Giao thức mạng – Protocols

Bài này sẽ tìm hiểu về các giao thức mạng thường dùng, khái niệm về các giao thức đó là gì và có chức năng như thế nào.

IP (Internet Protocol): là một giao thức hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển mạch gói. Tìm hiểu thêm về IPv4 và IPv6.

TCP (Transmission Control Protocol): là một trong các giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP. Sử dụng TCP, các ứng dụng trên các máy chủ được nối mạng có thể tạo các “kết nối” với nhau, mà qua đó chúng có thể trao đổi dữ liệu hoặc các gói tin. Giao thức này đảm bảo chuyển giao dữ liệu tới nơi nhận một cách đáng tin cậy và đúng thứ tự. TCP còn phân biệt giữa dữ liệu của nhiều ứng dụng (chẳng hạn, dịch vụ Web và dịch vụ thư điện tử) đồng thời chạy trên cùng một máy chủ.

TCP/IP (TCP/IP protocol suite): là một bộ các giao thức truyền thông cài đặt chồng giao thức mà Internet và hầu hết các mạng máy tính thương mại đang chạy trên đó. Bộ giao thức này được đặt tên theo hai giao thức chính của nó là TCP (Giao thức Điều khiển Giao vận) và IP (Giao thức Liên mạng).

UDP (User Datagram Protocol): là một trong những giao thức cốt lõi của giao thức TCP/IP. Dùng UDP, chương trình trên mạng máy tính có thể gửi những dữ liệu ngắn được gọi là datagram tới máy khác. UDP không cung cấp sự tin cậy và thứ tự truyền nhận mà TCP làm; các gói dữ liệu có thể đến không đúng thứ tự hoặc bị mất mà không có thông báo. Tuy nhiên UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với các mục tiêu như kích thước nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian. Do bản chất không trạng thái của nó nên nó hữu dụng đối với việc trả lời các truy vấn nhỏ với số lượng lớn người yêu cầu.

HTTP (HyperText Transfer Protocol): là một trong năm giao thức chuẩn về mạng Internet, được dùng để liên hệ thông tin giữa Máy cung cấp dịch vụ (Web server) và Máy sử dụng dịch vụ (Web client) là giao thức Client/Server dùng cho World Wide Web-WWW, HTTP là một giao thức ứng dụng của bộ giao thức TCP/IP (các giao thức nền tảng cho Internet).

FTP (File Transfer Protocol): thường được dùng để trao đổi tập tin qua mạng lưới truyền thông dùng giao thức TCP/IP (chẳng hạn như Internet – mạng ngoại bộ – hoặc intranet – mạng nội bộ). Hoạt động của FTP cần có hai máy tính, một máy chủ và một máy khách). Máy chủ FTP, dùng chạy phần mềm cung cấp dịch vụ FTP, gọi là trình chủ, lắng nghe yêu cầu về dịch vụ của các máy tính khác trên mạng lưới. Máy khách chạy phần mềm FTP dành cho người sử dụng dịch vụ, gọi là trình khách, thì khởi đầu một liên kết với máy chủ. Một khi hai máy đã liên kết với nhau, máy khách có thể xử lý một số thao tác về tập tin, như tải tập tin lên máy chủ, tải tập tin từ máy chủ xuống máy của mình, đổi tên của tập tin, hoặc xóa tập tin ở máy chủ v.v. Vì giao thức FTP là một giao thức chuẩn công khai, cho nên bất cứ một công ty phần mềm nào, hay một lập trình viên nào cũng có thể viết trình chủ FTP hoặc trình khách FTP. Hầu như bất cứ một nền tảng hệ điều hành máy tính nào cũng hỗ trợ giao thức FTP. Điều này cho phép tất cả các máy tính kết nối với một mạng lưới có nền TCP/IP, xử lý tập tin trên một máy tính khác trên cùng một mạng lưới với mình, bất kể máy tính ấy dùng hệ điều hành nào (nếu các máy tính ấy đều cho phép sự truy cập của các máy tính khác, dùng giao thức FTP). Hiện nay trên thị trường có rất nhiều các trình khách và trình chủ FTP, và phần đông các trình ứng dụng này cho phép người dùng được lấy tự do, không mất tiền.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): là một chuẩn truyền tải thư điện tử qua mạng Internet. SMTP được định nghĩa trong bản RFC 821 (STD 10) và được chỉnh lý bằng bản RFC 1123 (STD 3), chương 5. Giao thức hiện dùng được là ESMTP (extended SMTP – SMTP mở rộng), được định nghĩa trong bản RFC 2821.

POP3 (Post Office Protocol phiên bản 3): là một giao thức tầng ứng dụng, dùng để lấy thư điện tử từ server mail, thông qua kết nối TCP/IP. POP3 và IMAP là 2 chuẩn giao thức Internet thông dụng nhất dùng để lấy nhận email. Hầu như các máy tính hiện nay đều hỗ trợ cả 2 giao thức.

