แบบอางองและสถาปตยกรรมโปรโตคอล

2.1 แนวคดสถาปตยกรรมโปรโตคอลประโยชนจากการเชอมคอมพวเตอรเปนเครอขายคอการใช

ทรพยากรรวมกนและแลกเปลยนขอมลระหวางกน เครอขายในปจจบนอาจประกอบดวยคอมพวเตอร เครองพมพ ระบบเกบขอมลกลาง หรออปกรณอนๆ ตลอดจนซอฟตแวรทมอาจมคณลกษณะเหมอนกนหรอแตกตางกน ตางจากอดตทผานมาซงการเชอมคอมพวเตอรหรออปกรณตางผลตภณฑเขาดวยกนเปนสงททำาไดยาก เนองจากบรษทผผลตมกใชเทคโนโลยเฉพาะเปนของตนเองหรอใชเทคโนโลยทไมเปดเผยรายละเอยดหรอวธตอเชอมกบระบบอน ผใชทเลอกระบบปดตองผกตดอยกบผลตภณฑโดยไมสามารถเลอกใชผลตภณฑจากบรษทอนซ งอาจมคณสมบตทตรงความตองการมากกวา นอกจากนยงไมมขอรบประกนวาเทคโนโลยแบบปดจะมการพฒนาเพอการขยายหรอปรบปรงสมรรถนะในอนาคตหรอไม การเชอมโยงคอมพวเตอรทงทเปนเครอขายเฉพาะทหรอเครอขายซงครอบคลมพนทกวางและใหบรการแบบสาธารณะจงไมอาจละเลยเร องของมาตรฐานเพอสรางระบบทเปดตวโดยไมจ ำากดหรอผกตดอยกบเทคโนโลยใดเทคโนโลยหนงโดยเฉพาะ

2.1.1 สถาปตยกรรมโปรโตคอลเมอกลาวถงการสอสารและเครอขายสงทตองกลางถงดวย

คอโปรโตคอลและสถาปตยกรรมโปรโตคอล ในบทแรกเราได

28 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

ทำาความเขาใจวาโปรโตคอลคอขอก ำาหนดการสอสารระหวางคสอสารซงอาจเปนระบบคอมพวเตอร อปกรณเครอขาย หรออาจเจาะจงไปถงองคประกอบยอยในระบบเชนโปรแกรมประยกตททำางานอยคอมพวเตอรนน การสอสารจะเกดขนไดเมอทงสองระบบตอง ใชภาษาสอสารเดยวกน รวมทงสงทจะส อสาร วธการ” ”สอสาร และจงหวะการส อสารจะตองเป นไปตามแบบแผนทโปรโตคอลกำาหนด

ทงฮารดแวรและซอฟตแวรในเครอขายยอมมกลไกและขนตอนทซบซอน การออกแบบโปรโตคอลตองการแบบอางองทแบงการทำางานออกเปนสวนยอยและสามารถจดสรรหนาทงานเฉพาะอยางใหแตละสวนยอยได การแยกยอยจะชวยลดความซบซอนและยงชวยใหเขาใจไดงายกวาการมองภาพโดยรวมทงหมดเปนสงเดยว โปรโตคอลการสอสารจะจงมโครงสรางเปนสวนๆ แตละสวนมลกษณะเปนโมดลทกำาหนดแบบแผนการทำางานเฉพาะเร อง เราจงเรยกวธการออกแบบและจดวางโครงสรางนวา สถาปตยกรรมโปรโตคอล (protocol architecture)

2.1.2 ระดบชนของโปรโตคอลโครงสรางโปรโตคอลการสอสารประกอบดวยสวนยอยเรยง

ตวซอนทบกนเปนชนๆ แตละสวนเรยกวา ระดบชน (layer) เราจงเรยกการจดแบงโปรโตคอลแบบนวา สถาปตยกรรมแบบระดบชน (layer architecture)

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 29

คำาถามทเกดตามมาจากแนวคดของสถาปตยกรรมแบบระดบชนคอ ควรจดแบงใหโปรโตคอลมกระดบชน? กอนทจะตอบคำาถามนจะขอยกตวอยางการถายโอนขอมลระหวางคอมพวเตอรในเครอขายเพอใหผอานไดมองเหนภาพพจนเร องการจดระดบชนโปรโตคอลไดชดเจนยงขน

การถายโอนขอมลอาศยระบบเครอขายทประกอบดวยฮารดแวรคอคอมพวเตอรและซอฟตแวรทำาหนาทถายโอน เร มตนอยางนอยทสดเราจงควรแยกงานฮารดแวรกบซอฟตแวรออกจากกน กลาวค อแยกงานสวน กายภาพ “ ” (physical) ซ งเป นฮารดแวรทจบตองไดกบสวนของโปรแกรมออกจากกน การแบงในขนตนนจงประกอบดวยระดบชนซอนทบกนสองระดบดงรปท 2.1 คอ

