4.5 โพรโทคอล
โปรโตคอล ( Protocol) หมายถึง
ข้อกำหนดหรือข้อตกลงในการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ซึ่งมีอยู่ด้วยกันมากมายหลายชนิด
แต่ละชนิดก็มีข้อดี ข้อเสีย และใช้ในโอกาสหรือสถานการณ์แตกต่างกันไป คล้ายๆ
กับภาษามนุษย์ที่มีทั้งภาษาไทย จีน ฝรั่ง หรือภาษาใบ้ ภาษามือ หรือจะใช้วิธียักคิ้วหลิ่วตาเพื่อส่งสัญญาณก็จัดเป็นภาษาได้เหมือนกัน
ซึ่งจะสื่อสารกันรู้เรื่องได้จะต้องใช้ภาษาเดียวกัน ในบางกรณีถ้าคอมพิวเตอร์ 2
เครื่องสื่อสารกันคนละภาษากันและต้องการนำมาเชื่อมต่อกัน
จะต้องมีตัวกลางในการแปลงโปรโตคอลกลับไปกลับมาซึ่งนิยมเรียกว่า Gateway ถ้าเทียบกับภาษามนุษย์ก็คือ
ล่าม
ซึ่งมีอยู่ทั้งที่เป็นเครื่องเซิร์ฟเวอร์แยกต่างหากสำหรับทำหน้าที่นี้โดยเฉพาะ
หรือาจะเป็นโปรแกรมหรือไดร์ฟเวอร์ที่สามารถติดตั้งในเครื่องคอมพิวเตอร์นั่นๆได้เลย
การที่คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งจะส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งได้นั้น
จะต้องอาศัยกลไกหลายๆ อย่างร่วมกันทำงานต่างหน้าที่กัน
และเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายเข้าด้วยกัน ปัญหาที่เกิดขึ้นคือ
การเชื่อมต่อมีความแตกต่างระหว่างระบบและอุปกรณ์หรือเป็นผู้ผลิตคนละรายกัน
ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้การสร้างเครือข่ายเป็นเรื่องยากมาก
เนื่องจากขาดมาตรฐานกลางที่จำเป็นในการเชื่อมต่อ
จึงได้เกิดหน่วยงานกำหนดมาตรฐานสากลขึ้นคือ International Standards
Organization และทำการกำหนดโครงสร้างทั้งหมดที่จำเป็นต้องใช้ในการสื่อสารข้อมูลและเป็นระบบเปิด
เพื่อให้ผู้ผลิตต่างๆ สามารถแยกผลิตในส่วนที่ตัวเองถนัด
แต่สามารถนำไปใช้ร่วมกันได้
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัยใหม่จะถูกออกแบบให้มีโครงสร้างทีแน่นอน
และเพื่อเป็นการลดความซับซ้อน ระบบเครือข่ายส่วนมากจึงแยกการทำงานออกเป็นชั้นๆ ( layer)
โดยกำหนดหน้าที่ในแต่ละชั้นไว้อย่างชัดเจน แบบจำลองสำหรับอ้างอิงแบบ OSI
(Open System Interconnection Reference Model) หรือที่นิยมเรียกกันทั่วไปว่า OSI
Reference Model ของ ISO เป็นแบบจำลองที่ถูกเสนอและพัฒนาโดยองค์กร
International Standard Organization (ISO) โดยจะบรรยายถึงโครงสร้างของสถาปัตยกรรมเครือข่ายในอุดมคติ
ซึ่งระบบเครือข่ายที่เป็นไปตามสถาปัตยกรรมนี้จะเป็นระบบเครือข่ายแบบเปิด
และอุปกรณ์ทางเครือข่ายจะสามารถติดต่อกันได้โดยไม่ขึ้นกับว่าเป็นอุปกรณ์ของผู้ขายรายใด
OSI 7-Layer
Reference Model (OSI Model) โดยโครงสร้างการสื่อสารข้อมูลที่กำหนดขึ้นมีคุณสมบัติดังนี้
คือ ในแต่ละชั้นของแบบการสื่อสารข้อมูลเราจะเรียกว่า Layer หรือ
"ชั้น" ของแบบการสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วยชั้นย่อยๆ 7
ชั้น ในแต่ละชั้นหรือแต่ละ Layer จะเสมือนเชื่อมต่อเพื่อส่งข้อมูลอยู่กับชั้นเดียวกันในคอมพิวเตอร์อีกด้านหนึ่ง
