So sánh hai mô hình bvà TCP/IP

như sau: "các máy tính vô tuyến di động cũng giống như nhà tắm không ống dẫn di động. Chúng thông dụng trên xe, trên địa điểm xây dựng và những cuộc hòa nhạc rock. Tôi khuyên là bãy nối dây lên nhà bạn và để đấy”. Có nhiều người nghe theo lời khuyên của Bob Metcalfe không? Thời gian sẽ trả lời. 5. Liên mạng (Internetwork) Trên thế giới có nhiều mạng, thường với phần cứng và phần mềm khác nhau. Người nối đến một mạng thường muốn liên lạc đến một người gắn với mạng khác. Mong muốn này đòi hỏi phải nối tất cả các mạng khác nhau và các mạng không tương thích, đôi khi do dùng các máy gọi là gateway để lập kết nối và cung cấp chuyển dịch cần thiết, kể cả phần cứng lẫn phần mềm. Một bộ các mạng giao nối nhau được gọi là liên mạng hay chỉ gọi là Internet. Một khuôn dạng chung của liên mạng là một bộ các LAN nối nhau bởi một WAN. Nếu chúng ta thay thế từ “subnet” trong hình 1.5. bởi “WAN”, hình chẳng thay đổi. Chỉ có một phân biệt giữa một subnet với một WAN trong trường hợp này là có host hay không có host. Nếu hệ thống trong đường cong kín chỉ chứa các router thì nó là một subnet. Nếu chứa cả router lẫn host với người dùng sở hữu nó, đấy là một WAN. Để tránh nhầm lẫn, xin nhớ rằng "Internet" sẽ luôn được dùng trong sách này theo một nghĩa đặc thù. Ngược lại, Internet (với I được in hoa) mang hàm ý liên mạng (Internet) toàn cầu đặc biệt được sử dụng rộng rãi để nối các trường đại học, công sỡ, công ty và sau đó là các cá nhân, tư nhân. Chúng ta sẽ nói nhiều về liên mạng và Internet trong báo cáonày. Subnet, các mạng và các liên mạng thường hay bị nhầm lẫn. Subnet lập nên hầu hết ý nghĩa trong ngữ cảnh một mạng diện rộng WAN, nơi đó nó liên hệ đến tập các router và đường truyền tải do điều hành viên mạng sở hữu, thí dụ các công ty như: America Online và CompuServe. Tương tự, hệ thống điện thoại gồm các văn phòng chuyển rẽ điện thoại kết nối với các văn phòng khác bằng đường cao tốc và với nhà riêng cũng như nhà doanh nghiệp bằng đường tốc độ thấp. Các đường truyền và máy, được công ty điện thoại sở hữu và quản lý, hình thành nên subnet của hệ thống điện thoại. Bản thân các máy điện thoại (tương tự host) không phải là bộ phận của subnet. Tổ hợp của một subnet là host của nó hình thành một mạng. Trong trường hợp LAN, các host lập nên mạng thực sự không phải là subnet. Một liên mạng được hình thành khi các mạng phân biệt được nối hết lại với nhau. Theo nghĩa này, việc nối một LAN với một WAN hay nối hai LAN hình thành một liên mạng, nhưng quan điểm như thế ít được thống nhất về thuật ngữ trong lĩnh vực này. CHươNG 3: Hệ PHâN CấP NGHI THức Các mạng máy tính đầu tiên được thiết kế với phần cứng là mối quan tâm chính, còn phần mềm được nghĩ đến sau. Chiến lược này không còn nữa. Phần mềm mạng nay được cấu trúc phức tạp hơn. Các đoạn sau xem xét một số chi tiết về các kỹ thuật cấu trúc phần mềm. Để giảm thiểu sự phức tạp về thiết kế, hầu hết các mạng được tổ chức thành nhiều tầng hay mức, mỗi tầng xây dựng bên trên tầng dưới nó. Số lượng, tên, nội dung và chức năng các tầng không giống nhau trong các mạng. Tuy nhiên, trong mọi mạng, mục đích của