IMAP (Internet Message Access Protocol): là thế hệ mới của giao thức POP (Post Office Protocol).[1] Nói một cách đơn giản, IMAP đặt sự kiểm soát email trên mail server trong khi nhiệm vụ của POP là tải toàn bộ thông điệp email về client server yêu cầu. Cụ thể, IMAP cung cấp truy cập email theo ba chế độ khác nhau: offline (ngoại tuyến), online (trực tuyến) và disconnected (ngắt kết nối).

ICMP (Internetwork Control Message Protocol): là một giao thức hoạt động trên layer 2 – Internetwork trong mô hình TCP/IP hoặc layer 3 – Network trong mô hình OSI cho phép kiểm tra và xác định lỗi của Layer 3 Internetwork trong mô hình TCP/IP bằng cách định nghĩa ra các loại thông điệp có thể sử dụng để xác định xem mạng hiện tại có thể truyền được gói tin hay không.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): là một giao thức cấu hình tự động địa chỉ IP. Máy tính được cấu hình một cách tự động vì thế sẽ giảm việc can thiệp vào hệ thống mạng. Nó cung cấp một database trung tâm để theo dõi tất cả các máy tính trong hệ thống mạng. Mục đích quan trọng nhất là tránh trường hợp hai máy tính khác nhau lại có cùng địa chỉ IP.

Nếu không có DHCP, các máy có thể cấu hình IP thủ công Ngoài việc cung cấp địa chỉ IP, DHCP còn cung cấp thông tin cấu hình khác, cụ thể như DNS. Hiện nay DHCP có 2 version: cho IPv4 và IPv6.

SNMP (Simple Network Management Protocol): là một tập hợp các giao thức không chỉ cho phép kiểm tra nhằm đảm bảo các thiết bị mạng như router, switch hay server đang vận hành mà còn vận hành một cách tối ưu, ngoài ra SNMP còn cho phép quản lý các thiết bị mạng từ xa.

WAP (Wireless Application Protocol): là một tiêu chuẩn công nghệ cho các hệ thống truy nhập Internet từ các thiết bị di động như điện thoại di động, PDA. Mặc dù tiêu chuẩn này chưa được chuẩn hóa trên toàn cầu, nhưng những ứng dụng của giao thức này đã tác động rất lớn đến ngành công nghiệp di động và các lĩnh vực dịch vụ liên quan. WAP là giao thức truyền thông mang lại rất nhiều ứng dụng cho người sử dụng thiết bị đầu cuối di động như E-mail, web, mua bán trực tuyến, ngân hàng trực tuyến, thông tin chứng khoán.

RIP (Routing Information Protocol): là một giao thức định tuyến bên trong miền sử dụng thuật toán định tuyến distance-vector. RIP được dùng trên Internet và phổ biến trên môi trường NetWare như phuơng thức trao đổi thông tin định tuyến giữa các bộ định tuyến. Giao thức định tuyến chuẩn Internet OSPF (Open Shortest Path First) là một phiên bản kế thừa của RIP.

OSPF (Open Shortest Path First): là một giao thức định tuyến link – state điển hình. OSPF được mô tả trong nhiều chuẩn của IETF (Internet Engineering Task Force). Chuẩn mở ở đây có nghĩa là OSPF hoàn toàn mở với công cộng, không có tính độc quyền.

Nếu so sánh với RIPv1 và RIPv2 là một giao thức nội thì IGP tốt hơn vì khả năng mở rộng của nó. RIP chỉ giới hạn trong 15 hop, hội tụ chậm và đôi khi còn chọn đường có tốc độ chậm vì khi quyết định chọn đường nó không quan tâm đến các yếu quan trọng khác như băng thông chẳng hạn. OSPF khắc phục được các nhược điểm của RIP vì nó là một giao thức định tuyến mạnh, có khả năng mởi rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại. OSPF có thể cấu hình đơn vùng để sử dụng cho các mạng nhỏ.

PPP (Point-to-Point Protocol): là một giao thức liên kết dữ liệu, thường được dùng để thiết lập một kết nối trực tiếp giữa 2 nút mạng. Nó có thể cung cấp kết nối xác thực, mã hóa việc truyền dữ liệu.

SCTP (Stream Control Transmission Protocol): là một giao thức truyền thông ở tầng giao vận (số cổng 132), có vai trò tương tự giống hai giao thức phổ biến đó là TCP và UDP. Giao thức này cung cấp một số tính năng dịch vụ giống hai giao thức TCP và UDP: đó là một thông điệp định hướng như UDP và đảm bảo tin cậy, trong chuỗi truyền tải các thông điệp với sự điều khiển tắc nghẽn giống TCP.