TCP/IP là gì? Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IP

TCP/IP là một trong các phương thức truyền dẫn trong quá trình sử dụng Internet phổ biến nhất hiện nay. Tuy nhiên, vẫn có nhiều người chưa hiểu rõ về TCP/IP là gì, cách hoạt động của TCP/IP như nào. Trong bài viết này, Mona Media sẽ cùng các bạn tìm hiểu thêm các chi tiết về giao thức TCP/IP là gì, cách hoạt động và ưu nhược điểm.

TCP/IP là gì?

TCP/IP là từ viết tắt của Transmission Control Protocol/ Internet Protocol, có nghĩa là giao thức điều khiển truyền nhận, giao thức liên mạng. Đây là một bộ giao thức trao đổi thông tin dùng để truyền tải và kết nối các thiết bị trong hệ thống mạng Internet.

TCP/IP bao gồm có 2 giao thức chính, đó là:

• TCP: Giao thức TCP dùng để xác định các ứng dụng và tạo ra các kênh giao tiếp. TCP còn có chức năng quản lý các thông tin được chia nhỏ để truyền tải qua Internet. Giao thức TCP này sẽ tổng hợp và xử lý các thông tin này theo đúng thứ tự để đảm bảo truyền tải thông tin chính xác đến địa chỉ cần đến. 
• IP: Giao thức đảm bảo truyền tải thông tin đến đúng địa chỉ. IP sẽ gán từng địa chỉ và định tuyến từng điểm thông tin. Mỗi mạng chỉ có 1 địa chỉ IP để xác định chính xác nơi chuyển/nhận dữ liệu, thông tin. 

Sự phát triển và hình thành của mô hình TCP/IP

Ý tưởng hình thành nên mô hình TCP/IP bắt nguồn từ Bộ giao thức liên mạng trong nghiên cứu DARPA vào năm 1970 do hai kỹ sư Robert E. Kahn và Vint Cerf tiến hành nghiên cứu và phát triển nhiều năm cùng với sự hỗ trợ của nhiều tổ chức nghiên cứu khác. Năm 1978, giao thức TCP /IP đã được ổn định hóa với sự phát triển của mô hình TCP/IP Version 4, đây cũng chính là giao thức tiêu chuẩn được được dùng nhiều nhất hiện nay của Internet. 

Liên kết giữa 2 mô hình TCP/IP đã được thử nghiệm thành công vào năm 1975. Cũng bắt đầu từ thời điểm này, nhiều thử nghiệm kết nối mô hình TCP/IP đang được tiến hành và đạt được nhiều kết quả tốt. Kết quả là Internet Architecture Board đã tổ chức một hội thảo và hơn 250 đại diện của các công ty thương mại tham dự. Từ đó, mô hình TCP/IP phổ biến rộng rãi khắp nơi trên thế giới. 

3 giao thức TCP/IP phổ biến hiện nay

Đây là 3 giao thức TCP/IP được sử dụng phổ biến hiện nay:

• HTTP: HTTP được sử dụng để truyền những dữ liệu không được mã hóa từ một web server đến một web client. Để xem một website, web client (trình duyệt Internet trên máy tính) sẽ gửi yêu cầu đến 1 web server. Khi nhận được yêu cầu đó, web server sẽ phản hồi bằng cách gửi cho web client một bản sao thông tin của trang web.
• HTTPS: HTTPS được sử dụng để bảo mật thông tin khi truyền dữ liệu giữa một web client và một web server. Giao thức này được sử dụng để chuyển thông tin cá nhân từ 1 web sang 1 web server, chẳng hạn như dữ liệu giao dịch thẻ tín dụng. 
• FTP: Với FTP, đây là phương thức mà hai hoặc nhiều máy tính có thể trao đổi tệp qua Internet. Máy tính có thể giao tiếp trực tiếp với nhau bằng cách sử dụng FTP để gửi và nhận dữ liệu. 

Cách thức hoạt động của mô hình TCP/IP

IP có ý nghĩa quan trọng trong hoạt động của giao thức TCP/IP. IP cho phép máy tính có thể chuyển tiếp các gói tin đến một máy tính khác thông qua IP thông qua một hoặc nhiều khoảng cách gần người nhận gói tin. TCP sẽ hỗ trợ kiểm tra các gói dữ liệu có bị lỗi hay không. Sau đó nếu phát hiện ra lỗi, IP có thể đưa ra yêu cầu truyền lại.

