Giao thức TCP/IP là gì? Vai trò của TCP/IP trong mạng

TCP/IP đóng vai trò như một phương pháp truyền tải thông tin được sử dụng rộng rãi trong thế giới Internet hiện đại. Vậy, bạn đã bao giờ tự hỏi TCP/IP hoạt động như thế nào? Hãy cùng Tothost khám phá trong bài viết dưới đây.

Mục lục

1. Giao thức TCP/IP là gì?

Giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là một bộ giao thức mạng được sử dụng để kết nối các thiết bị mạng trên Internet. TCP/IP định rõ cách thông tin được đóng gói, gửi đi và nhận được trên mạng, đồng thời đảm bảo rằng dữ liệu sẽ đến đúng địa chỉ đích một cách an toàn và không bị lỗi.

TCP/IP được chia thành hai lớp chính:

Giao thức Kiểm soát Truyền (Transmission Control Protocol – TCP): TCP chịu trách nhiệm đảm bảo rằng dữ liệu được gửi từ một thiết bị đến thiết bị khác một cách đáng tin cậy. Nó kiểm soát việc chia dữ liệu thành các gói tin, gửi chúng đi và đảm bảo rằng tất cả các gói tin đều được nhận đúng cách bởi bên nhận.
Giao thức Internet (Internet Protocol – IP): IP quản lý việc định địa chỉ cho các thiết bị trên mạng và định tuyến dữ liệu giữa chúng. Mỗi thiết bị trên mạng có một địa chỉ IP duy nhất để có thể được xác định và gửi dữ liệu đến đúng địa chỉ.

Khi dữ liệu được gửi từ một thiết bị đến một thiết bị khác trên Internet, nó được chia thành các gói tin, mỗi gói tin chứa địa chỉ IP của nguồn và đích, cùng với dữ liệu và các thông tin kiểm soát khác. Những gói tin này sau đó được gửi qua các thiết bị định tuyến trên mạng, cho đến khi chúng đến đích, nơi chúng được hợp nhất lại thành dữ liệu ban đầu.

Giao thức TCP/IP là cơ sở của Internet và nhiều mạng máy tính khác trên thế giới.

TCP/IP bắt nguồn từ đâu?

TCP/IP bắt nguồn từ bộ giao thức liên mạng trong dự án DARPA vào năm 1970. Vinton Cerf và Robert E.Kahn sau đó đã nghiên cứu và phát triển giao thức này, giúp việc truyền nhận ổn định hơn.

Giao thức tiêu chuẩn TCP/IP Ver.4 đã được duy trì cho đến năm 1978 và vẫn được sử dụng trong internet cho đến ngày nay.

Một số giao thức TCP/IP phổ biến

Hiện nay, TCP/IP sử dụng 3 giao thức phổ biến nhất bao gồm HTTP, HTTPS và FTP.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Được sử dụng để truyền dữ liệu không an toàn giữa web client và web server. Trong quy trình này, web client (chẳng hạn như trình duyệt Internet trên máy tính) gửi yêu cầu đến một web server để xem một trang web. Máy chủ web sau đó trả về thông tin của trang web cho web client.
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure): Được sử dụng để truyền dữ liệu an toàn giữa web client và web server. Giao thức này được dùng để gửi dữ liệu giao dịch thẻ tín dụng hoặc dữ liệu cá nhân khác từ một trang web đến một máy chủ web.
FTP (File Transfer Protocol): Là phương pháp trao đổi file giữa hai hoặc nhiều máy tính thông qua Internet. FTP cho phép máy tính gửi và nhận dữ liệu trực tiếp từ nhau.

TCP/IP không thuộc sở hữu hoặc kiểm soát của bất kỳ công ty nào, điều này cho phép giao thức này dễ dàng được điều chỉnh và sửa đổi. Nó tương thích với mọi hệ điều hành, cho phép giao tiếp với các hệ thống khác. Hơn nữa, nó cũng tương thích với nhiều loại phần cứng máy tính và mạng.

TCP/IP có khả năng mở rộng cao và là một giao thức có khả năng định tuyến, cho phép nó xác định đường dẫn hiệu quả nhất thông qua mạng.

2. Cách hoạt động của TCP/IP

Sau khi hiểu về TCP/IP, có thể tóm gọn cách hoạt động của TCP/IP qua hai giao thức:

TCP (Transmission Control Protocol): Xác định ứng dụng và thiết lập kênh giao tiếp. Quản lý thông tin khi chia nhỏ để truyền qua Internet, đảm bảo truyền thông chính xác đến đích.
IP (Internet Protocol): Đảm bảo thông tin đến đúng người bằng cách gán và định tuyến địa chỉ IP. Mỗi mạng có một địa chỉ IP để xác định nơi chuyển và nhận dữ liệu.

Nếu TCP phát hiện lỗi, nó yêu cầu gửi thêm gói tin. Hiểu chức năng của từng tầng này giúp hiểu rõ về cách TCP/IP hoạt động.

Chức năng các tầng của TCP/IP

Tầng 4 – Tầng ứng dụng (Application)

Đây là tầng giao tiếp trên cùng trong mô hình. Như tên gọi, tầng Ứng dụng chịu trách nhiệm kết nối dữ liệu giữa hai máy khác nhau qua các dịch vụ mạng khác nhau như duyệt web, chat, gửi email và các giao thức trao đổi dữ liệu như SMTP, SSH, FTP. Dữ liệu khi đến tầng này sẽ được định dạng thành dãy byte và được truyền đi byte từng byte. Đồng thời, các thông tin định tuyến cũng được thêm vào để xác định đường đi chính xác của gói tin.

