Khái niệm
Thiết bị đầu cuối là thành phần của mạng máy tính đóng vai trò là nguồn hoặc đích của dữ liệu người dùng truyền qua mạng. Chú ý rằng, thiết bị đầu cuối có thể chỉ là nguồn, cũng có thể chỉ là đích, cũng có thể đóng cả hai vai trò nguồn và đích.
Dữ liệu người dùng là loại dữ liệu được tạo ra bởi người dùng đầu cuối, hoặc phục vụ cho người dùng đầu cuối. Dữ liệu người dùng thường do phần mềm ứng dụng hiển thị cho người dùng cuối, hoặc do người dùng cuối nhập vào thông qua phần mềm. Trong một số trường hợp, dữ liệu người dùng cũng có thể do các thiết bị cảm biến thu thập và cung cấp cho chương trình.
Để làm việc được với mạng máy tính, thiết bị đầu cuối phải đảm bảo được hai yếu tố: có thể kết nối về mặt phần cứng với mạng; có thể đảm bảo kết nối về mặt logic. Để đảm bảo có thể là điểm xuất phát hoặc đích của dữ liệu người dùng, thiết bị đầu cuối phải cho phép cài đặt phần mềm ứng dụng phục vụ người dùng đầu cuối.
Kết nối thiết bị đầu cuối với mạng
Kết nối vật lý
Để đảm bảo kết nối về mặt phần cứng, các thiết bị đầu cuối sử dụng một loại thiết bị có tên là NIC (Network Interface Card), thường gọi là card mạng hoặc card giao diện mạng.
Tùy thuộc vào công nghệ sử dụng, card mạng có thể rất khác biệt về hình thức cũng như cách lắp đặt vào thiết bị đầu cuối.
Mỗi thiết bị đầu cuối có thể gắn nhiều card mạng để đồng thời tham gia vào nhiều mạng khác nhau. Chi tiết về card mạng sẽ xem xét ở phần tiếp theo trong bài học này.
Kết nối logic
Để đảm bảo kết nối về mặt logic, thiết bị đầu cuối phải hỗ trợ rất nhiều giao thức khác nhau. Để thực hiện yêu cầu này, cũng như đảm bảo khả năng cài đặt phần mềm ứng dụng, các thiết bị đầu cuối đều phải cài đặt một hệ điều hành nào đó.
Các hệ điều hành trên máy tính hiện đại phổ biến bao gồm Windows, các distro của Linux, MacOS. Các hệ điều hành trên thiết bị di động thông minh bao gồm Android và IOS, v.v. Trên các máy tính nhúng cũng có các hệ điều hành riêng như Windows Core, Linux.
Tất cả các hệ điều hành hiện đại đều tích hợp đầy đủ các giao thức tiêu chuẩn để làm việc với mạng máy tính, gọi là bộ giao thức TCP/IP. Chi tiết bị bộ giao thức này sẽ được xem xét ở chương “Phần mềm và giao thức mạng” và chương “Bộ giao thức TCP/IP”.
Trên một mạng máy tính thường đồng thời có rất nhiều thiết bị đầu cuối cùng hoạt động. Mỗi thiết bị đầu cuối nằm trong mạng tạo thành một node của mạng. Do đó mỗi thiết bị đầu cuối đều được gán cho một địa chỉ duy nhất để phân biệt các thiết bị với nhau. Loại địa chỉ này có tên gọi là địa chỉ IP. Địa chỉ IP cũng là cơ sở để các thiết bị đầu cuối có thể trao đổi dữ liệu với nhau.
Phần mềm và thiết bị đầu cuối
Một đặc điểm rất quan trọng của thiết bị đầu cuối là khả năng cài đặt phần mềm ứng dụng. Đây là một trong số các đặc điểm để phân biệt thiết bị đầu cuối với các thiết bị mạng khác.
Các phần mềm ứng dụng khi cài đặt trên thiết bị đầu cuối đều có thể thông qua các giao thức được hỗ trợ của hệ điều hành để làm việc với mạng máy tính.
Khi một phần mềm có khả năng trao đổi dữ liệu thông qua mạng máy tính, người ta gọi nó là một phần mềm ứng dụng mạng. Chi tiết về phần mềm ứng dụng mạng sẽ được nghiên cứu chi tiết ở chương “Phần mềm và giao thức mạng”.
