บทที่ 3 มาตรฐานการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย
มาตรฐานการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย
การกำหนดมาตรฐานของอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ในยุคแรก ๆ จะมุ่งเน้นถึงคำสั่งการทำงานภายใน และการเชื่อมต่ออุปกรณ์พื้นฐานต่าง ๆ ก่อให้เกิดระบบคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าระบบปิด (Closed System) ซึ่งหมายความว่า ในระบบนี้จะมีการติดต่อสื่อสารกัน ได้เฉพาะเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มาจากบริษัทผู้ผลิตเดียวกัน หรือถ้าบริษัทอื่นต้องการเข้าร่วมในการสื่อสารด้วยก็ต้องพยายามทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ผลิตขึ้นมีลักษณะที่เหมือนหรือคล้ายคลึงกันกับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการติดต่อให้มากที่สุด หรือที่เรียกกันว่า Plug-Compatible System
ต่อมาเนื่องจากได้เล็งเห็นข้อเสียของระบบปิดแล้ว องค์กรต่าง ๆ ก็ได้มุ่งเน้นที่จะกำหนดมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่จะนำมาต่อเชื่อมกับโครงข่ายสื่อสารธารณะ และมีการกำหนดมาตรฐานเอาไว้หลายลักษณะ ดังต่อไปนี้คือ
1. V-Series Recommendations เป็นการกำหนดมาตรฐานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เช่น Modem ซึ่งจะนำมาเชื่อมต่อกับระบบโทรศัพท์ (PSTN-Public Switched Telephone Network) หรือที่มักจะเรียกระบบนี้ว่า Data Terminal Equipment (DTE)
2. X-Series Recommendations เป็นการกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่ออุปกรณ์ DTE กับโครงข่ายสื่อสารข้อมูลสาธารณะ (PSDN-Public Switched Data Network)
3. Series Recommendations เป็นการกำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่ออุปกรณ์ DTE กับโครงข่ายสื่อสารร่วมระบบดิจิตอล (ISDN-Integrated Services Digital Network)
ผลจากการกำหนดมาตรฐานดังกล่าวข้างต้น ทำให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ถูกออกแบบมาให้มีความคล้ายคลึงกัน และสามารถทำงานทดแทนกันได้ ซึ่งมีผลทำให้ผู้ซื้อสามารถเลือกอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้จากผู้ขายจำนวนมากรายขึ้น
ในระยะแรกบริการโครงข่ายสื่อสารสาธารณะ จะมุ่งเน้นด้านการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครือข่ายเท่านั้น ซึ่งก็ทำให้มาตรฐานต่าง ๆ ถูกกำหนดขึ้นโดยเน้นในด้านของการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ เข้าสู่ระบบเครือข่ายนั้น แต่ต่อมาระบบเครือข่ายสื่อสารสาธารณะก็ได้เริ่มขยายการให้บริการข้อมูลไปยังด้านอื่น ๆ เช่น การให้บริการแลกเปลี่ยนข้อความทางอิเล็กทรอนิคส์ (Teletex) การให้บริการเข้าถึงระบบฐานข้อมูลสาธารณะ (Videotex) เพื่อที่จะทำให้บริการต่าง ๆ เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น จึงได้มีการกำหนดมาตรฐานซึ่งไม่เพียงแต่ครอบคลุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่จะนำมาเชื่อมต่อเข้ากับระบบดังกล่าวแต่ยังคงครอบคลุมถึงรูปแบบ (Syntax) ของข้อมูลที่จะนำเข้าสู่ระบบการแลกเปลี่ยนผ่านทางเครือข่ายด้วย ซึ่งผลของการกำหนดมาตรฐานนี้ ทำให้อุปกรณ์จากบริษัทผู้ผลิตหนึ่งสามารถที่จะนำมาใช้แลกเปลี่ยนหรือทดแทนกับอุปกรณ์จากบริษัทผู้ผลิตอื่น ๆ ที่ได้ผลิตขึ้นตามมาตรฐานเดียวกัน
มาตรฐานดังกล่าว ก่อให้เกิดระบบคอมพิวเตอร์ชนิดเปิด (Open System) หรือเรียกอีกอย่างว่าสภาพแวดล้อมของการเชื่อมต่อในระบบเปิด (OSIE-Open System Interconnection Environment) จะแสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการของการกำหนดมาตรฐานอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ รวมถึงสถาบันต่าง ๆ อันมีส่วนร่วมในการกำหนดมาตรฐาน
ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1970 ระบบการกระจายการสื่อสาร ทั้งชนิดที่ขึ้นอยู่กับโครงข่ายสื่อสารสาธารณะและโครงข่ายสื่อสารในธุรกิจได้มีการพัฒนาขึ้นอย่างหลากหลาย โดยอาศัยประโยชน์จากระบบเปิด ด้วยเหตุผลดังกล่าว จึงได้เริ่มมีมาตรฐานต่าง ๆ ได้ถูกกำหนดขึ้นเป็นจำนวนมากมาตรฐานชนิดแรกกำหนดขึ้นเพื่อครอบคลุมโครงสร้างทั้งหมดของการสื่อสารจากระบบย่อยภายในคอมพิวเตอร์ และองค์กรที่กำหนดมาตรฐานนี้คือ ISO (International Standards Organization) และเรียกมาตรฐานนี้ว่า ISO Reference Model for Open System Interconnection (OSI)
จุดมุ่งหมายของ ISO Reference Model คือ การกำหนดโครงร่างสำหรับการกำหนดมาตรฐานต่าง ๆ เกี่ยวกับระบบ เพื่อให้มาตรฐานเดิมที่มีอยู่กับมาตรฐานอื่น ๆ ที่จะเข้ามาเกี่ยวข้องได้ดำเนินไปในทิศทางเดียวกัน หรืออีกนัยหนึ่ง คือ การอนุญาตให้โปรแกรมใช้งานต่าง ๆ ในคอมพิวเตอร์ที่ดำเนินการตามมาตรฐานที่ตั้งไว้ ได้ดำเนินการติดต่อกับโปรแกรมที่อยู่ในคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นที่อยู่ภายใต้มาตรฐานเดียวกันได้โดยอิสระโดยไม่ต้องคำนึงว่าโปรแกรมนั้นจะมาจากบริษัทผู้ผลิตใด ตัวอย่างของโปรแกรมต่าง ๆ ที่ต้องมีการติดต่อสื่อสารโดยวิธีของระบบเปิด ได้แก่
1. โปรแกรมที่ต้องการเข้าถึงข้อมูลที่อยู่ในคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น แล้วนำมาประมวลผลในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่โปรแกรมนั้นอยู่
2. โปรแกรมที่ทำหน้าที่เสมือนเป็นตัวบริการฐานข้อมูล (Server) สำหรับโปรแกรมอื่น ๆ ในระบบการประมวลผลแบบกระจาย (Distributed)
3. โปรแกรมที่อยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ของเครือข่าย แล้วต้องการใช้บริการจดหมายอิเล็กทรอนิกส์
4. โปรแกรมที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลาง การให้บริการจดหมายอิเล็กทรอนิกส์แก่โปรแกรมอื่น ๆ ในระบบการประมวลผลแบบกระจาย (Distributed)
5. โปรแกรมที่ทำหน้าที่ควบคลุมโปรแกรมอื่น ในงานเกี่ยวกับการควบคุมเครื่องจักรกลหรืออุปกรณ์ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์
6. โปรแกรมที่ควบคุมเครื่องจักรกลหรืออุปกรณ์ที่ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ ขณะกำลังรับคำสั่งจากโปรแกรมควบคุมอีกชั้นหนึ่ง
7. โปรแกรมที่อยู่ที่ศูนย์กลางธนาคาร ขณะทำหน้าที่ปรับปรุงยอดบัญชีของลูกค้าที่อยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายระยะไกล
ความมุ่งหมายของ OSI จะอยู่ที่การและเปลี่ยนข้อมูลระหว่างโปรแกรมต่าง ๆ เหล่านั้นโดยจะอำนวยความสะดวกให้แต่ละโปรแกรมให้สามารถรับ-ส่งข้อมูลที่ต้องการได้ โดยไม่ต้องคำนึงถึงว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ที่กำลังประมวลผลอยู่นั้นมีลักษณะทาง Hardware เช่นใด OSI Reference Model องค์กรมาตรฐานสากลหรือ ISO (International Standards Organization) ได้มีการศึกษาและหาแนวทางในการกำหนดมาตรฐานของเครือข่าย เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาทั้ง 3 ประการ ซึ่งจะทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายสามารถทำได้ ISO ค้นพบว่าระบบเครือข่ายจะมีกิจกรรมพื้นฐานต่าง ๆ เช่น การับส่งข้อมูล การเข้าใช้งานในเครื่องแม่ข่าย การสั่งพิมพ์ที่เครื่องพิมพ์ในเครือข่าย เป็นต้น ดังนั้น ISOได้จัดแบ่งกิจกรรมเหล่านั้นออกเป็นงานย่อมและกำหนดเป็นโมเดลแบ่งเป็นชั้น ๆ ตามลำดับ เรียกว่า มาตรฐาน Open System Interconnection หรือ OSI ด้วยวิธีการแบ่งกิจกรรมที่ซับซ้อนในเครือข่ายออกเป็นงานย่อย ๆ เพื่อจะช่วยทำให้การออกแบบและใช้งานเครือข่ายรวมถึงการเชื่อมโยงกันเป็นไปได้ด้วยความสะดวก และมีวิธีการทำงานอยู่ในกรอบเดียวกันโมเดล OSI นี้เป็นต้นแบบแนวคิดในการสร้างเครือข่าย แต่ไม่ใช่พิมพ์เขียวตามตัวอย่างในการก่อสร้าง และไม่ใช่เป็นวิธีการสร้างระบบเครือข่ายโดยตรง แต่เป็นมาตรฐานให้กับผู้ที่ต้องการสร้างระบบเครือข่ายหรืออุปกรณ์ รวมถึงซอฟแวร์ที่เกี่ยวข้องซึ่งต้องนำมาใช้กับเครือข่ายได้เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาเท่านั้น
