Protocol là gì? Kiến thức, các loại giao thức mạng Protocol

Để vận hành các hệ thống đúng theo quy trình thì cần thiết lập cho chúng những quy tắc nhất định. Protocol là một giao thức quan trọng không thể thiếu trong bất kỳ mô hình hay hệ thống mạng nào.

Vậy bạn có biết Protocol là gì? Cùng Việt Tuấn tìm hiểu Protocol có những đặc điểm gì và kiến thức tổng quan của Protocol trong bài viết dưới đây.

1. Protocol là gì?

Protocol hay Communication protocol - dịch ra là Giao thức truyền thông là một bộ quy tắc và thỏa thuận được sử dụng trong các tình huống giao tiếp hoặc trao đổi thông tin giữa các thiết bị, ứng dụng hoặc hệ thống khác nhau. Nó cung cấp một hướng dẫn cho việc xử lý thông tin và trao đổi dữ liệu giữa các bên, đảm bảo tính đúng đắn, hiệu quả và bảo mật trong quá trình truyền tải.

Protocol sẽ đảm bảo rằng dù có khác biệt về cơ sở hạ tầng, thiết kế hay tiêu chuẩn cơ bản vẫn sẽ giúp các thiết bị máy tính giao tiếp diễn ra tốt nhất.

Các protocol được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thông tin, như các protocol để truyền tải dữ liệu qua mạng như TCP/IP, HTTP, FTP, SMTP, SSH, DNS, SNMP, và nhiều protocol khác. Các protocol cũng được sử dụng trong các lĩnh vực khác như y tế, giao thông, năng lượng và các lĩnh vực kỹ thuật khác.

2. Cách hoạt động của giao thức Protocol

Giao thức Protocol là một tập hợp các quy tắc và thỏa thuận mà các thiết bị và ứng dụng sử dụng để giao tiếp với nhau qua mạng. Mục đích của giao thức là đảm bảo rằng các thông tin được truyền đi được nhận đúng và đầy đủ.

Các Protocol hoạt động dựa trên các lớp của mô hình OSI (Open Systems Interconnection) và mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Mỗi lớp trong mô hình đóng vai trò khác nhau trong quá trình truyền thông và chịu trách nhiệm cho một phần cụ thể của quá trình.

Khi hai thiết bị hoặc ứng dụng muốn giao tiếp với nhau, chúng sẽ thiết lập một kết nối mạng. Quá trình này bao gồm các bước như:

• Định nghĩa các thông tin cần truyền đi và cách thức truyền.
• Thiết lập một kết nối truyền thông. Các thông tin sẽ được chia thành các gói tin và được gửi đi qua mạng.
• Kiểm tra và sửa lỗi trong quá trình truyền tin. Các gói tin được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng đến được đúng địa chỉ và không bị lỗi.
• Kết thúc kết nối truyền thông. Sau khi hoàn tất quá trình truyền tin, kết nối sẽ được đóng lại.

Các giao thức có thể được triển khai trong phần cứng, phần mềm hoặc cả hai. Các giao thức khác nhau có thể sử dụng các phương thức truyền thông khác nhau, bao gồm cả truyền thông dây, không dây và qua mạng Internet. Các giao thức còn cung cấp cho các ứng dụng các tính năng như xác thực, mã hóa và kiểm soát truy cập.

3. Các tính năng của Protocol

Để hiểu rõ hơn về Protocol, bạn cần nắm được những tính năng cơ bản của nó trong kết nối mạng. Một số tính năng hữu ích của Protocol như:

• Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu: Giao thức đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đi qua mạng mà không bị thay đổi hay mất mát. Điều này được thực hiện thông qua các kiểm tra lỗi, mã hóa và các cơ chế khác.
• Đảm bảo tính sẵn sàng và độ tin cậy: Giao thức đảm bảo rằng các thiết bị mạng và ứng dụng luôn sẵn sàng để sử dụng. Nó cũng đảm bảo rằng các gói tin được gửi đi và nhận được đúng cách và đầy đủ.
• Xác thực và kiểm soát truy cập: Giao thức cung cấp các cơ chế xác thực để đảm bảo rằng các người dùng và thiết bị được phép truy cập vào mạng và tài nguyên mạng theo cách an toàn.
• Quản lý địa chỉ: Giao thức quản lý các địa chỉ IP và MAC của các thiết bị trên mạng và đảm bảo rằng các gói tin được gửi đến đúng thiết bị.
• Cung cấp dịch vụ mạng: Giao thức cung cấp các dịch vụ mạng như email, web browsing, file sharing, v.v.
• Đảm bảo tính tương thích: Giao thức đảm bảo rằng các thiết bị và ứng dụng sử dụng cùng một giao thức có thể giao tiếp với nhau.
• Quản lý mạng: Giao thức cung cấp các công cụ để quản lý và giám sát mạng, bao gồm cả các công cụ quản lý bảo mật, quản lý lưu lượng mạng, v.v.

Tóm lại, các tính năng của giao thức rất quan trọng để đảm bảo rằng các thiết bị và ứng dụng có thể giao tiếp với nhau qua mạng một cách an toàn, hiệu quả và đáng tin cậy.

 Tìm hiểu: Network là gì? Lợi ích và các loại network phổ biến

4. Tìm hiểu một số loại giao thức mạng Protocol chính

4.1. Giao thức TCP

TCP là viết tắt của "Transmission Control Protocol" nghĩa là Giao thức điều khiển truyền tải.

TCP là một giao thức đáng tin cậy và toàn diện, được sử dụng để truyền tải các gói tin dữ liệu giữa các thiết bị trên mạng Internet. Nó cung cấp các tính năng điều khiển lỗi, bảo mật, truyền tải dữ liệu theo trình tự và đồng bộ hóa. TCP đảm bảo rằng các gói tin được gửi từ nguồn sẽ đến đích theo đúng thứ tự, mà không bị mất hoặc bị trùng lặp.

Các ứng dụng của TCP bao gồm truyền tải dữ liệu qua trình duyệt web (HTTP), truyền tải thư điện tử (SMTP), truyền tải tập tin (FTP) và nhiều ứng dụng khác. TCP là một trong những giao thức mạng quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu.

Để truyền tải dữ liệu, TCP sử dụng mô hình cửa sổ trượt (Sliding Window) để quản lý việc truyền tải dữ liệu giữa hai thiết bị trên mạng. Theo mô hình này, mỗi bên đều giữ một bộ đệm (buffer) để lưu trữ dữ liệu. Khi bắt đầu truyền tải, bên gửi sẽ chia dữ liệu thành các gói tin nhỏ, gọi là segment, và gửi chúng đến bên nhận. Khi bên nhận nhận được các segment, nó sẽ gửi lại cho bên gửi một thông báo xác nhận (ACK) để xác nhận việc nhận được các segment.

TCP sử dụng cơ chế điều khiển luồng (Flow Control) để đảm bảo rằng bên nhận sẽ không bị quá tải bởi các segment được gửi từ bên gửi. Để làm điều này, TCP sử dụng một phương thức gọi là "cửa sổ trượt", trong đó bên nhận sẽ thông báo cho bên gửi về dung lượng bộ đệm mà nó có thể xử lý được. Bên gửi sẽ gửi các segment với số lượng không vượt quá dung lượng của cửa sổ trượt, và đợi ACK từ bên nhận trước khi gửi thêm các segment tiếp theo.

4.2. Giao thức IP

IP - Internet Protocol là Giao thức Internet, là một trong những giao thức cơ bản trong mạng Internet. IP là giao thức truyền tải dữ liệu không đáng tin cậy, chịu trách nhiệm về việc định tuyến (routing) các gói tin dữ liệu từ nguồn đến đích trên mạng.

IP sử dụng địa chỉ IP để xác định vị trí của các thiết bị trên mạng. Mỗi thiết bị trên mạng có một địa chỉ IP riêng, được đại diện bằng một số thập phân 32-bit (IPv4) hoặc 128-bit (IPv6). Địa chỉ IP cho phép các gói tin dữ liệu được định tuyến đến thiết bị đích trên mạng Internet.