Các thiết bị đầu cuối đặc biệt
Với các đặc điểm trên, có thể hình dung thiết bị đầu cuối bao gồm các máy tính và các thiết bị di động thông minh, các loại TV thông minh, v.v..
Ngoài ra, hiện nay, các thiết bị IoT thông minh (như điều hòa, máy giặt, nóng lạnh, thiết bị nông nghiệp, camera an ninh, v.v.) cũng được xem là các thiết bị đầu cuối.
Các loại thiết bị này thường là đích của dữ liệu người dùng dưới dạng cách lệnh điều khiển. Các thiết bị này cũng có thể lấy dữ liệu ngoài (có vai trò tương đương với dữ liệu người dùng) thông qua các cảm biến, như cảm biến ánh sáng, cảm biến độ ẩm, cảm biến nhiệt độ, v.v.. Bên trong các thiết bị IoT thông minh thực tế đều là các máy tính mini.
Hiện nay, trên thiết bị đầu cuối thậm chí có thể cài đặt các loại phần mềm để thiết bị đầu cuối có thể đảm nhiệm cả vai trò của các loại thiết bị mạng khác (như router, tường lửa).
Xử lý dữ liệu trên thiết bị đầu cuối
Dữ liệu, cũng thường gọi là dữ liệu người dùng, là dữ liệu do người dùng tạo ra thông qua phần mềm ứng dụng. Dữ liệu người dùng rất đa dạng, bao gồm văn bản, số, logic, ảnh, video, audio, object. Các loại dữ liệu này được xử lý bởi ứng dụng.
Tất cả các giao thức ở hai tầng giao vận và liên mạng không làm việc trực tiếp với dữ liệu người dùng. Các giao thức này chỉ làm việc với các chuỗi byte (mảng byte, byte[]). Ví dụ, chương trình con TCP chỉ chấp nhận chuỗi byte do ứng dụng chuyển tới.
Vì vậy, để khai thác được các giao thức, chương trình ứng dụng phải chuyển đổi dữ liệu thành chuỗi byte (và ngược lại – chuyển chuỗi byte về dữ liệu). Tùy thuộc vào loại dữ liệu người dùng sẽ có cách thức chuyển đổi khác nhau.
Để đảm bảo khả năng vận chuyển qua mạng, các giao thức ở hai tầng giao vận và liên mạng phải tự động tạo ra chuỗi byte dữ liệu của riêng mình bằng cách bổ sung thêm một chuỗi byte nhỏ (được gọi là header) gắn vào trước chuỗi byte dữ liệu nó nhận được (gọi là payload).
Chuỗi byte lớn này được gọi là một đơn vị dữ liệu của giao thức (Protocol Data Unit, PDU). Chuỗi byte header còn được gọi là thông tin điều khiển của giao thức (Protocol Control Information, PCI). Chuỗi byte dữ liệu payload còn được gọi là đơn vị dữ liệu dịch vụ (Service Data Unit, SDU) – dữ liệu do giao thức khác cung cấp. Tức là PDU = PCI + SDU.
PDU của mỗi giao thức có tên gọi riêng: của TCP được gọi là segment, của UDP được gọi là datagram, của IP được gọi là packet hoặc datagram.
Theo đó, một TCP segment sẽ bao gồm một TCP header vào chuỗi byte dữ liệu do ứng dụng cung cấp (để gửi đi); một UDP datagram bao gồm một UDP header và chuỗi byte dữ liệu của ứng dụng; một IP packet bao gồm một IP header và chính TCP segment (hoặc UDP datagram). Thành phần TCP segment (UDP datagram) trong IP packet chính là SDU của IP packet.
+ Nếu bạn thấy site hữu ích, trước khi rời đi hãy giúp đỡ site bằng một hành động nhỏ để site có thể phát triển và phục vụ bạn tốt hơn.
+ Nếu bạn thấy bài viết hữu ích, hãy giúp chia sẻ tới mọi người.
+ Nếu có thắc mắc hoặc cần trao đổi thêm, mời bạn viết trong phần thảo luận cuối trang.
Cảm ơn bạn!
