Internet & Networking
หนาที่ 1 บทท่ี 1 Internet & Networking ในบทน้จี ะศกึ ษาเกยว กับประโยชนข องอินเตอรเ นต็ ทนาํ มี าประยุกตใชก บั ธรุ กิจตา งๆ มาตรฐาน ท จาํ เปนในระบบเครือขายคอมพวิ เตอร รจู ักกบั ผใู หบริการอนิ เตอรเน็ต (Internet Service Provider) การ ทาํ งานของ Point Of Presence (POP) Internet Exchange Point (IEP) อุปกรณและหนาทของ ISP ใน การ เชื่อมตอ อินเตอรเน็ต หลักในการตดิ ตอ ส่อื สาร และการตดิ ตอ สื่อสารในเครือขา ยทองถิน่ 1.1 อนเตอริ เ น็ตคอื อะไร (What is the Internet?) อินเตอรเ นต็ (Internet) มาจากคาํ วา Inter และ Net มีความหมายวา การติดตอสื่อสารระหวา ง เครือขาย อินเตอรเนต็ จัดไดวามกี ารใชงานทั่วไป อาจกลา วไดวามนั ไดกลายเปนสวนหนึ่งในชีวิตประจําวนั การ ใชอินเตอรเ น็ตนั้นจําเปนท่ีจะตองมโี ครงสรา งที่ชวยในการติอตอสื่อสาร หรือเช่ือมโยงขอมลู ระหวางเครอื ขายท่ี เรยี กวา เครือขา ยคอมพิวเตอร ภาพขา งลา งแสดงการเชอมื โยงของเครอื ขายแบบงาย พรอมการประยกุ ตใ ช อนเติ อรเน็ตผานเครือขา ย การใชง านของอินเตอรเนต็ ทางดา นธุรกิจนัน้ สงผลใหก ารทางานขํ อง พนกั งานไมได จํากดั แคภ ายในสาํ นักงานเทานน พนกั งานสามารถทํางานนอกสถานท เชนทบาน ท Site งานของ ลูกคาหรอื แมกระท่ังในทสี่ าธารณะอื่นๆ โดยผานทางระบบเครือขาย แอพพลเิ คชันตา งๆกส็ ามารถใชงานผา นทาง ภาพที่ 1.1 แสดงตัวอยา งการใชงานอินเตอรเน็ตผา นระบบเครอื ขาย ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาท่ี 2 ระบบเครือขา ยได ซึง่ แอพพลเิ คชนั้ เหลา น้ีนเอง ทเ ปรยี บเสมอื นเครอื่ งมือทช วี ยในการทาํ งาน และช วยให ประหยัดงบประมาณในการเดินทางและตดิ ตอสื่อสารทางธุรกิจ ตัวอยา งเชน การประชมุ ของสาํ นกั งาน ใหญ และสาํ นักงานยอย ที่มที ต่ี ั้งอยใู นที่ตา งๆหา งไกลกนั นั้น สามารถใช Digital board และVDO conference ซง่ึ ชวยลดคา ใชจา ยในการเดินทาง เปนตน อีกตัวอยางหน่ึงจะเปนการใชบริการคาขาย โดยผานระบบ เครอื ขาย เชนการสรา งรา นคาบนเวบไซตห รือบนเฟสบุค การใชบริการประเภทนชี้ วยลดตนทุ นของสนิ คาแกผ ู จําหนา ย ผจู าํ หนายไมต องเสียคาใชจา ยในการสรางรานคา ในสวนของลูกคา นัน้ นอกจากไมต องเสียเวลาในการ เดินทาง แลว ยังสามารถสามารถดรู ายละเอียดของสนิ คา สามารถสั่งสินคา และชาํ ระเงินผ านทางเวบไซตได อยางไรกต็ ามการใชบริการเครือขายขางตนน้ัน ถา ไมม คี วามรคู วามเขา ใจท่ีเพียงพออาจจะก อใหเกดิ การสูญเสยี ในดา นคา ใชจ า ย และความไมป ลอดภัยได อนั เน่ืองมาจากอุปกรณทใี่ ชและอาชญากรรมได ภาพท่ี 1.2 แสดงตวั อยางมาตรฐานในการผลติ อุปกรณในระบบเครือขา ย อุปกรณห รือซอฟตแ วรท ใ ชี ใ นระบบเครอื ขายนั้นจาํ เปนทจะตองผานการตรวจเพอรื บั รอง มาตรฐาน การใชงาน และเพอความปลอดภยั ของผใู ชงานเอง ตัวอยางมาตรฐานเชน International Organization for Standard (ISO) เปนมาตรฐานทย ืนี ยนั ความสามารถของอุปกรณก ารทาํ งานไดร ะดับ หนึ่ง ตามขอ ตกลงของ อุปกรณน ั้น เชนเดียวกบั การใชงานแอพพลิเคชันอิเลค็ ทรอนกิ สเมล (Electronic-mail) หรอื อเี มลล โปรแกรม ทีใ่ ชง านอีเมลยน ้นั จะตองมกี ารสงขอ มลู ผา นโปรโตคอล SMTP หรือ POP ตาม มาตรฐาน RFC 5321 และRFC 5322 เปน ตน ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาที่ 3 1.2 ผใู หบรกิ ารอนิ เตอรเนต็ (Internet Service Providers - ISPs) ผใ หบรกิ ารอนิ เตอรเนต็ หมายถงึ บรษิ ัทหรือหนวยงานทด ําเนินการจดั การใหผูใชงานทว ไป สามารถใช บรกิ ารอนิ เตอรเน็ตผา นระบบเครือขายได โดยทผ ใู ชง านจะตองเสียคา ใชจ า ยในการขอใชบริการนนั้ ๆ จากภาพ ขา งลางแสดงตวั อยา งการบริการ (Services) ที่ ISPs เปดใหบ รกิ าร ภาพที่ 1.3 ตัวอยาง Services ที่ ISPs เปด ใหบริการ การใชบรกิ าร Services ตางๆของ ISPs นัน้ ขนอึ ยูก บั ความตองการของผใู ชงานและ คาใชจ ายท ผใู ชงานสามารถจะรับได โดยการใชบรกิ าร Services ขา งตนนั้นผใู ชงานจําเปนทจ ะ ตอ งเลือกการ เชื่อมตอ สัญญาณทเ หมาะสมกบั Services ทใชงานดวย ซึ่งอาจจะมีคาใชจ า ยเพม เติมตามความเหมาะสม ของการ เชื่อมตอสัญญาณ ตวั อยา งการใหบ รกิ ารเชื่อมตอ สญั ญาณของ ISPs แสดงในภาพท 1.4 และภาพที่ 1.5 การ เชือ่ มตอสญั ญาณระบบเครือขายระหวางที่พักอาศยั กบั ISPs น้ัน ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาที่ 4 ภาพท่ี 1.4 การใหบ ริการการเชื่อมตอ สญั ญาณของทีพ่ กั อาศยั จะพบวา มีการเชอมตอสญั ญาณแบบ Dial-Up Digital Subscriber Line (DSL) Cable และ Wireless ขึน้ อย กับความพรอ มของผใู ชบ ริการ ภาพที่ 1.5 การใหบ รกิ ารการเชอ่ื มตอสัญญาณสาํ หรับหนว ยงานหรือองคกร สวนการเชื่อมตอสญั ญาณสําหรบั หนวยงาน (ภาพท่ี 1.5) น้นั โดยปกตจิ ะขน อยกู ั บขนาดของหนว ยงาน เปนหลกั ลกั ษณะการเชอ่ื มตอ (สัญลกั ษณ T1/E1 นั้นหมายถงึ Transmission System โดย T1 จะเปนช่ือที่ ใชเ รียกตามแบบของประเทศสหรัฐ สว น E1 จะเปนชื่อทใ ชเรียกมาตรฐานของ Europe) นอกจากนีใ้ นกรณมี ี การเชอ่ื มตอขาม ISP ก็จะมีโครงสรา งการเชือ่ มตอ ตามลาํ ดบั ดังภาพท่ี 1.6 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาท่ี 5 ภาพที่ 1.6 ภาพแสดง Hierarchical structure of the Internet 1.3 การใชงานเครอื ขาย (Utilization of Network) 31 1 4 2 1 ภาพที่ 1.7 ภาพแสดงตวั อยา งการใชงานเครือขา ย การใชงานเครอื ขายในปจจบุ ันมหี ลายรูปแบบ ตัวอยางเชน • หมายเลข 1 แสดงการใชง าน Computer/ Data Network เปนการตดิ ตอสอ่ื สารระหวา ง เครอื่ งคอมพวิ เตอรผ านสายทองแดง สายไฟเบอร หรือการเชอื่ มตอ แบบไรสาย • หมายเลข 2 แสดงการใชงาน Telephone Network เปนการติดตอทางโทรศัพทส่ซื ่ึงใช สายสัญญาณโทรศพั ท เปนตัวเชอ่ื มการตดิ ตอ ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ท่ี 6 • หมายเลข 3 แสดงการใชงาน Television Network เปนการแสดงผลทางโทรทัศน โดย อาจจะใชการสง ผา นคล่ืนในลกั ษณะ Broadcast หรือใชสญั ญาณดาวเทยี ม • หมายเลข 4 แสดงการใชงาน Mobile Phone Network เปนการเชอ มื ตอสญั ญาณเสยี ง ขอความหรอื อนิ เตอรเ นต็ ผานทางระบบโทรศัพทมือถอื การเช่อื มตอขา งตนนน้ั เปนลักษณะทพ่ี บเห็นในการใชง านทว่ั ๆ ไปคือ มีการระบุอุปกรณแ ละกําหนด หนาทก่ี ารทาํ งานของอุปกรณแ ตล ะชนิดที่ชดั เจน มกี ารเช่ือมตอในลกั ษณะ Peer-To-Peer และมกี ารทาํ งาน แบบ Client/Server เบ้ืองหลังการใชงานนัน้ สามารถแบงไดเ ปนโครงสรา งทางตรรกะ (Logical Topology) และทางกายภาพ (Physical Topology) โดย Physical Topology แสดงการเช่ือมตอกนั ระหวา งอุปกรณต างๆ ในระบบเครือขาย ในสวนของ Logical Topology น้ันแสดงวิธีการตดิ ตอส่ือสารแต ไมแสดงการเช่ือมตอ ซง่ึ จะ ตรงขา มกบั Physical Topology ภาพที่ 1.8 ภาพแสดงตวั อยาง Physical Topology ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 7 ภาพท่ี 1.9 ภาพแสดงตัวอยา ง Logical Topology 1.4 ประเภทของเครอื ขาย (Network Type) ประเภทของเครือขา ยกส็ ามารถแบง ไดห ลายๆ แบบ ถาแบง ตามลักษณะการส่อื สารจะแบงเปน 2 ประเภทคอื Client/Server และ Peer-To-Peer ภาพที่ 1.10 ภาพแสดงการเชือ่ มตอแบบ Client/ Server ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 8 Client/ Server เปนประเภทของเครือขายทมี่ เี คร่ืองแมขาย (Server) ทําหนา ทใ่ี หบริการขอ มูลตา ง ตามท่ี เครอ่ื งลูกขา ย (Client) รอ งขอ เชนตัวอยา งในภาพท่ี 1.10 E-mail Server มี mail server software รนั อยูบนเคร่ื อง และ E-mail Client มี mail client software ซงึ่ จะเปดใชงานเมอื่ ผใู ชเปดซอฟตแ วรนนั้ ขึ้น ซอฟตแวรน นั้ จะสงคํารองขอมาท่ี E-mail Server และแสดงผลใหผใู ช เชนเดียวกบั File Server มหี นาทใ่ี น การ เก็บไฟลต า ง และจะสงมาใหกับผูใ ช เมือ่ มีการรอ งขอจาก File Access Client. ภาพที่ 1.11 ภาพแสดงการเชอ่ื มตอแบบ Peer-To-Peer Peer-To-Peer เปน ประเภทเครอื ขา ยที่เชอื่ มตอกนั ระหวา งอุปกรณเ ครอื ขา ย 2 อุปกรณโ ดยตรง ไม ซบั ซอน และใชเฉพาะงานเทาน้นั เชน ตวั อยา งการเช่ือมตอเพ่ือแชรก ารใชงานพรนิ เตอรข อง PC เปนตน การ แบง ประเภทของเครือขายโดยแบงตาม Topology จะแบงไดเ ปน 7 ประเภทคอื Ring Mesh Star Full Connected Line Tree และBus ภาพท่ี 1.12 ภาพแสดงประเภทเครือขายตาม Topology การแบง ประเภทของเครือขายโดยแบงตาม Service จะแบงไดเ ปน 5 ประเภทคอื Ethernet Internet Outernet Intranet และ Extranet ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ที่ 9 ภาพท่ี 1.13 ภาพแสดงประเภทเครอื ขา ยตาม Service การแบง ประเภทของเครอื ขา ยโดยแบงตาม Size จะแบงไดเปน 3 ประเภทคือ Local Area Network (LAN) Metropolitan Area Network (MAN) และ Wide Area Network (WAN) ภาพที่ 1.14 ภาพแสดงประเภทเครอื ขายตามขนาด 1.5 หลกั การตดิ ตอ สอื่ สาร (Principal of Communication) วตั ถุประสงคของการติดตอ สื่อสาร คือการแลกเปลี่ยนขอมลู ระหวา งผูส งและผรู บั