Giao thức TCP đặc tả định dạng của dữ liệu và lời đáp( acknowledgement) mà hai máy tính trao đổi để đạt đợc việc truyền đáng tin cậy, cũng nh những thủ tục để đảm bảo việc truyền dữ liệu một cách chính xác, đúng thứ tự. Nó đặc tả cách phần mềm TCP phân biệt trên các đích của một máy cụ thể, và cách thức phục hồi các lỗi nh mất dữ liệu hay trùng lặp dữ liệu. Giao thức này cũng xác định cách khởi động và hoàn tất quá trình truyền dữ liệu. Mặc dù vậy, giao thức TCP không chỉ ra chi tiết về một ứng dụng cụ thể giao tiếp giữa chơng trình ứng dụng và giao thức TCP.
TCP sử dụng giá trị cổng để xác định đích cuối cùng trong một máy, mỗi cổng đ- ợc gán cho một giá trị số nguyên nhỏ, và đây chính là định danh của giao dịch. Giá trị cổng của TCP không tơng ứng với một giá trị đơn, thay vì vậy, TCP đợc xây dựng trên các kết nối trừu tợng, mà trong đó các đối tợng đợc xác định là các liên kết mạch ảo chứ không phải là từng cổng, vì vậy nó thể hiện cho các cặp điểm cuối. Dới quan điểm của ngời lập trình, sự kết nối trừu tợng là rất có ý nghĩa, nó cho phép ngời lập trình có thể tạo ra chơng trình cung cấp dịch vụ song song nhiều kết nối đồng thời mà không cần một cổng cục bộ duy nhất cho mỗi kết nối.
Giao thức TCP là giao thức kết nối định hớng đòi hỏi hai điểm cuối cùng đồng ý tham gia. Các hệ điều hành của hai phía sẽ phải mở các kết nối ( kết nối chủ động và kết nối thụ động). Trong cơ chế truyền của giao thức TCP có sử dụng kỹ thuật cửa sổ trợt để giải quyết hai vấn đề quan trọng: hiệu quả quá trình truyền dữ liệu và điều khiển tốc độ dòng dữ liệu. Lu ý, cơ chế cửa sổ trợt TCP hoạt động theo octet, không phải theo segment hay gói dữ liệu. Các octet của dòng dữ liệu đợc đánh số tuần tự, và duy trì tại nơi gửi ba con trỏ phối hợp với mỗi kết nối. Con trỏ thứ nhất đánh dấu biên bên trái của cửa số trợt, Con trỏ thứ hai đánh dấu biên bên phải của cửa sổ trợt, con trỏ thứ ba đánh dấu biến bên trong của cửa sổ để đánh dấu các octet đã gửi đi và các octet cha gửi đi. Kích thớc và tốc độ trợt của cửa số sẽ quyết định lu lợng truyền theo dòng giữa hai máy tính.
Một trong những ý tởng quan trọng và phức tạp nhất trong TCP đợc gắn sâu vào cách xử lý việc hết hạn và truyền lại. Cũng giồng nh những giao thức đáng tin cậy khác, TCP mong đợi máy đích gửi lại lời đáp bất cứ khi nào nó nhận thành công những octet từ dòng dữ liệu. Mỗi khi nó gửi một segement. TCP khởi động một bộ dếm thời gian và đợi lời xác nhận gửi về. Nếu bộ đáp thời gian hết hạn trớc khi có
lới đáp xác nhận, TCP giả định gói tin đã bị mất hoặc hỏng và thực hiện truyền lại. Trong thực tế trễ trên mạng là không thể dự đoán trớc đợc nên TCP thờng xuyên kiểm tra bản chất của mỗi kết nối và hiệu chỉnh bộ đếm thời gian hợp lý. Để tập hợp số liệu cần thiết cho giải thuật cập nhật thông số, TCP ghi nhận thời gian gửi đi và thời gian nhận đáp ứng trên hớng về. Dựa vào hai thời điểm này TCP tính lấy ra mầu thời gian đi trọn một vòng, khi có mẫu thời gian đi trọn một vòng mới, TCP đa ra ý niệm thời gian đi trọn một vòng mới trung bình cho kết nối này. Tuy nhiên, các giá trị xác nhận cho các segment gửi đi đôi khi là lời đáp mơ hồ, vì nếu thời gian truyền cho một gói tin đã hết và giao thức TCP cho phép truyền lại gói tin đó, lời đáp sẽ không chỉ ra chính xác đâu là xác nhận của gói tin gửi đi lần thứ nhất hay lần truyền lại. Nếu lần truyền đầu tiên và lần truyền gần nhất đều không cung cấp chính xác mẫu thời gian đi trọn một vòng thì TCP sử dụng một cơ chế hoạt động theo thuật toán Karn để tránh vấn đề xác nhận mơ hồ. Nếu một máy tính gửi đi một gói tin sau khi có sự gia tăng của độ trễ trong mạng, TCP tính thời gian hết hạn thông qua ớc lợng hiện tại, dĩ nhiên giá trị này nhỏ hơn so với điều kiện thực tế và máy tính buộc phải truyền lại, và nếu TCP bỏ qua những lời đáp t- ơng ứng với gói tin truyền lại thì, nó chẳng bao giờ cập nhật thời gian đi trọn một vòng và chu trình c tiếp tục mãi. Thuật toán Karn yêu cầu nơi gửi phải kết hợp thời gian hết hạn theo một chiến lợc đếm thời gian có nhợng bộ, thông thờng thời gian hết hạn mới gấp 2 lần thời gian hết hạn cũ. Trong trờng hợp độ trễ vợt quá thời gian hết hạn của lần truyền lại, TCP sẽ giả định mạng bị rơi vào trờng hợp nghẽn mạch. Để giải quyết vấn đề này TCP sử dụng một chính sách hàng đợi kết hợp với mô hình huỷ bỏ sớm ngẫu nhiên (RED). Bộ định tuyến cài đặt RED sử dụng hai giá trị chặn trên và chặn dới để đánh dấu vị trí hàng đợi: Tmin và Tmax. Một cách tổng quát RED mô tả bởi ba quy tắc để xác định vị trí của mỗi gói tin gửi đến:
Tại thời điểm hiện tại, hàng đợi chứa ít hơn Tmin gói tin, thì tiến hành bổ
sung gói tin vào hàng đợi.
