MÔ HÌNH TCP/IP & OSI
MÔ HÌNH TCP/IP & OSI
6-TẤT CẢ CÁC GIAO THỨC MẠNG ĐANG HOẠT ĐỘNG HIỆN NAY
Hiện nay có rất nhiều giao thức mạng (Network Protocols) đang được sử dụng, không thể liệt kê hết tất cả vì nhiều giao thức mới vẫn đang được phát triển, ở đây chúng ta liệt kê nhưng giao thức phổ biến đang hoạt động theo mô hình TCP/IP và OSI như sau:
I. MÔ HÌNH TCP/IP & OSI

Hinh ảnh 1: mô hình TCP/IP và OSI
VỊ TRÍ CỦA CÁC GIAO THỨC MẠNG TRONG MÔ HÌNH TCP/IP & OSI
Bộ giao thức TCP/IP: được chia thành các tầng (layer) khác nhau, mỗi tầng có một vai trò và các giao thức riêng:
Tầng Ứng dụng (Application Layer): Đây là nơi các ứng dụng người dùng tương tác trực tiếp, sử dụng các giao thức như HTTP (duyệt web), FTP (truyền tệp), SMTP (email), DNS (phân giải tên miền).
Tầng Vận chuyển (Transport Layer): Tầng này chịu trách nhiệm cho việc truyền tải dữ liệu giữa các ứng dụng trên các máy tính khác nhau. Đây là nơi bạn tìm thấy TCP và UDP.
+TCP (Transmission Control Protocol): Cung cấp kết nối đáng tin cậy, có thứ tự và kiểm soát lỗi. Nó đảm bảo các gói dữ liệu đến nơi đầy đủ và đúng thứ tự.
+UDP (User Datagram Protocol): Cung cấp kết nối nhanh hơn nhưng không đáng tin cậy (best-effort). Nó không đảm bảo thứ tự hay việc mất gói, phù hợp cho các ứng dụng thời gian thực như truyền phát video, game trực tuyến.
Tầng Internet (Internet Layer): Tầng này chịu trách nhiệm về địa chỉ logic (địa chỉ IP) và định tuyến các gói dữ liệu qua mạng. IP hoạt động ở tầng này.
+IP (Internet Protocol): Nhiệm vụ chính của IP là đánh địa chỉ cho các gói dữ liệu và tìm ra đường đi tối ưu nhất để đưa chúng từ nguồn đến đích trên Internet. IP không quan tâm đến việc dữ liệu có đến nơi hay không, hay có bị lỗi gì không; nó chỉ tập trung vào việc định tuyến.
+ICMP (Internet Control Message Protocol): Đây là một giao thức hỗ trợ cho IP, cũng hoạt động ở tầng Internet. ICMP được sử dụng để gửi các thông báo lỗi hoặc thông tin chẩn đoán về tình trạng mạng (ví dụ: lệnh ping sử dụng ICMP). ICMP không dùng để truyền tải dữ liệu người dùng mà là để kiểm soát và quản lý thông tin mạng.
Tầng Truy cập Mạng (Network Access Layer/Link Layer): Tầng này chịu trách nhiệm cho việc truyền tải dữ liệu vật lý qua các phương tiện truyền dẫn (Như cáp Ethernet, Wi-Fi).

MỐI LIÊN HỆ GIỮA IP, TCP, UDP và ICMP
IP là "người vận chuyển" chính: IP chịu trách nhiệm chính trong việc đưa các gói dữ liệu từ điểm A đến điểm B trên Internet. Nó giống như hệ thống đường bộ và địa chỉ nhà.
TCP và UDP là "hàng hóa" được vận chuyển: TCP và UDP là các giao thức ở tầng cao hơn, chúng đóng gói dữ liệu của các ứng dụng và đưa cho IP để vận chuyển. IP không quan tâm bên trong gói có gì, nó chỉ biết địa chỉ nguồn và đích.
-Gói dữ liệu của TCP được gọi là segment.
-Gói dữ liệu của UDP được gọi là datagram.
-Khi IP nhận được một segment TCP hoặc một datagram UDP, nó sẽ thêm thông tin địa chỉ IP vào và định tuyến chúng đi.
ICMP là "thông báo viên" của IP: ICMP không truyền tải dữ liệu người dùng mà cung cấp các thông báo quan trọng về tình trạng mạng cho IP. Ví dụ, nếu một gói IP không thể đến đích, ICMP sẽ tạo ra một thông báo lỗi để gửi lại cho nguồn.
