CÁC LOẠI GIAO THỨC MẠNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY

3-PHÂN LOẠI GIAO THỨC MẠNG ĐANG HOẠT ĐỘNG HIỆN NAY

Để hiểu được cơ bản về các loại giao thức mạng đang hoạt động trong hệ thống Mạng toàn cầu hiện nay, chúng ta không chỉ nhìn vào mạng Internet thông thường mà phải mở rộng ra các phân khúc chuyên biệt: Từ hạ tầng mạng doanh nghiệp, trung tâm dữ liệu, thiết bị IoT, cho đến các hệ thống vận hành công nghiệp, hệ thống vệ tinh và viễn thông di động.

Dưới đây là bản đồ toàn diện về tất cả các họ giao thức mạng đang vận hành ngày nay, được phân loại theo môi trường và mục đích sử dụng thực tế:

I. CÁC GIAO THỨC MẠNG HOẠT ĐỘNG TRONG MÔ HÌNH OSI:

1.1 Giao thức hạ tầng và mạng lõi Internet (Core & Enterprise Infrastructure)

Đây là "xương sống" điều hành toàn bộ lưu lượng truy cập Internet toàn cầu và các mạng doanh nghiệp lớn.

Giao thức định tuyến (Routing Protocols)

BGP (Border Gateway Protocol): Giao thức định tuyến vô hướng đường dẫn, giữ vai trò kết nối các Hệ thống tự trị (AS) lớn để định tuyến toàn bộ Internet.

OSPF (Open Shortest Path First): Giao thức trạng thái liên kết (Link-State) phổ biến nhất trong mạng nội bộ doanh nghiệp (LAN/WAN).

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System): Thường được các nhà mạng (ISP) ưa chuộng hơn OSPF nhờ tính ổn định và khả năng mở rộng rất cao trên hạ tầng lõi.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): Giao thức định tuyến nâng cao của Cisco, kết hợp ưu điểm của cả Link-State và Distance-Vector.

Giao thức điều khiển và quản trị lõi

ICMP/ICMPv6 (Internet Control Message Protocol): Dùng để truyền báo lỗi và chẩn đoán mạng (lệnh ping, traceroute).

DHCP/DHCPv6: Tự động cấp phát thực thể IP cho thiết bị đầu cuối.

DNS (Domain Name System): Phân giải tên miền thành địa chỉ IP vật lý.

NTP (Network Time Protocol): Đồng bộ hóa thời gian chính xác từng mili-giây giữa các thiết bị mạng, máy chủ.

1.2 Giao thức vận chuyển và dịch vụ người dùng (Transport & Application)

Quyết định cách thức gói tin được đóng gói, truyền tải bảo mật và hiển thị lên ứng dụng của người dùng.

Tầng vận chuyển (Transport Layer)

TCP (Transmission Control Protocol): Hướng kết nối, đảm bảo dữ liệu nguyên vẹn 100% (Web, Email, File).

UDP (User Datagram Protocol): Không hướng kết nối, tối ưu tốc độ tối đa (Gaming, Livestream, VoIP).

QUIC: Giao thức hiện đại do Google phát triển, chạy trên nền UDP nhưng tích hợp sẵn mã hóa TLS 1.3, giảm độ trễ kết nối, là nền tảng cho HTTP/3 hiện nay.

Tầng ứng dụng và Bảo mật (Application & Security)

HTTP/2 & HTTP/3 (HTTPS): Giao thức duyệt web siêu văn bản thế hệ mới bảo mật cao nhờ mã hóa TLS.

TLS 1.3 (Transport Layer Security): Giao thức mật mã kế thừa SSL, tiêu chuẩn vàng để mã hóa mọi luồng dữ liệu trên Internet hiện nay.

SSH (Secure Shell): Truy cập và cấu hình thiết bị mạng từ xa một cách an toàn qua dòng lệnh (thay thế hoàn toàn Telnet lỗi thời).

SFTP/FTP: Truyền tải file dữ liệu.

SMTP/IMAP/POP3: Bộ giao thức vận hành và đồng bộ thư điện tử (Email).

1.3 Giao thức xác thực và Quản lý truy cập (AAA & Identity)

Chịu trách nhiệm kiểm soát an ninh, xác định ai được phép vào hệ thống mạng doanh nghiệp và giám sát hành vi của họ.

RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service): Giao thức xác thực, cấp quyền và lưu nhật ký (AAA) phân tán, cực kỳ phổ biến để quản lý người dùng đăng nhập WiFi doanh nghiệp hoặc VPN.

TACACS+ (Terminal Access Controller Access-Control System Plus): Giao thức do Cisco phát triển, chuyên dụng để xác thực các kỹ sư IT khi đăng nhập cấu hình thiết bị Switch, Router, Firewall. Bảo mật hơn RADIUS vì mã hóa toàn bộ gói tin.

