Nhóm 5:Tìm hiểu về mô hình OSI và TCP/IP

Mục Lục

Nhóm 5:Tìm hiểu về mô hình OSI và TCP/IP................................................................1

Mô hình OSI...................................................................................................................2

Mô hình OSI có mấy tầng?.............................................................................................2

Tầng Vật lý – Physical Layer......................................................................................4

Tầng Liên kết dữ liệu – Data Link Layer.....................................................................5

Tầng Mạng – Network Layer......................................................................................6

Tầng Giao vận – Transport Layer................................................................................8

Tầng Phiên – Session Layer........................................................................................9

Tầng Trình diễn – Presentation Layer.......................................................................10

Tầng Ứng dụng – Application Layer.........................................................................11

Mô hình TCP/IP............................................................................................................14

Mô hình TCP/IP là gì?..................................................................................................14

Cách thức hoạt động của mô hình TCP/IP.................................................................14

Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IP............................................................14

Tầng 4 - Tầng Ứng dụng (Application).....................................................................15

Tầng 2 - Tầng mạng (Internet)...................................................................................17

Phân biệt mô hình OSI và mô hình TCP/IP..................................................................18

Mô hình OSI

Mô hình OSI có mấy tầng?

Mô hình OSI phân chia quá trình truyền thông mạng thành 7 tầng khác nhau. Mỗi tầng

có chức năng và nhiệm vụ riêng, đồng thời tương tác với nhau để đảm bảo việc truyền

thông dữ liệu hiệu quả. Các tầng trong mô hình OSI gồm có:

Tầng Vật lý (Physical layer): Đảm bảo truyền dữ liệu qua các phương tiện

truyền thông vật lý, như cáp, sóng radio, hoặc sợi quang.

Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link layer): Quản lý việc truyền dữ liệu giữa

các thiết bị trên một đường truyền vật lý cụ thể. Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu

và kiểm soát lỗi.

Tầng Mạng (Network layer): Định địa chỉ IP cho các thiết bị, định tuyến dữ

liệu và quản lý mạng.

Tầng Giao vận (Transport layer): Đảm bảo việc truyền dữ liệu tin cậy giữa

các thiết bị, kiểm soát luồng dữ liệu và phân đoạn.

Tầng Phiên (Session layer): Quản lý việc thiết lập, duy trì và kết thúc phiên

truyền thông giữa các ứng dụng.

Tầng Trình diễn (Presentation layer): Đảm bảo định dạng dữ liệu phù hợp

cho ứng dụng nhận.

Tầng Ứng dụng (Application layer): Cung cấp các dịch vụ truyền thông cho

các ứng dụng, như truyền tệp, truyền thư điện tử, hoặc truyền hình ảnh.

7 tầng trong mô hình OSI còn có thể chia thành 2 nhóm lớn là Tầng trên và Tầng

dưới:

Tầng trên (Application – Presentation – Session – Transport)

Tầng trên của mô hình 7 tầng OSI chủ yếu giải quyết các vấn đề liên quan đến ứng dụng

và chúng chỉ được triển khai trong phần mềm. Tầng Ứng dụng gần người dùng cuối nhất.

Cả người dùng cuối và tầng Ứng dụng đều tương tác với các ứng dụng phần mềm.

Tầng dưới (Physical – Data Link – Network)

Tầng dưới của mô hình OSI giải quyết các vấn đề về vận chuyển dữ liệu. Lớp liên kết dữ

liệu và lớp vật lý được thực hiện trong phần cứng và phần mềm.

Tầng Vật lý – Physical Layer

Tầng Vật lý (Physical Layer) là tầng thấp nhất trong các tầng OSI, đảm bảo việc truyền

dữ liệu qua môi trường vật lý và không quan tâm đến nội dung hay ý nghĩa của dữ liệu.

Nó tạo ra một đường truyền vật lý ổn định và đáng tin cậy để các tầng cao hơn có thể gửi

và nhận các gói tin dữ liệu.

Nhiệm vụ của tầng Vật lý bao gồm:

Truyền dữ liệu: Tầng Vật lý biến các bit thành tín hiệu vật lý để truyền qua các

phương tiện truyền thông như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, cáp quang hay sóng vô

tuyến. Nó xác định các quy tắc về tốc độ truyền, đồng bộ hóa, kích thước khung

dữ liệu, phạm vi tín hiệu và các thông số vật lý khác.

