(1) สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture)

1. (1) สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture) 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

2. สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture) • หมายถึง รูปแบบในการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ รวมตั้งแต่ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ วิธีการเข้าใช้เครือข่าย และโปรโตคอลที่ใช้ • กำเนิดปี ค.ศ.1983 โดย องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน - “ISO” • ได้ออกแบบรูปแบบในการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ออกเป็น 7 ชั้น (layer) รูปแบบในการเชื่อมต่อเครือข่ายมีชื่อเรียกว่า OSI (Open System Interconnection) • วัตถุประสงค์ เพื่อใช้เป็นมาตรฐานในการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ โดยไม่ยึดติดกับผลิตภัณฑ์ของบริษัทใดๆ • แม้ว่า OSI จะเป็นโครงสร้างมาตรฐานการติดต่อสื่อสารที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แต่โปรโตคอลอื่นๆ มีการใช้งานอยู่แล้ว เช่น TCP/IP ที่ใช้ในอินเทอร์เน็ต, IPX/SPX ที่ใช้กับระบบปฏิบัติการของบริษัทโนเวลล์, NetBEUI ที่ใช้ในระบบเครือข่ายของบริษัทไมโครซอฟท์ OSI จึงถูกใช้เป็นแบบอ้างอิง รวมทั้งใช้อธิบายถึงกลไกการทำงานของโปรโตคอลในเครือข่าย 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

3. สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture) • แบบอ้างอิง OSI จะแบ่งขั้นตอนการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ออกเป็น 7 ชั้น (Layer) การแบ่งเป็นขั้นตอนต่างๆ เหล่านี้จะยึดหลักเหมือนกับการสื่อสารทั่วไป เช่น การรับส่งจดหมายหรือพัสดุไปรษณีย์ จะมีขั้นตอนคร่าวๆ ดังแสดงในรูป รูปแบบระบบการขนส่งพัสดุไปรษณีย์ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

4. สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture) 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

5. สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture) รูปแสดงกระบวนการเพิ่มข้อมูลส่วนหัวในการสื่อสารระหว่างชั้น 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

6. สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Network Architecture) ชุดโปรโตคอล OSI ประกอบด้วยโปรโตคอลมาตรฐานหลายโปรโตคอล ดังแสดงในรูป รูปแสดง OSI Protocols 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

7. 7. ชั้นประยุกต์ (Application Layer) • เป็นชั้นบนสุดของ OSI และหมายถึงApplication ทางด้านการสื่อสาร เช่น FTAM (File Transfer, Access and Management) บริการถ่ายโอนไฟล์ รวมถึงอ่าน ลบ เขียนไฟล์ที่อยู่ในอีกเครื่องหนึ่ง, MHS (Message Handing Service) บริการเกี่ยวกับอีเมล์ • ตัวอย่างการบริการของลำดับชั้นนี้ • แสดงความสำเร็จของการสื่อสาร • การใส่รหัสเพื่อความปลอดภัยของข้อมูล • การกู้ข้อมูลที่เกิดความเสียหาย 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

8. 6. ชั้นนำเสนอ (Presentation Layer) • รับผิดชอบการแปลงข้อมูลที่จะส่ง เช่น • การบีบอัดข้อมูล • ทำให้คอมพิวเตอร์ต่างชนิดกันรับส่งข้อมูลกันได้ รูปเปรียบเทียบการสื่อสารชั้นประยุกต์และชั้นนำเสนอ กับการแปลภาษา 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

9. 5. ชั้นเซสชั่น (Session Layer) • โปรโตคอลในชั้นนี้ จะควบคุมการสื่อสารผ่านเครือข่ายที่กำลังเกิดขึ้นระหว่างสองฝั่ง การสื่อสารที่กำลังเป็นไปในช่วงขณะใดขณะหนึ่ง จะเรียกว่า “เซสชั่น” (Session) แอพพลิชั่นทั้งสองฝั่งสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูล หรือรับส่งแพ็กเก็ตกันและกันได้ ในช่วงเวลาที่เซสชั่นยังอยู่ โดยเซสชั่นเลเยอร์จะรับผิดชอบเกี่ยวกับการสร้างเซสชั่นเลเยอร์ ควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมูล และยกเลิกเซสชั่นเมื่อการสื่อสารสิ้นสุด • นอกจากนั้นยังให้บริการด้านต่างๆ ดังนี้ คือ • - ให้บริการจัดการเรื่องการโต้ตอบข้อมูล ทั้งในแบบ Half-Duplex และ Full-Duplex • - การรายงานเกี่ยวกับข้อผิดพลาด • - ฟังก์ชันการควบคุมจังหวะการรับส่งข้อมูล (Synchronization) • เมื่อรับ-ส่งข้อมูลผิดพลาด สามารถส่งข้อมูลนับจากจุดที่ผิดพลาด โดยไม่ต้องเริ่มต้นใหม่ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

10. 4. ชั้นเคลื่อนย้ายข้อมูล (Transport Layer) • โปรโตคอลชั้นนี้ จะกำหนดโครงสร้างของข้อความ และดูแลความถูกต้องในการรับส่งด้วยการตรวจสอบข้อผิดพลาดบางประการ • รับผิดชอบการรับส่งข้อมูลให้ถึงโพรเซสส์ที่เครื่องผู้รับต้องการ • การจัดเรียงลำดับแพ็กเก็ตข้อมูลที่อาจเดินทางคนละเส้นทางถึงฝ่ายรับโดยไม่เป็นลำดับ ก่อนส่งชุดข้อมูลไปให้ชั้นเซสชั่นต่อไป 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

11. 3. ชั้นเครือข่าย (Network Layer) • โปรโตคอลชั้นนี้ ทำหน้าที่กำหนดเส้นทางการส่งข้อมูล • เชื่อมต่อเส้นทางการสื่อสารเครือข่ายต้นทางและปลายทาง • หาที่หมายปลายทาง (Addressing) และควบคุมการไหลของข้อมูลในการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครือข่าย • ดูแลเส้นทางในการส่งข้อมูล (Routing Table) และกั้นหรือกรอง Packet ข้อมูลที่ส่งไปยังที่หมายภายในเครือข่ายย่อยเดียวกัน ไม่ให้ข้ามไปยังเครือข่ายย่อยอื่น ซึ่งจะช่วยลดปริมาณข้อมูลที่จะวิ่งบนเครือข่ายได้ส่วนหนึ่ง • Protocol IP ,TCP/IP และ IPX เป็น Protocol ที่ทำงานอยู่ใน Layer นี้ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

12. 2. ชั้นเชื่อมโยงข้อมูล (Data Link Layer) • โปรโตคอลในชั้นนี้จะตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล • ทางสถานีส่งจะจัดข้อมูลให้เป็นเฟรม (Frame) ในเฟรมจะเพิ่มข้อมูลที่ใช้ตรวจสอบ และแก้ไขข้อผิดพลาด ชั้นเชื่อมโยงยังรับผิดชอบการจัดบิตต่อเนื่องที่ส่งผ่านมาจากชั้นกายภาพให้เป็นเฟรมเหมือนเดิม • การจัดบิตต่อเนื่องให้กลับเป็นเฟรมเหมือนเดิมจะใช้บัฟเฟอร์ (Buffer) แล้วใส่ข้อมูลทีละบิตจนครบเฟรม • โปรโตคอลที่ทำงานในชั้นนี้ เหมือนกับชั้นกายภาพ คือ IEEE 802.2 LLC, IEEE 802.3 (10BaseT), IEEE 802.5 (โทเคนริง 16 Mbps), FDDI (โทเคนริงเส้นใยแก้วนำแสง 100 Mbps) และ X.25 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

13. 1. ชั้นกายภาพ (Physical Layer) • ชั้นล่างสุดของ OSI เป็นการกำหนดคุณลักษณะทางกายภาพของเน็ตเวิร์ค ได้แก่ ชนิดของเคเบิลที่ใช้ต่ออุปกรณ์ ชนิดของคอนเน็กเตอร์ที่ใช้ ความยาวของเคเบิล • ชั้นกายภาพ ไม่ได้ระบุอะไรให้กับสัญญาณ นอกจากค่าไบนารีเบื้องต้น คือ 0 และ 1 ไม่สนใจความหมายของข้อมูล สนใจเฉพาะการแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณไฟฟ้า หรือแปลงข้อมูลเป็นแสงขึ้นอยู่กับสื่อกลางที่ใช้ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

14. (2) โปรโตคอล TCP/IP • โปรโตคอล TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) พัฒนามากว่า 20 ปี (ค.ศ.1982) จากการวิจัยเพื่อเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์อินเทอร์เน็ต • TCP/IP ต้องการให้คอมพิวเตอร์ที่ต่างแพลตฟอร์มกัน ให้สามารถสื่อสารกันได้ ในขณะที่แบบอ้างอิง OSI เน้นที่การแบ่งการทำงานของโปรโตคอลออกเป็นชั้นๆ • การออกแบบ TCP/IP ก็มีลักษณะเป็นชั้นๆ เหมือนกัน แต่เมื่อทำการผลิตอุปกรณ์ ก็จะให้ขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ ซึ่งเป็นผลให้ชุดโปรโตคอล OSI เหมาะสำหรับใช้อธิบายการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้ดีกว่า ในขณะที่ชุดโปรโตคอลTCP/IP เป็นที่นิยมมากกว่าในการนำไปใช้จริง 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

15. โปรโตคอล TCP/IP 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert ตารางเปรียบเทียบแบบอ้างอิง OSI กับ TCP/IP

16. 4.ชั้นประยุกต์ใช้งาน (Application Layer) • การทำงานของโปรโตคอลในชั้นนี้ เป็นการติดต่อไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่ง เพื่อเข้าไปใช้ทรัพยากรระยะไกล (Remote Access) โปรโตคอลของโปรแกรมประยุกต์ที่อยู่ในชันนี้ ได้แก่ • HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) : โปรแกรมที่ใช้เช่น Internet Explorer • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) : โปรโตคอลนี้ ทำหน้าที่รับส่งเมล์ระหว่างโฮสต่างๆ • POP (Post Office Protocol) : โปรโตคอลเพื่อย้ายเมล์จาก Mail Server ไปยังเครื่อง Client • IMAP (Internet Message Access Protocol) :โปรโตคอลให้โปรแกรมเมล์บนเครื่อง Client แสดงรายชื่อเมล์ ลบ ย้าย เขียนเมล์ ที่อยู่บน Mail Server 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

17. 3. ชั้นเชื่อมต่อระหว่างโฮส (Host-to-host Layer) • เป็นชั้นที่ทำหน้าที่สร้างการเชื่อมต่อ • มี 2 โปรโตคอล คือ TCP และ UDP • TCP ใช้การรับส่งข้อมูลแบบคอนเน็กชันโอเรียนเต็ด (Connection-Oriented) หมายถึงการสร้างการเชื่อมต่อก่อนที่จะส่งข้อมูล ตัวอย่างโปรแกรมเช่น FTP • UDP จะใช้การรับส่งข้อมูลแบบคอนเน็กชันเลสส์ (Connectionless) หมายความว่า ไม่มีการสร้างการเชื่อมต่อกับเครื่องปลายทางก่อนส่งข้อมูล ตัวอย่างโปรแกรมเช่น Perch, ICQ, MSN • ข้อแตกต่างระหว่างโปรโตคอล TCP และ UDP คือ ความเชื่อถือในการส่งข้อมูลแบบ TCP จะมีความเชื่อถือมากกว่า ในขณะที่การส่งข้อมูลแบบ UDP จะรวดเร็วกว่า แต่ก็มีโอกาสที่ข้อมูลอาจส่งไม่ถึงปลายทางได้ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

18. 2. ชั้นอินเทอร์เน็ต (Internet Layer) • เทียบเท่ากับการทำงานในชั้นเครือข่าย (Network Layer) ของ OSI • ชั้นนี้จะทำหน้าที่กำหนดเส้นทางการส่งข้อมูล โปรโตคอลที่ทำหน้าที่ในชั้นนี้ คือ IP (Internet Protocol) • การกำหนดเส้นทางส่งข้อมูล สามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า เราท์เตอร์ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

19. 1. ชั้นเข้าถึงเครือข่าย (Network Access) • ชุดโปรโตคอล TCP/IP ไม่ได้มีการกำหนดมาตรฐานสำหรับชั้นเข้าถึงเครือข่าย (Network Access) • อย่างไรก็ตาม TCP/IP สามารถใช้ได้กับเครือข่ายหลายประเภท โดยเครือข่ายที่ใช้งานมากที่สุด คือ อีเธอร์เน็ต นอกจากนี้แพ็กเก็ตของ TCP/IP ยังสามารถส่งผ่านเครือข่ายอื่นๆ ได้ เช่น FDDI, ATM, X.25, Frame Delay, PPP, SLIP และ ISDN เป็นต้น 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert

20. คำถาม • อธิบายสถาปัตยกรรม OSI • ความเป็นมา, วัตถุประสงค์ในการกำหนด, การทำงานแต่ละเลเยอร์, อุปกรณ์ที่ทำงานในแต่ละเลเยอร์, โปรแกรมที่ทำงานในแต่ละเลเยอร์ 412 754 Library and Information Network -- sakda chanprasert