Protocol là gì? Tất tần tật thông tin cần biết về giao thức mạng
Khi tìm hiểu về công nghệ thông tin đặc biệt là về truyền tải dữ liệu, hẳn chúng ta đã được nghe rất nhiều về Protocol. Khái niệm Protocol là gì có lẽ mỗi người lại có cách hiểu riêng. Bài viết này LANIT sẽ đưa tới các bạn từ cái nhìn tổng quát đến chi tiết nhất về Protocol và những vấn đề xoay quanh Protocol nhé!
1. Protocol là gì?
Để truyền tải thông tin/dữ liệu giữa các mạng máy tính mạng máy tính nhanh nhất thì điều kiện cần là sự chấp nhận từ hai phía gửi – nhận, điều kiện đủ là cần phải có một quy ước giao thức chung. Giao thức chung đó là Protocol. Tên tiếng Anh là communication protocol có nghĩa là giao thức giao tiếp, tương tác, trao đổi thông tin giữa các mạng máy tính.
Protocol gọi tắt là giao thức mạng và toàn bộ những quy tắc đã được đặt ra nhằm kết nối hai hoặc nhiều thiết bị trong cùng một hệ thống và có thể truyền – nhận thông tin qua các kênh truyền thông. Mỗi giao thức mạng sẽ sở hữu riêng cho mình một tập hợp phương thức định dạng dữ liệu.
2. Ưu điểm giao thức mạng Protocol
Protocol là phương thức kết nối hai hay nhiều mạng máy tính, bởi vậy sự ra đời của protocol là có ý nghĩa rất quan trọng. Những lợi thế mà Protocol mang lại chính là:
- Có thể chuyển tập tin trong thời gian ngắn
- Gửi dữ liệu tới nhiều hệ thống khác nhau
- Đáp ứng nhu cầu các chương trình có thể chạy trên các hệ thống khác nhau
3. Giao thức Protocol hoạt động như thế nào?
Sau khi định nghĩa Protocol là gì, LANIT sẽ tiếp tục cùng bạn giải đáp câu hỏi cách thức hoạt động của Protocol.
Các giao thức mạng sẽ phân chia các quy trình lớn thành nhiều phần nhỏ tương ứng với chức năng, nhiệm vụ trên tất cả cấp độ mạng.
Tất cả được mô tả chi tiết qua mô hình OSI – mô hình tiêu chuẩn thể hiện sự phân tầng xử lý thông tin dữ liệu của giao thức mạng.
Bảy tầng mạng trong mô hình OSI đó là:
- Tầng 1 – Tầng Vật lý (Physical Layer): xử lý thông tin truyền – nhận chuỗi bit từ các thiết bị vật lý.
- Tầng 2 – Tầng liên kết dữ liệu (Data Link-Layer): tạo khung và kiểm soát các luồng thông tin, phát hiện sớm lỗi có khả năng phát sinh.
- Tầng 3 – Tầng mạng (Network Layer): xác định đường “vận chuyển”, công nghệ chuyển mạch phù hợp nhất đảm bảo sự liên tục trong việc trao đổi.
- Tầng 4 – Tầng giao vận (Transport Layer): hỗ trợ vận chuyển thông tin giữa các máy chủ và đồng thời nhận trách nhiệm liên quan đến việc quản lý các luồng, kiểm soát các lỗi có thể xảy ra.
- Tầng 5 – Tầng phiên (Session Layer): Hành động ở tầng nảy là thiết lập, duy trì và đồng bộ hóa liên lạc giữa các thiết bị. Ngoài ra, tại đây cũng diễn ra quá trình loại bỏ các phiên truyền đi giữa các app.
- Tầng 6 – Tầng trình diễn (Presentation Layer): thông tin, dữ liệu được chuyển đổi theo đúng nhu cầu của các ứng dụng.
- Tầng 7- Tầng ứng dụng (Application Layer): là tầng cuối. Tại đây người dùng và môi trường mạng có thể tương tác, giao tiếp qua lại.
4. Chức năng của giao thức mạng Protocol
4.1 Đóng gói Protocol
Quá trình đóng gói là việc các gói dữ liệu được bổ sung một số thông tin điều khiển (địa chỉ nguồn/đích, điều khiển giao thức, mã phát hiện lỗi, …) trong quá trình truyền thông tin đi.
Ngược lại, đối với bên nhận, thông tin/dữ liệu sẽ được gỡ từ gói tin trên và trở về hiện trạng ban đầu.
4.2 Phân đoạn và hợp nhất
Thông tin được phân đoạn và hợp nhất ở mỗi tầng trong Protocol là do những yêu cầu khác nhau về kích thước, gói dữ liệu giữa mỗi tầng.