Tại thời điểm hiện tại, hàng đợi đầy chứa nhiều hơn Tmax gói tin, thì tiến
hành huỷ bỏ các gói tin mới tới hàng đợi
Nếu hàng đợi cha đầy nhng vợt qua giới hạn chặn trên, nếu đợc yêu cầu bộ
định tuyến có thể huỷ bỏ các gói tin một cách ngẫu nhiên theo hàm xác suất P.
Điểm mấu chốt trong mô hình này là chọn đợc giá trị Tmin, Tmax và hàm xác suất P. Để xác định hàm P, thay vì sử dụng một hằng số, một giá trị mới của P đợc tính cho mỗi gói tin: giá trị này phụ thuộc vào mối quan hệ giữa kích thớc của hàng đợi hiện tại và các giá trị chặn trên và chặn dới. RED tính kích thớc hàng đợi
trung bình có trọng số và sử dụng kích thớc trung bình này để tính trọng số, giá trị trung bình sẽ đợc cập nhật mỗi khi có gói tin gửi đến theo phơng trình sau:
Avg=( 1-λ)* Old_avg + λ * kích thớc hàng đợi hiện tại
Avg : Giá trị trung bình; Old_avg : Giá trị trung bình cũ
Với λ có giá trị từ 0 đến 1; nếu giá trị λ đủ nhỏ, thì giá trị trung bình ít có khuynh
hớng thay đổi và ít bị ảnh hởng với những đợt gửi số liệu ngắn.
2.2.4 Giao thức lợc đồ dữ liệu ngời dùng UDP
Trong bộ giao thức TCP/IP, giao thức lợc đồ dữ liệu ngời dùng UDP cung cấp cơ chế chính yếu mà các chơng trình ứng dụng sử dụng để gửi đi các gói tin tới các chơng trình ứng dụng khác. UDP cung cấp các cổng để phân biệt các chơng trình ứng dụng trên một máy đơn. Nghĩa là, cùng với mỗi một bản tin gửi đi, mỗi bản tin UDP còn bao gồm một giá trị cổng nguồn và giá trị cổng đích, giúp cho phần mềm UDP tại đích có thể phát chuyển gói tin tới đúng nơi nhận và cho phép nơi nhận gửi trả lại xác nhận tin.
UDP cung cấp dịch vụ phát chuyển không định hớng, không đảm bảo độ tin cậy nh IP. UDP không sử dụng cơ chế xác nhận để đảm bảo gói tin đến đích hay không?, không thực hiện sắp xếp các bản tin và không cung cấp thông tin phản hồi để xác định mức độ truyền thông tin giữa hai máy. Chính vì vậy, một chơng trình ứng dụng sử dụng giao thức UDP chấp nhận hoàn toàn trách nhiệm cho vấn đề xử lý độ tin cậy.
2.2.5 Giao thức thông tin định tuyến miền trong RIP
Với các mục đích về định tuyến, một nhóm các mạng và các bộ định tuyến đợc kiểm soát bởi một đơn vị quản trị gọi là hệ tự quản (AS anomous system). Các bộ định tuyến trong một hệ tự quản đợc tự do chọn những cơ chế riêng của nó cho viêc phát hiện, nhân bản kiểm định và kiểm tra tính nhất quan của tuyến đờng. Một trong các bộ giao thức định tuyến miền trong thờng sử dụng là giao thức thông tin định tuyến RIP. Phơng pháp định tuyến cơ bản sẽ đợc trình bày trong các phần sau, chủ yếu đợc chia thành phơng pháp định tuyến tĩnh và động. Để tự động hoá các công việc duy trì tính chính xác của thông tin trong quá trình thông tin liên lạc trong mạng, các bộ định tuyến thờng trao đổi với nhau các dữ liệu về khả năng định tuyến. RIP là một bộ giao thức định tuyến bắt đầu từ rất sớm và dựa vào khả năng quảng bá phần cứng để thực hiện viêc trao đổi thông tin định tuyến.