Các máy tính được kết nối thành mạng cho phép các khả năng: • Sử dụng chung các công cụ tiện ích • Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung • Tăng độ tin cậy của hệ thống • Trao đổi thông điệp, hì
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ MẠNG
Giới thiệu về mạng máy tính
Vào giữa những năm 1950, các hệ thống máy tính đầu tiên sử dụng bóng đèn điện tử có kích thước lớn và tiêu tốn nhiều năng lượng, khiến việc nhập dữ liệu trở nên chậm chạp và bất tiện Đến giữa những năm 1960, cùng với sự phát triển của các ứng dụng máy tính và nhu cầu trao đổi thông tin, các nhà sản xuất đã nghiên cứu tạo ra các thiết bị truy cập từ xa, đánh dấu bước đầu của hệ thống mạng máy tính Thời gian này, IBM giới thiệu hệ thống thiết bị đầu cuối 3270 giúp mở rộng khả năng tính toán của trung tâm máy tính đến vùng xa Trong những năm 1970, IBM tiếp tục giới thiệu các thiết bị đầu cuối dành cho lĩnh vực ngân hàng, thương mại, cho phép nhiều thiết bị truy cập cùng lúc vào một máy tính chung thông qua dây cáp mạng Năm 1977, công ty Datapoint ra mắt hệ điều hành mạng Arcnet, liên kết các máy tính và thiết bị đầu cuối qua dây cáp, chính thức đánh dấu sự ra đời của mạng máy tính.
Mạng máy tính là hệ thống gồm hai hoặc nhiều máy tính được kết nối với nhau theo các cách khác nhau nhằm mục đích trao đổi thông tin một cách hiệu quả và liên tục Các kết nối này giúp các thiết bị truyền dữ liệu, chia sẻ tài nguyên và làm việc hợp tác trong các hoạt động hàng ngày hoặc trong doanh nghiệp Việc xây dựng mạng máy tính phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo bảo mật, tốc độ truyền dữ liệu và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống Mạng máy tính đóng vai trò then chốt trong phát triển công nghệ thông tin và truyền thông hiện đại, mang lại lợi ích vượt trội cho cá nhân và tổ chức.
Hình 1.1: Mô hình mạng cơ bản
Mạng máy tính ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu chia sẻ và sử dụng chung dữ liệu một cách thuận tiện hơn Không có hệ thống mạng, các máy tính độc lập muốn trao đổi dữ liệu phải qua việc in ấn hoặc sao chép bằng đĩa mềm, CD ROM, gây nhiều bất tiện cho người dùng Việc kết nối các máy tính thành mạng mở ra nhiều khả năng như chia sẻ tài nguyên, dữ liệu dễ dàng và nâng cao hiệu suất làm việc.
• Sử dụng chung các công cụ tiện ích
• Chia sẻ kho dữ liệu dùng chung
• Tăng độ tin cậy của hệ thống
• Trao đổi thông điệp, hình ảnh,
• Dùng chung các thiết bị ngoại vi (máy in, máy vẽ, Fax, modem …)
• Giảm thiểu chi phí và thời gian đi lại.
Mục đích nối mạng
Trong bối cảnh lượng lớn thông tin ngày càng gia tăng, nhu cầu xử lý dữ liệu hiệu quả trở nên thiết yếu Mạng máy tính đã trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống, góp phần thúc đẩy các lĩnh vực như khoa học, quân sự, thương mại, giáo dục và dịch vụ Việc kết nối các máy tính thành mạng mang lại những khả năng mới to lớn, giúp nâng cao hiệu quả công việc và mở rộng khả năng hợp tác Hiện nay, mạng máy tính đóng vai trò cốt lõi trong mọi hoạt động, trở thành một nhu cầu tất yếu trong đời sống hàng ngày.
Hình 1.2: Chia sẻ máy in qua mạng
Sử dụng chung tài nguyên trong mạng cho phép tất cả các thành viên dễ dàng truy cập vào các thiết bị, chương trình và dữ liệu mà không cần quan tâm đến vị trí của chúng Việc chia sẻ tài nguyên mạng giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng và tăng cường khả năng truy cập thông tin cho các người dùng trong hệ thống Khi các tài nguyên mạng trở thành tài nguyên chung, nó thúc đẩy sự hợp tác và nâng cao hiệu suất làm việc trong môi trường mạng.