แต่ในการเชื่อมกันจริงๆ นั้นจะเป็นเพียงการเชื่อมในระดับ Layer1
ซึ่งเป็นชั้นล่างสุดเท่านั้น
ที่มีการรับส่งข้อมูลผ่านสายส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ทั้งสองโดยที่ Layer
อื่นๆ ไม่ได้เชื่อมต่อกันจริงๆ
เพียงแต่ทำงานเสมือนกับว่ามีการติดต่อรับส่งข้อมูลกับชั้นเดียวกันของคอมพิวเตอร์อีกด้านหนึ่ง
คุณสมบัติข้อที่สองของ OSI Model คือ
แต่ละชั้นที่รับส่งข้อมูลจะมีการติดต่อรับส่งข้อมูลกับชั้นที่อยู่ติดกับตัวเองเท่านั้น
จะติดต่อรับส่งข้อมูลข้ามกระโดดไปชั้นอื่นๆ ในคอมพิวเตอร์ของตัวเองไม่ได้ เช่น
คอมพิวเตอร์ด้านส่งข้อมูลออกไปให้ผู้รับใน Layer ที่
7 ซึ่งอยู่ที่ด้านบนสุดของด้านส่งข้อมูลจะมีการเชื่อมต่อกับ
Layer 6 เท่านั้น ในส่วน Layer 6
จะมีการเชื่อมต่อรับส่งข้อมูลกับ Layer 5 และ Layer 7
เท่านั้น Layer 7 จะไม่มีการกระโดดไป Layer 4
หรือ 5 ได้ จะมีการส่งข้อมูลไล่ลำดับลงมา จากบนลงล่าง
จนถึง Layer 1 แล้วเชื่อมต่อกับ Layer 1 ในด้านการรับข้อมูล
ไล่ขึ้นไปจนถึง Layer 7
ในทางปฏิบัติ OSI Model ได้แบ่งลักษณะการทำงานออกเป็น
2 กลุ่ม
กลุ่มแรก ได้แก่ 4 ชั้นสื่อสารด้านบน คือ Layer ที่
7, 6, 5 และ 4
ทำหน้าที่เชื่อมต่อรับส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับโปรแกรมประยุกต์
เพื่อให้รับส่งข้อมูลกับฮาร์ดแวร์ที่อยู่ชั้นล่างได้อย่างถูกต้อง เรียกว่า Application-oriented
layers ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับซอฟท์แวร์เป็นหลัก โดยใน 4
ชั้นบนมักจะเป็นซอฟท์แวร์ของบริษัทใดบริษัทหนึ่งในโปรแกรมเดียว
กลุ่มที่สอง จะเป็นชั้นล่าง ได้แก่ Layer ที่
3, 2 และ 1 ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับส่งข้อมูลผ่านสายส่ง
และควบคุมการรับส่งข้อมูล ตรวจสอบข้อผิดพลาด รวมทั้งเลือกเส้นทางในการรับส่งข้อมูล
ซึ่งจะเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์เป็นหลักเรียกว่า Network-dependent layers
ซึ่งในส่วนของ 3 ชั้นล่างสุด หรือ Layer ที่
1, 2 และ 3 นั้น มักจะเกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์และโปรแกรมควบคุมฮาร์ดแวร์เป็นหลัก
ทำให้สามารถแยกแต่ละชั้นออกจากกันได้ง่าย
และผลิตภัณฑ์ของต่างบริษัทกันในแต่ละชั้นได้อย่างไม่มีปัญหา
OSI Model แบ่งเป็น 7
ชั้น แต่ละชั้นจะมีชื่อเรียกและหน้าที่การทำงาน ดังนี้
Layer ที่ 7 Application Layer
Application Layer เป็นชั้นที่อยู่บนสุดของขบวนการับส่งข้อมูล
ทำหน้าที่ติดต่อกับผู้ใช้ โดยจะรับคำสั่งต่างๆ
จากผู้ใช้ส่งให้คอมพิวเตอร์แปลความหมาย
และทำงานตามคำสั่งที่ได้รับในระดับโปรแกรมประยุกต์ เช่น
การแปลความหมายของการกดปุ่มบนเมาส์ให้เป็นคำสั่งในการก็อปปีไฟล์ หรือ
ดึงข้อมูลมาแสดงบนจอภาพ เป็นต้น
ซึ่งการแปลคำสั่งจากผู้ใช้ส่งให้กับคอมพิวเตอร์รับไปทำงานนี้
จะต้องแปลออกมาถูกต้องตามกฏ ( Syntax) ที่ใช้ในระบบปฏิบัติการของคอมพิวเตอร์นั้นๆ
ตัวอย่างเช่น ถ้ามีการก็อปปี้ไฟล์เกิดขึ้นในระบบ คำสั่งที่ใช้จะต้องสร้างไฟล์ได้ถูกต้อง
