Giải Tin học 12 - Định hướng khoa học máy tính trang 26

Tóm tắt lý thuyết

Hai trang này nói về bộ giao thức TCP/IP – nền tảng hoạt động của Internet.

Giao thức IP (Internet Protocol)

• Quy định cách thiết lập địa chỉ cho các thiết bị tham gia mạng (lập địa chỉ).
• Quy định cách dẫn đường (định tuyến) các gói dữ liệu theo địa chỉ, từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận.
• Có hai kiểu định tuyến:
• Định tuyến tĩnh: cổng gửi đi cố định theo bảng định tuyến (giống bảng chỉ đường giao thông ở Hình 4.1).
• Định tuyến động: cổng gửi đi có thể thay đổi tuỳ điều kiện thực tế (ví dụ tuyến quá tải thì đổi tuyến khác).
• Hạn chế: IP chỉ đảm bảo chuyển dữ liệu từ mạng này đến mạng kia, không đảm bảo dữ liệu đến đúng ứng dụng cụ thể và không đảm bảo độ tin cậy.

Giao thức TCP (Transmission Control Protocol)

• Cấp cho mỗi ứng dụng một số hiệu gọi là cổng ứng dụng, gắn nhãn vào gói dữ liệu để không lẫn giữa các ứng dụng.
• Cắt dữ liệu thành nhiều gói có độ dài xác định, đánh số thứ tự từng gói để nơi nhận ráp lại đúng thứ tự theo từng ứng dụng.
• Có cơ chế xác nhận để phát hiện gói sai/thất lạc và yêu cầu gửi lại khi cần.
• Việc tách thành nhiều gói cho phép nhiều cuộc truyền xen kẽ trên cùng một đường truyền vật lí, tận dụng tốt băng thông.

Một số giao thức khác: HTTP (mã hoá trang web), DNS (dùng tên miền thay địa chỉ IP). Internet được coi là mạng toàn cầu hoạt động theo TCP/IP.

Câu hỏi giữa bài

Câu 1. Em hãy nêu nội dung và ý nghĩa của giao thức IP.

Trả lời:

• Nội dung: Giao thức IP quy định cách lập địa chỉ cho mọi thiết bị tham gia mạng và cách dẫn đường (định tuyến) các gói dữ liệu theo địa chỉ từ thiết bị gửi đến thiết bị nhận.
• Ý nghĩa: Nhờ IP mà các mạng cục bộ (LAN) khác nhau trên toàn cầu liên kết được với nhau, tạo thành liên mạng. Mỗi thiết bị có một địa chỉ duy nhất nên gói dữ liệu biết đường đi từ mạng này sang mạng kia.

Câu 2. Em hãy nêu nội dung và ý nghĩa của giao thức TCP.

Trả lời:

• Nội dung: TCP cấp cổng ứng dụng cho từng ứng dụng, cắt dữ liệu thành các gói và đánh số thứ tự, có cơ chế xác nhận để phát hiện gói lỗi/thất lạc và yêu cầu gửi lại.
• Ý nghĩa: TCP đảm bảo dữ liệu được truyền đến đúng ứng dụng trên đúng máy, một cách chính xác, tin cậy và hiệu quả. IP lo việc đưa gói "đến nhà", còn TCP lo việc đưa gói "đến đúng người, đủ và đúng thứ tự".

LUYỆN TẬP

Bài 1: Quy tắc của "giao thức" gọi điện thoại bàn

Đề: Quan sát việc gọi điện thoại bằng máy để bàn. Những hành động và sự kiện như nhấc ống nghe, quay số, phát nhạc chờ, reo chuông báo, báo lỗi, nói chuyện, kết thúc cuộc gọi đều theo một quy tắc chặt chẽ. Hãy kể ra các quy tắc đó để làm rõ "giao thức" gọi điện thoại.

Lời giải:

Một cuộc gọi điện thoại bàn diễn ra theo trình tự (quy tắc) sau:

Ý nghĩa liên hệ: Cả hai bên và tổng đài phải tuân theo cùng một bộ quy tắc về thứ tự và tín hiệu thì cuộc gọi mới thực hiện được. Đây chính là minh hoạ cho khái niệm "giao thức" – tập các quy tắc chung mà các bên phải thống nhất để truyền thông với nhau (giống như TCP/IP trong mạng máy tính).