Các gói tin dữ liệu được truyền tải qua mạng theo kiểu chuyển tiếp (datagram), trong đó mỗi gói tin chứa địa chỉ nguồn và đích, và được truyền tải từ thiết bị nguồn đến các thiết bị trung gian trên mạng cho đến khi đến được thiết bị đích. Khi một gói tin đến được một thiết bị trung gian trên mạng, nó sẽ được xác định và định tuyến đến thiết bị kế tiếp trên đường truyền.

Để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu, IP sử dụng một kiểm tra bảo vệ (checksum) để kiểm tra lỗi truyền tải trong quá trình truyền tải dữ liệu trên mạng. Tuy nhiên, IP không cung cấp các tính năng điều khiển lỗi, đồng bộ hóa hay bảo mật cho gói tin dữ liệu.

IP là một phần quan trọng trong giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), cung cấp các tính năng định tuyến và truyền tải dữ liệu cho các ứng dụng trên mạng Internet. IP là giao thức mạng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu.

 Tìm hiểu: TCP/IP là gì? Tìm hiểu giao thức mạng TCP/IP

4.3. Giao thức HTTP

HTTP - Hypertext Transfer Protocol là Giao thức truyền tải siêu văn bản, là một trong những giao thức cơ bản trong World Wide Web (WWW). HTTP được sử dụng để truyền tải các tài liệu siêu văn bản (HTML, CSS, JavaScript...) giữa các máy chủ web và trình duyệt web của người dùng.

HTTP sử dụng mô hình yêu cầu-phản hồi (request-response) để truyền tải dữ liệu giữa các máy chủ web và trình duyệt web. Trình duyệt web sẽ gửi yêu cầu (request) đến máy chủ web, yêu cầu này bao gồm các thông tin như phương thức HTTP, URL (Uniform Resource Locator) và các tham số yêu cầu khác. Máy chủ web sẽ phản hồi (response) bằng cách gửi trả lại các tài liệu siêu văn bản (HTML, CSS, JavaScript...) được yêu cầu.

HTTP sử dụng các phương thức HTTP như GET, POST, PUT, DELETE để chỉ định các hoạt động được thực hiện trên tài nguyên được yêu cầu. HTTP cũng hỗ trợ các mã trạng thái HTTP để thông báo về kết quả của yêu cầu (như mã trạng thái 200 OK, 404 Not Found, 500 Internal Server Error...).

HTTP là một trong những giao thức mạng quan trọng nhất trong World Wide Web (WWW), được sử dụng rộng rãi để truyền tải các tài liệu siêu văn bản trên mạng Internet. Ngoài ra, HTTP cũng được sử dụng trong các ứng dụng web khác như Web Services, API, các ứng dụng trực tuyến,...

4.4. Giao thức SMTP

SMTP - Simple Mail Transfer Protocol - Giao thức truyền tải thư đơn giản, là một trong những giao thức cơ bản trong việc truyền tải email trên mạng Internet. SMTP là giao thức được sử dụng để truyền tải các email giữa các máy chủ thư điện tử (mail server) trên mạng.

SMTP sử dụng mô hình yêu cầu - phản hồi (request - response) để truyền tải các email giữa các máy chủ thư điện tử. Khi người dùng muốn gửi một email, trình duyệt sẽ gửi email đó tới máy chủ thư điện tử của người dùng (mail client). Mail client sẽ sử dụng SMTP để gửi email đó tới máy chủ thư điện tử của người nhận (mail server). 

SMTP sử dụng cổng 25 hoặc 587 để truyền tải email giữa các máy chủ thư điện tử. SMTP cũng hỗ trợ các lệnh SMTP như HELO, MAIL FROM, RCPT TO, DATA để quản lý quá trình gửi email.

SMTP là một trong những giao thức quan trọng nhất trong việc truyền tải email trên mạng Internet, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng email như Gmail, Yahoo Mail, Outlook… SMTP cũng được sử dụng trong các ứng dụng khác như Web Services, để truyền tải các tin nhắn trên mạng.

