Tại sao hàng ngàn hàng vạn người cùng làm việc trên một mạng mà không bị rối loạn?

Xã hội loài người đã bước vào thể kỷ XXI bằng bước đi vững chắc, một thời đại thông tin mới mẻ đã đến, làn sóng xây dựng xa lộ thông tin toàn cầu đang rầm rộ. Mạng Internet tiền thân của xa lộ tin quốc tế đã mở rộng trên hơn 170 quốc gia và khu vực trên thế giới. Thuê bao hiện nay đã là trên 100 triệu. Tại sao lượng người đông như vậy có thể tìm kiếm được cái mình cần trên mạng mà không gây nên sự rối loạn? Đó là vì khi mọi người khai thác thông tin trên mạng đều tuân thủ giao thức mạng. (Hay giao thức liên mạng - btv).

Trong mạng máy tính, khi từng máy trao đổi tin với các máy khác thì phải tuân theo một quy tắc và ước định ta gọi đó là giao thức mạng.

Thực ra khi ta gọi điện thoại nói chuyện với ai đó thì cũng phải tự giác hoặc không tự giác tuân theo một số quy tắc và ước định rồi. Ví dụ khi gọi điện thì phải quay (bấm) số máy mình gọi tới, nếu máy kia đang bận thì phải đợi lát sau gọi lại. Khi nối được máy, thì cần tự giới thiệu hoặc hỏi thăm đối phương, nhằm xác định rõ là đang gọi điện với ai. Khi nói chuyện, cần phải bằng ngôn ngữ mà hai bên cùng hiểu. Khi một người nói thì người kia không được nói, nếu không sẽ không nghe rõ. Nghe xong mấy câu thì cần đáp lời một tiếng, nếu không người nói sẽ cho rằng bạn không chịu nghe hoặc là điện thoại bị hỏng. Nghe không rõ thì đề nghị đối phương nói lại lần nữa v.v. Nếu ta sắp xếp những quy tắc và ước định đó lại rồi viết ra, chắc là có nhiều khoản đấy. Nếu phải viết cho rõ ràng có lẽ phải viết ra mấy điều ước định. Ví dụ: quy trình thao tác điện thoại, ước định về ngôn ngữ giao tiếp điện thoại, quy trình ứng đáp khi điện thoại đường thông, quy phạm lễ nghi thông đường điện thoại.

Hiển nhiên đường vi tính cũng cần phải có một số giao thức. Lí do là máy tính rất cứng nhắc, chỉ có thể làm những việc mà người ta sắp xếp sẵn. Các phương diện đề cập tới khi máy tính truyền thông là khá nhiều, như tuyến truyền thông, kỹ thuật truyền tải, phần cứng, phần mềm máy tính, phân loại ứng dụng, an toàn, v.v. Thật là phức tạp! Do vậy mà mạng máy tính không chỉ cần phải có giao thức mà còn cần nhiều giao thức. Như vậy, truyền thông trên mạng mới có trật tự được.

Vậy thì giao thức mạng máy tính được phân loại và quản lý ra sao? Trong khoa học máy tính, một phương pháp thường dùng là phân tầng. Ví dụ một cuộc truyền thông nói chuyện của ta có thể chia ra ba tầng: nội dung, ngôn ngữ và truyền tải. Trên tầng nội dung, điều quan tâm là nói cái gì và nói thế nào. Trên tầng ngôn ngữ, điều xem xét là sử dụng ngôn ngữ mà hai bên đều hiểu (như tiếng phổ thông) và từ ngữ, rồi làm sao sắp xếp nội dung đàm thoại thành câu. Trên tầng truyền tải, phải xem xét tới cách thức thông tuyến bằng cách thức đó, như các cách thức thư từ, điện báo, điện thoại.

Xét theo ví dụ trên thì quy trình thao tác bấm máy điện thoại thuộc về tầng truyền tải, ước định ngôn ngữ đàm thoại thuộc tầng ngôn ngữ, còn quy trình đáp ứng điện thoại và quy phạm lễ nghi thông tuyến thuộc tầng nội dung.

Ta thấy rằng cách phân tầng có nhiều ưu điểm. Mỗi tầng đều độc lập với nhau, chức năng rõ ràng, dễ quản lý. Đặc biệt là trên mỗi tầng có thể ước định riêng rẽ, và có thể đặt ra ước định khác nhau cho những tình huống khác nhau. Trong ví dụ trên, cách thức truyền tải được đổi thành thư tín qua điện thoại, chỉ cần tăng thêm phần quy ước thể thức gửi thư bưu điện, không cần sửa đổi tầng nội dung liên quan và quy định về tầng ngôn ngữ.

Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế đã đặt ra một tiêu chuẩn cho cấu trúc hệ thống mạng máy tính, gọi là mô hình chuẩn liên kết hệ thống mở (OSI - Open Systems Interconnection - btv). Trong đó quy định rằng mỗi hệ thống mở của mạng máy tính (có thể là máy tính, cũng có thể là mạng máy tính) đều phải có bảy tầng chức năng: Tầng ứng dụng, tầng biểu diễn, tầng hội thoại (tầng phiên), tầng chuyển tải, tầng mạng, tầng cáp truyền số (tầng liên kết dữ liệu) và tầng vật lí.

Giao thức về mạng máy tính cũng chia ra làm bảy tầng như vậy, mỗi giao thức mạng đều là giao thức giữa cùng một tầng của các hệ thống.