LDAP/LDAPS (Lightweight Directory Access Protocol): Giao thức truy vấn thư mục, là nền tảng để xác thực người dùng trong hệ thống Microsoft Active Directory.

802.1X: Tiêu chuẩn xác thực kiểm soát truy cập dựa trên cổng (Port-based), ép buộc thiết bị phải xác thực qua RADIUS trước khi được cấp quyền vào mạng LAN/WiFi.

1.4 Giao thức kết nối Trung tâm dữ liệu (Datacenter & Virtualization)

Khi các trung tâm dữ liệu phát triển lên Điện toán đám mây (Cloud), các giao thức này giúp ảo hóa và tăng tốc độ xử lý băng thông lớn giữa các máy chủ (East-West traffic).

VXLAN (Virtual Extensible LAN): Giao thức đóng gói (encapsulation) giúp mở rộng mạng Layer 2 trên nền hạ tầng Layer 3, giải quyết giới hạn 4096 VLAN truyền thống (lên tới 16 triệu mạng ảo).

EVPN-VXLAN: Sự kết hợp giữa BGP EVPN (làm tầng điều khiển - Control Plane) và VXLAN (làm tầng dữ liệu - Data Plane), tiêu chuẩn thiết kế mạng Datacenter hiện đại nhất hiện nay.

FC (Fibre Channel) & iSCSI: Giao thức truyền tải dữ liệu khối (block storage) hiệu năng cao chuyên dụng cho mạng lưu trữ SAN.

1.5 Giao thức Internet vạn vật và Nhà thông minh (IoT & Smart Building)

Đặc thù của các thiết bị IoT là phần cứng yếu, tiết kiệm năng lượng và băng thông cực thấp, do đó chúng sử dụng các giao thức siêu nhẹ:

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport): Giao thức dạng Publish/Subscribe, cực nhẹ, là tiêu chuẩn công nghiệp cho việc truyền nhận dữ liệu cảm biến IoT.

CoAP (Constrained Application Protocol): Một dạng HTTP thu nhỏ tối giản chạy trên UDP, dành cho các thiết bị bị giới hạn năng lượng.

Zigbee (IEEE 802.15.4) & Z-Wave: Giao thức mạng lưới (Mesh) không dây tầm ngắn, tiêu tốn rất ít năng lượng, chuyên dùng cho thiết bị nhà thông minh (Smart Home).

Matter: Giao thức lớp ứng dụng mới nhất (do Apple, Google, Amazon bắt tay phát triển) giúp hợp nhất tất cả các thiết bị nhà thông minh chạy trên nền Thread hoặc Wi-Fi về một chuẩn chung.

LoRaWAN: Giao thức mạng diện rộng, khoảng cách truyền tải lên đến hàng kilomet với băng thông cực thấp, chuyên dùng cho các cảm biến nông nghiệp hoặc đô thị thông minh.

1.6 Giao thức Mạng công nghiệp (Industrial Protocols - OT)

Vận hành trong các nhà máy, dây chuyền sản xuất tự động hóa (Operational Technology - OT), đòi hỏi tính thời gian thực (Real-time) tuyệt đối, không được phép trễ.

Modbus (Modbus RTU/Modbus TCP): Giao thức lâu đời và phổ biến nhất để kết nối các thiết bị điện tử công nghiệp, PLC, cảm biến.

PROFINET/PROFIBUS: Tiêu chuẩn mạng công nghiệp của Siemens, hỗ trợ truyền thông thời gian thực tốc độ cao cho dây chuyền tự động hóa.

EtherNet/IP: Giao thức công nghiệp xây dựng trên nền Ethernet truyền thống, sử dụng bộ giao thức CIP (Common Industrial Protocol).

BACnet: Giao thức truyền thông chuyên dụng cho hệ thống Quản lý tòa nhà (BMS), điều khiển điều hòa (HVAC), thang máy, hệ thống chiếu sáng.

1.7 Giao thức Viễn thông và Di động (Cellular Protocols)

Vận hành trên các trạm thu phát sóng di động và mạng lõi viễn thông từ 4G LTE đến 5G.

GTP (GPRS Tunneling Protocol): Giao thức đóng gói để truyền tải dữ liệu người dùng di động trong mạng lõi viễn thông.

Diameter: Giao thức AAA thế hệ mới thay thế cho RADIUS trong mạng 4G/5G để quản lý cước phí, xác thực thuê bao.

SIP (Session Initiation Protocol): Giao thức khởi tạo phiên, nền tảng cho dịch vụ gọi điện thoại qua Internet (VoIP) và cuộc gọi chất lượng cao VoLTE/Vo5G trên điện thoại di động hiện nay.

II. THỐNG KÊ CÁC GIAO THỨC MẠNG ĐANG HOẠT ĐỘNG TRONG MÔ HÌNH MỞ RỘNG 

2.1 Giao thức tầng Ứng dụng (Application Layer)

Đây là các giao thức mà người dùng và ứng dụng sử dụng trực tiếp.

HTTP: Truy cập web

HTTPS: Web bảo mật

FTP: Truyền file

FTPS: FTP bảo mật

SFTP: Truyền file qua SSH

TFTP: Truyền file đơn giản

SMTP: Gửi email

POP3: Nhận email

IMAP: Đồng bộ email

DNS: Phân giải tên miền

DHCP: Cấp phát IP tự động

SNMP: Quản lý thiết bị mạng

NTP: Đồng bộ thời gian

LDAP: Dịch vụ thư mục

Telnet: Điều khiển từ xa

SSH: Điều khiển từ xa bảo mật

SIP: Thiết lập cuộc gọi VoIP

RTP: Truyền âm thanh/video thời gian thực

RTSP: Điều khiển luồng media

MQTT: IoT

AMQP: Hàng đợi tin nhắn

CoAP: IoT công suất thấp

SMB/CIFS: Chia sẻ file Windows

NFS: Chia sẻ file Linux/Unix

WebSocket: Kết nối hai chiều thời gian thực

2.2 Giao thức tầng Giao vận (Transport Layer)

TCP (Transmission Control Protocol):

Được sử dụng: Tin cậy, Có xác nhận ACK, Kiểm soát lỗi, Kiểm soát luồng…

Ứng dụng: HTTP/HTTPS, FTP, SSH, Email…

UDP (User Datagram Protocol)

Ưu điểm: Nhanh, Không kết nối, Không đảm bảo truyền thành công

Ứng dụng: DNS, Video Streaming, VoIP, Online Game

SCTP: Sử dụng trong viễn thông, hỗ trợ Multi-Homing

DCCP: Truyền dữ liệu thời gian thực

2.3 Giao thức tầng Internet (Network Layer)

IPv4: Địa chỉ 32 bit, số lượng khoảng 4,29 tỷ địa chỉ

IPv6: Địa chỉ 128 bit, số lượng không gian địa chỉ cực lớn

ICMP: Ping, dùng Báo lỗi mạng

ICMPv6: Phiên bản cho IPv6

IGMP: Quản lý Multicast IPv4

MLD: Quản lý Multicast IPv6

Ipsec: Bảo mật IP

2.4 Giao thức định tuyến (Routing Protocols)

Interior Gateway Protocol (IGP)

RIP: Distance Vector, sử dụng tối đa 15 hop

OSPF: Link State, ứng dụng phổ biến trong doanh nghiệp

IS-IS: ứng dụng cho nhà mạng lớn sử dụng

EIGRP: ứng dụng do cisco phát triển

BGP: Giao thức vận hành Internet toàn cầu, dùng kết nối giữa các ISP.

2.5 Giao thức tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer)

Ethernet (IEEE 802.3): Công nghệ LAN phổ biến nhất.

Wi-Fi (IEEE 802.11): 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax (Wi-Fi 6), 802.11be (Wi-Fi 7)

PPP: Kết nối Point-to-Point Protocol

PPPoE: Kết nối PPP qua Ethernet

HDLC: High-Level Data Link Control

Frame Relay: Vẫn còn tồn tại trong một số hệ thống cũ

MPLS: Nhà mạng và WAN doanh nghiệp

VLAN (IEEE 802.1Q)

Phân chia mạng logic

STP/RSTP/MSTP: Chống loop mạng

LACP (802.3ad): Gộp nhiều đường truyền thành một

2.6 Giao thức VPN

Giao thức: Mục đích

IPsec VPN: VPN doanh nghiệp

SSL VPN: VPN qua trình duyệt

OpenVPN: VPN mã nguồn mở

WireGuard: VPN thế hệ mới

L2TP: VPN Layer 2

GRE: Tunnel mạng

DMVPN: VPN Cisco

2.7 Giao thức trung tâm dữ liệu và Cloud

VXLAN: Overlay Network

NVGRE: Virtualization

Geneve: Cloud Networking

EVPN: Data Center Fabric

2.8 Giao thức lưu trữ mạng (Storage)

iSCSI: SAN qua IP

Fibre Channel: SAN tốc độ cao

FcoE: Fibre Channel over Ethernet

NVMe-oF: NVMe over Fabrics

2.9 Giao thức bảo mật

SSL (cũ): Mã hóa

TLS: Bảo mật Internet

DTLS: TLS trên UDP

Kerberos: Xác thực

RADIUS: AAA

TACACS+: AAA cho thiết bị mạng

OAuth 2.0: Ủy quyền

OpenID Connect: Định danh

2.10 Giao thức mạng công nghiệp và IoT

Modbus TCP: Công nghiệp

BACnet: Tòa nhà thông minh

DNP3: Điện lực

Zigbee: IoT

Z-Wave: Nhà thông minh

Thread: IoT

Matter: Smart Home

2.11 Giao thức di động

GTP: 4G/5G

Diameter: AAA cho LTE

PFCP: 5G Core

NGAP: 5G

SCTP: 4G/5G Signaling