từng tầng là cung cấp một số dịch vụ cho tầng cao hơn, việc bảo vệ các tầng này khỏi các chi tiết về các dịch vụ cung cấp đã thực sự được thực hiện. Tầng n trên một máy lo việc đối thoại với tầng n trên một máy khác. Các quy tắc và quy ước sử dụng trong việc đối thoại này được biết chung là giao thức của tầng n. Về căn bản, một giao thức là một thỏa thuận giữa các bộ phận truyền thông về cách xử lý truyền thông. Thí dụ, khi một phụ nữ được giới thiệu cho một người đàn ông, bà ta có thể chìa tay ra, người đàn ông có thể đáp lại bằng cách bắt tay hay hôn tay tùy tình hình, chẳng hạn, bà ấy là một luật sư nước Mỹ tại một hội nghị doanh nghiệp hay một công chúa Châu Âu tại một buổi khiêu vũ. Việc xung đột giao thức sẽ khiến cho việc truyền thông khó khăn hơn nếu không nói là không thể. Một mạng năm tầng được minh họa trong Hình 1.9. Các thực thể bao gồm các lớp tương ứng trên các máy khác nhau được gọi là các peer (đồng đẳng). Nói khác đi, các peer truyền thông nhau bằng giao thức. Trong thực tế, chẳng có dữ liệu nào được truyền tải trực tiếp từ tầng n trên máy này đến tầng n trên máy kia mà là mỗi tầng chuyển dữ liệu và thông tin điều khiển đến tầng ngay dưới nó, đến khi tầng dưới hoàn thành. Bên dưới tầng 1 là môi trường vật lý (physical medium), qua đó sự truyền thông thật sự xảy ra. Trong hình 1.9, sự truyền thông ảo được vẽ bằng các vạch chấm chấm và sự truyền thông vật lý được vẽ bằng các vạch liền. Giữa mỗi cặp tầng kế tiếp nhau có một giao diện (interface). Giao diện xác định những thao tác và dịch vụ ban đầu nào do tầng thấp đưa ra cho tầng trên nó. Khi các nhà thiết kế mạng quyết định trong mạng có bao nhiêa tầng và một tầng sẽ làm gì, một sự xem xét rất quan trọng là xác định các giao diện sạch giữa các tầng. Việc làm như thế, đến lượt nó, đòi hỏi mỗi tầng thực hiện một tập chức năng được hiểu tốt. Để thêm sự giản thiểu tổng lượng thông tin phải đi qua giữa các tầng, các giao diện "rõ nét" cũng làm việc thay thế sự cài đặt của một tầng với sự cài đặt hoàn tòan khác (ví dụ, tất cả các đường dây điện thoại được thay thế bởi các kênh vệ tinh) trở nên đơn giản hơn vì tất cả những gì cần đến của sự cài đặt là nó cung cấp chính xác chuỗi các dịch vụ cho người láng giềng bên trên khi việc cài đặt cũ đã thực hiện. Hình 1.9 Các tầng, giao thức và giao diện Một tập hợp các tầng và giao thức được gọi là kiến trúc mạng (Network archipecture). Đặc tả của một kiến trúc phải chứa đủ thông tin để cho phép một người cài đặt viết chương trình hay xây dựng phần cứng cho mỗi tầng sao cho nó tuân thủ đúng đắn giao thức tương ứng. Các chi tiết của sự cài đặt hay đặc tả của giao diện không phải là thành phần của kiến trúc vì chúng khuất lấp bên trong các máy, bên ngoài không thể thấy. Không nhất thiết là các giao diện trên mọi máy trong một mạng phải giống nhau để từng máy có thể dùng đúng mọi giao thức. Một loạt các giao thức được dùng bởi một hệ nào đó, một giao thức cho một tầng, được gọi là chống giao thức (protocol stack). Bây giờ hãy xem một ví dụ mang tính kỹ thuật: làm sao để cung cấp sự truyền thông đến tầng trên cùng của mạng năm-tầng nói đến trong Hình 1.11. Một thông