Mô hình OSI
Để dễ hình dung hơn về cơ chế truyền tin giữa các máy tính với nhau thì tổ chức ISO và IUT-T đề ra một “Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở” OSI (Open Systems Interconnection) hay còn được gọi là “Mô hình tham chiếu 7 tầng OSI”. Mô hình OSI mô tả cách thức truyền tin từ các chương trình ứng dụng của một hệ thống máy tính đến các chương trình ứng dụng của một hệ thống khác thông qua các phương tiện truyền thông vật lý.
Mô hình OSI bao gồm 7 tầng. Mỗi một tầng đều có đặc tính là nó chỉ sử dụng chức năng của tầng dưới nó, đồng thời chỉ cho phép tầng trên sử dụng các chức năng của mình. Mô hình OSI cho phép chia nhỏ hoạt động phức tạp của mạng thành các phần công việc đơn giản, trừu tượng, dễ hình dung hơn. Dựa vào mô hình OSI các nhà thiết kế có khả năng phát triển trên từng module chức năng, cùng với các chuẩn giao tiếp chung cung cấp khả năng “plug and play” và tích hợp nhiều nhà cung cấp sản phẩm.
Trong 7 tầng của OSI có 3 tầng dưới được thực hiện trên kênh truyền, định nghĩa cách thức thiết lập đầu cuối trên thiết bị phần cứng cho kết nối, 4 tầng trên được thực hiện trên host, phục vụ cho việc định nghĩa các chuẩn chung phát triển trên ứng dụng, giao tiếp người dùng.
Tầng 1 : Physical Layer (tầng vật lý) Điều khiển việc truyền tải các bit trên đường truyền vật lý. Tầng vật lý định nghĩa các tín hiệu điện, trạng thái đường truyền, phương pháp mã hóa dữ liệu, các loại đầu nối được sử dụng …
Tầng 2 : Data-link Layer (tầng liên kết dữ liệu ) Đảm bảo việc truyền các frame(Khung dữ liệu) giữa hai máy tính có đường truyền vật lý nối trực tiếp với nhau. Tầng liên kết dữ liệu hỗ trợ cơ chế phát hiện và xử lý lỗi dữ liệu.
Tầng 3 : Network Layer (tầng mạng ) Đảm bảo cho việc truyền packet (gói dữ liệu) giữa hai máy tính bất kỳ trong mạng máy tính (có thể có hoặc không có kết nối đường truyền vật lý trực tiếp). Hay nói cách khác, tầng mạng có nhiệm vụ tìm đường đi cho dữ liệu truyền thông giữa hai máy bất kỳ.
Tầng 4 : Transport Layer (tầng vận chuyển) Tầng vận chuyển làm nhiệm vụ phân nhỏ các gói tin có kích thước lớn khi gửi và tập hợp lại khi nhận, đảm bảo tính toàn vẹn cho dữ liệu (không lỗi,không mất, không lặp, đúng thứ tự).
Tầng 5 : Session Layer (tầng phiên) Quản lý các phiên làm việc giữa các người sử dụng. Tầng phiên cung cấp cơ chế nhận biết tên và chức năng về bảo mật thông tin khi truyền qua mạng máy tính.
Tầng 6 : Presentation Layer (tầng trình bày) Cung cấp định dạng dữ liệu cho ứng dụng. Trong quá trình truyền dữ liệu, trên tầng trình bày bên máy gửi có nhiệm vụ dịch dữ liệu từ định dạng riêng sang định dạng chung và quá trình ngược lại trên tâng trình bày bên máy nhận. Tầng trình bày đảm bảo cho các máy tính có định dạng dữ liệu khác nhau vẫn có thể truyền thông tin với nhau bình thường.
