Protocol là gì? Tìm hiểu về giao thức Protocol từ A – Z

Giao thức Protocol là gì chính là câu hỏi được nhiều người nhắc đến nhất khi tìm hiểu về các kiến thức liên quan đến lĩnh vực công nghệ. Có thể nói rằng, Protocol là một giao thức quan trọng không thể thiếu trong bất kỳ mô hình hay hệ thống nào. Bởi nhờ có Protocol mà mọi thứ đều hoạt động một cách nhịp nhàng và có quy tắc nhất. Mọi kiến thức về Protocol sẽ được tổng hợp dưới đây cho bạn.

>>> Xem thêm: Cloud Server là gì? Hoạt động của hệ thống máy chủ đám mây

1. Protocol là gì?

Protocol là một giao thức mạng, tập hợp các quy tắc đã được thiết lập với nhiệm vụ hàng đầu là định dạng, truyền và nhận dữ liệu. Tất cả nhiệm vụ này sẽ được thực hiện sao cho các thiết bị mạng máy tính (Từ server, router đến end point) có thể giao tiếp rõ ràng với nhau. Dù có sự khác biệt về cơ sở hạ tầng, thiết kế hay các tiêu chuẩn cơ bản thì giao thức Protocol vẫn sẽ hỗ trợ tuyệt đối để việc giao tiếp có thể diễn ra tốt nhất.

Để truyền tải dữ liệu thành công thì cần phải có sự chấp nhận của các thiết bị ở 2 phía đầu cuối của một trao đổi liên lạc. Đồng thời, cũng phải tuân theo quy ước của giao thức để gửi, nhận thông tin nhanh chóng nhất. Thêm vào đó, khi tích hợp vào phần mềm, phần cứng có thể hỗ trợ cho giao thức mạng.

Các giao thức mạng cũng được tiêu chuẩn hóa sao cho khi cung cấp cho các thiết bị mạng đều sử dụng một ngôn ngữ chung. Nếu không sử dụng giao thức, máy tính khó có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả. Thậm chí khi giao thức không tồn tại, mạng Internet mà chúng ta biết tới ngày nay cũng sẽ không tồn tại. Có thể nói rằng, đa phần người dùng cuối hiện nay đều sử dụng giao thức mạng để kết nối và giao tiếp với nhau.

2. Cơ chế hoạt động của giao thức Protocol 

Khái niệm giao thức Protocol là gì đã được giải đáp chi tiết. Tiếp theo, các bạn sẽ được tìm hiểu về cơ chế hoạt động của giao thức này một cách chi tiết nhất.

Các giao thức mạng thường phân chia các quy trình lớn thành nhiều phần nhỏ tương ứng với chức năng, nhiệm vụ trên tất cả cấp độ mạng. Điều này còn được biết đến là mô hình OSI được sử dụng trong mô hình tiêu chuẩn. Như vậy, ta có thể hiểu rằng sẽ có một hoặc nhiều giao thức mạng để xử lý các hoạt động trong quá trình trao đổi, sâu hơn nữa là từng lớp mạng.

Trong đó, sẽ có 7 lớp mạng mà bạn cần ghi nhớ trong mô hình OSI như sau:

• Tầng 1: Physical Layer (Tầng vật lý), được sử dụng để truyền hoặc nhận các chuỗi bit từ các thiết bị vật lý
• Tầng 2: Data Link-Layer (Tầng liên kết dữ liệu), là tầng có khả năng tạo khung thông tin và kiểm soát mọi luồng tin, các lỗi có thể xảy ra trong tương lai
• Tầng 3: Network Layer (Tầng mạng), có nhiệm vụ đảm bảo mọi thông tin được trao đổi liên tục. Đồng thời, chọn đường đi, công nghệ chuyển mạch phù hợp nhất
• Tầng 4: Transport Layer (Tầng giao vận), hỗ trợ vận chuyển thông tin giữa các máy chủ và chịu toàn bộ trách nhiệm liên quan đến việc kiểm soát các luồng, các lỗi có thể xảy ra
• Tầng 5: Session Layer (Tầng phiên), đây là tầng thiết lập và có thể duy trì, đồng bộ hóa liên lạc giữa các thực thể. Không chỉ vậy, tầng 5 còn có chức năng loại bỏ các phiên truyền đi giữa các app
• Tầng 6: Presentation Layer (Tầng trình diễn), chịu trách nhiệm về việc chuyển đổi thông tin, dữ liệu theo nhu cầu của các ứng dụng
• Tầng 7: Application Layer (Tầng ứng dụng), là tầng cuối cùng và cũng là tầng giúp người dùng giao tiếp trong môi trường mạng
   

>>> Xem thêm: TCP/IP là gì? Toàn tập kiến thức về giao thức tcp/ip từ A-Z

3. Chức năng cơ bản của giao thức Protocol 

Khái niệm và cơ chế hoạt động của giao thức Protocol là gì đã được giải đáp chi tiết cho các bạn. Tuy nhiên, đó chỉ là những thông tin tổng quát về giao thông, để hiểu sâu hơn nữa, bạn cần nắm rõ những chức năng của Protocol như sau:

3.1. Phân đoạn và hợp nhất

Với chức năng phân đoạn và hợp nhất, ở mỗi tầng giao thức Protocol sẽ đặt ra những yêu cầu khác nhau về kích thước, gói dữ liệu. Đồng thời, yêu cầu bắt buộc chia nhỏ dữ liệu để phù hợp với quy định. Chính vì thế, chức năng phân đoạn sẽ rất cần thiết để các tầng có thể giao tiếp với nhau hiệu quả hơn.

