TCP/IP là gì? Bạn biết gì về giao thức Internet quan trọng này

Giao thức Internet (IP) là hệ thống địa chỉ của Internet và có chức năng cốt lõi là chuyển các gói thông tin từ thiết bị nguồn đến thiết bị đích. IP là cách chính để thực hiện các kết nối mạng và nó thiết lập nền tảng của Internet. IP không xử lý thứ tự gói hoặc kiểm tra lỗi. Chức năng như vậy yêu cầu một giao thức khác, thường được gọi là TCP. Vậy TCP/IP là gì, hãy tìm hiểu cùng GhienCongNghe nhé.

Mô hình 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).

Toàn bộ bộ IP là một tập hợp các quy tắc và thủ tục thường được gọi là TCP/IP. 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 thông tin liên lạc 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 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 bộ 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.

Mặt nạ mạng con cho máy tính hoặc thiết bị mạng khác biết phần nào của địa chỉ IP được sử dụng để đại diện cho mạng và phần nào được sử dụng để đại diện cho các máy chủ hoặc các máy tính khác trên mạng.

Dịch địa chỉ mạng (NAT) là ảo hóa địa chỉ IP. NAT giúp cải thiện bảo mật và giảm số lượng địa chỉ IP mà một tổ chức cần.

Các giao thức TCP/IP phổ biến bao gồm:

• Hypertext Transfer Protocol (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.
• File Transfer Protocol xử lý việc truyền tệp giữa các máy tính.

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, bộ IP có thể được sửa đổi một cách dễ dàng. Nó tương thích với tất cả các hệ điều hành, vì vậy nó có thể giao tiếp với bất kỳ hệ thống nào khác. Bộ 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.

Các ứng dụng sử dụng giao thức 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 thức giao tiếp, ở mỗi lớp khi thông tin đi qua.

Giao thức 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 giải phóng trạng thái 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 bảy lớp Kết nối Hệ thống Mở (OSI) được thiết kế sau nó. Mô hình tham chiếu OSI xác định cách các ứng dụng có thể giao tiếp qua mạng.

4 lớp mô hình TCP/IP là gì?

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

Lớp Application 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 Transport 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, 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 Internet Control Message Protocol, được sử dụng để báo lỗi.

Lớp Physical, còn được gọi là lớp giao diện mạng hoặc lớp liên kết dữ liệu, 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 trong lớp thấp nhất này bao gồm Ethernet cho mạng cục bộ và Address Resolution Protocol.

Ưu điểm của TCP/IP là gì?

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 hệ điều hành.
• 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 quá tải không cần thiết cho mạng hoặc máy tính.

Nhược điểm của TCP/IP là gì?

Đi đôi với ưu điểm của TCP/IP là nhược điểm của nó, tuy không nhiều mặt hạn chế nhưng nhược điểm của TCP/IP là gì?

• 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.
• Đặc biệt 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.

Mô hình TCP/IP khác với IP 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.

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 không được sử dụng thực tế cho giao tiếp. 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 bốn lớp, trong khi mô hình OSI bao gồm bảy lớp sau đây:

• Lớp 7- lớp ứng dụng (application), cho phép người dùng, phần mềm hoặc con người tương tác với ứng dụng hoặc mạng khi người dùng muốn đọc tin nhắn, truyền tệp hoặc tham gia vào các hoạt động khác liên quan đến mạng.
• Lớp 6 – lớp trình bày (presentation), dịch hoặc định dạng dữ liệu cho lớp ứng dụng dựa trên ngữ nghĩa hoặc cú pháp mà ứng dụng chấp nhận.
• Lớp 5 – lớp phiên (session), thiết lập, điều phối và kết thúc các cuộc trò chuyện giữa các ứng dụng.
• Lớp 4 – lớp truyền tải (transport), xử lý việc truyền dữ liệu qua mạng và cung cấp cơ chế kiểm tra lỗi và kiểm soát luồng dữ liệu.
• Lớp 3 – lớp mạng (network), di chuyển dữ liệu vào và qua các mạng khác.
• Lớp 2 – lớp liên kết dữ liệu (datalink), xử lý các vấn đề xảy ra do lỗi truyền bit.
• Lớp 1 – lớp vật lý (physical), vận chuyển dữ liệu bằng các giao diện điện, cơ học hoặc thủ tục.

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 nó sẽ làm như vậy bằng các phương tiện khác nhau và bằng các con đường khác nhau, nó vẫn sẽ đến đích.

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

• Cả hai đều là mô hình logic.
• Chúng xác định các tiêu chuẩn mạng.
• Chúng chia quá trình giao tiếp mạng thành các lớp.
• Chúng 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.

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

• TCP/IP chỉ sử dụng một lớp (application) để xác định chức năng của các lớp trên, trong khi OSI sử dụng ba lớp (application, presentation và session).
• TCP/IP sử dụng một lớp (physical) để xác định chức năng của các lớp dưới cùng, trong khi OSI sử dụng hai lớp (physical và data link).
• 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 mỗi 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.

Thông tin thêm về lịch sử hình thành giao thức TCP/IP

Cơ quan Dự án Nghiên cứu Nâng cao 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. Mô hình TCP/IP và các giao thức liên quan của nó hiện được duy trì bởi Lực lượng Đặc nhiệm Kỹ thuật Internet.

Xem thêm:

• TCP là gì? 6 điều bạn cần biết về giao thức phổ biến này
• PPPoE là gì? Giao thức Point to Point qua dây cáp Ethernet
• HTTP và HTTPS: Sự khác biệt giữa 2 giao thức website là gì?

Vậy là qua bài viết này, GhienCongNghe đã giải thích cho các bạn hiểu TCP/IP là gì, và công dụng quan trọng của nó để thiết lập nên mạng lưới Internet như hiện nay. Nếu cảm thấy bài viết này có ích, hãy Like & Share để GhienCongNghe tiếp tục ra những bài viết chất lượng hơn nhé.

Tham khảo Techtarget