28
บทที4 แบบจำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ แผนกำรสอนประจำหน่วย รายวิชา การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย บทที4 แบบจาลองเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หัวข้อเนื้อหำหลัก 4.1 แบบจาลองโอเอสไอ 4.2 แบบจาลองทีซีพี /ไอพี แนวคิด 1. แบบจาลองโอเอสไอ คือ สถาปัตยกรรมเครือข่ายที่มีการแบ่งกรอบการทางานของระบบ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ออกเป็นชั้น ๆ ซึ่งจะช่วยให้การออกแบบระบบเครือข่ายสามารถติดต่อสื่อสาร ระหว่างกันได้ ไม่ว่าระบบเครือข่ายแต่ละระบบที่ติดต่อสื่อสารกันจะมีการออกแบบที่แตกต่างกันหรือใช้ ระบบคอมพิวเตอร์ต่างแพล็ตฟอร์มกันก็ตาม 2. แบบจาลองทีซีพี /ไอพี คือ ชุดของแบบจาลองที่ถูกพัฒนาขึ้นมา เพื่อใช้สาหรับการแลกเปลี่ยน ข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยใช้สถาปัตยกรรมที่มีลักษณะเป็นระดับชั้นที่เกี่ยวข้องกัน วัตถุประสงค์ เมื่อศึกษาบทที4 จบแล้ว ผู้เรียนสามารถอธิบายหัวข้อต่อไปนี้ได1. สถาปัตยกรรมระดับชั้นและโครงสร้างของแบบจาลองโอเอสไอ 2. สถาปัตยกรรมระดับชั้นและโครงสร้างของแบบจาลองทีซีพี /ไอพี กิจกรรมระหว่ำงเรียน 1. ทาแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียนบทที4 2. ศึกษาเอกสารประกอบการสอนหัวข้อเนื้อหาหลักที4.1 - 4.2 3. ปฏิบัติกิจกรรมตามที่ได้รับมอบหมายในเอกสารประกอบการสอน 4. ทาแบบประเมินผลตนเองหลังเรียนบทที4 5. ทากิจกรรมประจารายวิชา สื่อกำรสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. แบบฝึกปฏิบัติ กำรประเมินผล 1. ประเมินผลจากแบบประเมินผลตนเองก่อนเรียนและหลังเรียน 2. ประเมินผลจากการทากิจกรรมและแนวตอบท้ายเรื่อง 3. ประเมินผลจากกิจกรรมประจารายวิชา 4. ประเมินผลจากการสอบไล่ประจาภาคการศึกษา

บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4

แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

แผนกำรสอนประจ ำหนวย รายวชา การสอสารขอมลและเครอขาย บทท 4 แบบจ าลองเครอขายคอมพวเตอร

หวขอเนอหำหลก 4.1 แบบจ าลองโอเอสไอ 4.2 แบบจ าลองทซพ/ไอพ

แนวคด 1. แบบจ าลองโอเอสไอ คอ สถาปตยกรรมเครอขายทมการแบงกรอบการท างานของระบบเครอขายคอมพวเตอรออกเปนชน ๆ ซงจะชวยใหการออกแบบระบบเครอขายสามารถตดตอสอสารระหวางกนได ไมวาระบบเครอขายแตละระบบทตดตอสอสารกนจะมการออกแบบทแตกตางกนหรอใชระบบคอมพวเตอรตางแพลตฟอรมกนกตาม 2. แบบจ าลองทซพ/ไอพ คอ ชดของแบบจ าลองทถกพฒนาขนมา เพอใชส าหรบการแลกเปลยนขอมลบนเครอขายอนเทอรเนต โดยใชสถาปตยกรรมทมลกษณะเปนระดบชนทเกยวของกน

วตถประสงค เมอศกษาบทท 4 จบแลว ผเรยนสามารถอธบายหวขอตอไปนได 1. สถาปตยกรรมระดบชนและโครงสรางของแบบจ าลองโอเอสไอ 2. สถาปตยกรรมระดบชนและโครงสรางของแบบจ าลองทซพ/ไอพ

กจกรรมระหวำงเรยน 1. ท าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนบทท 4 2. ศกษาเอกสารประกอบการสอนหวขอเนอหาหลกท 4.1 - 4.2 3. ปฏบตกจกรรมตามทไดรบมอบหมายในเอกสารประกอบการสอน 4. ท าแบบประเมนผลตนเองหลงเรยนบทท 4 5. ท ากจกรรมประจ ารายวชา

สอกำรสอน 1. เอกสารประกอบการสอน 2. แบบฝกปฏบต

กำรประเมนผล 1. ประเมนผลจากแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนและหลงเรยน 2. ประเมนผลจากการท ากจกรรมและแนวตอบทายเรอง 3. ประเมนผลจากกจกรรมประจ ารายวชา 4. ประเมนผลจากการสอบไลประจ าภาคการศกษา

Page 2: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

84 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ขอก ำหนด เมออานแผนการสอนประจ าบทท 4 แลว ก าหนดใหผเรยนท าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนบทท 4 ในแบบฝกปฏบต แลวจงศกษาเอกสารการสอนตอไป

Page 3: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 85

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

4.1 แบบจ ำลองโอเอสไอ หวขอเนอหำยอย

4.1.1 แนวคดทวไปเกยวกบแบบจ าลองโอเอสไอ 4.1.2 ระดบชนของแบบจ าลองโอเอสไอ

แนวคด 1. แบบจ าลองโอเอสไอ เปนแบบจ าลอง ระบบเครอขายทออกแบบโดยองคการมาตรฐาน

นานาชาต โดยมวตถประสงคเพอใหระบบเครอขายทมความแตกตางกนสามารถตดตอสอสารระหวางกนได ดวยการใชมาตรฐานสอสารทเปนสากลโดยไมจ าเปนตองเปลยนแปลงซอฟตแวรหรอฮารดแวรใดๆ

2. ระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอถกแบงออกเปนระดบชนทงหมด 7 ชน ไดแก 1) ระดบชนกายภาพหรอฟสคล 2) ดาตาลงค 3) เนตเวรก 4) ทรานสปอรต 5) เซสชน 6) พเซนเตชน 7) แอพพลเคชน วตถประสงค

เมอศกษาหวขอเนอหาหลกท 4.1 จบแลว ผเรยนสามารถอธบายหวขอตอไปนได 1. ความหมายของแบบจ าลองโอเอสไอได 2. ระดบชนของแบบจ าลองโอเอสไอได 3. หลกการท างานของแบบจ าลองโอเอสไอได 4. หนาทของแตละระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอได 5. ความแตกตางของระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอได

Page 4: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

86 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

4.1.1 แนวคดทวไปเกยวกบแบบจ ำลองโอเอสไอ องคการมาตรฐานนานาชาตหรอไอโซ (The International Standards Organization :

ISO) จดตงขนเมอป ค.ศ.1947 โดยมวตถประสงคเพอก าหนดขอตกลงรปแบบมาตรฐานของการตดตอสอสารผานเครอขาย (network communication) ซงรปแบบมาตรฐานทถกเสนอครงแรกเมอชวงทศวรรษ 1970 เมอชอเรยกวา "ระบบการเชอมตอระหวางกนแบบเปดหรอโอเอสไอ (Open Systems Interconnection : OSI)" ซงวตถประสงคของระบบการเชอมตอแบบเปดน กเพอออกแบบรปแบบมาตรฐานของการตดตอสอสารผานระบบเครอขายคอมพวเตอรทสามารถท าใหระบบทมความแตกตางกนสามารถสอสารกนไดดวยการใชมาตรฐานการสอสารสากล โดยไมมความจ าเปนทจะตองเปลยนแปลงฮารดแวรหรอซอฟแวรใด ๆ

1) ควำมหมำยของแบบจ ำลองโอเอสไอ แบบจ าลองโอเอสไอ (OSI) สถาปตยกรรมเครอขายคอมพวเตอรทมการแบงกรอบการ

ท างานออกเปนชน ๆ เพอชวยใหการออกแบบระบบเครอขายคอมพวเตอรสามารถตดตอสอสารระหวางกนได แมวาระบบเครอขายคอมพวเตอรแตระบบจะมการออกแบบเชอมตอระบบทแตกตางกนหรอใชระบบคอมพวเตอรทตางแพลตฟอรมกนกตาม

2) สถำปตยกรรมของแบบจ ำลองโอเอสไอ แบบจ าลองโอเอสไอใชสถาปตยกรรมโดยแบงออกเปน 7 ระดบชนทมความสมพนธกน

ดงน 1) ระดบชนกายภาพหรอฟสคล (physical) 2) ระดบชนการเชอมตอขอมลหรอดาตาลงค (data link) 3) ระดบชนเครอขายหรอเนตเวรก (network) 4) ระดบชนขนสงหรอทรานสปอรต (transport) และ 7) ระดบชนประยกตหรอแอพพลเคชน (application) ดงแสดงในภาพท 4.1

ภำพท 4.1 ระดบชนของแบบจ าลองโอเอสไอ

แบบจ าลองโอเอสไอ มการออกแบบโดยใชสถาปตยกรรมระดบชน ( layer architecture) เพอใหการท างานเปนไปตามขนตอนหรอตามระดบทก าหมดไวในโปรโตคอล โดยในการพฒนาตดกน ไมสามารถสอสารขามระดบกนได ฟงกชนการท างานในการรบสงขอมลทคลายคลงกนจะถก

Page 5: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 87

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

จบกลมอยดวยกนกลายเปนระดบชน ดงนน แตละระดบชนจะมกลมของฟงกชนทแตกตางจากระดบชนอน ๆ จากหลกการดงกลาวจงท าใหเขาใจงายและมความยนหยนสง

โดยทวไป หลกการท างานแบบระดบชนไดถกน ามาใชในชวตประจ าวนกนอยแลว เชน การตดตอสอสารทางจดหมายระหวางกนและกน กระบวนการสงจดหมายจะมความยงยากมาก หากไมมบรษไปรษณย เปนตวกลางในด าเนนการให ขนตอนในกระบวนการสงจดหมาย ดงแสดงในภาพท 4.2

ภำพท 4.2 ขนตอนในกระบวนการรบสงจดหมาย ทมา: ดดแปลงจาก Behrouz A. Forouzan. (2007: 28).

