Lời giới thiệu
Trong hai thập kỷ đã qua, các mạng máy tính đã có một sự phát triển rất lớn cả
về số lợng cũng nh về kích thớc. Tuy nhiên, có rất nhiều mạng máy tính đợc thiết kế
dựa trên các sự hỗ trợ khác nhau của cả phần cứng và phần mềm. Nh là một tất yếu, rất
nhiều các mạng máy tính trở nên không tơng thích với nhau và điều đó trở thành một
hạn chế đối với các mạng máy tính khi sử dụng các phơng thức khác nhau để thông tin
với nhau. Để chỉ ra vấn đề này, tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO (International
Standard Ognization) đã nghiên cứu rất nhiều các mô hình mạng. ISO đã nhận ra rằng,
điều cần thiết để tạo ra một mô hình mạng máy tính để có thể trợ giúp các nhà thiết kế
mạng hoàn thiện các mạng máy tính hơn, để giữa các mạng có thể liên kết và làm việc
cùng với nhau.
Bằng một nỗ lực toàn diện nhằm chuẩn hoá tất cả các cấp độ của việc truyền
thông trong mạng máy tính, tổ chức ISO đã phát triển một mô hình mạng đợc gọi là
mô hình tham chiếu OSI (Open System Interconnect: Mô hình kết nối các hệ thống
mở). Mô hình này chia việc truyền thông giữa một ngời dùng hoặc một ứng dụng có
thể thông tin với một ngời dùng hoặc một ứng dụng khác qua một mạng thành 7 cấp độ
luận lý (7 lớp). Bằng cách làm việc với các lớp trong mô hình tham chiếu OSI, bạn có
thể nghiên cứu các thiết bị nào hoạt động tại mỗi lớp khi các gói tin đi qua chúng từ
nguồn đến đích.
Nh chúng ta đã biết, mạng LAN là một mạng có tốc độ cao, lỗi dữ liệu xảy ra
thấp, đợc sử dụng bao trùm một khu vực địa lý nhỏ liên quan với nhau (có thể lên đến
vài km). LAN kết nối với các máy trạm, các thiết bị ngoại vi, thiết bị đầu cuối trong
một toà nhà, hay giới hạn trong một khu vực địa lý. Mặc dù việc gửi dữ liệu tới mọi
thiết bị trên mạng có thể hoạt động nh một mạng nhỏ liên kết, nhng ta dễ dàng nhận
thấy rằng, mạng càng lớn thì càng có nhiều dữ liệu đợc lu thông. Điều này nói nên một
vấn đề hết sức phức tạp, bởi vì tại một thời điểm thì chỉ có một gói tin đợc truyền ở
trên dây cáp. Nếu chỉ có một sợi cáp kết nối với mỗi thiết bị trên mạng, thì dòng dữ
liệu trên mạng sẽ bị chậm lại. Các thiết bị mạng đợc sản xuất để sử dụng cho việc kết
nối mạng. Khi các mạng muốn tăng về kích thớc, thì các thiết bị mạng sẽ đợc sử dụng
để kết nối chúng lại. Các thiết bị mạng có thể điều khiển đợc lu lợng thông tin và có
thể làm tăng tốc độ của luồng dữ liệu trên mạng.
Hình 1: 7 lớp của mô hình OSI
3. Những u điểm khi phân chia các chức năng của mạng thành 7 lớp:
Mỗi lớp trong mô hình OSI minh hoạ một chức năng riêng của mạng. Khi chia
mạng thành 7 lớp thì nó mang lại những thuận lợi sau:
Nó chia việc truyền thông trên mạng thành những công việc nhỏ hơn, thành
những phần đơn giản hơn để cho ta dễ dàng phát triển nó.
Nó làm cho các chuẩn hoá của các thành phần mạng dễ dàng hơn khi cho phép
nhiều nhà cung cấp thiết bị hỗ trợ và phát triển.
Nó cho phép phần cứng và phần mềm trên các mô hình mạng khác nhau có thể
liên lạc đợc với nhau.
Nó ngăn chặn các biến đổi trong một lớp để tránh ảnh hởng sang các lớp khác,
do đó chúng có thể phát triển một cách nhanh chóng và an toàn hơn.
Nó chia việc truyền thông trên mạng thành những công việc nhỏ hơn để khi
nghiên cứu và tìm hiểu nó dễ dàng hơn.
4. Chức năng của các lớp trong mô hình tham chiếu OSI:
a. Các lớp ở mức cao
Có 3 mức cao trong mô hình tham chiếu OSI đợc đề cập đến nh là lớp
Application. Hình 2 sẽ chỉ ra những lớp ở mức cao và cung cấp các thông tin về các
chức năng của chúng.
3
S e s s i o n
T r a n s p o r t
N e t w o r k
D a t a L i n k
P h y s i c a l
P r e s e n t a t i o n
A p p l i c a t i o n
U s e r I n t e r f a c e
V í d ụ
T e l n e t
tốt, hãy nghĩ đến các cuộc đối thoại và các cuộc nói chuyện.
b. Các lớp ở mức thấp hơn
Bốn lớp ở mức thấp hơn trong mô hình OSI chỉ rõ dữ liệu đợc truyền qua một
mạng vật lý bằng các thiết bị liên mạng nh thế nào, muốn tới trạm cuối nh thế nào, và
cuối cùng là tới lớp Application. Hình 3 tóm tắt chức năng cơ bản của bốn lớp này.
Hình 3: Các lớp ở mức thấp hơn chịu trách nhiệm đa dữ liệu qua các phơng tiện vật lý
Lớp 4: Lớp Transport
Lớp Transport thực hiện việc chia dữ liệu ra thành những phần nhỏ hơn tại hệ
thống máy tính gửi dữ liệu và tại hệ thống máy tính nhận dữ liệu, dữ liệu sẽ đợc tập
hợp lại thành một chuỗi dữ liệu. Đờng biên giữa lớp Transport và lớp Session có thể
coi nh là đờng biên giữa các giao thức ứng dụng và giao thức hàng đợi dữ liệu. Khi các
lớp: Application, Presentation, và Session có liên quan đến việc đa ra đợc dữ liệu, thì
4 lớp ở mức thấp hơn liên quan đến việc truyền dữ liệu đi.
5
Lớp Transport cung cấp một dịch vụ truyền dữ liệu để bảo vệ cho các lớp ở mức cao
bằng cách truyền đi các thông tin bổ xung(nh thông tin về giao thức, địa chỉ máy
tính gửi, nhận ...). Đặc biệt, nh việc truyền một cách chính xác nh thế nào giữa hai
máy tính chủ thì có liên quan đến lớp Transport. Nhằm cung cấp các dịch vụ
truyền thông, lớp Transport thiết lập, duy trì, và kết nối tới các mạch định hớng
một cách chính xác. Nhằm cung cấp dịch vụ một cách chuẩn xác thì việc truyền,
phát hiện và hồi phục lỗi, kiểm soát hàng đợi thông tin đã đợc sử dụng. Nếu bạn
muốn nhớ về lớp 4 này càng ngắn gọn càng tốt, thì hãy nghĩ đến việc kiểm soát lu
lợng và độ tin cậy
Lớp 3: Lớp Network
Lớp Network là một lớp phức tạp, nó cung cấp các kết nối và lựa chọn đờng dẫn
giữa các hệ thống của hai máy tính chủ, nó có thể định vị về mặt vật lý đối với các
mạng độc lập. Nếu bạn muốn nhớ về lớp 3 này càng ngắn gọn càng tốt, hãy nghĩ đến
việc lựa chọn đờng dẫn, định tuyến, và địa chỉ logic
Lớp 2: Lớp Data Link
hoá khung liên kết dữ liệu thành một mẫu gồm các số 0 và 1 (các bit) để truyền đi trên
môi trờng mạng (thờng là mạng dây dẫn). Sau đó các bit đợc truyền tới thiết bị kết nối
trực tiếp.
A p p l i c a t i o n
P r e s e n t a t i o n
S e s s i o n
T r a n s p o r t
N e t w o r k
D a t a L i n k
P h y s i c a l
D a t a s t r e a m
D a t a s t r e a m
D a t a s t r e a m
D e s t i n a t i o n
S o u r c e
1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1
A p p l i c a t i o n
P r e s e n t a t i o n
S e s s i o n
T r a n s p o r t
N e t w o r k
D a t a L i n k
P h y s i c a l
D a t a D a t a
N e t w o r k h e a d e r
D a t a
F r a m e N e t w o r k
D a t a
F r a m e
H e a d e r
biểu diễn, mã hoá và kiểm soát giao tiếp. TCP/IP kết hợp với tất cả các trình ứng dụng
liên quan đến việc tạo ra một lớp, và đảm bảo dữ liệu này đợc đóng gói một cách chính
xác trong lớp tiếp theo.
b. Lớp Transport
Lớp Transport điển hình xử lý các công việc một cách tin cậy nh kiểm soát
luồng thông tin và thực hiện quá trình truyền lại. Một trong những giao thức của nó là
giao thức kiểm soát đờng truyền (TCP) nó cung cấp các hớng giải quyết rất mềm dẻo
và hoàn hảo để tạo ra độ tin cậy cao trong việc điều khiển luồng thông tin trên mạng.
TCP là một giao thức kết nối có định hớng. Nó hỗ trợ giao tiếp giữa nguồn và đích
trong khi đang đóng gói thông tin ở lớp Application thành các đơn vị gọi là Segment.
Kết nối có hớng không có nghĩa là một mạch vật lý tồn tại giữa các máy tính đang
thông tin với nhau (đó có thể là chuyển mạch). Nó không có nghĩa rằng các Segment
trong lớp 4 phải vào và ra giữa hai máy tính chủ để thiết lập một kết nối logic trớc khi
dữ liệu đợc truyền đi. Lớp này đôi khi cũng đợc gọi là lớp Host to Host.
c. Lớp Internet
8
Mục đích của lớp Internet là gửi các gói tin từ điểm nguồn đến bất kỳ mạng nào
trong các mạng làm việc và gửi các gói tin đó đến đợc đích tuỳ thuộc vào đờng dẫn và
các mạng mà nó chuyển gói tin đến. Giao thức đợc chọn để quản lý lớp này đợc gọi là
giao thức Internet (IP). Đờng dẫn tốt nhất sẽ đợc xác định và chuyển mạch gói xuất
hiện ở lớp này.
d. Lớp truy cập mạng
Tên của lớp này mang ý nghĩa rất rộng, đôi khi nó lại tỏ ra nh là hai lớp vậy
(giống nh trong mô hình OSI). Lớp truy cập mạng có liên quan đến tất cả các lớp khác
mà một gói tin yêu cầu đi qua một kết nối vật lý từ một thiết bị này tới một thiết bị
khác. Nó bao gồm các chi tiết về công nghệ mạng LAN, WAN, và tất cả các chi tiết
trong lớp Physical và Data link trong mô hình OSI.
2. Mô hình OSI và TCP/IP
Nếu bạn so sánh mô hình OSI và mô hình TCP/IP, bạn có thể nhận thấy rằng chúng có
những điểm giống và khác nhau (xem hình 2.13) sau đây: