Mô hình OSI là gì? Hiện nay, mô hình OSI là một khái niệm cơ bản trong lĩnh vực thủ thuật máy tính. Đây là mô hình mô tả cách mà các thiết bị mạng tương tác với nhau. Mô hình OSI có 7 tầng riêng biệt tương ứng với các chức năng cụ thể. Vậy nhiệm vụ của từng tầng trong mô hình này là gì? Bài viết sau đây của VinaHost sẽ giải đáp thắc mắc của bạn.

1. Mô hình OSI là gì?

Mô hình OSI (Open Systems Interconnection) là một khung mạng được thiết kế để hỗ trợ việc giao tiếp giữa các ứng dụng và thiết bị qua nhiều lớp. OSI nhằm mục đích cung cấp các giải pháp công nghệ và tiêu chuẩn kỹ thuật giúp phần mềm tương tác mượt mà thông qua mạng hoặc hệ thống viễn thông hiện có.

Mô hình OSI, còn được gọi là OSI Model hoặc OSI Reference Model, là tiêu chuẩn ban đầu cho các hoạt động truyền thông mạng, được các công ty máy tính và viễn thông hàng đầu chấp nhận vào đầu thập kỷ 1980. Vào năm 1983, mô hình OSI được công bố bởi các tập đoàn máy tính và viễn thông hàng đầu, sau đó Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) và IUT-T đã chính thức công nhận nó là một chuẩn mực quốc tế vào năm 1984.

Đây là một khung công nghệ quy ước do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế phát triển, nhằm mục đích tạo điều kiện cho sự giao tiếp giữa các hệ thống truyền thông khác nhau thông qua việc áp dụng các giao thức tiêu chuẩn.

Mô hình OSI có 7 tầng, phân chia quá trình truyền dữ liệu thành các bước riêng biệt, với mỗi lớp đảm nhận một khía cạnh cụ thể. Điều này cho phép sự đa dạng trong các giao thức ứng với từng nhu cầu truyền thông khác nhau. Mô hình này là một phần của sáng kiến Kết nối Hệ thống Mở do ISO và IUT-T đề xuất.

mo hinh osi la gi — Mô hình OSI có 7 tầng, phân chia quá trình truyền dữ liệu thành các bước riêng biệt, với mỗi lớp đảm nhận một khía cạnh cụ thể

Mô hình OSI được xem là một tiêu chuẩn chung trong lĩnh vực mạng máy tính, với cơ sở là hệ thống phân tầng. Mô hình này được xây dựng dựa trên ý tưởng chia toàn bộ quy trình liên lạc mạng thành 7 lớp độc lập nhưng có liên kết, mỗi lớp được xây dựng trên nền của lớp trước, nhằm mục đích trừu tượng hóa và chuẩn hóa quy trình thiết kế, triển khai giao thức liên lạc giữa các thiết bị điện tử.

Các nhà sản xuất và nhà phát triển thường áp dụng mô hình OSI để phát triển các dịch vụ, giúp phân loại và phân biệt giữa các giao thức truyền dẫn, cơ chế mã hóa và cách thức đóng gói dữ liệu.

Xem thêm: Network là gì? | [SO SÁNH] giữa Internet và Network

2. Mục đích chính của mô hình OSI

Mục đích chính của mô hình OSI là cung cấp một khung công nghệ tiêu chuẩn, đồng nhất để hiểu và triển khai các hệ thống truyền thông mạng. Mô hình OSI nhằm mục đích cải thiện và tối ưu hóa việc giao tiếp và chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống đa dạng mà không cần phải chỉnh sửa hoặc thay thế phần mềm hoặc phần cứng của hệ thống đang được sử dụng.

3. Tại sao mô hình OSI quan trọng?

Dưới đây là những ưu điểm nổi bật của mô hình OSI:

3.1. Hiểu biết chung về hệ thống phức tạp

Mô hình OSI giúp các kỹ sư phân loại và thiết kế cấu trúc cho các hệ thống mạng phức tạp bằng cách chia hoạt động thành các lớp, dựa vào các chức năng cốt lõi. Từ đó làm cho việc quản lý và nắm bắt bản chất của hệ thống trở nên minh bạch và dễ dàng hơn.

3.2. Nghiên cứu và phát triển nhanh chóng

Trong quá trình thiết kế hệ thống mới, mô hình OSI giúp kỹ sư nắm bắt chi tiết công việc của họ một cách chính xác. Điều này tạo điều kiện cho việc tạo ra công nghệ mới cần thiết để đảm bảo hệ thống mạng mới hoạt động mượt mà. Hơn nữa, nó cũng hỗ trợ tăng tốc độ phát triển hệ thống thông qua việc áp dụng các quy trình và giao thức đã được chuẩn hóa.

3.3. Chuẩn hóa linh hoạt

Mô hình OSI xác định giao thức với từng nhiệm vụ riêng biệt. Điều này giúp tiêu chuẩn hóa quy trình phát triển giao tiếp mạng, giúp người làm việc dễ dàng nắm bắt, xây dựng và phân tích các hệ thống mà không cần phải hiểu sâu về mọi chi tiết của mô hình.

Xem thêm: Mạng máy tính là gì? Lợi ích và Phân loại Mạng máy tính

4. Những giao thức trong mô hình OSI

Trong mô hình OSI, giao thức đóng vai trò cực kỳ quan trọng, bao gồm hai loại giao thức chính được áp dụng: giao thức hướng liên kết và giao thức không liên kết.

4.1. Giao thức hướng liên kết (Connection Oriented)

Trước khi tiến hành truyền dữ liệu, cần thiết lập một kết nối logic giữa các thực thể tương ứng trên cùng một tầng của hai hệ thống khác biệt. Quá trình này bao gồm việc thực thể này trao đổi và thỏa thuận với thực thể kia về những tham số sẽ được áp dụng trong quá trình truyền thông, bao gồm việc điều chỉnh kích thước dữ liệu hoặc hợp nhất thông tin. Sau khi quá trình truyền dữ liệu kết thúc, liên kết này sẽ được phá vỡ.

Thiết lập kết nối logic như vậy giúp tăng cường độ an toàn và tin cậy trong quá trình truyền dữ liệu.

4.2. Giao thức không liên kết (Connectionless)

Trong trường hợp sử dụng giao thức không liên kết, quá trình truyền dữ liệu diễn ra trong một giai đoạn duy nhất và dữ liệu được gửi một cách độc lập qua các đường truyền khác nhau.

Xem thêm: Internet là gì? | [BẬT MÍ] Sự khác biệt giữa Internet và Wifi

5. Chi tiết vai trò và chức năng của 7 tầng OSI

Sau khi đã nắm bắt được bản chất của mô hình OSI, chúng ta sẽ đi sâu vào chức năng của nó. Mô hình OSI được phân thành hai phân khúc chính là tầng cao và tầng thấp.

Tầng cao (Ứng dụng – Trình bày – Phiên – Vận chuyển)

Các tầng cao trong mô hình 7 tầng OSI tập trung vào những vấn đề liên quan đến ứng dụng, và chúng chủ yếu được thực hiện qua phần mềm. Tầng Ứng dụng là tầng gần nhất với người sử dụng cuối, nơi mà cả người dùng lẫn tầng Ứng dụng tương tác với phần mềm.

Tầng thấp (Vật lý – Kết nối Dữ liệu – Mạng)

Phần thấp của mô hình OSI tập trung vào việc xử lý các vấn đề liên quan đến truyền dẫn dữ liệu. Cả lớp Kết nối Dữ liệu và lớp Vật lý đều có các yếu tố được triển khai thông qua phần cứng và phần mềm.

5.1. Application Layer (Tầng ứng dụng) – Tầng 7

Tầng ứng dụng đặt ở vị trí cao nhất, thiết lập giao diện người dùng với mô hình OSI. Tầng này cung cấp những giao thức cần thiết để ứng dụng có thể trao đổi thông tin và hiển thị dữ liệu một cách có ý nghĩa đến người dùng.

Tầng Ứng dụng chứa đựng các giao thức và dịch vụ đa dạng như gửi tệp, email, truy cập trang web, phát dữ liệu đa phương tiện, và nhiều chức năng ứng dụng khác. Các giao thức và dịch vụ nổi bật trong tầng này bao gồm:

Nhiệm vụ chính của Tầng Ứng dụng là cung cấp một giao diện và các dịch vụ cho phép người dùng tương tác và sử dụng ứng dụng mạng một cách hiệu quả. Tầng Ứng dụng đóng vai trò trung tâm trong việc thỏa mãn các yêu cầu của người sử dụng bằng cách đảm bảo họ có thể giao tiếp với các dịch vụ và ứng dụng trên mạng

Tầng này thực hiện việc:

Xác lập kết nối với các ứng dụng và dịch vụ trên mạng
Xử lý các yêu cầu và phản hồi
Quản lý các phiên hoạt động
Truyền dữ liệu giữa người dùng cuối và mạng
Xử lý các vấn đề liên quan đến lỗi
Bảo vệ tính nguyên vẹn của thông tin trao đổi giữa mạng và người dùng.

5.2. Presentation Layer (Tầng trình bày) – Tầng 6

Tầng tiếp theo sau Tầng Ứng dụng trong mô hình OSI là Tầng Trình bày, nơi xử lý các vấn đề liên quan đến cú pháp và ngữ nghĩa của dữ liệu được truyền. Tầng Trình bày xác định cách mà hai thiết bị sẽ mã hóa và nén dữ liệu để đảm bảo dữ liệu được truyền một cách chính xác đến đích. Tầng Trình bày lấy dữ liệu từ Tầng Ứng dụng và chuẩn bị cho việc truyền qua Tầng Phiên.

Tóm lại, Tầng Trình bày biến dữ liệu thành dạng hiển thị cho các ứng dụng sử dụng. Tầng này thực hiện nhiệm vụ dịch, mã hóa và nén dữ liệu.

Các nhiệm vụ chính của tầng Trình bày bao gồm:

Mã hóa/Giải mã (Encryption/Decryption): Tầng Trình bày có khả năng mã hóa dữ liệu trước khi truyền và giải mã dữ liệu khi nhận, đảm bảo tính bảo mật trong quá trình truyền dữ liệu trên mạng.
Nén/Giải nén (Compression/Decompression): Nén dữ liệu để giảm dung lượng truyền và giải nén dữ liệu khi nhận, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm sử dụng băng thông mạng.
Định dạng dữ liệu (Data Formatting): Tầng Trình bày thực hiện việc chuyển đổi dữ liệu từ định dạng của ứng dụng thành định dạng chuẩn để truyền qua mạng và ngược lại, đảm bảo tính tương thích giữa các ứng dụng và hệ thống khác nhau.
Quản lý phiên (Session Management): Quản lý thông tin phiên giao tiếp giữa các ứng dụng, hỗ trợ việc khởi tạo, duy trì và kết thúc phiên giao tiếp, đồng bộ hóa các hoạt động truyền dữ liệu và xử lý lỗi.

Trong quá trình giao tiếp, các thiết bị có thể sử dụng các phương pháp mã hóa khác nhau. Do đó, tầng 6 có trách nhiệm dịch dữ liệu thành một cú pháp mà lớp ứng dụng của thiết bị nhận có thể hiểu được. Trong trường hợp kết nối được mã hóa, tầng 6 cũng phải thêm mã hóa ở đầu người gửi và giải mã mã hóa ở đầu người nhận để đảm bảo dữ liệu có thể đọc được cho lớp ứng dụng.

Ngoài ra, tầng trình bày còn phải nén dữ liệu từ lớp ứng dụng trước khi chuyển giao đến tầng 5. Điều này giúp tăng tốc độ và hiệu quả của giao tiếp bằng cách giảm lượng dữ liệu cần truyền đi.

Xem thêm: [Tìm hiểu] Giao thức RTP là gì? Tổng quan về giao thức RTP

5.3. Session Layer (Tầng phiên) – Tầng 5

Tầng phiên đảm nhận vai trò điều khiển việc mở và đóng kết nối giữa hai thiết bị. Thời gian từ khi kết nối mở đến khi đóng được gọi là một phiên. Tầng này đảm bảo rằng phiên được mở đủ lâu để hoàn thành việc truyền dữ liệu và sau đó nhanh chóng đóng lại để tránh lãng phí tài nguyên.

Nhiệm vụ của tầng này là thiết lập, duy trì và chấm dứt các phiên giao tiếp giữa các ứng dụng trên mạng. Tầng này tạo ra một môi trường ổn định để thiết lập và duy trì các phiên giao tiếp, đồng bộ hóa dữ liệu và kết thúc phiên.

Các chức năng quan trọng của tầng Phiên bao gồm:

Thiết lập phiên (Session establishment): Tầng Phiên giúp khởi tạo một phiên làm việc trước khi thực hiện việc truyền tải dữ liệu. Điều này đề cập đến việc nhận diện và thiết lập các tham số liên quan đến phiên, bao gồm thông tin xác thực, cấu hình và các yếu tố điều khiển khác.
Duy trì phiên (Session maintenance): Đảm bảo việc duy trì và quản lý phiên giao tiếp giữa các ứng dụng. Nó kiểm soát việc truyền dữ liệu trong suốt thời gian phiên diễn ra, thực hiện đồng bộ hóa dữ liệu, xử lý các yêu cầu và phản hồi.
Đồng bộ phiên (Session synchronization): Xác định các điểm đồng bộ trong quá trình truyền dữ liệu giữa các ứng dụng. Nhờ có chức năng này mà dữ liệu được truyền một cách nhất quán và đúng thứ tự giữa nguồn và đích.
Chấm dứt phiên (Session termination): Tầng Phiên cho phép các ứng dụng kết thúc phiên giao tiếp một cách an toàn và theo đúng quy trình, cụ thể là thông báo, truyền tải thông tin và giải phóng tài nguyên sau khi hoàn thành.

Ngoài ra, lớp phiên còn đồng bộ hóa quá trình truyền dữ liệu với các điểm kiểm tra. Ví dụ, nếu đang truyền một tệp có dung lượng 100 megabyte, tầng phiên có thể đặt một điểm kiểm tra sau mỗi 5 megabyte. Điều này có nghĩa là trong trường hợp xảy ra ngắt kết nối hoặc sự cố sau khi đã truyền 52 megabyte, phiên có thể tiếp tục từ điểm kiểm tra gần nhất, chỉ cần truyền thêm 50 megabyte dữ liệu. Nếu thiếu các điểm kiểm tra, việc truyền dữ liệu sẽ phải được thực hiện lại từ đầu.

Xem thêm: Mbps là gì? Bao nhiêu Mbps là nhanh? Cách kiểm tra Mbps

5.4. Transport Layer (Tầng vận chuyển) – Tầng 4

Tầng vận chuyển, tầng thứ 4 trong mô hình OSI, chịu trách nhiệm đảm bảo dữ liệu truyền đi là đáng tin cậy, tạo điều kiện cho giao tiếp hiệu quả giữa các ứng dụng, bất kể mạng hoặc thiết bị sử dụng.

Nhiệm vụ của Tầng 4 là quản lý giao tiếp cuối cùng giữa hai thiết bị, bao gồm việc thu thập dữ liệu từ lớp phiên và phân chia nó thành các phân đoạn trước khi gửi xuống Tầng 3. Tại thiết bị đích, Tầng vận chuyển phụ trách việc tái hợp các phân đoạn thành dữ liệu mà lớp phiên có thể sử dụng.

Công việc của Tầng vận chuyển cũng bao gồm quản lý luồng và kiểm soát lỗi. Quản lý luồng đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu tối ưu, tránh tình trạng người gửi gửi quá nhanh gây tắc nghẽn cho người nhận. Tầng vận chuyển kiểm soát lỗi bằng cách đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu nhận được và yêu cầu gửi lại nếu cần thiết.

Các chức năng quan trọng của tầng vận chuyển bao gồm:

Điều khiển luồng (Flow Control): Tầng vận chuyển quản lý việc truyền dữ liệu giữa các ứng dụng và điều chỉnh tốc độ truyền để đảm bảo không bị quá tải hoặc quá chậm so với nguồn tiêu thụ.
Điều khiển lỗi (Error Control): Sử dụng các cơ chế kiểm soát lỗi như checksum và ACK/NACK để hạn chế việc xuất hiện lỗi trong quá trình truyền dữ liệu.
Đánh số gói (Segmentation/Reassembly): Phân chia dữ liệu từ các ứng dụng thành các đơn vị gói tin (segment), đồng thời gán số thứ tự vào mỗi gói. Khi nhận được, tầng vận chuyển tổng hợp các đơn vị gói lại thành dữ liệu ban đầu.
Đa kết nối (Connection Multiplexing): Tầng vận chuyển hỗ trợ việc thiết lập và duy trì các kết nối mạng đa kết nối (multi-connection), cho phép gửi và nhận dữ liệu đồng thời trên nhiều ứng dụng trong cùng một mạng.

Xem thêm: Multicast là gì? | Cách tạo Multicast trên mạng máy tính

5.5. Network Layer (Tầng mạng) – Tầng 3

Tầng Mạng (Network Layer) là tầng thứ ba trong mô hình OSI, có nhiệm vụ quản lý định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau trong hệ thống mạng. Nó cung cấp các dịch vụ cho tầng Giao vận ở phía trên và tầng Liên kết dữ liệu ở phía dưới.

Tầng mạng có trách nhiệm tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Trong trường hợp hai thiết bị giao tiếp trên cùng một mạng, tầng mạng trở nên không cần thiết.

Tầng mạng phân chia các phân đoạn từ tầng truyền tải thành các đơn vị nhỏ hơn, được gọi là gói, trên thiết bị của người gửi và tái hợp các gói này trên thiết bị nhận. Ngoài ra, tầng mạng cũng xác định con đường tối ưu để dữ liệu đến đích của nó; điều này được gọi là định tuyến.

Tầng Mạng đóng vai trò quan trọng trong mô hình OSI, giúp đảm bảo việc định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu giữa các mạng khác nhau. Các chức năng chính bao gồm:

Định tuyến (Routing): Tầng Mạng xác định đường đi tối ưu cho việc truyền gói tin từ nguồn đến đích qua các mạng khác nhau, thường sử dụng các giao thức như RIP (Routing Information Protocol) và OSPF (Open Shortest Path First) để quyết định đường đi tối ưu.
Chuyển tiếp (Forwarding): Tầng Mạng chịu trách nhiệm chuyển tiếp gói tin từ đầu vào đến đầu ra qua các thiết bị định tuyến (router). Các thiết bị định tuyến sử dụng bảng định tuyến để quyết định cách chuyển tiếp gói tin đến đích.
Địa chỉ IP (IP Addressing): Tầng Mạng sử dụng địa chỉ IP để xác định và định danh các thiết bị trong mạng. Địa chỉ IP đóng vai trò là một địa chỉ duy nhất cho mỗi thiết bị mạng và được sử dụng để xác định nguồn và đích của gói tin.
Fragmentation và Reassembly: Tầng Mạng có khả năng phân mảnh gói tin thành các phần nhỏ hơn để truyền qua các mạng. Ngược lại, nó cũng có khả năng ghép các phần nhỏ lại thành gói tin ban đầu khi gói tin đến đích.

5.6. Data Link Layer (Tầng liên kết) – Tầng 2

Tầng Liên kết dữ liệu, được đặt ở vị trí thứ hai trong mô hình OSI, có trách nhiệm xác định địa chỉ vật lý (MAC address) và đảm bảo việc truyền dữ liệu an toàn qua các đường truyền vật lý. Tầng này chia thành hai phân lớp con:

Lớp LLC (Logical Link Control): Quản lý các quy tắc truyền thông đồng bộ và không đồng bộ, kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu và kiểm soát lỗi. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo việc truyền thông tin một cách tin cậy giữa các điểm cuối trên cùng một mạng liên kết.
Lớp MAC (Media Access Control): Xác định cách truy cập vào phương tiện truyền thông chia sẻ, ví dụ như mạng LAN Ethernet. Nó phụ trách việc gán địa chỉ vật lý (MAC address) cho các thiết bị mạng và xử lý việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị đầu cuối trên cùng một mạng.

Các nhiệm vụ quan trọng của Tầng Liên kết dữ liệu bao gồm:

Đóng gói dữ liệu: Tách dữ liệu từ tầng mạng thành các Frame nhỏ để chuyển qua đường truyền vật lý.
Định địa chỉ vật lý: Sử dụng địa chỉ MAC để xác định nguồn và đích của Frame dữ liệu.
Kiểm tra lỗi: Phát hiện và xử lý các vấn đề liên quan đến mất mát hoặc hỏng hóc dữ liệu ở tầng Vật lý.
Quản lý truy cập vào phương tiện truyền thông: Đảm bảo các quy tắc truy cập vào môi trường chia sẻ được quản lý một cách hiệu quả, tránh xung đột và đảm bảo hiệu suất truyền dữ liệu.

Tầng liên kết dữ liệu hoạt động tương tự như tầng mạng, với sự khác biệt là tầng này tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị trên cùng một mạng. Tầng liên kết dữ liệu nhận các gói từ tầng mạng và chia nhỏ chúng thành các Frame. Tương tự như tầng mạng, tầng liên kết dữ liệu cũng có trách nhiệm điều khiển luồng và xử lý lỗi trong giao tiếp nội mạng (Tầng vận chuyển chỉ đảm nhận vai trò điều khiển luồng và xử lý lỗi cho truyền thông giữa các mạng).

Xem thêm: IGMP là gì? Đặc điểm và những loại thông điệp của IGMP

5.7. Physical Layer (Tầng vật lý) – Tầng 1

Tầng này bao gồm các thiết bị vật lý liên quan đến việc truyền dữ liệu, như cáp và thiết bị chuyển mạch. Đây cũng là tầng mà trong đó dữ liệu được chuyển đổi thành một dãy bit, là một chuỗi gồm các số 1 và 0. Lớp vật lý của cả hai thiết bị cũng cần thống nhất về một quy ước tín hiệu để phân biệt giữa số 1 và số 0 trên cả hai thiết bị.

Tầng Vật lý (Physical Layer) đặt ở tầng thấp nhất trong mô hình OSI, có trách nhiệm đảm bảo việc truyền dữ liệu qua môi trường vật lý mà không quan tâm đến nội dung hay ý nghĩa của dữ liệu. Chức năng chính của nó là tạo ra một đường truyền vật lý ổn định và đáng tin cậy để các tầng cao hơn có thể gửi và nhận các gói tin dữ liệu.

Chức năng của tầng Vật lý bao gồm:

Truyền dữ liệu: Chuyển đổi các bit thành tín hiệu vật lý để truyền qua các phương tiện truyền thông như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, cáp quang hoặc sóng vô tuyến. Tầng này xác định các quy tắc về tốc độ truyền, đồng bộ hóa, kích thước Frame dữ liệu, phạm vi tín hiệu và các thông số vật lý khác.
Điều khiển tín hiệu: Quản lý các tín hiệu điều khiển như tín hiệu báo động, tín hiệu đồng bộ, tín hiệu kiểm tra lỗi và tín hiệu điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu.
Định dạng dữ liệu: Tầng Vật lý quyết định cấu trúc và định dạng của dữ liệu trong từng bit, bao gồm các định dạng như NRZ (Non-Return-to-Zero), Manchester, AMI (Alternate Mark Inversion) và các phương pháp khác.
Mã hóa và giải mã: Thực hiện quá trình mã hóa và giải mã các tín hiệu để đảm bảo việc truyền dữ liệu được thực hiện một cách chính xác.

Dưới đây là bảng tóm tắt các tầng trong mô hình OSI.

Tầng	Chức năng	Giao thức
Tầng Vật lý (Physical Layer)	Định nghĩa các chuẩn về vật lý và điều khiển tín hiệu trên phương tiện truyền dẫn. Truyền dữ liệu thông qua phương tiện vật lý như cáp đồng, sợi quang, hoặc sóng vô tuyến.	Giao diện DTE – DCE
Tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer)	Quản lý truy cập vào phương tiện truyền dẫn và kiểm soát lỗi truyền dẫn. Đóng gói dữ liệu thành các khung (frame), kiểm tra lỗi và điều khiển truy cập trong mạng đa truy cập.	Ethernet, PPP (Point-to-Point Protocol)
Tầng Mạng (Network Layer)	Quản lý địa chỉ IP, định tuyến dữ liệu giữa các mạng. Định tuyến gói tin từ nguồn đến đích, kiểm soát luồng dữ liệu và quản lý giao diện mạng.	IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol
Tầng Vận chuyển (Transport Layer)	Đảm bảo dữ liệu được chuyển đến đúng đích, kiểm soát lỗi và đánh dấu các gói tin. Phân biệt dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy (TCP) và không đáng tin cậy (UDP), kiểm soát luồng dữ liệu và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.	TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol).
Tầng Phiên (Session Layer)	Quản lý kết nối phiên giữa các thiết bị, đồng bộ hóa việc truyền dữ liệu và quản lý phiên làm việc. Quản lý và duy trì kết nối phiên, bao gồm mở, đóng và duy trì phiên làm việc giữa các ứng dụng.	RPC (Remote Procedure Call), NetBIOS (Network Basic Input/Output System).
Tầng Trình bày (Presentation Layer)	Đảm bảo dữ liệu được trình bày, định dạng, và mã hóa sao cho ứng dụng có thể hiểu được. Mã hóa, nén, và định dạng dữ liệu để truyền dẫn và hiển thị dữ liệu tương thích với ứng dụng người dùng.	JPEG (Joint Photographic Experts Group), MPEG (Moving Picture Experts Group).
Tầng Ứng dụng (Application Layer)	Cung cấp giao diện cho ứng dụng người dùng, thực hiện các dịch vụ như truyền tập tin, gửi email, và duyệt web.	HTTP (Hypertext Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

6. Quy trình hoạt động của mô hình OSI

Cách thức hoạt động của mô hình OSI bao gồm xử lý dữ liệu từ máy gửi và xử lý dữ liệu ở máy nhận.

Xử lý dữ liệu từ máy gửi

Tại tầng 7 Application, bạn truyền dữ liệu vào hệ thống dưới các dạng văn bản, hình ảnh, và các định dạng khác.
Thông tin được chuyển từ tầng 7 xuống tầng 6 Presentation, nơi mà chúng được mã hóa và nén trước khi tiếp tục lưu trữ.
Sau khi đã được mã hóa và nén, dữ liệu được chuyển xuống tầng 5 Session để được xử lý. Tại đây, các thông tin cần thiết sẽ được thêm vào (như thông tin gửi/nhận) trước khi tiếp tục qua các bước tiếp theo. Đơn giản hơn, đây có thể được xem như một bước xác nhận thông tin.
Sau khi được xác nhận, dữ liệu được đưa xuống tầng 4 Transport. Ở đây, dữ liệu được phân chia thành các đơn vị nhỏ hơn và cũng được bổ sung thêm thông tin về phương thức vận chuyển để đảm bảo tính bảo mật.
Tại tầng 3 Network, các phần dữ liệu đã được chia nhỏ tiếp tục được phân tách thành các gói thông tin riêng lẻ. Sau đó, các gói thông tin này sẽ được chuyển đi theo tuyến đường đã được xác định trước.
Trong quá trình tiếp theo, dữ liệu được chuyển đến Tầng 2 Data Link. Ở đây, các gói thông tin nhỏ từ tầng 3 vẫn tiếp tục được chia thành các Frame, và đồng thời được bổ sung thông tin kiểm tra để đảm bảo rằng khi thông tin đến nơi, máy nhận có thể hiểu chúng.
Tầng cuối cùng trong cấu trúc là Tầng 1 Physical. Các Frame khi đưa xuống đây sẽ được chuyển đổi thành chuỗi bit nhị phân, sau đó được truyền qua các thiết bị truyền dẫn như cáp quang để đến máy nhận.
Các gói tin dữ liệu khi đi qua các tầng dưới sẽ được bổ sung thêm các header tương ứng của từng tầng, với ngoại lệ là ở tầng 2, gói tin còn được gắn thêm FCS.

Xử lý dữ liệu ở máy nhận

Dữ liệu từ máy gửi được truyền đến Tầng 1 của máy nhận lần đầu tiên. Tại đây, dữ liệu sẽ được đồng bộ hóa và chuyển vào vùng đệm dưới dạng chuỗi bit nhị phân trước khi dữ liệu được gửi tới Tầng 2 kèm thông báo “dữ liệu đã được nhận”.
Tại Tầng 2 Data Link, dữ liệu vừa gửi được kiểm tra xem có lỗi nào không bằng cách kiểm tra FCS trong các Frame. Nếu một Frame được phát hiện có lỗi, nó sẽ được loại bỏ. Sau đó, quá trình kiểm tra xem địa chỉ MAC Address có khớp với địa chỉ của máy nhận được thực hiện. Nếu kiểm tra thành công, các header của Data Link sẽ được loại bỏ để dữ liệu có thể được chuyển lên Tầng 3 Network.
Tại Tầng 3 Network, dữ liệu được nhận và kiểm tra xem địa chỉ của gói tin có trùng với địa chỉ của máy nhận không (sử dụng địa chỉ IP tại tầng này). Nếu đúng, các gói tin dữ liệu sẽ được loại bỏ Header của Tầng Network trước khi chuyển tới Tầng 4 Transport.
Khi dữ liệu đã được chuyển lên Tầng 4, nó sẽ được hỗ trợ phục hồi và xử lý lỗi bằng cách gửi các gói tin ACK, NAK. Các gói tin này được sử dụng để phản hồi xem các gói chứa dữ liệu đã được gửi đến máy nhận hay chưa. Sau khi các gói tin đã được phục hồi, chúng sẽ được chuyển tiếp lên Tầng 5 Session của mô hình OSI 7 tầng.
Tại Tầng 5 Session, kiểm tra được thực hiện để đảm bảo rằng các gói tin được truyền từ máy gửi đến máy nhận là nguyên vẹn. Sau đó, các header của Tầng 5 được loại bỏ và thông tin được chuyển tiếp.
Tầng 6 Presentation nhận thông tin, thực hiện việc chuyển đổi định dạng dữ liệu để xử lý gói tin và chuyển chúng lên Tầng 7.
Ở Tầng cuối cùng, Application tiếp nhận dữ liệu, loại bỏ các header còn lại và kết thúc quá trình nhận dữ liệu.

Xem thêm: [Tìm Hiểu] BGP là gì? | Tổng quan kiến thức về Border Gateway Protocol A-Z

7. Ví dụ về truyền dữ liệu theo mô hình OSI

Để minh họa cách truyền dữ liệu theo mô hình OSI, hãy xem xét quá trình truyền tệp từ một máy tính nguồn đến một máy tính đích trong mạng Ethernet.

Tầng Ứng dụng: Người dùng muốn gửi một tệp hình ảnh từ máy tính A đến máy tính B.
Tầng Trình diễn: Tầng này mã hóa tệp hình ảnh thành định dạng chuẩn, như JPEG, để đảm bảo tính chuẩn hóa trước khi truyền.
Tầng Phiên: Tầng này thiết lập phiên giao tiếp giữa máy tính A và B, xác định và duy trì phiên thông qua các thông tin như định danh và thông tin điều khiển.
Tầng Giao vận: Tầng này chia nhỏ tệp hình ảnh thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn, gọi là segment. Các segment được đánh số thứ tự để đảm bảo tính toàn vẹn và thứ tự đúng trong quá trình truyền.
Tầng Mạng: Ở tầng này, các segment được bổ sung thông tin địa chỉ IP (Internet Protocol). Địa chỉ IP xác định máy tính đích và máy tính nguồn trong mạng. Các segment được gửi tới địa chỉ IP của máy tính đích.
Tầng Liên kết dữ liệu: Tại tầng này, các segment được chia thành các frame nhỏ hơn, được gắn thêm thông tin địa chỉ MAC (Media Access Control) của máy tính nguồn và máy tính đích. Các frame được truyền qua mạng Ethernet từ máy tính nguồn đến máy tính đích.
Tầng Vật lý: Trách nhiệm của tầng này là chuyển đổi các frame thành tín hiệu vật lý để truyền qua cáp mạng. Tín hiệu vật lý được truyền thông qua các thiết bị mạng như switch hoặc router từ máy tính nguồn đến máy tính đích.

Trong ví dụ này, quá trình truyền dữ liệu tuân theo các tầng trong mô hình OSI. Tại máy tính đích, quá trình nhận dữ liệu diễn ra theo trình tự ngược lại, trong đó các frame được nhận và giải nén để khôi phục tệp tin hình ảnh ban đầu.

8. Cách để hoạt động truyền dữ liệu xảy ra trong mô hình OSI

Các tầng trong mô hình Open Systems Interconnection (OSI) được thiết kế để cho phép truyền thông giữa các thiết bị khác nhau trên mạng mà không phụ thuộc vào sự phức tạp của ứng dụng và hệ thống cơ bản. Để đạt được điều này, các tiêu chuẩn và giao thức khác nhau được sử dụng để tương tác với các tầng trên và dưới.

Thông tin liên lạc và truyền dữ liệu phức tạp có thể được chuyển từ một ứng dụng cấp cao đến một ứng dụng cấp cao khác thông qua việc kết nối tất cả các tầng và giao thức tương ứng. Quy trình hoạt động như sau:

Người gửi ở tầng ứng dụng: Chuyển dữ liệu xuống tầng dưới tiếp theo.
Thêm tiêu đề và địa chỉ: Mỗi tầng thêm tiêu đề và địa chỉ của riêng mình vào dữ liệu trước khi chuyển tiếp.
Truyền dữ liệu qua các tầng: Dữ liệu được chuyển tiếp qua các tầng cho đến khi nó đến được phương tiện truyền dẫn vật lý.
Xử lý tại đầu cuối của phương tiện: Tại đầu cuối của phương tiện, mỗi tầng xử lý dữ liệu dựa trên các tiêu đề ở cấp độ của nó.
Giải nén tại thiết bị nhận: Dữ liệu được truyền lên từng tầng tại đầu của thiết bị nhận và dần dần được giải nén cho đến khi dữ liệu được gửi đến ứng dụng ở đầu kia.

Xem thêm: VPN Là Gì? | Hướng Dẫn Cài Đặt và Sử Dụng VPN [A-Z]

9. Ưu điểm và nhược điểm của mô hình OSI

Mô hình OSI có các ưu và nhược điểm sau.

9.1. Ưu điểm của mô hình OSI là gì?

Mô hình OSI đem lại các lợi thế và tính năng nổi bật trong quá trình thiết kế và triển khai mạng. Dưới đây là các điểm mạnh chính của mô hình OSI:

Chuẩn hóa: Được Tổ chức Tiêu chuẩn Hóa Quốc tế (ISO) xác nhận, mô hình OSI là chuẩn mực toàn cầu được chấp nhận rộng rãi, giúp đảm bảo khả năng tương tác và giao tiếp giữa các hệ thống mạng đa dạng.
Cấu trúc phân lớp: Với việc phân chia quy trình giao tiếp thành nhiều lớp độc lập, mỗi lớp đảm nhiệm một nhiệm vụ cụ thể, mô hình OSI làm cho việc quản lý và phân biệt các phần khác nhau của hệ thống mạng từ cơ bản đến nâng cao trở nên thuận tiện hơn.
Tính mở: Mô hình OSI không chỉ xác định các giao thức cụ thể, mà còn cung cấp các khái niệm và nguyên tắc cơ bản. Điều này khuyến khích việc phát triển và mở rộng của các giao thức và ứng dụng mới.
Dễ hiểu và dễ học: Mô hình OSI có cấu trúc rõ ràng và mỗi tầng được định nghĩa riêng biệt. Vì thế, người học và các chuyên gia mạng có thể dễ dàng hiểu và áp dụng mô hình này.

9.2. Nhược điểm của mô hình OSI là gì?

Mặc dù mô hình OSI mang lại nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số hạn chế và vấn đề:

Phức tạp và lãng phí: Mô hình OSI bao gồm 7 tầng, và việc triển khai đầy đủ các tầng này có thể phức tạp và tốn kém. Đối với các hệ thống mạng nhỏ và đơn giản, việc sử dụng toàn bộ mô hình OSI có thể gây lãng phí tài nguyên.
Không phù hợp với thực tế: Mô hình OSI được xây dựng trên cơ sở lý thuyết nên không thể hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu và tình huống thực tế của các mạng thực tế. Do đó, các mô hình mạng khác như TCP/IP thường được ưu tiên sử dụng nhiều hơn.
Thiếu sự tương thích: Mặc dù mô hình OSI định nghĩa các giao thức tiêu chuẩn, việc triển khai thực tế có thể dẫn đến sự không tương thích giữa các hệ thống và thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau.

Xem thêm: CDN là gì? | Tổng hợp thông tin [A-Z] & Nhận CDN [FREE]

10. Những lựa chọn khác thay thế cho mô hình OSI

Mô hình TCP/IP được xem là sự thay thế chính thức cho mô hình OSI trong việc mô tả cách mạng hoạt động. Mặc dù mô hình OSI vẫn được sử dụng rộng rãi cho mục đích giáo dục, nhưng trong thực tế, mô hình TCP/IP đã trở nên phổ biến hơn.

10.1. Mô hình TCP/IP

Mô hình TCP/IP được cấu thành từ 4 lớp:

Mạng
Giao vận
Internet
Ứng dụng

Mặc dù một số lớp trong mô hình này có vẻ tương tự với mô hình OSI, nhưng có những khác biệt, và mô hình TCP/IP được xem là chính xác hơn khi ánh xạ đến cấu trúc và giao thức của Internet.

10.2. Những lưu ý về giao thức và mô hình độc quyền

Hãy lưu ý rằng không phải tất cả các hệ thống và ứng dụng trên Internet đều tuân theo mô hình TCP/IP hoặc OSI. Cả hai mô hình này đều là tiêu chuẩn mở được thiết kế để sử dụng và phát triển, ngoài ra còn có các tiêu chuẩn độc quyền do các tổ chức phát triển để sử dụng trong hệ thống nội bộ của họ.

11. So sánh mô hình OSI và TCP/IP chi tiết

11.1. Điểm giống nhau

Cả mô hình OSI và TCP/IP đều thể hiện kiến trúc phân lớp trong thiết kế của chúng. Cả hai đều phân chia thành các tầng, cung cấp tổ chức hệ thống để mô tả và triển khai các chức năng mạng.

Cả mô hình OSI và TCP/IP đều có các lớp Network và Transport. Lớp Network có trách nhiệm về việc định tuyến và chuyển gói dữ liệu qua mạng, trong khi lớp Transport quản lý việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị.

