Protocol คือ ข้อกำหนดหรือกฎของการสื่อสารข้อมูล เช่น การรับส่งข้อมูลจะต้องทำอย่างไรบ้าง หรือเมื่อไหร่จึงจะทำการรับส่งข้อมูลกันได้
- องค์ประกอบของ Protocol
1. Syntax หมายถึง format or structure ของข้อมูล
2. Semantics หมายถึง ความหมายของข้อมูลที่ได้รับมา
3. Timing เป็นข้อกำหนดของเวลาในการรับส่งข้อมูล
Standard คือ มาตรฐานจำเป็นต้องมีเพื่อให้เกิดความเป็นสากลและยังถูกกำหนดเพื่อให้อุปกรณ์ทุกชิ้นสามารถที่จะทำงานร่วมกันได้
- รูปแบบของมาตรฐาน
1. De facto เป็นมาตรฐานที่เกิดขึ้นจากการยอมรับจากคนทั่วไป ไม่ต้องมีองค์กรใดทำหน้าที่ในการตรวจสอบและรับรองมาตรฐานนี้
2. De jure เป็นมาตรฐานที่ได้ผ่านการรับรองอย่างถูกกฎหมายแล้ว
- องค์ประกอบที่กำหนดมาตรฐาน
1. ISO (International Organization for Standardization) เป็นองค์กรที่มีสมาชิกจากทั่วโลกมาช่วยกันกำหนดมาตรฐานขึ้นโดยจะเน้นกำหนด มาตรฐานทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และเศรษฐกิจ
2. ITU-T (International Telecommunications Union Telecom Group) เป็นองค์กรหนึ่งที่กำหนดมาตรฐานในเรื่องของการสื่อสารข้อมูลและโทรศัพท์
3. ANSI (American National Standards Institute) เป็นองค์กรอิสระที่ถูกจัดตั้งขึ้นโดยไม่มุ่งเน้นในเรื่องของการแสดงหาผลกำไร และไม่ขึ้นอยู่กับรัฐบาลกลางของ America
4. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) เป็นองค์กรที่เป็นศูนย์รวมของนักวิชาการทางด้านวิศวกรรมและเหล่าบรรดาวิศวกร ที่ใหญ่ที่สุดในโลก
5. IETF (Internet Engineering Task Force) เป็นองกรค์ที่กำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับ Internet และ modem
Layered Tasks
รูปแบบของ Layered Tasks
1. Single layer implementation คือ การทำงานแบบชั้นเดียวที่รวมทุกอย่างไว้ในชั้นเดียว
2. Multi layer implementation คือ การทำงานแบบหลายชั้น ทำงานจากการสั่งจากชั้นบนลงสู่ชั้นล่าง
สิ่งแรกที่ต้องเข้าใจคือ OSI Reference Model หรือ 7 layer Model
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
คำที่เกี่ยวข้องคือ Protocol stacks, Header
Physical Layer มีหน้าที่ดังนี้
เป็นโครงสร้างทางกายภาพของเครือข่าย เช่น คุณสมบัติ ทางเครื่องกล และไฟฟ้าสำหรับการใช้สื่อ , การส่ง Bit เข้ารหัส และเวลา ดูเพิ่มเติมในหัวข้อที่ 3
Data Link Layer มีหน้าที่ดังนี้
เป็นการจัดการกลุ่มของบิต หรือเรียกว่า Frames ซึ่งมีฟังก์ชันดังนี้ addressing, error control, และ flow control
IEEE 802 standard ได้แบ่ง Data Link layer ออกเป็นอีก 2 ส่วนคือ
- Media Access Control (MAC) เป็นผู้ให้หมายเลขที่ใช้ติดต่อระหว่างอุปกรณ์เครือข่าย ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ในหัวข้อที่ 4
- Logical Link Control (LLC) สร้าง และดูแลเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์
ตัวอย่าง การควบคุมวิธีรับส่ง เช่น Synchronous หรือ Asynchronous
การกำหนดหมายเลข หรือ Addressing ที่ Data Link Layer เป็นการระบุหมายเลขของอุปกรณ์ทาง physical ในบางครั้งพูดว่าเป็น Media Access Control (MAC) Address ซึ่งจะไม่ซ้ำกันทั่วโลก (กำหนดโดย IEEE) อุปกรณ์ที่ใช้ในการแบ่งประเภทของ Frame คือ Bridge
Error และ Flow Control ที่ Data Link Layer แบ่งได้เป็น
- Flow control เป็นการตัดสินจำนวนข้อมูลว่าสามารถที่รับส่งในหนึ่งช่วงเวลาได้แค่ไหน