Việc chia nhỏ dữ liệu thành các gói có kích thước hợp lý nhằm đáp ứng với quy định tại mỗi bên truyền – nhận. Mục đích cuối cùng vẫn là để các tầng trong cùng một Protocol có thể tương tác nhanh và hiệu quả nên chức năng phân đoạn là rất cần thiết.
Sau khi thông tin/dữ liệu được chia thành từng gói nhỏ, trước khi tới đích đến, những gói thông tin/dữ liệu này sẽ tiếp tục được tổng hợp lại. Bởi vậy, để thông tin/dữ liệu truyền đi được chính xác, trọn vẹn như nguyên bản thì các dữ liệu trong gói nhỏ sẽ phải được truyền đi theo một nguyên tắc, trình tự nhất định.
Trong quá trình này, giao thức mạng Protocol được gọi là Đơn vị giao thức dữ liệu – PDU.
4.3 Điều khiển liên kết
Trao đổi thông tin giữa 2 thiết bị bao gồm: Kết nối không liên kết (Connectionless) và Kết nối có định hướng (Connection – Oriented). Trong đó:
- Kết nối không liên kết: không cần phải đảm bảo về các yêu cầu liên quan đến mức độ tin cậy hay chất lượng dịch vụ. Thêm nữa, yêu cầu xác nhận giữa hai đầu truyền – nhận cũng không cần thiết.
- Kết nối có định hướng: yêu cầu mức độ tin cậy cao, dịch vụ đạt chất lượng tốt nhất và bắt buộc cần có sự xác nhận giữa 2 bên.
- Giám sát
Việc giám sát này được Giao thức Protocol thực hiện bằng cách xác định tập mã riêng biệt và có thứ tự đối với mỗi gói tin.
4.4 Điều chỉnh lưu lượng
Để dữ liệu truyền và nhận hiệu quả nhất thì việc điều chỉnh lưu lượng trở nên rất quan trọng, đảm bảo khối lượng truyền tải hợp lý. Cùng với đó, khi các gói thông tin/dữ liệu được vận chuyển đi thì ở cả đầu nhận – gửi đều cần được đạt được tốc độ hợp lý. Ngoài ra, việc điều chỉnh lưu lượng giúp việc trao đổi không gặp phải tình trạng quá tải.
4.5 Phát hiện lỗi
Chức năng phát hiện lỗi của Protocol rất hiệu quả vì không chỉ phát hiện lỗi mà còn điều khiển lỗi, yêu cầu gói tin bị “hỏng” gửi lại để đảm bảo dữ liệu được trọn vẹn 100%.
4.6 Đồng bộ hóa
Có một số yêu cầu bắt buộc đồng bộ giữa các bên thiết bị truyền – nhận khi tham gia vào quá trình trao đổi dữ liệu để không xảy ra tình trạng thất lạc: Giá trị tham số trạng thái; Định nghĩa trạng thái; Kích thước cửa sổ.
5. 14 giao thức Protocol Internet phổ biến hiện nay
1. TCP: Đây là giao thức điều khiển truyền vận, là giao thức tiêu chuẩn của bộ giao thức liên mạng – Internet Protocol Suite. TCP áp dụng được cho nhiều loại ứng dụng.
2. HTTP – Hypertext Transfer Protocol: là giao thức truyền tải siêu văn bản, là một trong năm giao thức tiêu chuẩn của mạng Internet. HTTP giúp cho máy chủ web và Máy khách có thể liên lạc được với nhau.
3. HTTPS: Đây thực chất vẫn là HTTP – là một giao thức truyền tải siêu văn bản. Nhưng HTTPS ở level “cao cấp” hơn, an toàn hơn vì tích hợp thêm Chứng chỉ bảo mật SSL. Nhờ đó, giao thức truyền tải này có thể mã hóa các thông điệp giao tiếp và tăng tính bảo mật cho thông tin/dữ liệu của người dùng. HTTPS đang là các tiêu chuẩn bảo mật hàng đầu cho hàng triệu website trên toàn thế giới.
4. TLS – là giao thức mật mã giữa các ứng dụng qua Internet, nhằm bảo mật đầu – cuối cho thông tin/dữ liệu được trao đổi. TLS sử dụng rộng rãi trong trình duyệt web an toàn với chuẩn HTTPS mà biểu tượng chính là ổ khóa chúng ta thường thấy xuất hiện khi một phiên truy cập bảo mật được thiết lập.
Trong một số trường hợp khác, TLS cũng có thể được sử dụng cho e-mail, truyền tệp, hội nghị truyền hình / âm thanh, VoIP nhắn tin tức thì, … những thông tin yêu cầu tính bảo mật cao.
