Xin chào,
Chào mừng các bạn đã đến với bài 4 của series Mạng Căn Bản. Hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu:
- Khái niệm giao thức và dịch vụ
- Mô hình TCP/IP tiêu chuẩn chung của thời đại Internet
- So sánh mô hình TCP/IP và OSI
Trước khi vào bài chúng ta cũng cần làm rõ những nội dung mà series này không bao gồm:
- Series này sẽ không dạy các kiến thức để thi CCNA hoặc MSCA cũng như các kiến thức về quản trị mạng ví dụ như cách thiết lập DHCP, DNS, Routing protocols, vâng vâng.
- Series Mạng Căn Bản sẽ không bao gồm phần lab xây dựng mạng mà chỉ đơn thuần lý thuyết và một vài thực hành nhỏ.
- Series Mạng Căn Bản sẽ chỉ có kiến thức căn bản và sẽ không đi quá sâu vào bất kỳ một chủ đề nào. Mục đích chính là để tránh series này bị kéo dài một cách không cần thiết. Tuy nhiên, với những bạn muốn nghiên cứu thêm, mình sẽ đính kèm tài liệu tự nghiên cứu trong bài nhé.
Các bạn cũng lưu ý là những nội dung quan trọng sẽ được mình highlight như thế này nhé
Chúng ta bắt đầu vào bài
1/ Protocols vs services
Trước khi vào phần kiến trúc của mô hình TCP/IP chúng ta sẽ lướt qua hai khái niệm mà chúng ta đã và sẽ gặp rất nhiều đó là giao thức (protocols) và dịch vụ (services):
- Giao thức (protocols): Giao thức là một tập hợp các quy tắc hay cách thức (trong cùng một lớp) để giao tiếp với một máy tính/hệ thống khác nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó
- Ví dụ như ở lớp Application, ta có các giao thức HTTP cho phép ta có thể giao tiếp, kết nối với web server khi truy cập một trang web, POP3 cho phép ta giao tiếp với mail server để gửi mail, hoặc FTP cho phép ta giao tiếp với một máy tính/hệ thống khác để gửi file.
- Dịch vụ (services): Một dịch vụ mạng vốn dĩ là một ứng dụng cho phép mạng thực hiện nhiệm vụ mà người viết ra ứng dụng đó mong muốn bằng cách sử dụng các giao thức mà dịch vụ đó yêu cầu.
- Ví dụ như khi bạn muốn gửi email, dịch vụ email sẽ được sử dụng và một trong những giao thức được dùng để gửi email như POP3 sẽ được dùng để chuyển email của bạn đến đích cần đến.
Chúng ta sẽ có vài ý quan trọng như sau:
Dịch vụ mạng chính là những công cụ cho phép người dùng Internet làm một điều cụ thể nào đó. Nếu so sánh Internet là một cửa hàng bán dụng cụ thiết bị, thì dịch vụ mạng chính là tất cả những mặt hàng mà cửa hàng đó cung cấp.
Ví dụ bạn muốn làm bánh, bạn sẽ cần dụng làm bánh, thì khi bạn muốn gửi email, bạn sẽ cần dịch vụ email. Chỉ khác là dụng cụ làm bánh bạn sẽ thấy và cầm nắm được, còn dịch vụ mạng nhiều lúc lại chạy ngầm và không hiển thị ra cho người dùng thấy.
Những dịch vụ mạng được dùng hàng ngày có thể liệt kê nhẹ như sau:
- Khi bạn muốn gửi mail, bạn đang dùng mail service
- Khi bạn muốn in tài liệu từ một máy in không dây và máy in này xài chung cho cả văn phòng của bạn, bạn đang dùng printing service
- Khi bạn nhắn tin cho người ai đó bằng Messenger, bạn đang dùng instant messaging service
- Khi bạn đang lướt web, bạn đang dùng web service
- – v.v.
Do mô hình TCP/IP là một mô hình mở, nên bất cứ nhà phát triển hay nhà nghiên cứu nào cũng có thể tự tạo nên một giao thức mới hoặc một dịch vụ mạng mới miễn là dựa trên mô hình TCP/IP. Ví dụ như để gửi email, ngoài POP3, ta còn có các giao thức như IMAP, SMTP và Exchange.
2/ Mô hình TCP/IP
2a/ Lịch sử hình thành
Chúng ta nhắc lại một tí lịch sử hình thành của mô hình TCP/IP và mô hình OSI nhé và tại sao chúng ta lại cần chúng nhé.
Các bạn có bao giờ tự hỏi tại sao khi bạn mua một cái latop, một cái smartphone hay một máy tính bảng của bất kỳ hãng nào về bạn đều có thể dễ dàng kết nối thiết bị vừa mua theo cùng 1 cách không?
Ví dụ: Dù bạn mua một con Macbook pro của Apple hay một máy tính của hãng Dell, quy trình kết nối mạng của cả hai thiết bị đều sẽ là:
- Mở chức năng wifi trên thiết bị
- Chọn mạng wifi bạn muốn kết nối
- Nhập password của wifi bạn muốn kết nối
Để làm được điều đó các tất cả các hãng sản xuất phần cứng và thiết bị kết nối mạng bắt buộc phải thống nhất một tiêu chuẩn kết nối mạng chung, để sao cho người dùng không cần biết đang sử dụng thiết bị của hãng nào, cũng vẫn chỉ cần theo đúng 1 quy trình nhất định để có thể kết nối được thiết bị của họ vào mạng Internet.
Vào thời kỳ đầu khi Internet mới vừa khai sinh, mỗi một hãng sản xuất phần cứng lại có một tiêu chuẩn riêng cho thiết bị của họ. Máy tính của IBM thời kỳ này sẽ có tiêu chuẩn kết nối mạng riêng và không thể sử dụng cho các máy tính của Apple ví dụ thế. Việc này gây ra rất nhiều khó khăn cho những Quản Trị Viên Hệ Thống (System Admin) trong việc khắc phục sự cố cũng như bảo trì hệ thống mạng nếu trong hệ thống mạng của họ sử dụng thiết bị của nhiều hãng khác nhau.
Trong hoàn cảnh đó, mô hình TCP/IP và OSI đã ra đời và được xem như là những tiêu chuẩn chung của cả thế giới Internet, nhờ có những tiêu chuẩn này, việc quản trị hệ thống mạng trở nên dễ dàng hơn, ngay cả những người dùng không chuyên về kỹ thuật cũng có thể dễ dàng kết nối thiết bị của họ với hệ thống mạng có sẵn. Và mạng Internet đã bùng nổ với số lượng người dùng ngày càng tăng như hiện nay.
Nếu như mô hình OSI được tổ chức Tiêu Chuẩn Thế Giới (ISO) tạo ra, xuất thân của mô hình TCP/IP phần thấp kém hơn một chút khi phần cốt lõi của nó là thành quả của một kế hoạch phát triển một mô hình mạng mang tính mở và không phụ thuộc vào bất kỳ nhà sản xuất (vendors) nào của cục Phòng Vệ Mỹ (U.S Department of Defense). Sau đó, nó được tiếp tục phát triển bởi những thiện nguyên viên là những nhà nghiên cứu đến từ nhiều trường đại học khác nhau.
Vào khoảng thập niên 1990s của thế kỷ trước, các doanh nghiệp bắt đầu ứng dụng một trong hai hoặc cả 2 mô hình vào hệ thống mạng của họ; tuy nhiên đến cuối thập niên 1990s, mô hình TCP/IP đã được ưu chuộng hơn và đến thế kỷ 21, mô hình TCP/IP trở thành tiêu chuẩn của mạng Internet.
Một trong những nguyên nhân khiến mô hình OSI ngã ngựa được đề cập trong tài liệu học CCNA của CiscoPress là do tổ chức ISO đã chậm chân hơn trong quá trình tiêu chuẩn hóa chính thức mô hình OSI, khiến nó kém hấp dẫn hơn khi so sánh với mô hình TCP/IP.
2b/ Kiến trúc của mô hình TCP/IP
Mô hình TCP/IP cũng chia một hệ thống mạng ra thành các lớp nhưng khác mô hình OSI ở chỗ, TCP/IP dựa trên chức năng của những protocols để phân chia các lớp.
Ví dụ: Các protocols ở lớp Transport sẽ chỉ làm nhiệm vụ quản lý dữ liệu được truyền, còn các protocols ở lớp 3 Network sẽ chỉ làm nhiệm vụ định tuyến và quản lý việc truyền dữ liệu.