1. ระดบชนฟสคล (physical) ดำาเนนการดานฮารดแวร เครอขาย

2. ระดบช นแอพลเคชน (application) ใหบรการงานประยกตเพอสงขอมล

ApplicationPhysical

รปท 2.1 การจดแบงระดบชนโปรโตคอลอยางงาย

30 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

ในปจจบนเราทราบดวามเทคโนโลยฮารดแวรเครอขายหลากหลาย เชน อเทอรเนต โทเคนรง เอฟดดไอ เอทเอม หรอ เฟรมรเลย เปนตน แตละเทคโนโลยตางมขอก ำาหนดทางกายภาพของสายสอสาร เชน การวธการเขาใชสายสญญาณ รปแบบสญญาณไฟฟา หรอลกษณะการตอเชอมทแตกตางกน การจดแบงเพยงสองระดบชนทำาใหระดบชนแอพลเคชนมภาระทงการสงขอมลและตดตอกบฮารดแวรหลายรปแบบ หากแยกสวนของเทคโนโลยฮารดแวรออกมายอมชวยลดความซบซอนของระดบชนแอพลเคชนได ระดบชนทสอดแทรกเขามาระหวางระดบชนแอพลเคชนและฟสคลคอระดบชนเดทาลงค (data link) ดงรปท 2.2

ApplicationData LinkPhysical

รปท 2.2 การจดแบงระดบชนโปรโตคอลอยางงาย

ภาระงานสอสารทแฝงอยในระดบชนแอพลเคชนประกอบดวยการนำาสงขอมลแบบ ทละขน (hop-by-hop) และการเชอมต อระหวาง ปลายทงสองดาน (end-to-end) การน ำาสงขอมลทละขนเปนการลำาเลยงขอมลจากจดหนงไปยงจดถดไป แตละขนของการลำาเลยงทำาใหขอมลเขาใกลปลายทางมากขน ในขณะทการเชอมตอแบบปลายทงสองดานหมายถงการสอสารระหวางคสนทนาหรอคอมพวเตอรตนทางกบปลายทางซงทงสอง

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 31

ดานจะรกษาสภาพการตดตอระหวางกนไวเพอรบสงขอมลอยางมประสทธภาพและแกไขขอผดพลาดทเกดในการสง เมอพจารณาจากมมมองของอปกรณเครอขายอยางเชนเราเตอรแลว เราเตอรระหวางทางจะทำาหนาทลำาเลยงขอมลไปทละขน ขณะทคอมพวเตอรตนทางและปลายทางอาศยการลำาเลยงนเพอรกษาสถานภาพการตดตอไว ภาระงานดงกลาวนสามารถแบงออกเปนสองระดบชนคอ ระดบชนเนตเวรก (network) ทำาหนาทดานการลำาเลยงทละขน และ ระดบชนทรานสพอรต (transport) ทำาหนาทดานการเชอมตอระหวางปลายทางทงสองดาน หากแยกภาระงานทงสองนออกมาจากระดบชนประยกตกจะไดการจดระดบชนดงรปท 2.3

ApplicationTransportNetworkData LinkPhysical

รปท 2.3 การจดแบงระดบชนโปรโตคอลอยางงาย

หากกลาวโดยสรปสาระส ำาคญของการถายโอนขอมลซ งสามารถแยกภาระงานออกเปน 5 ระดบชนแลว สวนบนสดเปนสวนททำาหนาทสอสารระหวางโปรแกรมทงสองดานเขาดวยกน เชน

32 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

ตรวจสอบรหสผานเพอเขาถงขอมล แลกเปลยนคำาสงกำาหนดการรบสงขอมล และการกำาหนดรปแบบรหสขอมล ระดบชนทรานสพอรตทอยถดมาทำาหนาทรกษาสภาพการเชอมตอใหคอมพวเตอรทงสองดานพรอมจะรบสงขอมลรวมทงสรางความเชอถอในการรบสง เชนตรวจสอบความถกตองขอมล และแกขอผดพลาดทเกดขน ระดบชนเนตเวรกชวยการลำาเลยงขอมลผานเครอขายไปยงปลายทาง ระดบชนเดทาลงคกำาหนดรปแบบการทำางานของเทคโนโลยเครอขาย การเขาใชสายสอสาร แอดเดรสของอปกรณ การจดลำาดบบตขอมลตามรปแบบฮารดแวรทใชงานโดยไมจ ำากดประเภทวาจะเปน อเทอรเนต โทเคนรง หรอเอฟดดไอ และระดบชนฟสคลเปนระดบชนลางสดทกำาหนดคณลกษณะทางกายภาพซงไดแกทางไฟฟาและทางกล เชนลกษณะสญญาณ ระดบแรงดนสญญาณ หวตอและชนดสายสญญาณเปนตน

2.1.3 ประโยชนของการจดแบงระดบชนการจดแบงโปรโตคอลแบบระดบช นใหประโยชนหลาย

ประการคอ ประการทหนงการจดแบงโครงสรางทซบซอนขนาดใหญออกเปนสวนยอยทเลกลงชวยใหดแลจดการไดสะดวกกวา การแตกปญหาขนาดใหญออกเปนปญหาขนาดเลกทเปนอสระตอกนยอมชวยใหแกปญหาไดงายและเรวกวาโดยแกปญหายอยแตละสวนขนานกนไป

ประการทสอง การจดแบงระดบชนเปนรปแบบหนงของการ ซอนขาวสาร “ ” (information hiding) ระดบชนหนงๆจะแสดง

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 33

ตนเองเพยงในแงการใหบรการกบระดบชนถดไปโดยไมตองระบถงวธการทใชจรง กลาวอกนยหนงคอแสดงตนเองวามบรการ อะไร“ ” แตมไดแสดงใหทราบวาใหบรการนน อยางไร ลกษณะนชวยให“ ”กรรมวธการทำางานภายในแตละระดบชนปรบเปลยนไปไดตามความเหมาะสมโดยไมกระทบกบระดบชนอนๆ ตวอยางเชนในระบบโทรศพท ผใชเพยงแตทราบถงวธใชโทรศพทโดยการยกหและหมนเลขหมายปลายทาง แตไมจำาเปนตองทราบวาสญญาณหรอเสยงโทรศพทเดนทางไปยงปลายทางผานเสนทางใดหรอสายประเภทใด ผใหบรการโทรศพทสามารถปรบเปลยนชนดของสายจากสายทองแดงเปนใยแกวนำาแสง หรอเลอกเสนทางสอสารโดยไมกระทบตอบรการทผใชตองการ

ประการทสาม ระดบชนสวนบนสามารถใชบรการทระดบชนสวนลางมใหรวมกนได ตวอยางแอพลเคชนระดบบนอาจมหลายแอพ ล เ ค ช น จ ง ไ ม จ ำา เ ป น ต อ ง แ ย ก บ ร ก า ร ล ำา เ ล ย งขอมลประจำาแตละแอพลเคชน หากแตใหทกแอพลเคชนใชบรการลำาเลยงขอมลจากระดบชนเนตเวรกรวมกนได

2.2 แบบอางองโอเอสไอประเดนสำาคญของการออกแบบโปรโตคอลการสอสารและ

เครอขายคอการไมผกตดกบเทคโนโลยฮารดแวรและซอฟตแวรใด โปรโตคอลใดกตามเปน โปรโตคอลแบบเปด เมอเปดเผยโครงสรางและรายละเอยดและอยภายใตการกำากบโดยองคกรนานาชาตหรอองคกรทเปดรบสมาชกแบบสาธารณะ ระบบใดทสรางขนโดยขอ

34 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

ก ำาหนดโปรโตคอลแบบเป ดจะเรยกวา ระบบเป ด (open systems) ระบบเปดชวยใหไมผกตดกบเพยงผลตภณฑเดยว หรอชวยใหผลตภณฑจากตางบรษทสามารถท ำางานรวมกนได (Interoperability)

ไอเอสโอ (ISO : International Standardization Organization) เปนองคกรนานาชาตองคกรหนงซ งท ำาหนาทกำาหนดมาตรฐานหลายดาน ในเร องการสอสารนนไอเอสโอไดกำาหนดแบบอางองมาตรฐานแบบเปดซงเรยกวา แบบอางองโ อ เ อ ส ไ อ (Open Systems Interconnection Reference Model) แบบอางองของโอเอสไอประกอบดวยระดบชนจำานวน 7 ระดบดงรปท 2.4 เมอเปรยบเทยบกบระดบชนทไดกลาวไวกอนหนานแลวจะพบวามระดบชนเพมขน 2 ระดบคอ ระดบชนพรเซนเทชน และระดบชนเซสชน ทงสองระดบชนนแยกภาระงานบางสวนทเดมอยในระดบชนประยกตออกมา

7 Application โปรเซสและแอพลเคชนในเครอขาย

6 Presentation การแทนขอมล รหสขอมล5 Session การสอสารระหวางโปรเซส4 Transport การเชอมตอระหวางตนทาง

และปลายทาง3 Network การเลอกเสนทาง2 Data Link การเขาใชสายสญญาณ

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 35

1 Physical การเชอมตอทางกายภาพ

รปท 2.4 แบบอางองโอเอสไอ

ในแตละชนของแบบอางองประกอบดวยโปรโตคอลประจำาชน โปรโตคอลหนงๆมกทำางานสมพนธกบโปรโตคอลทอยในระดบทอยตดกน กอใหเกดการเรยงตวแบบทบซอนกนของโปรโตคอล เราจงเรยกรปลกษณะของโปรโตคอลในแบบอางองวา โปรโตคอลสแตก (protocol stack) เชนโปรโตคอลสแตกของโอเอสไอ หรอโปรโตคอลสแตกของทซพ/ไอพ เปนตน ในบทท 3 จะกลาวถงโปรโตคอลสแตกของทซพ/ไอพตอไป

2.2.1 หนาทของแตละระดบชนระดบชนทง 7 ชนจะกำาหนดแบบแผนการสอสารระหวาง

สถานรบสงขอมลในเครอขายใหสามารถสอสารถงกนได แตละระดบชนมหนาทการทำางานดงตอไปนคอ

ระดบชนฟสคลระดบฟสคลมหนาทสงขอมลในรปของบตเขาสสายสญญาณ

ในระดบชนนจะมขอกำาหนดถงคณสมบตฮารดแวรในการสงขอมลทงคณสมบตทางไฟฟา และคณสมบตทางกล และกรรมวธเชอมตออปกรณฮารดแวรเพอนำาสงบตขอมล กลาวโดยรวมแลวระดบชนฟสคลกำาหนดวธการถายโอนขอมลในระดบบตดงตอไปน

36 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

การเชอมตอทางฮารดแวรและสายสญญาณ ไดแกคณลกษณะของฮารดแวรและการเช อมตอเขาก บสายสญญาณ เชน ลกษณะของหวตอ หรอชนดสายสญญาณ

การแทนบตขอมล ขอมลทสงในสายสญญาณจะตองมรปแบบตามทกำาหนด เชน ระดบแรงดนทใชแทนคา 0 และ 1 ลกษณะสญญาณทใชเปนสญญาณไฟฟา หรอสญญาณแสงหรอคลนแมเหลกไฟฟา สญญาณเปนแบบแอนาลอกหรอดจตล

อตราเรว กำาหนดวาสญญาณมการเปลยนแปลงรวดเรวเพยงใดในแตละวนาท

รปแบบการตอเชอม ไดแกการกำาหนดรปแบบการตอเ ช อ ม อ ป ก ร ณ เ ข า ด ว ย ก น แ ล ะทำาใหเก ดโครงรางลกษณะตางๆเชน ร ปแบบวงแหวน (ring) รปดาว (star) รปตนไม (tree) หรอรปบส (bus) เปนตน

ภาวะการสงสญญาณ ก ำาหนดวธและทศทางการสงสญญาณระหวางอปกรณในขณะเวลาหนงๆวาจะเปนแบบทศทางเดยว (simplex) หรอสลบกนสง (half-duplex) หรอสงไดทงสองทศทางพรอมกน (full-duplex)

ตวอยางของมาตรฐานระดบชนฟสค ลไดเแก มาตรฐาน EIA-232 และ X.21 เปนตน ตวอยางของอปกรณฮารดแวรท

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 37

ทำางานในระดบชนนได แก โมเดม และฮบหรอรพตเตอรทใชในอเทอรเนต เปนตน

ระดบชนเดทาลงคระดบชนนทำาหนาทสงขอมลอยางมความเชอถอระหวาง

อปกรณทเชอมอยตดกน หนาทหลกของระดบชนนประกอบดวย กำาหนดแอดเดรสฮารดแวร อปกรณเครอขายจะม

แอดเดรสในระดบเดทาลงคหรอเรยกวาฮารดแวรแอดเดรสประจำาตว เมอการเชอมอปกรณเขาเครอขายกสามารถใชแอดเดรสนอางองวาอปกรณใดเปนฝายสงและอปกรณใดเปนฝายรบ

กำาหนดรปแบบขอมล ระดบชนเดทาลงคจะรบขอมลทไดจากระดบชนเนตเวรกและจดลำาดบบตตามแบบแผนของฮารดแวรทก ำาหนดในระดบชนฟสค ล ลำาดบบตขอมลชดหน งๆเรยกวา เฟรม (frame) ภายในเฟรมจะบรรจ ฮารดแวรแอดเดรสสถานสงและสถานรบและขาวสารอนๆทกำาหนดการทำางาน

ควบคมความผดพลาด ภายในเฟรมระดบเดทาลงคมกมขาวสารทแทรกเพมเพอใชชวยตรวจสอบความถกตองของขอมล โดยมากแลวขาวสารนจะแทรกอยทายเฟรมและนยมเรยกวา เทรลเลอร (trailer) วธการตรวจสอบมไดหลายวธ เชน ตรวจแบบพารต (Parity check) หรอ ซอารซ (Cyclic Redundant Check) เปนตน

