Mô hình TCP/IP: Các lớp, giao thức và ngăn xếp
Bryce Leo
⚡ Tóm tắt thông minh
Mô hình TCP/IP là khung bốn lớp định nghĩa cách máy tính trao đổi dữ liệu qua mạng.ping bao gồm các lớp ứng dụng, vận chuyển, internet và giao diện mạng, cũng như các giao thức như TCP, IP, HTTP và DNS, giúp truyền tải thông tin một cách đáng tin cậy từ đầu đến cuối.
Mô hình TCP/IP là gì?
Mô hình TCP/IP giúp bạn xác định cách một máy tính cụ thể nên được kết nối với internet và cách dữ liệu nên được truyền tải. transmitđược kết nối giữa chúng. Nó giúp bạn tạo một mạng ảo khi có nhiều mạng máy tính Chúng được kết nối với nhau. Mục đích của mô hình TCP/IP là cho phép giao tiếp trên khoảng cách xa.
TCP/IP là viết tắt của Transmission Giao thức điều khiển / Giao thức Internet. Ngăn xếp TCP/IP được thiết kế đặc biệt như một mô hình để cung cấp luồng byte có độ tin cậy cao và từ đầu đến cuối trên một mạng liên kết không ổn định.
Đặc điểm TCP
Dưới đây là các đặc điểm cơ bản của giao thức TCP/IP:
- Hỗ trợ kiến trúc TCP/IP linh hoạt.
- Việc thêm nhiều hệ thống vào mạng thật dễ dàng.
- Trong bộ giao thức TCP/IP, mạng vẫn hoạt động bình thường cho đến khi máy nguồn và máy đích hoạt động ổn định.
- TCP là một giao thức hướng kết nối.
- TCP mang lại độ tin cậy và đảm bảo rằng dữ liệu đến không theo thứ tự sẽ được sắp xếp lại đúng thứ tự.
- TCP cho phép bạn thực hiện kiểm soát luồng dữ liệu, nhờ đó người gửi sẽ không bao giờ làm quá tải người nhận bằng lượng dữ liệu khổng lồ.
Mô hình bốn lớp TCP/IP
Trong phần này, chúng tôi sẽ giải thích các lớp khác nhau và chức năng của chúng trong mô hình TCP/IP.
Sơ đồ bên dưới thể hiện bốn lớp TCP/IP được xếp chồng lên nhau như một mô hình khái niệm, từ lớp ứng dụng ở trên cùng xuống đến lớp giao diện mạng:
Mô hình TCP/IP được chia thành bốn lớp, mỗi lớp bao gồm các giao thức cụ thể.
TCP/IP là một hệ thống kiến trúc phân lớp, trong đó mỗi lớp được định nghĩa theo một chức năng cụ thể. Cả bốn lớp TCP/IP hoạt động cùng nhau để thực hiện các chức năng sau: transmit Dữ liệu từ lớp này sang lớp khác.
Sơ đồ sau đây thể hiện mối liên hệ giữa mỗi trong bốn lớp với các giao thức hoạt động bên trong nó:
- Lớp ứng dụng
- Lớp vận chuyển
- Lớp Internet
- Giao diện mạng
Lớp ứng dụng
Lớp ứng dụng tương tác với chương trình ứng dụng, là cấp độ cao nhất của mô hình. Lớp này gần gũi nhất với người dùng cuối, có nghĩa là nó cho phép người dùng tương tác với các ứng dụng phần mềm khác.
Lớp ứng dụng tương tác với các ứng dụng phần mềm để triển khai một thành phần giao tiếp. Việc diễn giải dữ liệu bởi chương trình ứng dụng luôn nằm ngoài phạm vi của mô hình.
Ví dụ về lớp ứng dụng bao gồm các ứng dụng như truyền tải tập tin, email và đăng nhập từ xa.
Các chức năng của lớp ứng dụng là:
- Lớp ứng dụng giúp bạn xác định các đối tác giao tiếp, xác định tính khả dụng của tài nguyên và đồng bộ hóa quá trình giao tiếp.
- Nó cho phép người dùng đăng nhập vào máy chủ từ xa.
- Lớp này cung cấp nhiều dịch vụ email khác nhau.
- Nó cung cấp các nguồn dữ liệu phân tán và quyền truy cập vào thông tin toàn cầu về nhiều đối tượng và dịch vụ khác nhau.
Lớp vận chuyển
Lớp vận chuyển được xây dựng trên lớp internet để cung cấp khả năng truyền dữ liệu từ một tiến trình trên máy nguồn đến một tiến trình trên máy đích. Nó được triển khai trên một hoặc nhiều mạng và duy trì các chức năng đảm bảo chất lượng dịch vụ.