Việc bảo trì máy móc và sao lưu dữ liệu dễ dàng giúp hệ thống hoạt động ổn định và giảm thiểu thời gian gián đoạn Khi xảy ra sự cố, dữ liệu có thể được khôi phục nhanh chóng nhờ các bản sao lưu định kỳ Trong trường hợp trục trặc tại một trạm làm việc, các trạm khác có thể thay thế để đảm bảo quá trình làm việc không bị gián đoạn, nâng cao tính linh hoạt và hiệu quả của hệ thống.
Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin giúp tối ưu hóa việc sử dụng dữ liệu chung, từ đó tăng khả năng tổ chức công việc một cách linh hoạt và hiệu quả hơn Khi thông tin có thể được chia sẻ và khai thác đồng bộ, người dùng có thể thích nghi nhanh chóng với những thay đổi về công việc và quy trình, góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả hoạt động của tổ chức Việc tổ chức lại các công việc dựa trên nguồn thông tin tin cậy và dễ tiếp cận giúp giảm thiểu thời gian xử lý dữ liệu và nâng cao chính xác trong ra quyết định.
- Đáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại
- Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu
- Tăng cường khảnăng xử lý thông tin nhờ kết hợp các bộ phận phân tán
- Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới
Trong bối cảnh ngày càng cao của nhu cầu xã hội, kỹ thuật mạng trở thành mối quan tâm hàng đầu của các nhà tin học Các vấn đề quan trọng bao gồm cách truy xuất thông tin nhanh chóng, tối ưu và hiệu quả, đồng thời xử lý lượng dữ liệu lớn để tránh gây tắc nghẽn mạng và mất mát thông tin quý giá.
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Phân loại mạng
Mạng máy tính cục bộ gọi tắt là LAN Các LAN bao gồm các thành phần sau :
+ Các card giao tiếp mạng
+ Đường truyền thiết lập mạng
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
Vài công nghệ LAN phổ dụng là :
Hình 1.2 : Mô hình mạng cục bộ LAN
502 Bad GatewayUnable to reach the origin service The service may be down or it may not be responding to traffic from cloudflared
+ Hoạt động qua các vùng tách biệt về mặt địa lý rộng lớn
Ứng dụng của hệ thống cho phép người dùng trao đổi thông tin thời gian thực với nhau, nâng cao khả năng giao tiếp và cộng tác hiệu quả Đồng thời, nó cung cấp kết nối liên tục giữa các tài nguyên từ xa và dịch vụ cục bộ, đảm bảo hoạt động ổn định và truy cập nhanh chóng mọi lúc mọi nơi.
+ Cung cấp e-mail, www, FTP và các dịch vụ thương mại điện tử
- Vài công nghệ WAN phổ biến là:
+ Các đường truyền dẫn số theo chuẩn Bắc Mỹ và châu Âu T1, E1, T3, E3+ Mạng quang đồng bộ SONET
Hình 1.3: Mô hình mạng diện rộng WAN
Với sự phát triển của NFSNET và ARPANET, cùng với việc TCP/IP trở thành giao thức chính thức trên các mạng, số lượng mạng và nút kết nối tăng rõ rệt Các mạng vùng đã được kết nối với nhau và mở rộng liên kết với các mạng ở Canada và châu Âu, thúc đẩy sự hội nhập toàn cầu của mạng internet.
Vào giữa những năm 1980, người ta bắt đầu nhận thấy sự hình thành của một hệ thống liên mạng rộng lớn, sau này gọi là Internet Sự phát triển của Internet diễn ra theo cấp số nhân, với tốc độ ngày càng tăng, bắt đầu từ năm 1990 và tiếp tục mở rộng nhanh chóng trong những thập niên tiếp theo.
Vào năm 1992, với 200.000 máy tính và 3.000 mạng con, đã có khoảng 1 triệu máy tính được kết nối Internet Đến năm 1995, hệ thống mạng đã phát triển mạnh mẽ với hàng trăm mạng cấp vùng, hàng chục ngàn mạng con, cùng hàng triệu máy tính tham gia Nhiều mạng lớn như SPAN, NASA network, HEPNET, BITNET, IBM network và EARN đã được kết nối vào Internet, tạo nên mạng lưới liên kết rộng lớn Việc liên kết các mạng này được thực hiện thông qua các đường nối có tốc độ rất cao, đảm bảo thông tin được truyền tải nhanh chóng và hiệu quả.