5. UDP: là một giải pháp thay thế cho TCP – Giao thức điều khiển truyền tải. Cả hai giao thức này đều chạy trên IP, bởi vậy, còn được biết đến với cách gọi UDP/IP hoặc TCP/IP.
Điểm khác nhau là, UDP cho phép giao tiếp giữa những quy trình, trong khi đó, TCP hỗ trợ giao tiếp giữa các máy chủ. UDP được sử dụng với mục đích chính để thiết lập các kết nối có độ trễ thấp.
6. Internet Protocol Suite – Bộ giao thức liên mạng hay phổ biến hơn vẫn được biết đến với tên gọi là giao thức TCP/IP.
IP suite là tập hợp các giao thức thực thi protocol stack – chồng giao thức – mà Internet chạy trên đó, thông thường sẽ gồm bốn lớp: lớp ứng dụng, lớp vận chuyển, lớp internet và lớp liên kết.
7. Protocol Stack là hình thức cài đặt phần mềm cho một bộ/nhóm các giao thức mạng máy tính có thể chạy đồng thời. Những giao thức trong một cùng một bộ xác định các quy tắc kết nối cho mô hình mạng phân lớp, chẳng hạn như trong mô hình OSI hoặc TCP/IP. Để trở thành một tập hợp – một chồng – các giao thức phải có khả năng tương tác để có thể kết nối cả theo chiều dọc giữa các lớp của mạng và theo chiều ngang giữa các điểm cuối của mỗi phân đoạn truyền dẫn.
8. IP (Internet Protocol) – Là giao thức Internet và là giao thức chính trong bộ giao thức liên mạng dùng để định tuyến và đánh địa chỉ các gói dữ liệu để chúng có thể di chuyển qua các mạng và đến đích chính xác. Dữ liệu đi qua Internet được chia thành các phần nhỏ hơn, được gọi là các gói. Thông tin IP được đính kèm với mỗi gói và thông tin này giúp các bộ định tuyến gửi các gói đến đúng nơi. Mọi thiết bị hoặc miền kết nối với Internet đều được gán một địa chỉ IP và khi các gói được chuyển hướng đến địa chỉ IP được đính kèm với chúng, dữ liệu sẽ đến nơi cần thiết.
IP phổ biến trong mạng internet ngày nay với các giao thức tầng mạng mà bạn hay bắt gặp là Ipv4 hoặc Ipv6.
9. FTP (File Transfer Protocol) Đây là Giao thức truyền tập tin được dùng để trao đổi tập tin thông qua mạng lưới truyền thông sử dụng giao thức TCP/IP.
10. SSH ( Secure Shell) là một giao thức giao tiếp mạng cho phép hai máy tính giao tiếp và chia sẻ dữ liệu. Tính năng vốn có của SSH là giao tiếp giữa hai máy tính được mã hóa, nghĩa là nó phù hợp để sử dụng trên các mạng không an toàn.
Do đó, so với Telnet thì SSH được đánh giá có tính bảo mật – an toàn cao hơn. Cổng mặc định của SSH là 22.
11. Telnet là một giao thức với khả năng cung cấp giao diện dòng lệnh giúp liên lạc với thiết bị hoặc máy chủ từ xa. Nó cũng được dùng để quản lý từ xa nhưng cũng để thiết lập thiết bị ban đầu như phần cứng mạng.
12. IMAP là giao thức truyền mail cho phép bạn truy cập tài khoản và đọc email của mình từ bất kỳ thiết bị nào có kết nối internet.
IMAP chỉ tải xuống thư khi bạn nhấp vào thư đó và các tệp đính kèm không được tải xuống tự động. Bằng cách này, bạn có thể kiểm tra tin nhắn của mình nhanh hơn nhiều so với POP.
13: POP3 – Post Office Protocol 3 – cũng là một giao thức giúp bạn truy cập vào mail. Ban đầu POP được thiết kế nhằm mục đích sử dụng trên một máy tính. Hầu hết các giao thức mạng ngày nay đều đã sử dụng đồng bộ hóa hai chiều, nhưng POP3 vẫn chỉ hỗ trợ đồng bộ hóa email một chiều. Tức là nhận email từ máy chủ từ xa và gửi đến máy khách cục bộ, thông qua các ứng dụng email client phổ biến như Thunderbird, Mac Mail, Outlook,…
14: WAP bao gồm các giao thức truyền thông mục đích là tiêu chuẩn hóa cách thức các thiết bị không dây truy cập vào mạng Internet.
6. Kết luận
Qua bài viết này, LANIT gửi đến bạn những thông tin cơ bản đến chi tiết nhất về Protocol là gì và những giao thức Protocol phổ biến nhất hiện nay: TCP, HTTPS, SSL,… Mong bài viết sẽ cung cấp kiến thức hữu ích về những khái niệm mà bạn đang quan tâm.