มีชื่อไฟล์ยาวไม่เกินจำนวนที่ระบบปฏิบัติการนั้นกำหนดไว้
รูปแบบของชื่อไฟล์ตรงตามข้อกำหนด เป็นต้น
Layer ที่ 6 Presentation Layer
Presentation Layer เป็นชั้นที่ทำหน้าที่ตกลงกับคอมพิวเตอร์อีกด้านหนึ่งในระดับชั้นเดียวกันว่า
การรับส่งข้อมูลในระดับโปรแกรมประยุกต์จะมีขั้นตอนและข้อบังคับอย่างไร
ข้อมูลที่รับส่งกันใน Layer ที่ 6
จะอยู่ในรูปแบบของข้อมูลชั้นสูงมีกฏ ( Syntax) บังคับแน่นอน
เช่น ในการกก็อปปี้ไฟล์จะมีขั้นตอนย่อยประกอบกัน
คือสร้างไฟล์ที่กำหนดขึ้นมาเสียก่อน จากนั้นจึงเปิดไฟล์
แล้วทำการรับข้อมูลจากปลายทางลงมาเก็บลงในไฟล์ที่สร้างขึ้นใหม่นี้
โดยเนื้อหาของข้อมูลที่ทำการรับส่งระหว่างกัน
ก็คือคำสั่งของขั้นตอนย่อยๆข้างต้นนั่นเอง นอกจากนี้ Layer ที่
6 ยังทำหน้าที่แปลคำสั่งที่ได้รับจาก Layer
ที่ 7 ให้เป็นคำสั่งระดับปฏิบัติการส่งให้ Layer
ที่ 5 ต่อไป
Layer ที่ 5 Session Layer
Session Layer ทำหน้าที่ควบคุม "จังหวะ"
ในการรับส่งข้อมูลของคอมพิวเตอร์ทั้งสองด้าน
ที่รับส่งแลกเปลี่ยนข้อมูลกันให้มีความสอดคล้องกัน ( Synchronization) และกำหนดวิธีที่ใช้ในการรับส่งข้อมูล
เช่น อาจจะเป็นในการสลับกันส่ง ( Half Duplex) หรือการรับส่งข้อมูลพร้อมกันทั้งสองด้าน
( Full Duplex) ข้อมูลที่รับส่งใน Layer ที่
5 จะอยู่ในรูป dialog หรือประโยคสนทนาโต้ตอบกันระหว่างด้านรับและด้านส่งข้อมูล
เช่น เมื่อได้รับข้อมูลส่วนแรกจากผู้ส่ง ก็จะตอบโต้กลับให้ผู้ส่งได้รู้ว่าได้รับข้อมูลส่วนแรกแล้ว
พร้อมที่จะรับข้อมูลส่วนถัดไป
ซึ่งคล้ายกับการสนนาโต้ตอบกันระหว่างผู้รับและผู้ส่งนั่นเอง
Layer ที่ 4 Transport Layer
Transport Layer ทำหน้าที่เชื่อมต่อการรับส่งข้อมูลระดับสูงของ
Layer ที่ 5
มาเป็นข้อมูลที่รับส่งในระดับฮาร์ดแวร์ เช่น แปลงค่าหรือชื่อของเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายให้เป็น
network address พร้อมทั้งเป็นชั้นที่ควบคุมการรับส่งข้อมูลจากปลายด้านส่งถึงปลายด้านรับข้อมูล
ให้ข้อมูลมีการไหลลื่นตลอดเส้นทางตามจังหวะที่ควบคุมจาก Layer ที่
5 โดยใน Layer ที่
4 นี้ จะเป็นรอยต่อระหว่างการรับส่งข้อมูลซอฟท์แวร์กับฮาร์ดแวร์การรับส่งข้อมูลของระดับสูงจะถูกแยกจากฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูลที่
Layer ที่ 4
และจะไม่มีส่วนใดผูกติดกับฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูลในระดับล่าง
ดังนั้นฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์ที่ใช้ควบคุมการรับส่งข้อมูลในระดับล่างลงไปจาก Layer
ที่ 4 จึงสามารถสับเปลี่ยน
และใช้ข้ามไปมากับซอฟท์แวร์รับส่งข้อมูลในระดับที่อยู่ข้างบน (ตั้งแต่ Layer
ที่ 4 ขึ้นไปถึง Layer ที่
7) ได้ง่าย หน้าที่อีกประการหนึ่งของ Layer
ที่ 4 คือ
การควบคุมคุณภาพการรับส่งข้อมูลให้มีมาตรฐานในระดับที่ตกลงกันทั้งสองฝ่าย
และการตัดข้อมูลออกเป็นส่วนย่อย ๆ
