Cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn các gói tin trong giao thức Giao thức mạng  Trước tiên chúng ta cần hiểu giao thức mạng là gì ? Giao thức mạng – hay protocol là một tập hợp các quy tắc chuẩn dành cho việc biểu diễn dữ liệu, phát tín hiệu, chứng thực và phát hiện lỗi dữ liệu - những việc cần thiết để gửi thông tin qua các kênh truyền thông, nhờ đó mà các máy tính (và các thiết bị) có thể kết nối và trao đổi thông tin với nhau. Các giao thức truyền thông dành cho truyền thông tín hiệu số trong mạng máy tính có nhiều tính năng để đảm bảo việc trao đổi dữ liệu một cách đáng tin cậy qua một kênh truyền thông không hoàn hảo (theo WikipediA ) .  Giao thức không quy định một cách chi tiết việc thực hiện các quy tắc và quy ước trong một hệ thống như thế nào. Cùng với các thực thể (entities) tham gia trao đổi số liệu tạo thành Máy giao thức (Protocol Machine/Engine). Trong đó, thực thể (entities) là một thứ gì đó tồn tại tách biệt với thứ khác và xác định riêng nó. Ví dụ một số giao thức như: TCP/IP, SPX/IPX, v.v…  Các dạng liên kết của Protocol : 2 1. Connectionless & Connection- Oriented protocols: Giao thức hướng kết nối và giao thức không kết nối . a) Giao thức hướng kết nối : kiểm soát được dữ liệu đường truyền , dữ liệu được truyền theo tuần tự , nếu nhận thành công thì nơi nhận phải gửi tín hiệu ACK ( ACKnowledge ). Ví dụ : Giao thức TCP, SPX ,... b) Giao thức không kết nối : không kiểm soát đường truyền , dữ liệu không bảo đảm đến được nơi nhận , dữ liệu thường dưới dạng Datagrams, thường được sử dụng khi xem các video 2. hay live trực tuyến . Ví dụ : Giao thức UDP của TCP/IP ,.. Routable & non-Routable protocols: Giao thức có khả năng định tuyến và giao thức không có khả năng định tuyến . a) Giao thức có khả năng định tuyến : Là các giao thức cho phép đi qua các thiết bị liên mạng như Router để xây dựng các mạng lớn . Nói nôm na là khi có nhiều đường đi đến một mạng cùng tồn tại , giao thức sẽ xác định con đường tốt nhất cho gói tin .Ví dụ : Các giao thức có khả năng định tuyến như TCP/IP, SPX/IPX, ... b) Giao thức không có khả năng định tuyến : Ngược lại với giao thức có khả năng định tuyến, các giao thức này không cho phép đi qua các thiết bị liên mạng như Router để xây dựng các mạng lớn . Ví dụ : NETBEUI ...  Giới thiệu về một số giao thức và cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn của các gói tin . 1. Giao thức UDP ( User Datagram Protocol ) Giao thức UDP là một trong những giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP . Dùng UDP, chương trình trên mạng máy tính có thể gửi những dữ liệu ngắn được gọi là Datagrams tới máy khác. UDP không cung cấp sự tin cậy hay thứ tự truyền nhận , khi gửi các khối dữ liệu lớn có thể không đúng thứ tự hoặc mất mà không có thông báo . Tuy nhiên UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với những 3 đoạn dữ liệu nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian . Do bản chất không trạng thái của UDP nên nó hữu dụng đối với các truy vấn nhỏ với số lượng người yêu cầu lớn . Những ứng dụng phổ biến sử dụng UDP có thể kể đến như DNS ( Domain Name System ), ứng dụng stream media , voice over IP , game trực tuyến , ... UDP là giao thức không kết nối , kém tin cậy vì nó không có cơ chế kiểm tra độ tin cậy của dữ liệu . Mỗi gói tin UDP được gọi là Datagrams được phân làm 2 phần header và và data . Trong đó header bao gồm địa chỉ cổng nguồn , địa chỉ cổng đích , độ dài của gói và checksum . Cấu trúc một gói tin của giao thức UDP Đặc điểm của UDP:  Giao thức UDP nằm ở tầng Transport trong mô hình OSI  Đây là một giao thứ phi kết nối, có thể truyền tải dữ liệu ngay mà không cần thiết lập bất cứ kết nối nào  Sửa lỗi bị hạn chế do chỉ có Checksum  Là một giao thức Best-effort, truyền dữ liệu không tin cậy (Unreliable) 4  Không có chức năng khôi phục dữ liệu hay yêu cầu gửi lại dữ liệu bị mất Cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn của gói tin : UDP không có cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn của gói tin . Lỗi chỉ được phát hiện hay kiểm tra dựa vào thuật toán CRC kiểm tra phần checksum và kiểm tra cũng rất qua loa . 2. Giao thức TCP ( Transmission Control Protocol ) Là một trong các giao thức cốt lõi của bộ giao thức TCP/IP. Sử dụng TCP, các ứng dụng trên các máy chủ được nối mạng có thể tạo các "kết nối" với nhau, mà qua đó chúng có thể trao đổi dữ liệu hoặc các gói tin. Giao thức này đảm bảo chuyển giao dữ liệu tới nơi nhận một cách đáng tin cậy và đúng thứ tự. TCP còn phân biệt giữa dữ liệu của nhiều ứng dụng (chẳng hạn, dịch vụ Web và dịch vụ thư điện tử) đồng thời chạy trên cùng một máy chủ. TCP hỗ trợ nhiều giao thức ứng dụng phổ biến nhất trên Internet và các ứng dụng kết quả, trong đó có WWW, thư điện tử và Secure Shell. Trong bộ giao thức TCP/IP, TCP là tầng trung gian giữa giao thức IP bên dưới và một ứng dụng bên trên. Các ứng dụng thường cần các kết nối đáng tin cậy kiểu đường ống để liên lạc với nhau, trong khi đó, giao thức IP không cung cấp những dòng kiểu đó, mà chỉ cung cấp dịch vụ chuyển gói tin không đáng tin cậy. TCP làm nhiệm vụ của tầng giao vận trong mô hình OSI đơn giản của các mạng máy tính. Không như giao thức UDP – giao thức có thể lập tức gửi gói tin mà không cần thiết lập kết nối, TCP đòi hỏi thiết lập kết nối trước khi bắt đầu gửi dữ liệu và kết thúc kết nối khi việc gửi dữ liệu hoàn tất. Cụ thể, các kết nối TCP có ba pha:  Thiết lập kết nối  Truyền dữ liệu  Kết thúc kết nối 5 Cơ chế kiểm tra độ toàn vẹn của các gói tin TCP tạo ra các kết nối giữa 2 máy cần trao đổi dữ liệu (tạo một “ đường ống “ riêng ) mà qua đó các gói tin được đảm bảo truyền đến nơi nhận 1 cách đáng tin cậy và đúng thứ tự . Nguyên tắc hoạt động : TCP tại máy nguồn phân chia các byte dữ liệu cần truyền đi thành các đoạn ( Segment ) có kích thước thích hợp . Sau đó , TCP chuyển các gói tin này qua giao thức IP để gửi nó qua một liên mạng đến TCP ở máy đích . TCP nguồn kiểm tra để không có một gói tin nào bị thất lạc bằng cách gán cho mỗi gói tin một số thứ tự ( Sequence Number ) . Khi TCP đích nhận được , họ gửi về TCP nguồn một thông báo đã nhận ( Acknowledgement – ACK ) cho các gói tin đã nhận thành công , Một đồng hồ tại TCP nguồn sẽ báo time-out nếu không nhận được tin báo nhận trong khoảng thời gian bằng một RRT ( Round Trip Time ) , và dữ liệu ( lúc này được tính là thất lạc ) sẽ được gửi lại . TCP đích sẽ kiểm tra Checksum xem có byte nào bị hỏng trong quá trình vận chuyển hay không ? Giá trị checksum này được tính toán cho mỗi gói dữ liệu tại nơi gửi trước khi nó được gửi và kiểm tra tại nơi nhận . Ưu điểm của TCP so với UDP :  Truyền dữ liệu không lỗi ( Do có cơ chế sửa lỗi / Truyền lại )  Truyền dữ liệu đi theo đúng thứ tự .  