các tầng trên internet

Cấu trúc phân lớp trên Internet là cách tổ chức hệ thống truyền thông bằng cách chia thành nhiều lớp chức năng, mỗi lớp đảm nhận nhiệm vụ riêng để đảm bảo truyền dữ liệu từ đầu đến cuối. Thiết kế này giúp hệ thống mạng mô-đun hóa, linh hoạt và dễ mở rộng, thuận tiện cho nâng cấp công nghệ và xử lý sự cố. Việc nắm vững mô hình phân lớp đặc biệt quan trọng với công nghệ blockchain, vì mạng blockchain thường xây dựng trên hạ tầng Internet hiện có và bổ sung các lớp giao thức mới nhằm chuyển giao giá trị phi tập trung và vận hành hợp đồng thông minh.

Bối cảnh: Nguồn gốc kiến trúc phân lớp Internet

Kiến trúc phân lớp Internet xuất phát từ thập niên 1970 khi DARPA tài trợ phát triển giao thức TCP/IP, đặt nền móng cho Internet hiện đại. Mô hình phân lớp này ban đầu nhằm giải quyết vấn đề kết nối các mạng dị thể.

Hai mô hình phân lớp mạng nổi bật gồm:

1. Mô hình OSI bảy lớp: Được ISO đề xuất, gồm các lớp Vật lý, Liên kết dữ liệu, Mạng, Vận chuyển, Phiên, Trình bày và Ứng dụng.
2. Mô hình TCP/IP bốn lớp: Thực tế và phổ biến hơn, gồm Giao diện mạng, Internet, Vận chuyển và Ứng dụng.

Những mô hình này đã phát triển cùng Internet và là nền tảng cho các công nghệ mới như blockchain.

Cơ chế vận hành: Kiến trúc phân lớp Internet hoạt động ra sao

Mô hình TCP/IP, kiến trúc phân lớp chủ đạo của Internet hiện nay, vận hành dựa trên các cơ chế chính:

1. Đóng gói và giải nén dữ liệu:

• Khi gửi dữ liệu, dữ liệu đi từ lớp ứng dụng xuống, mỗi lớp thêm tiêu đề riêng, tạo thành gói dữ liệu của lớp đó
• Bên nhận thực hiện ngược lại, giải nén từ dưới lên, loại bỏ tiêu đề từng lớp và chuyển dữ liệu lên lớp cao hơn

2. Tính độc lập giữa các lớp:

• Mỗi lớp chỉ giao tiếp với lớp liền kề phía trên và dưới, không cần hiểu chi tiết nội bộ lớp khác
• Các lớp có thể phát triển, cập nhật độc lập nếu giao diện giữa các lớp nhất quán

3. Quan hệ giữa blockchain và phân lớp Internet:

• Blockchain thường xây dựng trên lớp ứng dụng, tạo các lớp giao thức mới
• Dự án như Polkadot, Cosmos phát triển lớp tương tác giữa các blockchain, tương tự lớp Internet trong kiến trúc mạng truyền thống
• Layer 2 như Lightning Network, sidechain là các lớp bổ sung trên blockchain gốc để tăng khả năng mở rộng

Rủi ro và thách thức của kiến trúc phân lớp Internet

Kiến trúc phân lớp Internet là nền tảng của truyền thông hiện đại nhưng vẫn đối mặt với các thách thức sau:

1. Hiệu suất và chi phí xử lý:

• Mỗi thao tác đóng gói, giải nén ở các lớp đều tăng chi phí xử lý
• Giao tiếp giữa các lớp có thể gây nghẽn hiệu suất, nhất là với ứng dụng thông lượng cao

2. An toàn bảo mật:

• Mỗi lớp có thể có lỗ hổng riêng
• Phối hợp chính sách bảo mật giữa các lớp phức tạp
• Tấn công xuyên lớp có thể vượt qua bảo mật đơn lớp

3. Thích ứng với công nghệ mới:

• Mô hình phân lớp hiện tại có thể chưa đáp ứng đủ các mô hình mạng mới như IoT, blockchain
• Đổi mới đồng thời giữ tương thích là thử thách lớn

4. Thách thức riêng với blockchain:

• Giao thức blockchain phải triển khai đồng thuận, bảo mật, phi tập trung trên nền phân lớp Internet
• Dự án blockchain khác nhau có thể dùng cách triển khai lớp mạng khác nhau, gây vấn đề tương tác
• Thách thức mở rộng blockchain một phần do phụ thuộc vào kiến trúc mạng cơ bản

Sự phát triển của kiến trúc phân lớp Internet tiếp tục định hình hướng đi và giải pháp cho công nghệ blockchain.

Kiến trúc phân lớp Internet có ý nghĩa nền tảng không thể thay thế; vừa là cơ sở của truyền thông số, vừa là nền tảng hỗ trợ cho hệ thống phân tán như blockchain. Việc phân chia hệ thống phức tạp thành các lớp chức năng riêng biệt cho phép xây dựng mạng lưới có khả năng mở rộng và ổn định cao. Blockchain mở rộng chức năng Internet trên nền tảng này, phát triển từ truyền tải thông tin sang truyền tải giá trị. Khi Web3 và các ứng dụng phi tập trung phát triển, việc hiểu kiến trúc phân lớp Internet sẽ giúp nhà phát triển thiết kế các giải pháp blockchain hiệu quả, bảo mật, thúc đẩy tương tác giữa các hệ thống blockchain khác nhau, từ đó dẫn dắt ngành phát triển đến giai đoạn trưởng thành.