Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
ระบบเครือข่าย (Network System) - Coggle Diagram
ระบบเครือข่าย (Network System)
ระบบเครือข่าย (Network System)
มีการทำงานที่ซับซ้อน จึงต้องมีแบบจำลอง
การสร้างแบบจำลอง จะแบ่งออกเป็นชั้นการทำงาน ซึ่งแต่ละชั้นจะมีการทำงานที่ชัดเจน โดยการทำงานแบบเรียงลำดับขั้น ไม่สามารถข้ามขั้นตอนได้
ตัวแบบจำลองเครือข่ายช่วยทำให้ซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ทำงานเครือข่ายสามารถติดต่อสื่อสารและทำงานรวมกันได้ แม้ได้อยู่บนแพลตฟอร์มเดียวกัน
แบบจำลองที่นิยมใช้และเป็นมาตรฐานสากลได้แก่
1.ตัวแบบอ้างอิงโอเอสไอ (OSI Model)
2.ตัวแบบจำลองทีซีพี/ไอพี (TCP/IP)
การสื่อสารแบบระดับชั้น (Layered Tasks)
การทำงานแต่ละชั้นจะทำหน้าที่ของตนเองอย่างชัดเจน โดยแบ่งเป็นลำดับขั้น (Hierarchy) เรียงตามลำดับกระบวนการและไม่สามารถข้ามขั้นตอนได้
ลำดับขั้นตอนในการรับส่งเอกสารลงทะเบียน
โพรโตคอล (Protocol)
ข้อตกลงที่ใช้ในการรับบริการ
ข้อความ (Message)
เอกสารที่ต้องการให้ไปรับและจัดส่ง
ผู้ส่งสาร (Sender)
ผู้นำส่งเอกสาร
ช่องทางการสื่อสาร (Medium)
เส้นทางในการนำส่งเอกสาร
ผู้รับสาร (Receiver)
ผู้รับเอกสาร
ตัวแบบอ้างอิงโอเอสไอ (OSI)
มาตรฐานกลางใช้ในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ มีเครื่องหมายการค้าและรุ่นที่แตกต่างกันก็สามารถสื่อสารและทำงานร่วมกันได้ภายใต้มาตรฐานการสื่อสารข้อมูล
โครงสร้างการทำงานแบ่งเป็น 7 ชั้น ดังนี้
ชั้นกายภาพ (Physical layer)
กำหนดคุณสมบัติของกายภาพของฮาร์ดแวร์
ทำหน้าที่ในการแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบของสัญญาณ
ทำหน้าที่แปลงข้อมูลจากเครือข่ายสารสนเทศให้อยู่ในรูปแบบเลขฐานสอง
กำหนดคุณลักษณะของ Interface
ที่เชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์และชนิตัวกลาง ที่ใช้ในการส่งข้อมูล
แทนค่าบิตของข้อมูล
อยู่ในรูปของเลขฐานสอง ขณะที่อุปกรณ์กำลังสื่อสาร จะต้องมี "การเข้ารหัส" เพื่อใช้ในการแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณดิจิทัล
กำหนดจำนวนรับส่ง
กำหนดจำนวนรับส่งบิตข้อมูลภายใน 1 นาที
ประสานเวลาการรับส่งบิตข้อมูล
เพื่อรับส่งบิตข้อมูลจะต้องมีการปรับจังหวะของนาฬิกาให้ตรงกันทั้งสองฝ่ายเพื่อให้สามารถรับส่งบิตข้อมูลได้
กำหนดรูปแบบโครงส้รางการเชื่อมต่อ โดยเป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์กับตัวกลาง
1.การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point)
เป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ตั้งแต่ 2 ตัว โดยไม่เชื่อมผ่านตัวกลาง
2.การเชื่อมต่อแบบหลาย (Multipoint)
เป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ที่ต้องอาศัยตัวกลางในการเชื่อมต่อเครือข่าย
กำหนดรูปแบบการเชื่อมต่อทางกายภาพ หรือ topology
กำหนดทิศทางการไหลของข้อมููล
(Transmission)โดยจะกำหนดทิศทางที่ใช้ในการส่งบิตข้อมูล
ชั้นการเชื่อมต่อข้อมูล (Data Link layer)
จัดการกลุ่มบิตข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบของเฟรมข้อมูล
มีการกำหนดหมายเลขประจำตัวของอุปกรณ์ ทั้งอุปกรณ์ต้นทางและอุปกรณ์ตัวถัดไป
ตรวจสอบข้อผิดพลาดในการสื่อสารจากโหนดหนึ่งไปยังโหนดปลายทางอีกโหนดหนึ่ง
การจัดการเฟรมข้อมูล (Framing)
จะนำกลุ่มบิตข้อมูลที่ได้จากชั้นกายภาพมาแบ่งและจัดรูปแบบข้อมูลให้อยู่ในรูปของเฟรมข้อมูล
กำหนดหมายเลขประจำตัวของอุปกรณ์ (Mac address)
เป็นชุดหมายเลขที่อยู่เฉพาะของอุปกรณ์นั้น ๆ ซึ่งจะใช้ซ้ำกันไม่ได้
ควบคุมอัตราการไหลของข้อมูล (Flow control)
ต้องควบคุมปริมาณการขนส่งข้อมูลที่ไหลอยู่ในเครือข่ายสารสนเทศ ไม่ให้ มากจนเกินไป อาจทำให้เกิดปัญหาข้อมูลท่วมท้นในฝ่ายผู้รับข้อมูลได้ เนื่องจากไม่สามารถรับข้อมูลได้ทันเวลา
ควบคุมความผิดพลาดของข้อมูล (Error control)
ป้องกันการส่งข้อมูลที่ซ้ำซ้อนและตรวจจับความผิดพลาด ในการส่งเฟรมโดยมีการเข้ารหัสควบคุมความผิดพลาดไว้ในเฟรมข้อมูล หากข้อมูลสูญหายจะมีการส่งซ้ำอีกครั้ง เป็นการเพิ่มความน่าเชื่อถือ
ควบคุมการเข้าถึง (Access control)
ควบคุมและตรวจสอบสิทธิในการเข้าถึงของอุปกรณ์แต่ละตัวบนเครือข่ายสารสนเทศ
ชั้นเครือข่าย (Network layer)
ติดต่อระหว่างอุปกรณ์ต้นทางและปลายทาง
ค้นหาเส้นทางในการขนส่งข้อมูลข้ามเครือข่าย ผ่าน Internet Protocol
ทำหน้าที่ส้รางที่อยู่ให้อุปกรณ์ที่อยู่บนเครือข่ายสารสนเทศเพื่อใช้สำหรับสำหรับอ้างอิงเวลาในการรับส่งข้อมูล เรียกว่า IP address
ข้อมูลที่อยู่ในชั้นนี้จะถูกแบ่งเป็นส่วนเล็ก ๆ เรียกว่า กลุ่มข้อมูล (packet) เพื่อให้สะดวกในการขนส่งข้อมูลจึงมี Routing Protocol ซึ่งเป็นกลไกสำหรับใช้ในการคำนวณและค้นหาเส้นทางที่ดีที่สุด ในการส่งข้อมูลข้ามเครือข่าย
กำหนด IP Address
หรือ Logical Address ในการรับส่งแพ็กเก็ตข้ามเครือข่าย
ทำหน้าที่กำหนดประเภทและขนาดของเครือข่ายตามระดับชั้น โดยชุด IP Address ทั้งฝ่ายผู้ส่งและผู้รับจะถูกเพิ่มลงใน Header ของแพ็กเก็ต
กำหนดเส้นทางที่ดีที่สุด (Routing)
การที่เคื่องผู้ส่งต้นทางอีกเครือข่ายหนึ่งส่งแพ็กเก็ตไปยังปลายทาง
ถ้าอยู่ต่างเครือข่ายจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า Router
ทำหน้าที่ในการหาเส้นทางที่ดีที่สุดและมีประสิทธิภาพสูงสุด การแนะนำเส้นทางของ Router จะปรับเปลี่ยนไปตามเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นด้วย
ชั้นการขนส่ง (Transport Layer)
ขนส่งแพ็ตเก็ตจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทาง
รวมทั้งรับประกันด้วยว่าแพ็กเก็ตที่ถูกส่งไปนั้นจะมีความสมบูรณ์และไม่สูญหายไปในระหว่างขนส่ง
ควบคุมอัตราการไหลและข้อผิดพลาด ในการเชื่อมต่อกับชั้นต่าง ๆ ที่อยู่เหนือขึ้นไปเพื่อขอใช้งานบริการต่าง ๆ ของเครือข่าย
บริการแต่ละประเภทจะมีหมายเลขพอร์ท (port number)
มีโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสาร 2 ประเภท
TCP (Transmission Control Protocol)
ตรวจสอบว่าสามารถติดต่อเครื่องปลายทางได้หรือไม่ ก่อนที่จะส่งข้อมูล โดยจะเชื่อมต่อระหว่างผ้ส่งและผู้รับ
UDP (User Datagram Protocol)
ทำการส่งทันที ยูดีพีจะมารถส่งข้อมูลได้เร็วกว่า
การจัดการเซ็กเมนต์ (Segmentation)
จะนำแพ็กเก็ตจากชั้นเครือข่ายมาแบ่งและจัดรูปแบบข้อมูลให้อยู่ในรูปของเช็กเมนต์
แต่ละเช็กเมต์จะมีหมายเลขลำดับเอาไว้ เพื่อใช้ในการเรียงลำดับของข้อมูลเมื่อไปถึงปลายทาง และป้องกันการสูบหายในระหว่างขนส่ง เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าแพ็กเก็ตไหนที่ส่งไม่ได้มาหรือสูญหาย
การกำหนดหมายเลขประจำตัวพอร์ท (Port addressing)
บริการนั้นเป็นบริการประเภทไหน และต้องถูกส่งไปประมวลผลที่ใด
ควบคุมการเชื่อมต่อ (Connection Control)
ควบคุมอัตราการไหลของข้อมูล (Flow control)
ควบคุมความผิดพลาดของข้อมูล
(Error control)
ชั้นช่วงเวลา (Sessions layer)
จัดโครงสร้างและควบคุมการสื่อสาร (dialog)
การทำงานแบบพร้อมเพรียงกันของข้อมูลที่หลากหลาย ประสานเวลาในการรับส่งบิตข้อมูล และกำหนดวิธีการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่อาจเกิดขึ้น
การควบคุมการสื่อสาร (Dialog control)
ช่วยให้เครื่องที่อยู่ต้นทางกับปลายทางที่รูปแบบการสื่อสารต่างกนสามารถสื่อสารกันได้
การประสานเวลาในการรับส่งข้อมูล (synchronization)
อนุญาตให้มีการเพิ่มจุดตรวจสอบหรือจุดประสานเวลาลงไปในข้อมูลได้ หากพบว่าข้อมูลส่วนใดผิดพลาดก็จะส่งเฉพาะข้อมูลที่ผิดพลาดใหม่ ไม่ต้องส่งข้อมูลใหม่ทั้งหมด
ชั้นการนำเสนอ (Presentation layer)
ตรวจสอบไวยากรณ์และความหมายของชุดข้อมูลที่มีการเปลี่ยนแปลงระหว่างระบบเครือข่ายสารสนเทศที่แตกต่างกัน
การแปล
การประมวลผลอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ในเครือข่ายมักจะมีระบบการเข้าและถอดรหัสที่แตกต่างกัน
จึงทำหน้าที่ในการแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่อุปกรณ์สามารถใช้งานร่วมกันได้
การเข้ารหัส
การข้นส่งข้อมูลระหว่างต้นทางไปยังปลายทาง
การถอดรหัส
การบีบอัด
การขนส่งระหว่างเครือข่าย จำเป็นที่จะต้องมีการบีบอัดและลดจำนวนบิตของข้อมูลให้มีขนาดเล็กลงเพื่อความสะดวกในการส่งข้ามเครือข่าย
ชั้นการประยุกต์ (Application layer)
ทำหน้าที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายสารสนเทศผ่านส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้กับซอฟแวร์ประยุกต์ต่าง ๆ
มีการกำหนดวิธีการที่ซอฟแวร์จะทำงานบเครือข่ายได้อย่างถูกต้อง
เช่น การชมเว็บไซต์ต่าง ๆ ผู้ใช้ต้องเข้าใช้งานผ่านเว็บเบราว์เซอร์ บนพอร์ทหมายเลข 80 เป็นต้น
ตัวแบบทีซีพี/ไอพี (TCP/IP)
ตัวแบบที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
เป็นตัวแบบที่ใช้ในการสื่อสารแบบเป็นระดับ มี 5 ระดับชั้น
ชั้นเชื่อมต่อ (Link layer)
เป็นดีไวซ์ไดร์เวอร์ที่ทำงานอยู่บนระบบปฏิบัติการ
ทำหน้าที่รับผิดชอบในการรับส่งข้อมูลตั้งแต่ระดับกายภาพ สัญญาณไฟฟ้า
จนถึงการแปลความจากระดับสัญญาณไฟฟ้าจนเป็นข้อมูลทางคอมพิมเตอร์ โพรโตคอลระดับนี้เช่น Ethernet และ SLIP
ชั้นเครือข่าย(Network layer)
รับผิดชอบใยการรับ ส่ง ข้อมูลเน็ตเวิร์ค ส่งต่อข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทาง
โปรโตคอลระดับนี้ได้แก่ IP ICMP IGMP
การขนส่งจึงสามารถทำได้โดยอิสระ ข้อมูลที่ส่งจึงมีความน่าเชื่อถือน้อย แต่อัตราความเร็วในการส่งสูงมาก
ข้อมูลที่ส่งในระดับชั้นนี้เรียกว่า "ดาต้าแกรม (Datagram)" หรือไอพีดาต้าแกรม (IP datagram)
ชั้นการขนส่ง(Transport layer)
ส่งข้อมูลจกกระบวนการของเครื่องต้นทางไปยังกระบวนการของเครื่องปลายทาง ผ่านหมายเลขที่อยู่ของพอร์ท
โดยหมายเลขพอร์ทจะมีมากถึง 65,536 พอร์ท แต่จะถูกสงวนให้ใช้ได้เพียง 0-1,023 เพื่อใช้สำหรับบริการมาตรฐานของโฮสต์
UDP
โพรโทอลที่ไม่มีการสร้างการเชื่อมต่อก่อนส่งข้อมูล เน้นความรวดเร็วในการส่งข้อมูลมากกว่าความถูกต้องและสมบูรณ์
เมื่อมีความเสียหายเกิดขึ้นกับข้อมูลที่ไม่สามารถติดตามได้ ข้อมูลส่วนใดที่เสียหาย เนื่องจากไม่มีการเรียงลำดับข้อมูลไว้
ข้อมูลที่ใช้ในการโพโทคอลนี้เรียกว่า User datagram จะมีฟิลด์ดังนี้
Source port address
1 more item...
Destination port address
1 more item...
Total Length
1 more item...
Checksum
1 more item...
