Tweet
NetworkBasic4DEVNET
Tổng quan về Truyền thông từ Máy chủ đến Máy chủ (Host-to-Host)Giao tiếp có thể được mô tả là chia sẻ hoặc trao đổi thông tin thành công. Nó liên quan đến nguồn và đích của thông tin. Thông tin được thể hiện dưới một số dạng thông điệp. Trong mạng máy tính, nguồn thông báo là thiết bị đầu cuối, còn được gọi là điểm cuối hoặc máy chủ. Các thông điệp được tạo tại nguồn, được chuyển qua mạng và được gửi đến nơi nhận. Để giao tiếp thành công, thông điệp phải truyền qua một hoặc nhiều mạng. Một mạng kết nối với một số lượng lớn các thiết bị, được sản xuất bởi các nhà sản xuất phần cứng và phần mềm khác nhau, qua nhiều phương tiện truyền dẫn khác nhau, mỗi phương tiện có các chi tiết cụ thể. Tất cả các tham số này làm cho mạng rất phức tạp.
Các mô hình giao tiếp được tạo ra để tổ chức sự phức tạp của kết nối internet. Hai mô hình được sử dụng phổ biến hiện nay là ISO Open Systems Interconnection (OSI) và TCP / IP. Cả hai đều cung cấp một mô hình mạng mô tả các chức năng kết nối internet và một tập hợp các quy tắc được gọi là giao thức đặt ra các yêu cầu cho các chức năng kết nối internet.
Cả hai mô hình đều trình bày một mạng dưới dạng các lớp. Các lớp nhóm các nhiệm vụ mạng theo các chức năng mà chúng thực hiện trong việc triển khai mạng. Mỗi lớp có một vai trò cụ thể. Khi thực hiện các chức năng của nó, một lớp giao dịch với lớp bên trên nó và lớp bên dưới nó, được gọi là giao tiếp "dọc". Một lớp tại nguồn tạo ra dữ liệu dành cho cùng một lớp trên thiết bị đích. Giao tiếp này của hai lớp tương ứng cũng được gọi là "ngang".
Khía cạnh thứ hai của các mô hình truyền thông là các giao thức. Theo cùng một cách mà các chức năng giao tiếp được nhóm thành các lớp, thì các giao thức cũng vậy. Mọi người thường nói về các giao thức của các lớp, kiến trúc giao thức hoặc bộ giao thức nhất định. Trên thực tế, TCP / IP là một bộ giao thức.
Giao thức mạng là một tập hợp các quy tắc mô tả một loại giao tiếp. Tất cả các thiết bị tham gia kết nối internet đều đồng ý với các quy tắc này và chính thỏa thuận này đã làm cho việc giao tiếp thành công. Các giao thức xác định các quy tắc được sử dụng để thực hiện các chức năng giao tiếp.
Lưu ý
Theo định nghĩa của tiêu chuẩn ISO 7498-1: 1994 của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) 7498-1: 1994, từ "open" trong từ viết tắt OSI chỉ các hệ thống mở để trao đổi thông tin bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn hiện hành. Mở không ngụ ý bất kỳ việc triển khai hệ thống, công nghệ hoặc phương tiện kết nối cụ thể nào, nhưng nó đề cập đến sự công nhận và hỗ trợ lẫn nhau của các tiêu chuẩn áp dụng.
Trong khi cả hai mô hình ISO OSI và TCP / IP đều xác định giao thức, các giao thức được bao gồm trong TCP / IP được thực hiện rộng rãi trong mạng ngày nay. Tuy nhiên, như một mô hình chung, ISO OSI nhằm cung cấp hướng dẫn cho bất kỳ loại hệ thống máy tính nào và nó được sử dụng để so sánh và đối chiếu các hệ thống khác nhau. Do đó, ISO OSI được gọi là mô hình tham chiếu.
Các mô hình phân lớp, dựa trên tiêu chuẩn cung cấp một số lợi ích:
• Làm cho sự phức tạp có thể quản lý được bằng cách chia các nhiệm vụ giao tiếp thành các nhóm chức năng nhỏ hơn, đơn giản hơn.
• Xác định và chỉ rõ các nhiệm vụ truyền thông để cung cấp cơ sở giống nhau cho mọi người để phát triển các giải pháp của riêng họ.
