Mô hình OSI là gì? Chức năng chính của 7 tầng trong mô hình OSI

Mô hình OSI là mô hình căn bản các tiến trình truyền thông, là cơ sở chung để các hệ thống khác nhau có thể liên kết và truyền thông được với nhau. Mô hình OSI chia các giao thức truyền thông thành 7 tầng và mỗi tầng có những chức năng khác nhau để giải quyết phần hẹp của tiến trình truyền thông. Cùng chúng tôi tìm hiểu rõ hơn về khái niệm mô hình OSI và chức năng chính của 7 tầng trong mô hình này nhé!

1. Mô hình OSI là gì?

Mô hình OSI viết tắt của cụm từ Open Systems Interconnection Reference Model nghĩa là mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở. Đây là một thiết kế dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải một kỹ thuật kết nối truyền thông một cách trừu tượng giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng.

Mô hình OSI là mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở, dựa vào nguyên lý tầng cấp, lý giải một kỹ thuật kết nối truyền thông một cách trừu tượng giữa các máy vi tính và thiết kế giao thức mạng.

OSI được phát triển thành một phần trong kế hoạch kết nối các hệ thống mở do IUT – T và ISO khởi xướng và còn được gọi là mô hình 7 tầng của OSI.

Mô hình OSI tuân theo các nguyên tắc phân tầng như sau:

• Mô hình gồm 7 tầng, mô hình OSI là hệ thống mở, phải có khả năng liên kết với các hệ thống khác và tương thích với các chuẩn OSI.
• Quá trình các ứng dụng được xử lý thực hiện trong các hệ thống mở, trong khi các hoạt động kết nối giữa các hệ thống vẫn được duy trì.
• Thiết lập kênh logic để nhằm mục đích thực hiện trao đổi thông tin giữa các thực thể.

2. Các giao thức trong mô hình OSI

Có 2 loại giao thức được sử dụng trong mô hình OSI: giao thức liên kết và giao thức không liên kết.

Mô hình OSI sử dụng hai giao thức: giao thức liên kết và giao thức không liên kết.

Giao thức hướng liên kết (Connection – Oriented):

Các thực thể đồng tầng trong hai hệ thống cần phải thiết lập một liên kết logic trước khi truyền dữ liệu. Chúng thương lượng với nhau về các tham số sẽ sử dụng trong giao đoạn truyền dữ liệu, cắt hay bỏ dữ liệu. Thiết lập liên kết logic nhằm nâng cao tính an toàn, độ tin cậy trong quá trình trao đổi dữ liệu.

Giao thức không liên kết (Connectionless):

Trong giao thức không liên kết thì dữ liệu sẽ được truyền độc lập trên các tuyến khác nhau. Chỉ có giai đoạn duy nhất truyền dữ liệu với các giao thức không liên kết.

3. Chức năng chính của 7 tầng trong mô hình OSI

Mô hình OSI gồm 7 tầng và mỗi tầng có những chức năng chính khác nhau để giải quyết các vấn đề trong giao thức truyền thông. Chức năng chính cụ thể của 7 tầng trong mô hình OSI:

Mỗi tầng trong mô hình OSI có những chức năng chính khác nhau để giải quyết các vấn đề trong giao thức truyền thông

Physical Layer (tầng vật lý)

Physical Layer là tầng thấp nhất trong mô hình 7 lớp OSI. Các thực thể tầng giao tiếp với nhau qua một đường truyền vật lý. Tầng vật lý xác định các thủ tục, chức năng về điện, quang, cơ để kích hoạt và duy trì các kết nối vật lý giữa các hệ thống mạng.

Cung cấp các cơ chế về hàm, điện, thủ tục,…nhằm kết nối các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý. Đảm bảo các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động, tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin.

Các chuẩn trong tầng vật lý là các chuẩn xác định giao diện người sử dụng cũng như môi trường mạng. Physical Layer gồm 2 loại: truyền dị bộ và truyền đồng bộ.

Data Link Layer (tầng liên kết dữ liệu)

Tầng liêt kết dữ liệu có chức năng chính là thực hiện thiết lập các liên kết, duy trì hay hủy bỏ liên kết dữ liệu. Kiểm soát lỗi và kiểm soát lưu lượng.

Thông tin được chia thành các khung, truyền các khung tuần tự và xử lý các thông điệp xác nhận được gửi về từ máy thu. Tháo gỡ các khung thành chuỗi bit thành các khung thông tin.

Do đường truyền vật lý có thể gây ra lỗi, vì thế tầng liên kết dữ liệu phải giải quyết vấn đề kiếm soát lỗi, kiểm soát lưu lượng, luồng, ngăn không để nút nguồn gây ngập lữ liệu cho bên thu có tốc độ thấp hơn.

Tầng con MAC điều khiển việc duy trì nhập đường truyền trong các mạng quảng bá.

Network Layer (tầng mạng)

Trách nhiệm của lớp mạng Network là quyết định xem dữ liệu sẽ đến máy nhận như thế nào. Lớp này nắm các thành phần như việc xác định tuyến, địa chỉ và các giao thức logic.

Lớp mạng này tạo các đường logic được biết đến như các mạch ảo giữa máy nguồn và máy đích. Mạch ảo này cung cấp các gói dữ liệu riêng lẻ giúp chúng đến được đích của chúng. Ngoài ra, lớp mạng cũng chịu trách nhiệm cho việc quản lý lỗi của chính nó, cho việc điều khiển xếp chuỗi và điều khiển việc tắc nghẽn.

Việc sắp xếp các gói rất cần thiết vì mỗi giao thức giới hạn kích thước tối đa của mỗi gói. Thường thì số lượng dữ liệu phải truyền đi vượt quá kích thước gói lớn nhất. Vì thế, dữ liệu được chia nhỏ thành nhiều gói nhỏ. Khi điều đó xảy ra, mỗi gói nhỏ này sẽ được lớp mạng gán vào một số thứ tự nhận dạng.

Lớp mạng sẽ kiểm tra số thứ tự nhận dạng của các gói khi dữ liệu này đến được máy tính người nhận và sử dụng chúng để sắp xếp các dữ liệu đúng như những gì mà chúng được chia từ phía người gửi lúc trước. Ngoài ra, còn có nhiệm vụ chỉ ra gói nào bị thiếu trong quá trình gửi.

Hiểu đơn giản thì nó giống như việc bạn gửi mail tài liệu có dung lượng lớn cho bạn của mình nhưng không có phong bì đủ lớn. Và để giải quyết vấn đề đó thì bạn cần chia nhỏ một số trang vào các phong bì nhỏ và sau đó dán nhãn các phong bì lại và điền số thứ tự để giúp bạn mình biết trình tự sắp xếp. Điều này cũng giống như những gì mà lớp mạng thực hiện.

Transport Layer (tầng vận chuyển)

Tầng vận chuyển là tầng cao nhất có liên quan đến các giao thức trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống mở và kiểm soát việc truyền dữ liệu từ nút tới nút. Thủ tục trong 3 tầng: vật lý, liên kết dữ liệu và mạng network chỉ phục vụ việc truyền dữ liệu giữa các tầng kề nhau ở từng hệ thống. Các thực thể trong một tầng hội thoại thương lượng với nhau trong quá trình truyền dữ liệu.

Transport Layer thực hiện việc chia các gói tin lớn thành các gói nhỏ hơn và đánh số các gói tin theo đúng số thứ tự trước khi được gửi đi. Giao thức tầng vận chuyển là tầng cuối cùng chịu trách nhiệm về mức độ an toàn trong truyền dữ liệu nên phụ thuộc nhiều vào bản chất của tầng mạng. Tầng vận chuyển cũng có thể thực hiện việc ghép kênh một vài liên kết vào cùng một để giảm giá thành.

Session Layer (tầng phiên)

Session Layer cho phép người dùng trên máy tính khác nhau thiết lập, duy trì và đồng bộ phiên truyền thông giữa họ với nhau. Nghĩa là các tầng phiên thiết lập các giao dịch giữa các thực thể đầu cuối.

Dịch vụ phiên cung cấp liên kết giữa 2 đầu cuối sử dụng dịch vụ phiên nhằm trao đổi một cách đồng bộ dữ liệu và giải phóng liên kết khi kết thúc. Sử dụng thẻ bài để thực hiện truyền dữ liệu, đồng bộ, hủy bỏ liên kết trong các phương thức truyền đồng thời hay luân phiên. Thiết lập các điểm đồng bộ hóa trong hội thoại để khi xảy ra sự cố có thể khôi phục hội thoại từ 1 điểm đồng bộ hóa đã thỏa thuận.

Presentation Layer (tầng trình bày)

Tầng trình bài có chức năng giải quyết các vấn đề liên quan đến các ngữ nghĩa và cú pháp của thông tin được truyền đi. Biểu diễn thông tin làm việc phù hợp với thông tin người sử dụng và ngược lại. Thông thường các ứng dụng có thể được chạy trên hệ thống khác nhau nên việc biểu diễn thông tin các ứng dụng nguồn và ứng dụng đích có thể khác nhau.

Tầng trình bày có trách nhiệm chuyển đổi dữ liệu gửi đi trên mạng từ một loại biểu diễn này sang loại biểu diễn khác. Để đạt được điều đó thì tầng trình bày cung cấp một dạng biểu diễn truyền thông chung cho phép chuyển đổi sang bộ biểu diễn chung từ dạng biểu diễn cục bộ và ngược lại.

Application Layer (tầng ứng dụng)

Application Layer là lớp trên cũng của mô hình OSI có chức năng chính là hỗ trợ ứng dụng và các tiến trình có liên quan đến người sử dụng cuối. Tại lớp này các vấn đề về chất lượng phục vụ, đối tác truyền thông, xác thực người dùng, quyền riêng tư hay bất kỳ ràng buộc nào về cú pháp dữ liệu đều sẽ được xem xét và xác định.

Tại tầng ứng dụng tất cả mọi thứ được cụ thể thành ứng dụng. Lớp này cung cấp các dịch vụ ứng dụng cho truyền email, file hay các dịch vụ phần mềm mạng khác. Một số ứng dụng nằm hoàn toàn trong cấp Application như FTP, Telnet, còn kiến trúc ứng dụng phân tầng là một phần của lớp này.

Tuy nhiên, bạn cũng cần biết rằng lớp 7 này không ám chỉ đến các ứng dụng người dùng đang chạy mà chỉ cung cấp nền tảng làm việc ứng dụng đó chạy bên trên.

Để hiệu rõ hơn về ứng dụng này, chúng ta có thể giả dụ một người dùng nào đó muốn sử dụng Internet Explorer để mở một FTP session và truyền tải một file. Ở trường hợp này thì lớp ứng dụng sẽ định nghĩa một giao thức truyền tải. Người dùng cuối này vẫn phải sử dụng ứng dụng được thiết kế vì giao thức này không thể truy cập trực tiếp đến người dùng cuối để tương tác với giao thức truyền tải file. Trong trường hợp này, Internet Explorer sẽ làm ứng dụng đó.

Trên đây là khái niệm về mô hình OSI và chức năng chính của 7 tầng trong mô hình này được chúng tôi tổng hợp thông tin từ những trang web học trực tuyến cũng như những diễn đàn kiến thức hàng đầu hiện nay. Hi vọng, bài viết đã giúp bạn giải đáp những thắc mắc về mô hình OSI. Đừng quên chia sẻ và theo dõi chúng tôi thường xuyên để cập nhật nhiều thông tin hữu ích nữa nhé!

>> Xem thêm về băng thông mạng nếu bạn có hứng thú <<