Điều khiển tín hiệu: Tầng Vật lý quản lý các tín hiệu điều khiển như tín hiệu báo

động, tín hiệu đồng bộ, tín hiệu kiểm tra lỗi, và tín hiệu điều chỉnh tốc độ truyền

dữ liệu.

Định dạng dữ liệu: Tầng Vật lý xác định cấu trúc và định dạng của dữ liệu trong

từng bit, ví dụ như định dạng NRZ (Non-Return-to-Zero), Manchester, AMI

(Alternate Mark Inversion) và các phương pháp khác.

Mã hóa và giải mã: Tầng Vật lý thực hiện mã hóa và giải mã các tín hiệu để đảm

bảo việc truyền dữ liệu chính xác.

Tầng Vật lý của mô hình OSI

Tầng Liên kết dữ liệu – Data Link Layer

Tầng Liên kết dữ liệu là tầng thứ hai trong mô hình OSI. Nó chịu trách nhiệm cho việc

truyền dữ liệu an toàn qua các đường truyền vật lý và xác định địa chỉ vật lý (MAC

address). Tầng Liên kết dữ liệu cung cấp các dịch vụ cho tầng mạng và có hai phân lớp

con:

Lớp LLC (Logical Link Control): Lớp LLC quản lý các quy tắc truyền thông

đồng bộ và không đồng bộ, kiểm soát lỗi và kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu. Nó

đảm bảo việc truyền thông tin một cách tin cậy giữa các điểm cuối trên cùng một

mạng liên kết.

Lớp MAC (Media Access Control): Lớp MAC xác định cách truy cập vào

phương tiện truyền thông chia sẻ, chẳng hạn như mạng LAN Ethernet. Nó quản lý

việc gán địa chỉ vật lý (MAC address) cho các thiết bị mạng và xử lý việc truyền

dữ liệu giữa các đầu cuối trên cùng một mạng.

Tầng Liên kết dữ liệu có các chức năng quan trọng sau:

Đóng gói dữ liệu: Tầng này chia dữ liệu từ tầng mạng thành các khung dữ liệu

nhỏ hơn để truyền qua đường truyền vật lý.

Định địa chỉ vật lý: Tầng Liên kết dữ liệu sử dụng địa chỉ MAC để xác định

nguồn và đích của các khung dữ liệu.

Kiểm soát lỗi: Tầng này thực hiện kiểm tra lỗi, phát hiện và xử lý các vấn đề liên

quan đến sự mất mát hoặc hỏng hóc dữ liệu ở tầng Vật lý.

Kiểm soát truy cập vào phương tiện truyền thông: Tầng Liên kết dữ liệu quản

lý quy tắc truy cập vào môi trường chia sẻ, đảm bảo rằng các thiết bị không xung

đột và có thể truyền dữ liệu một cách hiệu quả.

Tầng Liên kết Dữ liệu của mô hình OSI

Tầng Mạng – Network Layer

Network layer là gì? Tầng Mạng (Network Layer) là tầng thứ ba trong mô hình OSI.

Tầng này có trách nhiệm quản lý việc định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng

khác nhau trong hệ thống mạng. Tầng Mạng cung cấp các dịch vụ cho tầng trên là tầng

Giao vận và tầng dưới là tầng Liên kết dữ liệu.

Tầng Mạng là tầng quan trọng trong mô hình OSI, vì nó đảm bảo việc định tuyến và

chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Các chức năng quan trọng của tầng Mạng

bao gồm:

Định tuyến (Routing): Tầng Mạng xác định đường đi tốt nhất cho việc truyền gói

tin từ nguồn đến đích qua các mạng khác nhau. Nó sử dụng các thuật toán định

tuyến như RIP (Routing Information Protocol) và OSPF (Open Shortest Path First)

để quyết định đường đi tối ưu.

Chuyển tiếp (Forwarding): Tầng Mạng thực hiện chuyển tiếp gói tin từ đầu vào

đến đầu ra thông qua các thiết bị định tuyến (router). Các thiết bị định tuyến sử

dụng bảng định tuyến để xác định cách chuyển tiếp gói tin đến đích.

