Bất kỳ mô hình, hệ thống nào dù lớn nhỏ ra sao cũng cần phải có bộ quy tắc để vận hành trơn tru, suôn sẻ. Điều này cũng đúng với các hệ thống mạng, nhờ các giao thức chuẩn mà Internet chúng ta sử dụng hàng ngày có thể hoạt động bình thường, giúp cuộc sống của con người trở nên dễ dàng hơn mỗi ngày. Vậy Protocol là gì? Hãy cũng tìm hiểu kỹ hơn nhé.
Protocol [giao thức mạng] là tập hợp các quy tắc được thiết lập nhằm xác định cách để định dạng, truyền và nhận dữ liệu sao cho các thiết bị mạng máy tính – từ server và router tới endpoint – Có thể giao tiếp với nhau, bất kể sự khác biệt về cơ sở hạ tầng, thiết kế hay các tiêu chuẩn cơ bản giữa chúng.
Protocol nhằm tập hợp các thiết lập để định dạng, truyền và nhận dữ liệu
Để gửi và nhận thông tin thành công, các thiết bị ở cả hai phía của trao đổi liên lạc phải chấp nhận và tuân theo giao thức. Hỗ trợ cho các giao thức mạng có thể được tích hợp vào phần mềm, phần cứng hoặc cả hai.
Các giao thức mạng được tiêu chuẩn hóa cung cấp một ngôn ngữ chung cho các thiết bị mạng. Không có chúng, các máy tính sẽ không biết cách giao tiếp với nhau. Vì vậy, ngoài những mạng dành riêng cho một kiến trúc cụ thể, chỉ một số ít mạng có thể hoạt động, điều này sẽ không thể thực hiện được nếu không có Internet như chúng ta biết ngày nay. Hầu như tất cả người dùng cuối đều dựa vào các giao thức mạng để kết nối với nhau.
Giao thức mạng hoạt động như thế nào?
Các giao thức mạng phân chia các quy trình lớn hơn thành các chức năng và nhiệm vụ nhỏ hơn, độc lập, trên tất cả các cấp độ mạng. Trong mô hình chuẩn [còn được gọi là mô hình OSI], một hoặc nhiều giao thức mạng đảm nhận hoạt động của từng tầng mạng trong quá trình chuyển mạch.
Một tập hợp các giao thức mạng được liên kết với nhau thành một họ giao thức. Bộ TCP/IP được tạo thành từ nhiều giao thức nằm trên cùng của các lớp – chẳng hạn như lớp dữ liệu, lớp mạng, lớp vận chuyển và lớp ứng dụng – hoạt động cùng nhau để cho phép kết nối Internet, bao gồm:
Transmission Control Protocol [TCP], Transmission Control Protocol [TCP] là một trong những giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP. TCP cung cấp khả năng gửi dữ liệu đáng tin cậy, được sắp xếp và kiểm tra lỗi cho người nhận. TCP cũng cho phép các ứng dụng chạy trên mạng IP giao tiếp với nhau để chúng có thể trao đổi dữ liệu hoặc gói tin. Các ứng dụng Internet chính như World Wide Web, e-mail và Secure Shell hiện sử dụng giao thức TCP.
Giao thức gói dữ liệu người dùng [UDP], một giao thức truyền thông thay thế cho TCP, để thiết lập các kết nối có độ trễ thấp và khả năng chịu lỗi giữa các ứng dụng và Internet.
Giao thức Internet [IP] sử dụng một bộ quy tắc [ở dạng dãy số hoặc chữ cái] để gửi và nhận tin nhắn cho phép thiết bị giao tiếp với thiết bị khác qua mạng dựa trên IP như Internet.
Ngoài ra, còn có các giao thức mạng bổ sung khác như: Giao thức truyền siêu văn bản [HTTP] và Giao thức truyền tệp [FTP]… mỗi giao thức này xác định một bộ quy tắc để trao đổi và hiển thị thông tin.
Mỗi gói dữ liệu được truyền và nhận qua mạng thường chứa dữ liệu nhị phân. Hầu hết các giao thức đều thêm tiêu đề vào đầu mỗi gói để lưu trữ thông tin về người gửi và đích của tin nhắn. Một số thỏa thuận cũng có thể kết thúc bằng phần chân trang chứa thông tin bổ sung. Các giao thức mạng coi các đầu trang và chân trang này là một phần của dữ liệu khi chúng được truyền giữa các thiết bị để xác định tính duy nhất của thông báo.
Các loại giao thức mạng chính
Nói chung, các mạng có ba giao thức—giao tiếp, chẳng hạn như Ethernet; quản lý, chẳng hạn như Giao thức truyền thư đơn giản [SMTP]; và bảo mật, chẳng hạn như Secure Shell [SSH].
Nằm giữa ba loại giao thức chính này là hàng nghìn giao thức mạng xử lý chung nhiều tác vụ khác nhau, bao gồm xác thực, tự động hóa, sửa lỗi, nén, xử lý lỗi, truy xuất tệp, truyền tệp, xâu chuỗi, v.v. đồng bộ hóa và cú pháp.
