết nối phát ra từ tầng mạng. Ngược lại dường như OSI làm điều này khá tốt, hỗ trợ cả kết nối không dây và kết nối theo định tuyến trong tầng mạng.
• Tính phụ thuộc: TCP/IP là một mô hình phụ thuộc vào giao thức, còn OSI là một chuẩn giao thức độc lập.

Những câu hỏi thường gặp về TCP/IP

Tuy TCP/IP đã được sử dụng phổ biến, nhưng không phải ai cũng hiểu rõ hết về mô hình này. Nội dung bên dưới là một số câu hỏi thường gặp về TCP/IP:

• TCP/IP khác biệt như thế nào so với Ethernet?
• Nên chọn mô hình TCP/IP hay OSI?
• Dữ liệu truyền vào các lớp có giống nhau hay không?
• Những giao thức nào được sử dụng ở mỗi lớp?

TCP/IP khác biệt như thế nào so với Ethernet?

Bộ giao thức TCP/IP được sử dụng trong các lớp OSI giúp các lớp kết nối mạng hiệu quả. Chức năng này hoàn toàn độc lập với kiến trúc cơ bản trên cả hai hệ thống và cho phép hai hệ thống giao tiếp với nhau. Trong khi đó, Ethernet là một giao thức cho Network Layer trong TCP/IP Stack. Nó là một công nghệ cục bộ, mô tả cách các thiết bị kết nối mạng định dạng và truyền dữ liệu đến những thiết bị mạng khác trên cùng một Segment mạng.

TCP/IP theo dõi và kiểm soát trình tự truyền gói tin, cung cấp địa chỉ, mô tả các quy tắc phân chia thông tin thành những phần nhỏ, kiểm tra và phát hiện lỗi khi truyền tin. Còn Ethernet là một tiêu chuẩn mạng quy định thiết bị nào trên mạng phải kiểm soát thời điểm truyền dữ liệu đi. Khi xác định mạng có thể nhận thông tin liên lạc, mỗi thiết bị trung tâm trên mạng (Node) sẽ chủ động truyền dữ liệu.

Nên chọn mô hình TCP/IP hay OSI?

Để thiết lập kết nối giữa các thiết bị giao tiếp trên toàn cầu, chúng ta sẽ cần đến OSI (Open Systems Interconnection). OSI cho phép các hệ thống khác nhau có thể giao tiếp được với nhau nhờ cung cấp tiêu chuẩn dưới dạng kiến trúc phân tầng. Mô hình này phù hợp với mọi hệ thống mạng của nó, do đó nó được xem là mã nguồn mở.

Sự khác biệt giữa TCP/IP và OSI nằm ở sự kết hợp giữa các tầng với nhau. Tầng trình diễn của TCP/IP được kết hợp với tầng phiên trong tầng ứng dụng. Đồng thời, mỗi tầng sẽ thực hiện một nhiệm vụ khác nhau. OSI là một chuẩn giao thức độc lập, còn TCP/IP là mô hình phụ thuộc hoàn toàn vào giao thức.

Bên cạnh đó, TCP/IP cung cấp các nguyên tắc chung và cá nhân tôi cho rằng TCP/IP không quá khắt khe đối với người dùng về các quy tắc. Dựa trên nhiều thông kê, tôi nhận định rằng mô hình TCP/IP được nhiều người sử dụng hơn so với OSI. Ngoài ra, sự khác biệt còn nằm ở chỗ OSI tiếp cận theo chiều dọc, còn TCP/IP tiếp cận theo chiều ngang.

Các giao thức TCP/IP sẽ được thiết kế trước, còn mô hình sẽ được phát triển sau đó. Riêng OSI thì ngược lại, mô hình sẽ được phát triển trước rồi các giao thức được phát triển sau đó.

Dữ liệu truyền vào các lớp có giống nhau hay không?

Dữ liệu được truyền vào mỗi lớp (Layer) trong mô hình TCP/IP là khác nhau. 

• Với Application Layer (lớp ứng dụng), dữ liệu chính là các luồng (Stream). 
• Đối với Transport Layer (lớp truyền tải-TCP) thì đơn vị dữ liệu TCP gửi xuống gọi là TCP Segment.
• Trong lớp Internet (IP), dữ liệu IP gửi xuống tầng dưới gọi là IP Datagram.
• Link Layer (lớp kết nối): dữ liệu được truyền đi gọi là Frame.

Những giao thức nào được sử dụng ở mỗi lớp?

• Với Application Layer, FTP truyền các File ASCII hoặc nhị phân theo 2 chiều. HTTP truyền nội dung giữa Server và Client, SMTP phân phối thư điện tử, DNS hỗ trợ truy nhập Internet,…
• Transport Layer: UDP tăng tốc độ truyền tải, TCP đảm bảo truyền dữ liệu một cách an toàn,…
• Lớp Internet: ICMP sẽ thông báo lỗi nếu truyền dữ liệu bị hỏng, IP sẽ gán địa chỉ cho dữ liệu trước khi truyền và định tuyến chúng tới đích,…
• Link Layer sử dụng Wi-Fi, Ethernet, Token Ring, Fiber Distributed Data Interface ( FDDI).

Có thể thấy, để đạt được mục đích của mình thì giao thức ở Layer cao hơn sẽ dùng giao thức ở Layer thấp hơn.

Qua bài viết, Mắt Bão hi vọng bạn đã có thêm kiến thức về giao thức truyền tin mạng TCP/IP. Từ đó, bạn sẽ tìm được những cách thức khai thác tối ưu nhất giao thức kết nối mạng phổ biển nhất hiện nay..