điệp M được sản xuất bởi một quá trình ứng dụng chạy ở tầng 5 và gởi tầng 4 truyền tải. Tầng 4 đặt một đầu tựa (header) trước thông điệp để nhận dạng thông điệp và đưa kết quả đến tầng 3. Đầu tựa chứa đựng thông tin điều khiển, chẳng hạn một chuỗi số, cho phép tầng 4 trên máy nhận giao thông điệp theo thứ tự đúng nếu các tầng dưới không duy trì thứ tự. Trong một số tầng, các đầu tựa còn có kich cỡ, thời gian và các trường điều khiển khác. Trong nhiều mạng, không có hạn chế kích cỡ của thông điệp được truyền tải trong giao thức tầng 4, nhưng gần như luôn có một giới hạn áp đặt bởi giao thức tầng 3. Hậu quả là tầng 3 phải chia thông điệp đến thành các đơn vị, gói tin, đặt đầu tựa tầng 3 cho mỗi gói tin. Trong ví dụ này, M được chẻ ra thành hai phần M1 và M2. Tầng 3 quyết định những dòng nào xuất đi để dùng và đưa các gói tin qua tầng 2. Tầng 2 không chỉ thêm một đầu tựa cho từng mảnh mà còn thêm một phần đuôi và đưa đơn vị kết quả cho tầng 1 để truyền tải vật lý. Tại máy nhận, các thông điệp lại di chuyển hướng lên từ tầng này lên tầng khác với các đầu tựa được tháo gỡ. Chẳng có đầu tựa cho các tầng bên dưới n nào được đưa lên tầng n. Điều quan trọng của Hình 1.11. là mối liên hệ giữa truyền thông ảo với thật và sự khác nhau giữa giao thức với giao diện. Các quá trình đồng đẳng (peer) trong tầng 4 chẳng hạn, được quy ước rằng sự truyền thông của chúng là “đi ngang", dùng giao thức tầng 4. Từng sự truyền thông giống như là có một thủ tục xứ lý "gởi đến bờ bên kia và lấy từ bờ bên kia" dù cho các thủ tục này thật sự giao tiếp với các tầng bên dưới qua giao diện 3/4 chứ không phải bờ bên kia. Khái niệm trừu tượng về quá trình đồng đẳng là cực kì quan trọng đối với mọi thiết kế mạng. Với việc sử dụng nó, các nhiệm vụ thiết kế mạng phức tạp có thể được tách thành một số nhiệm vụ nhanh hơn, quản lý được các vấn đề thiết kế, gọi là thiết kế riêng từng lớp. Mặc dù phần 3. là “Phần mềm mạng", nó đã chỉ ra rằng các lớp thấp bên dưới của hệ các tầng được cài đặt tuần tự trong phần cứng hay phần mềm cứng hóa. Chương 4: CáC MÔ HìNH THAM CHIếU Chúng ta đă biết các mạng phân thành nhiều tầng. Dưới đây chúng ta sẽ bàn về hai kiến trúc mạng quan trọng: Mô hình liên hệ OSI và mô hình liên hệ TCP/IP. 1. Mô hình tham chiếu OSI Mô hình OSI được mô tả trong Hình 1.16 (trừ môi trường vật lý). Mô hình này dựa trên đề nghị của ISO (Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế) xem đó như bước đầu chuẩn hóa quốc tế các giao thức sử dụng trong nhiều tầng. Nó được gọi là mô hình liên hệ OSI của ISO (OSI: Open System Interconnection – giao nối với các hệ mở) vì nó xử trí việc kết nối các hệ mở (các hệ thống mở ra để truyền thông với các hệ khác). Chúng ta thường gọi là OSI. Mô hình OSI có bảy tầng. Nguyên tắc xây dựng bảy tầng này như sau: 1/ Một tầng phải được tạo ra tại nơi mà một mức trừu tượng khác cần đến. 2/ Mỗi tầng phải thực hiện một chức năng xác định trước. 