Triển khai các giao thức mạng
Để các giao thức mạng hoạt động bình thường, chúng phải được mã hóa trong phần mềm, như một phần của hệ điều hành [OS] của máy tính, dưới dạng chương trình ứng dụng hoặc được triển khai trong phần cứng máy tính. Hầu hết các hệ điều hành hiện đại đều có các dịch vụ phần mềm tích hợp thực hiện các giao thức mạng nhất định. Các ứng dụng khác, chẳng hạn như trình duyệt web, được thiết kế với các thư viện phần mềm hỗ trợ tất cả các giao thức mà ứng dụng cần để chạy. Ngoài ra, TCP/IP và các giao thức định tuyến được hỗ trợ cũng được triển khai trực tiếp trong phần cứng để cải thiện hiệu suất.
Bất cứ khi nào một giao thức mới được triển khai, nó sẽ được thêm vào bộ giao thức. Bộ giao thức được cấu trúc dưới dạng một khối duy nhất, vì tất cả các giao thức được lưu trữ tại cùng một địa chỉ và trong các lớp xếp chồng lên nhau.
Điểm yếu của giao thức mạng
Một điểm yếu lớn được tìm thấy trong các giao thức mạng là chúng có thiết kế không an toàn. Việc thiếu bảo vệ này đôi khi có thể tạo điều kiện cho các cuộc tấn công độc hại, chẳng hạn như nghe lén và đầu độc bộ đệm, có thể ảnh hưởng đến hệ thống. Loại tấn công giao thức mạng phổ biến nhất thường là tấn công quảng bá trên bộ định tuyến mô phỏng, hướng lưu lượng truy cập đến máy chủ bị tấn công thay vì máy chủ đích [nơi có lưu lượng].
Tính năng của Protocol
- Data Sequencing: chia toàn bộ dữ liệu thành một số gói.
- Data flow: giải quyết việc gửi dữ liệu đến đúng đích đảm bảo luồng dữ liệu có chính xác hay không.
- Data Routing: chọn đường dẫn tốt nhất để truyền dữ liệu giữa người gửi và người nhận vì có thể có nhiều đường truyền.
- Encapsulation [Đóng gói]: quá trình lấy một giao thức và chuyển nó sang một số giao thức khác.
- Segmentation & Reassembly: xử lý việc phân đoạn thông điệp dữ liệu, tức là phân đoạn dữ liệu thành các gói khi dữ liệu chảy từ lớp giao thức trên xuống thấp hơn và tập hợp lại ngược lại với phân đoạn tức là tất cả các gói được phân đoạn đều được thu thập lại theo đúng thứ tự tại bên nhận.
- Connection Control [Kiểm soát kết nối]: đảm bảo truyền dữ liệu theo định hướng kết nối cho các data item dài.
- Multiplexing: kết hợp nhiều tín hiệu đơn vị truyền hoặc kênh của giao thức cấp cao hơn trong một đơn vị truyền dẫn của giao thức cấp thấp hơn. Multiplexing có thể hướng lên hoặc hướng xuống.
- Ordered Delivery [Phân phối theo thứ tự]: Giao thức tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân phối dữ liệu theo thứ tự, bằng cách cung cấp một số thứ tự duy nhất cho mỗi gói dữ liệu. Chức năng của người gửi là duy trì việc phân phối theo thứ tự đó. Làm như vậy, người nhận sẽ nhận được dữ liệu theo thứ tự như đã gửi bởi người gửi.
- Transmission Services: đề cập đến mức độ ưu tiên, Chất lượng dịch vụ [QoS] và bảo mật của các gói dữ liệu.
- Addressing: đề cập đến các cấp độ, phạm vi addressing, định danh giao tiếp và chế độ addressing.
- Flow Control [Kiểm soát luồng]: tạo điều kiện để hạn chế luồng dữ liệu
- Error Control [Kiểm soát lỗi]: Nó xử lý việc phát hiện lỗi [sử dụng các checksum bit] và kiểm soát nó. Nếu bất kỳ lỗi nào được phát hiện trong quá trình truyền dữ liệu, yêu cầu truyền lại dữ liệu sẽ được người nhận gửi đến người gửi và gói dữ liệu bị hỏng sẽ bị loại bỏ.
Tính ứng dụng của các giao thức mạng
Các giao thức mạng là nền tảng để làm cho Internet hiện đại mà chúng ta thấy ngày nay hoạt động, vì chúng cho phép các máy tính giao tiếp qua các mạng mà người dùng không cần biết cụ thể hoặc biết điều gì đang xảy ra. Một số ví dụ cụ thể về các giao thức mạng và công dụng của chúng:
Post Office Protocol 3 [POP3], phiên bản mới nhất của giao thức chuẩn để truy xuất e-mail từ máy chủ thư.
Giao thức truyền chính đơn giản [SMTP], để gửi và gửi e-mail đi.
Giao thức truyền tệp [FTP] – Giao thức truyền tệp được sử dụng để truyền tệp từ máy này sang máy khác.
Telnet, là một bộ quy tắc để kết nối hệ thống này với hệ thống khác thông qua đăng nhập từ xa. Trong giao thức này, hệ thống gửi yêu cầu kết nối là máy tính cục bộ và hệ thống đi qua kết nối là máy tính từ xa.
Một số ví dụ về giao thức mạng khác có thể kể đến: Post Office Protocol, Secure Sockets Layer, Transport Layer Security, Domain name system….
Tổng hợp bài viết trên chúng tôi đã giới thiệu và giải thích chi tiết về Protocol là gì. Hy vọng bạn đã tìm hiểu tất cả về giao thức và thấy nó hữu ích trong công việc của bạn. Chúc các bạn luôn thành công và gặp nhiều may mắn trên con đường sự nghiệp của mình.