1 โปรโตคอล tcp/ip - kasetsart universitynguan/articles/networks/mo… · web...
Post on 22-Aug-2020
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
top related