ระบบย่อยของการสื่อสารข้อมูล เป็นส่วนที่มีความซับซ้อนมาก ไม่ว่าจะเป็นทางด้าน Hardware หรือ Software ในสมัยแรก ๆ การพยายามสร้างโปรแกรมเพื่อการติดต่อสื่อสารนั้นจะสร้างโปรแกรมที่ค่อนข้างจะซับซ้อน ด้วยการมีส่วนประกอบหลายส่วนใน 1 โปรแกรม โปรแกรมประเภทนี้ โดยมากจะเขียนด้วยภาษาแอสเซมบลี ซึ่งผลของมันก็คือโปรแกรมเหล่านี้จะยุ่งยากในการทดสอบหรือปรับปรุงแก้ไข และเพื่อที่จะแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นนี้ ISO จึงได้นำเอาวิธีการของระบบลำดับชั้น (Layer) มาใช้ในเรื่องของ Reference Model ระบบย่อยการสื่อสารข้อมูลภายในเครื่องคอมพิวเตอร์จะถูกแบ่งออกเป็นลำดับชั้นหลาย ๆ ชั้น ซึ่งแต่ละชั้นก็จะทำหน้าที่ซึ่งได้กำหนดไว้โดยเฉพาะ โดยแนวความคิดแล้วลำดับชั้นเหล่านี้จะทำหน้าที่โดยทั่ว ๆ ไป 2 ประการคือ
1. การติดต่อในระดับของเครือข่าย
2. การติดต่อในระดับโปรแกรมด้วยกัน
ซึ่งจากหน้าที่ทั้ง 2 ประการดังกล่าว ก่อให้เกิดสภาวะแวดล้อมของการประมวลผลในลักษณะ ได้แก่
1. สภาพแวดล้อมของระบบเครือข่าย (Network Environment) จะเกี่ยวข้องกับการกำหนดมาตรฐานต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารข้อมูลระหว่างระบบเครือข่าย
2. สภาพแวดล้อมของระบบเปิด (OSI Environment) ซึ่งจะครอบคลุมสภาพแวดล้อมของระบบเครือข่ายและการสื่อสารข้อมูลระหว่างโปรแกรมด้วยกัน เพื่อที่จะอำนวยความสะดวกให้ เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ในลักษณะของระบบเปิด
3. สภาพแวดล้อมของระบบอันแท้จริง (Real Systems Environment) โดยโปรแกรมในการสื่อสารข้อมูลของบริษัทผู้ผลิต จะถูกออกแบบและสร้างให้สอดคล้องกับสภาพแวดล้อมของระบบเปิด ซึ่งวัตถุประสงค์ของการสร้างระบบนี้ขึ้นมาก็เพื่อที่จะให้บริการข้อมูลในระบบการประมวลผลแบบกระจาย
ทั้งการติดต่อในระดับของเครือข่าย และการติดต่อในระดับโปรแกรมด้วยกันของระบบเปิดนั้นจะกระทำโดยอาศัยระบบการแบ่งออกเป็นลำดับชั้น ขอบเขตและหน้าที่ของแต่ละลำดับชั้นนั้นได้ถูกกำหนดขึ้นโดยอาศัยการศึกษาจากระบบการกำหนดมาตรฐานในสมัยแรก ๆ
การทำงานของแต่ละลำดับชั้นจะเป็นไปเพื่อเสริมให้บรรลุวัตถุ ประสงค์ของการสื่อสารรวมทั้งระบบโดยจะควบคุมถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลทั้งตัวของข้อมูลเอง
และส่วนควบคุมข้อมูลที่จำเป็นต้องใช้ รวมถึงการตอบรับจากลำดับชั้นเดียวกันในคอมพิวเตอร์อีกชุดหนึ่งที่ต้องการติดต่อด้วย
แต่ละลำดับชั้นจะได้รับการออกแบบเพื่อการเชื่อมต่อภายในชั้นเดียวกัน และการเชื่อมต่อกับลำดับชั้นอื่น
ๆ ทั้งที่อยู่ในระดับสูงกว่าและต่ำกว่าด้วย แต่อย่างไรก็ตามการทำงานของแต่ละลำดับขั้นก็จะเป็นอิสระต่อกันโดยมีการทำงานเสร็จสมบูรณ์ภายในชั้นนั้น
ๆ
ISO Reference Model ถูกออกแบบมาให้ประกอบด้วย 7 ลำดับชั้น ได้แก่
1. Application Layer
2. Presentation Layer
3. Session Layer
4. Transport Layer
5. Network Layer
6. Data Link Layer
7. Physical Layer
ในแต่ละชั้นของ ISO โมเดล จะมีการสื่อสารติดต่อกันเป็นชั้น ๆ ตามลำดับลงมา เช่น Application Layer ก็จะสื่อสารกับ Presentation Layer แล้ว Presentation Layer ก็จะสื่อสารกับ Session Layer ตามลำดับไปจนถึงชั้นแรกสุดคือ Physical Layer ถ้าจะจัดแบ่งชั้นต่าง ๆ ของโมเดลออกเป็นกลุ่มจะได้เป็น 2 กลุ่ม คือ
ISO Reference Model ถูกออกแบบมาให้ประกอบด้วย 7 ลำดับชั้น ได้แก่
1. Application Layer
2. Presentation Layer
3. Session Layer
4. Transport Layer
5. Network Layer
6. Data Link Layer
7. Physical Layer
ในแต่ละชั้นของ ISO โมเดล จะมีการสื่อสารติดต่อกันเป็นชั้น ๆ ตามลำดับลงมา เช่น Application Layer ก็จะสื่อสารกับ Presentation Layer แล้ว Presentation Layer ก็จะสื่อสารกับ Session Layer ตามลำดับไปจนถึงชั้นแรกสุดคือ Physical Layer ถ้าจะจัดแบ่งชั้นต่าง ๆ ของโมเดลออกเป็นกลุ่มจะได้เป็น 2 กลุ่ม คือ
1. กลุ่มแรก ประกอบด้วย Application, Presentation และ Session
Layer ทำหน้าที่หลักในการจัดการเรื่องราวของแอฟพลิเคชั่น
2. กลุ่มที่สอ คือ Transport, Network, Data Link และ Physical Layer ทำหน้าที่จัดการเรื่องราวของการส่งข้อมูลระหว่างเครือข่ายและในเครือข่ายเดียวกัน
หน้าที่การทำงานของแต่ละลำดับชั้นได้ถูกกำหนดเอาไว้เป็นกฎเกณฑ์ เพื่อที่แต่ละลำดับชั้นจะได้ใช้กฎเกณฑ์เหล่านั้นในการสื่อสารระหว่างลำดับชั้นเดียวกัน ในระบบคอมพิวเตอร์ที่ต้องการจะสื่อสารด้วย แต่ละลำดับชั้นจะถูกกำหนดว่าจะให้บริการใดบ้างที่จะเสริมการทำงานของลำดับชั้นที่สูงขึ้นไป ในขณะเดียวกันก็จะถูกกำหนดว่าต้องการบริการใดบ้างจากลำดับชั้นที่อยู่ตำกว่า เพื่อให้การสื่อสารข้อมูลบรรลุตามวัตถุประสงค์ได้ ตัวอย่างเช่น การทำงานของ Transport Layer จะส่งข้อความเกี่ยวกับการสื่อสารในระดับ Network ว่าได้ดำเนินการได้สำเร็จมีการเชื่อมต่อระหว่าง Network เป็นผลหรือไม่อย่างไรไปให้กับ Layer ที่อยู่เหนือขึ้นไปคือ Session Layer และจะใช้บริการที่ได้จาก Layer ที่อยู่ต่ำกว่า Network Layer ในการที่จะโอนย้ายข้อความเกี่ยวกับการสื่อสารใน Network ไปให้กับ Transport Layer ที่อยู่ในระบบคอมพิวเตอร์อีกระบบทีกำลังติดต่อสื่อสารอยู่ โดยหลักการแล้วในแต่ละ Layer จะมีการสื่อสารไปยัง Layer ที่อยู่ในระดับเดียวกันที่อยู่ในคอมพิวเตอร์อีกระบบหนึ่ง แต่อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติกระบวนการในการส่งข้อความสื่อสารนั้นจะถูกกระทำโดยอาศัยวิธีการให้บริการของ Layer ที่อยู่ต่ำกว่า
2. กลุ่มที่สอ คือ Transport, Network, Data Link และ Physical Layer ทำหน้าที่จัดการเรื่องราวของการส่งข้อมูลระหว่างเครือข่ายและในเครือข่ายเดียวกัน
หน้าที่การทำงานของแต่ละลำดับชั้นได้ถูกกำหนดเอาไว้เป็นกฎเกณฑ์ เพื่อที่แต่ละลำดับชั้นจะได้ใช้กฎเกณฑ์เหล่านั้นในการสื่อสารระหว่างลำดับชั้นเดียวกัน ในระบบคอมพิวเตอร์ที่ต้องการจะสื่อสารด้วย แต่ละลำดับชั้นจะถูกกำหนดว่าจะให้บริการใดบ้างที่จะเสริมการทำงานของลำดับชั้นที่สูงขึ้นไป ในขณะเดียวกันก็จะถูกกำหนดว่าต้องการบริการใดบ้างจากลำดับชั้นที่อยู่ตำกว่า เพื่อให้การสื่อสารข้อมูลบรรลุตามวัตถุประสงค์ได้ ตัวอย่างเช่น การทำงานของ Transport Layer จะส่งข้อความเกี่ยวกับการสื่อสารในระดับ Network ว่าได้ดำเนินการได้สำเร็จมีการเชื่อมต่อระหว่าง Network เป็นผลหรือไม่อย่างไรไปให้กับ Layer ที่อยู่เหนือขึ้นไปคือ Session Layer และจะใช้บริการที่ได้จาก Layer ที่อยู่ต่ำกว่า Network Layer ในการที่จะโอนย้ายข้อความเกี่ยวกับการสื่อสารใน Network ไปให้กับ Transport Layer ที่อยู่ในระบบคอมพิวเตอร์อีกระบบทีกำลังติดต่อสื่อสารอยู่ โดยหลักการแล้วในแต่ละ Layer จะมีการสื่อสารไปยัง Layer ที่อยู่ในระดับเดียวกันที่อยู่ในคอมพิวเตอร์อีกระบบหนึ่ง แต่อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติกระบวนการในการส่งข้อความสื่อสารนั้นจะถูกกระทำโดยอาศัยวิธีการให้บริการของ Layer ที่อยู่ต่ำกว่า
รายละเอียดของแต่ละลำดับชั้นเป็นดังนี้
1.
Application layer
