แลนตามข้อกำหนดของ
IEEE
เครือข่ายเฉพาะที่หรือแลนมีลักษณะโดยทั่วไป
คือ มีอัตราการส่งข้อมูลสูงและมักมีรัศมีเครือข่ายครอบคลุมระยะทางประมาณ
5 กิโลเมตร ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงแลนตามมาตรฐานที่กำหนดโดย
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
IEEE
กำหนดเครือข่ายเฉพาะที่โดยใช้ตัวเลข 802 ตามด้วยตัวเลขย่อยเป็นรหัสประจำแต่ละมาตรฐาน
รูปที่ข้างล่างนี้ เป็นแบบจำลองบางส่วนของมาตรฐานซึ่งเป็นที่รู้จักแพร่หลายได้แก่
IEEE 802.3 หรืออีเทอร์เนต ใช้โปรโตคอลซีเอสเอ็มเอ/ซีดีในโทโปโลยีแบบบัส
IEEE 802.4 หรือโทเคนบัส ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีแบบบัส
IEEE 802.5 หรือโทเคนริง ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีวงแหวน
ข้อกำหนดเพิ่มเติมที่
IEEE สร้างขึ้นในทุกมาตรฐาน 802 คือแยกระดับชั้นเดาทาลิงค์ออกเป็น
2 ส่วนย่อย โดยให้มาตรฐาน
802.2 ซึ่งเรียกว่า แอลแอลซี (LLC : Logical Link Control)
เป็นส่วนเชื่อมต่อกับชั้นเน็ตเวิร์ค อินเทอร์เฟสของแอลแอลซีในเครือข่ายแต่ละชนิด
(802.3, 802.4 และ 802.5) จะมีรูปแบบเชื่อมต่อกับชั้นเน็ตเวิร์คเช่นเดียวกันหมด
IEEE 802.3
IEEE
802.3 หรือ อีเทอร์เน็ต (Ethernet) เป็นเครือข่ายที่มีความเร็วสูงการส่งข้อมูล
10 เมกะบิตต่อวินาที สถานีในเครือข่ายอาจมีโทโปโลยีแบบัสหรือแบบดาว
IEEE ได้กำหนดมาตรฐานอีเทอร์เน็ตซึ่งทำงานที่ความเร็ว 10
เมกะบิตต่อวินาทีไว้หลายประเภทตามชนิดสายสัญญาณเช่น
10Base5 อีเทอร์เน็ตโทโปโลยีแบบบัสซึ่งใช้สายโคแอกเชียลแบบหนา
(Thick Ethernet) ความยาวของสายในเซกเมนต์หนึ่ง ๆ ไม่เกิน
500 เมตร
10Base2 อีเทอร์เน็ตโทโปโลยีแบบบัสซึ่งใช้สายโคแอ๊กเชียลแบบบาง
(Thin Ethernet) ความยาวของสายในเซกเมนต์หนึ่ง ๆ ไม่เกิน
185 เมตร
10BaseT อีเทอร์เน็ตโทโปโลยีแบบดาวซึ่งใช้ฮับเป็นศูนย์กลาง
สถานีและฮับเชื่อมด้วยสายยูทีพี (Unshield Twisted Pair)
ด้วยความยาวไม่เกิน 100 เมตร รูปที่ข้างล่าง
แสดงถึงลักษณะเครือข่ายอีเทอร์เน็ตแยกตามประเภทของสายสัญญาณ
รหัสขึ้นต้นด้วย 10 หมายถึงความเร็วสายสัญญาณ 10 เมกะบิตต่อวินาที
คำว่า Base หมายถึงสัญญาณชนิด Base รหัสถัดมาหากเป็นตัวเลขหมายถึงความยาวสายต่อเซกเมนต์ในหน่วยหนึ่งร้อยเมตร
(5=500, 2 แทนค่า 185) หากเป็นอักษรจะหมายถึงชนิดของสาย
เช่น T คือ Twisted pair หรือ F คือ Fiber optics
ส่วนมาตรฐานอีเทอร์เน็ตความเร็ว
100 เมกกะบิตต่อวินาทีที่นิยมใช้ในปัจจุบันได้แก่ 100BaseTX
