Bài 2. Các giao thức mạng SVIP

1. Giao thức mạng

a. Khái niệm cơ bản

• Định dạng và chuẩn hoá: định nghĩa các quy tắc và định dạng cho việc đóng gói, trao đổi dữ liệu trong mạng; đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đi và nhận về đúng cách, tương thích giữa các thiết bị và ứng dụng khác nhau.
• Định tuyến và chuyển tiếp: cung cấp các thuật toán, quy trình để định tuyến (xác định đường truyền tối ưu) và chuyển tiếp gói tin từ nguồn đến đích; dữ liệu được truyền đi và nhận về một cách đầy đủ.
• Quản lí lưu lượng mạng: cho phép quản lí lưu lượng mạng bằng cách kiểm soát việc gửi và nhận dữ liệu trong mạng; giúp hạn chế lưu lượng không cần thiết, phân phối công bằng tài nguyên mạng.
• Đảm bảo tính bảo mật và độ tin cậy: cung cấp các cơ chế bảo mật (giao thức mã hoá, xác thực và kiểm soát truy cập) để bảo vệ dữ liệu trong mạng khỏi các mối đe doạ như tin tặc, tấn công mạng và lừa đảo. Đảm bảo tính toàn vẹn cho dữ liệu được truyền thông trong mạng.

b. Một số giao thức mạng

Một số giao thức mạng quan trọng hiện nay bao gồm:

• Giao thức Internet (IP — Internet Protocol) là một giao thức quan trọng trong mạng máy tính và là một trong những giao thức cốt lõi trong bộ giao thức TCP/IP.
• Giao thức vận chuyển bao gồm các giao thức quy định cách dữ liệu được chia thành các gói tin, đánh số, gửi và nhận giữa các thiết bị mạng. Ví dụ: TCP – Transmission Control Protocol và UDP – User Datagram Protocol. 
• Giao thức truyền tải siêu văn bản (HTTP – HyperText Transfer Protocol) là một trong những giao thức phổ biến hiện nay và được sử dụng trong việc truyền tải dữ liệu các trang web. Quy định cách các máy khách và máy chủ giao tiếp và trao đổi thông tin.
• Giao thức truyền tải tệp (FTP – File Transfer Protocol) là giao thức được sử dụng để truyền tải tệp giữa các máy tính. FTP cho phép người dùng truy cập, tải lên, tải xuống và quản lí các tệp trên một máy chủ từ xa.
• Giao thức truyền tải thư đơn giản (SMTP – Simple Mail Transfer Protocol) là giao thức được sử dụng để gửi và nhận thư điện tử trong mạng máy tính. Quy định quy trình trao đổi thư, bao gồm việc xác thực, mã hoá và chuyển tiếp thư. 

​2. Giao thức TCP

Giao thức điều khiển truyền tải (TCP) đảm bảo việc truyền dữ liệu ổn định và đúng thứ tự giữa các ứng dụng trên mạng. TCP có cơ chế kiểm tra lỗi, khôi phục và điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu.

🔷Ví dụ. Khi một máy tính gửi đi một gói tin và không nhận được thông báo từ máy nhận là đã nhận được gói tin đó thì nó sẽ gửi lại. Do đó, TCP trở thành giao thức để truyền thông tin như: hình ảnh tĩnh, tệp dữ liệu và trang web.

Dưới đây là các bước truyền dữ liệu theo hình minh họa trên:

1. Quá trình thiết lập kết nối: Thiết lập kết nối giữa hai máy tính gửi và nhận.

2. Quá trình trao đổi dữ liệu:

• Truyền dữ liệu. Dữ liệu được chia nhỏ thành các gói tin và được gắn thêm các thông tin khác (như: số thứ tự và số xác nhận). Gói tin được gửi đi qua mạng và máy nhận xác thực đã nhận được gói tin.
• Kiểm tra lỗi và khôi phục. TCP sử dụng số thứ tự và số xác nhận để đảm bảo dữ liệu được truyền tải một cách đáng tin cậy. Trong trường hợp gói tin bị mất hoặc bị lỗi, thiết bị gửi sẽ thực hiện gửi lại gói tin.

3. Quá trình kết thúc kết nối: Sau khi quá trình trao đổi dữ liệu hoàn tất, quá trình kết thúc kết nối được thực hiện giữa hai thiết bị gửi và nhận.

3. Giao thức IP

a. Giao thức IP

Giao thức Internet (IP) là một giao thức định tuyến và định danh các gói tin để có thể chuyển tiếp các gói tin qua các mạng đến đúng địa chỉ máy nhận. Dựa theo thông tin được đính kèm trong mỗi gói tin mà bộ định tuyến có thể chuyển tiếp gói tin đến đúng máy nhận.

• Các gói tin sẽ được gán thêm các địa chỉ IP của máy gửi và máy nhận trước khi được gửi đi.
• Chức năng phân phối các gói tin từ máy gửi đến máy nhận dựa trên địa chỉ IP được gắn với gói tin tương ứng. 

Địa chỉ IP là một địa chỉ số được gán cho mỗi thiết bị khi kết nối vào mạng máy tính. Trong một mạng cục bộ, mỗi thiết bị kết nối vào mạng đều được gán một địa chỉ IP duy nhất.

Hiện nay, địa chỉ IP có hai phiên bản chính: IPv4 và IPv6.

IPv4 là phiên bản phổ biến và được sử dụng rộng rãi hiện nay. Địa chỉ là một chuỗi số 32 bit nhị phân chia thành 4 cụm 8 bit hay 1 byte và được gọi là octet. Mỗi octet được biểu diễn dưới dạng thập phân và được ngăn cách nhau bằng dấu chấm. 

Địa IPv4 gồm 2 thành phần: Địa chỉ mạng (Network ID) xác định mạng đang kết nối và địa chỉ máy (Host ID) xác định máy kết nối.

🔷Ví dụ. Một địa chỉ IPv4 ở hệ nhị phân là: 10000010.00111001.00011110.00111000 tương ứng ở dạng thập phân là 130.57.30.56. 

IPv6 là phiên bản mới hơn và được phát triển để đảm bảo nhu cầu lớn hơn về địa chỉ IP. IPv6 là một chuỗi 128 bit nhị phân, thường được biểu diễn dưới dạng thập lục phân, gồm 8 phần ngăn cách nhau bằng dấu hai chấm,

🔷Ví dụ. 2620:0AB2:0D01:2042:0100:8C4D:D370:72B4 là một địa chỉ IPv6.

b. Hệ thống tên miền

Mỗi trang web ứng với một địa chỉ IP → Người dùng khó nhớ địa chỉ IP của trang web → Cần cách thể hiện khác.

Hệ thống tên miền DNS (Domain Name System) là cách định dạng máy tính trong mạng bằng các tên dễ gợi nhớ.