Tóm lại: IP là giao thức cốt lõi ở tầng mạng, cung cấp khả năng định tuyến và đánh địa chỉ. TCP và UDP là các giao thức ở tầng vận chuyển, xây dựng trên nền tảng của IP để cung cấp các dịch vụ truyền tải dữ liệu khác nhau (đáng tin cậy hoặc không đáng tin cậy). ICMP là giao thức hỗ trợ IP, giúp quản lý và báo cáo lỗi ở tầng mạng. Chúng hoạt động cùng nhau chứ không phải IP tổng hợp tất cả các giao thức khác.
INTERNET VÀ MÔ HÌNH TCP/IP
Trong thực tế, Internet được xây dựng dựa trên mô hình TCP/IP, một mô hình đơn giản hơn chỉ có 4 lớp. Mô hình TCP/IP gộp các chức năng của các lớp trên của OSI như sau:
Lớp Ứng dụng (Application Layer) của TCP/IP bao gồm các chức năng của Lớp Phiên, Lớp Trình bày và Lớp Ứng dụng của OSI (lớp 5, 6, 7).
Lớp Giao vận (Transport Layer) của TCP/IP tương ứng với Lớp Giao vận (lớp 4) của OSI (TCP và UDP)
Lớp Internet (Internet Layer) của TCP/IP tương ứng với Lớp Mạng (lớp 3) của OSI. Đây là nơi IP hoạt động và là cốt lõi của Internet.
Lớp Truy cập Mạng (Network Access Layer) của TCP/IP tương ứng với Lớp Liên kết Dữ liệu và Lớp Vật lý (lớp 1, 2) của OSI.
Vì vậy, Internet chủ yếu liên quan đến Lớp Mạng (Layer 3) trong mô hình OSI (hoặc Lớp Internet trong TCP/IP) và các giao thức như IP để định tuyến dữ liệu. Các lớp 4, 5, 6 đóng vai trò quan trọng trong việc chuẩn bị và quản lý dữ liệu cho các ứng dụng, nhưng chúng không phải là "Internet" theo nghĩa đen.

(Mô hình OSI và giao thức ứng dụng)
II. CÁC GIAO THỨC TRONG MÔ HÌNH TCP/IP & OSI 7 LỚP
OSI Layer | Chức năng | Các phân nhóm & Giao thức tiêu biểu / Tính năng | Ví dụ/Ghi chú |
7 | Cung cấp dịch vụ mạng cho ứng dụng người dùng | • Web: HTTP, HTTPS, WebSocket • E-mail: SMTP, POP3, IMAP • File Transfer: FTP, FTPS, SFTP, TFTP • Name & Address: DNS, DHCP, DDNS • Quản trị & Giám sát: SNMP, SSH, Telnet, RDP • Thư mục & Xác thực: LDAP, LDAPS, Kerberos • Đồng bộ thời gian: NTP, SNTP • Truyền thông thời gian thực: SIP, RTP, RTSP, H.323 • IoT & Messaging: MQTT, AMQP, CoAP • Chia sẻ tài nguyên: SMB/CIFS, NFS • Khác: DNS over HTTPS, DoH, DoT | ✔ Duyệt web, Email ✔ Gửi/nhận Email ✔ Truyền file ✔ Phân giải tên miền ✔ Quản trị hệ thống ✔ Đồng bộ thời gian ✔ Gọi VoIP, Video ✔ IoT, Nhắn tin ✔ Chia sẻ file, in ấn... |
6 | Định dạng, mã hóa, giải mã, nén dữ liệu, đảm bảo dữ liệu có thể đọc được | • Mã hóa: TLS / SSL, ASCII, EBCDIC • Nén dữ liệu: MIME, GZIP, ZIP, LZMA • Mã hóa dữ liệu: JPEG, MPEG, GIF, PNG • Định dạng dữ liệu: JSON, XML, ASN.1 | ✔ Mã hóa / Giải mã (TLS/SSL) ✔ Chuyển đổi định dạng cấu trúc ✔ Nén / Giải nén dữ liệu giảm tải ✔ Định dạng kiểu dữ liệu hình ảnh, văn bản (MIME, JSON, XML...) |