เป็นชั้นบนสุดของโมเดลจะเป็นส่วนที่ทำการติดต่อระหว่าง แอปพลิเคชั่นของเครือข่ายกับผู้ใช้เป็นไปตามที่ต้องการ ตัวอย่างแอปพลิเคชั่น ของเครือข่ายก็เช่น ระบบ E-mail การโอนถ่ายแฟ้มข้อมูล (File Transfer) การขอเข้าใช้ระบบคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย (Host Terminal) การจัดแฟ้มข้อมูล ในลักษณะต่าง ๆ เป็นต้น นอกจากนั้นยังรวมถึงการบริการทางด้านการแลกเปลี่ยนเอกสารข้อความต่าง ๆ Application Layer จะทำหน้าที่จัดการเรื่องต่าง ๆ ของเครือข่ายตามที่ผู้ใช้ต้องการนั่นเอง โดยจะอยู่ในระดับบนที่ใกล้ชิดกับผู้ใช้ที่สุด
การเข้าไปใช้บริการระดับ Application Layer โดยปกติจะใช้โดยการพิมพ์คำสั่งต่าง ๆ ผ่านทางระบบโปรแกรมควบคุมเครื่อง(OS) โดย OS จะถือว่าอุปกรณ์ หรือโปรแกรมต่าง ๆ ในการสื่อสารนั่นเอง การบริการของลำดับชั้นนี้ จะแสดงให้ผู้ใช้ได้เข้าใจในทันที โดยไม่ว่าการสื่อสารจะประสบความสำเร็จหรือไม่ และหากมีข้อผิดพลาดประการใด ผู้ใช้ก็ สามารถทราบได้จากข้อความที่แสดงออกมา
นอกเหนือจากบริการด้านต่าง ๆ ที่กล่าวข้างต้นแล้ว ยังมีบริการอื่น ๆ ที่ Application Layer จัดให้ได้ดังนี้ คือ
- การระบุระบบคอมพิวเตอร์ปลายทาง โดยอาจจะใช้วิธีการเรียกหรือเรียกตามที่อยู่ (Address) ก็ได้
- กำหนดว่าเครื่องปลายทางที่ต้องการติดต่อนั้น อยู่ในสถานะที่พร้อมสำหรับการสื่อสาร
- กำหนดอำนาจหน้าที่ ความสำคัญ ในการติดต่อสื่อสาร
- การร่วมตกลงในระบบการใส่รหัสเพื่อความปลอดภัยของข้อมูล
- การรับรองเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการสื่อสารด้วยว่า อยู่ในสถานะที่ต้องการจะสื่อสารได้หรือไม่
- กำหนดและเลือกข้อมูลประเภทต่าง ๆ ที่จำเป็นต้องใช้เมื่อมีการสื่อสาร
- การร่วมตกลงเกี่ยวกับความรับผิดชอบ กรณีการกู้ข้อมูลที่เกิดความเสียหาย
- กำหนดข้อจำกัดต่าง ๆ เกี่ยวกับรูปแบบของข้อมูลที่จะใช้ส่ง เช่น รูปแบบตัวอักษรที่จะใช้ หรือ โครงสร้างของข้อมูล
เป็นชั้นบนสุดของโมเดลจะเป็นส่วนที่ทำการติดต่อระหว่าง แอปพลิเคชั่นของเครือข่ายกับผู้ใช้เป็นไปตามที่ต้องการ ตัวอย่างแอปพลิเคชั่น ของเครือข่ายก็เช่น ระบบ E-mail การโอนถ่ายแฟ้มข้อมูล (File Transfer) การขอเข้าใช้ระบบคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย (Host Terminal) การจัดแฟ้มข้อมูล ในลักษณะต่าง ๆ เป็นต้น นอกจากนั้นยังรวมถึงการบริการทางด้านการแลกเปลี่ยนเอกสารข้อความต่าง ๆ Application Layer จะทำหน้าที่จัดการเรื่องต่าง ๆ ของเครือข่ายตามที่ผู้ใช้ต้องการนั่นเอง โดยจะอยู่ในระดับบนที่ใกล้ชิดกับผู้ใช้ที่สุด
การเข้าไปใช้บริการระดับ Application Layer โดยปกติจะใช้โดยการพิมพ์คำสั่งต่าง ๆ ผ่านทางระบบโปรแกรมควบคุมเครื่อง(OS) โดย OS จะถือว่าอุปกรณ์ หรือโปรแกรมต่าง ๆ ในการสื่อสารนั่นเอง การบริการของลำดับชั้นนี้ จะแสดงให้ผู้ใช้ได้เข้าใจในทันที โดยไม่ว่าการสื่อสารจะประสบความสำเร็จหรือไม่ และหากมีข้อผิดพลาดประการใด ผู้ใช้ก็ สามารถทราบได้จากข้อความที่แสดงออกมา
นอกเหนือจากบริการด้านต่าง ๆ ที่กล่าวข้างต้นแล้ว ยังมีบริการอื่น ๆ ที่ Application Layer จัดให้ได้ดังนี้ คือ
- การระบุระบบคอมพิวเตอร์ปลายทาง โดยอาจจะใช้วิธีการเรียกหรือเรียกตามที่อยู่ (Address) ก็ได้
- กำหนดว่าเครื่องปลายทางที่ต้องการติดต่อนั้น อยู่ในสถานะที่พร้อมสำหรับการสื่อสาร
- กำหนดอำนาจหน้าที่ ความสำคัญ ในการติดต่อสื่อสาร
- การร่วมตกลงในระบบการใส่รหัสเพื่อความปลอดภัยของข้อมูล
- การรับรองเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการสื่อสารด้วยว่า อยู่ในสถานะที่ต้องการจะสื่อสารได้หรือไม่
- กำหนดและเลือกข้อมูลประเภทต่าง ๆ ที่จำเป็นต้องใช้เมื่อมีการสื่อสาร
- การร่วมตกลงเกี่ยวกับความรับผิดชอบ กรณีการกู้ข้อมูลที่เกิดความเสียหาย
- กำหนดข้อจำกัดต่าง ๆ เกี่ยวกับรูปแบบของข้อมูลที่จะใช้ส่ง เช่น รูปแบบตัวอักษรที่จะใช้ หรือ โครงสร้างของข้อมูล
2.