Hiện nay, một chiếc máy tính được xem là thành viên của Internet khi nó có thể sử dụng giao thức truyền dữ liệu TCP/IP, sở hữu một địa chỉ IP riêng biệt trên mạng và có khả năng gửi các gói tin IP đến tất cả các máy tính khác kết nối trong mạng Internet.
Trong nhiều trường hợp, người dùng kết nối máy tính của mình với máy chủ của nhà cung cấp dịch vụ Internet để truy cập các tài nguyên trực tuyến Khi kết nối, người dùng được cấp một địa chỉ IP tạm thời, cho phép gửi và nhận gói tin đến các máy chủ khác trên Internet Địa chỉ IP này sẽ được trả lại cho nhà cung cấp khi kết thúc phiên làm việc, đảm bảo quản lý mạng hiệu quả và bảo mật thông tin người dùng.
Máy tính của người đó vẫn được xem là thành viên của Internet vì trong thời gian liên kết, nó có địa chỉ IP riêng Điều này xác định rằng dù sử dụng trong môi trường nào, việc có địa chỉ IP là yếu tố quan trọng để nhận diện kết nối internet Do đó, việc máy tính có địa chỉ IP đồng nghĩa với việc nó tham gia vào mạng lưới Internet.
Vào năm 1992 cộng đồng Internet đã ra đời nhằm thúc đẩy sự phát triển của Internet và điều hành nó Hiện nay Internet có 5 dịch vụ chính:
Thư điện tử (Email) là dịch vụ có từ khi mạng ARPANET mới được thiết lập, cho phép gửi và nhận thư điện tử giữa các thành viên trong mạng, đóng vai trò quan trọng trong giao tiếp trực tuyến hiện đại.
Các vấn đề thời sự mới nhất hiện nay thường được chuyển thành các diễn đàn trực tuyến, tạo điều kiện cho người dùng dễ dàng trao đổi thông tin và quan tâm đến các chủ đề nóng Hiện nay, có hàng nghìn diễn đàn trực tuyến về nhiều lĩnh vực khác nhau trên Internet, giúp cộng đồng chia sẻ và cập nhật tin tức một cách nhanh chóng và thuận tiện.
Đăng nhập từ xa (Remote Login) thông qua các chương trình như Telnet hoặc Rlogin cho phép người dùng truy cập từ một trạm Internet vào một máy tính khác Người dùng chỉ cần đăng ký quyền truy cập trên máy đích để có thể đăng nhập từ xa một cách dễ dàng và nhanh chóng.
Chuyển file qua FTP giúp người dùng dễ dàng sao chép các tập tin từ máy tính này sang máy tính khác qua mạng Internet Công cụ FTP cho phép chuyển nhiều loại dữ liệu như phần mềm, cơ sở dữ liệu và bài báo một cách nhanh chóng và tiện lợi, nâng cao hiệu quả trong quản lý dữ liệu và truyền tải thông tin.
Dịch vụ WWW (World Wide Web) là một dịch vụ đặc biệt cung cấp thông tin từ xa trên mạng Internet, cho phép người dùng truy cập dễ dàng vào các tập tin siêu văn bản lưu trữ trên máy chủ Các tập tin này bao gồm văn bản, hình ảnh, âm thanh và đồ họa, giúp người dùng tìm kiếm và duyệt nội dung trực tuyến một cách thuận tiện WWW đóng vai trò trung tâm trong việc dẫn đường và cung cấp thông tin trên Internet, làm cho việc truy cập dữ liệu trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Hình 1.4: Ví dụ một trang Web cho phép dễ dàng khai thác các trang Web khác
Người dùng nhận thông tin qua các trang văn bản, mỗi trang là một đơn vị lưu trữ trên máy chủ Dịch vụ hosting trang web đang thu hút mạnh mẽ sự quan tâm trên Internet, cho phép xây dựng các trang web đa dạng bằng ngôn ngữ HTML Các trang web có thể bao gồm văn bản, hình ảnh, video, âm thanh và liên kết đến các trang web khác Khi các trang này được lưu trữ trên máy chủ web, người dùng có thể truy cập và xem chúng qua Internet, đồng thời khám phá các trang web liên kết khác nhau.
