Protocol là gì? Tổng hợp kiến thức cần biết về giao thức mạng

Techblog.

Kiến thức căn bản.

Tất cả các mô hình, hệ thống, bất kể quy mô lớn hay nhỏ, đều cần phải có các hệ thống quy tắc để đảm bảo việc hoạt động suôn sẻ. Tương tự, để mạng internet hoạt động chính xác và thuận tiện cho con người, cần có các tiêu chuẩn giao thức đồng nhất. Hãy cùng Bizfly Cloud tìm hiểu chi tiết về các giao thức này trong bài viết sau đây.

Protocol là gì?

Tập hợp các quy tắc được lập ra như một giao thức mạng, nhằm quy định cách để định dạng, truyền và nhận dữ liệu sao cho các thiết bị mạng máy tính – từ máy chủ và bộ định tuyến đến điểm cuối – có thể liên lạc với nhau, dù có sự khác biệt về cơ sở hạ tầng, thiết kế hay các tiêu chuẩn cơ bản giữa chúng.

Để đảm bảo thành công trong việc gửi và nhận thông tin, các thiết bị ở cả hai phía của liên lạc cần phải tuân theo các quy ước giao thức. Hỗ trợ cho các giao thức mạng có thể được tích hợp vào phần mềm, phần cứng hoặc cả hai.

Cung cấp cho các thiết bị mạng một ngôn ngữ chung, các giao thức mạng được tiêu chuẩn hóa. Nếu không có chúng, máy tính sẽ không biết cách giao tiếp với nhau. Kết quả là, chỉ một số ít mạng có thể hoạt động, trừ các mạng đặc biệt được thiết kế cho một kiến trúc cụ thể. Nếu không có các giao thức mạng, mạng Internet như chúng ta biết hiện nay sẽ không thể tồn tại. Hầu hết người dùng cuối đều phụ thuộc vào các giao thức mạng để kết nối với nhau.

Giao thức mạng hoạt động như thế nào?

Trên mọi cấp độ của mạng, các giao thức mạng sẽ tách các quy trình quan trọng hơn thành các chức năng và nhiệm vụ nhỏ hơn, độc lập với nhau. Mô hình chuẩn, hay còn gọi là mô hình OSI, sẽ sử dụng một hoặc nhiều giao thức mạng để xử lý các hoạt động tại từng tầng mạng trong quá trình trao đổi.

Giao thức TCP/IP bao gồm nhiều chuẩn nằm trên các tầng khác nhau, bao gồm tầng dữ liệu, mạng, truyền tải và ứng dụng, tương tác với nhau để hình thành một bộ chuẩn mạng được liên kết với nhau.

Phương thức hoạt động của mạng.

Giao thức quản lý chuyển đổi dữ liệu (TCP) được xem là một trong những giao thức chủ chốt của bộ giao thức TCP/IP, cho phép truyền tải dữ liệu đáng tin cậy, theo thứ tự và được xác thực khi nhận. TCP hỗ trợ cho việc truyền thông giữa các ứng dụng trên máy chủ thông qua mạng IP, giúp chúng có thể kết nối và trao đổi dữ liệu hoặc gói tin. Hiện nay, những ứng dụng phổ biến trên internet như World Wide Web, email và Secure Shell đều sử dụng giao thức TCP.

Hoạt động như một phương thức truyền thông thay thế cho TCP, User Datagram Protocol (UDP) được áp dụng để tạo ra các kết nối có độ trễ thấp và khả năng chịu lỗi mất thông tin giữa các ứng dụng và mạng Internet.

Một máy móc kết nối với các máy móc khác thông qua mạng dựa trên giao thức IP như mạng Internet ví dụ, dùng một tập luật (theo dạng chuỗi số hoặc từ vựng) để truyền và nhận thông điệp qua Giao thức Internet (IP).

Các giao thức mạng khác bao gồm Hypertext Transfer Protocol (HTTP) và File Transfer Protocol (FTP) đã được thiết kế để đưa ra các quy tắc về trao đổi và hiển thị thông tin. Hơn nữa, mỗi giao thức cũng có.

Dữ liệu có dạng nhị phân được đưa qua mạng thông qua gói truyền và gói nhận. Thông tin về người gửi và đích đến của tin nhắn được lưu trữ trong phần header được thêm vào đầu mỗi gói bởi hầu hết các giao thức. Ngoài ra, một số giao thức cũng bao gồm phần footer chứa thông tin bổ sung ở cuối. Các giao thức mạng xử lý cả header và footer như là một phần của dữ liệu để xác định đặc tính riêng của các tin nhắn khi chúng di chuyển giữa các thiết bị.

Các loại giao thức mạng chính

Các hệ thống mạng thường sử dụng ba loại chuẩn giao thức khác nhau, bao gồm chuẩn giao tiếp như Ethernet, chuẩn quản lý như Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) và chuẩn bảo mật như Secure Shell (SSH).

Nhiều giao thức mạng có tính thống nhất được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm xác thực, tự động hóa, chỉnh sửa, nén, xử lý lỗi, truy xuất tệp, truyền tệp, tổng hợp liên kết, định tuyến, ngữ nghĩa, đồng bộ hóa và cú pháp. Ba loại giao thức lớn này hiện diện sự tồn tại của những tính năng này.

Triển khai các giao thức mạng

Các phần mềm, hoặc một phần của hệ điều hành (HĐH) máy tính, hoặc dưới dạng một ứng dụng, hoặc được triển khai trong phần cứng của máy tính, đều có thể sử dụng để mã hóa các giao thức mạng để chúng hoạt động. Hầu hết các HĐH hiện đại đều tích hợp sẵn các dịch vụ phần mềm để thực hiện các giao thức mạng. Các ứng dụng khác, chẳng hạn như trình duyệt web, được thiết kế với các thư viện phần mềm hỗ trợ các giao thức cần thiết để chúng hoạt động. Ngoài ra, để tăng cường hiệu suất, TCP/IP và các giao thức định tuyến khác cũng có thể được triển khai trực tiếp trong phần cứng.

