Top chuẩn quốc tế về mạng và Internet: IPv4, IPv6, DNS, HTTP, TLS

Giới thiệu

Internet không tự nhiên mà vận hành mượt mà trên phạm vi toàn cầu. Đằng sau là hệ thống chuẩn quốc tế được thiết kế và duy trì bởi nhiều tổ chức lớn như IETF (Internet Engineering Task Force), W3C (World Wide Web Consortium) và ICANN.

Những chuẩn này đảm bảo rằng mọi thiết bị, từ điện thoại, laptop cho đến máy chủ và dịch vụ đám mây, đều có thể giao tiếp trơn tru với nhau.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá những chuẩn Internet cốt lõi: IPv4, IPv6, DNS, HTTP, HTTPS, TLS/SSL, cùng với các giao thức email và dữ liệu web quan trọng.

IPv4 và IPv6: Chuẩn định danh địa chỉ Internet

IPv4 – nền tảng lịch sử

IPv4, được công bố trong RFC 791 (1981), sử dụng địa chỉ 32-bit. Một địa chỉ IPv4 điển hình như 192.168.1.1. Tổng số địa chỉ tối đa khoảng 4,3 tỷ, vốn tưởng như rất lớn vào thời điểm đó.

IPv4 hiện diện ở khắp mọi nơi: từ hệ thống mạng gia đình, văn phòng, đến các dịch vụ Internet cơ bản.

Ví dụ: Khi bạn dùng lệnh ping google.com, kết quả thường trả về địa chỉ IPv4 như 142.250.190.14.

IPv6 – giải pháp cho tương lai

Khi Internet bùng nổ, IPv4 nhanh chóng bộc lộ hạn chế. Do đó, IPv6 ra đời vào năm 1998 (RFC 2460), với không gian địa chỉ 128-bit, cho phép gán số lượng gần như vô hạn địa chỉ IP.

Một địa chỉ IPv6 có dạng:
2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

IPv6 không chỉ giải quyết vấn đề cạn kiệt địa chỉ, mà còn mang lại các lợi ích:

• Bảo mật tích hợp sẵn (IPsec).

• Hiệu quả định tuyến cao hơn.

• Hỗ trợ tốt hơn cho thiết bị IoT.

Ví dụ: Tại Việt Nam, nhiều nhà mạng lớn như VNPT, Viettel đã triển khai IPv6 cho khách hàng gia đình.

DNS: Hệ thống tên miền toàn cầu

Nếu không có DNS, người dùng sẽ phải nhớ dãy số IP phức tạp thay vì tên miền dễ nhớ như google.com.

DNS (Domain Name System) được định nghĩa trong RFC 1034 và 1035, có chức năng:

• Chuyển đổi tên miền thành IP (domain → address).

• Quản lý hệ thống phân cấp toàn cầu với root server, TLD (.com, .org, .vn…).

• Giúp Internet dễ truy cập, thân thiện với con người.

Ví dụ: Khi gõ facebook.com trên trình duyệt, DNS sẽ phân giải thành địa chỉ IP như 157.240.229.35.

DNS được quản lý bởi ICANN và vận hành qua 13 root servers chính cùng hàng nghìn máy chủ trung gian trên toàn thế giới.

HTTP và HTTPS: Giao thức nền tảng của Web

HTTP – HyperText Transfer Protocol

HTTP do Tim Berners-Lee phát minh năm 1991, là giao thức cho phép trình duyệt và máy chủ web trao đổi dữ liệu văn bản, hình ảnh, video.

Một URL dạng HTTP cơ bản:
http://example.com

HTTPS – bảo mật với TLS/SSL

HTTPS là phiên bản mở rộng của HTTP, kết hợp với TLS/SSL để mã hóa dữ liệu khi truyền. Nó đảm bảo 3 yếu tố:

• Confidentiality (Bảo mật): Ngăn chặn nghe lén.

• Integrity (Toàn vẹn): Ngăn dữ liệu bị chỉnh sửa.

• Authentication (Xác thực): Xác minh website thật.

Theo Google Transparency Report, hơn 95% website toàn cầu hiện đã triển khai HTTPS.