จากภาพท 4.2 เมอผสง (sender) ตองการสงจดหมายถงผรบ (receiver) กจะเขยนจดหมายแลวใสซองตไปรษณย จดหมายจะถกน าออกจากตไปรษณยกจะน าจดหมายไปสงทตไปรษณยสาขาทใกลทสด เพอมาคดแยกตามสถานทของผรบ จากนนบรษไปรษณยกจ าน าจดหมายไปสงทตไปรษณยหนาบานผรบ เมอผรบเปดตไปรษณยหนาบานกจะไดรบจดหมายของผสง ซงลกษณะการท างานของขนตอนดงกลาวกจะคลายกบขนตอนการทานของระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ โดยภายในเครองคอมพวเตอรแตละเครองทเชอมโยงในระบบเครอขาย เมอมการรบสงขอมลระหวางกน แตละระดบชนจะเรยกใชบรการระดบชนทอยต ากวาลงไป เชน ระดบชนท 3 จะเรยกใชบรการระดบชนท 2 และในขณะเดยวกนกจะจดหาบรการใหระดบชนท 4 เปนตน ในการตดตอสอสารระหวางเครองคอมพวเตอร ระดบชน X บนเครองคอมพวเตอรเครองหนงจะตดตอกบ ระดบชน X บนเครองคอมพวเตอรอกเครองหนง ณ ระดบชนเดยวกน การตดตอสงการนจะเกยวของกบกฎและขอตกลงทเรยกวา "โปรโตคอล" และกระบวนการทแตละเครองตดตอกบระดบชนทก าหนดเรยกวา "เพยรทเพยรโปรเซส (peer-to-peer processes)" หรอกระบวนการแบบจดตอจด

ผสง (sender) ผรบ (receiver)

จดหมำยถกน ำสงจำกทท ำกำรไปรษณยตนทำงไปยง ทท ำกำรไปรษณยปลำยทำงโดยบรษไปรษณย

เขยนจดหมำย จำหนำซองถงผรบและหยอนลงในตจดหมำย

จดหมำยในต จดหมำยเดนทำงไปย งทท ำกำรไปรษณยสำขำตนทำง

จดหมำยถกจดสงจำกทท ำกำรไปรษณยสำขำตนทำง

ท ท ำ ก ำ ร ไ ป ร ษ ณ ยปลำยทำงรบจดหมำย

จดหมำยถ กน ำ ส งจำกไปรษณยสำขำปลำยทำงไปยงตรบจดหมำย

ผ ร บ ห ย บ จ ด ห ม ำ ย ตรวจสอบหนำซอง และเปดอำนจดหมำย

Page 6: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

88 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

3) หลกกำรท ำงำนของแบบจ ำลองโอเอสไอ แบบจ าลองโอเอสไอใชหลกการท างานแบบเพยรทเพยรโปรเซส ซงเปนกระบวนการ

ตดตอสอสารทเกดในระดบชนฟสคลซงรายละเอยดของระดบชนฟสคลจะกลาวตอไป กระบวนการการตดตอสอสารแบบเพยรทเพยรโปรเซส สามารถท าไดโดยตรง ดงแสดงในภาพท 4.3 จากภาพเครองคอมพวเตอรหรออปกรณ A จะสงขอมลไปยงเครองคอมพวเตอรหรออปกรณ B (ผานโหนดตาง ๆ บนเครอขาย) การตดตอสอสารจะเคลอนทลงผานระดบชนตาง ๆ จากอปกรณ A เคลอนทขนผานระดบชน ตาง ๆ ของอปกรณ B แตละระดบชน เมอฝายผรบไดรบขอความกจะแกะขอความออกอานทละชน เชน ระดบชนท 2 จะน าขอมลทตองการใชในระดบชนนนออกไป จากนนจงสงผานขอมลทเหลอไปยงระดบชนท 3 ระดบชนท 3 กจะน าขอมลทจะใชในระดบชนออก และสงผานขอมลทเหลอไปยงระดบชนท 4 และกระท าเชนนตอไปเรอย ๆ จนเสรจ เปนตน

ภำพท 4.3 ความสมพนธระหวางระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ

ทมา: Behrouz A. Forouzan. (2007: 31)

4) สวนตอประสำนระหวำงระดบชน สวนตอประสานระหวางระดบชนหรออนเทอรเฟซระหวางระดบชน (interfaces between layers) หมายถง การสงผานขอมลลงในแตละระดบชนของอปการณฝายผสง และสงผานขอมลขนไปในแตละระดบชนของอปกรณฝายผรบ สามารถท าไดโดยใชการอนเทอรเฟซ (interface) ระหวางแตละคของระดบชนทอยตดกน แตอนเทอรเฟซจะก าหนดขอมลและการบรการของระดบชนทจ าเปนตองจดหาใหกบระดบชนทอยเหนอขนไปการก าหนดอนเทอรเฟซและหนาทของแตระดบชนไดดจะท าใหการเปลยนแปลงและการแทนทใด ๆ เพอใหบรการระดบชนทสงกวาสามารถท าได โดยปราศจากการเปลยนแปลงใด ๆ ของระดบชนทเกยวของ

Page 7: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 89

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

5) โครงสรำงระดบชน แบบจ าลองโอเอสไอ แบงออกเปน 2 สวน คอ ระดบขนสงและระดบขนต า โดยระดบชนสง สวนใหญจะเกยวของกบซอฟตแวร สวนระดบชนต าลงมาจะเกยวของกบทงฮารดแวรและซอฟแวร ยกเวนระดบชนฟสคล ซงสวนใหญจะเกยวของกบฮารดแวร ภาพรวมของระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ ดงแสดงในภาพท 4.4

ภำพท 4.4 ภาพรวมของระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ

ทมา: Behrouz A. Forouzan. (2007: 32)

จากภาพท 4.4 แสดงภาพรวมของระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ ซง D7 หมายถง หนวยขอมลทระดบชนท 7 D6 หมายถง หนวยขอมลทระดบชนท 6 เปนเชนนไปเรอย ๆ จนถงระดบชนท 1 แตละระดบชนของฝายผสงจะมขอมลปดหว (header) และขอมลปดทาย (trailer) ส าหรบระดบชนท 2 มการแบงขอมลเปนเฟรม ลกษณะการท างานของระดบชนนจะชวยควบคมการรบสงขอมลตงแตจดเรมตนและจดสนสดตามระดบ โดยเรมจากระดบชนท 7 ทางฝายผสงสงขอมลไปยงระดบชนท 6 ระดบชนท 5 จนถง ระดบชนท 1 เมอขอมลถกสงมาถงระดบชนท 1 หรอระดบชนฟสคล จะถกเปลยนเปนสญญาณไฟฟา และเคลอนทไปบนสายสง เมอมาถงปลายทางหรอฝายผรบสญญาณไฟฟาจะผานไปขนไปในระดบชนท 1 และขอมลจะถกแปลงกลบเปนสญญาณดจตอล ขอมลจะเคลอนทขนผานระดบชนท 2 ระดบชนท 3 ไปเรอย ๆ จนถงระดบชนท 7 ในแตละชนขอมลสวนหวและขอมลสวนทายซงถกแนบ (attach) มากบขอมลของฝายผสงจะถกแยกออกไป ขอมลทถกสงมาจากระดบชนบนเพอมายงระดบชนลางนน จะถกหอหมดวยขอมลปดหวเปนชน ๆ โดยเรยกกระบวนการนวา "เอนแคปซเลชน (encapsulation)" 4.1.2 ระดบชนของแบบจ ำลองโอเอสไอ

ดงทกลาวมาแลววาระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ ถกแบงออกเปนระดบชนทงหมด 7 ชน ไดแก 1) ระดบชนฟสคล (physical) 2) ระดบชนดาตาลงค (session) 3) ระดบชนเนตเวรก

Page 8: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

90 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

(network) 4) ระดบชนทรานสปอรต (transport) 5) ระดบชนเชสชน (session) 6) ระดบชนพรเซนเตชน (presentation) 7) ระดบชนแอพพลเคชน (application) ซงระดบชนทง 7 นยงสามารถจดเปนกลมไดเปน 3 กลมยอยดงน

กลมท 1 ระดบชนท 1 ระดบชนท 2 และระดบชนท 3 ไดแก ระดบชนฟสคล ระดบชนดาตาลงค และระดบชน เนตเวรก คอ ระดบชนสนบสนนระบบเครอขาย ระดบชนเหลานจะเกยวของกบการสงขอมลจากอปกรณหนงไปยงอกอปกรณหนง

กลมท 2 ระดบชนท 5 ระดบชนท 6 และระดบชนท 7 ไดแก ระดบชนเชสชน ระดบชนพรเซนเตชน และ ระดบชนแอพพลเคชน คอ ระดบชนสนบสนนการเชอมตอใหแกผใช ระดบชนเหลานสามารถท าการเชอมตอระหวางซอฟแวรทแตกตางกนได

กลมท 3 ระดบชนท 4 หรอระดบชนทรานสปอรต ท าหนาทเชอมการท างานระหวางกลมท 1 และ กลมท 2 โดยชวยสรางความมนใจใหแกผใชวา รปแบบขอมลใดกตามทระดบชนต ากวาสงมา ระดบชนทสงกวาจะสามารถเขาใจได

1) ระดบชนกำยภำพ หรอระดบชนฟสคล ส าหรบในระดบชนฟสคลนจะมการสงขอมลผานตวกลางทางกายภาพ (physical medium) ทจบตองไดการก าหนดฟงกชน (functions) และขบวนการท างาน (procedures) ทอปกรณทางกายภาพและอนเทอรเฟซจ าเปนตองท าเมอมการสงขอมลเกดขน ดงแสดงในภาพท 4.5

ภำพท 4.5 การเคลอนยายขอมลชนฟสคลในรปแบบของบต

จากภาพท 4.5 ฝายผสงจะสงขอมลผานสายสงไปยงฝายผรบ ซงในระดบชนฟสคลจะท าหนาทดงตอไปน

ก าหนดคณลกษณะทางกายภาพของสวนตอประสาน และตวกลาง (physical characteristics of interfaces and media) ระดบชนฟสคลจะท าการก าหนดคณลกษณะของการเชอมตอระหวางอปกรณและก าหนดชนดของตวกลางทใชสงผานขอมล

ก าหนดการแทนคาของบตขอมล (representation of bits) ในระดบชนนประกอบดวยกระแสบตขอมลในรปแบบของฐานสอง (0 กบ1) เมอจะท าการสงผานตวกลางบตขอมลจะตองถกเขารหส (encode) และเปลยนไปเปนสญญาณเชน สญญาณไฟฟาหรอสญญาณแสง เปนตน นอกจากนระดบชนนยงท าหนาทในการก าหนดประเภทของการเขารหส (encoding) (วธแปลงบต 0 และ 1 ใหเปลยนเปนสญญาณอน ๆ)