Do đó, TCP/IP thực sự khá dễ sử dụng. Trên Internet, thông tin được truyền tải tương tự như một dây chuyền sản xuất. Để hoàn thành thành phẩm, các công nhân sẽ luân phiên truyền các bán thành phẩm qua nhiều công đoạn khác nhau. Tại thời điểm đó, TCP đóng vai trò là người giám sát dây chuyền, duy trì dây chuyền nếu có sự cố xảy ra và IP hoạt động như một tiêu chuẩn vận hành của nhà máy.

Ưu điểm và nhược điểm của TCP/IP 

Ưu điểm

• TCP/IP không chịu sự quản lý bởi bất kỳ tổ chức nào. Điều này giúp cho bạn thoải mái và dễ dàng trong việc sử dụng. 
• TCP/IP có độ tương thích cao với tất cả các hệ điều hành, kể cả phần mạng và phần cứng máy tính. Do đó, điểm mạnh của giao thức này chính là hoạt động hiệu quả với nhiều loại hệ thống khác nhau. 
• TCP/IP có khả năng mở rộng. Giao thức này có thể định tuyến được và nó có thể xác định đường đi hiệu quả nhất qua mạng.

Nhược điểm

• Giao thức TCP/IP khá khó trong việc cài đặt để sử dụng vì giao thức này khá phức tạp.
• Vấn đề tiếp theo với giao thức này là chúng không dễ để thay thế.
• Việc phân phối gói tin không được đảm bảo trên tầng Transport của giao thức này.
• Do không thể tách biệt rõ ràng các khái niệm về dịch vụ, giao diện và giao thức, TCP/IP cũng không hiệu quả khi mô tả các công nghệ mạng mới.
• TCP/IP còn dễ bị tấn công SYN, đây là một kiểu tấn công từ chối các dịch vụ.

Chức năng của 4 tầng trong mô hình TCP/IPa 

Tầng 4 – Tầng Ứng dụng (Application) 

Giao thức này, Tầng 4 – Tầng Ứng dụng, cực kỳ khó quản lý. Tầng 4 là lớp giao tiếp trên cùng của mô hình TCP/IP. Tầng Ứng dụng tạo điều kiện trao đổi và giao tiếp dữ liệu giữa hai máy thông qua các dịch vụ mạng khác nhau (duyệt web, trò chuyện, gửi email, nhiều giao thức trao đổi dữ liệu: SMTP, FTP, SSH,…). Dữ liệu đến đây sẽ được định dạng theo định dạng Byte to Byte, cũng như thông tin định tuyến để hỗ trợ xác định đường dẫn chính xác của gói tin. 

Tầng 3 – Tầng Giao vận (Transport) 

Chức năng của tầng 3 – Tầng giao vận là xử lý các vấn đề giao tiếp giữa các máy chủ trong cùng một mạng hoặc các mạng khác nhau được liên kết với nhau thông qua bộ định tuyến. Dữ liệu sẽ được phân đoạn ở đây, mỗi Segment sẽ khác nhau (không bằng nhau) nhưng phải kích thước phải nhỏ hơn 64KB. Cấu trúc đầy đủ của một Segment lúc này bao gồm Header chứa thông tin điều khiển và theo sau là dữ liệu.

Trong tầng 3 này còn bao gồm 2 giao thức cốt lõi khác là TCP và UDP. TCP đóng vai trò đảm bảo chất lượng gói tin nhưng phải mất nhiều thời gian để kiểm tra thông tin từ thứ tự dữ liệu đến kiểm soát tắc nghẽn trong lưu lượng dữ liệu. Ngược lại, UDP bổ sung cho phần TCP, vai trò của UCP đảm bảo tốc độ truyền gói tin nhanh hơn. 

Tầng 2 – Tầng mạng (Internet) 

Tầng 2 được định nghĩa là một giao thức chịu trách nhiệm truyền dữ liệu logic trong mạng. Các phân đoạn dữ liệu sẽ được đóng gói với kích thước mỗi gói phù hợp với mạng chuyển mạch dùng để truyền dữ liệu. Tại thời điểm này, các gói tin được chèn thêm một Header chứa thông tin về tầng mạng và được chuyển tiếp đến tầng tiếp theo. Các giao thức chính của lớp là IP, ARP và ICMP.

Tầng 1 – Tầng Vật lý (Physical) 

Tầng 1 là sự kết hợp giữa Tầng vật lý và Tầng liên kết dữ liệu của mô hình OSI. Nó chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị được kết nối với cùng một mạng với nhau. Các gói dữ liệu được đóng trong một khung (gọi tắt là Frame) và được định tuyến đến đích ban đầu.

