Mô hình OSI/TCP là gì? Nguyên lý hoạt động của các lớp trong mô hình trên
1. Mô hình OSI là gì?
Khái niệm
Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) là một tiêu chuẩn do ISO (International Organization for Standardization) phát triển, nhằm chuẩn hóa cách các thiết bị mạng giao tiếp với nhau.
Mô hình OSI gồm 7 tầng (layers), mỗi tầng đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể trong quá trình truyền dữ liệu qua mạng.
Các tầng trong mô hình OSI
Mô hình OSI được chia thành 7 tầng theo thứ tự từ dưới lên:
| Tầng (Layer) | Tên | Chức năng chính | Thiết bị liên quan |
|---|---|---|---|
| 7 | Application (Ứng dụng) | Giao tiếp giữa người dùng và ứng dụng mạng | Web browser, Email |
| 6 | Presentation (Trình bày) | Mã hóa, nén, giải mã dữ liệu | SSL/TLS, JPEG, MP3 |
| 5 | Session (Phiên) | Quản lý phiên kết nối, bắt đầu/kết thúc phiên | API, NetBIOS, RPC |
| 4 | Transport (Vận chuyển) | Phân mảnh, kiểm soát lỗi, đảm bảo truyền dữ liệu | TCP, UDP |
| 3 | Network (Mạng) | Định tuyến dữ liệu giữa các mạng | Router, IP, ICMP |
| 2 | Data Link (Liên kết dữ liệu) | Định dạng frame, kiểm tra lỗi, điều khiển truy cập | Switch, MAC, ARP |
| 1 | Physical (Vật lý) | Truyền dữ liệu dưới dạng bit qua môi trường vật lý | Cáp, Hub, Modem |
2. Nguyên lý hoạt động của mô hình OSI
Dữ liệu khi truyền qua mạng sẽ đi qua từng tầng của mô hình OSI theo quy tắc đóng gói và giải đóng gói (Encapsulation & Decapsulation).
Quá trình truyền dữ liệu (Encapsulation - Đóng gói)
- Khi một thiết bị gửi dữ liệu, nó sẽ đi qua các tầng từ tầng 7 xuống tầng 1.
- Mỗi tầng sẽ thêm một header chứa thông tin điều khiển cần thiết.
- Đến tầng 1, dữ liệu được chuyển thành tín hiệu điện hoặc sóng vô tuyến để truyền đi.
Quá trình nhận dữ liệu (Decapsulation - Giải đóng gói)
- Khi một thiết bị nhận dữ liệu, nó sẽ đi qua các tầng từ tầng 1 lên tầng 7.
- Mỗi tầng sẽ bóc tách thông tin điều khiển của tầng tương ứng và chuyển dữ liệu lên tầng trên.
🔎 Ví dụ minh họa: Khi bạn gửi một email từ PC A đến PC B:
- Tầng 7 (Application): Bạn nhập nội dung email trong ứng dụng Gmail.
- Tầng 6 (Presentation): Dữ liệu email được mã hóa thành định dạng phù hợp.
- Tầng 5 (Session): Gmail thiết lập một phiên kết nối với máy chủ.
- Tầng 4 (Transport): Gmail sử dụng TCP để đảm bảo dữ liệu truyền đúng thứ tự.
- Tầng 3 (Network): IP định tuyến dữ liệu từ PC A đến PC B qua nhiều mạng.
- Tầng 2 (Data Link): Ethernet đóng gói dữ liệu vào frame và gửi qua switch.
- Tầng 1 (Physical): Dữ liệu được chuyển thành tín hiệu điện và truyền qua cáp mạng.
3. Mô hình TCP/IP là gì?
Khái niệm
Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) được phát triển bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ (DoD) để tiêu chuẩn hóa giao tiếp trên Internet.
- Đây là mô hình thực tế, được sử dụng phổ biến trong mạng máy tính và Internet.
Các tầng trong mô hình TCP/IP
Mô hình TCP/IP có 4 tầng, được rút gọn từ 7 tầng của mô hình OSI:
| Tầng TCP/IP | Tầng OSI tương ứng | Chức năng chính |
|---|---|---|
| Application (Ứng dụng) | Tầng 7, 6, 5 của OSI | Giao tiếp người dùng, mã hóa, quản lý phiên |
| Transport (Vận chuyển) | Tầng 4 của OSI | Phân mảnh dữ liệu, đảm bảo truyền tải |
| Internet (Mạng) | Tầng 3 của OSI | Định tuyến, truyền gói tin qua nhiều mạng |
| Network Access (Truy cập mạng) | Tầng 2 & 1 của OSI | Kiểm soát truy cập, truyền tín hiệu vật lý |
4. So sánh mô hình OSI và TCP/IP
| Tiêu chí | Mô hình OSI | Mô hình TCP/IP |
|---|---|---|
| Số tầng | 7 tầng | 4 tầng |
| Tính ứng dụng | Mang tính lý thuyết, chuẩn hóa | Thực tế, sử dụng trong Internet |
| Tính linh hoạt | Phân tầng chi tiết, dễ hiểu | Ít tầng hơn, đơn giản hơn |
| Tầng liên kết dữ liệu và vật lý | Riêng biệt | Gộp chung thành Network Access |
| Tầng ứng dụng | Application, Presentation, Session | Gộp thành Application |
5. Kết luận
🔹 Mô hình OSI giúp chuẩn hóa truyền thông mạng với 7 tầng riêng biệt.
🔹 Mô hình TCP/IP là mô hình thực tế, giúp kết nối Internet với 4 tầng đơn giản hơn.
🔹 Cả hai mô hình đều giúp hiểu cách dữ liệu di chuyển trong mạng, từ ứng dụng đến tín hiệu vật lý.
🔹 Hiểu OSI/TCP/IP giúp thiết kế, cấu hình và xử lý sự cố mạng hiệu quả. 🚀