ก าหนดอตราขอมล (data rate) เปนการก าหนดจ านวนของบตขอมลทรบสงภายในหนงนาท

ระดบชนฟสคล ระดบชนฟสคล

จำกระดบชนดำตำลงค

101010000000010111 101010000000010111

ไปยงระดบชนดำตำลงค

สอกลำง

110 110

Page 9: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 91

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ซงโครไนซหรอประสานเวลาการรบสงบตขอมล (synchronization of bits) ในการรบสงขอมลผานระบบเครอขายนนฝายผสงและฝายผรบจ าเปนตองซงโครไนซหรอประสานเวลาในการรบสงขอมลในระดบบตหรอกลาวอกนยหนงกคอ นาฬกาของฝายผสงและฝายผรบจะตองตรงกนเพอใหการรบสงขอมลเกดขนไดในเวลาเดยวกน

ก าหนดโครงแบบของสายสญญาณทเชอมตอ (line configuration) ระดบชนนจะเกยวของกบการเชอมตอระหวางอปกรณและตวกลาง แบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1) การเชอมตอแบบจดตอจด (point-to-point configuration) หมายถง การทอปกรณสองชนเชอมตอกนโดยกนโดยตรงผานสายสญญาณ และ 2) การเชอมตอหลายจด (multipoint configuration) หมายถง การทอปกรณหลายชนใชสายสญญาณเชอมตอรวมกน

ก าหนดรปแบบการเชอมตอทางกายภาพ หรอฟสคลโทโพโลย (physical topology) เปนการก าหนดรปแบบการเชอมตออปกรณในระบบเครอขาย ซงแบงออกไดหลายประเภท เชน โทโพยแบบเมซ (mesh topology) โทโพโลยแบบดาว (star topology) โทโพโลยแบบวงแหวน (ring topology) โทโพโลยแบบบส (bus topology)

ก าหนดทศทางการสงผานขอมล (transmission mode) ระดบชนนจะก าหนดทศทางของการรบสงขอมลระหวางอปกรณสองชน ไดแก การรบสงขอมลแบบซมเพลกซ (simplex) แบบฮารฟดเพลกซ (half-duplex) หรอแบบฟลดเพลกซ (full-duplex) หรอ simply duplex

2) ระดบชนดำตำลงค ระดบชนดาตาลงค (data link layer) หรอระดบชนเชอมโยงขอมล ระดบชนนหนาทตรวจสอบความถกตองของการตดตอจากโหนดหนงไปยงอกโหนดหนง (Node to Node) และความสมบรณของการรบสงขอมล ซงกระบวนการสงขอมลจะถกตองและสมบรณไดนน ผรบจะตองไดรบขอมลทถกตองพรอมทงตรวจสอบความผดพลาดกอนทจะสงขอความตอบกลบไปยงผสง และผสงจะตองไดรบขอความตอบกลบดงกลาวดวย ส าหรบในชนดาตาลงคนนจะท าการแบงขอมลระดบบตทไดจากชนตดตอระบบชนฟสคลใหเปนชดขอมลทเรยกวา "เฟรม (Frame)" กอนจะสงไปยงชนถดไป ดงภาพท 4.6

ภำพท 4.6 แสดงรปแบบการรบสงขอมลในระดบชนดาตาลงค

ขอมลในชนดาตาลงคทไดรบจากชนทเนตเวรก จะถกน ามาจดการเพมเตมขอมลในสวนหว (Header) และสวนหาง (Trailer) กอนจะท าการสงไปยงชนฟสคล เพอแปลงเปนสญญาณและสงไปยงปลายทางดงภาพท 4.6 ในทางกลบกน เมอปลายทางไดรบขอมลทผานการจดการจากชนฟสคล เรยบรอยแลว จะด าเนนการแปลงขอมลระดบบตกลบไปเปนขอมลในรปแบบของเฟรมและถอดขอมลทเพมเตมในสวนหวและสวนหางออก ซงกจะไดชดขอมลทพรอมจะสงไปยงชนเนตเวรกตอไป

ระดบชน ดำตำลงค

จำกระดบชนเนตเวรก

ขอมล T2

สวนหว สวนหาง

ไปยงระดบชนฟสคล

เฟรมขอมล ระดบชน ดำตำลงค

ไปยงระดบชนเนตเวรก

H2 T2

จำกระดบชนฟสคล

เฟรมขอมล H2 ขอมล

Page 10: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

92 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ระดบชนดาตาลงคมหนาทดงตอไปน จดเฟรมขอมล (framing) ระดบชนดาตาลงคจะท าการแบงขอมลทไดรบจาก

ระดบชนเนตเวรกเพอจดลงในหนวยขอมลทเรยกวา "เฟรม (framing)" ก าหนดต าแหนงฟสคลแอดเดรสหรอแมคแอดเดรส (physical addressing) ต าแหนงฟ

สคลแอดเดรสคอ ทอยทางกายภาพของเครองคอมพวเตอรฝายผรบและเครองคอมพวเตอรฝายผสง ควบคมการไหลขอขอมล (flow control) ในกรณทอตราการรบขอมลนอยกวา

อตราการสงขอมล ระดบชนดาตาลงคจะท าการควบคมการไหลของขอมล เพอปองกนการทวมทนของขอมลจากฝายผรบเนองจากอตราการรบขอมลชากวาอตราการสงขอมลของฝายผสง

ควบคมขอผดพลาด (error control) ระดบชนดาตาลงค สามารถควบคมขอผดพลาดของขอมลและเพมความนาเชอถอใหกบขอมลทผานระดบชนฟสคล โดยการเพมกลไก (mechanism) เพมตรวจจบและ สงซ าขอมลทถกท าลายหรอสญหายระหวางการรบสง นอกจากนยงมวธการปองกนการซ าซอนของเฟรมขอมล โดยท าการเพมรหสควบคมความผดพลาดทดานทายของเฟรมขอมลอกดวย

ควบคมการเขาถง (access control) เมออปกรณตงแตสองชนขนไปเชอมตอบนลงคเดยวกนโปรโตคอลในระดบชนดาตาลงค จะท าหนาทควบคมการเขาถงขอมลโดยตรวจสอบวาอปกรณชนใดมสทธเขาใชงานเครอขาย ดงกลาวในการสงขอมล ณ ชวงเวลาหนง ๆ

ภำพท 4.7 แสดงตวอยางการสงขอมลในระดบชนดาตาลงค

จากภาพท 4.7 เปนการรบสงขอมลภายในเครอขายทถกจดการโดยชนดาตาลงค หากตนทางและปลายทางมทอยในระดบฟสคล คอ 10 และ 40 ตามล าดบ ขอมลดงกลาวจะถกเพมลงในสวนหวของเฟรมขอมล ซงจะมขอมลเกยวของกบทอยในระดบฟสคล บรรจไวดวย ท าใหขอมลถกสงไปยงเครองปลายทางทอยภายในเครอขายเดยวกนไดอยางถกตอง

3) ระดบชนเนตเวรกหรอระดบชนเครอขำย ระดบชนเนตเวรกจะเปนชนทดแลเกยวกบเสนทางในการรบสงขอมลจากตนทางไปยงปลายทาง ซงจะท าการคนหาเสนทางในการขนสงขอมลและจดการทอยของปลายทาง โดยชนเนตเวรก จะรบผดชอบเฉพาะการตดตอสอสารระหวางตนทางและปลายทางทอยตางเครอขายกน สวนการตดตอทอยภายในเครอขายหรอใชเสนทางการเชอมโยงเดยวกนจะเปนหนาทของชนดาตาลงค ส าหรบขอมลทถกจดการในชนนจะเปนกลมขอมลทเรยกวา "แพกเกต (packet)" ดงภาพท 4.8

10 20 30 40

T2 Data 10 40 สวนหาง ทอยตนทาง ทอยปลายทาง

Page 11: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 93

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ภำพท 4.8 แสดงการรบสงขอมลในระดบชนเนตเวรก

เมอไดรบขอมลจากชนทรานสปอรต ในระดบชนฟสคลจะเพมเตมขอมลในสวนหวเขาไป ซงขอมลดงกลาวจะเปนทอยในระดบลอจคอล ทจ าเปนตอการสงขอมลระหวางเครอขาย จากนนจงสงแพกเกตขอมลทถกจดการเรยบรอยแลวไปยงชนดาตาลงค ส าหรบปลายทางในชนเนตเวรกเมอไดรบแพกเกตขอมลกจะท าการถอดขอมลสวนหวออกและขอมลสวนทเหลอกจะสงไปยงชนทรานสปอรตตอไป ระดบชนเนตเวรกมหนาทดงตอไปน

ก าหนดต าแหนงทางตรรกะหรอลอจคลแอดเดรส (logical addressing) หรอไอพแอดเดรส (IP address) จากทกลาวมาแลววาทอยทางกายภาพหรอฟสคลแอดเดรสจะถกก าหนดทระดบชนดาตาลงค เพอระบทอยของอปกรณตาง ๆ ทเชอมอยบนระบบเครอขายเดยวกน แตถาขอมล แพกเกตใดๆ ตองการรบสงขามระบบเครอขายกจ าเปนตอง ทราบทอยของอปกรณหรอเครองคอมพวเตอรทเชอมโยงอยในอกระบบเครอขายหนง ซงทอยของอปกรณสามารถ บอกความแตกตางระหวางระบบเครอขาย ตนทางและระบบเครอขายปลายทางได ระดบชนเนตเวรกจะท าการเพมขอมลลงในสวนหวซงประกอบดวยทอยทางตรรกะหรอลอจคลแอดเดรส (logical address) ของทงฝายผสงและฝายผรบลงไปในแพกเกตขอมลทมาจากระดบชนบน