Mô hình mạng
1.4.1 Sự cần thiết phải có mô hình truyền thông Để một mạng máy tính trở một môi trường truyền dữ liệu thì nó cần phải có những yếu tố sau:
+ Mỗi máy tính cần phải có một địa chỉ phân biệt trên mạng
+ Việc chuyển dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác do mạng thực hiện thông qua những quy định thống nhất gọi là giao thức của mạng
Khi các máy tính trao đổi dữ liệu với nhau, quá trình truyền dữ liệu được xem là hoàn chỉnh Để truyền một tệp tin giữa hai máy tính cùng mạng, các bước cụ thể cần được thực hiện để đảm bảo việc truyền dữ liệu thành công Trong quá trình này, việc thiết lập kết nối, gửi và nhận dữ liệu đều đóng vai trò quan trọng Quá trình truyền dữ liệu qua mạng đảm bảo tốc độ, độ tin cậy và bảo mật thông tin giữa các thiết bị kết nối.
+ Máy tính cần truyền cần biết địa chỉ của máy nhận
+ Máy tính cần truyền phải xác định đƣợc máy tính nhận đã sẵn sàng nhận thông tin
+ Chương trình gửi file trên máy truyền cần xác định được rằng chương trình nhận file trên máy nhận đã sẵn sàng tiếp nhận file
+ Nếu cấu trúc file trên hai máy không giống nhau thì một máy phải làm nhiệm vụ chuyển đổi file từ dạng này sang dạng kia
Khi truyền file, máy tính cần thông báo cho mạng biết địa chỉ của máy nhận để thông tin được gửi chính xác đến đích Quá trình truyền file được chia thành các công đoạn riêng biệt, mỗi bước hoạt động độc lập, giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy Phương pháp này thể hiện sự phối hợp hoạt động cao giữa hai máy tính, qua đó tối ưu hóa quá trình trao đổi dữ liệu Chương trình truyền nhận file của mỗi máy tính được chia thành ba module chính: Module truyền và nhận file, Module truyền thông, và Module tiếp cận mạng, trong đó các module này thực hiện quá trình trao đổi dữ liệu một cách liên tục và phối hợp chặt chẽ.
Module truyền và nhận file chịu trách nhiệm thực hiện tất cả các nhiệm vụ liên quan đến truyền nhận dữ liệu, bao gồm truyền thông số về file, gửi nhận các mẫu tin của file và chuyển đổi file sang các định dạng khác nếu cần thiết Tuy nhiên, module này không cần quan tâm đến quá trình truyền dữ liệu qua mạng, vì nhiệm vụ này được giao cho Module truyền thông, giúp tách biệt chức năng và tối ưu hóa quá trình xử lý dữ liệu.
Module truyền thông đảm bảo các máy tính hoạt động và sẵn sàng trao đổi thông tin với nhau một cách chính xác và an toàn Nó kiểm soát dữ liệu để truyền file an toàn, phù hợp với mức độ bảo vệ từng ứng dụng khác nhau Quá trình trao đổi dữ liệu giữa hai máy tính không phụ thuộc vào loại mạng liên kết, vì các yêu cầu mạng đã được xử lý ở module tiếp cận mạng; do đó, nếu mạng thay đổi, chỉ có module này bị ảnh hưởng.
Module tiếp cận mạng là thành phần quan trọng liên quan đến các quy cách giao tiếp với mạng, phù hợp với đặc thù của từng loại mạng Nó đảm bảo việc truyền dữ liệu giữa các máy tính trong mạng một cách hiệu quả và đáng tin cậy.
Thay vì phân tích toàn bộ quá trình truyền file phức tạp với nhiều yêu cầu, chúng ta có thể chia thành các tiến trình con dựa trên sự trao đổi giữa các Module trong chương trình truyền file Phương pháp này giúp phân tích chi tiết quá trình truyền file và hỗ trợ việc lập trình dễ dàng hơn.
Việc xét các module một cách độc lập giúp giảm độ phức tạp trong quá trình thiết kế và cài đặt hệ thống Phương pháp này, còn gọi là phương pháp phân tầng (layer), rất phổ biến trong xây dựng mạng và các chương trình truyền thông, giúp tối ưu hóa quá trình phát triển và quản lý hệ thống hiệu quả hơn.
