บทที่ 2 มาตรฐานและแบบจำลองเครือข่าย เรื่อง แบบจำลอง TCP/IP (TCP/IP Model)

เรื่อง แบบจำลอง TCP/IP (TCP/IP Model)

          แบบจำลองโอเอสไอ ( Open Systems Interconnection model: OSI model ) เป็นมาตรฐานการอธิบายการติดต่อสื่อสารและโพรโทคอลของระบบคอมพิวเตอร์ พัฒนาขึ้นโดยองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) โมเดลนี้ได้ถูกแบ่งย่อยออกเป็น 7 ชั้นอันได้แก่ Application, Presentation, Session, Transportation, Network, Data Link และ Physical ตามลำดับจากบนลงล่าง เหตุผลที่โมเดลนี้ถูกแบ่งออกเป็น 7 ชั้นก็เพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจว่าแต่ละชั้นนั้นมีความสำคัญอย่างไร และสัมพันธ์กันอย่างไรระหว่างชั้น ซึ่งโดยหลักๆแล้วแต่ละชั้นจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับชั้นที่อยู่ติดกันกับชั้นนั้นๆ

    1.Application Layer - ชั้นที่เจ็ดเป็นชั้นที่อยู่ใกล้ผู้ใช้มากที่สุดและเป็นชั้นที่ทำงานส่งและรับข้อมูลโดยตรงกับผู้ใช้ ตัวอย่างเช่น ซอร์ฟแวร์โปรแกรม ต่างๆที่อาศัยอยู่บนเลเยอร์นี้ เช่น DNS, HTTP, Browser เป็นต้น

   2.Presentation Layer - ชั้นที่หกเป็นชั้นที่รับผิดชอบเรื่องรูปแบบของการแสดงผลเพื่อโปรแกรมต่างๆที่ใช้งานระบบเครือข่ายทำให้ทราบว่าข้อมูลที่ได้เป็นประเภทใด เช่น [รูปภาพ, เอกสาร, ไฟล์วีดีโอ]

    3.Session Layer - ชั้นที่ห้านี้ทำหน้าที่ในการจัดการกับเซสชั่นของโปรแกรม ชั้นนี้เองที่ทำให้ในหนึ่งโปรแกรมยกตัวอย่างเช่น โปรแกรมค้นดูเว็บ (Web browser) สามารถทำงานติดต่ออินเทอร์เน็ตได้พร้อมๆกันหลายหน้าต่าง

    4.Transport Layer - ชั้นนี้ทำหน้าที่ดูแลจัดการเรื่องของความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการสื่อสาร ซึ่งการตรวจสอบความผิดพลาดนั้นจะพิจารณาจากข้อมูลส่วนที่เรียกว่า checksum และอาจมีการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นๆ โดยพิจารณาจาก ฝั่งต้นทางกับฝั่งปลายทาง (End-to-end) โดยหลักๆแล้วชั้นนี้จะอาศัยการพิจารณาจาก พอร์ต (Port) ของเครื่องต้นทางและปลายทาง

    5.Network Layer - ชั้นที่สามจะจัดการการติดต่อสื่อสารข้ามเน็ตเวิร์ค ซึ่งจะเป็นการทำงานติดต่อข้ามเน็ตเวิร์คแทนชั้นอื่นๆที่อยู่ข้างบน

    6.Data Link Layer - ชั้นนี้จัดเตรียมข้อมูลที่จะส่งผ่านไปบนสื่อตัวกลาง

    7.Physical Layer - เป็นชั้นแรกของสื่อที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ซึ่งอาจจะเป็นทั้งแบบที่ใช้สายหรือไม่ใช้สาย ตัวอย่างของสื่อที่ใช้ได้แก่ Shield Twisted Pair (STP), Unshield Twisted Pair (UTP), Fibre Optic และอื่นๆ

TCP/IP

TCP/IP คือ การที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกเชื่อมโยงกันไว้ในระบบ  จะสามารถติดต่อสื่อสารกันได้นั้น จำเป็นจะต้องมีภาษาสื่อสารที่เรียกว่า โปรโตคอล (Protocol ) ซึ่งในระบบInternet จะใช้ภาษาสื่อสารมาตรฐานที่ชื่อว่า TCP/IP เป็นภาษาหลัก ดังนั้นหากเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเครื่องระดับไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ก็สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่อินเทอร์เน็ตได้

TCP  ย่อมาจากคำว่า   Transmission Control Protocol
IP   ย่อมาจากคำว่า   Internet  Protocol

TCP/IP คือชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้
และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ
TCP และ IP มีหน้าที่ต่างกัน คือ

        1.  TCP จะทำหน้าที่ในการแยกข้อมูลเป็นส่วน ๆ หรือที่เรียกว่า Package ส่งออกไป ส่วน TCP ปลายทาง ก็จะทำการรวบรวมข้อมูลแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป โดยระหว่างการรับส่งข้อมูลนั้นก็จะมีการตรวจสอบความถูกต้องของ ข้อมูลด้วย ถ้าเกิดผิดพลาด TCP ปลายทางก็จะขอไปยัง TCP ต้นทางให้ส่งข้อมูลมาใหม่

        2.  IP จะทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทางโดยอาศัย IP Address 

TCP/IP MODEL

โครงสร้างแบบ ทีซีพี/ไอพี (TCP/IP model) (Transmitsion Control Protocol/Internet Protocol) เป็นมาตรฐานที่ทำให้คอมพิวเตอร์ภายในระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต สามารถเชื่อมต่อเข้าหากัน และติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ เป็นมาตรฐานที่ว่าด้วยการกำหนดวิธีการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ โดยใช้แนวคิดของการแบ่งลำดับชั้นโปรโตโคล