เลอกเสนทาง (routing) เมอระบบเครอขายหรอลงคถกเชอมตอเขาดวยกน (internetwork) เพอสรางหรอขยายเครอขายใหมขนาดใหญขน โดยทวไปจะมการใชอปกรณเชอมตอทเรยกวา "เราทเตอร (router)" หรอสวตช (switches)" ท าหนาทจดหรอก าหนดเสนทางทดทสดหรอเหมาะสมทสด เพอใหสามารถสงขอมลไปยงปลายทางไดอยางรวดเรว ภาพท 4.9 เปนการสงขอมลจากเครองตนทางซงมทอยระดบเนตเวรกและระดบ ฟสคล คอ A (Network Address) และ 13 (Physical Address) โดยตองการสงขอมลไปยงเครองปลายทางทอยในเครอขาย LAN อกเครอขายหนง ซงมทอยระดบเนตเวรกและระดบฟสคล คอ Z (Network Address) และ 75 (Physical Address) เนองจากเครองทงสองนนอยตางเครอขายกนจงไมสามารถใชเพยงทอยในระดบฟสคลได ในการรบสงดงกลาวจ าเปนตองใชทอยของระดบเนตเวรกและทอยระดบฟสคลควบคกน โดยทอยระดบเนตเวรกนนจะสามารถระบทอยของเครองปลายทางซงอยนอกเครอขาย LAN ของตนได ส าหรบทอยระดบเนตเวรกนจะบรรจอยในแพกเกตขอมลทถกก าหนดขนจากการท างานของชนตดตอระดบเนตเวรก ซงทอยระดบเนตเวรกนนจะไมมการเปลยนแปลงใด ๆ เกดขนเมอเดนทางระหวางเครอขาย แตส าหรบทอยระดบฟสคลนนจะเปลยนแปลงเสมอเมอเดนทางเขาสเครอขายใหม เมอผานอปกรณเชอมตอของเครอขายนนทอยระดบฟสคลจะถกก าหนดขนใหมตามรปแบบของ แตละเครอขาย โดยสามารถอธบายกระบวนการการรบสงขอมล ไดดงน

ระดบชน เนตเวรก

จำกระดบชนทรำนสปอรต

ขอมล H3

ไปยงระดบชนดำตำลงค

แพกเกต ระดบชน เนตเวรก

ไปยงระดบชนทรำนสปอรต

H3

จำกระดบชนดำตำลงค

แพกเกต ขอมล

Page 12: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

94 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ภำพท 4.9 ตวอยางการสงขอมลจากตนทางไปยงปลายทางในระดบชนเนตเวรก

ทมา: ดดแปลงจาก สธ พงศาสกลชยและคณะ. (2551: 26)

จากภาพท 4.9 สามารถสรปล าดบขนตอนได ดงตอไปน 1) ขอมลจากเครองตนทางจะถกบรรจดวยทอยระดบเนตเวรกของตนทางและ

ปลายทาง คอ A และ Z ส าหรบทอยในระดบฟสคล คอ 13 และ 21 โดย 21 นนจะเปนหมายเลขทอยระดบฟสคลของอปกรณเราทเตอรทเชอมตอระหวางเครอขายอนซงขอมลดงกลาวจะตองเดนทางผานเสนทางนน

2) ขอมลจะถกสงจากเครองตนทางไปยงเราทเตอร เพอเดนทางออกจากเครอขายไปยงเครอขายอนทเชอมตออยเพอหาเครอขายปลายทางทถกตอง เมอพบวายงไมใชเครอขายปลายทางกจะหาเสนทางทเชอมตอไปยงเครอขายอนตอไป

3) ขอมลทเดนทางมายงเครอขายรปวงแหวน จะตองถกเปลยนทอยระดบฟสคลของตนทางและปลายทาง เนองจากเปนทอยทใชเฉพาะในเครอขายเดยวกน คอ จาก 13 และ 21 เปน 59 และ 49 โดย 59 เปนทอยระดบฟสคลของอปกรณซงเปนจกทขอมลจากตนทางเดนทางเขามาในเครอขายดงกลาว และ 49 เปนทอยระดบฟสคลของอปกรณซงเปนจดเชอมตอไปยงเครอขายปลายทาง

4) จากนนขอมลจะเดนทางออกจากเครอขายวงแหวนโดยผานอปกรณเชอมตอกบอกเครอขายหนง ซงเปนเครอขายปลายทางเมอขอมลเขาสเครอขายดงกลาวกจะถกเปลยนทอยระดบ ฟสคลใหมอกครง โดยในเครอขายปลายทางจะถกเปลยนจาก 59 และ 49 เปน 38 และ 75 เนองจากขอมลมตนทางจากอปกรณทเชอมตอระหวางเครอขายวงแหวนและเครอขายปลายทาง ซ งจะพบวาใน

T2 Data 13 21 A E 21

59

49

M

N

23

44

L

O

Router

Router

T2 Data 59 49 A

13 25 39 55

A B C D

67 75

Y Z

X

T2 Data 38 75 Z A

ตนทำง

ปลำยทำง

Page 13: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 95

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

เครอขายปลายทางมเครองทมทอยระดบเนตเวรกตรงกบทเครองตนทางก าหนดไว กคอ เครองทมทอยระดบฟสคลเปน 75 นนเอง

5) เมอแพกเกตขอมลตรวจพบเครองปลายทางโดยมทอยระดบเครอขายตรงกบขอมลทบรรจมาจากตนทาง คอ Z และไดมการเปลยนแปลงทอยระดบฟสคลใหตรงกบเครองปลายทางแลว ขอมลกจะเดนทางจากอปกรณเชอมตอทท าหนาทรบขอมลดงกลาวเขามาในเครอขายสงไปยงเครองทมทอยระดบฟสคลภายในเครอขายปลายทาง คอ 75 และมทอยในระดบเครอขายตามทไดตรวจสอบแลวในขางตน ท าใหขอมลทสงมานนเดนทางไปยงเครองผรบไดอยางถกตอง

ในการสงขอมลไปยงเครองปลายทางนนชนเนตเวรกจะสงแพกเกตขอมลใหกบชนดาตาลงค ซงจะหาต าแหนงของเครองดวยทอยระดบฟสคล แตเมอตองการสงขอมลขามไปยงเครอขายอนแลวทอยระดบฟสคลเดมจะถกเปลยนแปลงใหเขากบเครอขายนนดวย โดยอปกรณเชอมตอระหวางเครอขาย เชน เราทเตอร จะมหนาทในการคนหาเครองของผรบทถกตอง โดยจะท าการจดเกบตารางเสนทางไวเพอใชคนหาวามเครองปลายทางเชอมตออยภายในเครอขายของตนหรอไม หากไมมกจะดเสนทางอนและสงตอไปยงอปกรณเชอมตอระหวางเครอขายตอไป

4) ระดบชนทรำนสปอรต ในขณะทระดบชนเนตเวรกท าหนาทดแลการสงขอมลแตละแพกเกตจากตนทางไปยงปลายทางขามเครอขายโดยไมค านงถงความสมพนธระหวางแพกเกตเหลานน แตส าหรบในระดบชนทรานสปอรต ซงท าหนาทสงขอมลทงหมดจากตนทางไปยงปลายทาง (โดยปกตจะมมากกวา 1 แพกเกต) และรบประกนวาขอมลทงหมดจะมาถงตามล าดบและสมบรณ อกทงมการควบคมทงการไหลและความผดพลาดของขอมลจากตนทางไปยงปลายทาง

ภำพท 4.10 แสดงการรบสงขอมลในระดบชนทรานสปอรต

ระดบชนทรานสปอรตท าหนาทดงตอไปน แบงเซกเมนตและรวมรวมเซกเมนต (Segmentation and reassembly ) ขอมล

จะถกแบงออกเปนเซกเมนต (segment) โดยแตละเซกเมนตจะบรรจระดบท ซงระดบทเหลาน ท าใหระดบชนทรานสปอรตสามารถรวบรวมเซกเมนตกลบเปนขอมลไดถกตองเหมอนเดมทปลายทาง และสามารถระบหรอแทนทแพกเกตทสญหายในระหวางการสงไดดวย

ก าหนดต าแหนงทอยของเซอรวสพอยน (service-point addressing) คอมพวเตอรเครองหนง ๆ มกจะประมวลผลโปรแกรมหลาย ๆ โปรแกรมในเวลาเดยวกน ดวยเหตผลนการรบสงขอมลจากตนทางไปยงหลายทางไมไดหมายถงแตเพยงการสงขอมลจากคอมพวเตอรเครองหนงไปยงการประมวลผลบนคอมพวเตอรอกเครองหนงดวย โดยทสวนหวของระดบชนทรานสปอรตตองระบทอยเรยกวา เซอรวสพอยน หรอ พอรตแอดเดรส

ระดบชน ทรำนสปอรต

ขอมล H4

เซกเมนต

ระดบชน ทรำนสปอรต

เซกเมนต ไปยงระดบชนเนตเวรก จำกระดบชนเนตเวรก

H4 ขอมล

จำกระดบชนเซสชน

H4 H4

ไปยงระดบชนเซสชน

ขอมล ขอมล

Page 14: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

96 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ควบคมการตดตอ (connection control) การตดตอสอสารบนชนทรานสปอรตสามารถตดตอไดทงรปแบบคอนเนคชนเลส (connectionless) คอนเนคโอเรยนเตด (connection-oriented) ซงคอนเนคชนเลสเปนการเชอมตอโดยขอมลในแตละเซกเมนตจะถกสงไปยงระดบชนทรานสปอรตแบบอสระไมขนตอกน สวนการเชอมตอแบบคอนเนคชนโอเรยนเตดนน ระดบชนทรานสปอรตทเครองคอมพวเตอรตนทางท าการเชอมตอกบระดบชนทรานสปอรตทเครองคอมพวเตอรปลายทางกอนทจะสงแพกเกตขอมล และหลงจากทแพกเกตขอมลถกสงเรยบรอยแลว การเชอมตอกจะสนสดลง

ควบคมขอผดพลาด (flow control) การควบคมการไหลของขอมลในระดบชน ทรานสปอรตมลกษณะคลายคลงกบระดบชนดาตาลงคทใชควบคมการไหลของขอมลระหวางฝายผสงและฝายผรบ แตการควบคมการไหลของขอมลในระดบชนนจะท าในลกษณะจากตนทางไปปลายทาง

ควบคมขอผดพลาด (error control) การควบคมขอผดพลาดของระดบชนทรานสปอรตมลกษณะคลายคลงกบระดบชนดาตาลงคทใชควบคมขอผดพลาดระหวางฝายผสงและฝายผรบ แตการควบคมขอผดพลาดของขอมลในระดบชนนจะท าในลกษณะโพรเชสทโพรเชส (process-to-process) หรอระหวางกระบวนการกบกระบวนการมากกวาการสงผานบนลงคเดยวกน การสงขอมลในระดบชนทรานสปอรต ชวยสรางความมนใจในการสงขอมลไปยงฝายผรบโดยปราศจากขอผดพลาดใดๆ ไมวาจะเปนขอมลทถกท าลาย สญหายบางสวน ซ าซอนกตาม

5) ระดบชนเซสชน ระดบชนเซสชนเปนชนควบคมการตดตอสอสารผานเครอขายระหวางตนทางและปลายทาง โดยมหนาทในการดแลและควบคมกระบวนการสอสารในขณะนน ซงกระบวนการทเกดขนในชวงใดชวงหนงเรยกวา "เซสชน (Session)" ท าใหแตละเซสชนทราบวาจะเรมหรอหยดเมอใดและรอคอยค าสงในการด าเนนงานตอไป ส าหรบชนเซสชนนอาจหมายถง ชนควบคมล าดบค าสงของเครอขาย (Network Dialog Controller) ระดบชนเชสชน มหนาทดงตอไปน

ควบคมไดอะลอก (dialog control) ระดบชนเชสชนจะอนญาตใหระบบเครอขายคอมพวเตอรสองระบบโตตอบกน และในการตดตอสอสารระหวางกระบวนการประมวลผลสองกระบวนการ สามารถเปนแบบฮารฟดเพลกซ (การสอสารทางเดยว) หรอ ฟลดเพลกซ (การสอสารสองทาง) กไดเชน ไดอะลอกการโตตอบระหวางเครองเทอรมนล (terminal) กบ เครองเมนเฟรม (mainframe) สามารถเปนฮารฟดเพลกซ เปนตน

ควบคมจงหวะในการรบสงขอมลหรอเรยกวาการซงโครไนเซชน (synchronization) โดยในระหวางกระบวนการตดตอสอสารจะมการก าหนดจดตรวจสอบ (checkpoints/synchronization points) ขน เพอเปนการตรวจสอบการรบสงขอมลและปองกนการสญหายของขอมลบางสวนทอาจเกดขนในระหวางการตดตอสอสาร เชน ระบบท าการสงแฟมขอมลมความยาวประมาณ 2,000 หนา โดยก าหนดจดตรวจสอบหลงจากการสงทก ๆ 100 หนา เพอเปนการรบประกนวา ขอมลในแตละ 100 หนา ฝายรบสามารถรบไดในกรณ ถามปญหาเกดขนระหวางการสงหนาท 654 ขนกจะมการสงขอมลตงแตหนาท 601-701 ซ า ขณะทหนา 1 ถง หนา 600 ไมจ าเปนตองสงซ า

Page 15: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 97

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ภำพท 4.11 แสดงการรบสงขอมลในระดบชนเซสชน

6) ระดบชนพรเซนเตชน ระดบชนนจะเกยวของกบไวยากรณ (syntax) และความหมาย (semantics) ของขอมลทรบสงแลกเปลยนกนระหวางระบบเครอขายคอมพวเตอรสองระบบ เชน การแปลความหมายขอมล การเขารหสขอมล การถอดรหสขอมล การบบอดขอมล ฯลฯ ดงภาพท 4.12

ภำพท 4.12 แสดงการรบสงขอมลในระดบชนพรเซนเตชน

ระดบชนพรเซนเตชนจะเกยวของกบหนาทตอไปน การแปล (translation) การประมวลผลในสองระบบจะแลกเปลยนขอมลในรปแบบ

ของขอความ ตวเลขและอนๆ ขอมลควรจะถกเปลยนแปลงใหอยในรปของบตกอนทจะถกสง เนองจากเครองคอมพวเตอรแตละเครองมกจะใชระบบเขารหสทแตกตางกน ดงนนระดบชนพรเซนเตชน จงมหนาทรบผดชอบการท างานระหวางวธการเขามกจะใชระบบเขารหสทแตกตางกน ดงนนระดบชนพรเซนเตชนทฝายผสงเปลยนแปลงขอมลจากรปแบบของผสงเปนรปแบบทใชรวมกน (common format) จากนนระดบชนพรเซนเตชนทฝายผรบจะเปลยนขอมลจากรปแบบทใชรวมกนเปนขอมลในรปแบบของผรบ

การเขารหส (encryption) หมายถง ฝายผสงเปลยนขอมลตนฉบบไปเปนขอมลอกรปแบบหนงและท าการสงขอมลดงกลาวผานระบบเครอขายคอมพวเตอร เมอขอมลไปถงฝายผรบ ๆ จะท าการถอดรหสขอมลใหกลบเปนขอมลตนฉบบตามเดม การถอดรหสขอมล (decryption) หมายถง การทผรบแปลงกลบขอมลทไดรบเปนขอมลเดมอกครง

การเขารหสและบบอดขอมล

จากระดบชนแอพพลเคชน

ไปยงระดบชนเซสชน

H6 การเขารหสและบบอดขอมล

ไปยงระดบชนแอพพลเคชน

จากระดบชนเซสชน

H6

ระดบชน เซสชน

ขอมล ระดบชน เซสชน

ไปยงระดบชนทรำนสปอรต

ขอมล

จำกระดบชนพรเซนเตชน ไปยงระดบชนพรเซนเตชน

syn

syn

H5

ไปยงระดบชนทรำนสปอรต

ขอมล

syn syn

H5 ขอมล

Page 16: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

98 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

การบบอดขอมล (compression) การบบอดขอมล หมายถง การท าใหขนาดขอมลทจะสงมขนาดเลกลงโดยลดจ านวนของบตทจะสง การบบอดขอมลกลายเปนสวนส าคญในการสงขอมลทอยในรปแบบของมลตมเดย เชน ตวอกษร เสยง และ วดทศน เปนตน

7) ระดบชนแอพพลเคชน ระดบชนแอพพลเคชนท าใหผใช (ซงอาจเปนคนหรอซอฟตแวร) สามารถเขาถงระบบเครอขายคอมพวเตอรได โดยจะจดหาสวนตอประสานผใช (user interface) ส าหรบตดตอกบระบบเครอขายใหแกผใช และสนบสนนงานบรการตาง ๆ เชน การสงจดหมายอเลกทรอนกส หรอการเขาถงแฟมขอมลระยะไกล (remote file access) การแบงปนฐานขอมล และการบรการอน ๆ

ภำพท 4.13 แสดงการรบสงขอมลในระดบชนแอพพลเคชน

ส าหรบชนตดตอระดบแอพพลเคชนจะเปนการตดตอระหวางผใชกบแอพพลเคชน เมอผใชท าการปอนขอมลทตองการสงผานแอพพลเคชนแลว ขอมลดงกลาวจะถกสงไปยงช นพรเซนเตชน เพอเตรยมการเขารหสและบบขอมลตอไป และในชนตดตอระดบแอพพลเคชนของปลายทางขอมลทผานการถอดรหสและคลายขอมลจากชนพรเซนเตชนแลว จะถกน ามาประมวลผลโดยแอพพลเคชนหรอบรการตาง ๆ ทเหมอนกบตนทาง ท าใหขอมลสงมาตอบสนองตอผใชทเครองปลายทางหรอผรบไดตรงตามความตองการของผสง กลาวคอ แอพพลเคชนหรอบรการจะเปนตวตอบสนองและน าเสนอขอมลจากผสงตอผรบนนเอง ทงหมดทกลาวมานนเปนการท างานและความส าคญของแตละชนในแบบจ าลองโอเอสไอ โดยแตละชนจะมการเพมเตมขอมลตางๆ ทจ าเปนตอการรบสงขอมลหรอตดตอสอสารจากเครองตนทางไปยงเครองปลายทาง ซงแบบจ าลองโอเอสไอ นนชวยเปนตนแบบท าใหการพฒนาโปรโตคอลเปนไปในทศทางเดยวกนและมรปแบบทเปนมาตรฐาน ตวอยางของการตดตอสอสารดวยมาตรฐานโอเอสไอ คอ การสงขอมลระหวาง แอพพลเคชน หากผสงตองการสงขอความ (Message) ไปยงผรบจะมขนตอนการท างาน คอ โปรแกรมประยกตจะรบขอมลจากผสงซงอยในชนตดตอระดบแอพพลเคชนโดยจะแนบขอมลสวนหวทเรยกว า "สวนหว (Header)" ในระดบชนของตนไวกบขอมลตนฉบบ เพอใหเปนระเบยบแบบแผนในการ

การเขารหสและบบอดขอมล

จากโปรแกรมประยกต

ไปยงระดบชนพรเซนเตชน

H7

ไปยงโปรแกรมประยกต

จากระดบชนพรเซนเตชน

H7

ผสง ผรบ

การเขารหสและบบอดขอมล

Page 17: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 99

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ตดตอสอสารกบชนตดตอรบแอพพลเคชนของฝงผรบขอมล จากนนสงขอมลใหกบระดบลางซงแตละระดบชนจะแนบขอมลสวนหวของตนเองไปกบขอมลทตนไดรบมาจากชนสอสารทอยดานบน เมอขอมลถงขนตดตอระดบฟสคลแลว ขอมลทงหมดจะถกสงไปตามสายสญญาณใหกบโหนดทอยตดกนจนกวาจะถงโหนดปลายทางทเปนผรบขอมล เมอชนตดตอระดบฟสคลของผรบไดรบบตขอมลแลว จะสงตอไปยงชนดาตาลงคจากนนใชขอมลสวนหวเพอตรวจสอบความถกตองของขอมลแลวถอดขอมลสวนหว (Header) ในชนสอสารของตนออกและสงตอไปยงชนตดตอระดบเนตเวรก ซงจะน าขอมลสวนหวในระดบชนของตนมาตรวจสอบเครองคอมพวเตอรของตนวาเปนโหนดปลายทางหรอไม หากเครองของตนเองไมใช โหนดปลายทางจะท าการคนหาเสนทางจากโหนดทอยตดกนเพอสงขอมลไปยงเครองทถกตอง แตถาเครองของตนเปนเครองปลายทางจะถอดสวนหวในระดบชนของตนออกแลวสงขอมลใหกบระดบชนทอยสงกวา โดยระดบชนทรานสปอรต ระดบชนเซสชน และระดบชนพรเซนเตชน จะท างานในลกษณะดงกลาวโดยใชขอมลสวนหวในระดบชนของตนเพอตรวจสอบและควบคมขอมล จนกวาขอมลจะถกสงไปถงชนตดตอระดบแอพพลเคชน เมอชนตดตอระดบแอพพลเคชนไดรบขอมล แลวจะถอดขอมลสวนหวของตนออก ท าใหเหลอแตขอมลจรง

ภำพท 4.14 แสดงการสงขอมลตามมาตรฐานโอเอสไอ ทมา: Tamara Dean. (2009: 57). กจกรรมท 4.1 1. แบบจ าลองโอเอสไอคออะไร และแบงออกเปนกระดบชน 2. จงอธบายสถาปตยกรรมระดบชนในแบบจ าลองโอเอสไอ 3. จงอธบายการท างานของระดบชนเซสชน 4. จงอธบายการท างานของระดบชนพรเซนเตชน 5. จงอธบายการท างานของระดบชนแอพพลเคชน

Page 18: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

100 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

4.2 แบบจ ำลองทซพ/ไอพ หวขอเนอหำยอย

4.2.1 แนวคดทวไปเกยวกบแบบจ าลองทซพ/ไอพ 4.2.2 ระดบชนของแบบจ าลองทซพ/ไอพ 4.2.3 แบบจ าลองทซพ/ไอพ และการเอนแคปซเลชนและดแคปซเลชน 4.2.4 ตวอยางการรบสงขอมลดวยแบบจ าลองทซพ/ไอพ

แนวคด 1. แบบจ าลองทซพ/ไอพ คอ ชดของแบบจ าลองทถกพฒนาขนมา เพอใชส าหรบการแลกเปลยน

ขอมลบนเครอขายอนเทอรเนต และประกอบดวยระดบชนตาง ๆ ทเกยวของกนแตละระดบชนของแบบจ าลองทซพ/ไอพ จะประกอบดวยโปรโตคอลอสระตาง ๆ อยดวยกน

2. แบบจ าลองทซพ/ไอพ ประกอบดวยระดบชนทงหมด 4 ชน ไดแก 1) ชนควบคมการตดตอระดบเครอขาย (Host-to-Network Layer) 2) ชนตดตอระดบเครอขายอนเทอรเนต (Internet Layer) 3) ชนขนสงขอมล (Transport Layer) และ 4) ชนตดตอระดบแอพพลเคชน (Application Layer) วตถประสงค

เมอศกษาหวขอเนอหาหลกท 4.2 จบแลว ผเรยนสามารถอธบายหวขอตอไปนได 1. ความหมายของแบบจ าลองทซพ/ไอพ 2. ความแตกตางระหวางแบบจ าลองโอเอสไอและแบบจ าลองทซพ/ไอพ

Page 19: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 101

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

4.2.1 แนวคดทวไปเกยวกบแบบจ ำลองทซพ/ไอพ แบบจ าลองทซพ/ไอพ (TCP/IP: Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

เปนชดแบบจ าลองทไดรบการพฒนามาจากระบบเครอขายทชอ "อารพาเนต (ARPANET)" ซงไดรบการสนบสนนทนจากกระทรวงกลาโหมสหรฐอเมรกา โดยในชวงแรก อารพาเนต มวตถประสงคเพอเชอมโยงการตดตอสอสารระหวางคอมพวเตอรในมหาวทยาลยและหนวยงานของรฐดวยการใชสายเชาโทรศพท (Leased Line) เพอเชอมโยงเครอขาย ตอมาไดมการน าระบบสอสารดวยคลนวทยและดาวเทยมมาใชงานในระบบ ท าใหระเบยบแบบแผนในการตดตอสอสารทมอยเดมไมสามารถน ามาใชงานได จงจ าเปนตอง มการปรบเปลยนขอตกลงและสถาปตยกรรมเครอขาย โดยมวตถประสงคหลก คอ เชอมตอระบบทมความแตกตางกนใหสามารถตดตอสอสารกนได จนป ค.ศ.1974 ไดเกดโปรโตคอลทชอวา ทซพ/ไอพ ขนมา และไดพฒนาการท างานในดานตาง ๆ ของทซพ/ไอพ จนเสรจสมบรณในป ค.ศ.1988 โดยเรยกแบบจ าลองดงกลาววา แบบจ าลองทซพ/ไอพ (TCP/IP Model) หรอแบบจ าลองอางองเครอขายอนเทอรเนต (Internet Reference Model) สามารถน ามาเปรยบเทยบกบแบบจ าลองโอเอสไอ ไดดงภาพท 4.15

แบบจ ำลองโอเอสไอ แบบจ ำลองทซพ/ไอพ Application Layer Application Layer Presentation Layer

Session Layer Transport Layer Transport Layer Network Layer Internet Layer Data Link Layer

Host-to-Network Layer Physical Layer

ภำพท 4.15 แสดงการเปรยบเทยบแบบจ าลองโอเอสไอกบแบบจ าลองทซพ/ไอพ

ทซพ/ไอพ มจดประสงคของการสอสารตามมาตรฐาน ดงน (ชวลต ทนกรสตบตร, 2554) 1) เพอใชตดตอสอสารระหวางระบบทมความแตกตางกน 2) ความสามารถในการแกไขปญหาทเกดขนในระบบเครอขาย เชนในกรณทผสงและผรบ

ยงคงมการตดตอกนอย แตโหนดกลางทใชเปนผชวยรบ-สง เกดเสยหายใชงานไมได หรอสายสอสาร บางชวงถกตดขาด กฎการสอสารนจะตองสามารถจดหาทางเลอกอนเพอท าใหการสอสารด าเนนตอไปไดโดยอตโนมต

3) มความคลองตวตอการสอสารขอมลไดหลายชนดทงแบบทไมมความเรงดวน เชน การจดสงแฟมขอมล และแบบทตองการรบประกนความเรงดวนของขอมล เชน การสอสารแบบเรยลไทม (real-time) และทงการสอสารแบบเสยง (Voice) และขอมล (data)

4.2.2 ระดบชนของแบบจ ำลองทซพ/ไอพ ระดบชนของแบบจ าลองทซพ/ไอพ ประกอบดวยระดบชนทงหมด 4 ชน ไดแก 1) ชน

ควบคมการตดตอระดบเครอขาย (Host-to-Network Layer) 2) ชนตดตอระดบเครอขายอนเทอรเนต (Internet Layer) 3) ชนขนสงขอมล (Transport Layer) และ 4) ชนตดตอระดบแอพพลเคชน (Application Layer) ซงในแตละล าดบชนมหนาทแตกตางกน โดยมรายละเอยดดงตอไปน

1) ชนควบคมการตดตอระดบเครอขาย (Host-to-Network Layer) เปนชนทไมไดก าหนดรายละเอยดอยางเปนทางการไว หนาทหลกของชนสอสารน คอ รบขอมลจากชนตดตอระดบ

Page 20: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

102 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

เครอขายอนเทอรเนต (Internet Layer) แลวสงไปยงโหนดปลายทางตามเสนทางทก าหนดไว เมอผรบไดรบขอมลแลว ชนควบคมการตดตอระดบเครอขายจะสงขอมลใหกบชนตดตอระดบเครอขายอนเทอรเนตตอไป

2) ชนตดตอระดบเครอขายอนเทอรเนต (Internet Layer) ในชนนจะใชวธการสงขอมลทเรยกวา "ระบบเครอขายแบบสลบชองสอสารระดบแพกเกต (Packet Switching Network)" ซงเปนการตดตอสอสารแบบไมตอเนอง หรอเรยกวา "Connectionless" และไมมการประกนความถกตองของขอมล โดยเครองตนทางจะสงขอมลขนาดเลกทเรยกวา "แพกเกต" ไปยงเครอขายใด ๆ ในระบบอยางอสระจนกวาแพกเกตขอมลจะถงปลายทาง หากมการสงกลมของแพกเกตตอเนองทเปนชดขอมลเดยวกน การเดนทางของแตละแพกเกตกยงท างานอยางเปนอสระตอกน ดงนน แอพพลเคชนของฝงผรบจ าเปนตองตรวจสอบและจดเรยงแพกเกตใหถกตองกอนน าขอมลไปใชงาน โดยชนตดตอระดบเครอขายอนเทอรเนตจะก าหนดกฎเกณฑการตดตอสอสารดวยโปรโตคอลไอพ (IP Protocol)

2.1) โปรโตคอลไอพ (IP: Internet Protocol) โปรโตคอลไอพเปนโปรโตคอลในระดบเครอขายอนเทอรเนต ท าหนาทจดการ

เกยวกบแอดเดรสและขอมล และควบคมการสงขอมลบางอยางทใชในการหาเสนทางของแพกเกต ซงกลไกในการหาเสนทางของโปรโตคอลไอพจะมความสามารถในการหาเสนทางทดทสด และสามารถเปลยนแปลงเสนทางไดในระหวางการสงขอมล และมระบบการแยกและประกอบดาตาแกรม (datagram) เพอรองรบการสงขอมลระดบดาตาลงค (data link) ทมขนาดของเอมทย (MTU : Maximum Transmission Unit) ทแตกตางกน ท าใหสามารถน าโปรโตคอลไอพไปใชบนโปรโตคอลอนไดหลากหลาย เชน อเทอรเนต (Ethernet), โทเคนรง (Token Ring) หรอ แอปเปลทอรค (Apple Talk) เปนตน

2.2) โปรโตคอลไอซเอมพ (ICMP: Internet Control Message Protocol) โปรโตคอลไอซเอมพเปนโปรโตคอลทใชในการตรวจสอบและรายงานสถานภาพ

ของดาตาแกรม (Datagram) ในกรณทเกดปญหากบดาตาแกรม เชน เราเตอรไมสามารถสงดาตาแกรมไปถงปลายทางได โปรโตคอลไอซเอมพจะถกสงออกไปยงโฮสตนทางเพอรายงานขอผดพลาด ทเกดขน อยางไรกด ไมมอะไรรบประกนไดวา ICMP Message ทสงไปจะถงผรบจรงหรอไม หากมการสง ดาตาแกรมออกไปแลวไมม ICMP Message ฟองขอผดพลาด (Error) กลบมา กแปลความหมายไดสองกรณคอ ขอมลถกสงไปถงปลายทางอยางเรยบรอย หรออาจจะมปญหา ในการสอสารทงการสง ดาตาแกรม และ ICMP Message ทสงกลบมากมปญหาระวางทางกได โปรโตคอลไอซเอมพจงเปนโปรโตคอลทไมมความนาเชอถอ (unreliable) ซงจะเปนหนาทของ โปรโตคอลในระดบสงกวา ระดบชนเครอขาย ในการจดการใหการสอสารนน ๆ มความนาเชอถอ

3) ชนขนสงขอมล (Transport Layer) เปนชนทท าหนาทควบคมการขนสงขอมลจากตนทางไปยงปลายทาง และตรวจสอบความถกตองของแพกเกตขอมลเหมอนกบชนขนสงขอมลของแบบจ าลองโอเอสไอ โดยมโปรโตคอลทสามารถใชงานได 2 ชนด คอ ทซพ ซงใชวธสงขอมลแบบ Connection-Oriented ทมการควบคมความถกตองและการไหลของขอมลใหมความเหมาะสม สวนโปรโตคอลอกชนด คอ ยดพ (UDP: User Datagram Protocol) ซงใชวธสงขอมลแบบ Connectionless ทไมมการตรวจสอบความถกตองของขอมล

Page 21: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 103

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

3.1) การสอสารของทซพ

ภำพท 4.16 การสอสารของโปรโตคอลทซพ ทมา: ดดแปลงจาก ชวลต ทนกรสตบตร. (2554).

เมอเซกเมนต CONNECT (SYN = "1" และ ACK = "0") เดนทางมาถง Entity TCP ทโฮสตปลายทางจะคนหาโพรเซสตามหมายเลขพอรตทก าหนดในเขตขอมล Destination port ซงถาหากไมพบกจะตอบปฏเสธดวยเซกเมนตทม RST = "1" กลบไปยงผสง เซกเมนต CONNECT ของ ผสงจะถกสงตอไปยงโพรเซส ตามพอรตทระบซงอาจจะตอบรบหรอตอบปฏเสธกได ถาโพรเซสนนตองการสอสารดวยกจะสงเซกเมนตตอบรบกลบไป ดงภาพท 4.16 (A) แสดงล าดบขนตอนการสงโปรโตคอลทซพ เซกเมนตในการสรางการเชอมตอในสภาวะปกตระหวางผสงและผรบ

ในกรณทโฮสตสองแหงพยายามสรางการเชอมตอระหวางซอคเกตคเดยวกนจะเกดเปนล าดบขนตอนแสดงในภาพท 4.16 (B) ผลสดทายจะมการเชอมตอเกดขนเพยงหนงชองทางเทานนเนองจากการเชอมตอในแตละชองทางจะถกก าหนดขนโดยใชหมายเลขซอคเกตผสงและผ รบ ถาการเชอมตอล าดบแรกส าเรจกจะถกบนทกไวในตารางการสอสาร เชน (x, y) ถาการเชอมตอล าดบทสองส าเรจในเวลาตอมา ขอมลนกจะถกบนทกไวทเดยวกนคอ (x, y)

การเชอมตอเรมตนจากสถานะ CLOSED เมอเรยกใชบรการ LISTEN หรอ CONNECT กจะมการเปลยนสถานะไปจากเดม และถาอกฝายตองการเชอมตอดวย การเชอมตอกจะเกดขนและยายไปอยในสถานะ ESTABLISHED คอ การเชอมตอสมบรณ และเมอยกเลกการตดตอกจะกลบไปสสถานะ CLOSED อยางเดม

3.2) การเรมตนการสอสารของโปรโตคอลทซพ โดยใชการบนทกเวลาแบบการเรมตนการสอสารของโปรโตคอลโดยใชการบนทกเวลาการจบมอรวมสามขนตอน (Three-way Handshake)

การเรมตนการสอสารของโปรโตคอลโดยใชการบนทกเวลาการจบมอรวมสามขนตอน เปนวธการสงแพกเกตทสามารถชวยแกปญหาในเรองแพกเกตซ าซอนไดด แตวธนจ าเปนจะตองสรางชองสอสารใหไดกอนทจะเรมรบ-สงขอมล อยางไรกตาม แพกเกตควบคมทใชในการตอรองคาตวแปรส าหรบการสอสารตาง ๆ อาจเกดการตกคางอยในระบบได ท าใหการก าหนดคาหมายเลขล าดบมปญหาไปดวย เชน การสรางชองสอสารระหวางโฮสต 1 และ โฮสต 2 เรมจาก โฮสต 1 ขอเรมการเชอมตอดวยการสงแพกเกต CR (Connection Request) ไปยงโฮสต 2 ซงจะมคาตวแปรตาง ๆ ส าหรบการสอสารรวมทง

(A) (B)

โฮสต 1 โฮสต 2 โฮสต 1 โฮสต 2

Page 22: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

104 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

หมายเลขล าดบและหมายเลขชองสอสารไปดวย ผรบ คอ โฮสต 2 กจะสง ACK (Acknowledge) กลบมายงโฮสต 1 แตถาแพกเกต จากผสงเกดสญหายระหวางทางและส าเนาแพกเกตทยงตกคางอยระบบเกดเดนทางไปถงผรบในภายหลงกจะท าใหการสรางชองสอสารใชการไมไดเนองจากมคาตวแปรตาง ๆ ไมตรงกน

การใชการเรมตนการสอสารของโปรโตคอลโดยใชการบนทกเวลาการจบมอรวมสามขนตอน เปนการไมบงคบใหผสงและผรบขอมลจะตองก าหนดคาเรมตนของหมายเลขล าดบเปนเลขเดยวกน ท าใหสามารถน าวธนมาใชรวมกบวธการจดจงหวะการท างานใหพรอมกน (Synchronization) แบบตางๆได แทนทจะเปนการใชวธการบนทกเวลา ดงรปท 7-1 แสดงขนตอนการเรมตนการท างานจากโฮสต 1 ไปยงโฮสต 2 สมมตใหโฮสต 1 เลอกหมายเลขล าดบเปน "x" และสงแพกเกต CONNECTION REQUEST ไปยงโฮสต 2 โฮสต 2 ตอบรบดวยแพกเกต CONNECTION ACCEPTED ซงจะยอมรบหมายเลขล าดบ "x" พรอมกบประกาศหมายเลขล าดบ "y" ทเปนของตนเอง จากนนโฮสต 1 กจะตอบรบคาตวเลอกของโฮสต 2 ผานทางเขตขอมลส าหรบการควบคมในแพกเกตขอมลแรกทสงมา

ภำพท 4.17 การเรมตนการสอสารของโปรโตคอลโดยใชการบนทกเวลาการจบมอรวมสามขนตอน ทมา: ดดแปลงจาก ชวลต ทนกรสตบตร. (2554).

สมมตวาไดเกดปญหาการสญหายของแพกเกตในขณะทส าเนาแพกเกตทคางในระบบเดนทางไปถงผรบแทน ดงภาพทท 4.17 (B) แสดงเหตการณทแพกเกต TPDU (ตวแรกในรป) เปนส าเนาแพกเกตเกาทพงจะเดนทางไปถงโฮสต 2 โดยทโฮสต 1 ไมทราบ โฮสต 2 กจะท างานตามปกต คอ จะตอบรบดวยการสงแพกเกต CONNECTION ACCEPTED TPDU กลบมา ทโฮสต 1 ซงโฮสต1 จะสามารถตรวจสอบไดวา หมายเลขล าดบโฮสต 2 ตอบกลบมานนเปนหมายเลขล าดบทไดเลกใชไปแลว จงมการสงแพกเกต REJECT กลบมายงโฮสต 2 เพอบอกยกเลกการท างาน จะเหนวาวธการนอาศยการสอสารผานแพกเกต 3 ตวซงเปนทมาของค าวา "การจบมอรวมสามขนตอน" ผลสดทาย ทงโฮสต 1 และโฮสต 2 กจะไมมการสรางชองสอสารขนมาจากขอมลในส าเนาแพกเกตเกาแตอยางใด

4) ชนตดตอระดบแอพพลเคชน (Application Layer) เปนชนทเกยวของกบการตดตอระหวางผใชกบแอพพลเคชน และคอยควบคมขอมลทจะสงผานไปยงชนอน ๆ นอกจากนยงรวบรวมการ

โฮสต 1 โฮสต 2 โฮสต 1 โฮสต 2

(B) (A)

Page 23: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 105

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ท างานทจ าเปนของชนสอสารทไมไดถกใชงาน นนคอ ระดบชนพรเซนเตชน และระดบชนเซสชนของ โอเอสไอ โมเดล ไวดวย

4.2.3 แบบจ ำลองทซพ/ไอพ และเอนแคปซเลชนและดแคปซเลชน แบบจ าลองทซพ/ไอพ และเอนแคปซเลชนและดแคปซเลชน (TCP/IP Encapsulation

and Decapsulation) คอ การสงขอมลผานในแตละเลเยอร แตละเลเยอรจะท าการประกอบขอมลทไดรบมากบขอมลสวนควบคม ซงถกน ามาไวในสวนหวของขอมลเรยกวา Header ภายใน Header จะบรรจขอมลทส าคญของโปรโตคอลทท าการ เอนแคปซเลท (Encapsulate) เมอผรบไดรบขอมล กจะเกดกระบวนการท างานยอนกลบคอ โปรโตคอลเดยวกน ทางฝงผรบกจะไดรบขอมลสวนทเปน Header กอนและน าไปประมวลและทราบวาขอมลทตามมามลกษณะอยางไร ซงกระบวนการยอนกลบนเรยกวา ดแคปซเลชน (Decapsulation)

ภำพท 4.18 ระดบชนของทซพ/ไอพ และการเอนแคปซเลชน

ขอมลทผานการเอนแคปซเลชน ในแตละชนมชอเรยกแตกตางกน ดงน 1) ขอมลทมาจากผใช (User) หรอกคอขอมลทผใชเปนผปอนใหกบแอพพลเคชน เรยกวา

User Data 2) เมอแอพพลเคชนไดรบขอมลจากผใช กจะน ามาประกอบกบสวนหวของแอพพลเคชน

เรยกวา แอพพลเคชนดาตา (Application Data) และสงตอไปยงโปรโตคอลทซพ 3) เมอโปรโตคอลทซพ ไดรบแอพพลเคชน กจะน ามารวมกบสวนหวของโปรโตคอลทซพ

เรยกวาทซพเซกเมนต (TCP Segment) และสงตอไปยงโปรโตคอลไอพ 4) เมอโปรโตคอลไอพ ไดรบทซพเซกเมนต กจะน ามารวมกบสวนหวของ โปรโตคอลไอพ