• Tạo điều kiện thuận lợi cho kỹ thuật mô-đun, cho phép các loại phần cứng và phần mềm mạng khác nhau giao tiếp với nhau.
• Ngăn chặn các thay đổi trong một lớp ảnh hưởng đến các lớp khác.
• Tăng tốc sự phát triển, cung cấp các bản cập nhật và cải tiến hiệu quả cho các thành phần riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến các thành phần khác hoặc phải viết lại toàn bộ giao thức.
• Đơn giản hóa việc dạy và học.
Lưu ý
Kiến thức về các lớp và các chức năng mạng mà chúng mô tả sẽ hỗ trợ khắc phục sự cố mạng, giúp bạn có thể thu hẹp vấn đề thành một lớp hoặc một tập hợp các lớp.
Mạng máy tính ban đầu chỉ quan tâm đến việc truyền dữ liệu, và thuật ngữ dữ liệu dùng để chỉ thông tin ở dạng điện tử có thể được máy tính lưu trữ và xử lý. Ngoài ra, các giao thức truyền dữ liệu khác nhau yêu cầu cấu trúc mạng, thiết bị và kết nối hoàn toàn khác nhau. IP, AppleTalk, Token Ring và Giao diện dữ liệu phân tán bằng sợi quang (FDDI) là những ví dụ về các giao thức truyền thông truyền dữ liệu yêu cầu phần cứng, cấu trúc liên kết và thiết bị khác nhau để hoạt động đúng cách. Ngoài truyền dữ liệu, các mạng truyền thông khác cũng tồn tại song song. Ví dụ, các mạng điện thoại được xây dựng bằng cách sử dụng các thiết bị riêng biệt và thực hiện một tập hợp các giao thức và tiêu chuẩn khác nhau. Qua nhiều năm, mạng máy tính đã phát triển đến mức IP trở thành một tiêu chuẩn truyền thông dữ liệu chung và công nghệ này đã được mở rộng để bao gồm các loại hình giao tiếp khác, chẳng hạn như hội thoại thoại và video. Vì hiện nay chỉ có các giao thức và tiêu chuẩn mạng máy tính được sử dụng cho dữ liệu thoại, video và dữ liệu máy tính "thuần", mạng được gọi là mạng hội tụ.
Nhu cầu kết nối giữa các thiết bị không dành riêng cho mạng máy tính. Các công ty sản xuất công nghiệp đã sử dụng các tiêu chuẩn và giao thức được thiết kế đặc biệt để cung cấp khả năng tự động hóa và kiểm soát quá trình sản xuất. Theo truyền thống, việc quản lý và giám sát nhà máy sản xuất là nhiệm vụ của các bộ phận Công nghệ Vận hành (OT). Các bộ phận CNTT, quản lý các ứng dụng kinh doanh và các bộ phận OT hoạt động độc lập. Ngày nay, nhờ vào IoT công nghiệp, các nhà sản xuất đang thu thập nhiều dữ liệu từ sàn nhà máy hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, dữ liệu đó chỉ có giá trị tương đương với các quyết định mà nó có thể hỗ trợ. Các bộ phận OT và CNTT hợp tác để làm cho dữ liệu có ý nghĩa và có thể truy cập được để sử dụng trong toàn tổ chức.
Kết quả là một ví dụ khác về mạng hội tụ, được gọi là Mạng Nhà máy, kết nối các hệ thống tự động hóa và điều khiển của nhà máy với các hệ thống CNTT sử dụng mạng dựa trên tiêu chuẩn. Mạng Nhà máy cung cấp quyền truy cập theo thời gian thực vào dữ liệu quan trọng ở cấp nhà máy, đồng thời chia sẻ kiến thức trong toàn doanh nghiệp, giúp các nhà lãnh đạo hoạt động đưa ra quyết định có thể góp phần vào an toàn và hiệu quả hoạt động.
