Tìm hiểu hai mô hình OSI và TCP/IP và vai trò quan trọng trong việc kết nối mạng

Trên thế giới của công nghệ mạng, các khái niệm như OSI (Open Systems Interconnection) và TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) đã trở thành những thuật ngữ phổ biến. Chúng đóng vai trò then chốt trong việc kết nối và truyền tải thông tin qua mạng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu về mô hình OSI và TCP/IP, cùng với vai trò quan trọng của chúng trong việc xây dựng và duy trì mạng máy tính hiện đại.

Hiểu về Mô hình OSI và TCP/IP

Mô hình OSI là một mô hình chuẩn được phát triển bởi Tổ chức Tiêu chuẩn Hóa Quốc tế (ISO) vào những năm 1980. Nó định nghĩa một tập hợp các lớp và giao thức mà các hệ thống mạng có thể sử dụng để truyền tải thông tin. Mô hình này gồm 7 lớp, từ lớp Physical cho đến lớp Application, mỗi lớp đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể trong quá trình truyền tải dữ liệu.

Trong khi đó, TCP/IP là một bộ giao thức được sử dụng rộng rãi trong việc truyền tải dữ liệu qua mạng Internet. Nó có nguồn gốc từ việc nghiên cứu của Cục Điều tra Liên bang Hoa Kỳ (ARPA) để xây dựng mạng ARPANET ban đầu. Bộ giao thức TCP/IP bao gồm hai phần chính là Transmission Control Protocol (TCP) và Internet Protocol (IP). TCP quản lý việc chia nhỏ và xác nhận các gói tin dữ liệu, trong khi IP quản lý việc định địa chỉ và định tuyến gói tin trên mạng.

Lớp Physical: Nền tảng vật lý của mạng

Lớp Physical layer trong mô hình OSI và TCP/IP đóng vai trò quan trọng trong việc xác định nền tảng vật lý cho việc truyền tải dữ liệu. Lớp này xác định các thông số về kết nối vật lý, như loại cáp mạng, giao diện kết nối và tín hiệu điện. Với TCP/IP, lớp Physical quản lý cơ chế truyền tải bit 0 và 1 thông qua các thiết bị mạng như switch và hub.

Tuy là lớp đầu tiên trong mô hình, nhưng lớp Physical không chỉ đơn giản là nền tảng vật lý mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ và chất lượng của việc truyền tải dữ liệu. Khi thiết kế một mạng, chúng ta cần quan tâm đến các yếu tố như tốc độ kết nối, loại cáp sử dụng và phạm vi truyền tải để đảm bảo tốc độ và hiệu suất tối ưu.

Lớp Data Link: Xác định địa chỉ vật lý

Lớp Data Link trong cả mô hình OSI và TCP/IP có nhiệm vụ xác định địa chỉ vật lý của các thiết bị trong mạng.Lớp Data Link đảm nhận việc đóng gói dữ liệu thành các khung (frames) và thêm địa chỉ MAC (Media Access Control) vào trong khung để xác định nguồn và đích của dữ liệu. Trong mô hình OSI, lớp Data Link được chia thành hai phần: Logical Link Control (LLC) và Media Access Control (MAC). LLC quản lý việc liên kết logic giữa các thiết bị trên mạng, trong khi MAC quản lý quyền truy cập vào phương tiện truyền tải dữ liệu.

Việc xác định địa chỉ vật lý là cực kỳ quan trọng trong mạng máy tính, vì nó cho phép các thiết bị biết nhau và giao tiếp với nhau một cách chính xác. Địa chỉ MAC là duy nhất và độc nhất vô nhị cho mỗi thiết bị mạng, và nó đóng vai trò quan trọng trong việc xác định địa chỉ nguồn và đích của dữ liệu trong mạng.

Lớp Network: Định địa chỉ và định tuyến

Lớp Network trong cả mô hình OSI và TCP/IP có nhiệm vụ định địa chỉ (địa chỉ IP) và định tuyến (routing) gói tin trên mạng. Lớp này quản lý việc phân định các mạng con (subnet) và xác định địa chỉ IP duy nhất cho mỗi thiết bị trong mạng.

Giao thức IP (Internet Protocol) là giao thức chủ yếu được sử dụng trong lớp Network. Nó đảm nhận việc gán địa chỉ IP cho các thiết bị, phân định các mạng con và quản lý việc định tuyến gói tin từ nguồn đến đích trên mạng. Địa chỉ IP là một chuỗi số duy nhất để xác định một thiết bị trong mạng, và nó cho phép các thiết bị liên lạc và truyền tải dữ liệu qua lại với nhau.

Định tuyến là quá trình xác định đường dẫn tối ưu cho gói tin từ nguồn đến đích trên mạng. Bằng cách sử dụng thông tin địa chỉ trong gói tin, các router (bộ định tuyến) trong mạng có khả năng xác định đường dẫn tốt nhất và chuyển tiếp gói tin theo đúng hướng.

Lớp Transport: Quản lý kết nối và đảm bảo tin cậy

Lớp Transport trong mô hình OSI và TCP/IP có nhiệm vụ quản lý việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị.Lớp Transport trong mô hình OSI (Open Systems Interconnection) và TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) có vai trò quan trọng trong quản lý kết nối và đảm bảo tin cậy khi truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị.

Lớp Transport chịu trách nhiệm chia nhỏ dữ liệu từ lớp trên (lớp ứng dụng hoặc lớp Presentation) thành các đơn vị nhỏ hơn gọi là segment hoặc datagram để chuẩn bị cho quá trình truyền tải. Nó cũng xác định các quy tắc và giao thức để đảm bảo việc truyền tải dữ liệu diễn ra một cách tin cậy và hiệu quả.

Trong mô hình TCP/IP, giao thức chính của lớp Transport là TCP (Transmission Control Protocol). TCP cung cấp kiểm soát luồng, kiểm tra lỗi và khôi phục dữ liệu bị mất hoặc hỏng. Nó đảm bảo việc truyền tải dữ liệu một cách đáng tin cậy thông qua việc sử dụng các gói tin được đánh số và xác nhận khi nhận được.

Ngoài ra, lớp Transport cũng có giao thức UDP (User Datagram Protocol) trong mô hình TCP/IP. UDP không đảm bảo tính tin cậy như TCP, nhưng nó cho phép truyền tải dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn, làm cho nó thích hợp trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ truyền tải cao như streaming media hoặc video call.