ลำดับชั้นของโพรโทคอลในระบบอินเทอร์เน็ต
ลำดับชั้นของโพรโทคอลในระบบอินเทอร์เน็ต มีลำดับชั้นที่น้อยกว่าโครงสร้างลำดับชั้นของโอเอสไอ โดยในโอเอสไอมีลำดับชั้นของโพรโทคอลทั้งหมด 7 ชั้น แต่ในระบบอินเทอร์เน็ตมีทั้งหมดเพียง 4 ชั้นเท่านั้น

1.  Link layer หรือ ชั้นการเชื่อมต่อ สามารถเทียบได้กับชั้นที่ 1 และ 2 ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ เป็นลำดับชั้นที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับระบบอินเทอร์เน็ตโดยตรง แต่เป็นระบบพื้นฐานของการเชื่อมต่อที่ระบบอินเทอร์เน็ตใช้ส่งข้อมูลภายในเครือข่าย
          หน้าที่ของชั้นนี้สำหรับการส่งข้อมูล เนื่องจากตัวแบบ TCP/IP ไม่ได้กำหนดมาตรฐานในข้อตอนนี้อย่างมากนัก กำหนดไว้เพียงว่าให้สามารถส่งข้อมูลสู่เครือข่ายได้เท่านั้น ทำให้ไม่สามารถระบุเนื้อหาหน้าที่ที่ชัดเจนได้ ดังนั้นจึงอาจจะยกระบบของ โครงสร้างแบบ โอเอสไอทั้งสองชั้นแรกมาซึ่งได้แก่การจัดเตรียมข้อมูลเพื่อให้เหมาะสมก่อนที่จะส่งไปตามสายส่งไปยังที่หมายปลายทาง ซึ่งได้แก่การจัดเตรียมPacket Header การควบคุมระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จะใช้ในการจัดส่ง เช่น การเชื่อมต่อกับNetwork card และการใช้งาน Device Driver หน้าที่สำหรับการรับข้อมูลคือ คอยรับกรอบของข้อมูลที่ได้รับ นำข้อมูลส่วนหัวออกมา และจัดเตรียมข้อมูลเพื่อส่งต่อไปยังชั้นเครือข่าย 

ตัวอย่าง Link layer
          Ethernet, Wi-Fi 

2.  Internet layer  หรือ ชั้นอินเทอร์เน็ต เทียบได้กับชั้นที่ 3 ซึ่งคือ Network Layer ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ เป็นชั้นที่มีหน้าที่ส่งข้อมูลจากจุดเริ่มต้นไปยังปลายทาง โดยหาเส้นทางที่ข้อมูลจะใช้เดินทางผ่านเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่งจนกระทั่งถึงปลายทาง
          โพรโทคอลที่ใช้ในชั้นนี้คือ อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล หรือ ไอพี ทำหน้าที่เปรียบเสมือนซองจดหมายซึ่งระบุถึงที่อยู่ของต้นทางและปลายทาง โดยมีบุรุษไปรษณีย์ทำหน้าที่ส่งจดหมายนั้นผ่านกรมการไปรษณีย์ในพื้นที่ต่าง ๆ จนถึงจุดหมายปลางทาง ที่อยู่บนซองจดหมายในอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลเรียกว่า หมายเลขไอพี ที่ทำการไปรษณีย์คือเราเตอร์ที่ทำหน้าที่ค้นหาเส้นทางที่เหมาะสมเพื่อส่งข้อมูลไปตามสายส่งจนกระทั่งถึงปลายทาง
ตัวอย่าง  Internet layer
          IP

3.  Transport layer  หรือ ชั้นขนส่ง เทียบได้กับชั้นที่ 4 ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ เป็นชั้นที่มีหน้าที่ควบคุมการส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์สองเครื่องที่ติดต่อกัน ซึ่งอาจแบ่งได้สองลักษณะคือ บริการการส่งข้อมูลแบบที่สถาปณาการเชื่อมต่อ และบริการการส่งข้อมูลแบบไม่สถาปณาการเชื่อมต่อ และจัดส่งข้อมูลไปยังapplicationที่ต้องการข้อมูล
ตัวอย่าง Transport layer    
          โพรโทคอลที่นิยมใช้ในชั้นนี้ได้แก่ TCP, UDP, RTP 

4. Application layer หรือ ชั้นการประยุกต์ใช้งาน เทียบได้กับชั้นที่ 5 ถึง 7 ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ จะครอบคลุมบริการที่เกี่ยวข้องกับการรักษาความปลอดภัย การเข้ารหัส การเชื่อมต่อระหว่างโปรแกรมประยุกต์ และเป็นชั้นที่โปรแกรมประยุกต์ใช้งานโดยตรง โดยโพรโทคอลที่อยู่บนชั้นนี้จะถูกออกแบบให้เหมาะสำหรับประเภทของโปรแกรมประยุกต์เฉพาะทาง เช่น โปรแกรมอีเมลใช้โพรโทคอล SMTP สำหรับส่งอีเมล ใช้โพรโทคอล POP3 สำหรับรับและเรียกดูอีเมล, ส่วนโปรแกรมเว็บเบราว์เซอร์ใช้โพรโทคอล HTTP สำหรับเรียกดูเว็บเพจ เป็นต้น
ตัวอย่าง Application layer  
          HTTP, FTP, DNS เป็นต้น