Khi dữ liệu được phân đoạn thành nhiều gói nhỏ, chắc chắn sẽ có thời gian để hợp nhất trước khi đến đích. Trong quá trình này, các dữ liệu trong gói nhỏ sẽ đi theo một thứ tự nhất định để khi hợp nhất, dữ liệu sẽ nguyên vẹn như ban đầu.

Trong quá trình phân đoạn, hợp nhất, giao thức Protocol sẽ được gọi là PDU hay chính xác hơn là Protocol Data Unit (Đơn vị giao thức dữ liệu).

3.2. Điều khiển liên kết

Chức năng điều khiển liên kết của Protocol là gì? Bạn có thể hiểu đơn giản chức năng này với 2 phương thức chính để trao đổi thông tin giữa 2 thiết bị bao gồm: Connectionless và Connection - Oriented. Trong đó:

• Connectionless - Kết nối không liên kết: Với phương thức này, các yêu cầu liên quan đến mức độ tin cậy hay chất lượng dịch vụ đều không cần phải đảm bảo. Đồng thời, cũng không có yêu cầu xác nhận giữa 2 bên
• Connection - Oriented - Kết nối có định hướng: Ngược lại với phương thức kết nối không liên kết thì phương thức kết nối có định hướng yêu cầu quá trình kết nối cần phải có mức độ tin cậy cao. Không chỉ vậy, còn phải đảm bảo dịch vụ đạt chất lượng tốt nhất và có sự xác nhận giữa 2 bên
   

3.3. Giám sát

Giám sát cũng là một trong những chức năng cực kỳ nổi bật của giao thức Protocol. Bởi nếu như các gói thông tin sau khi được phân đoạn nhưng lại không truyền đi theo một thứ tự  nhất định thì chắc chắn lúc đến đích, thứ tự của chúng sẽ bị trộn lẫn.

Do đó, trong quá trình vận chuyển, dữ liệu cần phải được giám sát chặt chẽ. Giao thức Protocol sẽ phân mỗi gói tin thành một tập mã riêng biệt và có thứ tự. Với biện pháp này, chắc chắn khi dữ liệu đến đích, chúng sẽ có thứ tự đúng và nguyên vẹn giống ban đầu.

3.4. Điều chỉnh lưu lượng

Điều chỉnh lưu lượng là một chức năng rất quan trọng trong giao thức Protocol bởi chúng mang đến nhiều lợi ích giúp khối lượng dữ liệu truyền và nhận hiệu quả nhất. Không chỉ vậy, với chức năng này, khi các gói tin được vận chuyển đi thì cả 2 bên gửi và nhận đều cần được đảm bảo tốc độ và số lượng gửi nhận. Bên cạnh đó, điều chỉnh lưu lượng giúp hạn chế tình trạng lưu lượng gửi đi quá nhiều và giảm thiểu tình trạng quá tải xảy ra.

>>> Xem thêm: Kubernetes (K8s) là gì? Chức năng và cơ chế hoạt động chi tiết

3.5. Phát hiện lỗi

Đôi khi trong quá trình vận chuyển cũng xảy ra những lỗi khiến cho dữ liệu bị mất hoặc không thể truy cập được. Lúc này, cần đến chức năng phát hiện lỗi của giao thức Protocol để xử lý mọi thứ.

Chức năng này sẽ không chỉ phát hiện lỗi và điều khiển lỗi mà còn yêu cầu gửi lại gói tin bị hỏng thêm một lần nữa để dữ liệu được đảm bảo an toàn tuyệt đối 100%.

3.6. Đồng bộ hóa

Chức năng cuối cùng mà chúng tôi muốn giới thiệu tới các bạn trong giao thức Protocol đó chính  là chức năng đồng bộ hóa. Khi cả 2 máy tính hoặc 2 thiết bị bất kỳ tham gia vào quá trình chuyển đổi dữ liệu thì cần phải đồng bộ Protocol như:

• Giá trị tham số trạng thái
• Định nghĩa trạng thái
• Kích thước cửa sổ

Lưu ý, các thông số của giao thức Protocol cần được đồng bộ tối ưu giữa 2 máy tính. Nếu chúng không được đồng bộ thì tình trạng thất lạc các gói dữ liệu sẽ rất dễ xảy ra.

>>> Xem thêm: Host là gì? Toàn tập kiến thức về Host từ A đến Z

4. Các giao thức Protocol thường gặp trên internet

Một số thông tin trên đã giúp các bạn hiểu rõ Protocol là gì và để giúp các bạn hiểu sâu hơn nữa về giao thức Protocol, chúng tôi sẽ đưa ra một vài giao thức thường thấy trên Internet như sau:

• TCP: TCP là viết tắt của từ Transmission Control Protocol, đây là một Protocol trong tầng vận chuyển và đảm nhận nhiệm vụ cung cấp dữ liệu chính xác. Thông thường, Protocol này sẽ được sử dụng cùng với IP. Đó là lý do tại sao bạn thường gặp thuật ngữ TCP/IP trên Internet
• HTTP: Là từ viết tắt của Hypertext Transfer Protocol. Chắc chắn bạn đã từng gặp thuật ngữ này rất nhiều lần trên mạng. Hiểu một cách đơn giản thì đây là giao thức truyền tải siêu văn bản. Đồng thời, chúng cũng chính là nền tảng của World Wide Web. Thêm vào đó, HTTP cũng là giao thức nằm ở tầng 7 (Tầng ứng dụng)
• HTTPS: Đây là giao thức cải tiến của HTTP. Bởi giao thức HTTP không được mã hóa nên mức độ bảo mật rất kém. Để khắc phục vấn đề này, HTTPS ra đời và bảo vệ dữ liệu 100% bằng cách mã hóa các thông điệp HTTP
• TLS/SSL: Là viết tắt của từ Transport Layer Security. Bạn có thể hiểu đây là giao thức mà HTTPS sử dụng để mã hóa. Tương tự với giao thức này ta có SSL - Secure Sockets Layer
• UDP: Là từ viết tắt của User Datagram Protocol, đây là Protocol có khả năng thay thế cho TCP ở tầng vận chuyển. Tuy nhiên, nhiều người đánh giá UDP dù nhanh hơn nhưng lại không đảm bảo an toàn bằng TCP. Với lợi thế về tốc độ của mình, UDP thường dùng để xem video trực tuyến, chơi game,...
   

5. Ứng dụng phổ biến của giao thức 

Như vậy các bạn đã nắm rõ Protocol là gì và các chức năng, loại giao thức Protocol thường gặp với các thông tin được đề cập ở trên. Qua đó, ta có thể thấy rằng, giao thức mạng đã trở thành cơ sở Internet vô cùng quan trọng trong cuộc sống hiện đại của chúng ta. Nhờ có giao thức mạng mà máy tính có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả mà không cần sự tác động cụ thể nào từ người dùng.

Dưới đây sẽ là một vài ứng dụng phổ biến của giao thức Protocol mà bạn có thể tham khảo:

• Post Office Protocol 3 (POP3): Đây là phiên bản giao thức Protocol mới nhất thường được sử dụng để tải email từ mail server
• Simple Main Transport Protocol (SMTP): Có nhiệm vụ gửi và phân phối email gửi
• File Transfer Protocol (FTP): Giao thức truyền tệp có khả năng chuyển đổi các tệp từ bên này sang bên khác

Bên cạnh các ứng dụng phổ biến trên thì các bạn cũng nên biết tới một số giao thức mạng khác như: Transport Layer Security, Domain name system,....

6. Một vài hạn chế của Protocol 

Dù giao thức Protocol là nền tảng của mạng Internet hiện nay với nhiều chức năng độc đáo nhưng vẫn không thể nào tránh khỏi một vài hạn chế. Điểm yếu lớn nhất của giao thức mạng được tìm thấy hiện nay đó chính là bảo mật kém hay chính xác hơn chúng không được thiết kế bảo mật.

Chính sự thiếu bảo vệ này đã làm nguyên nhân dẫn đến các cuộc tấn công độc hại, ví dụ: Nghe lén, Cache Poisoning,...Và kiểu tấn công thường gặp nhất vào các giao thức mạng đó là trên các router giả lập với Broadcast attack. Kiểu tấn công này sẽ dẫn traffic vào máy chủ bị tấn công chứ không phải các máy chủ nhận traffic.

Có lẽ đây cũng chính là hạn chế lớn nhất của Protocol được ghi nhận từ thời điểm chúng xuất hiện cho tới nay. Ngoài hạn chế này thì giao thức Protocol là một giao thức tuyệt vời, mang lại nhiều lợi ích cho mạng và người dùng.

Những bài viết liên quan:

• Topology là gì? Tổng hợp 6 cấu trúc Topology thường gặp nhất
• Metadata là gì? Toàn tập kiến thức về siêu dữ liệu Meta Data
• PING là gì? Đánh giá chỉ số Ping khi kiểm tra tốc độ mạng
• DNS 1.1.1.1 là gì? Hướng dẫn cài đặt và thay đổi DNS 1.1.1.1

Tổng kết bài viết trên đây, FPT Cloud đã giới thiệu và giải đáp chi tiết Protocol là gì. Hy vọng rằng các bạn đã hiểu rõ toàn bộ thông tin về Protocol và có thể giúp ích cho công việc của mình. Chúc các bạn luôn thành công và có được thật nhiều may mắn trong con đường sự nghiệp của mình.