Ứng dụng của giao thức TCP/IP

TCP/IP sẽ hỗ trợ thay đổi trạng thái thông tin để có thể truyền qua internet. Khi dữ liệu đi qua TCP/IP, nó sẽ thay đổi cách thông tin được biểu diễn bằng các giao thức cơ bản hoặc các giao thức ở mỗi lớp. Kết quả là, thông tin được truyền chính xác hơn, hiệu quả hơn và đến đúng vị trí.

Câu hỏi thường gặp về TCP/IP

Bên cạnh câu hỏi về TCP/IP là gì thì cũng có thắc mắc khác về mô hình này. Cùng trả lời một số câu hỏi thường gặp về TCP/IP ngay dưới đây:

Điểm khác biệt giữa TCP/IP với Ethernet?

Bộ giao thức TCP/IP được sử dụng trong các lớp OSI hỗ trợ hiệu quả liên kết của các lớp mạng. Trong khi đó, Ethernet là một giao thức lớp mạng Network Layer trong TCP/IP. Đây là một công nghệ cục bộ mô tả cách các thiết bị được kết nối mạng định dạng và truyền dữ liệu đến các thiết bị mạng khác trên cùng một phân đoạn. 

Nên sử dụng mô hình TCP/IP hay OSI?

OSI dùng để để kết nối các thiết bị giao tiếp toàn cầu (Open Systems Interconnection). Bằng cách cung cấp các tiêu chuẩn dưới dạng kiến trúc phân tầng, OSI cho phép các hệ thống khác nhau giao tiếp với nhau. Vì mô hình này có thể áp dụng cho tất cả các mạng nên OSI được phân loại là mã nguồn mở. Sự kết hợp của các tầng là sự khác biệt giữa TCP/IP với OSI. Các tầng của TCP/IP trình bày bởi liên kết nhiều tầng khác nhau. TCP/IP là mô hình hoàn toàn phụ thuộc vào giao thức, trong khi OSI là một tiêu chuẩn độc lập. 

Hơn nữa, OSI có cách tiếp cận theo chiều dọc: mô hình sẽ được phát triển đầu tiên, tiếp theo là các giao thức. Trong khi TCP/IP có cách tiếp cận theo chiều ngang: các giao thức TCP/IP sẽ được thiết kế trước, sau đó là mô hình. Nhiều thống kê chỉ ra rằng mô hình TCP/IP được nhiều người sử dụng hơn mô hình OSI.

Dữ liệu truyền vào các tầng giống nhau hay không?

Dữ liệu được truyền vào mỗi tầng (Layer) trong mô hình TCP/IP là khác nhau như sau:

• Với Application Layer (Tầng ứng dụng), dữ liệu chính là các luồng (Stream). 
• Đối với Transport Layer (Tầng giao vận -TCP) thì đơn vị dữ liệu TCP gửi xuống gọi là TCP Segment.
• Trong Tầng mạng (IP), dữ liệu gửi xuống tầng phía dưới gọi là IP Datagram.
• Trong tầng vật lý (Physical): dữ liệu được truyền tải đi gọi là Frame. 

Giao thức nào được sử dụng ở mỗi tầng?

Nếu đã hiểu rõ về TCP/IP là gì thì nhiều người cũng thắc mắc về giao thức được sử dụng của mỗi tầng.

• Tầng ứng dụng (Application Layer): FTP truyền các File ASCII hoặc nhị phân theo 2 chiều. HTTP truyền nội dung giữa Client và Server, SMTP phân phối thư điện tử, DNS hỗ trợ truy cập Internet,…
• Tầng giao vận (Transport Layer): UDP tăng tốc độ truyền tải, TCP đảm bảo truyền dữ liệu một cách an toàn,…
• Tầng mạng (Internet): ICMP sẽ thông báo lỗi nếu khâu truyền dữ liệu gặp vấn đề, IP sẽ gán địa chỉ cho dữ liệu trước khi truyền đi và định tuyến chúng đến đích. 
• Tầng vật lý (Physical): Các link được truyền tải và liên kết với nhau, được sử dụng kết nối hệ thống như Wi-Fi, Token Ring, Ethernet, Fiber Distributed Data Interface (FDDI).

Qua bài viết về TCP/IP là gì? Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IPa, Mona Media hy vọng các bạn hiểu thêm và có nhiều kiến thức về TCP/IP là gì và chức năng của 4 tầng trong mô hình TCP/IPa. Từ đó, bạn sẽ tìm được cách thức khai thác tối ưu nhất các giao thức kết nối mạng phổ biến và rộng nhất hiện nay.

>>>THAM KHẢO NGAY:

• CPanel là gì? Tổng quan về CPanel và hướng dẫn sử dụng
• Database là gì? Các loại cơ sở dữ liệu và vai trò của Database