และ 100BaseFX สำหรับอีเทอร์เน็ตความเร็วสูงแบบกิกะบิตอีเทอร์เน็ตเริ่มแพร่หลายมากขึ้น
ตัวอย่างของมาตรฐานกิกะบิตอีเทอร์เน็ตในปัจจุบันได้แก่
100BaseT, 100BaseLX และ 100BaseSX เป็นต้น
อีเทอร์เน็ตใช้โปรโตคอล
ซีเอสเอ็มเอ/ซีดี (CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access
with Collision Detection) เป็นตัวกำหนดขั้นตอนให้สถานีเข้าครอบครองสายสัญญาณ
ในขณะเวลาหนึ่งจะมีเพียงสถานีเดียวที่เข้าครองสายสัญญาณ
เพื่อส่งข้อมูล
สถานีที่ต้องการส่งข้อมูลต้องการตรวจสอบสายสัญญาณว่ามีสถานีอื่นใช้สายอยู่หรือไม่
ถ้าสายสัญญาณว่างก็ส่งข้อมูลได้ทันที หากไม่ว่างก็ต้องคอยจนกว่าสายสัญญาณว่างจึงจะส่งข้อมูลได้
ขณะที่สถานีหนึ่ง ๆ กำลังส่งข้อมูลก็ต้องตรวจสอบสายสัญญาณไปพร้อมกันด้วยเพื่อตรวจว่าในจังหวะเวลาที่ใกล้เคียงกันนั้นมีสถานีอื่นซึ่งพบสาย
สัญญาณว่างและส่งข้อมูลมาหรือไม่ หากเกิดกรณีเช่นนี้ขึ้นแล้ว
ข้อมูลจากทั้งสองสถานีจะผสมกันหรือเรียกว่า การชนกัน
(Collision) และนำไปใช้ไม่ได้ สถานีจะต้องหยุดส่งและสุ่มหาเวลาเพื่อเข้าใช้สายสัญญาณใหม่
ในเครือข่ายอีเทอร์เน็ตที่มีสถานีจำนวนมากมักพบว่าการทานจะล่าช้าเพราะแต่ละสถานีพยายามยึดช่องสัญญาณเพื่อส่งข้อมูล
และเกิดการชนกันเกือบตลอดเวลา โดยไม่สามารถกำหนดว่าสถานีใดจะได้ใช้สายสัญญาณเมื่อเวลาใด
อีเทอร์เน็ตจึงไม่ม
ีเหมาะกับการใช้งานในระบบจริง
IEEE 802.4
IEEE
802.4 หรือ โทเคนบัส (Token Bus) มีโทโปโลยีแบบบัสเช่นเดียวกับ
IEEE 802.3 แต่มีข้อกำหนดการเข้าใช้สายสื่อสายโดยใช้โทเค็นพิเศษซึ่งทำหน้าที่เป็นเฟรมสัญญาณกำหนดจังหวะให้สถานีเข้า
ใช้สายสื่อสาร โทเค็นจะถูกนำส่งจากสถานหนึ่งไปยังสถานีหนึ่งและวนกลับที่เดิมเป็นวงรอบ
สถานีที่ได้รับโทเค็นจะม
ีสิทธิ์ใช้สายสื่อสารเพื่อส่งข้อมูลได้
สายสื่อสารในโทเค็นบัสมักใช้สายโคแอ็กเชียล และมีอัตราเร็วหลายระดับคือ
1, 5 หรือ 10 เมกะบิตต่อวินาที การใช้โทเคนช่วยให้สถานีไม่ต้องแย่งยึดช่องสัญญาณเหมือนใน
IEEE 802.3 หากแต่ความซับซ้อนของโปโตคอลทำให้
IEEE 802.4 ไม่เป็นที่นิยมใช้
IEEE 802.5
IEEE
802.5 หรือ โทเคนริง (Token Ring) หรือมักเรียกว่าไอบีเอ็มโทเคนริงจัดเป็นเครือข่ายที่ใช้โทโปโลยีแบบวงแหวน
ด้วยสายคู่ตีเกลียวหรือเส้นใยนำแสง อัตราการส่งข้อมูลของโทเค็นริงที่ใช้โดยทั่วไปคือ
4 และ 6 เมกะบิตต่อวินาที
รูปที่ข้างล่าง แสดงการทำงานของโทเค็นริง โดยมีเฟรมพิเศษเรียกว่า
โทเค็นว่าง (free token) วิ่งวนอยู่ สถานีที่ต้องการส่งข้อมูลจะรอให้โทเค็นว่างเดินทางมาถึงแล้วรับโทเค็นว่างมาเปลี่ยนเป็น
เฟรมข้อมูล (data frame) โดยใส่แฟล็กแสดงเฟรมข้อมูลและบรรจุแอดเดรสของสถานีต้นทางและปลายทางตลอดจนข้อมูลอื่นๆจากนั้นสถานีจึงปล่อย
เฟรมนี้ออกไป
เมื่อสถานีปลายทางได้รับเฟรมจะสำเนาข้อมูลไว้และปล่อยเฟรมให้วนกลับมายังสถานีส่ง
สถานีส่งจะตรวจสอบเฟรมและปล่อยโทเค็นว่างคืนสู่เครือข่ายให้สถานีอื่นมีโอกาสส่งข้อมูลต่อไป
กลไกลแบบส่งผ่านโทเค็นจัด
อยู่ในประเภทประเมินเวลาได้ กล่าวคือ สามารถคำนวณเวลาสูงสุดที่สถานีมีสิทธิ์จับโทเค็นเพื่อส่งข้อมูลได้
โทเค็นริงจึงเหมาะกับระบบที่ต้องการความแน่นอนทางเวลาหรืองานแบบเวลาจริง
เอฟดีดีไอ
เอฟดีดีไอ
(FDDI : Fiber Distributed Data Interface) มีอัตราส่งข้อมูล
100 เมกะบิตต่อวินาทีจึงมักใช้เป็น แกนหลัก (backbone)
ซึ่งเป็นส่วนของเครือข่ายที่จะต้องรับภาระการสื่อสารในปริมาณมาก
และนิยมใช้ระบบงานเวลาจริงเช่นเดียวกับโทเค็นริงเนื่องจากใช้หลักการของโทเค็นเช่นเดียวกัน
โทโปโลยีของเอฟดีดีไอเป็นแบบวงแหวนดังรูปข้างล่าง ในขณะที่โทเค็นริงมีเพียงวงเดียวเท่านั้น
วงแหวนประกอบด้วยวงแหวนหลักเรียกว่า วงแหวนปฐมภูมิ (Primary
ring) และวงแหวนรองเรียกว่า วงแหวนทุติยภูมิ
(secondary ring) การออกแบบให้มีวงแหวนสองวงเพื่อมีเส้นทางสำรอง
หากวงแหวนหลักเกิดชำรุด ระบบจะเปลี่ยนไปใช้วงแหวนสำรองแทน
สัญญาณที่ใช้กับเอฟดีดีไอมี
2 ประเภทคือเส้นใยนำแสงและสายคู่ตีเกลียว เส้นใยนำแสงที่ใช้งานมีทั้งแบบ
หลายภาวะ (multi mode)
และ ภาวะเดี่ยว (single mode) เส้นใยนำแสงแบบหลายภาวะสามารถเชื่อมสถานีที่อยู่ห่างกันได้
2 กิโลเมตร ขณะที่แบบภาวะเดี่ยวสามารถเชื่อมสถานีที่อยู่ห่างกันได้ระยะทางราว
40 กิโลเมตร ส่วนสายคู่ตีเกลียวจะใช้สายประเภท 5 (Category
5) เอฟดีดีไอที่ใช้สายคู่ตีเกลียวมีชื่อเรียกเฉพาะว่า ซีดีดีไอ
(CDDI : Copper Distributed Data Interface)
ไอพีและเทคโนโลยีเครือข่ายอื่น
ทีซีพี/ไอพีมีลักษณะสากลและทำงานร่วมกับโปรโตคอลอื่นได้ทั้งกลุ่มโปรโตคอลเครือข่ายเฉพาะที่
(เน็ตไบออส, ไอพีเอกซ์, และเอกซ์เอ็นเอส) และกลุ่มโปรโตคอลเครือข่ายระยะไกล
(x.25, เฟรมรีเลย์ และ
เอสเอ็มดีเอส)
จากการขยายตัวของเทคโนโลยีเอทีเอ็มได้มีการพัฒนาโปรโตคอลเพื่อให้ไอพีสามารถทำงานร่วมกับเอทีเอ็มได้
ในปัจจุบันม
ีโปรโตคอลหลายรูปแบบเช่น IPOA (IP Over ATM), LANE (LAN
Emulation) และ MPOA (Muiltiprotocol Over ATM) [Gins96]
ถึงแม้ว่าเอทีเอ็มจะให้เป็นทางออกหนึ่งสำหรับทีซีพี/ไอพีความเร็วสูง
แต่เอทีเอ็มก็มีโอเวอร์เฮดสูงเนื่องจากเซลล์เอทีเอ็ม
มีขนาดเพียง 53 ไบต์และมีเฮดเดอร์ 5 ไบต์ แนวทาการใช้ไอพีทำงานบนโซเน็ต/เอสดีเอช
(SONET/SDH) โดยตรงจึงเป็นอีกหัวข้อหนึ่งที่อยู่ในความสนใจของนักวิจัย
อุปกรณ์เครือข่าย
เครือข่ายขนาดเล็กมักประกอบด้วยสถานีงานและเซอร์ฟเวอร์ต่อเชื่อมกัน
การเชื่อเครือข่ายขนาดเล็กจำนวนหลายเครือข่ายเข้าด้วยกันเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันต้องอาศัยอุปกรณ์เครือข่ายที่มี
ลักษณะสมบัต ิแตกต่างกันไป อุปกรณ์เครือข่ายพื้นฐานที่พบโดยทั่วไปและจะอธิบายถึงในหัวข้อนี้ได้แก่
ฮับ บริดจ์ และเราเตอร์
Hub
ฮับ
(Hub) เป็นอุปกรณ์เชื่อมสถานีเครือข่ายที่ใช้โทโปโลยีแบบดาว
เช่น อีเทอร์เน็ต 10BaseT ดังรูปข้างล่าง ฮับมีพอร์ตได้หลายแบบเช่นพอร์ต
RJ-45 ใช้กับสายคู่ตีเกลียวในเครือข่าย 10BaseT หรือพอร์ตไฟเบอร์ใช้กับเส้นใยนำแสงในเครือข่าย
10BaseFฮับเป็นอุปกรณ์ในระดับชั้นฟิสิคัลเช่นเดียวกับรีพีตเตอร์พัง
รูปข้างล่างนี้ ด้วยเหตุผลนี้จึงมักเรียกฮับว่าเป็นมัลติพอร์ต
รีพีตเตอร์ หน้าที่ของฮับคือขยายสัญญาณและกระจายแพ็กเก็ตไปทุกพอร์ต
ฮับใช้เชื่อมต่อเครือข่ายประเภทเดียวกันเท่านั้น เครือข่ายที่เชื่อมต่อด้วยฮับจะรวมเป็นเครือข่ายเดียวกันดังนั้นแพ็กเก็ตที่สร้างจากเครือข่ายหนึ่งจะผ่านฮับไปอีกเครือข่ายหนึ่ง
Bridge
บริดจ์
(bridge) ทำหน้าที่เชื่อมเครือข่ายย่อยสองเครือข่ายเข้าด้วยกัน
บริดจ์ทำงานในระดับชั้นเดทาลิงค์จึงสามารถใช้เชื่อมเครือข่ายประเภทเดียวกันหรือต่างกันได้
เช่นเชื่อมอีเทอร์เน็ตเข้ากับโทเค็นริง แบบจำลองการทำงานของบริดจ์แสดงได้ดังรูปที่ข้างล่างนี้
เมื่อใช้บริดจ์เชื่อมเครือข่ายประเภทเดียวกัน
บริดจ์จะตรวจสอบว่าจะนำส่งแพ็กเก็ตโดยฮาร์ดแวร์แอดเดรสปลายทางกับตารางเลือกเส้นทางที่บริดจ์สร้างขึ้น
หากมีแพ็กเก็ตที่ต้องข้ามบริดจ์จากเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง
บริดจ์จะสำเนาแพ็กเก็ตบิตต่อบิตข้ามไปยังอีกเครือข่ายหนึ่งโดยไม่เปลี่ยนแปลงเฮดเดอร์หรือข้อมูล
หากสถานีต้นทางและสถานีปลายทางอยู่ในเครือข่ายเดียวกัน บริดจ์จะได้รับแพ็กเก็ตแต่ไม่ส่งแพ็กเก็ตข้ามไปยังเครือข่ายอีกด้านหนึ่ง
บริดจ์นำส่งบรอดคาสต์แพ็กเก็ตข้ามเครือข่ายโดยไม่ป้องกัน
สถานีอีเทอร์เน็ตหรือโทเค็นริงต้องดำเนินการกับแพ็กเก็ต
ที่สถานีอื่นบรอดคาสต์มาให้ บรอดคาสต์แพ็กเก็ตมักเกิดจากการทำงานของโปรโตคอลเออาร์พี
บูตพี หรืออาร์ไอพี หากจำนวนบรอดคาสต์แพ็กเก็ตสูงจะส่งผลให้สมรรถนะการทำงานของสถานีในเครือข่ายลดลง
หากสถานีเครือข่ายสร้างบรอดคาสต์แพ็กเก็ตเกิดขึ้นพร้อมกันจำนวนมากหรือเรียกว่า
พายุบรอดคาสต์ (broadcast storms)
จะส่งผลกระทบต่อเครือข่าย การสื่อสารในเครือข่ายจะช้าลงจนสังเกตได้หากมี
บรอดคาสต์แพ็กเก็ตตั้งแต่ 40 แพ็กเก็ตต่อวินาทีขึ้นไป หรือหากมีบรอดคาสต์แพ็กเก็ตในอัตรา
100 แพ็กเก็ตต่อวินาทีอาจ
ทำให้การสื่อสารทั้งหมดหยุดชะงักได้
สวิตช์ทำหน้าที่เช่นเดียวกับบริดจ์ในการแบ่งเครือข่ายขนาดใหญ่ออกเป็นเครือข่ายย่อยและป้องกันไม่ให้มีการส่งเฟรมที่
ไม่จำเป็นจากเครือข่ายหนึ่งข้ามไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง สวิตช์มักประกอบด้วยพอร์ตจำนวนมาก
ต่างจากบริดจ์ที่มีพอร์ตเพียง
2 พอร์ต แต่ละพอร์ตขอสวิตช์สามารถเชื่อมโยงระหว่างสวิตช์ด้วยกันหรือเชื่อมสถานีเข้าสู่สวิตช์โดยตรง
สวิตช์บางรุ่นสามารถ
จัดแบ่งเครือข่ายย่อยตามแต่ละพอร์ตได้โดยใช้ (VLAN : Virtual
Lan) ตามมาตรฐาน IEEE 802.1q
คุณลักษณะสำคัญของสวิตช์คือมี
อิเล็กทรอนิกส์สวิตช์ความเร็วสูงทำหน้าที่ส่งเฟรมจากพอร์ต
ต้นทางสู่ปลายทางโดยไม่รบกวนพอร์ตอื่น ลักษณะนี้ต่างจากบริดจ์หรือเราเตอร์ซึ่งเฟรมถูกส่งจากพอร์ตหนึ่ง
ไปอีกพอร์ตหนึ่งโดยอาศัยการประมวลผลของไมโครโปรเซสเซอร์
Routher
เราเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับชั้นเน็ตเวิร์กตามรูปข้างล่างนี้
เราเตอร์ทำงานร่วมกับฮาร์ดแวร์ในระดับเดทาลิงค์
ได้หลายรูปแบบ หน้าที่ของเราเตอร์คือ จัดแบ่งเครือข่ายและเลือกเส้นทางที่เหมาะสมเพื่อนำส่งแพ็กเก็ต
เราเตอร์จะป้องกันการบรอดคาสต์แพ็กเก็ตจากเครือข่ายหนึ่งไม่ให้ข้ามมายังอีกเครือข่ายหนึ่ง
ในอินเทอร์เน็ตมักเรียกเราเตอร์ว่า
ไอพีเราเตอร์ (IP router) เนื่องจากเราเตอร์ทำงานตามข้อกำหนดของ
โปรโตคอลไอพี เราเตอร์ทำหน้าที่เลือกเส้นทางโดยสร้างแผนที่เครือข่ายและเก็บอยู่ในรูปตารางเส้นทาง
เมื่อเราเตอร์ได้รับแพ็กเก็ตก็จะตรวจสอบแอดเดรสปลายทางและส่งแพ็กเก็ตไปยังอินเทอร์เฟสที่เป็น
ช่องทางไปสู่เครือข่ายปลายทาง เราเตอร์ประกอบด้วยหลายอินเทอร์เฟสเพื่อเชื่อมต่อกับเครือข่ายต่าง
ชนิดเข้าด้วยกันได้ ตัวอย่างเช่น อินเทอร์เฟสอีเทอร์เน็ต
โทเค็นริง เอฟดีดีไอ เอทีเอ็ม หรือ
อินเทอร์เฟสแบบอนุกรม เป็นต้น
ซอฟต์แวร์ในเราเตอร์จะรับแพ็กเก็ตและเก็บเข้าบัฟเฟอร์ก่อนนำไปประมวลผล
วิธีนี้ต่างจากสวิตช์ซึ่งอาศัยฮาร์ดแวร์ตรวจแอดเดรสปลายทางของแพ็กเก็ตและ
สวิตช์ แพ็กเก็ตนั้นจากพอร์ตหนึ่งไปสู่อีกพอร์ตหนึ่ง
OSI Model
ระบบสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน
การมองภาพของระบบโดยรวมทั้งหมดเป็นหน่วยใหญ่ย่อมยากต่อการทำความเข้าใจ
การใช้แบบอ้างอิงที่แบ่งระบบออกเป็นส่วนย่อยจะช่วยลดความซับซ้อนและสร้างความเข้าใจได้ง่ายกว่า
โครงสร้างมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า
OSI (Open System Interconnection)
ที่ถูกกำหนดขึ้นโดย ISO (International Standard Organization)
ซึ่งเป็นหน่วยงานกำหนดมาตรฐานสากล โดยมีวัตถุประสงค์ให้ผู้ผลิตทำการผลิตอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ให้อยู่ในมาตรฐานเดียวกัน
เพื่อให้สามารถ
ใช้งานร่วมกันได้ หากไม่มี OSI แล้วการนำอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างยี่ห้อกันมาใช้ร่วมกันคงจะเป็นไปได้ยาก
โครงสร้างของ OSI จะแบ่งออกเป็น 7 ชั้นตามรูป สมมติว่าในการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง
ข้อมูลที่ต้องการส่งจะเข้าสู่การทำงานของชั้นบนสุดก่อน (Application
Layer) จากนั้นจึงค่อย ๆ ไหลลงไปเรื่อย ๆ สู่ชั้นที่ต่ำกว่า
ผ่านกรรมวิธีการจัดข้อมูลในแต่ละชั้น จนกระทั่งไปถึงชั้นล่างสุด
(Physical Layer) ข้อมูลจึงถูกปล่อยออกสู่ระบบเครือข่ายไป
เครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางจะรับข้อมูลที่ส่งมาโดยเข้าสู่การทำงานของชั้นล่างสุดก่อน
(Physical Layer) จากนั้นจึงทยอยส่งต่อขึ้นไปสู่ชั้นที่เหนือว่าเรื่อย
ๆ ผ่านกรรมวิธีการจัดการข้อมูลในแต่ละชั้น จนกระทั่งถึงชั้นบนสุด
(Application Layer) จึงถือว่าเสร็จสิ้นการรับส่งข้อมูลโดยสมบูรณ์
รายละเอียดโดยสังเขปของแต่ละชั้นมีดังนี้คือ
1. Physical Layer เป็นชั้นล่างสุดที่ว่าด้วยการติดต่อกับฮาร์ดแวร์
การกำหนดคุณทางกายภาพของสื่อประเภทต่าง ๆ ที่ใช้การรับส่งข้อมูล
เช่น ใช้สายสัญญาณแบบไหน มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลเท่าไร
เป็นต้น ข้อมูลที่รับส่งในชั้นนี้จะเป็นข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์
ซึ่งจะเห็นเป็นทีละบิตเรียงต่อกันไปในลักษณะของ 0 หรือ
1
2. Data Link Layer เป็นชั้นที่ว่าด้วยการรวบกลุ่มเข้าด้วยกันเป็นชุดที่เรียกว่า
เฟรม (Frame) เพื่อเตรียมส่งออกทางเครือข่ายโดยผ่ายทาง
Physical Layer นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลที่มาจากระดับของ
Physical Layer
3. Network Layer เป็นชั้นที่ว่าด้วยการแยกแยะความแตกต่างของคอมพิวเตอร์แต่ละตัวในเครือข่ายโดยอาศัยโดยอาศัยหมายเลข
ประจำเครื่องหรือ Address และยังกำหนดเส้นทางในการวิ่งของข้อมูลในเครือข่ายจากต้นทางถึงปลายทาง
ข้อมูลใน
ชั้นนี้จะเรียกว่า แพ็กเก็ต (Packet)
4. Transport Layer เป็นชั้นที่ว่าด้วยการแบ่งข้อมูลที่ได้รับมาจาก
Session Layer ที่โดยมากจะมีขนาดใหญ่ให้กลายเป็นแพ็กเก็ตที่มีขนาดคงที่ก่อนจะส่งต่อให้
Network Layer ส่วนในแง่ของการรับข้อมูล Transport Layer
จะทำการต่อคืนแพ็กเก็ตต่าง ๆ ที่ได้รับให้อยู่ในรูปแบบของข้อมูลดั้งเดิม
นอกจากนี้ยังมีการจัดการเกี่ยวกับแพ็กเก็ตอื่น ๆ อีก เช่น
การตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาด การจัดลำดับและการควบคุมความเร็วในการรับส่ง
5. Session Layer เป็นชั้นที่ว่าด้วยวิธีการจับคู่หรือเชื่อมโยงแอพพลิเคชั่นที่อยู่ต่างเครื่องกัน
เพื่อให้สามารถแยกแยะได้ว่าข้อมูลที่ได้รับมาควรจะเป็นของแอพพลิเคชั่นคู่ไหนได้
ทำให้เราสามารถเรียกใช้โปรแกรมสำหรับการสื่อสารพร้อมกันหลายตัวได้
เช่น เราสามารถเปิดโปรแกรมบราวเซอร์ พร้อมกับอ่านอีเมล์ได้พร้อม
ๆ กัน
6. Presentation Layer เป็นชั้นที่ว่าด้วยการจัดรูปแบบข้อมูลที่รับมาจาก
Session layer ให้อยู่ในรูปแบบที่แอพพลิเคชั่นแต่ละตัวสามารถเข้าใจได้
7. Application Layer เป็นชั้นที่ว่าด้วยการติดต่อกับแอพพลิเคชั่นหรือโปรแกรมต่าง
ๆ เช่น บราวเซอร์ อีเมล์ FTP และ
Telnet เป็นต้น
จากการเปรียบเทียบโครงสร้างของ TCP/IP กับ OSI นั้นพบว่า
TCP/IP มีจำนวนชั้นในโครงสร้างที่น้อยกว่า OSI
ซึ่งเหตุผลก็คือ TCP/IP เป็นโปรโตคอลที่ใช้กันมาก่อนที่จะ
OSI เกิดขึ้น สำหรับรายละเอียดโครงสร้างของ TCP/IP
หรือ Protocol Suite ทั้ง 4 ระดับ มีดังต่อไปนี้
Process/Application Layer
คือชั้นที่ทำงานเทียบเท่า Application Layer และ Presentation
Layer ของ OSI ซึ่งจะรับรองการทำงานของ
แอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นแอพพลิเคชั่นที่รันอยู่ในเครื่องแม่ข่ายในลักษณะของโปรเซสที่จะคอยให้บริการ
กับเครื่องลูกข่าย เช่น โปรแกรมบราวเซอร์, E-mail, FTP
และ Telnet เป็นต้น
โปรโตคอลที่ทำงานในชั้นนี้ได้แก่ FTP, Telnet, HTTP และ
SMTP นอกจากนี้ยังมีโปรโตคอลที่ทำหน้าที่อำนวย
ความสะดวกต่าง ๆ อีก เช่น DNS และ DHCP ตามที่ได้อธิบายไว้แล้วในบทก่อนหน้านี้
Host-to Host Layer
คือชั้นที่ทำงานเทียบเท่ากับ Session Layer และ Transport
Layer ของ OSI ที่ช่วยให้แอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ที่รับอยู่ใน
เครื่องแม่ข่าย สามารถรองรับการให้บริการกับเครื่องลูกได้หลาย
ๆ เครื่องพร้อมกันโดยที่ข้อมูลไม่ปนกัน ในชั้นนี้ยังประกอบด้วยโปรโตคอลย่อยอีก
2 ตัวคือ TCP และ UDP (User Datagram Protocol) สำหรับ
TCP/IP จะทำหน้าที่ในลักษณะของ Connection Oriented ซึ่งเวลาที่จะติดต่อสื่อสารกันต้องมีการเชื่อมโยงผู้รับกับผู้ส่งเข้าด้วย
กันก่อน เปรียบเหมือนการใช้โทรศัพท์ที่ต้องมีการหมุนเลขหมายก่อนจึงจะคุยกันได้
ทำให้การรับส่งข้อมูลมีความถูกต้องครบถ้วนและเชื่อถือได้
แต่ภาระของการทำงานของโปรโตคอลในขั้นตอนต่าง ๆ จะมากขึ้นตามไปด้วย
ในส่วนของ UDP นั้นจะทำหน้าที่ลักษณะของ Connectionless
Oriented ซึ่งเปรียบเสมือนการส่งจดหมาย คือไม่ต้องมีการเชื่อมโยงผู้รับกับผู้ส่งเข้าด้วยกันก่อน
และไม่มีการตรวจสอบความถูกต้องและครบถ้วนของข้อมูล ซึ่งข้อดีคือไม่เป็นภาระหรือโหลดทำงานของเครื่องมากนัก
แต่ก็มีข้อเสียคือข้อมูลอาจสูญหายระหว่างทางได้ ดังนั้นแอพพลิเคชั่นที่ใช้
UDP จะต้องตรวจสอบความถูกต้องและครบถ้วนของข้อมูลเอง
Internet Layer
คือชั้นที่ทำหน้าที่เทียบเท่า Network Layer ของ OSI โดยรับผิดชอบทางด้านการส่งข้อมูลข้ามไปข้ามมาระหว่างเครือข่าย
และรวมถึงภายในเครือข่ายด้วย การทำงานในชั้นนี้จะมีโปรโตคอลคือ
IP และ ICMP (Internet Control Message
Protocol) โดยมีโปรโตคอล IP จะอาศัยหมายเลขเครือข่ายและหมายเลขประจำเครื่องที่เรียกรวมกันว่า
IP Address เพื่อใช้ในการกำหนดเส้นทางการวิ่งของข้อมูลการทำงานของ
IP จะเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ประเภท Router หรือ
Gateway เป็นหลัก สำหรับ ICMP คือโปรโตคอลที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการตรวจสอบสถานการณ์ทำงานของเครือข่าย
ตัวอย่างโปรแกรมที่ใช้ ICMP คือโปรแกรม Ping ที่ไว้ใช้สำหรับตรวจสอบว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ใด
ๆ ในเครือข่ายยังทำงานอยู่หรือไม่ โดยโปรแกรม Ping จะส่ง
Message ไปที่เครื่องที่ต้องการตรวจสอบแล้วรอรับ Message
ตอบกลับมาภายในเวลาที่กำหนด หากไม่มีอะไรตอบกลับมาก็จะถือว่าไม่สามารถติดต่อกับเครื่องนั้น
ๆ ได้ ซึ่งอาจเป็นได้หลายสาเหตุ เช่นเครื่องไม่ได้เปิด
หรือเครือข่ายมีปัญหา เป็นต้น
Network Access Layer
คือส่วนที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอลในระดับล่างที่เกี่ยวข้องกับระบบ
LAN โดยเทียบได้กับชั้นที่ 1 และ 2 ของ OSI ซึ่งได้แก่
ระบบ LAN แบบอีเธอร์เน็ต (Ethernet) หรือ แบบ Token-Ring
นั่นเอง
|