3/ Chức năng của mỗi tầng phải được chọn lựa qua việc định nghĩa các giao thức chuẩn hóa quốc tế. 4/ Ranh giới của tầng phải được chọn để giảm thiểu dòng thông tin ngang qua các giao diện. 5/ Số tầng phải đủ lớn để các chức năng phân biệt không cần dồn hết thảy trên cùng một tầng khi không cần thiết, và đủ nhỏ để kiến trúc không trở nên kềnh càng. Sau đây chúng ta sẽ bàn đến từng tầng, bắt đầu từ tầng dưới cùng. Chúng ta cần nhớ rằng bản thân mô hình OSl không phải là một kiến trúc mạng vì nó không chỉ định chính xác các dịch vụ và giao thức được sử dụng trong từng tầng. Nó chỉ gọi ra tầng nào làm việc mà thôi. Tuy nhiên, ISO cũng định ra các chuẩn cho tất cả các tầng dù chúng không phải là bộ phận của bản thân mô hình tham chiếu. Mỗi tiêu chuẩn được công bố như một chuẩn quốc tế riêng. Hình 1.16. Mô hình liên hệ OSI Tầng vật lý (Physical Layer) Tầng vật lý liên quan đến việc truyền tải các bit lên trên kênh truyền thông. Các vấn đề thiết kế phải bảo đảm khi một bên gửi một bit 1, bên kia nhận một bit 1 chứ không phải là một bit 0. Câu hỏi thường đặt ra là phải dùng bao nhiêu volt để biểu thị 1 và bao nhiêu cho 0, bao nhiêu micro giây để truyền một bit, khi nào sự truyền tải có thể xử lý đồng thời theo cả hai chiều, cuộc kết nối đầu tiên được thiết lập như thế nào và mất đi ra sao khi hai bên đều hoàn tất, và bộ cắm nối của mạng có bao nhiêu chân và mỗi chân dùng để làm gì. Các vấn đề thiết kế ở đây có liên quan đến cơ học, điện học, các giao diện có tính thủ tục, và các phương tiện truyền tải vật lý nằm dưới tầng vật lý. Tầng liên kết kết dữ liệu (Data Link Layer) Nhiệm vụ chính của tầng liên kết dữ liệu là giữ khả năng truyền tải thô và biến đổi dữ liệu vào một đường mà đường đó xuất hiện không có các lỗi truyền tải không thể phát hiện, đến tầng mạng. Nó hoàn thành nhiệm vụ này bằng cách nơi gửi ngắt dữ liệu nhập thành các khung dữ liệu (data frame) khoảng vài trăm hay vài ngàn bytes), truyền tải tuán tự các khung và xử lý các khung báo nhận (acknowledgement frame) gửi về từ nơi nhận. Do tầng vật lý chỉ chấp nhận và truyền tải dòng bit mà không để ý đến ý nghĩa hay cấu trúc, từng tầng liên kết dữ liệu tạo và nhận biết các biên của khung. Vĩệc này có thể hoàn thành bằng cách gán các mẫu bit đặc biệt nơi bắt đầu và nơi kết thúc khung. Nếu các mẫu bit có thề bị sai lệch trong dữ liệu, cần chú ý bảo đảm các mẫu đó không bị dịch sai như chỗ gián đoạn khung. Một đột nổ nhiễu trên đường truyền có thể phá hủy hoàn toàn một khung. Trong trường hợp này, phần mềm trên tầng liên kết dữ liệu ở máy gốc có thể truyền lại khung ấy. Tuy nhiên, sự truyền tải nhiều lần một khung dẫn đến khả năng trùng lặp các khung. Một khung trùng lặp có thể được gửi nếu khung báo nhận ở máy nhận hồi âm về máy gửi cho biết là khung đã bị mất. Tầng này giải quyết các vấn đề do các khung hư hỏng mất mát và trùng lặp gây ra. Một vấn đề khác phát sinh trong tầng liên kết dữ liệu (và hầu hết các tầng bên trên) là cách giữ một nơi truyền tải nhanh lấn áp một nơi nhận chậm. Phải dùng một vài cơ chế điều chỉnh sự chuyển dịch để cho nơi truyền biết trong một lúc nơi nhận có bao nhiêu vùng đệm chứa tin (buffer). Thông thường sự chỉnh luồng và việc quản lý lỗi sai hợp nhất với nhau. Nếu đường có thể dùng để truyền tải dữ liệu theo cả hai chiếu, phần mềm tầng liên kết dữ liệu phải giải quyết những vấn đề mới. Vấn đề ở chỗ các khung báo nhận biết cho giao vận từ A đến B tranh giành với các khung dữ liệu của giao vận B đến A, vì thế người ta đã nghĩ ra giải pháp thông minh piggybacking, ta sẽ bàn về giải pháp này sau. Các mạng quảng bá gặp phải một vấn đề nữa trong tầng liên kết dữ liệu là: làm sao truy cập kiểm soát kênh dùng chung. Một tầng con đậc biệt của tầng liên kết dữ liệu, tầng con truy cập phương tiện, sẽ giúp giải quyết vấn đề này. Tầng mạng (Network Layer) Tầng mạng liên quan đến việc kiểm soát thao tác của subnet. Một vấn dề thiết kế quan trọng là xác định xem có bao nhiêu gói tin được đưa ra từ gốc đến đích. Các đường đi có thể dựa trên các bản tĩnh "nối vào mạng bằng dây” và ít thay đổi, chúng còn có thể được xác định lúc bắt đầu mỗi cuộc đối thoại, chẳng hạn ở đọan đầu cuối. Sau hết, chúng có tính động cao, được xác định lần nữa cho từng gói tin, để phản ánh việc tải trên mạng hiện hành. Nếu đang có nhiều gói tin trong subnet cùng một lúc, chúng sẽ đi vào lấn đường nhau, hình thành cái “cổ chai". Việc kiểm soát sự tắc nghẽn như thế cũng nằm trong tầng mạng. Thường có vài hàm kế toán được xây dựng trong tầng mạng. ít nhất, phần mềm phải đếm xem có bao nhiêu gói tin hay kí tự hay bit do từng khách hàng đã gửi đi, để lập hóa đơn. Khi một gói tin đi qua biên giới quốc gia với hối xuất từng bên, việc tính toán trở nên phức tạp. Khi một gói tin phải đi từ mạng này tới mạng khác để tìm đích đến, có thể phát sinh nhiều vấn đề. Việc định địa chỉ ở nơi thứ hai có thể khác với mạng trước. Mạng thứ hai có thể không chấp nhận toàn bộ gói tin vì nó quá lớn. Các giao thức cũng có thể khác nhau…Tầng mạng phải khắc phục tất cả những vấn đề ấy để cho phép các mạng cấu tạo khác nhau có thể giao nối với nhau. Trong các mạng quảng bá, vấn đề chọn đường đơn giản hơn, do đó tầng mạng thường mỏng hoặc không tồn tại. Tầng giao vận (Transport Layer) Chức năng cơ bản của tầng giao vận là chấp nhận dữ liệu từ tầng phiên (session layer), tách thành các đơn vị nhỏ hơn nếu cần, đưa chúng qua tầng mạng và bảo đảm tất cả các mảnh tin đều đến đúng đầu cuối bên kia. Hơn nữa, tất cả phải được thực hiện hiệu quả và theo cách tách biệt các tầng bên trên từ những thay đổi không tránh được trong công nghệ phần cứng. Dưới các điều kiện bình thường, tầng giao vận tạo một kết nối mạng phân biệt đối với từng kết nối cần có ở tầng phiên. Tuy nhiên, nếu kết nối giao vận đòi hỏi thông lượng cao, tầng giao vận có thể tạo nhiều kết nối mạng để tăng thông lượng. Mặt khác, nếu việc tạo lập hay bảo trì một kết nối mạng đắt tiền, tầng giao nhận có thể đa hình một số kết nối giao vận trên cùng một kết nối mạng để giảm chi phí. Trong mọi trường hợp, tầng giao vận đòi hỏi phải làm cho việc đa hình trở nên rõ ràng cho tầng phiên. Tầng giao vận cũng xác định loại dịch vụ để cung cấp cho tầng và sau đó là người sử dụng mạng. Kiểu kết nối giao vận phổ biến nhất là một kênh nối điểm không lỗi giao các thông điệp hay byte theo thứ tự gửi đi. Các loại dịch vụ giao vận khác là giao vận các thông điệp tách biệt mà không bảo đảm thứ tự giao, quảng bá các thông điệp tới nhiều nơi nhận. Loại dịch vụ được xác định khi thiết lập