- Error control คือการตรวจสอบ errors ของ frame ในการรับ และร้องขอเพื่อส่ง frame ใหม่
Network Layer มีหน้าที่ดังนี้
ในระดับ Datalink จะใช้การติดต่อในรูปแบบเฟรมเพื่อเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ แต่ Network Layer เป็นการติดต่อสื่อสารของอุปกรณ์บน logical network Address เพื่อให้เครือข่ายที่อยู่ต่างที่ ต่างชนิดกันสามารถเชื่อมต่อกันได้ โดยอาศัยกลไก routing และ routing algorithms ซึ่งจะกล่าวในหัวข้อที่ 6
แต่ละเครือข่ายใน Internetwork จะมีการกำหนด network address เพื่อใช้ในการ route packet ซึ่ง Network layer เป็นผู้จัดการกระบวนการ Addressing และ Delivering ที่มีความซับซ้อน
Network Layer Addressing เป็นการกำหนด Logical network address ที่ไม่ซ้ำซ้อนกันเพื่อส่งข้อมูลข้ามถึงกันและกัน
Network layer รองรับ service addresses ซึ่งเป็นช่องทางในการส่งข้อมูลไปยังเครื่องปลายทาง คุณสามารถ Delivering Packets ด้วยวิธีต่างๆกันดังนี้
- Circuit switching เช่นระบบโทรศัพท์ที่ใช้ตามบ้าน
- Message switching เช่นระบบ e-mail ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป
- Packet switching เช่น Frame relay, X.25, หรือ ATM แบ่งย่อยออกได้เป็น
- Datagram Packet Switching
- Virtual Circuit Packet Switching
ข้อดีของ Packet switching คือการทำให้ bandwidth ของระบบดีขึ้นโดยมีการใช้เครือข่ายร่วมกัน จากหลายๆอุปกรณ์ และมีประสิทธิภาพดีที่สุด เนื่องจากมีการ Delay น้อยกว่า message switching, ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ใหญ่มาก
Connection-oriented และ Connectionless เป็นการส่งข้อมูลระหว่างต้นทาง และปลายทางมีการส่งอยู่ 2 โหมด
- Connection-oriented เป็นการส่งข้อมูลที่มีการตรวจสอบ และควบคุมการไหลของ message path เช่นถ้ามีข้อมูลส่งผิดระบบจะให้หยุด และทำการส่งใหม่
- Connectionless เป็นการส่งที่ไม่สนใจการตรวจสอบ และการควบคุมข้อมูล
ข้อดีคือส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เพราะไม่ต้องสนใจตรวจสอบข้อมูลที่ส่ง
ข้อเสียคือบางครั้งจะเจอ Overflowing buffer หรือลิงค์ผิดพลาด , ข้อความได้รับไม่ครบ หรือสูญหาย
ในชั้น Network Layer นี้จะใช้การส่งข้อมูลที่เป็น Connectionless ในเรื่องของการรับผิดชอบข้อมูลจะขึ้นอยู่กับชั้นที่สูงขึ้น (Transport Layer)
Gateway Services ใช้ในกรณีที่มี 2 เครือข่าย ต้องการติดต่อกัน หรือเชื่อมต่อกับระบบอื่น เช่น SNA Server หรือ Gateway services for Netware
Transport Layer มีหน้าที่ดังนี้
ตรวจสอบเพื่อให้มั่นใจ ว่าข่าวสารที่ส่งไปยังปลายทางน่าเชื่อถือ "น่าเชื่อถือ" นี้ไม่ได้หมายความถึงจะไม่เกิด Error แต่มีความหมายว่ามีการตรวจสอบ และถ้าพบว่ามีปัญหาจะร้องขอให้ส่งใหม่ หรือแจ้งไปยังขั้นที่สูงขึ้นอีกเพื่อดำเนินการถัดไป
Transport layer เป็นชั้นที่เชื่อมกับ Network layer โดยจะทำหน้าที่ซ่อนความยุ่งยากในการรับ และส่งออกไป นอกจากนั้นยังสามารถที่แตก messages ออกเป็นส่วนๆอย่างเหมาะสมสำหรับการส่งข้ามเครือข่าย
บริการการเชื่อมต่อในชั้น Transport
มีประเภทการเชื่อมต่ออยู่สองแบบคือ Connection- oriented และ connectionless โดยถ้าเป็น Connection- Oriented จะมีกิจกรรมดังนี้