Nguyên tắc của phương pháp phân tầng là:
Mỗi hệ thống thành phần trong mạng được xây dựng theo mô hình nhiều tầng, với cấu trúc đồng nhất về số lượng tầng và chức năng của từng tầng Thiết kế này giúp tăng tính linh hoạt và dễ mở rộng cho mạng lưới, đồng thời đảm bảo sự tối ưu trong quản lý và vận hành hệ thống Cấu trúc nhiều tầng của mạng còn giúp phân chia rõ ràng các nhiệm vụ, nâng cao hiệu quả truyền dữ liệu và bảo mật thông tin.
+ Các tầng nằm chồng lên nhau, dữ liệu đƣợc chỉtrao đổi trực tiếp giữa hai tầng kề nhau từ tầng trên xuống tầng dưới và ngược lại
Trong quá trình truyền dữ liệu, cần xác định rõ chức năng của từng tầng cũng như mối quan hệ giữa các tầng kề nhau Dữ liệu được truyền từ tầng cao nhất của hệ thống truyền đến tầng thấp nhất qua các bước, sau đó được truyền qua đường dây vật lý dưới dạng các bit tới hệ thống nhận Quá trình này diễn ra ngược lại, dữ liệu được truyền ngược từ tầng thấp lên tầng cao của hệ thống nhận để đảm bảo quá trình truyền thông diễn ra chính xác và liên tục.
Trong hệ thống mạng, chỉ có hai tầng thấp nhất có liên kết vật lý trực tiếp với nhau, còn các tầng trên chỉ kết nối nhau bằng các liên kết logic Các liên kết logic giữa các tầng được thực hiện thông qua các tầng dưới và phải tuân theo các quy định nghiêm ngặt gọi là giao thức của tầng Giao thức tầng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự liên kết logic chính xác và hiệu quả giữa các tầng trong mô hình mạng.
Hình 1.5: Mô hình phân tầng gồm N tầng
1.4.2 Mô hình truyền thông đơn giản 3 tầng
Trong truyền thông, các thành phần chính gồm có các chương trình ứng dụng, chương trình truyền thông, máy tính và mạng Các chương trình ứng dụng, do người dùng thực hiện trên máy tính, đóng vai trò trung gian để trao đổi thông tin giữa các máy tính khác nhau Hệ điều hành đa nhiệm như Windows hoặc UNIX cho phép chạy đồng thời nhiều ứng dụng, trong đó có các ứng dụng liên quan đến mạng và các ứng dụng khác Máy tính được kết nối với mạng, qua đó dữ liệu được truyền tải và trao đổi giữa các thiết bị trong hệ thống mạng.
Việc gửi dữ liệu giữa hai ứng dụng trên hai máy tính khác nhau qua mạng diễn ra qua các bước chính: Ứng dụng gửi dữ liệu cho chương trình truyền thông trên máy của mình, sau đó chương trình truyền thông sẽ chuyển dữ liệu tới máy nhận Chương trình truyền thông trên máy nhận sẽ tiếp nhận và kiểm tra dữ liệu trước khi chuyển giao cho ứng dụng đang chờ dữ liệu Quy trình này đảm bảo an toàn, chính xác và hiệu quả trong truyền dữ liệu qua mạng.
Trong mô hình truyền thông đơn giản, chương trình truyền thông được chia thành ba tầng độc lập gồm: tầng ứng dụng, tầng chuyển vận và tầng tiếp cận mạng Mỗi tầng có vai trò riêng biệt nhằm tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu, đảm bảo sự vận hành hiệu quả và đáng tin cậy của hệ thống mạng Thiết kế này giúp giảm thiểu sự phụ thuộc giữa các tầng, từ đó nâng cao hiệu suất và dễ dàng mở rộng hệ thống truyền thông.
