by
Các
giao thức truyền thông đều được xây dựng dựa trên mô hình OSI (Open Systems
Interconnection Reference Model) hoặc có tham
chiếu đến mô hình OSI. Do đó, trước khi đi vào tìm hiểu các giao thức truyền
thông, ta sẽ xem qua về mô hình OSI, từ đó có thể hiểu rõ về chức năng, nhiệm vụ
và phân loại các giao thức truyền thông mà ta xem xét trong tài liệu này.
Mô
hình OSI
Mô hình OSI (Open Systems Interconnection
Reference Model, viết ngắn là OSI Model hoặc OSI Reference Model)
- tạm dịch là Mô hình tham chiếu kết nối
các hệ thống mở - là một thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải
một cách trừu tượng kỹ thuật kết nối truyền thông giữa các máy vi tính và thiết
kế giao thức mạng giữa chúng. Nó còn được gọi là Mô hình bảy tầng của OSI.
Mô
hình tham chiếu OSI là một cấu trúc phả hệ có 7 tầng, nó xác định các yêu cầu
cho sự giao tiếp giữa hai máy tính. Mục đích của mô hình là cho phép sự tương
giao (interoperability) giữa các hệ máy (platform) đa dạng được
cung cấp bởi các nhà sản xuất khác nhau. Mô hình cho phép tất cả các thành phần
của mạng hoạt động hòa đồng, bất kể thành phần ấy do ai tạo dựng. Việc phân
chia hợp lí các chức năng của giao thức khiến việc suy xét về chức năng và hoạt
động của các chồng giao thức dễ dàng hơn, từ đó tạo điều kiện cho việc thiết kế
các chồng giao thức tỉ mỉ, chi tiết, song có độ tin cậy cao.
Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application
layer)
Tầng ứng dụng là tầng gần với người sử dụng nhất. Nó
cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng
thông qua chương trình ứng dụng. Tầng này là giao diện chính để người dùng
tương tác với chương trình ứng dụng, và qua đó với mạng. Ví dụ: Telnet, FTP SMTP.
Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation
layer)
Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung cấp một
giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứng dụng. Nó thực hiện các tác vụ như mã hóa dữ
liệu sang dạng MIME,
nén dữ liệu, và các thao tác tương tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữ
liệu theo như cách mà chuyên viên phát triển giao thức hoặc dịch vụ cho là
thích hợp. Chẳng hạn: chuyển đổi tệp văn bản từ mã
EBCDIC sang mã ASCII, hoặc tuần tự hóa các đối tượng (object serialization) hoặc các cấu trúc dữ liệu (data structure)
Tầng 5: Tầng phiên (Session
layer)
Tầng
phiên kiểm soát các (phiên) hội thoại giữa các máy tính. Tầng này thiết lập,
quản lý và kết thúc các kết nối giữa trình ứng dụng địa phương và trình ứng dụng
ở xa. Tầng này còn hỗ trợ hoạt động song công
(duplex) hoặc bán song công (half-duplex) hoặc đơn công (Single) và thiết lập
các qui trình đánh dấu điểm hoàn thành (checkpointing) - giúp việc phục
hồi truyền thông nhanh hơn khi có lỗi xảy ra, vì điểm đã hoàn thành đã được
đánh dấu - trì hoãn (adjournment), kết thúc (termination) và khởi
động lại (restart).
Mô hình OSI uỷ nhiệm cho tầng này trách nhiệm
"ngắt mạch nhẹ nhàng" (graceful close) các phiên giao dịch (một
tính chất của giao thức kiểm soát giao vận TCP) và trách nhiệm kiểm
tra và phục hồi phiên, đây là phần thường không được dùng đến trong bộ giao thức
TCP/IP.
Tầng 4: Tầng giao vận (Transport
Layer)
Tầng giao vận cung cấp dịch vụ chuyên dụng chuyển dữ
liệu giữa các người dùng tại đầu cuối, nhờ đó các tầng trên không phải quan tâm
đến việc cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy và hiệu quả. Tầng giao vận
kiểm soát độ tin cậy của một kết nối được cho trước. Một số giao thức có định
hướng trạng thái và kết nối (state and connection orientated). Có nghĩa
là tầng giao vận có thể theo dõi các gói tin và truyền lại các gói bị thất bại.