- Segment sequencing เป็นหนึ่งในบริการ Connection-oriented มีหน้าที่แบ่งข่าวสารขนาดใหญ่ และเมื่อได้รับก็ทำการประกอบเข้าด้วยกันเพื่อให้เหมือนต้นฉบับ
- Error control เมื่อมีการผิดพลาดระหว่างส่ง หรือมี Segment IDs ชนกัน Transport layer จะทำการกู้คืนสิ่งที่ผิดพลาดขึ้น โดยการใช้เทคนิค checksums เป็นวิธีการตรวจสอบ
- End-to end flow control Transport layer ใช้ในการบอกเพื่อจัดการ end-to-end flow control ระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกัน ถ้าผลลัพธ์ที่ตอบเป็นลบ Transport-layer สามารถร้องขอเพื่อส่งใหม่ได้
Session Layer มีหน้าที่ดังนี้
จัดการบทสนทนาระหว่าง 2 คอมพิวเตอร์โดยการสร้าง , การจัดการ , และการยุติการเชื่อมต่อ วิธีการส่งมีดังนี้
- Simplex dialogs ตัวอย่างเช่น Fire alarm
- Half-duplex dialogs ตัวอย่างเช่น CD radio
- Full-duplex dialogs ตัวอย่างเช่น Computer กับ Modem
Session Layer Session Administration
Session เป็นการสนทนาทั่วไประหว่าง Service requestor และ service provider แบ่งเป็น 3 ขั้นตอน
- Connection establishment ผู้ขอบริการเป็นผู้เริ่ม ระหว่างนั้นก็จะมีกระบวนการสื่อสารเพื่อสร้างการเชื่อมต่อตามกฎ
- Data transfer เมื่อมีการเชื่อมต่อกันแล้ว ก็จะมีการสนทนาโดยมองไปที่ ประสิทธิภาพ และตรวจสอบความผิดพลาด
- Connection release เมื่อเสร็จสิ้นการติดต่อแล้ว มีการยุติการเชื่อมต่อ
Presentation Layer มีวิธีการติดต่อหลายประเภทดังนี้
- Bit-order translation ดูที่ Most-significant digit (MSD), Least-significant digit (LSD)
- Byte-order translation
- Character code translation
- File Syntax Translation
Application Layer มีหน้าที่ดังนี้
ในระดับ Datalink จะใช้การติดต่อในรูปแบบเฟรมเพื่อเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ แต่ Network Layer เป็นการติดต่อสื่อสารของอุปกรณ์บน logical network Address เพื่อให้เครือข่ายที่อยู่ต่างที่ ต่างชนิดกันสามารถเชื่อมต่อกันได้ โดยอาศัยกลไก routing และ routing algorithms ซึ่งจะกล่าวในหัวข้อที่ 6
แต่ละเครือข่ายใน Internetwork จะมีการกำหนด network address เพื่อใช้ในการ route packet ซึ่ง Network layer เป็นผู้จัดการกระบวนการ Addressing และ Delivering ที่มีความซับซ้อน
Network Layer Addressing เป็นการกำหนด Logical network address ที่ไม่ซ้ำซ้อนกันเพื่อส่งข้อมูลข้ามถึงกันและกัน
Network layer รองรับ service addresses ซึ่งเป็นช่องทางในการส่งข้อมูลไปยังเครื่องปลายทาง คุณสามารถ Delivering Packets ด้วยวิธีต่างๆกันดังนี้
- Circuit switching เช่นระบบโทรศัพท์ที่ใช้ตามบ้าน
- Message switching เช่นระบบ e-mail ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป
- Packet switching เช่น Frame relay, X.25, หรือ ATM แบ่งย่อยออกได้เป็น
- Datagram Packet Switching
- Virtual Circuit Packet Switching
ข้อดีของ Packet switching คือการทำให้ bandwidth ของระบบดีขึ้นโดยมีการใช้เครือข่ายร่วมกัน จากหลายๆอุปกรณ์ และมีประสิทธิภาพดีที่สุด เนื่องจากมีการ Delay น้อยกว่า message switching, ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ใหญ่มาก
Connection-oriented และ Connectionless เป็นการส่งข้อมูลระหว่างต้นทาง และปลายทางมีการส่งอยู่ 2 โหมด
- Connection-oriented เป็นการส่งข้อมูลที่มีการตรวจสอบ และควบคุมการไหลของ message path เช่นถ้ามีข้อมูลส่งผิดระบบจะให้หยุด และทำการส่งใหม่