Lớp này xác định lượng dữ liệu cần gửi, địa điểm gửi và tốc độ gửi. Nó được xây dựng dựa trên các thông điệp nhận được từ lớp ứng dụng. Nó giúp đảm bảo các đơn vị dữ liệu được gửi đi không có lỗi và theo đúng trình tự.
Lớp vận chuyển giúp bạn kiểm soát độ tin cậy của liên kết thông qua kiểm soát luồng, kiểm soát lỗi và phân đoạn hoặc bỏ phân đoạn.
Lớp vận chuyển cũng cung cấp xác nhận về việc truyền dữ liệu thành công và gửi phân đoạn dữ liệu tiếp theo nếu không có lỗi xảy ra. TCP là ví dụ nổi tiếng nhất về lớp vận chuyển.
Các chức năng quan trọng của lớp vận chuyển:
- Nó chia thông điệp nhận được từ lớp ứng dụng thành các phân đoạn và đánh số chúng để tạo thành một chuỗi.
- Lớp vận chuyển đảm bảo rằng thông điệp được chuyển đến đúng tiến trình trên máy đích.
- Nó cũng đảm bảo toàn bộ thông điệp được gửi đến mà không có lỗi; nếu không, nó sẽ phải được gửi lại.transmitted.
Lớp Internet
Lớp Internet là lớp thứ hai của mô hình TCP/IP. Nó còn được gọi là lớp mạng. Nhiệm vụ chính của lớp này là gửi các gói dữ liệu từ bất kỳ mạng nào và từ bất kỳ máy tính nào cho đến khi chúng đến đích, bất kể tuyến đường chúng đi qua.
Lớp internet cung cấp phương pháp chức năng và quy trình để truyền các chuỗi dữ liệu có độ dài thay đổi từ nút này sang nút khác thông qua nhiều mạng khác nhau.
Việc truyền tải thông điệp ở lớp internet không được đảm bảo là đáng tin cậy.
Các giao thức quản lý lớp thuộc lớp này bao gồm:
- Các giao thức định tuyến
- Quản lý nhóm đa phương tiện
- Gán địa chỉ lớp mạng
Lớp giao diện mạng
Lớp giao diện mạng là lớp dưới cùng của mô hình TCP/IP bốn lớp. Lớp này còn được gọi là lớp truy cập mạng. Nó định nghĩa chi tiết về cách dữ liệu được gửi đi bằng mạng.
Nó cũng bao gồm cách các bit nên được truyền tín hiệu quang học bởi các thiết bị phần cứng giao tiếp trực tiếp với môi trường mạng, chẳng hạn như cáp đồng trục, cáp quang hoặc cáp xoắn đôi.
Lớp này là sự kết hợp giữa lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý được định nghĩa trong mô hình tham chiếu OSI. Nó xác định cách dữ liệu được gửi về mặt vật lý qua mạng và chịu trách nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trên cùng một mạng.
Sự khác biệt giữa mô hình OSI và TCP/IP
Hình minh họa bên dưới so sánh mô hình OSI bảy lớp với mô hình TCP/IP bốn lớp cạnh nhau:
Dưới đây là một số điểm khác biệt quan trọng giữa các Mô hình OSI và TCP/IP:
| Mô hình OSI | Mô hình TCP/IP |
|---|---|
| Tiêu chuẩn này được phát triển bởi ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế). | Nó được phát triển bởi ARPANET (Mạng lưới các dự án nghiên cứu tiên tiến của Cơ quan). |
| Mô hình OSI Nó đưa ra sự phân biệt rõ ràng giữa giao diện, dịch vụ và giao thức. | TCP/IP không có điểm phân biệt rõ ràng giữa các dịch vụ, giao diện và giao thức. |
| OSI đề cập đến Kết nối hệ thống mở. | TCP đề cập đến Transmission Giao thức điều khiển. |
| OSI sử dụng lớp mạng để xác định các tiêu chuẩn và giao thức định tuyến. | TCP/IP chỉ sử dụng lớp internet. |
| OSI tuân theo cách tiếp cận theo chiều dọc. | TCP/IP tuân theo cách tiếp cận theo chiều ngang. |
| Mô hình OSI sử dụng hai lớp riêng biệt, lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu, để xác định chức năng của các lớp bên dưới. | TCP/IP chỉ sử dụng một lớp (liên kết). |
| Mô hình OSI có bảy lớp. | TCP/IP có bốn lớp. |
| Trong mô hình OSI, lớp vận chuyển chỉ hướng kết nối. | Một lớp của mô hình TCP/IP vừa hướng kết nối vừa không kết nối. |
| Trong mô hình OSI, lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý là hai lớp riêng biệt. | Trong TCP/IP, lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu được kết hợp thành một lớp duy nhất từ máy chủ đến mạng. |
| Lớp phiên và lớp trình bày là một phần của mô hình OSI. | Mô hình TCP/IP không có lớp phiên và lớp trình bày. |
| Nó được xác định sau sự ra đời của Internet. | Khái niệm này được định nghĩa trước khi Internet ra đời. |
| Kích thước tối thiểu của tiêu đề OSI là 5 byte. | Kích thước tiêu đề tối thiểu là 20 byte. |
Giao thức TCP/IP phổ biến nhất
Một số giao thức TCP/IP phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất là:
TCP
Transmission Giao thức điều khiển (Control Protocol - TCP) là một giao thức internet chia thông điệp thành các phân đoạn TCP và lắp ráp lại chúng ở phía nhận.