Cả hai đều sử dụng kỹ thuật chuyển gói để truyền thông tin giữa các nút mạng. Kỹ thuật này phân chia dữ liệu thành các gói nhỏ để truyền và tái lập dữ liệu ở điểm đến, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong việc truyền tải dữ liệu.

11.2. Điểm khác nhau

	Mô hình OSI	Mô hình TCP/IP
Số lớp	Bao gồm 7 lớp: Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, và Application	Chỉ có 4 lớp: Link, Internet, Transport, và Application.
Tính phổ biến	Ít được triển khai trong thực tế	Linh hoạt hơn và được triển khai trên thực tế nhiều hơn.
Cấu trúc phân cấp	Có cấu trúc phân cấp rõ ràng hơn, mỗi lớp có một số chức năng cụ thể trong việc chuyển tiếp dữ liệu giữa các lớp.	Các lớp không được tách biệt rõ ràng, một số chức năng có thể được thực hiện trong nhiều lớp khác nhau.
Tiêu chuẩn hóa	Là một tiêu chuẩn quốc tế được định nghĩa bởi ISO (International Organization for Standardization)	Là một tập hợp các giao thức và chuẩn được phát triển trong cộng đồng mạng.
Cơ sở hỗ trợ	Các giao thức và quy chuẩn trong mô hình OSI thường ít được triển khai hơn so với mô hình TCP/IP	Nền tảng hỗ trợ cho mô hình TCP/IP rộng rãi hơn và có sẵn trong nhiều thiết bị mạng và hệ thống.

12. Các ứng dụng của mô hình OSI

Mô hình OSI, là một khung tham chiếu dùng cho việc lập kế hoạch và triển khai các hệ thống mạng. Nó quy định một bộ các tầng và giao thức mà các hệ thống mạng có thể sử dụng để truyền thông với nhau. Dưới đây là một số ứng dụng của mô hình OSI:

Giải quyết sự cố và định vị: Mô hình OSI cung cấp một phương tiện để xác định và khắc phục sự cố trong mạng. Khi xảy ra sự cố, các quản trị mạng có thể xác định tầng nào trong mô hình OSI đang gặp vấn đề và tìm cách khắc phục.
Phát triển và triển khai giao thức mạng: Mô hình OSI là một khung chuẩn để phát triển và triển khai các giao thức mạng. Các giao thức này được phân chia thành các tầng, giúp đơn giản hóa quá trình phát triển và triển khai các giao thức mới.
Hỗ trợ việc quản lý mạng: Nhờ sự phân chia rõ ràng của các tầng, mô hình OSI giúp người quản trị mạng có thể theo dõi hoạt động của mạng một cách rõ ràng và dễ dàng.
Tăng cường tính bảo mật: Mô hình OSI cung cấp các lớp bảo mật, góp phần nâng cao tính bảo mật cho mạng. Các lớp bảo mật này hỗ trợ trong việc kiểm soát và quản lý quyền truy cập vào các tài nguyên mạng.

Xem thêm: [Tìm Hiểu] Mạng LAN Là Gì? So Sánh Mạng LAN, WAN và MAN

13. Câu hỏi thường gặp về mô hình OSI

13.1. Tại sao mô hình OSI quan trọng trong mạng máy tính?

Mô hình OSI đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực mạng máy tính với những lý do sau đây:

Tiêu chuẩn hóa: Mô hình OSI được công nhận là một tiêu chuẩn toàn cầu, giúp đảm bảo tính tương thích và khả năng giao tiếp giữa các hệ thống mạng trên toàn cầu.
Phân cấp chức năng: Mô hình OSI phân chia quá trình giao tiếp mạng thành các tầng độc lập, điều này giúp dễ dàng quản lý các khía cạnh khác nhau của mạng.
Hỗ trợ trong thiết kế và triển khai: Mô hình OSI cung cấp một cấu trúc và cái nhìn rõ ràng cho việc thiết kế và triển khai các hệ thống mạng. Nó giúp định hình quy trình, phân công công việc và tương tác giữa các tầng một cách hiệu quả.

13.2. Tầng nào trong mô hình OSI chịu trách nhiệm về định tuyến?

Trong mô hình OSI, tầng Mạng (Network Layer) có trách nhiệm chủ yếu về việc định tuyến. Nhiệm vụ của tầng này là quản lý truyền dữ liệu giữa các mạng khác nhau và xác định các đường đi tối ưu để gói tin đi từ nguồn đến đích thông qua các thiết bị mạng.

13.3. Các giao thức nào được sử dụng trong tầng ứng dụng của mô hình OSI?

Trong tầng ứng dụng (Application Layer) của mô hình OSI, nhiều giao thức được áp dụng để cung cấp trực tiếp các dịch vụ và ứng dụng cho người dùng. Các giao thức phổ biến trong tầng này bao gồm:

HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Dùng để truyền tải và truy cập các trang web trên Internet.
FTP (File Transfer Protocol): Sử dụng để truyền tải các tệp tin giữa các máy tính trong mạng.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Sử dụng trong việc gửi email.
DNS (Domain Name System): Dùng để chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP và ngược lại.

14. Tổng kết

Nội dung trên cung cấp một cái nhìn tổng quan để giúp bạn giải đáp thắc mắc mô hình OSI là gì, cũng như vai trò của các tầng trong mô hình này. Hy vọng thông tin này sẽ giúp bạn có cái nhìn rõ ràng và sử dụng mô hình OSI một cách hiệu quả hơn. Để có thể tìm hiểu thêm thông tin, mời bạn truy cập vào Blog của VinaHost TẠI ĐÂY hoặc liên hệ ngay cho chúng tôi nếu cần tư vấn về dịch vụ.