Presentation layer
เป็นชั้นที่มีการกำหนดหน้าที่ไม่ชัดเจนนัก และมีการนำไปใช้ไม่มาก
หน้าที่หลัก คือ เป็นส่วนที่จัดรูปแบบและนำเสนอข้อมูลระหว่างการสื่อสาร
ให้เป็นไปตามที่ต้องการ โดยมีการกำหนดรูปแบบการส่งข้อมูลสำหรับใช้ในการแลกเปลี่ยน ทั้งนี้ยังรวมไปถึงการจัดแปลงข้อมูลในรูปมาตรฐาน
ASCII หรือ EBCDIC, การลดขนาดข้อมูล (Data
Compression) การเข้ารหัสหรือถอดรหัส ข้อมูลเพื่อความปลอดภัยในการสื่อสารแต่ส่วนใหญ่แล้วแอปพลิเคชั่นจะเป็นตัวจัดการแทนได้
ตัวอย่างของ Presentation Layer ที่เข้าใจง่าย ๆ เช่น การพูดโทรศัพท์ระหว่างบุคคลที่พูดภาษาฝรั่งเศส และบุคคลที่พูดภาษาสเปน บุคคลทั้งสอง ใช้ล่ามในการแปรภาษา และภาษากลางที่ใช้ก็คือภาษาอังกฤษ ล่ามแต่ละฝ่ายก็จะแปรภาษาทางฝ่ายของตนเองออกเป็นภาษาอังกฤษ แล้วฝ่ายที่รับ ก็จะแปรภาษาอังกฤษนั้น กลับเป็นภาษาของตนเองอีกต่อหนึ่ง บุคคลผู้พูดทางโทรศัพท์ก็เปรียบเสมือนกับโปรแกรม 2 โปรแกรม ที่ต้องการสื่อสาร กัน ตัวล่ามก็เปรียบเสมือนกับ Presentation Layer ในเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้ง 2 ฝ่าย ภาษาฝรั่งเศสและภาษาสเปน เปรียบเสมือนกับ Abstract Data Syntax ส่วนภาษาอังกฤษเปรียบได้กับ Transfer or Concrete syntax)
ทั้งนี้ต้องนึกเสมอว่า ในการสื่อสารข้อมูลนั้น จะต้องมีการใช้ภาษากลางอันเป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปภาษาหนึ่งเสมอ นอกจากนั้นตัวกลางในการแปรภาษา จากต้นทางและปลายทางให้เป็นภาษากลาง ก็ไม่จำเป็นจะต้องเข้าใจในความหมายของข้อมูลที่สื่อสารนั้นเสมอไป หน้าที่อีกประการหนึ่งของ Presentation Layer ก็คือ เรื่องความปลอดภัยของข้อมูลโดยมีการเข้ารหัสข้อมูล (Encrypeted) ก่อนส่งออกไป และเมื่ออีกฝ่ายหนึ่ง ได้รับข้อมูลแล้ว ก่อนนำมาใช้ก็จะมีการถอดรหัส (Decrypt) ตามรูปแบบตามที่ได้มีการกำหนดไว้ล่วงหน้าทั้งสองฝ่าย แม้ว่าวิธีการเข้ารหัสข้อมูลนี้จะมิได้มี การกำหนดไว้ในมาตรฐานใด ๆ เลยก็ตามแต่ก็ได้มีผู้นำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย
ตัวอย่างของ Presentation Layer ที่เข้าใจง่าย ๆ เช่น การพูดโทรศัพท์ระหว่างบุคคลที่พูดภาษาฝรั่งเศส และบุคคลที่พูดภาษาสเปน บุคคลทั้งสอง ใช้ล่ามในการแปรภาษา และภาษากลางที่ใช้ก็คือภาษาอังกฤษ ล่ามแต่ละฝ่ายก็จะแปรภาษาทางฝ่ายของตนเองออกเป็นภาษาอังกฤษ แล้วฝ่ายที่รับ ก็จะแปรภาษาอังกฤษนั้น กลับเป็นภาษาของตนเองอีกต่อหนึ่ง บุคคลผู้พูดทางโทรศัพท์ก็เปรียบเสมือนกับโปรแกรม 2 โปรแกรม ที่ต้องการสื่อสาร กัน ตัวล่ามก็เปรียบเสมือนกับ Presentation Layer ในเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้ง 2 ฝ่าย ภาษาฝรั่งเศสและภาษาสเปน เปรียบเสมือนกับ Abstract Data Syntax ส่วนภาษาอังกฤษเปรียบได้กับ Transfer or Concrete syntax)
ทั้งนี้ต้องนึกเสมอว่า ในการสื่อสารข้อมูลนั้น จะต้องมีการใช้ภาษากลางอันเป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปภาษาหนึ่งเสมอ นอกจากนั้นตัวกลางในการแปรภาษา จากต้นทางและปลายทางให้เป็นภาษากลาง ก็ไม่จำเป็นจะต้องเข้าใจในความหมายของข้อมูลที่สื่อสารนั้นเสมอไป หน้าที่อีกประการหนึ่งของ Presentation Layer ก็คือ เรื่องความปลอดภัยของข้อมูลโดยมีการเข้ารหัสข้อมูล (Encrypeted) ก่อนส่งออกไป และเมื่ออีกฝ่ายหนึ่ง ได้รับข้อมูลแล้ว ก่อนนำมาใช้ก็จะมีการถอดรหัส (Decrypt) ตามรูปแบบตามที่ได้มีการกำหนดไว้ล่วงหน้าทั้งสองฝ่าย แม้ว่าวิธีการเข้ารหัสข้อมูลนี้จะมิได้มี การกำหนดไว้ในมาตรฐานใด ๆ เลยก็ตามแต่ก็ได้มีผู้นำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย
3.
Session layer
เป็นชั้นที่จัดการในเรื่องของการสร้าง "การติดต่อแต่ละครั้ง
" หรือ Session ให้ระบุคอมพิวเตอร์ทั้งสองฝ่าย
กล่าวง่าย ๆ คือ จะให้บริการแก่โปรแกรมสื่อสาร ได้จัดการรวบรวมข้อมูลต่าง ๆ ที่จะใช้ในการติดต่อสื่อสาร
โดยทำหน้าที่ตั้งแต่เริ่มการติดต่อ ดูแลให้การส่งผ่านข้อมูลในการติดต่อครั้งนั้น ๆ
เป็นไปได้โดย ไม่มีปัญหา จนถึงการเลิกติดต่อเมื่อเสร็จงาน ซึ่ง Session
Layer นี้จะรับผิดชอบเกี่ยวกับการจัดสรรช่องการสื่อสารระหว่าง Application
Layer ทั้งสองฝ่ายให้สามารถสื่อสารกันได้จนเสร็จสมบูรณ์
โดยต้องอาศัยความช่วยเหลือจาก Presentation Layer นอกจากนั้นยังให้บริการด้านต่าง
ๆ คือ
- ให้บริการจัดเงื่อนไขโต้ตอบข้อมูล ซึ่งจะให้บริการทั้งในแบบส่งข้อมูลไม่พร้อมกัน (Haff-Duplex) และแบบพร้อมกัน (Full-Duplex)
- การสื่อสารในทิศทางเดียวกัน ในการสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายระยะไกล ถ้าหากเกิดข้อผิดพลาดนั้น ระหว่างการสื่อสารในจุดใดจุดหนึ่ง Session Layer จะถูกอนุญาตให้ผู้ใช้เลือกที่จะทำการรับ-ส่ง ข้อมูลใหม่อีกครั้งในเวลาใดก็ได้
- การรายงานเกี่ยวกับข้อผิดพลาด ถ้าในระหว่างการสื่อสารเกิดข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถแก้ไขได้ Session Layer จะทำการส่งสัญญาณเพื่อแจ้งให้ Application Layer รู้ถึงข้อผิดพลาดนั้น
- ให้บริการจัดเงื่อนไขโต้ตอบข้อมูล ซึ่งจะให้บริการทั้งในแบบส่งข้อมูลไม่พร้อมกัน (Haff-Duplex) และแบบพร้อมกัน (Full-Duplex)
- การสื่อสารในทิศทางเดียวกัน ในการสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายระยะไกล ถ้าหากเกิดข้อผิดพลาดนั้น ระหว่างการสื่อสารในจุดใดจุดหนึ่ง Session Layer จะถูกอนุญาตให้ผู้ใช้เลือกที่จะทำการรับ-ส่ง ข้อมูลใหม่อีกครั้งในเวลาใดก็ได้
- การรายงานเกี่ยวกับข้อผิดพลาด ถ้าในระหว่างการสื่อสารเกิดข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถแก้ไขได้ Session Layer จะทำการส่งสัญญาณเพื่อแจ้งให้ Application Layer รู้ถึงข้อผิดพลาดนั้น
4.
Transport layer
ทำหน้าที่ควบคุมปริมาณและรายละเอียดวิธีการรับส่งข้อมูลให้เป็นไปตามกำหนดที่ได้ดังตั้งไว้
และจัดการให้การเชื่อมโยงเครือข่ายเป็นไปอย่างราบรื่น Transport Layer เป็นชั้นสุดท้ายที่จัดการเรื่องของเส้นทางในการส่งข้อมูล และจัดการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูล
ซึ่งส่วนของ TCP (Transmission Control Protocol) ในโปรโตคอล
TCP/IP แบบที่ใช้ในอินเตอร์เนต จะทำงาน ที่ระดับชั้นนี้
Transport Layer จะทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่าง 2 Layer คือ Application - Oriented Layer ซึ่งอยู่เหนือกว่า กับ Network - Dependent Protocol Layer ซึ่งอยู่ต่ำกว่า และมีหน้าที่ในการเตรียมข้อความต่าง ๆ ในการสื่อสารแบบ Session Layer บริการของ Transport Layer จะแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่
- Class 0 จะให้บริการคำสั่งพื้นฐานในการสื่อสารข้อมูล
- Class 4 จะให้บริการเกี่ยวกับคำสั่งในการควบคุมการไหลของข้อมูล และคำสั่งในการตรวจสอบข้อผิดพลาดต่าง ๆ
ตัวอย่างบริการใน Class 0 จะถูกนำมาใช้เมื่อมีการสื่อสารด้วยระบบ PSDN (Public Switched Data Network) และ (Class 4 จะถูกนำมาใช้เมื่อมีการ สื่อสารด้วยระบบ PSTN (Public Switched Telephone Network) Transport Layer
Transport Layer จะทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่าง 2 Layer คือ Application - Oriented Layer ซึ่งอยู่เหนือกว่า กับ Network - Dependent Protocol Layer ซึ่งอยู่ต่ำกว่า และมีหน้าที่ในการเตรียมข้อความต่าง ๆ ในการสื่อสารแบบ Session Layer บริการของ Transport Layer จะแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่
- Class 0 จะให้บริการคำสั่งพื้นฐานในการสื่อสารข้อมูล
- Class 4 จะให้บริการเกี่ยวกับคำสั่งในการควบคุมการไหลของข้อมูล และคำสั่งในการตรวจสอบข้อผิดพลาดต่าง ๆ
ตัวอย่างบริการใน Class 0 จะถูกนำมาใช้เมื่อมีการสื่อสารด้วยระบบ PSDN (Public Switched Data Network) และ (Class 4 จะถูกนำมาใช้เมื่อมีการ สื่อสารด้วยระบบ PSTN (Public Switched Telephone Network) Transport Layer
5.