IP
Địa chỉ giao thức Internet, còn được gọi là Địa chỉ IPIP là một nhãn số. Nó được gán cho mỗi thiết bị được kết nối với mạng máy tính sử dụng giao thức IP để liên lạc. Chức năng định tuyến của nó cho phép kết nối mạng và về cơ bản thiết lập Internet. Việc kết hợp IP với TCP cho phép thiết lập kết nối ảo giữa nguồn và đích.
HTTP
Giao thức truyền tải siêu văn bản (HTTP) là nền tảng của Mạng lưới toàn cầu (World Wide Web). Nó được sử dụng để truyền tải các trang web và các tài nguyên khác từ máy chủ HTTP hoặc máy chủ web đến máy khách web hoặc máy khách HTTP. Bất cứ khi nào bạn sử dụng trình duyệt web, chẳng hạn như... Google Chrome or FirefoxBạn đang sử dụng trình duyệt web. Giao thức HTTP giúp truyền tải các trang web mà bạn yêu cầu từ các máy chủ từ xa.
SMTP
SMTP là viết tắt của Đơn giản Mail Giao thức truyền tải (Transfer Protocol). Giao thức này hỗ trợ email và giúp bạn gửi dữ liệu đến một địa chỉ email khác.
SNMP
SNMP là viết tắt của Simple Network Management Protocol (Giao thức Quản lý Mạng Đơn giản). Đây là một khung giao thức được sử dụng để quản lý các thiết bị trên internet bằng cách sử dụng giao thức TCP/IP.
DNS
DNS là viết tắt của Hệ thống Tên Miền (Domain Name System). Địa chỉ IP được sử dụng để xác định duy nhất kết nối của một máy chủ với internet; tuy nhiên, người dùng thích sử dụng tên thay vì địa chỉ, và DNS cung cấp bản đồ đó.ping.
TELNET
TELNET là viết tắt của Terminal Network (Mạng thiết bị đầu cuối). Nó thiết lập kết nối giữa máy tính cục bộ và máy tính từ xa theo cách cho phép bạn mô phỏng hệ thống cục bộ của mình trên hệ thống từ xa.
FTP
FTP là viết tắt của File Transfer Protocol (Giao thức truyền tải tệp). Đây là giao thức tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến nhất cho... transmitChuyển các tập tin từ máy này sang máy khác.
Ưu điểm của mô hình TCP/IP
Dưới đây là những ưu điểm và lợi ích của việc sử dụng mô hình TCP/IP:
- Nó giúp bạn thiết lập kết nối giữa các loại máy tính khác nhau.
- Nó hoạt động độc lập với hệ điều hành.
- Nó hỗ trợ một số giao thức định tuyến.
- Nó cho phép kết nối mạng giữa các tổ chức.
- Nó có kiến trúc máy chủ-máy khách có khả năng mở rộng cao.
Nhược điểm của mô hình TCP/IP
Dưới đây là một vài nhược điểm của việc sử dụng mô hình TCP/IP:
- TCP/IP là một mô hình phức tạp để thiết lập và quản lý.
- Chi phí hoạt động của TCP/IP cao hơn so với IPX (Internetwork Packet Exchange).
- Trong mô hình này, lớp vận chuyển không đảm bảo việc truyền tải các gói dữ liệu.
- Việc thay thế một giao thức trong TCP/IP không hề dễ dàng.
- Nó không có sự phân tách rõ ràng giữa các dịch vụ, giao diện và giao thức của mình.
