Đáp án Tin học ứng dụng 12 kết nối bài 4: Giao thức mạng

BÀI 4. GIAO THỨC MẠNG

KHỞI ĐỘNG

Khi được hỏi mạng Internet là gì, không ít người sẽ trả lời là web, chat thậm chí là một mạng xã hội cụ thể. Cũng có người hiểu Internet là mạng máy tính giúp kết nối toàn cầu. Những câu trả lời đó là cách nhìn Internet về phương diện sử dụng mà không thấy cơ chế hoạt động của nó. Câu trả lời chính xác về mặt công nghệ là: Internet là mạng thông tin toàn cầu hoạt động theo giao thức TCP/IP. Vậy giao thức nói chung là gì và giao thức TCP/IP có vai trò gì đối với mạng Internet?

Giải chi tiết:

Giao thức, hay protocol, trong lĩnh vực công nghệ thông tin là một tập hợp các quy tắc và quy định xác định cách thức truyền thông giữa các thiết bị trong một mạng. Giao thức quy định cách thức các thiết bị gửi, nhận và xử lý dữ liệu để đảm bảo rằng thông tin được truyền đi một cách chính xác và hiệu quả. Nó đảm bảo rằng các thiết bị khác nhau có thể hiểu và tương tác với nhau dù có thể sử dụng các phần cứng và phần mềm khác nhau.

Giao thức TCP/IP là gì và vai trò của nó đối với mạng Internet?

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là bộ giao thức cơ bản và quan trọng nhất trong mạng Internet. Nó bao gồm nhiều giao thức con, nhưng hai thành phần chính và nổi bật nhất là TCP và IP.

1. IP (Internet Protocol):

   • IP chịu trách nhiệm về việc địa chỉ hóa và định tuyến các gói tin (packets) trên mạng. Nó xác định cách thức các gói tin được định danh và được chuyển từ nguồn tới đích.

   • Mỗi thiết bị trên Internet có một địa chỉ IP duy nhất, giống như một địa chỉ nhà trong thế giới thực, để đảm bảo dữ liệu được gửi đến đúng nơi.

2. TCP (Transmission Control Protocol):

   • TCP đảm bảo rằng dữ liệu được truyền một cách tin cậy và chính xác. Nó chia dữ liệu thành các gói nhỏ trước khi gửi đi, và sau đó tập hợp lại khi nhận được.

   • TCP cũng kiểm soát luồng dữ liệu và đảm bảo rằng các gói tin bị mất trong quá trình truyền sẽ được gửi lại.

Vai trò của TCP/IP đối với mạng Internet:

• Kết nối và Truyền tải: TCP/IP cho phép các thiết bị kết nối với nhau và truyền tải dữ liệu một cách hiệu quả trên toàn cầu. Dù các thiết bị sử dụng các hệ điều hành hoặc phần cứng khác nhau, chúng vẫn có thể giao tiếp được nhờ vào bộ giao thức này.

• Định tuyến: IP đảm bảo rằng các gói tin được định tuyến một cách tối ưu từ nguồn đến đích, vượt qua nhiều mạng trung gian nếu cần thiết.

• Độ tin cậy và Sự chính xác: TCP đảm bảo rằng dữ liệu được truyền đi mà không bị lỗi và đến nơi đúng thứ tự. Nó phát hiện và sửa các lỗi trong quá trình truyền tải, giảm thiểu khả năng mất mát dữ liệu.

• Khả năng mở rộng: TCP/IP được thiết kế để có thể mở rộng, cho phép Internet phát triển từ một mạng nhỏ thành một mạng lưới toàn cầu kết nối hàng tỷ thiết bị.

Nhờ có TCP/IP, Internet đã trở thành một mạng thông tin toàn cầu linh hoạt và mạnh mẽ, kết nối hàng tỷ người và thiết bị trên khắp thế giới.

1. GIAO THỨC MẠNG

Hoạt động 1: Cần có những quy định gì khi gửi thư điện tử?

Khi gửi thư điện tử, ngoài chính nội dung văn bản của thư, cần có thêm các thông tin gì phục vụ cho việc chuyển thư? Các thông tin này sẽ được xử lí thế nào bởi các phần mềm gửi hay nhận thư?

Giải chi tiết:

Khi gửi thư điện tử (email), ngoài nội dung chính của thư, còn cần thêm các thông tin quan trọng khác để phục vụ cho việc chuyển thư. Các thông tin này bao gồm:

1. Địa chỉ người gửi (From): Đây là địa chỉ email của người gửi thư. Thông tin này xác định nguồn gốc của email và giúp người nhận biết được ai là người gửi.

2. Địa chỉ người nhận (To): Đây là địa chỉ email của người nhận thư. Nó xác định đích đến của email và giúp các máy chủ email biết nơi gửi thư.

3. Địa chỉ nhận bản sao (Cc - Carbon Copy): Đây là danh sách các địa chỉ email khác mà người gửi muốn gửi một bản sao của email. Người nhận chính (To) có thể thấy được danh sách các địa chỉ nhận bản sao này.

4. Địa chỉ nhận bản sao ẩn (Bcc - Blind Carbon Copy): Đây là danh sách các địa chỉ email khác mà người gửi muốn gửi một bản sao của email, nhưng người nhận chính (To) và các địa chỉ trong danh sách Cc không thể thấy được những người nhận trong danh sách Bcc.

5. Tiêu đề (Subject): Đây là tiêu đề của email, giúp người nhận nhanh chóng hiểu được nội dung chính của email.

6. Ngày giờ gửi (Date): Thông tin về thời gian gửi email, giúp người nhận biết khi nào email được gửi.

7. Thông tin về máy chủ gửi và nhận thư (Header Information): Các thông tin này bao gồm nhiều phần khác nhau, như thông tin về các máy chủ mà email đã đi qua, phiên bản của giao thức email được sử dụng, và các thông tin khác phục vụ cho việc chuyển thư.

Quá trình xử lý các thông tin này bởi các phần mềm gửi và nhận thư:

1. Phần mềm gửi thư (Email Client):

   • Khi người dùng soạn thảo email, phần mềm gửi thư sẽ yêu cầu người dùng nhập vào các thông tin cần thiết như From, To, Subject, và nội dung của email.

   • Khi người dùng nhấn nút "Gửi," phần mềm sẽ tạo ra một bản tin email hoàn chỉnh với đầy đủ các thông tin trên.

   • Phần mềm sau đó sẽ sử dụng giao thức SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) để gửi email đến máy chủ gửi thư (SMTP Server).

2. Máy chủ gửi thư (SMTP Server):

   • Máy chủ SMTP nhận email từ phần mềm gửi thư và đọc các thông tin trong phần header để xác định đích đến của email.

   • Máy chủ SMTP sẽ tìm địa chỉ máy chủ nhận thư của người nhận (thông qua các bản ghi MX - Mail Exchanger trong DNS) và chuyển tiếp email tới máy chủ đó.

3. Máy chủ nhận thư (IMAP/POP3 Server):

   • Máy chủ nhận thư sẽ nhận email từ máy chủ SMTP của người gửi và lưu trữ email trong hộp thư của người nhận.

   • Khi người nhận mở phần mềm nhận thư (email client) của mình, phần mềm này sẽ sử dụng giao thức IMAP (Internet Message Access Protocol) hoặc POP3 (Post Office Protocol) để kết nối tới máy chủ nhận thư và tải email về.

4. Phần mềm nhận thư (Email Client):

   • Phần mềm nhận thư sẽ kết nối tới máy chủ nhận thư và tải về các email mới.

   • Nó sẽ hiển thị các thông tin như From, To, Cc, Subject và nội dung email cho người nhận.

   • Nếu có các tệp đính kèm hoặc các phần tử đa phương tiện khác, phần mềm nhận thư sẽ xử lý và hiển thị chúng phù hợp.

Các thông tin trong email header không chỉ giúp định tuyến email mà còn cung cấp thông tin hữu ích để chẩn đoán và giải quyết các vấn đề liên quan đến email, như xác định nguồn gốc của spam hoặc xác minh tính xác thực của người gửi.

Câu hỏi 1: Giao thức là gì?

Giải chi tiết:

Giao thức là một tập hợp các quy định và quy tắc cụ thể để điều chỉnh cách thức giao tiếp và trao đổi dữ liệu giữa các đối tượng trong một mạng hoặc hệ thống. Nó định nghĩa các định dạng, ý nghĩa và quy trình xử lý dữ liệu để đảm bảo truyền thông chính xác, tin cậy và hiệu quả.

Câu hỏi 2: Nêu ý nghĩa của giao thức mạng

Giải chi tiết:

Giao thức mạng có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo truyền thông hiệu quả giữa các thiết bị và hệ thống trong mạng. Các giao thức giúp xác định cách thức gửi, nhận và xử lý dữ liệu, đảm bảo tính tin cậy, đúng thứ tự và hiệu suất truyền thông. Các giao thức định nghĩa các quy tắc cho việc chia sẻ tài nguyên, định dạng dữ liệu, xác thực và quyền truy cập vào mạng. Chúng cung cấp một cơ chế để các thiết bị trong mạng có thể giao tiếp và làm việc cùng nhau một cách nhất quán và hiệu quả.

2. GIAO THỨC TCP/IP

Hoạt động 2: Quy định nào có thể là giao thức?

Hãy thảo luận và trả lời câu hỏi sau: Những quy định nào sau đây cần có với vai trò là giao thức mạng trên Internet?

a) Các máy tính cần có địa chỉ và quy định cách tìm đường để dữ liệu được truyền chính xác tới máy nhận trên phạm vi toàn cầu.

b) Quy định các cá nhân, tổ chức phải đăng kí sử dụng các dịch vụ truyền dữ liệu trên Internet.

c) Quy định người dùng phải trả phí cho các dịch vụ trao đổi dữ liệu theo khối lượng.

d) Quy định chia dữ liệu thành các gói tương tự như giao thức Ethernet, ngoài dữ liệu trao đổi có kèm các dữ liệu địa chỉ nơi gửi, nơi nhận, mã kiểm tra để kiểm soát chất lượng truyền dữ liệu.

Giải chi tiết:

Trong các quy định nêu ra, quy định a) và quy định d) có liên quan đến giao thức mạng trên Internet, trong khi quy định b) và quy định c) không phải là giao thức mạng mà là quy định về việc sử dụng và thanh toán dịch vụ trên Internet.

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

Giải chi tiết:

- Giao thức IP (Internet Protocol) là một giao thức mạng được sử dụng để định tuyến và chuyển tiếp dữ liệu qua mạng Internet. Giao thức IP quy định hai nội dung chính:

+ Địa chỉ IP: Mỗi thiết bị trong mạng Internet được gán một địa chỉ IP duy nhất để xác định và nhận dữ liệu. Địa chỉ IP có thể là IPv4 (địa chỉ 32 bit) hoặc IPv6 (địa chỉ 128 bit). Địa chỉ IP cho phép xác định nguồn và đích của dữ liệu trong quá trình truyền.

+ Định tuyến: Khi dữ liệu cần được truyền từ một thiết bị đến thiết bị khác không nằm trong cùng một mạng cục bộ, giao thức IP sử dụng các router để định tuyến dữ liệu. Router là các thiết bị mạng có khả năng hướng dẫn dữ liệu "tìm đường" từ điểm xuất phát đến điểm đích. Giao thức IP sử dụng các bảng định tuyến để hướng dẫn dữ liệu trên đường đi phù hợp từ router này sang router khác cho đến khi dữ liệu đến được đích.

- Ý nghĩa của giao thức IP là tạo ra một hệ thống địa chỉ và quy trình định tuyến để cho phép dữ liệu được truyền tới đúng đích trên mạng Internet. Giao thức IP là một phần quan trọng của cơ sở hạ tầng mạng Internet, cho phép các thiết bị và mạng khác nhau kết nối và giao tiếp với nhau trên phạm vi toàn cầu.

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

Giải chi tiết:

- Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) là một giao thức truyền tin cậy trong mạng máy tính. Nó cung cấp các tính năng quan trọng để đảm bảo việc truyền dữ liệu tin cậy và hiệu quả trong mạng. Dưới đây là nội dung và ý nghĩa chính của giao thức TCP:

+ Đánh số và xác nhận gói tin: TCP sử dụng cơ chế đánh số các gói tin để đảm bảo rằng

chúng được nhận và lắp ráp đúng thứ tự tại nơi đích. Nó cũng sử dụng các tin nhắn ACK

(acknowledgment) để xác nhận việc nhận gói tin từ phía máy nhận.

+ Quản lý luồng dữ liệu: TCP điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu giữa máy gửi và máy nhận để đảm bảo rằng máy nhận có thể xử lý dữ liệu một cách hiệu quả. TCP sử dụng cơ chế tránh quá tải (congestion control) để điều chỉnh lưu lượng dữ liệu trên mạng.

+ Thiết lập và kết thúc kết nối: TCP sử dụng cơ chế ba bước bắt tay (three-way handshake) để thiết lập kết nối giữa máy gửi và máy nhận trước khi truyền dữ liệu. Khi truyền xong, nó sử dụng cơ chế bốn bước tắt kết nối (four-way handshake) để đảm bảo việc kết thúc kết nối được thực hiện một cách đúng đắn.

+ Đảm bảo tính tin cậy: TCP sử dụng cơ chế bảo đảm tính tin cậy bằng cách đảm bảo gói tin nhận được đúng và không bị mất. Nếu gói tin bị mất, TCP yêu cầu máy gửi gửi lại gói tin đó.

+ Hỗ trợ đa luồng: TCP hỗ trợ truyền dữ liệu đa luồng, cho phép nhiều ứng dụng hoạt động song song trên cùng một kết nối TCP.

- Ý nghĩa chính của giao thức TCP là đảm bảo truyền dữ liệu một cách tin cậy, đúng thứ tự và hiệu quả trên mạng máy tính. Nó đảm bảo rằng dữ liệu được gửi và nhận một cách đáng tin cậy, và cung cấp các cơ chế để điều chỉnh lưu lượng và đảm bảo tính tin cậy của kết nối. Giao thức TCP đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng và duy trì kết nối mạng tin cậy trong môi trường mạng phức tạp như Internet.

LUYỆN TẬP

Câu 1: Hãy quan sát việc gọi điện thoại bằng máy để bàn. Những hành động và sự kiện xảy ra khi gọi điện thoại như nhấc ống nghe, quay số, phát nhạc chờ, reo chuông báo, báo lỗi, nói chuyện, kết thúc cuộc gọi đều phải theo một quy tắc chặt chẽ. Hãy kể ra các quy tắc đó để làm rõ giao thức gọi điện thoại.

Giải chi tiết:

Quy tắc giao thức gọi điện thoại:

- Nhắc ống nghe: Trước khi bắt đầu cuộc gọi, người dùng cần nhấc ống nghe từ nằm ngang lên đứng để chuẩn bị cho việc nghe và nói.

- Quay số: Người dùng sử dụng bàn phím trên điện thoại để quay số. Mỗi số được quay bằng cách nhấn một phím tương ứng. Điện thoại sẽ gửi tín hiệu số điện thoại đến mạng để thiết lập kết nối.

- Phát nhạc chờ: Nếu cuộc gọi không được kết nối trực tiếp, điện thoại có thể phát nhạc chờ để người gọi nghe trong khi chờ đợi cuộc gọi được kết nối.

- Reo chuông báo: Khi cuộc gọi đến, điện thoại sẽ kích hoạt reo chuông để báo hiệu cho người dùng.

- Báo lỗi: Trong trường hợp có lỗi xảy ra trong quá trình gọi điện thoại, điện thoại có thể phát ra các tín hiệu hoặc âm thanh để báo hiệu vấn đề.

- Nói chuyện: Khi cuộc gọi được kết nối, người dùng có thể nói chuyện thông qua ống nghe và micro trên điện thoại.

- Kết thúc cuộc gọi: Khi cuộc gọi kết thúc, người dùng đặt ống nghe trở lại vị trí ban đầu để đóng cuộc gọi.

Câu 2: Xác định địa chỉ IP tương ứng ở dạng thập phân và dạng nhị phân.

Giải chi tiết:

VẬN DỤNG

Câu 1: Hãy tìm hiểu giao thức tên miền DNS theo các gợi ý sau:

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

- Các lớp tên miền.

- Tổ chức nào phụ trách việc cấp tên miền ở Việt Nam.

Giải chi tiết:

- Lợi ích của việc sử dụng tên miền thay thế cho địa chỉ IP là:

+ Dễ nhớ.

+ Tính linh hoạt.

+ Tách biệt giữa tên và vị trí.

- Các lớp tên miền:

+ Top-Level Domain (TLD): Lớp tên miền cao nhất trong hệ thống. Ví dụ: .com, .net, .org. TLD chủ yếu được sử dụng để phân loại các loại tài nguyên trên Internet.

+ Second-Level Domain (SLD): Lớp tên miền ở cấp độ thấp hơn TLD. Ví dụ: google.com, microsoft.com. SLD thường đại diện cho tên của các tổ chức, công ty, hay cá nhân.

+ Subdomain: Các lớp tên miền con nằm dưới SLD. Ví dụ: mail.google.com, support.microsoft.com. Subdomain thường được sử dụng để phân chia và quản lý các phần của một tên miền chính.

- Tổ chức phụ trách việc cấp tên miền ở Việt Nam:

Ủy ban Quản lý Tên miền Việt Nam (VNNIC) là tổ chức phụ trách việc quản lý và cấp phát tên miền ở Việt Nam. VNNIC là cơ quan chuyên môn thuộc Bộ Thông tin và Truyền thông, có trách nhiệm đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống tên miền quốc gia .vn và đáp ứng nhu cầu cấp phát tên miền cho các tổ chức và cá nhân tại Việt Nam.

Câu 2: Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol) cho phép gửi một yêu cầu đến một máy tính khác, một thiết bị mạng hay một ứng dụng trên mạng để lấy thông tin phản hồi. 

Một trong các ứng dụng của giao thức này là lệnh ping của hệ điều hành giúp kiểm tra máy tính của em có kết nối được với một máy tính hay một thiết bị mạng hay không. 

Hãy tìm hiểu lệnh ping và thử nghiệm sử dụng lệnh này.

Giải chi tiết:

Lệnh ping là một công cụ chẩn đoán mạng phổ biến được sử dụng để kiểm tra khả năng kết nối giữa máy tính của bạn và một thiết bị khác trên mạng, chẳng hạn như máy tính khác, máy chủ hoặc thiết bị mạng (như router). Lệnh này gửi các gói tin ICMP Echo Request tới đích và chờ đợi phản hồi ICMP Echo Reply.

Dưới đây là cách sử dụng và các bước thử nghiệm lệnh ping:

Sử dụng lệnh ping

1. Mở Command Prompt (trên Windows) hoặc Terminal (trên macOS và Linux):

   • Trên Windows: Nhấn tổ hợp phím Windows + R, gõ cmd và nhấn Enter.

   • Trên macOS: Sử dụng Spotlight Search (Cmd + Space), gõ Terminal và nhấn Enter.

   • Trên Linux: Tìm ứng dụng Terminal từ menu ứng dụng hoặc sử dụng phím tắt cụ thể của hệ điều hành.

2. Cú pháp của lệnh ping:

ping [tên miền hoặc địa chỉ IP]

1. Ví dụ:

   • Kiểm tra kết nối đến Google:

ping google.com

• Kiểm tra kết nối đến địa chỉ IP cụ thể:

ping 8.8.8.8

Giải thích kết quả lệnh ping

Khi bạn chạy lệnh ping, bạn sẽ nhận được các kết quả như sau:

• Reply from [địa chỉ IP]: bytes=[số byte] time=[thời gian phản hồi]ms TTL=[giá trị TTL]

  • Reply from [địa chỉ IP]: Máy đích đã nhận được gói tin và gửi phản hồi.

  • bytes=[số byte]: Kích thước gói tin nhận được (thường là 32 byte).

  • time=[thời gian phản hồi]ms: Thời gian (độ trễ) mà gói tin di chuyển từ máy của bạn đến máy đích và quay lại (tính bằng mili giây).

  • TTL (Time To Live): Số lượng các hop mà gói tin được phép đi qua trước khi bị loại bỏ. Giá trị này giúp xác định số lượng router mà gói tin đã đi qua.

• Request timed out: Không nhận được phản hồi từ máy đích trong thời gian chờ mặc định. Điều này có thể do máy đích không hoạt động, không kết nối mạng, hoặc bị chặn bởi tường lửa.

• Ping statistics for [địa chỉ IP hoặc tên miền]:

  • Packets: Sent = [số gói gửi], Received = [số gói nhận], Lost = [số gói mất] ([phần trăm mất mát] loss): Thống kê về số lượng gói tin đã gửi, nhận và bị mất trong quá trình ping.

  • Approximate round trip times in milli-seconds: Thống kê thời gian đi và về của gói tin (tính bằng mili giây).

    • Minimum = [giá trị thấp nhất]ms, Maximum = [giá trị cao nhất]ms, Average = [giá trị trung bình]ms