Mô hình tham chiếu ISO OSI
Để giải quyết các vấn đề về khả năng tương tác mạng, ISO đã nghiên cứu các hệ thống truyền thông khác nhau. Kết quả của nghiên cứu này, ISO đã tạo ra mô hình ISO OSI để phục vụ như một khuôn khổ mà trên đó có thể xây dựng một bộ giao thức. Tầm nhìn là tập hợp các giao thức này sẽ được sử dụng để phát triển một mạng lưới quốc tế mà không phụ thuộc vào các hệ thống độc quyền. Trong ngành công nghiệp máy tính, quyền sở hữu có nghĩa là một công ty hoặc một nhóm nhỏ các công ty sử dụng cách diễn giải các nhiệm vụ và quy trình của riêng họ để thực hiện mạng. Thông thường, cách giải thích không được chia sẻ với những người khác, vì vậy các giải pháp của họ không tương thích, do đó họ không giao tiếp. Trong khi đó, bộ giao thức TCP / IP đã được sử dụng trong các triển khai mạng đầu tiên. Nó nhanh chóng trở thành một tiêu chuẩn, có nghĩa là nó là bộ giao thức được triển khai trong thực tế. Do đó, nó đã được chọn thay thế cho bộ giao thức OSI và trở thành tiêu chuẩn trong việc triển khai mạng ngày nay.
Lưu ý
ISO, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, là một tổ chức độc lập, phi chính phủ. Đây là nhà phát triển các tiêu chuẩn quốc tế tự nguyện lớn nhất thế giới. Những tiêu chuẩn đó giúp doanh nghiệp tăng năng suất đồng thời giảm thiểu sai sót và lãng phí.
Mô hình tham chiếu OSI mô tả cách dữ liệu được truyền qua mạng. Mô hình đề cập đến thiết bị phần cứng và phần mềm, và đường truyền.
Mô hình OSI cung cấp một danh sách mở rộng các chức năng và dịch vụ có thể xảy ra ở mỗi lớp. Nó cũng mô tả sự tương tác của mỗi lớp với các lớp trực tiếp bên trên và bên dưới nó. Quan trọng hơn, mô hình OSI tạo điều kiện thuận lợi cho sự hiểu biết về cách thông tin di chuyển trong toàn mạng. Nó cung cấp cho các nhà cung cấp một bộ tiêu chuẩn đảm bảo tính tương thích và khả năng tương tác giữa các loại công nghệ mạng khác nhau mà các công ty sản xuất trên khắp thế giới. Mô hình OSI cũng được sử dụng để thiết kế mạng máy tính, thông số kỹ thuật hoạt động và xử lý sự cố.
Thông thường, các lớp mô hình có thể được nhóm thành các lớp trên và dưới. Các lớp từ 5 đến 7, hoặc các lớp trên, quan tâm đến sự tương tác của người dùng và thông tin được truyền đạt, cách trình bày của nó và cách thức tiến hành giao tiếp. Các lớp từ 1 đến 4, các lớp thấp hơn, quan tâm đến cách nội dung này được truyền qua mạng.
Mô hình tham chiếu OSI tách các tác vụ mạng thành bảy lớp, được đặt tên và đánh số. Đây là các lớp mô hình OSI:
• Lớp 1: Lớp physical xác định các thông số kỹ thuật về điện, cơ, thủ tục và chức năng để kích hoạt, duy trì và hủy kích hoạt liên kết vật lý giữa các thiết bị. Lớp này xử lý biểu diễn điện từ của các bit dữ liệu và quá trình truyền của chúng. Thông số kỹ thuật lớp vật lý xác định mã hóa đường truyền, mức điện áp, thời gian thay đổi điện áp, tốc độ dữ liệu vật lý, khoảng cách truyền tải tối đa, đầu nối vật lý và các thuộc tính khác. Lớp này là lớp duy nhất được thực hiện duy nhất trong phần cứng.
• Lớp 2: Lớp data link xác định cách dữ liệu được định dạng để truyền và cách thức truy cập vào phương tiện vật lý được kiểm soát. Lớp này thường bao gồm phát hiện và sửa lỗi để đảm bảo cung cấp dữ liệu đáng tin cậy. Lớp liên kết dữ liệu liên quan đến giao tiếp giữa bộ điều khiển giao diện mạng với bộ điều khiển giao diện mạng (NIC-to-NIC) trong cùng một mạng. Lớp này sử dụng địa chỉ vật lý để xác định các máy chủ trên mạng cục bộ.