Tầng tiếp cận mạng chịu trách nhiệm trao đổi dữ liệu giữa máy tính và mạng mà nó kết nối, bao gồm việc gửi địa chỉ của máy nhận để truyền dữ liệu chính xác đến đích Trong quá trình này, mạng có thể cung cấp các dịch vụ ưu tiên, tốc độ cao để tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu Ngoài ra, tầng này có thể sử dụng nhiều phần mềm khác nhau phù hợp với từng loại mạng như mạng chuyển mạch, mạng chuyển mạch gói hoặc mạng cục bộ, nhằm đảm bảo tính linh hoạt và hiệu quả trong giao tiếp dữ liệu.
Tiến trình xây dựng mạng
Nghiên cứu về mô hình OSI bắt đầu tại ISO vào năm 1971 nhằm kết nối các sản phẩm của nhiều nhà sản xuất khác nhau Ưu điểm chính của OSI là khả năng giải quyết vấn đề truyền thông giữa các máy tính không đồng nhất, giúp các hệ thống khác nhau có thể giao tiếp hiệu quả nếu chúng đảm bảo cùng cài đặt tập các chức năng truyền thông chung.
+ Các chức năng đó đƣợc tổ chức thành cùng một tập các tầng các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng nhƣ nhau.
+ Các tầng đồng mức khi trao đổi với nhau sử dụng chung một giao thức
Mô hình OSI phân chia các chức năng của mạng máy tính thành bảy tầng theo mô hình phân tầng, giúp tổ chức và chuẩn hóa các giao thức mạng Đây là khung chuẩn để các tiêu chuẩn mạng khác nhau có thể tương thích và hoạt động cùng nhau Mô hình OSI xác định rõ các mặt hoạt động của mạng mà các tiêu chuẩn mạng có thể nhắm đến, từ đó đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng trong thiết kế hệ thống mạng Trong một nghĩa nào đó, mô hình OSI còn được xem như một tiêu chuẩn tổng thể của các tiêu chuẩn mạng.
1.2.1.1 Các giao thức trong mô hình OSI
Trong mô hình OSI có hai loại giao thức chính đƣợc áp dụng: giao thức có liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless)
Trong quá trình truyền dữ liệu, trước khi gửi dữ liệu đồng mức giữa các tầng, cần thiết lập một liên kết logic để đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn cho dữ liệu Việc có liên kết có liên kết giúp nâng cao độ an toàn trong quá trình truyền dữ liệu, đồng thời các gói tin được trao đổi một cách hiệu quả qua liên kết này.
Giao thức không liên kết không thiết lập liên kết logic trước khi truyền dữ liệu, đảm bảo mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin khác Điều này giúp tăng tính linh hoạt và tối ưu hóa hiệu suất truyền tải dữ liệu trong mạng máy tính Nhờ đó, hệ thống mạng trở nên bền vững hơn và dễ dàng xử lý các sự cố xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu.
Nhƣ vậy với giao thức có liên kết, quá trình truyền thông phải gồm 3 giai đoạn phân biệt:
Trong quá trình thiết lập liên kết logic, hai thực thể đồng mức trong hai hệ thống thương lượng sẽ xác định và chia sẻ tập các tham số cần thiết cho giai đoạn truyền dữ liệu sau này, đảm bảo sự thống nhất và hiệu quả trong quá trình trao đổi thông tin giữa các hệ thống.
Trong quá trình truyền dữ liệu, các cơ chế kiểm soát và quản lý như kiểm soát lỗi, kiểm soát luồng dữ liệu, và cắt/hợp dữ liệu được áp dụng nhằm nâng cao độ tin cậy và hiệu quả của việc truyền dữ liệu Những biện pháp này giúp đảm bảo dữ liệu được truyền một cách chính xác, an toàn và nhanh chóng, góp phần tối ưu hóa hệ thống truyền thông.
Hủy bỏ liên kết là quá trình giải phóng tài nguyên hệ thống đã cấp phát cho liên kết nhằm sử dụng cho liên kết khác, giúp tối ưu hóa hiệu quả vận hành Trong các giao thức không liên kết, quá trình truyền dữ liệu chỉ diễn ra trong một giai đoạn duy nhất, không yêu cầu duy trì kết nối lâu dài Điều này giúp giảm thiểu bộ nhớ và tài nguyên hệ thống sử dụng trong quá trình truyền tải dữ liệu.