Địa chỉ IP (IP Addressing): Tầng Mạng sử dụng địa chỉ IP để định danh và định

vị các thiết bị trong mạng. Địa chỉ IP là một địa chỉ duy nhất cho mỗi thiết bị

mạng và nó được sử dụng để xác định nguồn và đích của gói tin.

Fragmentation và Reassembly: Tầng Mạng có khả năng phân mảnh

(fragmentation) gói tin thành các phần nhỏ hơn để truyền qua các mạng có độ dài

giới hạn. Ngược lại, nó cũng có khả năng ghép (reassembly) các phần nhỏ thành

gói tin ban đầu khi gói tin đến đích.

Network Layer của mô hình mạng OSI

Tầng Giao vận – Transport Layer

Tầng Giao vận là tầng thứ tư trong mô hình OSI, có trách nhiệm dữ liệu truyền đi là

đáng tin cậy. Nó tạo điều kiện cho việc giao tiếp hiệu quả và đáng tin cậy giữa các ứng

dụng, bất kể sử dụng các mạng hoặc thiết bị khác nhau.

Các chức năng quan trọng của tầng Giao vận bao gồm:

Điều khiển luồng (Flow Control): Tầng Giao vận quản lý việc truyền dữ liệu

giữa các ứng dụng và điều chỉnh tốc độ truyền để đảm bảo rằng

không bị quá tải hoặc quá chậm so với nguồn tiêu thụ.

Điều khiển lỗi (Error Control): Tầng Giao vận sử dụng các cơ chế kiểm soát lỗi

như checksum và ACK/NACK để đảm bảo rằng dữ liệu được truyền một cách tin

cậy và không bị lỗi.

Đánh số gói (Segmentation/Reassembly): Tầng Giao vận chia nhỏ dữ liệu từ các

ứng dụng thành các đơn vị gói tin (segment) và gắn số thứ tự vào mỗi gói. Khi

nhận được, tầng Giao vận ghép các đơn vị gói lại thành dữ liệu ban đầu.

Đa kết nối (Connection Multiplexing): Tầng Giao vận hỗ trợ việc thiết lập và

duy trì các kết nối mạng đa kết nối (multi-connection), cho phép nhiều ứng dụng

trên cùng một thiết bị mạng gửi và nhận dữ liệu đồng thời.

Transport Layer trong mô hình 7 lớp OSI

Tầng Phiên – Session Layer

Tầng Phiên là tầng thứ năm trong mô hình mạng OSI . Tầng này có trách nhiệm thiết

lập, duy trì và kết thúc các phiên (sessions) giao tiếp giữa các ứng dụng trên mạng. Nó

tạo ra một môi trường nhất quán cho việc thiết lập và duy trì phiên giao tiếp, đồng bộ hóa

dữ liệu và chấm dứt phiên.

Các chức năng quan trọng của tầng Phiên bao gồm:

Thiết lập phiên (Session establishment): Tầng Phiên cho phép các ứng dụng

thiết lập phiên giao tiếp giữa chúng trước khi truyền dữ liệu. Quá trình này bao

gồm xác định và thiết lập các thông số phiên như các thông tin định danh, cấu hình

và các thông tin điều khiển khác.

Duy trì phiên (Session maintenance): Tầng Phiên đảm bảo việc duy trì và quản

lý phiên giao tiếp giữa các ứng dụng. Nó kiểm soát việc truyền dữ liệu giữa các

ứng dụng trong suốt thời gian phiên diễn ra, đồng bộ hóa dữ liệu và xử lý các yêu

cầu và phản hồi.

Đồng bộ phiên (Session synchronization): Tầng Phiên xác định các điểm đồng

bộ trong quá trình truyền dữ liệu giữa các ứng dụng. Điều này đảm bảo rằng dữ

liệu được truyền một cách nhất quán và đúng thứ tự giữa nguồn và đích.

Chấm dứt phiên (Session termination): Tầng Phiên cho phép các ứng dụng kết

thúc phiên giao tiếp một cách an toàn và đúng quy trình. Quá trình này bao gồm

thông báo, truyền tải thông tin hoàn thành và giải phóng tài nguyên được sử dụng

trong phiên.