- Connectionless เป็นการส่งที่ไม่สนใจการตรวจสอบ และการควบคุมข้อมูล
ข้อดีคือส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว เพราะไม่ต้องสนใจตรวจสอบข้อมูลที่ส่ง
ข้อเสียคือบางครั้งจะเจอ Overflowing buffer หรือลิงค์ผิดพลาด , ข้อความได้รับไม่ครบ หรือสูญหาย
ในชั้น Network Layer นี้จะใช้การส่งข้อมูลที่เป็น Connectionless ในเรื่องของการรับผิดชอบข้อมูลจะขึ้นอยู่กับชั้นที่สูงขึ้น (Transport Layer)
Gateway Services ใช้ในกรณีที่มี 2 เครือข่าย ต้องการติดต่อกัน หรือเชื่อมต่อกับระบบอื่น เช่น SNA Server หรือ Gateway services for Netware
Transport Layer มีหน้าที่ดังนี้
ตรวจสอบเพื่อให้มั่นใจ ว่าข่าวสารที่ส่งไปยังปลายทางน่าเชื่อถือ "น่าเชื่อถือ" นี้ไม่ได้หมายความถึงจะไม่เกิด Error แต่มีความหมายว่ามีการตรวจสอบ และถ้าพบว่ามีปัญหาจะร้องขอให้ส่งใหม่ หรือแจ้งไปยังขั้นที่สูงขึ้นอีกเพื่อดำเนินการถัดไป
Transport layer เป็นชั้นที่เชื่อมกับ Network layer โดยจะทำหน้าที่ซ่อนความยุ่งยากในการรับ และส่งออกไป นอกจากนั้นยังสามารถที่แตก messages ออกเป็นส่วนๆอย่างเหมาะสมสำหรับการส่งข้ามเครือข่าย
บริการการเชื่อมต่อในชั้น Transport
มีประเภทการเชื่อมต่ออยู่สองแบบคือ Connection- oriented และ connectionless โดยถ้าเป็น Connection- Oriented จะมีกิจกรรมดังนี้
- Segment sequencing เป็นหนึ่งในบริการ Connection-oriented มีหน้าที่แบ่งข่าวสารขนาดใหญ่ และเมื่อได้รับก็ทำการประกอบเข้าด้วยกันเพื่อให้เหมือนต้นฉบับ
- Error control เมื่อมีการผิดพลาดระหว่างส่ง หรือมี Segment IDs ชนกัน Transport layer จะทำการกู้คืนสิ่งที่ผิดพลาดขึ้น โดยการใช้เทคนิค checksums เป็นวิธีการตรวจสอบ
- End-to end flow control Transport layer ใช้ในการบอกเพื่อจัดการ end-to-end flow control ระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกัน ถ้าผลลัพธ์ที่ตอบเป็นลบ Transport-layer สามารถร้องขอเพื่อส่งใหม่ได้
Session Layer มีหน้าที่ดังนี้
จัดการบทสนทนาระหว่าง 2 คอมพิวเตอร์โดยการสร้าง , การจัดการ , และการยุติการเชื่อมต่อ วิธีการส่งมีดังนี้
- Simplex dialogs ตัวอย่างเช่น Fire alarm
- Half-duplex dialogs ตัวอย่างเช่น CD radio
- Full-duplex dialogs ตัวอย่างเช่น Computer กับ Modem
Session Layer Session Administration
Session เป็นการสนทนาทั่วไประหว่าง Service requestor และ service provider แบ่งเป็น 3 ขั้นตอน
- Connection establishment ผู้ขอบริการเป็นผู้เริ่ม ระหว่างนั้นก็จะมีกระบวนการสื่อสารเพื่อสร้างการเชื่อมต่อตามกฎ
- Data transfer เมื่อมีการเชื่อมต่อกันแล้ว ก็จะมีการสนทนาโดยมองไปที่ ประสิทธิภาพ และตรวจสอบความผิดพลาด
- Connection release เมื่อเสร็จสิ้นการติดต่อแล้ว มีการยุติการเชื่อมต่อ
Presentation Layer มีวิธีการติดต่อหลายประเภทดังนี้
- Bit-order translation ดูที่ Most-significant digit (MSD), Least-significant digit (LSD)
- Byte-order translation
- Character code translation
- File Syntax Translation
Application Layer มีหน้าที่ดังนี้
ดูแลบริการต่างๆที่เชื่อมต่อกับผู้ใช้ เช่น File service, Print service, SMTP, Telnet, NFS
-STP (Shield Twisted Pair) เป็นสายคู่ลักษณะคล้ายกันกับสาย UTP