kết nối. Tầng giao vận là tầng đầu- cuối- đến- đầu- cuối, từ nguồn đến đích. Nói cách khác, một chương trình trên máy nguồn tiếp tục đối thoại với một chương trình tương tự trên máy đích, dùng các đầu tựa thông điệp và các thông điệp điều khiển. Trong các tầng thấp hơn, các giao thức chỉ có giữa mỗi máy với láng giềng trực tiếp của nó, không phải với các máy nguồn và đích sau cùng, có thể phân cách bằng nhiều bộ chọn đường (router). Sự khác nhau giữa tầng 1 đến tầng 3 vốn nối chuỗi với nhau, và các tầng 4 đến tầng 7 là quan hệ đầu- cuối- đến- đầu- cuối, được minh họa trong hình 1.16. Nhiều máy host đa chương trình cho phép có nhiều kết nối vào và ra khỏi host. Cần có một cách nào đó để cho biết các thông điệp đi theo các kết nối. Đầu tựa giao vận là nơi có thể đặt các thông tin này. Bổ sung cho việc đa hình một số luồng thông điệp lên trên một kênh, tầng giao vận phải chú ý tới việc thiết lập và hủy bỏ các kết nối xuyên qua mạng. Cần có một số cơ chế đặt tên sao cho mỗi quá trình trên một máy có một cách mô tả nó muốn đối thoại với ai. Đó cũng phải là một cơ chế điều chỉnh luồng thông tin sao cho một host nhanh không chạy tràn lên một host chậm. Một cơ chế như thế gọi là điều khiển luồng (flow control), đóng vai trò quan trọng trong tầng giao vận và các tầng khác. Flow control giữa các host phân cách với các flow control giữa các bộ chọn đường dù ta áp dụng các nguyên tắc tương tự cho chúng. Tầng phiên (Session Layer) Tầng phiên cho phép người dùng trên các máy khác nhau có thể thiết lập những phiên giữa chúng. Một phiên cho phép giao vận các dữ liệu thông thường như tầng giao vận làm nhưng cũng cung ứng các dịch vụ nâng cao hữu ích trong một số ứng dụng. Một phiên có thể được dùng để cho phép người dùng đăng nhập vào một hệ chia sẻ thời gian từ xa hay để truyền tải một tập tin giữa hai máy. Một trong những dịch vụ của tầng phiên là quản lý điều khiển đối thoại. Các phiên có thể cho phép giao thông theo hai chiều. Nếu việc giao thông chỉ có thể đi một chiều trong một lúc thì tầng phiên có thể theo dõi ai quay về. Một dịch vụ khác của tầng phiên là quản lý thẻ bài (token management). Đối với một số giao thức, đòi hỏi cả hai bên cùng không quan tâm đến một thao tác trong cùng một lúc. Để quản lý hoạt động này, tầng phiên cung cấp các token có thể chuyển đổi. Chỉ phía lưu giữ token có thể thực hiện các thao tác tới hạn. Một dịch vụ phiên khác nữa là đồng bộ hóa (synchronization). Hãy xem xét các vấn đề có thể xảy ra khi truyền tải một tập tin lâu hai giờ giữa hai máy với thời gian nghẽn trung bình một giờ. Sau khi mỗi truyền tải bị hụt, toàn bộ việc truyền tải phải thực hiện lại và có thể tiếp tục mất lần nữa. Để giảm sự cố này, tầng phiên cung cấp một cách để chen các điểm kiểm tra vào dòng dữ liệu sao cho sau một lần nghẽn, chỉ có dữ liệu sau điểm kiểm tra này phải lập lại. Tầng trình diễn (Presentation Layer) Tầng trình diễn thực hiện một số chức năng cần thiết cho phép tìm một giải pháp tổng quát cho các vấn đề hơn là để từng người dùng giải quyết vấn đề. Đặc biệt, không như các tầng thấp hơn chỉ quan tâm tới các bit tin cậy từ nơi này tới nơi khác, tầng trình