ผานทางชองทาง สอ่ื สารหรอื ภายใตข อตกลงรวมกนั ขอตกลงหรอื กฎระเบียบน้เี รยี กวา โปรโตคอล (Protocol) การแลกเปล่ียน ขอ มูลในการสื่อสารของมนุษยน้ัน อาจจะเปนการพูดซึง่ ถาเปนการพดู โดยใชภ าษาเดยี วกันกส็ ามารถเขาใจกนั ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ที่ 10 ไดเชน เดยี วกับการสื่อสารทางคอมพิวเตอร ถา มีการสื่อสารโดยใชโปรโตคอลเดียวกนั ขอมลู ทีถ่ กู สง ก็สามารถสง ถงึ กนั ไดอยา งถูกตอง จากภาพที่ 15 โดยทว่ั ไป การตดิ ตอ สื่อสารมอี งคประกอบอยู 3 สวนดวยกันคอื ภาพท่ี 1.15 ภาพแสดงการจําลองตดิ ตอส่ือสารของมนุษยและการติดตอส่ืสารของเคร่อื งคอมพวิ เตอร Message Source (Transmitter) Channel/Protocol (Medium) และ Message Destination (Receiver) ในระบบเครอื ขายขอมูลจากผสู ง จะถูกเขา รหัส (Encapsulate) กอนที่จะดําเนินการสง ซึง่ จะเปรยี บไดกับการ ใสจ ดหมายในซองจดหมายน่ันเอง หลังจากน้ันขอมูลทเี่ ขารหสั เรียบรอยแลวจะถูกสงผา นสื่อหรือโปรโตคอล ตา งๆ จนมาถงึ ผรู บั เมอ่ื ถงึ มือผูร บั ขอมูลดงั กลาวตองถูกถอดรหัส (De-encapsulate) เพื่อที่ผูร ับจะสามารถ เขา ใจได ส่ือหรือโปรโตคอลที่ขอมูลนี้ใชในการเดินทางผานนั้นตองเปนท่ียอมรบั ทั้งผูสงและผรู บั ดวย มิเชนน้ัน จะเกิดขอผิดพลาดกับขอมลู ได ซึง่ โปรโตคอลมีหนาทด่ี ังน 1. ตรวจจบั สัญญาณการเชอ่ื มตอทางกายภาพทั้งของผูรับและผูสง ตลอดจนโหนดตางๆ ระหวา งการสง ขอมลู 2. ดําเนนิ การเชอื่ มตอระหวา งโหนด 3. ตรวจสอบคณุ ลักษณะของการเชื่อมตอ 4. บอกจดุ เรมิ่ ตน และจดุ ส้ินสุดของขอมลู ผชู ้ ว่ ยศาสตราจ5า.รยแ์ ดสรด.จงันรทูปรแจ์ บริ าบพขยอคั งฆขเ์อพมศูล
หนาที่ 11 6. มีแนวทางการแกไ ขขอมูลเม่ือมีขอผิดพลาดเกิดขนึ้ 7. มีการจัดการตอ ส่งิ ตางๆที่ไมไ ดคาดหวังเชน การเชือ่ มตอเสยี หาย เปน ตน ตัวอยางการแบงขอมลู เพ่ือสงตามรปู แบบของการติดตอส่ือสารทางคอมพิวเตอร ภาพท่ี 1.16 ภาพแสดงตวั อยางการแบงขอมูลเพื่อสงตามรูปแบบของการตดิ ตอสื่อสารทางคอมพิวเตอร 1.6 การติดตอส่ือสารในเครือขา ยทอ งถนิ่ (Communication on Local Wired Network) การตดิ ตอส่ือสารในเครือขายทองถิ่นน้ันเรียกวา “Ethernet” ซึ่งเปนโปรโตคอลที่ใชเรยี กการเช่ือมตอ ผา นทางสายสญั ญาณภายในเครือขา ยทองถิน่ การออกแบบลําดับช้ันของ Ethernet ประกอบไปดวย Access Layer Distribution Layer และ Core Layer ดังภาพที่ 1.17 โดยท่ี Access Layer ประกอบดวยการทาํ งาน ของ Hub และ Switch โดยมีจุดมงุ หมายเปนการเชื่อมตอระหวา งโหนดกับเครือขาย Distribution Layer เปน ชั้นทมกี ารทาํ งานของ อุปกรณเ ครือขายทช ื่อวา Router ในชั้นนจี้ ะทาํ งานในการคน หาเสน ทางของเครอื ขา ย แตล ะวงตามท่โี หนดมกี ารรอ งขอ Core layer เปนช้ันทเ่ี ช่ือมตอระหวางเครอื ขา ยทอ งถิ่นกบั เครือขา ยภายนอก Core layer มชี ือ่ เรียกอกี อยางหน่ึงวา Backbone network ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาท่ี 12 ภาพท่ี 1.17 ภาพแสดง