เรยกวาไอพดาตาแกรม (IP Datagram) และสงตอไปยงชนชนควบคมการตดตอระดบเครอขาย

ชนควบคมการตดตอระดบเครอขาย

ชนตดตอระดบเครอขาย

อนเทอรเนต

ชนขนสงขอมล

ชนตดตอระดบ แอพพลเคชน

เอนแคปซเลชน

User Data

User Data TCP Header

User Data TCP Header IP Header

User Data TCP Header IP Header Ethernet Header Ethernet trailer

TCP Segment

IP Datagram

Ethernet Frame

Page 24: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

106 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

5) ในระดบชนควบคมการตดตอระดบเครอขาย จะน าไอพดาตาแกรม มาเพมสวน Error Correction และ flag เรยกวา อเทอรเนตเฟรม (Ethernet Frame) กอนจะแปลงขอมลเปนสญญาณไฟฟา สงผานสายสญญาณทเชอมโยงอยตอไป

4.2.4 ตวอยำงกำรรบสงขอมลดวยแบบจอลองทซพ/ไอพ ตวอยางการรบสงขอมลดวยแบบจ าลองทซพ/ไอพ นจะเปนการอธบายถงรายละเอยดของ

การตดตอสอสารเพมตองขอเวบเพจ (Web Page) ของเวบบราวเซอร (Web Browser) โดยใชแบบจ าลองทซพ/ไอพ เปนแมแบบในการแสดงรายละเอยดของขอมลทรบสงกนระหวางเครองไคลเอนตทรนเวบบราวเซอร ซงเชอมตออยในเครอขายแลน กบเครองเวบบราวเซอรทเกบเวบเพจไว ใหพจารณาภาพแสดงการเชอมตอระหวางเวบบราวเซอรกบเวบเซรฟเวอร (Web Server) ดงรป

ภำพท 4.19 แสดงการเชอมตอจากเวบบราวเซอรไปยงเวบเซรฟเวอร

จากรปขางตนการสงขอมลสามารถแบงไดเปน 4 ขนตอน ดงตอไปน 1) ขนตอนท 1 เวบบราวเซอรจดเตรยมขอมลเพอสงใหกบโลคอลเราทเตอร ผาน

โลคอลแลน มรายละเอยดดงน 1.1) เมอผใชคลกลงคหรอกรอกทอยของเวบเพจบนเวบบราวเซอรจะสงค ารองขอ

(Request Message) ทเรยกวา "Get Web Page" ทอยในระดบชนแอพพลเคชนใหกบระดบชน ทรานสปอรต

1.2) ระดบชนทรานสปอรตจะเพมขอมลสวนหว (Header Information) ลงในขอมลเดม เพอใหระดบชนทรานสปอรตของผรบ (ในทน คอ เวบเซรฟเวอร) น าไปใชควบคมการสงผานขอมล โดยขอมลสวนนประกอบดวย Error Control, End-End Flow Control และทอยของเวบเซรฟเวอรจากนนสงขอมลไปยงระดบชนเนตเวรก

1.3) ระดบชนเนตเวรกจะเพม IP Header ลงในขอมลทไดรบจากระดบชนทรานสปอรต โดยบรรจไอพของผรบไวจากนนสงขอมลใหกบระดบชนโฮสตทเนตเวรก (Host-to-Network Layer)

1.4) หากคอมพวเตอรทตองการเปดเวบเพจ เชอมตอกบเครอขายแลน ระดบชนโฮสตทเนตเวรกจะเพม LAN Header และ LAN Trailer ซงเกบต าแหนงของโลคอลรโมททใชเชอมตอเครอขาย แลนกบเครอขายแวน (ในทน คอ เครอขายอนเทอรเนต) เขาดวยกน จากนนสงขอมลไปยง โลคอลเราทเตอร ในรปแบบของไบนาร (Binary)

Web Browser Web Server

โลคอลเราทเตอร(Local Router)

รโมทเราทเตอร(Remote Router)

Local LAN WAN Remote LAN

Page 25: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 107

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ภำพท 4.20 แสดงการจดเตรยมขอมลของเวบบราวเซอร

2) ขนตอนท 2 โลคอลเราทเตอรจดเตรยมขอมลเพมสงใหกบรโมทเราทเตอร ผานเครอขายแวน มรายละเอยดดงน

2.1) เมอระดบชนโฮสตทเนตเวรกของโลคอลเราทเตอรรบขอมลจากเวบบราวเซอรแลวจะถอด LAN Header และ LAN Trailer ออกจากนนสงขอมลใหกบระดบชนเนตเวรก

2.2) ระดบชนเนตเวรกจะสงขอมลทไดใหกบระดบชนโฮสตทเนตเวรก 2.3) ระดบชนโฮสตทเนตเวรกจะเพมขอมล WAN Header เขาไป ซงขอมลดงกลาว

จ าเปนส าหรบการคนหาทอยในระบบอนเทอรเนตทประกอบดวยเครอขายแวน จ านวนมากเชอมตอกนอย โดยจะสงขอมลในรปแบบของไบนารเชนกน

2.4) โลคอลเราทเตอรจะคนหาและสงขอมลใหกบรโมทเราทเตอรของเครอขายแลน ทเวบเซรฟเวอรเชอมตออย

ภำพท 4.21 แสดงการจดเตรยมขอมลของโลคอลเราทเตอร

Local Router Get Web

Page

Network Layer

TCP Header

IP Header

Get Web Page

Host-to-Network Layer

TCP Header

IP Header

LAN Header

LAN Trailer

Get Web Page

Host-to-Network Layer

TCP Header

IP Header

WAN Header

Web Browser

Get Web Page

Web Browser Application

Get Web Page

Transport Layer

TCP Header

Get Web Page

Transport Layer

TCP Header

IP Header

Get Web Page

Host-to-Network Layer

TCP Header

IP Header

LAN Header

LAN Trailer

Page 26: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

108 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

3) ขนตอนท 3 รโมทเราทเตอร จดเตรยมขอมลเพอสงใหกบเวบเซรฟเวอร ผานรโมทแลนมรายละเอยดดงน

3.1) เมอระดบชนโฮสตทเนตเวรกของรโมทเราทเตอรรบขอมลจากโลคอลเราทเตอร แลว จะถอด WAN Header ออกแลวสงขอมลใหกบระดบชนเนตเวรก

3.2) ระดบชนเนตเวรกสงขอมลใหกบระดบชนโฮสตทเนตเวรก 3.3) ระดบชนโฮสตทเนตเวรกจะเพม LAN Header และ LAN Trailer ลงในขอมล

จากนนสงขอมลใหกบเครอขายแลนทเวบเซรฟเวอรเชอมตออย โดยจะใชขอมลใน LAN Header คนหาเวบเซรฟเวอร

ภำพท 4.22 แสดงการจดเตรยมขอมลของรโมทเราทเตอร

4) ขนตอนท 4 เวบเซรฟเวอรรบขอมลจากรโมทเราทเตอร และน าไปประมวลผล มรายละเอยดดงน

4.1) ระดบชนโฮสตทเนตเวรกของเวบเซรฟเวอรรบขอมลจากรโมทแลนแลวถอด LAN Header และ LAN Trailer ออกจากนนสงขอมลใหกบระดบชนเนตเวรก

4.2) ระดบชนเนตเวรกถอด IP Header ออก แลวสงขอมลใหกบระดบชน ทรานสปอรต

4.3) ระดบชนทรานสปอรตถอด TCP Header ออก แลวสงขอมลใหกบระดบชน แอพพลเคชน

4.4) ระดบชนแอพพลเคชนจะถอดค าสง Get Web Page และสรางขอมลเพอสงกลบไปยงคอมพวเตอรทรองขอเวบเพจตอไป โดยขนตอนการสงขอมลจากเวบเซรฟเวอรไปยงเวบบราวเซอร จะมลกษณะเหมอนกน

Remote Router Get Web

Page

Network Layer

TCP Header

IP Header

Get Web Page

Host-to-Network Layer

TCP Header

IP Header

LAN Header

LAN Trailer

Get Web Page

Host-to-Network Layer

TCP Header

IP Header

WAN Header

Page 27: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร 109

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

ภำพท 4.23 แสดงการรบขอมลของเวบเซรฟเวอร

การสงขอมลในลกษณะดงกลาว ขอมลจะถกสงลงไปใหกบแตละชนสอสาร โดยแตละชนจะเพมเตมขอมลทจ าเปนของตนเองลงไป เชน ขอมลเกยวกบ Error Control, Network Addressing, Error Detection และ Flow Control เปนตน ท าใหขอมลมขนาดใหญขน โดยขอมลเหลานจะถกหอหอมและสงไปยงปลายทาง เมอปลายทางไดรบแลว ขอมลจะถกสงขนไปยงแตละชนสอสาร โดยแตละชนจะถอดขอมลสวนหวของตนออกจนเหลอเฉพาะขอมลจรง จากนนแอพพลเคชนจะน าขอมลดงกลาวไปใชงานตอไป กจกรรมท 4.2 1. จงอธบายความแตกตางระหวางแบบจ าลองโอเอสไอและทซพ/ไอพ 2. จงเปรยบเทยบระดบชนของแบบจ าลองทซพ/ไอพกบระดบชนของแบบจ าลองโอเอสไอ

Get Web Page

Application Layer

Get Web Page

Transport Layer

TCP Header

Get Web Page

Network Layer

TCP Header

IP Header

Get Web Page

Host-to-Network Layer

TCP Header

IP Header

LAN Header

LAN Trailer

Web Server

Get Web Page

Page 28: บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์ · บทที่ 4 แบบจ ำลองเครือข่ำยคอมพิวเตอร์

110 บทท 4 แบบจ ำลองเครอขำยคอมพวเตอร

ปรญญำ นอยดอนไพร || กำรสอสำรขอมลและเครอขำย (Data Communication and Network)

เอกสำรอำงอง

ชวลต ทนกรสตบตร. (2554). ควำมรพนฐำนเกยวกบ โปรโตคอล TCP/IP. [ออนไลน]. เขาถงไดจาก : http : www.tnetsecurity.com/content_basic/tcp_ip_knowledge.php. [1 เมษายน 2556].

มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช. (2553). เอกสำรกำรสอนชดวชำกำรสอสำรขอมลและระบบเครอขำยคอมพวเตอร หนวยท 1-7. พมพครงท 2. นนทบร: มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช.

สธ พงศาสกลชย และณรงค ล าด. (2551). กำรสอสำรขอมลและเครอขำย. กรงเทพฯ: เคทพ คอมพ แอนด คอนซลท.

Behrouz A. Forouzan. (2007). Data Communications and Networking. 4nd edition. United States : McGraw-Hill.

Tamara Dean. (2009). Network + Guide to Networks. 5th Edition. United States of America: Nelson Education, Ltd.