Gói tin trong giao thức được hiểu là đơn vị dữ liệu dùng để liên lạc và chuyển giao thông tin trong mạng máy tính Các thông điệp trao đổi giữa các máy tính được đóng gói thành các gói tin tại máy nguồn, giúp truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả Một gói tin có thể chứa các yêu cầu dịch vụ, thông tin điều khiển và dữ liệu cần gửi đi Những gói tin này sau đó sẽ được kết hợp lại để tái tạo thông điệp ban đầu, đảm bảo quá trình truyền tải dữ liệu chính xác và toàn diện.
Hình 1.11: Phương thức xác lập các gói tin trong mô hình OSI
Mô hình mạng phân tầng hoạt động theo nguyên tắc mỗi tầng chỉ đảm nhận một chức năng duy nhất là nhận dữ liệu từ tầng trên và chuyển xuống tầng dưới hoặc ngược lại Chức năng chính của các tầng là thêm hoặc loại bỏ phần đầu (header) của gói tin trước khi truyền đi Mỗi gói tin gồm phần đầu (header) và phần dữ liệu, và khi truyền qua các tầng, phần đầu mới được thêm vào để phù hợp với tầng đó, biến gói tin thành của tầng mới Quá trình này tiếp tục cho đến khi gói tin được gửi qua dây mạng đến thiết bị nhận.
Trong quá trình nhận các gói tin, phần đầu của từng tầng được gỡ bỏ, điều này phản ánh nguyên lý cốt lõi của tất cả các mô hình phân tầng Việc này giúp đảm bảo hoạt động hiệu quả và tối ưu hóa quá trình truyền thông trong hệ thống Mô hình phân tầng dựa trên nguyên tắc này để nâng cao khả năng quản lý và mở rộng hệ thống mạng.
Chú ý: Trong mô hình OSI phần kiểm lỗi của gói tin tầng liên kết dữ liệu đặt ở cuối gói tin
1.2.1.2 Các chức năng chủ yếu của các tầng trong mô hình OSI
Tầng vật lý (Physical layer) là tầng dưới cùng của mô hình OSI, chịu trách nhiệm mô tả các đặc trưng vật lý của mạng Nó quy định các loại cáp dùng để kết nối các thiết bị mạng, các loại đầu nối phù hợp, độ dài tối đa của dây cáp, cùng với các đặc tính điện của các tín hiệu truyền qua dây cáp Tầng vật lý còn cung cấp thông số kỹ thuật về kỹ thuật nối mạch điện và tốc độ truyền dữ liệu để đảm bảo quá trình chuyển dữ liệu giữa các thiết bị mạng diễn ra hiệu quả.
Ví d ụ : Tiêu chuẩn Ethernet cho cáp truyền dẫn
Tầng vật lý trong mô hình OSI chỉ chịu trách nhiệm truyền tải các tín hiệu dưới dạng các giá trị nhị phân 0 và 1 mà không gắn ý nghĩa cụ thể nào Ý nghĩa của các bit được truyền qua các tầng cao hơn của mô hình sẽ được xác định rõ ràng hơn, giúp đảm bảo quá trình truyền dữ liệu chính xác và hiệu quả.
Tầng vật lý khác biệt với các tầng khác khi không có gói tin riêng hoặc phần đầu (header) chứa thông tin điều khiển, dữ liệu được truyền đi dưới dạng dòng bit liên tục Giao thức tầng vật lý đóng vai trò quan trọng trong việc quy định phương thức truyền dữ liệu, bao gồm cả chế độ truyền đồng bộ hoặc phi đồng bộ và tốc độ truyền dữ liệu để đảm bảo quá trình truyền liên tục và chính xác.
Các giao thức tầng vật lý được phân thành hai loại dựa trên phương thức truyền thông: phương thức truyền thông dị bộ (asynchronous) và phương thức truyền thông đồng bộ (synchronous) Điều này giúp tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu phù hợp với từng ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống mạng Việc lựa chọn đúng loại giao thức ảnh hưởng lớn đến hiệu suất, độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống truyền thông.
Phương thức truyền dữ liệu bất đồng bộ không yêu cầu tín hiệu đồng bộ giữa máy gửi và máy nhận, sử dụng các bit đặc biệt START và STOP để phân tách các xâu bit biểu diễn ký tự trong dữ liệu Phương pháp này cho phép truyền các ký tự bất kỳ lúc nào mà không cần quan tâm đến quá trình đồng bộ trước đó.