Session Layer của mô hình OSI

Tầng Trình diễn – Presentation Layer

Tầng Trình diễn là tầng thứ sáu trong mô hình OSI. Tầng này đảm nhiệm vai trò

chuyển đổi và xử lý dữ liệu từ định dạng của ứng dụng thành định dạng chuẩn để truyền

qua mạng và ngược lại. Nó cung cấp các dịch vụ và các cơ chế chuyển đổi, mã hóa, nén

và định dạng dữ liệu để đảm bảo rằng dữ liệu được truyền và nhận một cách chính xác,

an toàn và hiệu quả.

Các chức năng chính của tầng Trình diễn bao gồm:

Mã hóa/ Giải mã (Encryption/Decryption): Tầng Trình diễn có khả năng mã

hóa dữ liệu trước khi truyền và giải mã dữ liệu khi nhận. Điều này đảm bảo tính

bảo mật trong quá trình truyền dữ liệu trên mạng.

Nén/ Giải nén (Compression/Decompression): Tầng Trình diễn có khả năng nén

dữ liệu để giảm dung lượng truyền và giải nén dữ liệu khi nhận. Điều này giúp

tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm sử dụng băng thông mạng.

Định dạng dữ liệu (Data Formatting): Tầng Trình diễn thực hiện việc định dạng

dữ liệu từ định dạng của ứng dụng thành định dạng chuẩn để truyền qua mạng và

ngược lại. Điều này đảm bảo tính tương thích giữa các ứng dụng và hệ thống khác

nhau.

Quản lý phiên (Session Management): Tầng Trình diễn có khả năng quản lý các

thông tin phiên giao tiếp giữa các ứng dụng. Nó hỗ trợ việc khởi tạo, duy trì và kết

thúc phiên giao tiếp, đồng bộ hóa các hoạt động truyền dữ liệu và xử lý lỗi.

Presentation Layer của mô hình OSI

Tầng Ứng dụng – Application Layer

Application layer là gì? Tầng Ứng dụng (Application layer) là tầng cuối cùng và cao

nhất trong mô hình OSI. Nó cung cấp giao diện giữa người dùng và mạng, cho phép

người dùng truy cập vào các dịch vụ mạng và thực hiện các hoạt động liên quan đến ứng

dụng.

Tầng Ứng dụng bao gồm nhiều giao thức và dịch vụ như truyền tệp, truyền thư điện tử

(email), truyền dữ liệu web, truyền dữ liệu đa phương tiện và nhiều ứng dụng khác. Một

số giao thức và dịch vụ phổ biến tại tầng này bao gồm:

HTTP (Hypertext Transfer Protocol).

FTP (File Transfer Protocol).

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

DNS (Domain Name System).

SNMP (Simple Network Management Protocol).

Chức năng chính của tầng ứng dụng là cung cấp giao diện và các dịch vụ để người dùng

có thể tương tác và sử dụng các ứng dụng mạng. Nó cung cấp các cơ chế để xác định và

thiết lập kết nối với các ứng dụng và dịch vụ mạng, xử lý yêu cầu và phản hồi, quản lý

phiên làm việc và truyền tải dữ liệu giữa người dùng và mạng.

Tầng Ứng dụng đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu của người dùng và

cho phép họ tương tác với các ứng dụng và dịch vụ mạng. Nó giúp quản lý việc truyền tải

dữ liệu, xử lý lỗi và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu giữa người dùng và mạng.

Application Layer của mô hình OSI

Mô hình TCP/IP

Mô hình TCP/IP là gì?

TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol - Giao thức điều khiển truyền

nhận/ Giao thức liên mạng), là một bộ giao thức trao đổi thông tin được sử dụng để

truyền tải và kết nối các thiết bị trong mạng Internet. TCP/IP được phát triển để mạng

được tin cậy hơn cùng với khả năng phục hồi tự động.

Cách thức hoạt động của mô hình TCP/IP

Phân tích từ tên gọi, TCP/IP là sự kết hợp giữa 2 giao thức. Trong đó IP (Giao thức liên

mạng) cho phép các gói tin được gửi đến đích đã định sẵn, bằng cách thêm các thông tin

dẫn đường vào các gói tin để các gói tin được đến đúng đích đã định sẵn ban đầu. Và giao

thức TCP (Giao thức truyền vận) đóng vai trò kiểm tra và đảm bảo sự an toàn cho mỗi

gói tin khi đi qua mỗi trạm. Trong quá trình này, nếu giao thức TCP nhận thấy gói tin bị

lỗi, một tín hiệu sẽ được truyền đi và yêu cầu hệ thống gửi lại một gói tin khác. Quá trình

hoạt động này sẽ được làm rõ hơn ở chức năng của mỗi tầng trong mô hình TCP/IP.