• Lớp 3: Lớp network cung cấp kết nối và lựa chọn đường dẫn ngoài phân đoạn cục bộ, từ nguồn đến đích cuối cùng. Lớp mạng sử dụng địa chỉ logic để quản lý kết nối. Trong mạng, địa chỉ logic được sử dụng để xác định người gửi và người nhận. Hệ thống bưu điện là một hệ thống phổ biến khác sử dụng địa chỉ để xác định người gửi và người nhận. Địa chỉ bưu điện tuân theo định dạng bao gồm tên, tên đường và số, thành phố, tiểu bang và quốc gia. Địa chỉ logic mạng có định dạng khác với địa chỉ bưu điện; chúng được xác định bởi các quy tắc của lớp mạng. Định địa chỉ logic đảm bảo rằng một máy chủ có một địa chỉ duy nhất hoặc nó có thể được xác định duy nhất về giao tiếp mạng.
• Lớp 4: Lớp transport xác định việc phân đoạn và tập hợp lại dữ liệu thuộc nhiều thông tin liên lạc riêng lẻ, xác định kiểm soát luồng và xác định các cơ chế vận chuyển đáng tin cậy, nếu được yêu cầu. Lớp truyền tải phục vụ các lớp trên, do đó giao diện với nhiều ứng dụng người dùng. Để phân biệt giữa các quá trình ứng dụng này, lớp truyền tải sử dụng địa chỉ riêng của nó. Địa chỉ này hợp lệ cục bộ, trong một máy chủ, không giống như địa chỉ ở lớp mạng. Các dịch vụ vận tải có thể đáng tin cậy hoặc không đáng tin cậy. Việc lựa chọn dịch vụ thích hợp phụ thuộc vào yêu cầu ứng dụng. Ví dụ, chuyển tệp có thể đáng tin cậy, để đảm bảo rằng tệp đến còn nguyên vẹn và toàn bộ. Mặt khác, một pixel bị thiếu khi xem video có thể không được chú ý. Trong mạng, đây được gọi là một dịch vụ không đáng tin cậy.
• Lớp 5: Lớp session thiết lập, quản lý và kết thúc các phiên giữa hai máy chủ giao tiếp, để cho phép chúng trao đổi dữ liệu trong một khoảng thời gian dài. Lớp phiên chủ yếu quan tâm đến các vấn đề mà các quy trình ứng dụng có thể gặp phải chứ không phải các vấn đề kết nối lớp thấp hơn. Các phiên, còn được gọi là hộp thoại, có thể xác định xem có xử lý dữ liệu theo cả hai hướng đồng thời hay chỉ xử lý luồng dữ liệu theo một hướng tại một thời điểm. Nó cũng chăm sóc các điểm kiểm tra và cơ chế khôi phục. Lớp phiên được triển khai rõ ràng với các ứng dụng sử dụng các lệnh gọi thủ tục từ xa.
• Lớp 6: Lớp presentation đảm bảo rằng dữ liệu được gửi bởi lớp ứng dụng của một hệ thống là "có thể đọc được" bởi lớp ứng dụng của hệ thống khác. Nó đạt được điều đó bằng cách dịch dữ liệu sang định dạng chuẩn trước khi truyền và chuyển đổi định dạng đó thành định dạng mà lớp ứng dụng nhận biết. Nó cũng cung cấp quá trình xử lý dữ liệu đặc biệt phải được thực hiện trước khi truyền. Nó có thể nén và giải nén dữ liệu để cải thiện thông lượng, đồng thời có thể mã hóa và giải mã dữ liệu để cải thiện tính bảo mật. Nén / giải nén và mã hóa / giải mã cũng có thể được thực hiện ở các lớp thấp hơn.
• Lớp 7: Lớp application là lớp OSI gần với người dùng nhất. Nó cung cấp dịch vụ cho các ứng dụng người dùng muốn sử dụng mạng. Các dịch vụ bao gồm e-mail, truyền tệp và mô phỏng thiết bị đầu cuối. Một ví dụ về ứng dụng người dùng là trình duyệt web. Nó không nằm ở lớp ứng dụng, mà đang sử dụng các giao thức hoạt động ở lớp ứng dụng. Hệ điều hành cũng sử dụng lớp ứng dụng khi thực hiện các tác vụ được kích hoạt bởi các hành động thường không liên quan đến giao tiếp qua mạng. Ví dụ về các hành động như vậy là mở tệp được định vị từ xa bằng trình chỉnh sửa văn bản hoặc nhập tệp được định vị từ xa vào bảng tính. Lớp ứng dụng khác với các lớp khác ở chỗ nó không cung cấp dịch vụ cho bất kỳ lớp OSI nào khác.