Giao thức truyền thông là gì? Những điều cần biết về Protocol

Giao thức truyền thông là khái niệm vô cùng phổ biến liên quan đến kiến thức mạng. Khi tìm hiểu về hệ thống mạng và cách thức hoạt động của nó, chắc hẳn bạn cũng sẽ bắt gặp thuật ngữ Protocol hay giao thức truyền thông. Trong bài viết này, kienthucphanmem.com sẽ giới thiệu khái niệm và ví dụ về giao thức truyền thông để bạn có cái nhìn cụ thể nhất.

Giao thức truyền thông là gì?

Giao thức truyền thông được hiểu là bộ quy tắc về trao đổi dữ liệu, thông tin liên lạc giữa các thiết bị nhận và thiết bị truyền dữ liệu thuộc cùng một hệ thống thông qua các kênh truyền thông. Những dữ liệu được trao đổi có thể là internet, intranet, local area network (LAN)… Đối với mỗi giao thức mạng, các dữ liệu được gửi đi đều có phương thức định dạng dữ liệu riêng. Những dữ liệu này sẽ được rà soát xem có các lỗi nào không hoặc được nén lại khi được tiếp nhận.

Giao thức truyền thông có nhiệm vụ định nghĩa sự đồng bộ, ngữ nghĩa, cú pháp và quy tắc trong quá trình truyền thông, ngoài ra nó có thể bổ sung phương pháp khắc phục lỗi trên đường truyền. Giao thức truyền thông có thể được tiến hành trên phần mềm, phần cứng hoặc cả hai.

Giao thức truyền thông còn được gọi là giao thức trao đổi thông tin, giao thức tương tác, giao thức liên mạng, giao thức giao tiếp… Trong tiếng Anh, giao thức truyền thông có thuật ngữ tương đương là “Communication Protocol”.

Trong lĩnh vực internet hiện nay, giao thức được sử dụng rộng rãi hàng đầu đó là TCP/IP, hay được gọi đầy đủ là transmission control protocol/internet protocol. Với giao thức này các máy tính có kết nối internet với nhau có thể dễ dàng nhận và truyền thông tin liên lạc. Bên cạnh đó còn có giao thức khác là HTTP (Hypertext Transfer Protocol) được truyền bởi TCP/IP hoặc được sử dụng để truyền dữ liệu qua Internet hay WWW.

Cơ chế hoạt động của giao thức truyền thông là gì?

Giao thức truyền thông hoạt động theo cơ chế như sau: Quá trình dữ liệu được truyền đi trên mạng sẽ được chia ra làm nhiều bước khác nhau, bao gồm cả hệ thống. Ở bước, một số hoạt động sẽ được thực thi và khi đó người dùng sẽ không biết được nó đang xảy ra ở bất cứ bước nào khác. Mô hình hoạt động này có tên gọi là OSI trong mô hình tiêu chuẩn.

Trên mỗi máy tính mạng, các bước này sẽ diễn ra theo quy tắc và trình tự nhất định giống nhau. Cụ thể, những bước diễn ra trên máy tính gửi dữ liệu sẽ tuân theo quy tắc từ trên xuống dưới. Ngược lại, nếu là máy tính nhận dữ liệu thì các bước trên sẽ được tiến hành từ dưới lên trên.

Các loại giao thức mạng được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay

Để truyền tải dữ liệu, người ta có thể dùng rất nhiều loại giao thức khác nhau. Dưới đây là những loại giao thức phổ biến nhất đang được ứng dụng:

Internet Protocol Suite

Bộ giao thức liên mạng Internet Protocol Suite bao gồm những giao thức thực thi protocol stack (chồng giao thức) để chạy mạng internet trên đó. Mặt khác, nó còn được biết đến là bộ giao thức TCP/IP với cách thức sử dụng giống với mô hình OSI tuy nhiên vẫn có một số điểm khác biệt.

Protocol Stack

Đây là tập hợp những giao thức vận hành đồng thời để tạo ra khả năng kết nối mạng.

TCP – Transmission Control Protocol

Giao thức TCP đóng vai trò cốt lõi đối với internet protocol suite và nó sẽ bổ sung cho internet protocol bằng việc thực thi mạng. Do đó TCP còn có tên gọi khác là TCP/IP. Giao thức này cung cấp 1 luồng octet qua mạng IP và đây được đánh giá là phương thức phân phối đáng tin cậy.

Internet Protocol (IP)

Trong internet protocol suite, IP đảm nhiệm vai trò là giao thức chính với nhiệm vụ chuyển tiếp dữ liệu qua mạng. IP có chức năng chủ yếu là thiết lập mạng internet.

HTTP – Hypertext Transfer Protocol

HTTP được sử dụng để giao tiếp dữ liệu cho WWW. Văn bản chứa các cấu trúc sử dụng liên kết chứa văn bản và đây là giao thức ứng dụng cho hệ thống thông tin hypermedia kết hợp và phân tán.

File Transfer Protocol (FTP)

Giao thức FTP được dùng để truyền tệp trên không gian mạng internet cũng như trong nội bộ các mạng riêng biệt.

Secure Shell (SSH)

Secure Shell là giao thức có nhiệm vụ quản lý và đảm bảo an toàn cho các thiết bị mạng ở cấp lệnh. Giao thức này được dùng để thay thế vai trò của Telnet.

Telnet protocol

Telnet có chức năng quản lý những thiết bị mạng ở cấp lệnh. Tuy nhiên phương thức này chỉ cung cấp kết nối không bảo mật cơ bản thay vì các kết nối an toàn.

Simple Mail Transfer (SMTP)

SMTP có 2 tác dụng chính, đó là truyền email từ mail server nguồn tới mail server đích và truyền email từ người dùng cuối đến hệ thống mail.