diễn liên quan tới cú pháp và ngữ nghĩa của thông tin truyền tải. Ví dụ điển hình cho một dịch vụ trình diễn là mã hóa dữ liệu theo một chuẩn thỏa thuận. Hầu hết các chương trình sử dụng không chuyển đổi các chuỗi bit nhị phân ngẫu nhiên, chúng chuyển đổi các sự vật như tên người, tổng số tiền, hóa đơn…Các mục tin ấy được biểu diễn theo chuỗi kí tự, số nguyên, dấu chấm động và các cấu trúc dữ liệu tạo nên từ các mục tin đơn giản hơn. Các máy tính khác nhau có các mã biểu diễn ký tự khác nhau (ASCII, UNICODE), các số nguyên (bù một hay bù hai…). Để có thể truyền thông các máy tính có các hệ biểu diễn khác nhau, các cấu trúc dữ liệu được chuyển đổi có thể được định nghĩa theo một cách trừu tượng theo một mã hóa chuẩn được dùng trên dây dẫn. Tầng trình diễn quản lý các cấu trúc dữ liệu trừu tượng ấy và chuyển đổi từ biểu diễn trong máy sang biểu diễn chuẩn của mạng và ngược lại. Tầng ứng dụng (Application Layer) Tầng ứng dụng chứa nhiều giao thức cần thiết khác nhau. Thí dụ có cả trăm kiểu thiết bị đầu cuối không tương thích trên thế giới. Hãy xem tình huống của một bộ soạn thảo toàn màn hình, giả sử làm việc trên mạng với nhiều thiết bị đầu cuối khác nhau, mỗi kiểu có những bố trí màn hình khác nhau về việc chèn và hủy văn bản, di chuyển con trỏ v.v... Một cách để giải quyết vấn đề này là xác định một thiết bị đầu cuối ảo trên mạng (Network virtual terminal) mà trình soạn thảo và các chương trình khác có thể viết trên đó. Để quản lý mỗi kiểu đầu cuối, một phần mềm nhỏ phải được viết để ánh xạ các chức năng của thiết bị đầu cuối ảo của mạng lên trên thiết bị đầu cuối thực sự. Thí dụ, khi bộ soạn thảo di chuyển con trỏ của thiết bị đầu cuối ảo lên góc trái trên cùng màn hình, phần mềm này sẽ đưa ra chuỗi lệnh thích ứng thiết bị đầu cuối để đưa con trỏ đến đó. Tất cả các phần mềm đầu cuối ảo đều nằm trong tầng ứng dụng. Một chức năng khác của tầng ứng dụng là truỵền tải tập tin. Các hệ thống tập tin khác nhau có những quy ước đật tên khác nhau, các cách biểu diễn dòng văn bản khác nhau … Việc truyền tải một tập tin giữa các hệ thống khác nhau đòi hỏi quản lý chúng và các bất tương thích khác. Công việc này cùng nằm trên tầng ứng dụng khi thực hiện email, nhập công việc từ xa, xem thư mục, nhiều tính năng vạn năng, chuyên dụng khác. Truyền tải dữ liệu trong mô hình OSI Hình 1.17 trình bày một thí dụ về cách dữ liệu truyền tải với mô hình OSl. Quá trình gửi có một số dữ liệu muốn gửi đến quá trình nhận. Nó đưa dữ liệu đến tầng ứng dụng, kế tiếp gắn đầu tựa ứng dụng, AH (có thể là null) trước mặt nó và cho kết quả đến tầng trình diễn. Tầng trình diễn có thể biến đổi mục tin này theo nhiều cách khác nhau và có thể bổ sung một đầu tựa trước mặt, cho kết quả lên tầng phiên. Một điều quan trọng cần phải nhận thấy là tầng trình diễn không biết dữ liệu được gửi đến cho nó từ đâu do tầng ứng dụng cho là AH, nếu có, và có đúng là dữ liệu người dùng hay không. Quá trình này được lặp lại cho đến khi dữ liệu đến tầng vật lý, nơi đó chúng thật sự được truyền tải đến máy nhận. Trên máy ấy, các đầu tựa khác nhau bị tách bỏ từng cái khi thông điệp lan tỏa lên các tầng cho đến khi đến