4.5. Giao thức FTP

FTP - File Transfer Protocol - Giao thức truyền tải tập tin, là một trong những giao thức cơ bản trong việc truyền tải tập tin trên mạng Internet. FTP được sử dụng để truyền tải các tập tin giữa các máy chủ và trình duyệt của người dùng.

FTP cũng sử dụng mô hình yêu cầu-phản hồi (request-response) giống SMTP để truyền tải tập tin giữa các máy chủ và trình duyệt của người dùng. Khi người dùng muốn tải xuống hoặc tải lên một tập tin từ máy chủ, trình duyệt của người dùng sẽ sử dụng FTP để thực hiện việc này. FTP sử dụng các lệnh như USER, PASS, RETR, STOR, LIST để quản lý quá trình truyền tải tập tin.

FTP sử dụng cổng 21 để kết nối giữa trình duyệt và máy chủ, và sử dụng cổng 20 để truyền tải dữ liệu giữa hai bên.

FTP là một trong những giao thức quan trọng nhất trong việc truyền tải tập tin trên mạng Internet, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng truyền tải tập tin như FileZilla, WinSCP,...

4.6. Giao thức Telnet

Telnet là một giao thức mạng được sử dụng để thiết lập kết nối tới một thiết bị từ xa và điều khiển nó bằng cách gửi các lệnh từ máy tính của người dùng. Giao thức Telnet sử dụng kiểu dữ liệu văn bản thuần túy để truyền tải các lệnh và dữ liệu giữa máy tính của người dùng và thiết bị từ xa.

Khi thiết lập kết nối Telnet, người dùng cần cung cấp địa chỉ IP hoặc tên miền của thiết bị từ xa, cùng với tên đăng nhập và mật khẩu để xác thực quyền truy cập. Sau khi thiết lập kết nối, người dùng có thể nhập các lệnh và dữ liệu trực tiếp từ bàn phím của máy tính, và thiết bị từ xa sẽ thực hiện các lệnh đó.

 Tìm hiểu: Mạng máy tính là gì? Lợi ích và phân loại mạng máy tính

4.7. Giao thức SSH

SSH - Secure Shell - Máy nối an toàn, là một giao thức mạng được sử dụng để thiết lập kết nối an toàn tới các thiết bị từ xa. SSH cung cấp khả năng mã hóa dữ liệu để bảo vệ thông tin đăng nhập và các hoạt động của người dùng khỏi các mối đe dọa bảo mật trên mạng.

Khi thiết lập kết nối SSH, người dùng cần cung cấp địa chỉ IP hoặc tên miền của thiết bị từ xa, cùng với tên đăng nhập và mật khẩu để xác thực quyền truy cập. Sau khi thiết lập kết nối, người dùng có thể nhập các lệnh và dữ liệu trực tiếp từ bàn phím của máy tính, và các hoạt động này sẽ được mã hóa để đảm bảo an toàn.

SSH sử dụng phương thức mã hóa đối xứng để bảo vệ thông tin truyền tải giữa máy tính của người dùng và thiết bị từ xa. Các phiên bản mới của giao thức SSH cũng hỗ trợ phương thức mã hóa khóa công khai/ giấu khóa (public-key cryptography), cho phép các thiết bị được xác thực mà không cần sử dụng mật khẩu.

SSH được sử dụng phổ biến trong các môi trường máy chủ và mạng lớn để thiết lập kết nối an toàn và truyền tải dữ liệu. Ngoài ra, SSH còn được sử dụng để truy cập vào các thiết bị mạng như router, switch, firewall,... để thực hiện các tác vụ quản trị.

Tổng kết

Protocol có nhiều ý nghĩa quan trọng trong trao đổi thông tin, giao tiếp giữa các thiết bị mạng. Trên đây là một số thông tin về Protocol là gì và và các loại giao thức phổ biến hiện nay. Hy vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về các khái niệm hữu ích này.

Chúc các bạn thành công!

Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết! Đừng quên cập nhật Viettuans.vn thường xuyên để có thêm nhiều thông tin hữu ích về kiến thức mạng, quản trị mạng nhé.