ให้เหมาะกับลักษณะการทำงานของฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในเครือข่าย เช่น หาก Layer ที่
5
ต้องการส่งข้อมูลที่มีความยาวเกินกว่าที่ระบบเครือข่ายที่จะส่งให้ Layer ที่
4 ก็จะทำหน้าที่ตัดข้อมูลออกเป็นส่วนย่อย ๆ
แล้วส่งไปให้ผู้รับ ข้อมูลที่ได้รับปลายทางก็จะถูกนำมาต่อกันที่ Layer ที่
4 ของด้านผู้รับ และส่งไปให้ Layer ที่
5 ต่อไป
Layer ที่ 3 Network Layer
Network Layer ทำหน้าที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้านรับ
และด้านส่งเข้าหากันผ่านระบบเครือข่าย
พร้อมทั้งเลือกหรือกำหนดเส้นทางที่จะใช้ในการรับส่งข้อมูลระหว่างกัน
และส่งผ่านข้อมูลที่ได้รับไปยังอุปกรณ์ในเครือข่ายต่าง ๆ จนกระทั่งถึงปลายทาง ใน Layer
ที่ 3
ข้อมูลที่รับส่งกันจะอยู่ในรูปแบบของกลุ่มข้อมูลที่เรียกว่า Packet หรือ
Frame ข้อมูล Layer ที่
4, 5, 6 และ 7 มองเห็นเป็นคำสั่งและ Dialog ต่าง
ๆ นั้น จะถูกแปลงและผนึกรวมอยู่ในรูปของ Packet หรือ
Frame ที่มีเพียงแอดเดรสของผู้รับ , ผู้ส่ง
, ลำดับการรับส่ง และส่วนของข้อมูลเท่านั้น
หน้าที่อีกประการหนึ่ง คือ การทำ Call Setup หรือเรียกติดต่อคอมพิวเตอร์ปลายทางก่อนการรับส่งข้อมูล
และการทำ Call Cleaning หรือการยกเลิกการติดต่อคอมพิวเตอร์เมื่อการรับส่งข้อมูลจบลงแล้ว
ในกรณีที่มีการรับส่งข้อมูลนั้นต้องมีการติดต่อกันก่อ
Layer ที่ 2 Data link Layer
Data link Layer เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อการรับส่งข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์
โดยเมื่อมีการสั่งให้รับข้อมูลจากใน Layer ที่ 3
ลงมา Layer ที่ 2
จะทำหน้าที่แปลคำสั่งนั้นให้เป็นคำสั่งควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูล
ทำการตรวจสอบข้อผิดพลาดในการรับส่งข้อมูลของระดับฮาร์ดแวร์
และทำการแก้ข้อผิดพลาดที่ได้ตรวจพบ ข้อมูลที่อยู่ใน Layer ที่
2 จะอยู่ในรูปของ Frame เช่น
ถ้าฮาร์ดแวร์ที่ใช้เป็น Ethernet LAN ข้อมูลจะมีรูปร่างของ Frame ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐานของ
Ethernet หากว่าฮาร์ดแวร์ที่ใช้รับส่งข้อมูลเป็นชนิดอื่น
รูปร่างของ Frame ก็จะเปลี่ยนไปตามมาตรฐานนั่นเอง
Layer ที่ 1 Physical Layer
Physical Layer เป็นชั้นล่างสุด
และเป็นชั้นเดียวที่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างคอมพิวเตอร์สองระบบที่ทำการรับส่งข้อมูล
ใน Layer ที่ 1
นี้จะมีการกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของฮาร์ดแวร์ที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ทั้งสองระบบ
เช่น สายที่ใช้รับส่งข้อมูลจะเป็นแบบไหน
ข้อต่อที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลมีมาตรฐานอย่างไร ความเร็วในการรับส่งข้อมูลเท่าใด
สัญญาณที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลมีรูปร่างอย่างไร ข้อมูลใน Layer ที่
1
นี้จะมองเห็นเป็นการรับส่งข้อมูลทีละบิตเรียงต่อไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น