Tầng 7 : Application Layer (tầng ứng dụng) Cung cấp các ứng dụng truy xuất đến các dịch vụ mạng như Web Browser, Mail User Agent … hoặc các chương trình làm server cung cấp các dịch vụ mạng như Web Server, FTP Server, Mail server …
Mô hình TCP/IP
Mô hình TCP/IP là mô hình có trước so với mô hình OSI, mục đích mô hình OSI để tham chiếu làm rõ ràng cách thức trao đổi thông tin giữa các máy tính với nhau, hay nói cách khác là mô hình OSI mang tính chất dùng cho học tập nghiên cứu nhiều hơn là đưa vào triển khai thực tế. Các bạn gặp rất trường hợp dùng mô hình TCP/IP, ngay trên mạng máy tính của bạn cũng đang dùng TCP/IPv4 hoặc TCP/IPv6. Mô hình TCP/IP còn được gọi với tên khác là : mô hình DoD ( mô hình của bộ quốc phòng Mỹ)
Mô hình TCP/IP
Tầng 1 : Network Access Layer (tầng truy cập) có thể coi tầng truy cập là một tầng riêng biệt hoặc cũng có thể tách thành 2 tầng vật lý và tầng liên kết dữ liệu như trong mô hình OSI, tầng truy cập được sử dụng để truyền gói tin từ tầng mạng đến các host trong mạng. Thành phần tầng truy cập bao gồm cả các thiết bị vật lý ( hun, switch, cáp mạng, card mạng HBA-Host Bus Adapter và các đặc tả mức thấp như tín hiệu điện.
Tầng 2 : Internet Layer (tầng mạng) Nhiệm vụ của tầng mạng trên mô hình TCP/IP là giải quyết vấn đề dẫn các gói tin đi qua các mạng để đến đúng đích mong muốn.
Tầng 3 : Transport Layer (tầng vận chuyển) cũng giống với tầng vận chuyển của mô hình OSI, tầng vận chuyển làm nhiệm vụ phân nhỏ các gói tin có kích thước lớn khi gửi và tập hợp lại khi nhận, đảm bảo tính toàn vẹn cho dữ liệu (không lỗi,không mất, không lặp, đúng thứ tự).
Tầng 4 : Application Layer (tầng ứng dụng) là nơi các chương trình mạng như Web Browser, Mail User Agent làm việc để liên lạc giữa các node mạng. Do mô hình TCP/IP không có tầng nào nằm giữa tầng ứng dụng và tầng vận chuyển , nên tầng ứng dụng của mô hình TCP/IP bao gồm cả các giao thức hoạt động như tầng trình diễn và phiên trong mô hình OSI. Việc này thường do người lập trình viên thực hiện.
So sánh OSI và TCP/IP
So sánh TCP/IP và OSI
Nếu so sánh mô hình OSI và TCP/IP, bạn sẽ thấy chúng có những điểm giống và cũng có những điểm khác nhau.
* Các điểm giống nhau:
- Cả hai đều là phân lớp.
- Cả hai đều có lớp ứng dụng, qua đó chúng có nhiều dịch vụ khác nhau.
- Cả hai có các lớp mạng và lớp vận chuyển có thể so sánh được.
- Kỹ thuật chuyển mạch gói được chấp nhận
- Chuyên viên lập mạng cần phải biết cả hai.
*Các điểm khác nhau:
- TCP/IP tập hợp các lớp trình bày và lớp phiên vào trong lớp ứng dụng của nó.
- TCP/IP tập hợp lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu trong OSI thành một lớp.
- Các giao thức TCP/IP là các chuẩn cơ sở cho Internet phát triển, như vậy mô hình TCP/IP chiếm được niềm tin chỉ vì các giao thức của nó. Ngược lại, các mạng thông thường không được xây dựng dựa trên nền OSI, ngay cả khi mô hình OSI được dùng như một hướng dẫn. Nói cách khác nó là một văn phạm nghèo và có thiếu sót.
* Các điểm giống nhau:
- Cả hai đều là phân lớp.
- Cả hai đều có lớp ứng dụng, qua đó chúng có nhiều dịch vụ khác nhau.
- Cả hai có các lớp mạng và lớp vận chuyển có thể so sánh được.
- Kỹ thuật chuyển mạch gói được chấp nhận
- Chuyên viên lập mạng cần phải biết cả hai.
*Các điểm khác nhau:
- TCP/IP tập hợp các lớp trình bày và lớp phiên vào trong lớp ứng dụng của nó.
- TCP/IP tập hợp lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu trong OSI thành một lớp.
- Các giao thức TCP/IP là các chuẩn cơ sở cho Internet phát triển, như vậy mô hình TCP/IP chiếm được niềm tin chỉ vì các giao thức của nó. Ngược lại, các mạng thông thường không được xây dựng dựa trên nền OSI, ngay cả khi mô hình OSI được dùng như một hướng dẫn. Nói cách khác nó là một văn phạm nghèo và có thiếu sót.