38 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

วธเขาใชสายสญญาณ ลกษณะของเครอขายคอหลายสถานใชสายสญญาณรวมกน ระดบเดทาลงคจะก ำาหนดกรรมวธเขาใชสายสญญาณของสถานวาจงหวะหนงๆสถานใดเปนผใชสายสญญาณ (ไดสงขอมล)

ระดบชนเดทาลงคจะมโปรโตคอลกำาหนดการเขาใชสายสญญาณตวอยางเชนในระบบแลนคอ CSMA/CD ในอเทอรเนต หรอการสงโทเคนในโทเคนรงเปนตน ตวอยางของระบบแวนคอ HDLC (High-level Data link Control) สำาหรบการสงแบบจดตอจด (point-to-point) ตวอยางของอปกรณทท ำางานในระดบชนนไดแก บรดจและสวตชในอเทอรเนต

ระดบชนเนตเวรกระดบชนเนตเวรกทำาหนาทหาเสนทางเพอลำาเลยงขอมลจาก

สถานตนทางไปยงสถานปลายทางเมอจ ำาเปนตองขามเครอขายหลายชวง ในระบบทตอเชอมกนโดยตรงเปนเครอขายเดยวอาจไมจำาเปนตองมระดบชนเนตเวรก แตเมอเชอมเครอขายทแตกตางกนเขาดวยกน โปรโตคอลในระดบชนเนตเวรกจะทำาหนาทลำาเลยงขอมลขามเครอขายโดยอาศยกรรมวธดงน กำาหนดลอจคลแอดเดรส ระดบชนเนตเวรกจะกำาหนด

แอดเดรสขนอกหนงคาหนงซงใชเปนลอจคลแอดเดรสหรอแอดเดรสทางซอฟตแวร ฮารดแวรแอดเดรสในระดบชนเดทาลงคมขอบเขตจำากดอยในเครอขายเฉพาะทใชงานเทานน

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 39

เมอตองการอางองถงสถานนนๆจากเครอขายภายนอกจำาเปนตองมแอดเดรสแบบลอจคลทไมขนกบฮารดแวรใดๆ ตวอยางเชนไอพแอดเดรส แอดเดรสจะบรรจอยในแพกเกตเพอระบถงผสงและผรบ

การเลอกเสนทาง เมอเชอมเครอขายเขาดวยกน เสนทางเชอมโยงจากตนทางไปยงปลายทางอาจมไดหลายเสนทาง ระดบชนเนตเวรกทำาหนาทเกบขอมลเสนทางของเครอขายและเลอกหาเสนทางทเหมาะสมเพอสงขอมล

ตวอยางของโปรโตคอลระดบชนเนตเวรกในโอเอสไอไดแก ซ แ อ ล เ อ น พ (CLNP : Connectionless Network Protocol) แ ล ะ CONS X-25 (Connection-oriented service over X.25) ตวอยางของอปกรณซ งท ำาหนาทเลอกเสนทางไดแก เราเตอร

ระดบชนทรานสปอรตระดบชนทรานสพอรตเปนระดบชนทแยกบรการนำาสงขอมล

ออกมาจากแอพลเคชน หนาทของระดบชนนคอการสงขอมลทงชดจากสถานตนทางไปยงสถานปลายทาง โปรดสงเกตวาระดบชนเนตเวรกมหนาทสงขอมลเชนกนแตจะระดบชนเนตเวรกทำาหนาทลำาเลยงแพกเกตโดยไมคำานงถงความสมพนธในแตละแพกเกตหรอถอวาแตละแพกเกตเปนอสระจากกนและสงไปในเสนทางททราบวาจะไปถงปลายทางได ขณะทระดบชนทรานสพอรตจะคำานง

40 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

ถงขอมลในชดเดยวกน (ซงอาจแบงเปนแพกเกตยอยๆ) และตองนำามาจดลำาดบใหถกตอง โดยสรปแลวระดบชนทรานสพอรตมหนาทดงตอไปน

ควบคมการเชอมตอ ระดบชนทรานสพอรตมการสอสารสองล กษณ ะค อ ร กษาการ เช อมต อ (connection-oriented) และไรการเชอมตอ (connectionless) การสอสารแบบรกษาการเชอมตอคอการตดตอหรอสรางเสนทางตดตอแบบลอจคลระหวางตนทางกบปลายทางกอนการสงขอมลโดยมกระบวนการทเกยวของคอ การสถาปนา (establishment) เพอตรวจความพรอมของฝายรบ การสงถ าย (transfer) และการยกเล ก (termination) สวนการสอสารแบบไรการเชอมตอใชวธสงขอมลจากตนทางไปยงปลายทางโดยไมตรวจสอบสภาพความพรอมของฝายรบ