Domain Name System (DNS)

DNS có nhiệm vụ chủ yếu là chuyển đổi tên miền sang địa chỉ IP. DNS được cấu tạo bởi máy chủ có thẩm quyền, TLD và máy chủ gốc.

POP3 – Post Office phiên bản 3

POP3 là 1 trong 2 giao thức chủ yếu được sử dụng để lấy mail từ internet. Với giao thức này, client có thể lấy nội dung hoàn chỉnh từ hộp thư của server sau đó xóa nội dung đó khỏi server.

Internet Message Access – IMAP

IMAP cho phép lấy thư từ máy chủ, tuy nhiên nó không có chức năng xóa nội dung khỏi hộp thư của máy chủ.

Simple Network Management Protocol (SNMP)

SNMP có nhiệm vụ chính là quản lý mạng. Nó có chức năng giám sát, cấu hình cũng như điều khiển những thiết bị mạng.

HTTPS

HTTPS được sử dụng nhằm cung cấp những dịch vụ tương tự tuy nhiên sử dụng với kết nối bảo mật do TLS hay SSL cung cấp.

Các tính năng chính của giao thức truyền thông là gì?

Giao thức được tích hợp nhiều tính năng khác nhau nhằm tăng hiệu quả của hoạt động truyền dữ liệu. Trong đó có các tính năng sau:

Đóng gói protocol

Trong khi quá trình trao đổi thông tin diễn ra, các gói dữ liệu sẽ được bổ sung thêm một số thông tin điều khiển, đó là mã phát hiện lỗi, điều khiển giao thức, địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Việc bổ sung những thông tin điều khiển này người ta gọi là quá trình đóng gói protocol.

Phân đoạn và hợp lại

Mạng truyền thông chỉ tiếp nhận kích thước của những gói dữ liệu cố định. Do đó những giao thức nằm ở tầng thấp hơn cần phân chia dữ liệu thành các gói tin có kích thước đạt chuẩn theo quy định. Như vậy quy trình này được gọi là phân đoạn.

Nếu như ở bên phát diễn ra quy trình phân đoạn thì bên thu sẽ thực hiện quy trình hợp lại. Điều này nhằm duy trì thứ tự của các gói khi đến đích. Bên cạnh đó, gói dữ liệu cho phép hai thực thể có thể trao đổi qua lại bằng giao thức có tên đơn vị giao thức dữ liệu PDU.

Điều khiển liên kết

Các thực thể sẽ trao đổi dữ liệu bằng 2 phương thức, đó là Connectionless (không liên kết) và Connection – Oriented (hướng liên kết). Cụ thể, truyền không liên kết không đòi hỏi xác nhận, chất lượng dịch vụ hay độ tin cậy cao. Trong khi đó nếu truyền theo hướng liên kết thì phải đáp ứng yêu cầu về chất lượng dịch vụ cũng như độ tin cậy cao khi có xác nhận.

Giám sát

Các gói tin PDU lưu chuyển độc lập với những hướng liên kết khác nhau. Vì vậy khi tới đích chúng có thể không duy trì đúng thứ tự giống với khi được phát đi. Do đó ở phương thức này các gói tin phải được yêu cầu giám sát. Tương ứng với mỗi PDU là một mã tập hợp riêng được đăng ký theo trình tự nhất định. Bên cạnh đó, những thực thể nhận sẽ có nhiệm vụ khôi phục lại thứ tự của từng gói tên giống với bên phát.

Điều khiển lưu lượng

Quá trình điều khiển lưu lượng dữ liệu còn tùy thuộc vào khả năng mà thực thể bên thu có thể tiếp nhận các gói tin. Nói cách khác, nó tùy thuộc vào tốc độ truyền dữ liệu của thực thể bên phát sao cho bên thu không bị tràn ngập thông tin và đảm bảo tốc độ cao nhất.

Điều khiển lỗi

Kỹ thuật điều khiển lỗi đóng vai trò vô cùng quan trọng bởi nó có nhiệm vụ bảo vệ an toàn cho dữ liệu, tránh tình trạng hỏng hoặc mất dữ liệu trong quá trình trao đổi thông tin liên kết. Điều khiển lỗi có chức năng phát hiện và khắc phục sự cố bằng cách kiểm tra khung rồi truyền lại các PDU bị lỗi. Trong trường hợp một thực thể nhận thấy có PDU lỗi thì những gói tin đó cần phải được phát lại.

Đồng bộ hóa

Các thực thể giao thức sẽ đi kèm với những tham số về biến trạng thái cũng như định nghĩa trạng thái. Những tham số này liên quan đến giá trị về thời gian, kích thước cửa sổ và tham số về liên kết. Trong giao thức này, hai thực thể truyền thông cần ở cùng một trạng thái xác định một cách đồng thời.

Một số hạn chế của các giao thức mạng

Khi sử dụng các giao thức mạng, bạn cần lưu ý đến điểm hạn chế của chúng, đó chính là thiết kế không bảo mật. Do điểm yếu này mà tính an toàn dữ liệu sẽ bị giảm đi đáng kể, từ đó tạo cơ hội để kẻ xấu thực hiện những cuộc tấn công độc hại. Ví dụ như nghe lén hoặc làm nhiễm độc bộ nhớ cache khiến toàn bộ hệ thống phải chịu hậu quả.

Trên đây là lời giải đáp cho câu hỏi giao thức truyền thông là gì. Mong rằng bài viết này đã cung cấp những kiến thức hữu ích để bạn hiểu thêm về các giao thức truyền thông. Đừng quên tìm đọc thêm các bài viết liên quan khác trên website Kiến Thức Phần Mềm nhé.

Ban biên tập: Kiến Thức Phần Mềm