CÁC LIÊN KẾT MẠNG VÀ CHUẨN TRUYỀN THÔNG TRONG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP
2.2 Các giao thức truyền thông 1 Giao thức OS
2.2.1 Giao thức OSI
Trong trao đổi thông tin, quá trình trao đổi thông tin được chia ra làm các quá trình nhỏ hơn và các quá trình này được đặt vào các nhóm logic gọi là lớp – Layer. Các lớp này chỉ có nghĩa về mặt logic. Mô hình tham chiếu OSI được chia làm 7 lớp riêng biệt. Mỗi lớp sẽ có chức năng riêng trong quá trình trao đổi thông tin. Mỗi thiết bị có thể thuộc một hay nhiều lớp khác nhau, và mỗi lớp có thể có nhiều thiết bị đảm nhiệm chức năng của lớp đó. Khi đó các thiết bị và các giao thức mạng ra
đời sẽ dựa trên mô hình này, tạo ra một sự thống nhất cần thiết cho quá trình nghiên cứu và phát triển lâu dài, đây chính là lý do tại sao lại gọi là mô hình tham chiếu.
Ưu điểm
-Cho phép nhiều nhà cung cấp thiết bị phát triển và đưa ra các thiết bị dựa theo các chuẩn của các thành phần mạng.
-Nhờđó mà các thiết bị phần cứng và các loại phần mềm mạng mới có thể làm việc
được với nhau trong cùng một mạng.
-Sự thay đổi của một lớp này không làm ảnh hưởng đến lớp khác. Điều này sẽ
không làm ảnh hưởng đến sự phát triển của công nghệ.
Bên cạnh mô hình tham chiếu OSI còn có các mô hình khác, trong đó phải kể đến mô hình TCP/IP. Nếu như trong mô hình tham chiếu OSI có 7 lớp thì trong TCP/IP chỉ có 4 lớp, 3 lớp trên cùng của OSI đã được gộp lại thành một lớp, và hai lớp dưới cùng cũng được gộp lại thành một lớp. Về chức năng thì không có gì thay đổi, có ít
lớp hơn không có nghĩa là giảm bớt được các chức năng trong trao đổi thông tin, mà chỉ là khác về cách nhìn nhận và phân tích vấn đề.
Trong thực tế có những thiết bị mạng làm việc ở cả 7 lớp trong mô hình OSI, như: - Các trạm quản lý mạng (NMS: Network Management Stations)
- Các máy chủ Web, ứng dụng (Web and Application servers) - Các host trên mạng.
- Các gateway (Nhưng không phải là “Default Gateway”)
Mô hình tham chiếu OSI
ISO (The International Standards Organization) - Là tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
hoạt động dưới sự bảo trợ của Liên hợp Quốc với thành viên là các cơ quan chuẩn quốc gia với số lượng khoảng hơn 100 thành viên với mục đích hỗ trợ sự phát triển các chuẩn trên phạm vi toàn thế giới.
CCITT (Commité Consultatif International pour le Telegraphe et la Téléphone) - Tổ chức tư vấn quốc tế vềđiện tín và điện thoại làm việc dưới sự bảo trợ của Liên Hiệp Quốc có trụ sở chính tại Geneva - Thụy sỹ. Các thành viên chủ
yếu là các cơ quan bưu chính viễn thông các quốc gia.
Mô hình OSI (Open system interconnection – Mô hình kết nối các hệ thống mở) là một cơ sở dành cho việc chuẩn hoá các hệ thống truyền thông, nó được nghiên cứu và xây dựng bởi ISO. Việc nghiên cứu về mô hình OSI được bắt đầu tại ISO vào năm 1971 với mục tiêu đặt đến việc nối kết các sản phẩm của các hãng sản xuất khác nhau và phối hợp các hoạt động chuẩn hoá trong các lĩnh vực viễn thông và hệ
thống thông tin. Đến năm 1984, mô hình tham chiếu OSI chính thức được đưa ra giới thiệu.
Trước hết cần chú ý rằng mô hình 7 lớp OSI chỉ là mô hình tham chiếu chứ không phải là một mạng cụ thể nào. Các nhà thiết kế mạng sẽ nhìn vào đó để biết công việc thiết kế của mình đang nằm ở đâu. Xuất phát từ ý tưởng “chia để trị’, khi một công việc phức tạp được module hóa thành các phần nhỏ hơn thì sẽ tiện lợi cho việc thực hiện và sửa sai, mô hình OSI chia chương trình truyền thông ra thành 7 tầng với những chức năng phân biệt cho từng tầng. Hai tầng đồng mức khi liên kết với nhau phải sử dụng một giao thức chung. Giao thức ở đây có thể hiểu đơn giản là phương tiện để các tầng có thể giao tiếp được với nhau, giống như hai người muốn
loại giao thức chính được áp dụng là: giao thức có liên kết (connection - oriented) và giao thức không liên kết (connectionless).