Tầng 3 – Tầng giao vận (Transport)

Chức năng chính của tầng 3 là quản lý giao tiếp giữa các máy chủ trong cùng một mạng hoặc giữa các mạng được kết nối thông qua bộ định tuyến. Tại đây, dữ liệu được chia thành các phần nhỏ, mỗi phần có kích thước không quá 64KB. Mỗi phần dữ liệu, được gọi là Segment, bao gồm một Header chứa thông tin điều khiển và sau đó là dữ liệu.

Trong tầng này, có hai giao thức chính là TCP và UDP. TCP đảm bảo chất lượng của gói tin nhưng yêu cầu nhiều thời gian hơn để kiểm tra thông tin từ thứ tự dữ liệu đến việc kiểm soát tắc nghẽn dữ liệu. Ngược lại, UDP truyền tải dữ liệu nhanh hơn nhưng không đảm bảo chất lượng của dữ liệu được gửi đi.

Tầng 2 – Tầng mạng (Internet)

Giống với tầng mạng trong mô hình OSI, tầng này cũng đóng vai trò là một giao thức truyền tải dữ liệu một cách logic trong mạng. Dữ liệu được chia thành các gói nhỏ (gọi là Packets) có kích thước phù hợp với mạng chuyển mạch mà nó sử dụng để truyền. Mỗi gói tin được bao gồm một phần Header chứa thông tin của tầng mạng, sau đó được chuyển đến tầng tiếp theo. Các giao thức chính trong tầng này bao gồm IP, ICMP và ARP.

Đọc thêm: Giải thích 7 tầng trong giao tiếp mạng của mô hình OSI

Tầng 1 – Tầng vật lý (Physical)

Đây là sự kết hợp giữa tầng Vật lý và tầng Liên kết Dữ liệu trong mô hình OSI. Nhiệm vụ chính của tầng này là truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng. Ở đây, các gói dữ liệu được đặt vào khung (gọi là Frame) và được định tuyến đến đích đã được xác định trước đó. SEMTEK mong muốn rằng thông qua thông tin này, người đọc sẽ hiểu hơn về quy trình truyền tải gói tin trong mạng. Quan trọng hơn, họ sẽ có cái nhìn tổng quan về mô hình TCP/IP cũng như chức năng đặc biệt của từng tầng.

3. Ưu nhược điểm của TCP/IP

3.1. Ưu Điểm của Giao Thức TCP/IP:

Tiêu Chuẩn Toàn Cầu: TCP/IP là tiêu chuẩn giao thức mạng toàn cầu, được sử dụng rộng rãi trên Internet và các mạng nội bộ.
Tính Tương Thích Cao: Nó tương thích với nhiều loại thiết bị và hệ thống, bao gồm các hệ điều hành khác nhau.
Khả Năng Định Tuyến: TCP/IP có khả năng định tuyến thông tin một cách hiệu quả, cho phép dữ liệu đi qua các đường dẫn tối ưu trên mạng.
Mở Rộng Dễ Dàng: Nó cho phép mở rộng mạng một cách dễ dàng bằng cách thêm các thiết bị mới mà không làm ảnh hưởng đến các phần còn lại của mạng.

3.2. Nhược Điểm của Giao Thức TCP/IP:

Bảo Mật Thấp (Mặc Định): Ban đầu, TCP/IP không được thiết kế với các biện pháp bảo mật mạnh mẽ. Các lỗ hổng bảo mật có thể được tận dụng để tấn công mạng.
Khả Năng Quản Lý Lưu Lượng Hạn Chế: TCP/IP có thể trở nên không hiệu quả khi quản lý lưu lượng truy cập đồng thời từ nhiều nguồn.
Bao gồm các giao thức cố định, khó có thể thay thế.
Độ Phức Tạp Cao: Giao thức này có một cấu trúc phức tạp, đặc biệt khi xử lý các vấn đề liên quan đến định tuyến và quản lý lưu lượng.
Thiếu Kiểm Soát Độ Phân Mảnh: Dữ liệu có thể bị phân mảnh trên mạng, điều này có thể gây ra hiệu suất kém khi phải gửi lại các gói tin bị mất.
Mặc dù có nhược điểm, TCP/IP vẫn là một trong những giao thức mạng phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu do ưu điểm lớn của nó về tính tương thích và khả năng định tuyến.

4. Vai trò của giao thức TCP/IP

Giao thức TCP/IP phục vụ cho mục đích chính là kết nối và truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị mạng khác nhau trên Internet và các mạng nội bộ. TCP/IP đảm bảo rằng thông tin có thể được chia thành các gói tin, gửi đi qua mạng và đến đúng địa chỉ đích một cách an toàn và đáng tin cậy.

Lời kết

Như vậy, câu hỏi được đặt ở tiêu đề của bài viết đã được Tothost giải đáp cho các bạn. Hi vọng những chia sẻ thông tin trên là có ích cho bạn để hiểu thêm về một loại giao thức mạng phổ biến. Bạn có thể đọc thêm những vài viết sau để có thể hiểu hơn về mạng máy tính: