Mô hình mạng máy tính OSI và điểm khác biệt với mô hình TCP/IP

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) là một tiêu chuẩn quan trọng trong lĩnh vực mạng máy tính, được giới thiệu vào năm 1983 bởi Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO). Đây là mô hình đầu tiên cung cấp một khuôn khổ để hiểu và tổ chức các khái niệm giao tiếp mạng. Mô hình OSI đóng vai trò như một bản đồ hướng dẫn giúp các kỹ sư mạng và chuyên gia công nghệ thông tin hiểu rõ hơn về cách các hệ thống máy tính giao tiếp và tương tác qua mạng.

(Tham khảo: Wikipedia)

Mặc dù mô hình OSI không phải là nền tảng của Internet hiện đại (Internet chủ yếu dựa trên mô hình TCP/IP), mô hình 7 lớp OSI vẫn giữ vai trò quan trọng trong việc hình dung, giao tiếp và khắc phục các sự cố mạng. Trong bài viết này, bạn đọc sẽ cùng Geneat Software tìm hiểu một số điều cơ bản về mô hình OSI cũng như một số điểm khác biệt của nó so với mô hình TCP/IP.

Cấu trúc của mô hình mạng OSI

Mô hình OSI được chia thành bảy lớp (hoặc tầng), mỗi lớp có chức năng và nhiệm vụ riêng. Dưới đây là mô tả chi tiết về từng lớp trong mô hình OSI:

Tầng ứng dụng (Application layer)

Tầng ứng dụng là lớp đầu tiên trong mô hình OSI và trực tiếp tương tác với phần mềm của người dùng, ví dụ như trình duyệt web, email client, và các ứng dụng mạng khác. Tầng này cung cấp các giao thức và dịch vụ mà các ứng dụng mạng cần để giao tiếp qua mạng.

Các Giao Thức:

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Được sử dụng để truyền tải dữ liệu web giữa máy khách và máy chủ.
• FTP (File Transfer Protocol): Cho phép truyền tải tệp tin giữa các hệ thống mạng.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Được sử dụng để gửi email từ máy khách đến máy chủ mail.
• POP (Post Office Protocol): Cho phép máy khách tải email từ máy chủ về.
• DNS (Domain Name System): Chuyển đổi tên miền (ví dụ: geneat.vn) thành địa chỉ IP để các thiết bị mạng có thể giao tiếp.

Tầng ứng dụng là nơi các dịch vụ mạng bắt đầu và kết thúc, vì vậy, nó đóng vai trò thiết yếu trong việc cung cấp các dịch vụ mạng cho người dùng cuối. Nó đảm bảo rằng các ứng dụng có thể gửi và nhận thông tin một cách hiệu quả và chính xác.

Tầng trình bày (Presentation layer)

Tầng trình bày chịu trách nhiệm chuẩn bị dữ liệu cho lớp ứng dụng. Nó đảm bảo rằng dữ liệu được mã hóa, mã hóa, và nén theo cách mà hệ thống đích có thể hiểu được. Tầng này thực hiện các chức năng quan trọng như mã hóa và giải mã dữ liệu, nén và giải nén dữ liệu, và chuyển đổi định dạng dữ liệu.

Các Chức Năng Chính:

• Mã hóa (Encryption): Bảo vệ dữ liệu khỏi việc bị truy cập trái phép bằng cách mã hóa nội dung.
• Giải mã (Decryption): Chuyển đổi dữ liệu đã mã hóa trở lại định dạng gốc của nó.
• Nén (Compression): Giảm kích thước dữ liệu để tiết kiệm băng thông và thời gian truyền tải.

Tầng trình bày đảm bảo rằng dữ liệu được truyền qua mạng một cách chính xác và có thể được hiểu bởi hệ thống nhận, bất kể định dạng dữ liệu hoặc mã hóa.

Tầng phiên (Session Layer)

Tầng phiên quản lý các phiên giao tiếp giữa các thiết bị. Nó thiết lập, duy trì, và kết thúc các phiên khi giao tiếp kết thúc. Lớp này cũng có thể thiết lập các điểm kiểm tra trong quá trình truyền dữ liệu, cho phép phục hồi dữ liệu nếu phiên bị gián đoạn.

Các Chức Năng Chính:

• Mở và đóng phiên (Session Management): Thiết lập các kênh giao tiếp và đảm bảo chúng hoạt động liên tục.
• Điểm lưu (Checkpoints): Đặt các điểm kiểm tra trong quá trình truyền dữ liệu để có thể khôi phục nếu có sự cố xảy ra.

Lớp phiên đảm bảo rằng giao tiếp giữa các hệ thống được duy trì một cách liên tục và hiệu quả, đồng thời hỗ trợ việc khôi phục dữ liệu nếu có sự cố xảy ra.

Tầng vận chuyển (Transport Layer)

Tầng vận chuyển chịu trách nhiệm chia dữ liệu thành các “segment” ở đầu gửi và tái tạo lại dữ liệu từ các segment ở đầu nhận. Lớp này thực hiện kiểm soát luồng và kiểm soát lỗi để đảm bảo dữ liệu được gửi và nhận một cách chính xác.

Các Chức Năng Chính:

• Phân chia dữ liệu (Segmentation): Chia dữ liệu thành các segment nhỏ hơn để truyền tải.
• Tái tạo dữ liệu (Reassembly): Tái tạo dữ liệu từ các segment nhỏ khi nhận được.
• Kiểm soát luồng (Flow control): Điều chỉnh tốc độ gửi dữ liệu để phù hợp với tốc độ của thiết bị nhận.
• Kiểm soát lỗi (Error Control): Phát hiện lỗi và yêu cầu gửi lại dữ liệu nếu cần.

Tầng vận chuyển đảm bảo rằng dữ liệu được gửi một cách chính xác và có thể tái tạo lại đầy đủ ở đầu nhận, đồng thời điều chỉnh tốc độ truyền tải dữ liệu để tránh quá tải cho thiết bị nhận.

Tầng mạng (Network layer)

Tầng mạng chịu trách nhiệm phân chia các segment thành các gói mạng (packets) và định tuyến chúng qua mạng để đến đích. Nó sử dụng địa chỉ mạng (thường là địa chỉ IP) để xác định đường đi tốt nhất cho các gói dữ liệu.

Các Chức Năng Chính:

• Định tuyến (Routing): Tìm đường đi tốt nhất qua mạng để gửi gói dữ liệu đến đích.
• Địa chỉ mạng (Network addressing): Sử dụng địa chỉ IP để định danh các thiết bị trên mạng và định tuyến các gói dữ liệu.

Tầng mạng là cốt lõi trong việc xác định đường đi cho các gói dữ liệu, đảm bảo rằng dữ liệu đến đúng đích một cách hiệu quả.

Tầng Liên Kết Dữ Liệu (Data Link Layer)

Tầng liên kết dữ liệu quản lý việc truyền dữ liệu giữa hai nút kết nối vật lý trên mạng. Nó chia nhỏ các gói thành các khung (frames) và gửi chúng từ nguồn đến đích. Lớp này bao gồm hai phần chính: Logical Link Control (LLC) và Media Access Control (MAC).

Các Chức Năng Chính:

• Xác Định Giao Thức (Protocol Identification): Xác định các giao thức mạng để xử lý dữ liệu.
• Kiểm Tra Lỗi (Error Checking): Kiểm tra và sửa lỗi trong quá trình truyền dữ liệu.
• Quản Lý Truy Cập (Access Control): Quản lý quyền truy cập và truyền dữ liệu giữa các thiết bị.

Lớp liên kết dữ liệu đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đúng cách giữa các thiết bị kết nối vật lý, đồng thời kiểm tra và sửa lỗi trong quá trình truyền tải.

Tầng vật lý (Physical Layer)

Lớp vật lý là lớp cơ sở của mô hình OSI, chịu trách nhiệm về kết nối vật lý giữa các nút mạng. Nó xác định các đầu nối, cáp điện hoặc công nghệ không dây và truyền dữ liệu thô dưới dạng chuỗi các bit (0s và 1s).

Các Chức Năng Chính:

• Kết nối vật lý (Physical Connection): Cung cấp các phương tiện kết nối vật lý giữa các thiết bị.
• Kiểm soát tốc độ bit (Bit Rate Control): Quản lý tốc độ truyền tải bit qua mạng.

Tầng vật lý cung cấp nền tảng cho tất cả các lớp khác trong mô hình OSI, đảm bảo rằng dữ liệu có thể được truyền đi qua các phương tiện kết nối vật lý.

Lợi Ích Của Mô Hình OSI

Mô hình OSI mang lại nhiều lợi ích cho cả người dùng và nhà sản xuất thiết bị mạng:

• Thiết kế mạng: Giúp xác định phần cứng và phần mềm cần thiết để xây dựng và duy trì mạng. Việc hiểu rõ các lớp trong mô hình OSI giúp các kỹ sư mạng thiết kế các hệ thống mạng hiệu quả hơn.
• Giao tiếp: Cung cấp một khung để hiểu và giao tiếp quy trình mạng giữa các thành phần khác nhau. Các kỹ sư và nhà thiết kế có thể sử dụng mô hình này để thảo luận và giải thích các khái niệm mạng.
• Khắc phục sự cố: Giúp xác định lớp mạng gây ra sự cố và tập trung nỗ lực khắc phục. Việc phân tích sự cố ở từng lớp cụ thể giúp nhanh chóng xác định và sửa chữa vấn đề.

So sánh hai mô hình OSI và TCP/IP

Mô hình TCP/IP, được phát triển bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, đơn giản hơn mô hình OSI và có một số khác biệt quan trọng:

• Tầng ứng dụng: kết hợp từ các lớp 5, 6, và 7 của OSI thành một lớp duy nhất.
• Tầng truy cập mạng: là sự kết hợp của các lớp 1 và 2 của OSI, nhưng không đảm nhận các chức năng xếp chồng và xác nhận, mà để lại cho lớp vận chuyển bên dưới.

Sự Khác Biệt Chính:

• TCP/IP: Là mô hình chức năng được thiết kế để giải quyết các vấn đề giao tiếp cụ thể và dựa trên các giao thức chuẩn như TCP và IP. TCP/IP cung cấp một khung rõ ràng cho các ứng dụng mạng và thường được sử dụng trong thực tế.
• OSI: Là một dạng mô hình tổng quát, không gắn liền với các giao thức cụ thể và mô tả tất cả các dạng giao tiếp mạng. OSI có khả năng cung cấp một lý thuyết toàn diện để hiểu và phân tích các giao thức mạng.

Kết luận

Mô hình OSI là một công cụ quan trọng trong lĩnh vực mạng máy tính, cung cấp một khung để hiểu và tổ chức các khái niệm giao tiếp mạng. Mặc dù mô hình TCP/IP hiện nay phổ biến hơn trong thực tế, mô hình OSI vẫn giữ vai trò quan trọng trong việc hình dung, giao tiếp và khắc phục các sự cố mạng. Việc nắm vững cấu trúc và chức năng của mô hình OSI giúp bạn có cái nhìn sâu sắc hơn về cách thức hoạt động của các mạng và cách xử lý các sự cố liên quan.

Mô hình OSI không chỉ giúp các kỹ sư mạng thiết kế và duy trì mạng hiệu quả, mà còn hỗ trợ việc giải thích và phân tích các giao thức mạng một cách rõ ràng và có hệ thống. Bằng cách hiểu rõ các tầng và chức năng của mô hình OSI, bạn sẽ có khả năng xử lý các vấn đề mạng một cách hiệu quả hơn và đảm bảo rằng hệ thống mạng hoạt động một cách ổn định và tin cậy.ức hoạt động của các mạng và cách xử lý các sự cố liên quan.

Như vậy, Geneat Software đã chia sẻ với bạn đọc một số thông tin về dịch vụ viết phần mềm theo yêu cầu tại Hà Nội. Trong trường hợp bạn đọc cũng đang quan tâm tới vấn đề quản lý doanh nghiệp, hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline: +84 934 571 626 hoặc +84 985 267 138. Bạn cũng có thể nhận tư vấn qua email: support@geneat.vn hay qua biểu mẫu Liên hệ.