Giao thức có liên kết: là trước khi truyền, dữ liệu hai tầng đồng mức cần thiết lập một liên kết logic và các gói tin được trao đổi thông qua liên kết này, việc có liên kết logic sẽ nâng cao độ an toàn trong truyền dữ liệu.
Giao thức không liên kết: trước khi truyền, dữ liệu không thiết lập liên kết logic và mỗi gói tin được truyền độc lập với các gói tin trước hoặc sau nó. Nhiệm vụ của các tầng trong mô hình OSI có thểđược tóm tắt như sau:
Hình 2.5 Mô hình 7 tầng OSI
Tầng ứng dụng (Application layer – lớp 7): Tầng ứng dụng quy định giao diện giữa người sử dụng và môi trường OSI, cung cấp các phương tiện cho người sử
dụng truy cập và sử dụng các dịch vụ của mô hình OSI. Điều khác biệt ở tầng này là chúng không cung cấp dịch vụ cho bất kỳ một tầng OSI nào khác ngoại trừ tầng ứng dụng bên ngoài mô hình OSI đang hoạt động. Các ứng dụng cũng được cấp như các chương trình xử lý kí tự, bảng biểu, thư tín … và lớp 7 đưa ra các giao thức HTTP, FTP, SMTP, POP3, Telnet.
Tầng trình bày (Presentation layer – lớp 6): Tầng trình bày chuyển đổi các thông tin từ cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngoài ra nó có thể nén dữ liệu truyền và mã hóa chúng trước khi truyền để bảo mật thông tin. Nói đơn giản thì tầng này sẽđịnh dạng dữ liệu từ lớp 7 đưa xuống rồi gửi đi đảm bảo sao cho bên
thu có thểđọc được dữ liệu của bên phát. Các chuẩn định dạng dữ liệu của lớp 6 là GIF, JPEG, PICT, MP3, MPEG …
Tầng giao dịch (Session layer – lớp 5): Thực hiện thiết lập, duy trì và kết thúc các phiên làm việc giữa hai hệ thống. Tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng cho tầng vận chuyển sử dụng. Nó xác lập ánh xạ giữa các tên đặt địa chỉ, tạo ra các tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch truyền thông. Nó đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại riêng với nhau.Các giao thức trong lớp 5 sử dụng là NFS, X- Window System, ASP.
Tầng vận chuyển (Transport layer – lớp 4): Tầng vận chuyển xác định địa chỉ
trên mạng, cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút, đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy giữa hai đầu cuối (end-to-end). Để bảo đảm được việc truyền ổn định trên mạng tầng vận chuyển thường đánh số các gói tin và đảm bảo chúng chuyển theo thứ tự. Bên cạnh đó lớp 4 có thể thực hiện chức năng điều khiển luồng và điều khiển lỗi. Các giao thức phổ biến tại đây là TCP, UDP, SPX.
Tầng mạng (Network layer – lớp 3): Tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển hướng, vạch đường các gói tin trong mạng (chức năng định tuyến), các gói tin này có thể phải đi qua nhiều chặng trước khi đến được đích cuối cùng. Lớp 3 là lớp có liên quan đến các địa chỉ logic trong mạng, các giao thức hay sử dụng ởđây là IP, RIP, IPX, OSPF, AppleTalk.
Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer – lớp 2): Tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ
xác định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng gói và phân phát các gói tin. Lớp 2 có liên quan đến địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng, topo mạng, truy nhập mạng, các cơ chế sửa lỗi và điều khiển luồng.
Tầng vật lý (Phisical layer – lớp 1): Tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào đường truyền vật lý để truyền các dòng bit không cấu trúc, ngoài ra nó cung cấp các chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền dẫn, giao diện nối kết và các mức nối kết.
Mặc dù đã ra đời từ rất lâu, mô hình tham chiếu OSI vẫn đang là “kim chỉ nam" cho các loại mạng viễn thông, và là công cụđắc lực nhất được sử dụng để tìm hiểu xem dữ liệu được gửi và nhận ra sao trong một mạng máy tính nói chung.