Network layer
ทำหน้าที่ควบคุมวิธีการส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครือข่ายให้ถูกต้อง และเป็นไปตามเส้นทางที่กำหนด
ทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อเส้นทางการสื่อสารระหว่าง Transport Layer ของเครือข่ายต้นทางและปลายทาง โดยจะจัดคำสั่งการทำงานเกี่ยวกับการค้นหาที่หมายปลายทาง
(Addressing) และควบคุมการไหล ของข้อมูลในการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครือข่าย
และในกรณีติดต่อระหว่างเครือข่าย Network Layer ก็จะมีการจัดเตรียมคำสั่งการทำ
งาน เพื่อทำให้การติดต่อเป็นไปอย่างราบรื่นสมบูรณ์
ในปัจจุบันเมื่อมีการใช้เครือข่ายมากขึ้น ขนาดใหญ่ขึ้น ซับซ้อนมากขึ้น จะมีการจัดการแบ่งเครือข่ายนั้นให้เป็นส่วนย่อยหรือ Network Segment หรือ เรียกว่า Subnetwork โดยใช้อุปกรณ์ Bride หรือ Router ทั้งนี้ Network Layer จะจัดส่งผ่าน Packet ข้อมูล (Data Packet) คือ ข้อมูลที่ถูกจัดให้อยู่ใน รูปที่กำหนดไว้แล้วนั่นเอง) ผ่านอุปกรณ์ต่างๆ ไปยังเครือข่ายย่อยให้อย่างถูกต้องตามที่ต้องการ
นอกจากนี้ Network Layer จะจัดการดูแลเส้นทางในการส่งข้อมูล (Routing Table) และกั้นหรือกรอง Packet ข้อมูลที่ส่งไปยังหมายภายในเครือข่าย ย่อยเดียวกัน ไม่ให้ข้ามไปยังเครือข่ายย่อยอื่น ซึ่งจะช่วยลดปริมาณข้อมูลที่วิ่งบนเครือข่ายได้ส่วนหนึ่ง โปรโตคอล IP, TCP/IP และ IPX เป็นโปรโตคอล ที่ทำงานอยู่ใน Layer นี้
ในปัจจุบันเมื่อมีการใช้เครือข่ายมากขึ้น ขนาดใหญ่ขึ้น ซับซ้อนมากขึ้น จะมีการจัดการแบ่งเครือข่ายนั้นให้เป็นส่วนย่อยหรือ Network Segment หรือ เรียกว่า Subnetwork โดยใช้อุปกรณ์ Bride หรือ Router ทั้งนี้ Network Layer จะจัดส่งผ่าน Packet ข้อมูล (Data Packet) คือ ข้อมูลที่ถูกจัดให้อยู่ใน รูปที่กำหนดไว้แล้วนั่นเอง) ผ่านอุปกรณ์ต่างๆ ไปยังเครือข่ายย่อยให้อย่างถูกต้องตามที่ต้องการ
นอกจากนี้ Network Layer จะจัดการดูแลเส้นทางในการส่งข้อมูล (Routing Table) และกั้นหรือกรอง Packet ข้อมูลที่ส่งไปยังหมายภายในเครือข่าย ย่อยเดียวกัน ไม่ให้ข้ามไปยังเครือข่ายย่อยอื่น ซึ่งจะช่วยลดปริมาณข้อมูลที่วิ่งบนเครือข่ายได้ส่วนหนึ่ง โปรโตคอล IP, TCP/IP และ IPX เป็นโปรโตคอล ที่ทำงานอยู่ใน Layer นี้
6.
Data link layer
จะจัดเตรียมข้อมูลเกี่ยวกับการเชื่อมต่อให้กับ Network Layer และจะทำหน้าที่เรียกใช้หรือกำหนดช่องทางในการส่งข้อมูลที่ถูกต้อง เช่น Ethernet
, Token Ring หรือ FDDI เป็นต้น
รวมถึงการควบคุมลำดับและอัตราการรังส่งข้อมูลหรือ FLOW Control และสถานที่ ที่จะส่งข้อมูลไป (Address) ทั้งนี้ Data
Link Layer เป็นชั้นแรกที่จัดการแปลงข้อมูลจากบิตให้อยู่ในรูปของ Packet
โดยจะมีการเพิ่มข้อมูลเพื่อตรวจสอบความ ถูกต้องในกรณีส่งข้อมูลออกไป
หรือในกรณีอ่านข้อมูลเข้ามาก็จะตรวจสอบส่วน Checksum เพื่อดูว่าข้อมูลที่ได้รับมาถูกต้องครบถ้วน
และถ้าได้รับ Packet ข้อมูลที่ไม่ถูกต้องก็จะไม่เอาข้อมูลนั้นไปใช้งานต่อ
และบอกไปยังต้นทางให้ส่งมาใหม่
ตัวอย่างเช่น คำสั่งในการตรวจสอบข้อผิดพลาด หรือมีข้อผิดพลาดแล้วต้องส่งข้อมูลใหม่ ก็จะมีคำสั่งในการส่งข้อมูลซ้ำ โดยปกติแล้วจะมีการให้บริการ ใน 2 รูปแบบ ได้แก่
- Connection Less ถ้าหากมีการตรวจสอบและพบข้อผิดพลาดก็จะตัดการสื่อสารทันที
- Connection Oriented ให้บริการในลักษณะพยายามไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดใด ๆ ทั้งสิ้น
ตัวอย่างเช่น คำสั่งในการตรวจสอบข้อผิดพลาด หรือมีข้อผิดพลาดแล้วต้องส่งข้อมูลใหม่ ก็จะมีคำสั่งในการส่งข้อมูลซ้ำ โดยปกติแล้วจะมีการให้บริการ ใน 2 รูปแบบ ได้แก่
- Connection Less ถ้าหากมีการตรวจสอบและพบข้อผิดพลาดก็จะตัดการสื่อสารทันที
- Connection Oriented ให้บริการในลักษณะพยายามไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดใด ๆ ทั้งสิ้น
7.
Physical Layer
จะให้บริการเกี่ยวกับวิธีการส่งข้อมูลเป็นบิต ระหว่างอุปกรณ์ 2 ชนิด ได้แก่ เครื่องมือและอุปกรณ์ทางฝ่ายผู้ใช้ และอุปกรณ์ของเครือข่ายโดยข้อมูลต่าง
ๆ จะถูกส่งให้กับ Data Link Layer นอกจากนั้นยังรับผิดชอบดูแลในรายละเอียดการส่งข้อมูลในด้านฮาร์ดแวร์จริง
เช่น การควบคุม Network Interface Card การส่งสัญญาณผ่านสายสัญญาณแบบต่าง
ๆ การเชื่อมต่อเข้าเครือข่ายแบบต่าง ๆ โดย Physical Layer จะจัดสัญญาณทางไฟฟ้า
สัญญาณ เสียง หรือสัญญาณแสงที่จำเป็นในการสื่อสารโดยตรง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น