nơi tại quá trình nhận. ý tưởng chính xuyên suốt là mặc dầu việc truyền tải dữ liệu thực sự theo chiều dọc (trong Hình l.17). Mỗi tầng được lập trình như là đi ngang. Thí dụ, khi tầng giao vận lấy một thông điệp từ tầng phiên, nó gán một đầu tựa giao vận và gửi nó đến tầng giao vận nhận. Từ góc độ của nó, sự việc nó phải thật sự cầm thông điệp đến tầng mạng trên máy mình chỉ mang tính kỹ thuật không quan trọng. Hình 1.17. Một thí dụ về cách dùng mô hình OSI. Một số đầu tựa có thể null 2. Mô hình tham chiếu TCP/IP Bây giờ chúng ta sẽ chuyển sang một mô hình tham chiếu được dùng với tổ phụ của các mạng máy tính; ARPANET, và người kế vị nó, lnternet toàn cầu. Chúng ta sẽ đề cập đến lịch sử ARPANET sau. ARPANET là một mạng nghiên cứu được Bộ quốc phòng Mỹ bảo trợ. Nó thường xuyên kết nối hàng trăm trường đại học và cơ quan chính phủ, dùng đường dây điện thoại thuê bao. Sau này khi các mạng vệ tinh và radio được bổ sung, các giao thức đang tồn tại đã gây ra nhiều vấn đề rắc rối với chúng, vì thế cần thiết phải có một kiến trúc liên hệ mới. Khả năng kết nối nhiều mạng với nhau theo cách liền mối là một trong những mục đích thiết kế chính ngay từ lúc đầu. Kiến trúc này về sau được biết như là mô hình liên hệ TCP/IC, sau hai giao thức ban đầu của nó. Bộ quốc phòng Mỹ lo lắng rằng một số host-router và cổng liên mạng (gateway) có thể tan thành từng mảnh trong phút chốc. Một mục tiêu nữa là mạng có khả năng cứu sống việc mất mát phần cứng subnet với các cuộc đối thoại đã có không bị mất. Nói cách khác, Bộ quốc phòng muốn các cuộc kết nối còn nguyên vẹn suốt thời gian các máy nguồn và đích đang thực hiện chức năng, dù chỉ một số đường truyền tải hay các máy ở giữa đột nhiên ngưng hoạt động. Hơn nữa, cần một kiến trúc linh hoạt khi dự kiến có các ứng dụng với những yêu cầu phân tán, xếp từ việc truyền tải các tập tin đến sự truyền tải tiếng nói thời gian thực. Tầng Internet (Internet Layer) Tất cả các nhu cầu trên dẫn đến sự chọn lựa một mạng chuyển gói (packet switching) dựa trên tầng liên mạng không hướng kết nối. Tầng này, gọi là tầng Internet, là yếu tố lưu giữ hết thảy toàn bộ kiến trúc với nhau. Công việc của nó là cho phép các máy tính chủ (host) truyền các gói tin vào bất cứ mạng nào và chúng giao vận độc lập đến nơi nhận (trên một mạng khác). Chúng có thể đến theo một thứ tự khác với thứ tự được gửi, một tầng cao hơn sắp xếp chúng lại nếu có yêu cầu giao đi. Chúng ta nên nhớ từ "Internet" ở đây theo nghĩa chung, dù tầng này cũng hiện diện trong mạng Internet. Tương tự với hệ thư tín, một người có thể bỏ một xấp thư quốc tế vào hộp thư tại một nước và nếu gặp may mắn, hầu hết các bức thư sẽ được giao đến đúng địa chỉ ở nước nhận. Các lá thư này sẽ đi qua một hoặc nhiều trạm thư tín quốc tế trên đường đi, nbưng người dùng không thấy được điều này. Hơn nữa, mỗi nước (tức là mỗi mạng) lại có những con tem, kích cỡ bao thư ưa thích riêng của mình, và các nguyên tắc giao chuyển thì người dùng không thể thấy được. Tầng Internet xác định một dạng thức gói tin và giao thức chính thức mang tên là IP (Internet Protocol - giao thức liên mạng). Công việc của tầng liên mạng là