สรางความนาเชอถอการสงขอมล โดยตรวจจบขอผดพลาดและดำาเนนการแกไขเพอใหสถานปลายทางไดรบขอมลท ถ ก ต อ ง ร ะ ด บ ช น ท ร า น ส พ อ ร ต ร บ ป ร ะ ก น ค ว า มนาเช อถอระหวางปลายทางทงสองดาน (end-to-end reliability) ซงหมายความวาหากสถานปลายทางไมไดรบขอมลทถกตองเนองจากปญหาผดปกตทจ ดใดๆกตาม สถานตนทางตองหาวธทำาใหสถานปลายทางไดรบขอมลทถกตองใหได ตวอยางหนงของการแกไขปญหาไดแกการสงขอมลทถกตองซำาออกไปใหมอกคร ง ขอใหสงเกตวาระดบ

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 41

ชนท 2 หรอเดทาลงคกมการรบประกนความนาเชอถออยดวยหากแตเปนลกษณะงานทแตกตางกน กลาวคอระดบชนเดทาลงครบประกนความนาเชอถอในระดบลางทเพอนำาสงขอมลเขาส สายส อสารทจ ดนนเพยงจดเด ยว แตถ าไม สามารถดำาเนนการไดกมกยกเลกการนำาสงและปลอยใหเปนภ า ร ะ ข อ ง ร ะ ด บ ช นทรานสพอรตตอไป

ควบคมอตราการสงขอมล (flow control) ภาระงานนคอวธการควบคมปรมาณการสงขอมลโดยไมเกดปญหาขอมลลนเกนในฝายใดฝายหนง

กำาหนดจดใหบรการแอพลเคชน ระดบชนแอพลเคชนมกจะมบรการจำานวนมาก การลำาเลยงขอมลในระดบชนทรานสพอรตจำาเปนตองระบวาขอมลทลำาเลยงนนจะสงไปยงแอพลเคชนใด (แอพลเคชนมกอยในรปของซอฟตแวรโปรเซส) ระดบชนนจะกำาหนดแอดเดรสบรการประจำาแอพลเคชน (service point address) หรอเรยกตามแบบของทซพ/ไอพวา พอรต (port) โดยสรปแลวระดบชนเนตเวรกชวยสงแตละแพกเกตใหถกเครอง ในขณะทระดบชนทรานสพอรตชวยสงขอมลใหถกตองตรงกบแอพลเคชนในเคร องนน

ตวอยางของโปรโตคอลระดบชนทรานสพอรตของโอเอสไอไดแก TP0 (แบบรกษาการเชอมตอ และ TP4 (แบบไรการเชอม

42 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

ตอ) สวนโปรโตคอลระดบชนทรานสพอรตของทซพ/ไอพไดแก ทซพ (แบบรกษาการเชอมตอ) และยดพ (แบบไรการเชอมตอ)

ระดบชนเซสชนระด บช น เซสชนท ำาหนาท เป น ผควบคมการสนทนา

(Dialog controller) ระหวางระบบสอสารทงสองดานดงน การควบคมแบบการสนทนา จดการสนทนาระหวางสอง

ระบบแบบ กงสองทศทาง (Half-duplex) คอในขณะเวลาใดๆฝายหนงเปนผสงและอกฝายเปนผรบ หรอแบบ สองทศทาง (Full duplex) คอทงสองฝายสามารถรบและสงไดพรอมกน

การเขาจงหวะ (Synchronization) ระดบช นเซสชนกำาหนด จดตรวจสอบ (checkpoint) ระหวางสองโปรโซส ตวอยางเชนการลำาเลยงขอมลทใชเวลานาน อาจมการกำาหนดจดตรวจสอบทกระยะวาไดสงขอมลไปเพยงใด หากการตดตอเกดปญหาหยดชะงกและเรมตดตอใหมกสามารถสงขอมลทจดตรวจสอบลาสดไดโดยไมตองยอนกลบไปเร มตนใหมทงหมด

ระดบชนพรเซนเทชน ระดบชนพรเซนเทชนทำาหนาทชวยใหแอพลเคชนตนทางนำา

สงขอมลทอานเขาใจไดไปยงแอพลเคชนอกดานหนง บรการสามสวนของระดบชนนไดแก

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 43

การจดรปแบบขอมล (Data format) ระดบชนพรเซนเทชนกำาหนดรปแบบขอมลทแลกเปลยนระหวางสองระบบโดยรองรบการใชรหสขอมลทแตกตางกน เชนระบบหนงอาจใชรหสแอสก และอกระบบหนงอาจใชรหสเอบซดก ระดบชนพรเซนเตชนจะแปลงรหสขอมลใหระดบชนแอพลเคชนนำาไปใชงานได รวมไปถง

การเขารหสขอมล (Data encryption) ระดบชนพร เซนเทชนกำาหนดรปแบบและวธการททงสองดานสามารถเขารหสและถอดรหสขอความระหวางกนได

การบบอดขอมล (Data compression) ระดบชนพร เซนเทชนกำาหนดรปแบบและวธการททงสองดานใชบบอดและคลายขอมลระหวางกนได

ระดบชนแอพลเคชนระดบชนบนสดทำาหนาทกำาหนดแอพลเคชนหรอโปรโตคอล

เพอบรการผใช ตวอยางของบรการนไดแก

การถายโอนขอมล บรการถายโอนขอมลจากเคร องหนงไ ป ย ง อ ก เ ค ร อ ง ห น ง เ ช น เ อ ฟ แ ท ม (FTAM : File Transfer, Access and Management) ในโอเอสไอ

ไปรษณอเลกทรอนกส บรการรบสงขอมลในรปแบบจดหมายอเลกทรอนกสเชน X.400 ของโอเอสไอ

44 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

การบรหารเครอขาย แอพลเคชนส ำาหรบจดการและบรหารเครอขาย เชน ซเอมไอพ (CMIP : Common Management Information Protocol) ของโอเอสไอ

2.2.2 การจดกลมระดบชนหากพจารณาเปรยบเทยบระหวางแบบอางองโอเอสไอและ

การจดแบงระดบชนในหวขอทผานมา เราสามารถจดแบงระดบชนทงเจดของโอเอสไอออกเปน 3 กลมคอ กลมทหนงประกอบดวยระดบชนท 1, 2 และ 3 จดเปนก

ลมซ งเกยวของกบการนำาสงขอมลในระดบกายภาพจากอปกรณหนงไปยงอกอปกรณหนง

กลมทสองคอระดบชนท 4 ทำาหนาทรบประกนความนาเชอถอในการสงขอมลระหวางปลายทางทงสองดาน

กลมทสามประกอบดวยระดบชนท 5, 6 และ 7 จดเปนกลมสนบสนนดานงานประยกตเพอแลกเปลยนขอมล กลมนจดเปนงานทดำาเนนการโดยซอฟตแวร

2.2.3 การสงถายขอมลระหวางชนโปรโตคอลในแตละชนลวนมหนาทเกยวของในการสงขอมล

จากสถานตนทางไปยงสถานปลายทาง ขอมลเดนทางจากระดบบนสดของสถานตนทางไปยงระดบลางโดยถกแปลงเปนสญญาณไฟฟาเขาไปในสายสอสาร โปรโตคอลระดบลางสดทสถานปลายทาง

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 45

จะรบสญญาณและสงผานขนไปยงโปรโตคอลระดบบนตอไปดงรปท 2.5

ขณะทขอมลผานไปในแตละระดบชน โปรโตคอลในชนนนจะผนวกขาวสารกำากบการทำางานซงเรยกวา เฮดเดอร (header) เขาไปยงสวนตนของขอมล (ยกเวนระดบชนฟสคลทไมมการแทรกเฮดเดอร) ในโอเอสไอใชศพทเทคนคเรยกขอมลและเฮดเดอรรวมกนวา พดย (PDU : Protocol Data Unit) และเรยกเฉพาะเฮดเดอรวา พซไอ (PCI : Protocol Control Information) นอกจากนระดบชนเดทาลงคมกแทรกขาวสารตอทายขอมลเรยกวา เทรลเลอร (trailer) โปรโตคอลระดบลางถดมาเมอไดรบพดยจากระด บบนก จะแทรกเฮดเดอรประจ ำาช นต วเองเขา ไปอ ก ก ร ะ บ ว น ก า ร ท เ ก ด ข น น ว า ก า ร เ อ น แ ค ป ซ เ ล ต (encapsulation) หรอเปรยบเทยบไดกบการบรรจขอมลเขาไปในแคปซลหลายชน เมอขอมลและเฮดเดอรทงหมดออกจากระดบชนฟสคลกจะกลายเปนสญญาณเดนทางไปในสายสอสาร

สญญาณทมาถงสถานปลายทางจะเขาสระดบชนฟสคลเพอแปลงกลบไปเปนบตและสงไปยงระดบชนถดไป โปรโตคอลประจำาระดบชนจะปฏบตงานโดยอาศยขาวสารในเฮดเดอรจากนนจงถอดเฮดเดอรออกและสงสวนทเหลอไปยงระดบชนถดไป เมอถงระดบชนบนสดกจะเหลอเพยงตวขอมลทตองการนำาสง กระบวนการนเรยกวา การดแคปซเลต (decapsulation)

7

6

5

4

3

2

1

DataH7

L7 DataH6

L6 DataH5

L5 DataH4

L4 DataH3

L3 DataH2

1010101010101010101010101010

T2

7

6

5

4

3

2

1

DataH7

L7 DataH6

L6 DataH5

L5 DataH4

L4 DataH3

L3 DataH2

1010101010101010101010101010

T2

46 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

รปท 2.5 การเอนแคปซเลต และดแคปซเลต

2.2.4 การสอสารในระดบเทยบเทาเมอพจารณาถงคอมพวเตอรหนงเคร องซงแทนดวยแบบ

อางองโอเอสไอ แตละระดบชนในแบบอางองจะเรยกใชบรการจากระดบชนทอยถดไป ตวอยางเชนระดบชนท 4 เรยกใชบรการจากระดบชนท 3 และขณะเดยวกนกใหบรการกบระดบชนท 5 แตเมอพจารณาถงการตดตอระหวางเครองแลว ระดบชนในเครองหนงจะตดตอกบระดบชนเดยวกนในอกเคร องหนง รปแบบการตดตอนเรยกวา การส อสารในระดบเท ยบเทา (peer-to-peer communications) ห ร อ ห ม า ย ถ ง ร ะ ด บ ช น ห น ง ๆ ใ นคอมพวเตอรตนทางสงขอมลประจำาระดบชนเพอสอสารกบระดบชนเดยวกนในคอมพวเตอรอกเครองทอยปลายทางดงแสดงในรปท 2.6

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 47

ขอใหพจารณาถงตวอยางระหวางฑตสองประเทศซงใชภาษาแตกตางกนและตองการสนทนากนโดยตางมลามแปลภาษาของตนเอง ฑตซงเทยบไดกบระดบชนหนงๆของแบบอางองใชบรการแปลของลามซงอยในระดบชนลางถดมา การสอสารในระดบเทยบเทาทเกดขนในตวอยางนคอการสอสารระหวางลามกบลามและระห ว า ง ฑ ต ก บ ฑ ต ใ น แ บ บ อ า ง อ งโอเอสไอกเชนเดยวกนทมการสอสารในระดบเทยบเทานเกดขนระหวางระดบชนทตรงกนทงสองดานของคสนทนา

รปท 2.6 การสอสารในระดบเทยบเทา

2.2.5 ตวอยางการแทนแบบอางองคอมพวเตอรและอปกรณในเครอขายมแบบอางองเพอใช

อธบายการทำางานไดตามหลกการทไดกลาวในหวขอทผานมา ขอใหพจารณารปท 2.7 เมอคอมพวเตอรตนทางดานซายสงขอมลไปยง

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

48 สถาปตยกรรมและโปรโตคอลทซพ/ไอพ

คอมพวเตอรปลายทางดานขวาผานอปกรณเครอขายซงในทนคอเราเตอร

เราเตอรเปนอปกรณททำาหนาทเลอกเสนทางและอยในระดบชนเนตเวรก แบบอางองทใชแทนเราเตอรจงมเพยงสามระดบชน เ รา เตอร ในร ปม สองอ น เทอร เฟสจ งม แบบอ างอ งประจ ำาอนเทอรเฟสแตละดาน ขอมลจากคอมพวเตอรตนทางจะผานลำาดบการเอนแคปซเลตจนเปนสญญาณเดนทางมาถงเราเตอร

เราเตอรไดรบสญญาณมาจากอนเทอรเฟสดานซายและดแคปซเลตตามลำาดบจากระดบชนฟสคล เดทาลงค และเนตเวรก โปรโตคอลระดบชนเนตเวรกจะนำาเฮดเดอรมาประมวลผล ตวอยางเชนในท ซพ /ไอพม เฮดเดอรซ งบรรจ ไอพแอดเดรสของท งคอมพวเตอรตนทางและปลายทาง เราเตอรจะตรวจสอบแอดเดรสปลายทางกบขอมลเสนทางทมอยและพบวาตองนำาสงออกไปยงอนเทอรเฟสดานขวา

ตอจากนนอนเทอรเฟสดานขวาจะเรมกระบวนการเอนแคปซเลตใหมอกครงผานระดบชนเนตเวรก เดทาลงคและฟสคล ขอมลในรปสญญาณจะเดนทางไปถงระดบชนฟสคลของคอมพวเตอรปลายทางและถกดแคปซเลตไปตามลำาดบจนกระทงถงระดบชนแอพลเคชนทนำาขอมลไปใชงาน เสนประในรปแสดงถงเสนทางทขอมลเดนทางผานไปแตละขน

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Network

Data Link

Physical

Data Link

Physical

Application

Presentation

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

บทท 2 แบบอางองทซพ/ไอพ 49

รปท 2.7 การแทนอปกรณดวยแบบอางอง