Nội dung lý thuyết
- Giao thức mạng là tập hợp các quy định về cách thức giao tiếp để truyền dữ liệu giữa các đối tượng tham gia mạng.
- Các quy định (giao thức mạng) liên quan tới định dạng, ý nghĩa và cách xử lí dữ liệu để đảm bảo việc gửi và nhận được thực hiện chính xác, tin cậy và hiệu quả.
Ví dụ: Giao thức Ethernet về truyền tin trong mạng cục bộ có một số quy định như sau:
Quy định về địa chỉ: Mỗi thiết bị tham gia mạng đều có một địa chỉ bằng số khác nhau đi theo phần cứng.
Quy định về mã kiểm tra: Dữ liệu chuyển đi có kèm theo một mã kiểm tra. Máy nhận dùng mã này để phát hiện lỗi truyền. Nếu có lỗi, yêu cầu gửi lại dữ liệu.
Quy định khung truyền dữ liệu: Có thể làm máy nhận quá tải và cản trở các cuộc truyền khác nếu truyền một lượng tin dài không giới hạn trong một khoảng thời gian không định trước. Việc truyền được thực hiện theo từng gói dữ liệu có độ dài xác định.
Quy định về cách thức xử lí các cuộc truyền khi xảy ra xung đột tín hiệu.
- Giao thức IP quy định cách thiết lập địa chỉ cho các thiết bị tham gia mạng và cách dẫn đường các gói dữ liệu theo địa chỉ từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận.
- Địa chỉ IP (Thiết lập địa chỉ): Mỗi thiết bị tham gia Internet đều phải có địa chỉ. Hiện nay, có hai loại địa chỉ là IPv4 và IPv6. Sau đây chỉ xét địa chỉ IPv4:
+ Mỗi địa chỉ IP là một số 4 byte.
+ Viết các địa chỉ IP theo kiểu "dot decimal", giá trị của mỗi byte được viết trong hệ thập phân và tách nhau bởi các dấu chấm. Ví dụ: Địa chỉ 00001010 00011001 00000000 11111111 được viết thành 10.25.0.255.
+ Địa chỉ IP khác địa chỉ MAC. MAC là địa chỉ 6 byte gắn với phần cứng không thay đổi được, còn IP gán cho thiết bị và có thể thay đổi được.
- Định tuyến (dẫn đường các gói dữ liệu): Nếu chuyển dữ liệu giữa hai máy tính cùng một mạng cục bộ thì chỉ cần địa chỉ MAC. Nếu hai máy tính không nằm trong cùng một LAN thì không thể truyền trực tiếp dữ liệu mà cần địa chỉ IP và sự hỗ trợ của router như sau:
+ Router hoạt động như một điểm chuyển mạch, nó hướng dẫn dữ liệu "tìm đường" tới LAN của máy nhận.
+ Router có thể có nhiều cổng WAN kết nối với các router khác trên mạng Internet. Khi nhận được một gói dữ liệu từ trong mạng gửi đi, nó sẽ chọn cổng thích hợp trong số nhiều cổng để gửi tới đích.
+ Theo phương pháp định tuyến tĩnh, mỗi router có một bảng định tuyến hướng dẫn nhóm địa chỉ nào sẽ gửi theo cổng nào.
+ Phương pháp định tuyến động cho phép thay đổi cổng gửi đi tùy thuộc vào điều kiện cụ thể.
- Lập địa chỉ và định tuyến theo địa chỉ là các quy tắc đảm bảo liên kết các LAN trong phạm vi toàn cầu, Chúng làm thành giao thức liên mạng (Internet Protocol - viết tắt là IP).
- Giao thức kiểm soát việc truyền dữ liệu (Transmission Control Protocol) viết tắt là TCP đảm bảo việc truyền dữ liệu theo từng ứng dụng một cách chính xác, tin cậy và hiệu quả:
+ Mỗi ứng dụng sẽ được cấp phát một số hiệu gọi là cổng ứng dụng, các gói dữ liệu chuyển đi được gán nhãn cổng ứng dụng để không lẫn giữa các ứng dụng.
+ Tại nơi gửi đi, dữ liệu được cắt ra thành nhiều gói có độ dài xác định. TCP yêu cầu các gói dữ liệu được đánh số theo từng ứng dụng, để nơi nhận chúng được ráp lại đúng thứ tự, theo từng ứng dụng.
+ Quy định một cơ chế xác nhận để nơi gửi biết các gói tin đến có sai sót hoặc thất lạc hay không để yêu cầu gửi lại khi cần.