Truyền lại dữ liệu đã mất hoặc bị thất lạc .  Loại bỏ các gói dữ liệu trùng lặp . Cơ chế hạn chế tắc nghẽn trên đường truyền . 6 3. Giao thức HTTP ( HyperText Transfer Protocol ) HTTP - Giao thức truyền tải siêu văn bản là một trong năm giao thức chuẩn về mạng Internet, được dùng để liên hệ thông tin giữa Máy cung cấp dịch vụ (Web server) và Máy sử dụng dịch vụ (Web client) là giao thức Client/Server dùng cho World Wide Web - WWW, HTTP là một giao thức ứng dụng của bộ giao thức TCP/IP (các giao thức nền tảng cho Internet). HTTP cùng với HTML là phát kiến của Tim Berners-Lee ở CERN vào năm 1989 đứng sau là các tổ chức lớn (IETF) và World Wide Web Consortium (W3C), và đỉnh cao là việc công bố ra hàng loạt các bản RFC(Request for Comments) . HTTP được viết bởi ngôn ngữ HTML, từ lúc công bố đến nay đã trải qua nhiều phiên bản 1.x (1.0, 1.1, 1.2,1.3) đến ngày nay là phiên bản 2.x Điểm mạnh của giao thức HTTP là hỗ trợ cả hai cách : Kết nối liên tục và kết nối không liên tục . Ví dụ : HTTP 1.0 sử dụng kết nối không liên tục . Trong khi đó chế độ mặc định của HTTP 1.1 lại là kết nối liên tục . Ngoài ra đặc biệt là HTTP server không nhớ thông tin về client , vì thế HTTP được gọi là Giao thức không trạng thái . So sánh một chút , có một vài nhược điểm trong kết nối không liên tục : Thứ nhất , khi liên kết mới được tạo ra , phía client và server phải tạo ra vùng đệm TCP ( buffer ) cũng như lưu trữ các lại các biến TCP . Tức là khi gửi các thông điệp yêu cầu hay trả lời , đều tạo ra biến TCP mới và biến cũ vẫn được lưu lại . Điều này chính là gánh nặng cho server khi có nhiều client cùng yêu cầu cùng một lúc . Với cách kết nối liên tục , server không đóng các liên kết TCP sau khi gửi thông điệp yêu cầu và trả lời . Các thông điệp sau đó ( giữa cùng một client và server ) được gửi qua cùng một kết nối trước đó . Giảm thiểu được áp lực khá nhiều cho server . Ta cùng tìm hiểu về cách thức hoạt động của HTTP 7 Thông điệp HTTP yêu cầu: Cấu trúc chung của thông điệp HTTP yêu cầu - Request line: dòng đầu tiên của thông điệp HTTP yêu cầu. Request line bao gồm có 3 trường như: cách thức (method), URL, phiên bản (version). Trường cách thức (method) có thể chứa các giá trị khác nhau, bao gồm GET, POST, HEAD. Phần lớn các thông điệp HTTP yêu cầu điều sử dụng phương thức GET. Các phương thức GET được sử dụng khi trình duyệt yêu cầu một đối tượng được xác định trong trường URL. Phương thức POST là những phương thức mà HTTP client sử dụng khi người dùng điền vào một biểu mẫu (form) nào đó, chẳng hạn như người dung muốn nhập một từ khóa nào đó vào google.com đề tìm kiếm thông tin. Nếu phương thức là POST thì Entity body của thông điệp yêu cầu sẽ chứa thông tin mà người dùng đã điền. Phương thức HEAD tương tự như GET, nhưng Khi server nhận được yêu cầu bằng phương thức HEAD, nó sẽ trả về thông điệp HTTP và không chứa đối tượng được yêu cầu. - Header line: là các dòng tiếp theo. - Sp: bao gồm các giá trị về khoảng trống. - Blank line: bao gồm các giá trị điều khiển trở về đầu dòng, xuống hang (cr,lf). - Entity Body (nếu có): là phần thân của thông điệp HTTP yêu cầu. Thông điệp HTTP trả lời