Một ví dụ điển hình của giao thức tầng 4 là TCP. Tầng này là nơi các thông điệp
được chuyển sang thành các gói tin TCP hoặc UDP. Ở tầng 4 địa chỉ được
đánh là address ports, thông qua address ports để phân biệt được ứng dụng trao
đổi.
Tầng 3: Tầng mạng (Network
Layer)
Tầng
mạng cung cấp các chức năng và qui trình cho việc truyền các chuỗi dữ liệu
có độ dài đa dạng, từ một nguồn tới một đích, thông qua một hoặc nhiều mạng,
trong khi vẫn duy trì chất lượng dịch vụ (quality of service)
mà tầng giao vận yêu cầu.
Tầng mạng thực hiện chức năng định tuyến, .Các thiết bị định tuyến (router) hoạt động tại
tầng này — gửi dữ liệu ra khắp mạng mở rộng, làm cho liên mạng trở nên khả thi
(còn có thiết bị chuyển mạch (switch) tầng 3,
còn gọi là chuyển mạch IP). Đây là một hệ thống định vị địa chỉ lôgic (logical
addressing scheme) – các giá trị được chọn bởi kỹ sư mạng. Hệ thống này có
cấu trúc phả hệ. Ví dụ điển hình của giao thức tầng 3 là giao
thức IP.
Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data
Link Layer)
Tầng liên kết dữ liệu cung cấp các phương tiện
có tính chức năng và quy trình để truyền dữ liệu giữa các thực thể mạng, phát
hiện và có thể sửa chữa các lỗi trong tầng vật lý nếu có. Cách đánh địa chỉ
mang tính vật lý, nghĩa là địa chỉ (địa chỉ MAC) được mã hóa cứng vào trong các thẻ mạng (network
card) khi chúng được sản xuất. Hệ thống xác định địa chỉ này không có đẳng
cấp (flat scheme).
Chú ý: Ví dụ điển hình nhất là Ethernet. Những
ví dụ khác về các giao thức liên kết dữ liệu (data link protocol) là các
giao thức HDLC; ADCCP dành cho các mạng điểm-tới-điểm hoặc mạng chuyển mạch gói (packet-switched networks)
và giao thức Aloha
cho các mạng cục bộ. Trong các mạng cục bộ theo tiêu chuẩn IEEE 802, và
một số mạng theo tiêu chuẩn khác, chẳng hạn FDDI, tầng liên kết dữ liệu có thể được
chia ra thành 2 tầng con: tầng MAC (Media Access Control - Điều khiển Truy nhập Đường
truyền) và tầng LLC (Logical
Link Control - Điều khiển Liên kết Lôgic) theo tiêu chuẩn IEEE 802.2.
Tầng liên kết dữ liệu chính là nơi
các cầu nối (bridge) và các thiết bị chuyển mạch (switches) hoạt động. Kết
nối chỉ được cung cấp giữa các nút mạng được nối với nhau trong nội bộ mạng.
Tuy nhiên, có lập luận khá hợp lý cho rằng thực ra các thiết bị này thuộc về tầng
2,5 chứ không hoàn toàn thuộc về tầng 2.
Tầng 1: Tầng vật lí (Physical
Layer)
Tầng vật lí định nghĩa tất cả
các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị. Trong đó bao gồm bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, và các đặc tả về cáp nối (cable). Các thiết bị
tầng vật lí bao gồm Hub, bộ lặp
(repeater), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter) và thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ
(Host Bus Adapter)- (HBA dùng trong mạng lưu trữ (Storage Area Network)). Chức năng
và dịch vụ căn bản được thực hiện bởi tầng vật lý bao gồm:
- Thiết lập hoặc
ngắt mạch kết nối điện (electrical
connection) với một phương tiện truyền thông (transmission medium).
- Tham gia vào
quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia sẻ hiệu quả giữa
nhiều người dùng. Chẳng hạn giải quyết tranh
chấp tài nguyên (contention) và điều khiển lưu lượng.
- Điều biến (modulation),
hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số (digital data)
của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thông (communication
channel).
Cáp (bus) SCSI song song hoạt động ở tầng
cấp này. Nhiều tiêu chuẩn khác nhau của Ethernet dành
cho tầng vật lý cũng nằm trong tầng này; Ethernet nhập tầng vật lý với tầng
liên kết dữ liệu vào làm một. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các mạng cục bộ như Token ring,
FDDI và IEEE 802.11.
So
sánh OSI với hoạt động chuyển phát thư trong thực tế
0 comments: