โดย อ.ปริญญา น้อยดอนไพร V. 15-12-2011

1. การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย (Data Communications and Networks) บทที่ 3 แบบจำลองเครือข่าย (Network Model) โดย อ.ปริญญา น้อยดอนไพร V.15-12-2011

2. วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรมวัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม • บอกวัตถุประสงค์ของแบบจำลองเครือข่ายได้ • เข้าใจแนวคิดของการแบ่งเป็นลำดับชั้นต่างๆของแบบจำลอง OSI และแบบจำลองอินเทอร์เน็ต • บอกลำดับชั้นของ OSI Model และ Internet Modelได้ • อธิบายรายละเอียดถึงวิธีการสื่อสารบนแบบจำลองเครือข่ายได้ • บอกความแตกต่างระหว่างการเชื่อมต่อในรูปแบบลอจิคัลและแบบฟิสิคัลได้

3. การทำงานแบบเป็นลำดับชั้น (Layered Tasks) Receiver Sender เขียนจม -> ใส่ซอง -> เขียนที่อยู่ผู้ส่งผู้รับ ->นำไปหย่อนตู้ เปิดจดหมาย -> อ่านจดหมาย Higher Layers จม. ถูกนำออกจากตู้ ไปยังที่ทำการ ปณ. จม. ถูกนำมาจัดเรียง และส่งไปยังผู้รับ Middle Layers ที่ทำการ ปณ. คัดแยกจม. และ ให้ผู้นำส่ง นำจม.ไปยัง ปณ.ปลายทาง ปณ.ปลายทางทำการรับจม. Lower Layers ระบบขนส่ง นำจม.จากต้นทาง ไปยัง ปลายทาง อาจเป็น ทางรถยนต์ ทางรถไฟ ทางเครื่องบิน

4. Internet Model

5. หรือเรียกอีกชื่อว่า TCP/IP Model หรือ ชุดโปโตคอลทีซีพี/ไอพี (TCP/IP protocol suite) มี 5 Layers แต่ละเลเยอร์มีความรับผิดชอบหรือหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน และแต่ละเลเยอร์จะมีการให้บริการกับเลเยอร์ที่ติดกับตัวเอง Internet Model (ต่อ)

6. 5 5 Application Application Peer to peer protocol (5th layer) Peer to peer protocol (4th layer) 4 4 5-4 interface 5-4 interface Transport Transport 2nd 3rd 1st 2nd 2nd 1st 1st 3rd 3rd 4-3 interface 4-3 interface 3 3 Network Network Network Network 3-2 interface 3-2 interface 3-2 interface 3-2 interface 2 2 Data link Data link Data link Data link 2-1 interface 2-1 interface 1 1 2-1 interface 2-1 interface Physical Physical Physical Physical Internet Model (ต่อ) Peer-to-Peer Processes Device B Device A Intermediatenode Intermediatenode Physical Communication

7. Internet Model (ต่อ)

8. 5 5 4 4 L5 Data L5 Data H5 H5 3 3 L2 Data L2 Data L4 Data L4 Data L3 Data L3 Data H3 H4 H2 H4 H3 H2 2 2 T2 T2 1 1 10110011000111000111100011100110101 10110011000111000111100011100110101 Transmission medium Internet Model (ต่อ) การสื่อสารข้อมูลระหว่างเลเยอร์ภายใต้แบบจำลองอินเทอร์เน็ต

9. Transmission medium เป็นเลเยอร์ระดับล่างสุด ส่งข้อมูลในระดับบิตไปยังสื่อ (media) ที่ใช้ในการส่งข้อมูล เกี่ยวข้องกับการกำหนดคุณสมบัติทางกล และทางไฟฟ้า ให้กับอินเทอร์เฟซและสื่อที่ใช้ในการส่งข้อมูล Physical layer To data ink layer From data ink layer 1011001100011100011110 1011001100011100011110 Physical layer Physical layer

10. หน้าที่หลักของเลเยอร์นี้คือหน้าที่หลักของเลเยอร์นี้คือ เป็นการกำหนดคุณสมบัติของอินเทอร์เฟซที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์กับสื่อที่ใช้ในการส่งข้อมูล สร้างข้อกำหนดในการแปลงข้อมูลระดับบิตให้เป็นสัญญาณ (signal) ต่างๆ เช่น สัญญาณทางไฟฟ้า หรือ แสง เป็นต้น ภายในเลเยอร์นี้จะมีข้อกำหนดว่าจะแปลงบิตข้อมูล 0 และ 1 ไปเป็นสัญญาณต่างๆได้อย่างไรบ้าง กำหนดอัตราการส่งข้อมูล (Bit Rate)ว่าในแต่ละวินาทีสามารถส่งข้อมูลได้จำนวนเท่าใด กำหนดความสอดคล้องกันของการรับส่งข้อมูล (Synchronization of bits)โดยทั้งฝ่ายรับและส่งจะต้องมีสัญญาณนาฬิกา (Clock) ที่สอดคล้องกัน Physical layer (ต่อ)

11. To network layer From network layer Data Data H2 H2 T2 T2 Frame Frame Data link layer Data link layer From physical layer To physical layer ดาต้าลิงค์เลเยอร์จะรับข้อมูลมาจากฟิสิคัลเลเยอร์ ข้อมูลที่ได้รับมานั้นอาจจะมีความผิดพลาด(error) ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการเดินทางของข้อมูลมาจากต้นทาง ดังนั้นดาต้าลิงค์เลเยอร์จะต้องทำการแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูล เพื่อที่จะให้เน็ตเวิร์คเลเยอร์ได้รับข้อมูลที่ปราศจากข้อผิดพลาด Data link layer

12. รับข้อมูลมาจากเน็ตเวิร์คเลเยอร์แล้วมาทำการแบ่งออกเป็นเฟรม (Frames) เพื่อให้สะดวกในการจัดส่งข้อมูล เพิ่มฟิสิคัลแอดเดรส (Physical address) เข้าไปที่เฮดเดอร์ เพื่อที่จะได้ทราบถึงแอดเดรสของอุปกรณ์ทั้งต้นทางและปลายทาง ควบคุมอัตราการไหลของข้อมูล(Flow control) ในกรณีที่ต้นทางและปลายทางมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ไม่เท่ากันแล้ว จะทำให้ข้อมูลเกิดการสูญหายได้ ดังนั้นจึงต้องมีกลไกในการควบคุมอัตราการไหลของข้อมูล เพื่อที่จะให้การรับส่งทั้งสองฝ่ายเกิดความสมดุลกัน Data link layer (ต่อ)

13. ควบคุมข้อผิดพลาดของข้อมูล (Error control) ในกระบวนการรับส่งข้อมูลนั้นมีความเป็นไปได้ที่ข้อมูลจะเกิดการสูญหาย หรือมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น เช่น มีเฟรมข้อมูลสูญหาย หรือมีการส่งเฟรมข้อมูลซ้ำ ดังนั้นจึงต้องมีกลไกในการควบคุมความผิดพลาดของข้อมูล ก่อนที่จะส่งให้กับเน็ตเวิร์คเลเยอร์ต่อไป ซึ่งจะตรวจสอบในส่วนของท้ายเฟรม(Trailer) ควบคุมการใช้สื่อในการส่งข้อมูล(Access control) เมื่ออุปกรณ์ต่างๆต้องมีการใช้สื่อในการส่งข้อมูลร่วมกันแล้ว มีความเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ต่างๆอาจส่งข้อมูลออกมาพร้อมกัน ซึ่งจะเกิดการชนกัน ดังนั้นจึงต้องมีกลไกในการควบคุม เพื่อที่จะช่วยแก้ปัญหานี้ Data link layer (ต่อ)

14. Intermediate System End System Link Intermediate System D End System Link C Link End System Intermediate System B Link A Link E F Hop-to-hop delivery Hop-to-hop delivery Hop-to-hop delivery A B E F Data link Data link Data link Physical Physical Physical Hop-to-hop delivery Hop-to-hop delivery Hop-to-hop delivery Data link layer (ต่อ) การส่งข้อมูลกันระหว่างโหนดต่างๆ

15. Data link layer (ต่อ) ตัวอย่าง : แสดงถึงเฟรมข้อมูลที่ส่งกันระหว่างโหนด 87 10 65 28 53 10 87 T2 Data Trailer Source address Destination address

16. To transport layer From Transport layer Data Data H3 H3 Packet Packet Network layer Network layer From data link layer To data link layer ในเลเยอร์นี้จะรับผิดชอบในการส่งข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง (Source-to-destination delivery) ให้เป็นไปอย่างถูกต้อง ถึงแม้ว่าการส่งข้อมูลนั้นจะเป็นการส่งข้ามเครือข่ายกัน เนื่องจากในดาต้าลิงค์เลเยอร์จะเน้นการส่งข้อมูลภายในเครือข่ายเดียวกัน Network Layer

17. กำหนดลอจิคอลแอดเดรส (Logical address) ของต้นทางและปลายทางให้กับแพ็กเก็ต (packet) โดยใส่เข้าไปที่ส่วนหัวของแพ็กเก็ต เพื่อที่จะให้สามารถส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายกันได้ เนื่องจากฟิสิคอลแอดเดรสที่ถูกกำหนดในดาต้าลิงค์เลเยอร์นั้นจะใช้กันภายในเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น ดังนั้นในการส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายจึงต้องมีการกำหนดลอจิคอลแอดเดรสขึ้นมา การหาเส้นทาง (Routing) ในการส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายนั้น จะต้องส่งต่อกันเป็นทอดๆ จากเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง กว่าที่ข้อมูลจะถึงปลายทางได้ อาจจะต้องผ่านเครือข่ายหลายเครือข่าย อีกทั้งยังสามารถเดินทางไปได้หลายเส้นทางอีกด้วย ดังนั้นในเลเยอร์นี้จะต้องมีการกำหนดกลไกในการหาเส้นทางของการส่งข้อมูล เพื่อที่จะให้ข้อมูลเหล่านั้นสามารถเดินทางไปยังปลายทางได้เร็วที่สุด Network Layer (ต่อ)

18. Intermediate System End System Link Intermediate System D End System Link C Link End System Intermediate System B Link A Link E F Hop-to-hop delivery Hop-to-hop delivery Hop-to-hop delivery End-to-end delivery A B E F Network Network Network Data link Data link Data link Physical Physical Physical End-to-end delivery Network Layer (ต่อ) การรับส่งข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทางSource-to-destination delivery

19. T2 T2 T2 95 66 10 20 99 33 Data Data Data A A A P P P Network Layer (ต่อ) A 10 E 87 Bus 20 F T 99 H 71 33 N 66 Z P 95 Bus M 77

20. ในเน็ตเวิร์คเลเยอร์จะทำการส่งข้อมูลจากต้นทาง(source) ไปปลายทาง (destination) ให้ได้อย่างถูกต้อง ถ้าทั้งต้นทางและปลายทางมีโปรเซส(process) ในการรับส่งข้อมูลเพียงโปรเซสเดียว แต่ในความเป็นจริงสามารถมีได้หลายโปรเซส ดังนั้นในชั้นทรานสปอร์ตเลเยอร์จึงต้องมีข้อกำหนดในการรับส่งข้อมูลกันระหว่างโปรเซส (process-to-process delivery) ด้วย Transport Layer

21. From Application Layer To Application Layer Segments Segments Data Data Data Data Data Data H4 H4 H4 H4 H4 H4 Transport layer Transport layer To Network Layer From Network Layer Transport Layer (ต่อ)

22. เน็ตเวิร์คเลเยอร์จะมีการกำหนดลอจิคัลแอดเดรส ซึ่งเป็นแอดเดรสของเครื่องนั้นๆแต่ถ้าภายในเครื่องนั้นมีโปรเซสอยู่หลายโปรเซส จึงต้องมีการกำหนดพอร์ต(port) เพื่อจะเป็นหมายเลขที่บ่งบอกถึงโปรเซสต่างๆ ข้อมูลที่จะถูกส่งออกจากเลเยอร์นี้จะถูกแบ่งออกเป็นเซ็กเมนต์ (segment) โดยที่แต่ละเซ็กเมนต์จะมีหมายเลขกำกับ (Sequence number) อยู่ ดั้งนั้นเมื่อโปรเซสที่รับข้อมูลได้รับเซ็กเมนต์เหล่านี้แล้ว ก็จะนำมารวมกันอีกครั้ง ควบคุมการติดต่อกันระหว่างโปรเซส (connection control) Connectionless Connection-oriented Transport Layer (ต่อ)

23. ควบคุมการไหลของข้อมูล (Flow control) ซึ่งจะคล้ายกับดาต้าลิงค์เลเยอร์ เพียงแต่จะเป็นการควบคุมการไหลของข้อมูลระหว่างโปรเซสเท่านั้น ควบคุมข้อผิดพลาดของข้อมูล (error control) โดยจะควบคุมข้อผิดพลาดของข้อมูลระหว่างโปรเซส Transport Layer (ต่อ)

24. A P Application layer Data Data Data-1 Data-2 Data-1 Data-1 Data-2 Data-2 Data-1 Data-2 Data-2 Data-1 Data-2 Data-1 j j j j j j j j j j j j k k k k k k k k k k k k Transport layer Network layer A A A A A A A A P P P P P P P P T2 T2 T2 T2 H2 H2 H2 H2 Data link layer Internet Transport Layer (ต่อ) ตัวอย่าง: การส่งข้อมูลระหว่างโหนด

25. ในเลเยอร์นี้จะเน้นส่วนของการติดต่อกับผู้ใช้ (User interface) และบริการ (service) ต่างๆของเครือข่ายที่จะมีให้ เช่น จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (electronic mail), การโอนย้ายไฟล์ (file transfer) หรือการใช้งานเวิร์ดไวด์เว็บ (www) Application Layer

26. user user SMTP Telnet HTTP SMTP Telnet HTTP … … Message Message Data H5 Data H5 Application layer Application layer To transport layer From transport layer Application Layer (ต่อ)

27. ให้บริการจดหมายอิเลคทรอนิกส์ เช่น การรับ-ส่ง การส่งจดหมายต่อกันเป็นทอด(forward) การเข้าถึงและโอนย้ายไฟล์ข้อมูล (File transfer and access) การเข้าใช้งานเครื่องจากระยะไกล (Remote log-in) การใช้งานเวิร์ดไวด์เว็บ Application Layer (ต่อ)

28. summary To allow access to network Application To provide reliable process-to-process message delivery and error recovery Transport To move packets from source to destination; to provide internetworking Network To organize bits into frames; To provide hop-to-hop delivery Data link To transmit bits over a medium; To provide mechanical and electrical specification Physical

29. OSI Model

30. เพื่อเป็นมาตราฐานในการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลและคอมพิวเตอร์เพื่อเป็นมาตราฐานในการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลและคอมพิวเตอร์ เป็นแบบจำลองที่เป็นเพียงทฤษฏี เพื่อจะทำให้ง่ายต่อการเข้าใจและเห็นถึงการทำงานเป็นเลเยอร์ จะเพิ่ม Session layer และ Presentation layer OSI Model (ต่อ)

31. OSI => Open Systems Interconnection หรือ แบบจำลอง OSI องค์กรกำหนดมาตรฐานสากล (International Standards Organization) จัดเป็นองค์กรหนึ่งที่ได้รับการยอมรับกันทั่วโลกเกี่ยงกับการกำหนดมาตรฐานสากล ซึ่งควบคุมหลักเกณฑ์เครือข่ายการสื่อสารด้วย ที่เรียกว่า Open System Interconnection หรือมักเรียกสั้นๆ ว่า ได้พัฒนาแบบจำลองนี้ขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1948 แบบจำลอง OSI เป็นระบบเปิด (Open System) ที่อนุญาตให้ระบบที่มีความแตกต่างกันสามารถสื่อสารระหว่างกันได้ แบบจำลอง OSI ไม่ใช่โปรโตคอล (Protocol) องค์กร ISO และแบบจำลอง OSI

32. เพื่อลดความซับช้อน ทำให้ง่ายต่อการเรียนรู้และเข้าใจ เพื่อให้แต่ละลำดับชั้นมีบทบาทหน้าที่ทีชัดเจน และแตกต่างกัน เพื่อให้แต่ละลำดับชั้นปฏิบัติงานตามหน้าที่ตามที่ได้รับมอบหมาย เพื่อให้ฟังก์ชันการทำงานในแต่ละลำดับชั้นที่ได้กำหนดมานั้นสอดคล้องกับมาตรฐานสากล เพื่อกำหนดขอบเขตความรับผิดชอบในแต่ละลำดับชั้น เพื่อป้องกันในกรณีทีมีการเปลี่ยนแปลงบนเลเยอร์หนึ่ง ๆ จำนวนลำดับชั้นจะต้องมีจำนวนเพียงพอและเหมาะสมต่อการจำแนกหน้าที่การทำงาน แนวคิดในการแบ่งลำดับชั้นสื่อสาร OSI Model เป็นเพียงกรอบการทำงานตามแนวคิดเพื่อการสื่อสารระหว่าง คอมพิวเตอร์ แต่แบบจำลองนี้ไม่ได้ผนวกกรรมวิธีของการสื่อสาร เอาไว้ การสื่อสารจริงๆนั้น จะเกิดขึ้นจากโปรโตคอลที่ใช้สื่อสารกัน

35. Communication on a network originates at a source, and is sent to a destination. Information traveling over a network is referred to as data, or data packets. If a computer wants to send data to another computer on the network, the data must be packaged in a process called encapsulation. Encapsulation

36. Session layer จะเป็นเลเยอร์ที่มีการสร้างเซสชันกันระหว่างเครื่อง เพื่อให้ผู้ใช้สามารถที่จะเชื่อมโยงกับเครื่องอื่นๆได้ เช่น การล็อกอินเข้าใช้งานเครื่องระยะไกลในแต่ละครั้ง เป็นต้น เมื่อมีการสร้างเซสชันกันแล้ว การรับส่งข้อมูลจะใช้บริการจากทรานสปอร์ตเลเยอร์ Presentation layer เป็นเลเยอร์ที่ช่วยแปลงรูปแบบของข้อมูล และแปลข้อมูลเพื่อที่จะให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลนั้นๆ เป็นไปในรูปแบบเดียวกัน เช่น การเข้ารหัสข้อมูล การถอดรหัสข้อมูลและการบีบอัดข้อมูล เป็นต้น OSI Model

37. Application Layer ประกอบด้วย Telnet, HTTP, FTP, WWW, NFS, SMTP, SNMP Presentation Layer ประกอบด้วย JPEG, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, MPEG, Encryption Session Layer ประกอบด้วย RPC, SQL, NFS, NetBIOS, Windows Socket, DECNet SCP, AppleTalk ASP Transport Layer ประกอบด้วย TCP, UDP, SPX Network Layer ประกอบด้วย IP, IPX, AppleTalk DataLink Layer ประกอบด้วย Ethernet, Token Ring, IEEE 802.3/202.2, Frame Relay, HDLC, FDDI, ATM Physical Layer ประกอบด้วย EIA/TIA-232, V.35, EIA/TIA-449, RJ-45 ตัวอย่างของโปรโตคอลในแต่ละเลเยอร์

38. ตัวอย่างของโปรโตคอลในแต่ละเลเยอร์ตัวอย่างของโปรโตคอลในแต่ละเลเยอร์

39. Q/A