Ví dụ: Truy cập https://vnexpress.net sẽ thấy biểu tượng ổ khóa xanh trên trình duyệt.

TLS/SSL: Chuẩn bảo mật Internet

TLS (Transport Layer Security), kế thừa từ SSL (Secure Socket Layer), là xương sống của bảo mật Internet.

• TLS 1.0 ra mắt năm 1999.

• TLS 1.3 (2018) hiện là phiên bản mới nhất, giảm độ trễ và tăng cường mã hóa.

TLS được ứng dụng trong:

• Giao dịch ngân hàng trực tuyến.

• Thương mại điện tử.

• Truyền dữ liệu email, VPN.

Ví dụ: Khi bạn nhập số thẻ ngân hàng trên một website thương mại điện tử, TLS đảm bảo thông tin không bị rò rỉ.

Các giao thức email: SMTP, IMAP, POP3, MIME

Email vẫn là một trong những dịch vụ Internet quan trọng nhất, và để nó hoạt động trơn tru cần nhiều chuẩn giao thức:

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Dùng để gửi email đi.

• IMAP (Internet Message Access Protocol): Cho phép đọc email trên nhiều thiết bị.

• POP3 (Post Office Protocol v3): Tải email về máy cá nhân, thường không đồng bộ.

• MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions): Cho phép email chứa ảnh, file đính kèm, định dạng HTML.

Ví dụ: Gmail dùng SMTP để gửi thư, IMAP để đồng bộ thư trên nhiều thiết bị.

Chuẩn dữ liệu trên Web: JSON, XML, HTML, CSS

JSON – lightweight và phổ biến

• Chuẩn hóa theo ECMA-404.

• Cú pháp gọn, dễ đọc.

• Được sử dụng rộng rãi trong API RESTful.

Ví dụ:

{
  "user": "nguyen",
  "age": 25
}

XML – mạnh mẽ trong siêu dữ liệu

• Được W3C định nghĩa.

• Dùng nhiều trong SOAP Web Services, RSS feeds.

Ví dụ:

<user>
  <name>Nguyen</name>
  <age>25</age>
</user>

HTML & CSS – ngôn ngữ nền tảng của Web

• HTML (HyperText Markup Language): Cấu trúc nội dung website.

• CSS (Cascading Style Sheets): Định dạng giao diện, màu sắc, bố cục.

Ví dụ: Mọi website bạn truy cập hằng ngày đều dựa vào HTML + CSS

Xu hướng mới: HTTP/3 và QUIC

• HTTP/3 là thế hệ mới của giao thức web.

• Dựa trên QUIC, một giao thức do Google phát triển.

• Ưu điểm: giảm độ trễ, tăng tốc độ tải trang, cải thiện bảo mật.

Nhiều trình duyệt và dịch vụ CDN (Cloudflare, Google) đã triển khai HTTP/3.

Ví dụ: Truy cập YouTube hoặc Google hiện nay thường sử dụng HTTP/3 mặc định.

Kết luận

Các chuẩn quốc tế về mạng và Internet chính là xương sống của thế giới số. Nhờ IPv4/IPv6, DNS, HTTPS, TLS, JSON, HTML, mọi thiết bị và dịch vụ trên toàn cầu mới có thể kết nối trơn tru.

Việc hiểu rõ và tuân thủ các chuẩn này không chỉ quan trọng với kỹ sư CNTT, mà còn cần thiết cho doanh nghiệp và người dùng cá nhân để đảm bảo an toàn, tương thích và hiệu quả trong mọi hoạt động trực tuyến.

IPv4 đã gần cạn, IPv6 là tương lai của địa chỉ Internet.

• DNS giúp con người dùng tên miền thay vì IP khó nhớ.

• HTTPS kết hợp với TLS để bảo mật toàn cầu.

• Email dựa trên các chuẩn SMTP, IMAP, POP3, MIME.

• JSON, XML, HTML, CSS là bộ chuẩn nền tảng dữ liệu web.

• HTTP/3 và QUIC sẽ là xu hướng mới trong thập kỷ tới.