TCP
มีการสร้างเส้นทางเชื่อมต่อจ้อมูลที่ทำการรับส่งจากเครื่องต้นทางไปยังปลายทางนั้นจะต้องมีการเรียงลำดับและตรวจสอบความถูกต้อง
ข้อมูลที่ใช้เรียกว่า Segment โดยจะฟิลด์ ดังนี้
Source port address
ระบุต้นทางของเครื่องที่ส่งดาต้าแกรม
Destination port address
ระบุปลายทางของเครื่องที่รับดาต้าแกรม
Sequence number
ระบุตำแหน่งเริ่มต้นของข้อมูลก่อนที่จะถูกแบ่งออกเป็นเซ็กเมนต์
Acknowledgment number
ใช้สำหรับตอบกลับไปยังผู้ส่งว่าปลายทางได้รับข้อมูลเรียบร้อยแล้ว
Header Length : HLEN
ระบุความยาวส่วนหัว
Reserved field
ใช้สำรองเพื่อการใช้งานในอนาคต
Control field
ใช้สำหรับควบคุมประกอบด้วย บิตสำหรับใช้ในการทำงาน
6 more items...
ชั้นการประยุกต์ (Application layer)
ทำงานกับส่วนต่อประสานผู้ใช้และการให้บริการกับผู้ใช้ โดยจะต้องมีการจัดโพรโทคอลที่ใช้สนับสนุนการทำงานร่วมกับซอฟแวร์ที่ให้บริการบนระบบเครือข่าย
DHCP
ใช้ในการบริหารและจัดสรร IP Address ให้กับโฮสต์ทุกตัวที่เชื่อมอยู่บนเครือข่ายแบบอัตโนมัติ
DNS
ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างชื่อโดเมนกับ IP Address
FTP
ให้บริการทำสำเนาไฟล์ระหว่างโฮสต์ที่อยู่บนเครือข่าย
SMTP
ใช้สำหรับให้บริการ e-mail ให้บริการในรูปแบบ Client-Server
HTTP
ใช้สำหรับให้บริการเข้าถึงข้อมูลบน World Wide Web ซึ่งทำงานี่วมกับเว็บเบราว์เซอร์
จุดประสงค์ของการสื่อสารตามมาตรฐาน
เพื่อใช้ติดต่อสื่อสารระหว่างระบบที่มีความแตกต่างกัน
สามารถแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในระบบเครือข่าย
เช่น ผู้ส่งและผู้รับยังคงมีการติดต่อกัน แต่โหนดกลางที่ใช้เป็นผู้ช่วยรับ-ส่ง เกิดความเสียหายใช้การไม่ได้ หรือสื่อสารบางช่วงถูกตัดขาด กฎการสื่อสารจะสามารถจัดหาทางเลือกอื่นเพื่อทำให้การสื่อสารดำเนินต่อไปได้อย่างอัตโนมัติ
มีความคล่องตัวต่อการสื่อสารได้หลายชนิดทั้งแบบที่ไม่มีความเร่งด่วน
เช่น การจัดส่งแฟ้มข้อมูลและแบบที่ต้องรับประกันความเร่งด่วนของข้อมูล เช่น การสื่อสารแบบเรียลไทม์ การสื่อสารแบบเสียง และข้อมูล
3-Way Handshake
วิธีในการสร้างช่องทางการสื่อสารสำหรับการรับส่งข้อมูลด้วยโพรโทคอล TCP
1.Client
ส่งแพ็ตเกต SYN เพื่อขอเชื่อมต่อไปยังเครื่อง Server
2.Server
ส่งแพ็กเกต SYN/ACK ตอบกลับเครื่อง Client
3.Client
ตอบกลับเครื่อง Server ด้วยแพ็กเกต ACK หลังจากเครื่อง Server ได้รับแพ็กเกต ACK แสดงว่าการเชื่อมต่อเสร็จสมบูรณ์
จากนั้นเครื่อง Server จะเริ่มรับส่งข้อมูลกับเครื่อง Client ได้