Bài 2: Đổi địa chỉ IP giữa nhị phân và thập phân

Đề: Xác định địa chỉ IP tương ứng ở dạng thập phân và dạng nhị phân.

Cách làm: Mỗi địa chỉ IPv4 gồm 4 nhóm (octet), mỗi nhóm 8 bit. Đổi từng nhóm theo trọng số $128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1$.

Hàng 1: Nhị phân → Thập phân

$$11000000 = 128 + 64 = 192$$

$$10101000 = 128 + 32 + 8 = 168$$

$$00001101 = 8 + 4 + 1 = 13$$

$$11010010 = 128 + 64 + 16 + 2 = 210$$

Kết quả: 192.168.13.210

Hàng 2: Thập phân → Nhị phân

• $131 = 128 + 2 + 1 = 10000011$
• $214 = 128 + 64 + 16 + 4 + 2 = 11010110$
• $23 = 16 + 4 + 2 + 1 = 00010111$
• $16 = 16 = 00010000$

Kết quả: 10000011 11010110 00010111 00010000

Bảng đáp án đầy đủ:

VẬN DỤNG

Bài 1: Tìm hiểu giao thức tên miền DNS

Đề: Tìm hiểu giao thức tên miền DNS theo các gợi ý: lợi ích của việc dùng tên miền thay địa chỉ IP; các lớp tên miền; tổ chức nào phụ trách việc cấp tên miền ở Việt Nam.

Gợi ý trả lời:

Lợi ích của việc dùng tên miền thay cho địa chỉ IP

• Tên miền (như moet.edu.vn) dễ nhớ, dễ đọc hơn dãy số IP khó nhớ.
• Khi máy chủ đổi địa chỉ IP, tên miền vẫn giữ nguyên nên người dùng không bị ảnh hưởng.
• Một tên miền có thể trỏ tới nhiều máy chủ để cân bằng tải, tăng độ tin cậy.

Các lớp (cấp) tên miền – đọc từ phải sang trái, ví dụ www.moet.edu.vn:

• Tên miền cấp cao nhất (Top-Level Domain): .vn (mã quốc gia) hoặc .com, .edu, .org, .net (theo lĩnh vực).
• Tên miền cấp hai: edu trong edu.vn.
• Tên miền cấp ba, cấp bốn: moet, www...

Tổ chức phụ trách cấp tên miền ở Việt Nam

• Trung tâm Internet Việt Nam – VNNIC (Vietnam Internet Network Information Center), trực thuộc Bộ Thông tin và Truyền thông, quản lý và cấp phát tên miền quốc gia ".vn".

Bài 2: Tìm hiểu giao thức ICMP và lệnh ping

Đề: Giao thức ICMP cho phép gửi một yêu cầu đến máy tính/thiết bị/ứng dụng khác để lấy thông tin phản hồi. Một ứng dụng là lệnh ping giúp kiểm tra máy có kết nối được tới máy/thiết bị khác hay không. Hãy tìm hiểu lệnh ping và thử nghiệm sử dụng.

Hướng dẫn thực hành:

Lệnh ping gửi các gói tin yêu cầu (ICMP Echo Request) tới một địa chỉ và đo thời gian nhận lại gói phản hồi (Echo Reply). Qua đó biết được máy đích có "sống" và kết nối được hay không, đồng thời biết độ trễ đường truyền.

Cách dùng (gõ trong Command Prompt của Windows hoặc Terminal của Linux/macOS):

ping google.com

hoặc ping theo địa chỉ IP:

ping 8.8.8.8

Kết quả mẫu thường có dạng:

Reply from 8.8.8.8: bytes=32 time=12ms TTL=117
Reply from 8.8.8.8: bytes=32 time=11ms TTL=117
...
Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss)

Cách đọc kết quả:

• time: thời gian gói tin đi và về (càng nhỏ càng nhanh).
• TTL: số bước nhảy còn lại của gói tin.
• Lost = 0%: kết nối tốt; nếu báo "Request timed out" hoặc tỉ lệ mất gói cao thì kết nối kém hoặc máy đích không phản hồi.

Một vài tuỳ chọn hữu ích:

• Windows: ping -t google.com (ping liên tục, dừng bằng Ctrl + C).
• Linux/macOS: ping -c 4 google.com (gửi 4 gói rồi dừng).

Chúc em học tốt phần TCP/IP này nhé. Nếu cần mình vẽ sơ đồ minh hoạ đường đi của một gói tin qua IP và TCP thì cứ nói.