5 | Thiết lập, quản lý và kết thúc phiên kết nối giữa các ứng dụng | • Quản lý phiên: NetBIOS, SAP, SQL*Net • Đồng bộ phiên: NFS, SQL Session, VSync • Điều khiển đối thoại: RPC, PPTP, SMB Session • Khác: SIP (thiết lập phiên), RTSP (phiên media) | ✔ Thiết lập / Duy trì / Kết thúc phiên ✔ Điều khiển đối thoại 2 chiều ✔ Đồng bộ và khôi phục checkpoint phiên ✔ Phiên truyền thông VoIP / Media |
4 | Truyền dữ liệu đầu cuối, đảm bảo độ tin cậy, kiểm soát luồng, phát hiện lỗi | • Giao thức chính: TCP, UDP, SCTP, DCCP • Tính năng: Đánh số thứ tự, Xác nhận (ACK), Kiểm soát lỗi, Kiểm soát luồng, Đa luồng (SCTP) • Ví dụ sử dụng TCP: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, SSH... • Ví dụ sử dụng UDP: DNS, DHCP, VoIP, Streaming, Game... | ✔ Đảm bảo truyền tin cậy (TCP) ✔ Tốc độ cao, không kết nối (UDP) ✔ Đa luồng, đa địa chỉ (SCTP) ✔ Thời gian thực (DCCP) |
3 | Định tuyến, địa chỉ logic, chọn đường đi, chuyển tiếp gói tin | • Giao thức chính: IPv4, IPv6, ICMP, ICMPv6, IGMP, MLD, IPsec • Định tuyến (Routing): RIP, OSPF, IS-IS, EIGRP, BGP • Chức năng cốt lõi: Địa chỉ IP (v4/v6), Định tuyến giữa các mạng, Kiểm soát lỗi (ICMP), Quản lý multicast (IGMP/MLD), Bảo mật IP (IPsec) | ✔ Địa chỉ IP, định tuyến ✔ Báo lỗi (Ping, Traceroute) ✔ Multicast ✔ Bảo mật IP (IPsec) ✔ Kết nối giữa các mạng / ISP |
2 | Đóng gói frame, địa chỉ MAC, kiểm soát lỗi, truy cập môi trường | • LAN / WAN: Ethernet (IEEE 802.3), Wi-Fi (IEEE 802.11), PPP, PPPoE, HDLC, Frame Relay, ATM • Quản lý liên kết: VLAN (802.1Q), STP (802.1D), RSTP (802.1w), MSTP (802.1s), LACP (802.3ad), LLDP • WAN / Nhà cung cấp: MPLS, PTP, L2TP, L2TPv3, EVPN | ✔ Đóng gói thành Frame ✔ Địa chỉ MAC ✔ Kiểm tra lỗi (FCS/CRC) ✔ Chống loop (STP) ✔ VLAN, gộp link (LACP) ✔ Kết nối WAN, MPLS |
1 | Truyền bit trên môi trường vật lý: điện, quang, vô tuyến | • Môi trường truyền dẫn: Cáp đồng (UTP, STP, Coax) • Thiết bị vật lý: Hub, Repeater, Switch (Layer 1), Modem, Media Converter, Antena, Access Point | ✔ Truyền tín hiệu (bit) ✔ Cáp đồng / Cáp quang ✔ Sóng vô tuyến ✔ Thiết bị vật lý |

GIAO THỨC BẢO MẬT | GIAO THỨC VPN & TUNNEL | DATA CENTER/CLOUD | GIAO THỨC LƯU TRỮ |
• TLS/SSL: Bảo mật truyền thông • IPsec: Bảo mật lớp mạng • SSH: Truy cập an toàn • Kerberos: Xác thực mạnh • RADIUS/TACACS+: AAA cho thiết bị mạng • OAuth 2.0 / OpenID Connect: Xác thực & Ủy quyền | • IPsec VPN • SSL VPN • OpenVPN • WireGuard • L2TP / L2TPv3 • GRE • DMVPN | • VXLAN: Overlay Network • NVGRE: Virtualization • Geneve: Cloud Networking • EVPN: Data Center Fabric • SDN (OpenFlow): Mạng xác định bằng phần mềm | • iSCSI: SAN qua IP • Fibre Channel: SAN tốc độ cao • FCoE: Fibre Channel over Ethernet • NVMe-oF: NVMe over Fabrics • NFS: Chia sẻ file hệ thống |