Tuy nhiên mô hình TCP/IP có ít lớp hơn mô hình OSI và cũng tương tự như mô hình OSI, lớp bên dưới sẽ cung cấp dịch vụ cho lớp bên trên.
Ví dụ Internet/Network layer sẽ cung cấp dịch vụ DHCP, nhằm cung cấp địa chỉ IP cho thiết bị, phục vụ cho việc truyền dữ liệu ở lớp Transport.
Như các bạn đã thấy ở hình bên trên, mô hình TCP/IP sơ khởi có 4 lớp và mô hình TCP/IP mới sẽ có 5 lớp, nhìn sơ qua nó khá giống với mô hình OSI.
Chức năng của các lớp như sau:
- Application: Xác định và cung cấp những dịch vụ mạng mà một ứng dụng/phần mềm cần. Ví dụ: Khi bạn dùng trình duyệt như Gmail để gửi mail, lớp Application sẽ xác định Gmail cần dịch vụ email và sẽ cung cấp cho Gmail dịch vụ mạng đó kèm theo giao thức mà Gmail mong muốn.
- Giao thức: HTTP, FTP, Telnet, v.v
- Transport/Host-to-Host: Chức năng tương tự như mô hình OSI. Quản lý dữ liệu được truyền giữa hai máy với nhau nhằm đảm bảo dữ liệu được truyền đến đúng nơi cần đến mà không bị mất.
- Giao thức: TCP, UDP
- Internet/Network: Chức năng tương tự như mô hình OSI. Bao gồm tất cả những tính năng quản lý việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị mạng.
- Giao thức: IP, ICMP, IGMP
- Link: Lớp này tương ứng với các chức năng của lớp Data Link và Physical trong mô hình OSI. Dựa vào địa chỉ MAC để gửi dữ liệu và kết nối các thiết bị mạng với hạ tầng mạng phục vụ cho việc truyền dữ liệu vật lý.
Và cũng tương tự như mô hình OSI, khi dữ liệu được truyền đi, nó sẽ đi từ lớp cao nhất đến lớp thấp nhất. Và khi dữ liệu được nhận, nó sẽ đi từ lớp thấp nhất đến lớp cao nhất.
2c/ So sánh mô hình OSI và TCP/IP
Giống nhau:
- Cả 2 đều sử dụng cấu trúc nhiều lớp
- Cả 2 đều là những tiêu chuẩn của networking
- Cả 2 cung cấp các khuôn khổ cho việc thiết kế, xây dựng và bảo trì hệ thống mạng được dễ dàng hơn
- Cả 2 đều cho phép các nhà sản xuất thiết bị mạng có thể sản xuất những thiết bị có khả năng kết nối và truyền dữ liệu với nhau qua mạng Internet.
- Tên gọi của cả 2 model có phần giống nhau
Khác nhau:
- Số lớp khác nhau
- Mô hình OSI phân lớp dựa trên tính năng của mỗi lớp trong khi mô hình TCP/IP dựa vào tính năng của giao thức để phân lớp
- Mô hình OSI đưa ra hướng dẫn về cách thức các thiết bị bên giao tiếp với nhau như thế nào, trong khi các giao thức của mô hình TCP/IP dựa vào những tiêu chuẩn đã tạo nên Internet. Nên có thể nói, mô hình TCP/IP có tính thực tế cao hơn
- Trong mô hình OSI, mô hình được phát triển trước, sau đó tới các giao thức của mỗi lớp được phát triển. Ở mô hình TCP/IP, các giao thức được phát triển trước sau đó mới tới mô hình.
- TCP / IP giúp thiết lập kết nối giữa các loại máy tính khác nhau, trong khi mô hình OSI giúp chuẩn hóa router, switches, bo mạch chủ và các phần cứng khác.
Tạm biệt các bạn, và hẹn gặp lại ở bài sau chúng ta sẽ học về các giao thức IP, TCP và UDP nhé.
Vincent Nguyễn
Sources:
https://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=1757634&seqNum=2
https://www.dummies.com/programming/networking/cisco/network-basics-tcpip-and-osi-network-model-comparisons/
https://www.dummies.com/programming/networking/network-basics-tcpip-protocol-suite/
https://www.tutorialspoint.com/OSI-vs-TCP-IP-Reference-Model#:~:text=OSI%20model%20distinguishes%20the%20three,which%20the%20Internet%20was%20developed.
tuhocnetworksecurity.business.blog 