Một giao thức mới sẽ được bổ sung vào bộ giao thức bất kỳ khi nào nó được triển khai. Tất cả các giao thức được lưu trữ tại cùng một địa chỉ và được xếp chồng lên nhau theo từng tầng, do đó các bộ giao thức có cấu trúc đồng nhất.

Điểm yếu của giao thức mạng

Trong các chuẩn mạng, một vấn đề lớn được phát hiện là chúng được thiết kế không đảm bảo an toàn. Sự thiếu an ninh này đôi khi tạo điều kiện cho các cuộc tấn công độc hại, như nghe trộm và lừa đảo bộ nhớ đệm, gây ảnh hưởng đến hệ thống. Cuộc tấn công phổ biến nhất vào các chuẩn mạng thường là tấn công phát sóng trên các bộ định tuyến giả lập, đưa lưu lượng vào các máy chủ bị tấn công thay vì các máy chủ đích (nơi lý tưởng sẽ nhận lưu lượng).

Tính năng của Protocol

Sắp xếp dữ liệu: phân chia toàn bộ thông tin thành các gói nhỏ.

Dòng dữ liệu: giải quyết thách thức gửi dữ liệu tới mục tiêu chính xác để đảm bảo độ chính xác của thông tin.

Lựa chọn tuyến truyền dẫn tối ưu để truyền tải thông tin giữa bên gửi và bên nhận vì có thể xuất hiện nhiều lối truyền khác nhau – Định tuyến dữ liệu.

Đóng gói (Encapsulation): quá trình chuyển đổi một giao thức sang các giao thức khác.

Quá trình tách đoạn thông điệp dữ liệu, có nghĩa là phân chia dữ liệu thành các gói khi nó chảy từ lớp giao thức trên xuống lớp giao thức thấp hơn và sau đó thu thập lại chúng để đảm bảo các gói đều được sắp xếp theo đúng thứ tự tại bên nhận, được gọi là phân đoạn và tái lắp.

Kiểm soát Kết nối đảm bảo truyền dữ liệu theo hướng kết nối cho các mục dữ liệu lớn.

Ghép nhiều tín hiệu đơn vị truyền hoặc kênh của giao thức cấp cao hơn vào trong một đơn vị truyền dẫn của giao thức cấp thấp hơn được gọi là Multiplexing. Multiplexing có thể được thực hiện theo hướng lên hoặc hướng xuống.

Giao thức Sắp xếp giao nhận (Ordered Delivery) mang đến cho mỗi gói dữ liệu một thứ tự độc nhất để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình giao nhận dữ liệu theo trật tự. Với chức năng duy trì việc sắp xếp giao nhận, người gửi sẽ đảm bảo rằng người nhận sẽ nhận được dữ liệu theo thứ tự đã gửi.

Transmission Services: đề cập đến mức độ ưu tiên, Chất lượng dịch vụ (QoS) và bảo mật của các gói dữ liệu.

Địa chỉ: nói về các mức độ, phạm vi địa chỉ, xác định giao tiếp và chế độ địa chỉ.

Kiểm soát luồng (Flow Control) được sử dụng để giới hạn lưu lượng dữ liệu.

Để quản lý lỗi (Error Control), ta cần phát hiện lỗi (sử dụng các bit kiểm tra) và xử lý chúng. Nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu, người nhận sẽ yêu cầu gửi lại dữ liệu cho người gửi và loại bỏ gói dữ liệu bị hỏng.

Tính ứng dụng của các giao thức mạng

Căn cứ của mạng Internet hiện đại là các chuẩn mạng. Nhờ đó, các thiết bị tính toán có thể truyền thông qua mạng mà không cần người dùng hiểu hay biết sâu về hậu trường. Một ví dụ rõ ràng về chuẩn mạng và cách sử dụng của chúng là:

Giao thức chuẩn mới nhất để tải e-mail từ mail server là Post Office Protocol 3 (POP3).

Giao thức chuyển thư Simple (SMTP) được dùng để truyền và phân phối email đi.

Giao thức truyền tệp (FTP) được dùng để chuyển tệp từ một máy tới máy khác.

Một bộ quy tắc được áp dụng để liên kết các hệ thống thông qua phương thức Telnet, cho phép truy cập từ xa. Trong quá trình này, máy tính địa phương gửi yêu cầu kết nối đến hệ thống từ xa thông qua kết nối.

Có thể đưa ra một vài ví dụ về các giao thức mạng như: Giao thức Bưu điện, Lớp Sockets Bảo mật, Bảo mật Lớp Vận chuyển, Hệ thống tên miền…

Theo chia sẻ của Bizfly Cloud.

BizFly Cloud”>BizFly Cloud là nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây với chi phí thấp, được vận hành bởi VCCorp.

BizFly Cloud là một trong số bốn doanh nghiệp chủ chốt tham gia “Chiến dịch thúc đẩy chuyển đổi số bằng công nghệ điện toán đám mây Việt Nam” của Bộ Thông tin và Truyền thông. Nền tảng điện toán đám mây của BizFly Cloud đáp ứng đầy đủ các tiêu chí và chỉ tiêu kỹ thuật, hỗ trợ cho việc triển khai Chính phủ điện tử/chính quyền điện tử.

Những người quan tâm đến các giải pháp của BizFly Cloud có thể truy cập vào đây.

Sử dụng thử miễn phí và nhận ưu đãi trong 3 tháng tại trang quản lý bizflycloud.