TCP/IP có nhiều thuộc tính quan trọng mà chúng ta cần xem xét. Đặc biệt, cần chú ý đến cách bộ giao thức TCP/IP giải quyết những vấn đề sau: (1) Địa chỉ logic, (2) Định tuyến, (3) Dịch vụ tạo địa chỉ tên, (4) Kiểm tra lỗi và kiểm soát giao thông, (5) Hỗ trợ ứng dụng. Những vấn đề này là cốt lõi của TCP/IP.

Địa chỉ logic

Một bộ điều hợp mạng (network adapter) có một địa chỉ vật lý cố định và duy nhất. Địa chỉ vật lý là một con số cho trước gắn vào bộ điều hợp tại nơi sản xuất. Trong mạng cục bộ, những giao thức chỉ chú trọng vào phần cứng sẽ vận chuyển dữ liệu theo mạng vật lý nhờ sử dụng địa chỉ vật lý của bộ điều hợp. Có nhiều loại mạng và mỗi mạng có cách thức vận chuyển dữ liệu khác nhau. Ví dụ, một mạng Ethernet, một máy tính gửi thông tin trực tiếp tới bộ phận trung gian. Bộ điều phối mạng của mỗi máy tính sẽ lắng nghe tất cả các tín hiệu truyền qua lại trong mạng cục bộ để xác định thông tin nào có địa chỉ nhận giống của mình.

Tất nhiên, với những mạng rộng hơn, các bộ điều hợp không thể lắng nghe tất cả các thông tin. Khi các bộ phận trung gian trở nên quá tải với số lượng máy tính được thêm mới, hình thức hoạt động này không thể hoạt động hiệu quả.

Các nhà quản trị mạng thường phải chia vùng mạng bằng cách sử dụng các thiết bị như bộ định tuyến để giảm lượng giao thông. Trên những mạng có định tuyến, người quản trị cần có cách để chia nhỏ mạng thành những phần nhỏ (gọi là tiểu mạng) và thiết lập các cấp độ để thông tin có thể di chuyển tới đích một cách hiệu quả. TCP/IP cung cấp khả năng chia tiểu mạng thông qua địa chỉ logic. Một địa chỉ logic là địa chỉ được thiết lập bằng phần mềm của mạng. Trong TCP/IP, địa chỉ logic của một máy tính được gọi là địa chỉ IP. Một địa chỉ IP bao gồm: mã số (ID) mạng, dùng để xác định mạng; ID tiểu mạng, dùng để xác định vị trí tiểu mạng trong hệ thống; ID máy nguồn (chủ), dùng để xác định vị trí máy tính trong tiểu mạng.

Hệ thống tạo địa chỉ IP cũng cho phép quản trị mạng đặt ra hệ thống số của mạng một cách hợp lý để khi cần mở rộng có thể dễ dàng bổ sung và quản lý.

Định tuyến

Bộ định tuyến là thiết bị đặc biệt có thể đọc được thông tin địa chỉ logic và điều khiển dữ liệu trên mạng tới được đích của nó.

Ở mức độ đơn giản nhất, bộ định tuyến phân chia tiểu vùng từ hệ thống mạng (xem hình 1.3).

figure13
Hình 1.3 - Bộ định tuyến nối LAN với mạng lớn hơn.

Dữ liệu cần chuyển tới địa chỉ nằm trong tiểu vùng đó, nên không qua bộ định tuyến. Nếu dữ liệu cần tới máy tính nằm ngoài tiểu vùng của máy gửi đi (máy chủ), thì bộ định tuyến sẽ làm nhiệm vụ của mình. Trong những mạng có quy mô rộng lớn hơn, như Internet chẳng hạn, sẽ có vô vàn bộ định tuyến và cung cấp các lộ trình khác nhau từ nguồn tới đích (xem hình 1.4).

figure14
Hình 1.4 - Mạng có định tuyến.

TCP/IP bao gồm các giao thức có chức năng xác định cách các bộ định tuyến tìm lộ trình trong mạng.

Giải pháp địa chỉ dạng tên

Mặc dù địa chỉ IP số có thể thân thiện hơn với địa chỉ vật lý của adapter mạng, nhưng IP được thiết kế chỉ đơn giản là nhằm tạo sự thuận tiện cho máy tính chứ không phải con người. Mọi người chắc chắn sẽ gặp phải khó khăn khi nhớ các địa chỉ như 111.121.131.146 hay 111.121.131.156. Vì thế, TCP/IP cung cấp một địa chỉ dạng ký tự tương ứng với địa chỉ số, những địa chỉ ký tự này được gọi là tên miền hay DNS (Dịch vụ tên miền). Một số máy tính đặc biệt được gọi là máy chủ quản lý tên miền lưu trữ các bảng hướng dẫn cách gắn tên miền với địa chỉ số.

Kiểm tra lỗi và kiểm soát giao thông

Bộ giao thức TCP/IP cung cấp các thuộc tính đảm bảo mức độ tin cậy của việc vận chuyển dữ liệu trên mạng. Những thuộc tính này bao gồm việc kiểm tra lỗi trong quá trình vận chuyển (để xác định dữ liệu đã tới nơi chính là cái đã được gửi đi) và xác nhận việc thông tin đã được nhận. Lớp Vận chuyển của TCP/IP xác định các việc kiểm tra lỗi và xác nhận thông qua giao thức TCP. Nhưng giao thức ở cấp thấp hơn, Lớp Truy cập Mạng, cũng đóng một vai trò trong toàn bộ quá trình kiểm tra lỗi.

Hỗ trợ ứng dụng

Bộ giao thức phải cung cấp giao diện cho ứng dụng trên máy tính để những ứng dụng này có thể tiếp cận được phần mềm giao thức và có thể vào mạng. Trong TCP/IP, giao diện từ mạng cho tới ứng dụng chạy trên máy ở mạng cục bộ được thực hiện thông qua các kênh logic gọi là cổng (port). Mỗi cổng có một số đánh dấu.