Mặc dù đã ra đời từ rất lâu, mô hình tham chiếu OSI vẫn đang là “kim chỉ nam" cho các loại mạng viễn thông, và là công cụ đắc lực nhất được sử dụng để tìm hiểu xem dữ liệu được gửi và nhận ra sao trong một mạng máy tính nói chung.
TCP/IP có cấu trúc tương tự như mô hình OSI, tuy nhiên để đảm bảo tính tương thích giữa các mạng và sự tin cậy của việc truyền thông tin trên mạng, bộ giao thức TCP/IP được chia thành 2 phần riêng biệt: giao thức IP sử dụng cho việc kết nối mạng và giao thức TCP để đảm bảo việc truyền dữ liệu một cách tin cậy.
TCP/IP có cấu trúc tương tự như mô hình OSI, tuy nhiên để đảm bảo tính tương thích giữa các mạng và sự tin cậy của việc truyền thông tin trên mạng, bộ giao thức TCP/IP được chia thành 2 phần riêng biệt: giao thức IP sử dụng cho việc kết nối mạng và giao thức TCP để đảm bảo việc truyền dữ liệu một cách tin cậy.
Một số giao thức thường gặp trong mô hình TCP/IP: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Message Protocol), TCP, UDP, Telnet, FTP, WWW, SMTP,…
- Mô hình TCP/IP gọn nhẹ hơn mô hình tham chiếu OSI, đồng thời có những biến đổi phù hợp thực tế hơn. Ví dụ: lớp Vận chuyển của mô hình OSI quy định việc truyền dữ liệu phải đảm bảo độ tin cậy hoàn toàn. Tuy nhiên, một số ứng dụng mới phát triển sau này như Voice over IP, Video Conference (hội nghị truyền hình),… đòi hỏi tốc độ cao và cho phép bỏ qua một số lỗi nhỏ. Nếu vẫn áp dụng mô hình OSI vào thì độ trễ trên mạng rất lớn và không đảm bảo chất lượng dịch vụ. Trong khi đó, mô hình TCP/IP, ngoài giao thức chính của lớp Vận chuyển là TCP (Transmission Control Protocol), còn cung cấp thêm giao thức UDP (User Datagram Protocol) để thích ứng với các ứng dụng cần tốc độ cao.
- Giao thức quan trọng nhất trong mô hình TCP/IP là TCP và UDP. TCP đảm bảo độ tin cậy truyền thông bằng cách ép buộc máy nhận phải hồi báo cho máy gởi biết về những segment nào đã nhận được, segment nào bị lỗi,… để máy gửi tiếp tục truyền segment mới hay gửi lại segment bị lỗi. Các gói tin hồi báo này gọi tắt là ACK. Nếu đường truyền bị lỗi quá nặng, các gói tin hồi báo này không đến được máy gửi thì sau một khoảng thời gian quy định trước, segment sẽ được truyền lại, và nếu một segment được truyền lại quá nhiều lần, TCP sẽ ngắt kết nối với máy nhận và dừng việc truyền lại. UDP không có cơ chế tin cậy (hồi báo bằng ACK), nên việc kiểm soát độ tin cậy phải do lớp Application đảm trách. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng yêu cầu tốc độ nhanh và chấp nhận tỷ lệ lỗi ở mức nào đó, sử dụng giao thức UDP là rất thích hợp do không phải hồi báo ACK nhiều lần. Việc linh động sử dụng giao thức TCP hay UDP trong các ứng dụng mạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chất lượng đường truyền, độ quan trọng của thông tin cần truyền,…
- Tuy nhiên, để hỗ trợ thêm tính tin cậy của UDP, năm 1998, các nhà nghiên cứu đã đề xuất cơ chế tránh nghẽn có tên là TCP – Friendly Rate Control, TFRC (chuẩn RFC 3448, năm 2003). Ý tưởng của cơ chế này là tìm cách báo hiệu cho máy gửi biết về tình trạng nghẽn ở máy nhận, từ đó máy gửi sẽ chủ động giảm tốc độ truyền xuống, các gói tin sẽ tới máy nhận chậm hơn một chút nhưng không đảm bảo không để gói tin bị đánh rớt do máy nhận xử lý không kịp. TCP – Friendly thích hợp cho các ứng dụng truyền thoại, hội nghị truyền hình, xem phim qua mạng và một số ứng dụng khác yêu cầu tốc độ và tính trơn tru của dữ liệu.
Đăng nhận xét