Chức năng của các tầng trong mô hình TCP/IP

Một mô hình TCP/IP tiêu chuẩn bao gồm 4 lớp được chồng lên nhau, bắt đầu từ tầng thấp

nhất là Tầng vật lý (Physical) → Tầng mạng (Network) → Tầng giao vận (Transport) và

cuối cùng là Tầng ứng dụng (Application).

Tuy nhiên, một số ý kiến lại cho rằng mô hình TCP/IP là 5 tầng, tức các tầng 4 đến 2 đều

được giữ nguyên, nhưng tầng Datalink sẽ được tách riêng và là tầng nằm trên so với tầng

vật lý.

Tầng 4 - Tầng Ứng dụng (Application)

Đây là lớp giao tiếp trên cùng của mô hình. Đúng với tên gọi, tầng Ứng dụng đảm nhận

vai trò giao tiếp dữ liệu giữa 2 máy khác nhau thông qua các dịch vụ mạng khác nhau

(duyệt web, chat, gửi email, một số giao thức trao đổi dữ liệu: SMTP, SSH, FTP,...). Dữ

liệu khi đến đây sẽ được định dạng theo kiểu Byte nối Byte, cùng với đó là các thông tin

định tuyến giúp xác định đường đi đúng của một gói tin.

Tầng 3 - Tầng Giao vận (Transport)

Chức năng chính của tầng 3 là xử lý vấn đề giao tiếp giữa các máy chủ trong cùng một

mạng hoặc khác mạng được kết nối với nhau thông qua bộ định tuyến. Tại đây dữ liệu sẽ

được phân đoạn, mỗi đoạn sẽ không bằng nhau nhưng kích thước phải nhỏ hơn 64KB.

Cấu trúc đầy đủ của một Segment lúc này là Header chứa thông tin điều khiển và sau đó

là dữ liệu.

Trong tầng này còn bao gồm 2 giao thức cốt lõi là TCP và UDP. Trong đó, TCP đảm bảo

chất lượng gói tin nhưng tiêu tốn thời gian khá lâu để kiểm tra đầy đủ thông tin từ thứ tự

dữ liệu cho đến việc kiểm soát vấn đề tắc nghẽn lưu lượng dữ liệu. Trái với điều đó, UDP

cho thấy tốc độ truyền tải nhanh hơn nhưng lại không đảm bảo được chất lượng dữ liệu

được gửi đi.

Tầng 2 - Tầng mạng (Internet)

Gần giống như tầng mạng của mô hình OSI. Tại đây, nó cũng được định nghĩa là một

giao thức chịu trách nhiệm truyền tải dữ liệu một cách logic trong mạng. Các phân đoạn

dữ liệu sẽ được đóng gói (Packets) với kích thước mỗi gói phù hợp với mạng chuyển

mạch mà nó dùng để truyền dữ liệu. Lúc này, các gói tin được chèn thêm phần Header

chứa thông tin của tầng mạng và tiếp tục được chuyển đến tầng tiếp theo. Các giao thức

chính trong tầng là IP, ICMP và ARP.

Tầng 1 - Tầng Vật lý (Physical)

Là sự kết hợp giữa tầng Vật lý và tầng liên kết dữ liệu của mô hình OSI. Chịu trách

nhiệm truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trong cùng một mạng. Tại đây, các gói dữ liệu được

đóng vào khung (gọi là Frame) và được định tuyến đi đến đích đã được chỉ định ban đầu.

Với nội dung đã trình bày, TOTOLINK mong muốn người dùng sẽ có thêm kiến thức về

quá trình truyền tải một gói tin trong mạng. Quan trọng hơn là có cái nhìn khái quát hơn

về mô hình TCP/IP, cũng như chức năng riêng của mỗi tầng.

Phân biệt mô hình OSI và mô hình TCP/IP

Dưới đây là một bảng phân biệt giữa mô hình OSI và mô hình TCP/IP: