Lecture 8 TCP/IP

1. Lecture 8TCP/IP

2. TCP / IP คืออะไร?? การที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกเชื่อมโยงกันไว้ในระบบจะสามารถติดต่อสื่อสารกันได้นั้น จำเป็นจะต้องมีภาษาสื่อสารที่เรียกว่า โปรโตคอล (Protocol)เช่นเดียวกับคนเราที่ต้องมีภาษาพูดเพื่อให้สื่อสารเข้าใจกันได้ ในระบบอินเทอร์เน็ต จะใช้ภาษาสื่อสารมาตรฐานที่ชื่อว่า TCP/IP TCP ย่อมาจากคำว่า Transmission Control Protocol IP ย่อมาจากคำว่า Internet Protocol

3. TCP / IP คืออะไร?? เป็นชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันแพร่หลายมากในปัจจุบัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไป ยังปลายทางได้ และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ ถึงแม้ว่าในระหว่าง ทางอาจจะผ่านเครือข่ายที่มีปัญหา โปรโตคอลก็ยังคงหาเส้นทางอื่นในการส่งผ่านข้อมูลไปให้ถึง ปลายทางได้ ภาษาสื่อสารมาตรฐานที่ชื่อว่า TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) เป็นภาษาหลักดังนั้นหากเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเครื่องระดับไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ก็สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่อินเทอร์เน็ตได้

4. การทำงาน ในการส่งข้อมูลผ่านทางTCP/IPนั้น TCP/IPจะทำการแบ่งข้อมูลนั้นๆ ออกเป็นส่วนย่อยๆ ซึ่งเรียกว่า แพ็กเกต (Packet)โดยแต่ละส่วนจะถูกเพิ่มข้อมูลบอกตำแหน่งต้นทาง และปลายทางที่จะส่งไว้ให้ จากนั้น แพ็กเก็ตเหล่านี้จะถูกส่งกระจายผ่านไปยังเส้นทางต่างๆ ที่เชื่อมโยงกันใน ระบบตามเส้นทางที่สามารถส่งถึงปลายทางได้ โดยแต่ละแพ็คเก็ตไม่จำเป็นต้องเรียงลำดับหรือ ไปตามเส้นทางเดียวกัน ซึ่งในระบบจะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า เร้าเตอร์ (Router) จะเป็นตัวคอยจัดหาเส้นทางที่ดีที่สุดให้กับทุกแพ็คเก็ต เมื่อไปถึงผู้รับที่ปลายทางแล้ว แพ็กเกตจะมารวมกันเป็นข้อความยาว ๆ เหมือนเดิม แต่ถ้าแพ็กเกตใดขาดหายหรือตกหล่น คอมพิวเตอร์ก็จะตรวจสอบ และส่งแพ็กเกตมาใหม่จนข้อมูลครบเหมือนเดิม

5. โครงสร้างของTCP/IP

6. ประโยชน์ ประโยชน์ของโปรโตรคอล TCP/IP หรือ ระบบอินเทอร์เน็ตนั้น ปัจจุบันมีประโยชน์อย่างมากมายเช่น 1 การนำระบบอินเทอร์เน็ตมาใช้ในงานสถาปานิก เพื่อในการอ่านข้อมูลการแปลงไฟล์ข้อมูล และโปรแกรมต่างๆที่สามารถให้มองเห็นรูปร่างหรือโครงสร้างอาคารต่างๆในรูปแบบ 3 มิติได้ 2 การนำระบบอินเทอร์เน็ต มาใช้ในระบบการเรียนการสอน เพื่อเปิดโอกาสให้นักเรียน นักศึกษาตลอดจนผู้ที่สนใจสามารถค้นหาข้อมูลที่ต้องการ และเป็นการเปิดโลกกว้างทางความคิดให้กับเด็กๆอีกทาง 3 การนำระบบอินเทอร์เน็ตมาใช้ในหน่วยงานต่างๆ เพื่อความสะดวกในการติดต่อสื่อสารระหว่างองค์กร เป็นต้น

7. TCP/IP เป็นโปรโตคอลหลักในอินเตอร์เน็ต ทำให้มาตรฐานของ TCP/IP เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง และมีผู้ใช้รับส่งข้อมูลมากที่สุดในปัจจุบัน

8. TCP/IP TCP/IP ถูกสร้างขึ้นโดยการอ้างอิงจาก มาตรฐานของ OSI Model (Open System Interconnection) TCP/IP มีการแบ่งโปรโตคอลสื่อสารออกเป็น 4 ชั้น ทำให้สามารถเปรียบเทียบกับ OSI Model ได้ง่าย เรียกลำดับชั้นของ TCP/IP ว่า “ TCP/IP Stack ” แต่ละชั้นมีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน

9. Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP

10. Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นบน เรียกว่าProcess Layer เป็น ApplicationProtocol ทำหน้าที่เชื่อมต่อกับผู้ใช้ และให้บริการต่าง ๆ เช่น FTP, Telnet, SNMP ฯลฯ

11. Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นถัดมา เรียกว่า Host-to-Host Layerจะเป็น TCP หรือ UDP ทำหน้าที่คล้ายกับ Layer ที่ 4 ของ OSI Model คือ ควบคุมการรับ-ส่งข้อมูลจากปลายด้านส่งถึงปลายด้านรับข้อมูล และตัดข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยให้เหมาะกับเครือข่ายที่ใช้รับส่งข้อมูลรวมทั้งประกอบข้อมูลส่วนย่อย ๆ นี้เข้าด้วยกันเมื่อถึงปลายทาง

12. Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นถัดลงมา เรียกว่าInternet Layer ได้แก่ ส่วนของโปรโตคอล IP ทำหน้าที่คล้ายกับ Layer ที่ 3 ของ OSI Model คือ เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับระบบเครือข่ายที่อยู่ชั้นล่างลงไป และทำหน้าที่เลือกเส้นทางการรับส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์เครือข่ายต่าง ๆ จนไปถึงผู้รับข้อมูล ในชั้นนี้จะจัดการกับกลุ่มข้อมูลในลักษณะที่เรียกว่า Frame ในรูปแบบของ TCP/IP ที่เรารู้จักกันนั่นเอง

13. Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internetwork Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นสุดท้ายที่อยู่ล่างสุด เรียกว่าNetwork Interface คือ ชั้นที่ควบคุมฮาร์ดแวร์การรับส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย ซึ่งเทียบได้กับ Layer ที่ 1 และ 2 ของ OSI Model ในชั้นนี้จะทำหน้าที่เชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ และควบคุมการรับส่งข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์ของเครือข่าย ซึ่งที่ใช้กันอยู่จะเป็นตามมาตรฐานของ IEEE เช่น IEEE 802.3 จะเป็นการเชื่อมต่อผ่าน LAN แบบ Ethernet LAN หรือ IEEE 802.5 จะเป็นการเชื่อมต่อผ่าน LAN แบบ Token Ring

14. TCP/IP Stack OSI 7-Layer Model Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Application Layer Presentation Layer Session Layer Host – to - Host Layer (TCP) Transport Layer InternetLayer (IP) Network Layer DataLink Layer Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) Physical Layer TCP/IP โปรโตคอล เทียบกับ OSI 7-Layer Reference Model

15. โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP จริง ๆ แล้ว TCP/IP โปรโตคอลนั้นแบ่งออกเป็น 2 โปรโตคอลซ้อนกันอยู่ คือ TCP อยู่ชั้นบน IP อยู่ชั้นถัดลงมา TCP/IP จึงไม่ได้เป็นโปรโตคอลชนิดเดียวกันทั้งหมด และไม่ได้เชื่อมติดเป็นชิ้นเดียวกัน

16. โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP TCP มีมาตรฐานของเฟรมที่ใช้รับส่งข้อมูลของมตัวเอง และมีหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลแตกต่างไปจาก IP ซึ่งในการรับส่งข้อมูลนั้น เฟรมของ TCP ที่อยู่ชั้นบนทั้งหมดจะถูกผนึกอยู่ในส่วนที่เป็นข้อมูลของ IP เหมือนกับที่แต่ละชั้นของ OSI Model ผนึกข้อมูลในชั้นถัดไปนั่นเอง

17. โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP OSI Model ออกแบบมาให้เปิดกว้าง สามารถอ้างอิงถึงกันได้เป็นอย่างดีกับ TCP/IP โดย TCP จะเทียบได้กับประมาณ Layer ที่ 4 ของ OSI และ IP จะเทียบได้กับประมาณ Layer ที่ 3 ของ OSI แม้ว่าจะไม่ลงตัวกันพอดีนัก

18. OSI / Internet Layer

19. หน้าที่การทำงานของแต่ละ Layer 1. Physical layer : เคลื่อนย้าย bit ทาง transmission medium 2. Data Link layer : ส่ง datagram ผ่านทาง single link เช่น Ethernet หรือPPP (Point to point protocol) 3. Network layer : route datagram จากผู้ส่ง(source) ไปหายังผู้รับ(destination)ใช้ IP (Internet Protocol) ในการกำหนดจุดหมายปลายทาง 4. Transport layer : ส่ง message ระหว่าง client และ server ประกอบด้วย 2 protocol คือ TCP และ UDP 5. Application layer : จัดการทางด้าน application program เช่น Web, mail

20. FTP,WWW,Mail DNS,NFS traceroute TCP UDP IP ICMP ARP, Device Driver UTP, Fiber optics, Radio wave Protocol / Media ในแต่ละ Layer

21. IP Address • เป็นเลข 32 บิต (IPv4) จัดเรียงแบบ Big endian • อุปกรณ์ทุกชิ้นบนเครือข่ายจะต้องมีเลข IP ที่ไม่ซ้ำกัน • ใช้บอกเครือข่าย และ Host • Net ID 127 จะเป็น Loop Back เสมอ • Ureliable (Connectionless)

22. IPv4 Address formats

23. Netmask (Subnet) • Network เดียวกัน ต้องมี Subnet เหมือนกันเสมอ • Host ID = 0 เป็นหมายเลขเครือข่าย • Host ID = -1 เป็น Broad Cast Address

24. Broadcast Address ksh-2.04$ ping -b -c2 161.200.93.255 WARNING: pinging broadcast address PING 161.200.93.255 (161.200.93.255) from 161.200.93.37 : 56(84) bytes of data. Warning: time of day goes back, taking countermeasures. 64 bytes from 161.200.93.37: icmp_seq=0 ttl=255 time=138 usec 64 bytes from 161.200.93.38: icmp_seq=0 ttl=255 time=257 usec (DUP!) 64 bytes from 161.200.93.1: icmp_seq=0 ttl=255 time=277 usec (DUP!) --- 161.200.93.255 ping statistics --- 2 packets transmitted, 2 packets received, +22 duplicates, 0% packet loss round-trip min/avg/max/mdev = 0.043/1.469/10.402/2.705 ms

25. Address Resolution Protocol (ARP) ksh-2.04$ /sbin/arp Address HWtype HWaddress Flags Mask Iface 161.200.93.254 ether 00:E0:1E:4D:2C:40 C eth0 cpu.cp.eng.chula.ac.th ether 00:03:47:1B:81:03 C eth0 atlantic.cp.eng.chula.a ether 00:10:B5:54:28:99 C eth0 dhcp0-210.cp.eng.chula. ether 00:00:E2:4F:0A:C3 C eth0 cpu200.cp.eng.chula.ac. ether 08:00:20:85:68:C6 C eth0 pacific.cp.eng.chula.ac ether 00:50:8B:E9:14:1D C eth0 420-2.cp.eng.chula.ac.t ether 08:00:20:E9:02:55 C eth0 ksh-2.04$

26. Interface Addresses

27. client server 1. Connection establish 2. Data Transfer 3. Connection termination TCP

29. Thank You…