Layer ตางๆ ใน Local Wired Network ภาพที่ 1.18 ภาพแสดงหมายเลข MAC Address ใน Access Layer Media Access Control Address (MAC Address) จดั ไดวามีสวนสําคญั มาก เพราะใชเปน หมายเลขทร ี ะบโุ หนดเฉพาะในการสื่อสาร MAC Address นัน้ เปนหมายเลขของ Network Interface Card (NIC) หรือ LAN Card ซงึ่ จะมเี พยี งหน่ึงหมายเลขไมซา กันมขี นาด 64 บิต (ภาพที่ 1.18) การ ทาํ งานของ MAC Address ใน Access Layer ดงั แสดงในภาพท่ี 1.19 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาที่ 13 ภาพที่ 1.19 ภาพแสดงการทํางานของ MAC Address จากภาพ MAC Address ของเครื่องคอมพิวเตอรแตละเครื่องจะเช่ือมตอกับ Port ของ Hub ดังน้ันถา มีการสงสัญญาณมาท่ี Hub เพ่อื ติดตอกับเคร่อื งคอมพิวเตอรใดก็ตาม Hub จะสงขอมลู ไปท่ีเครื่องคอมพิวเตอร ทุกๆเครอ่ื งที่เชื่อมตอกับ Hub น้นั เครอ่ื งที่มี MAC Address ตรงกับในเฟรมกจ็ ะรับขอมูล สว นเครื่องอ่ืนๆกจ็ ะ discard ขอมลู นนั้ ลักษณะของเฟรมขอ มูลแสดงดังภาพที่ 1.20 ภาพที่ 1.20 ภาพแสดง Ethernet Frame • Preamble – ใชส ําหรบั Synchronize timing • Start of Frame Delimiter (SFD) – เปน marker สาํ หรับจดุ สน สดุ ของ timing information และ บงบอกจุดเรมิ่ ตนของเฟรม • Destination MAC Address – แสดงหมายเลข MAC Address ปลายทาง (ผรู บั ) ซ่งึ อาจจะมีลักษณะ เปน Unicast Multicast หรือ Broadcast กไ็ ด • Source MAC Address – แสดงหมายเลข MAC Address ตน ทาง (ผูสง) ซงึ่ ตอ งเปน Unicast เทา นน้ั ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 14 • Length/ Type – ขนาดของขอ มูล (byte) และประเภทของขอมูล (Received Protocol) • Encapsulated Data – ขอมลู ทผี่ า นการเขา รหัส • Frame Check Sequence (FCS) – ขอมลู ขนาด 4 ไบตส รา งข้ึนโดย Sender เพือ่ ใชตรวจสอบความ เสียหายของเฟรม การทาํ งานของ Hub ในภาพที่ 1.21 อาจกอใหเ กดิ ปรากฏการณทเ รยี กวา Collision Domain เนอ่ื งจากการ ส งขอมูลกระจายไปทุกๆ port ของ Hub วิธกี ารปอ งกันสามารถทาํ ไดโดยใช Switch แทน Hub เพราะการใช Switch น้ันการสงขอมูลจะพิจารณาท Destination Address ของเฟรม และสงขอมูลไปท Destination MAC น้ันโดยตรง จะไมมกี ารสง กระจายไปทกุ ๆ port ดังนนั้ Switch จะชวยเพม จาํ นวน Collision Domain โดยแตละ port ของ Switch นับไดวาเปน 1 Collision Domain จากภาพท่ี 1.21 แสดง Collision Domain โดยที่ ภาพทางซาย (ท่ีมี Hub) จะมจี ํานวน Collision Domain เทากบั 1 Collision Domain ในขณะที่ ภาพ ทางขวา (ประกอบไปดว ย Switch 2 ตัว) จะมจาํ นวน Collision Domain เทา กับ 10 Collision Domain ภาพที่ 1.21 ภาพแสดง Collision Domain Distribution layer มี Router ทาํ หนาทใ นี การเชอ มตอเครอื ขา ยยอยกบั เครขื ายย อ ยภายในทองถ นิ เดยี วกัน และทําหนา ทควี บคุมการการจราจรของขอมูลระหวางเครือขายยอยน้ัน Router สามารถ decode ขอ มูลในเฟรมเพอ ทจ ี ะอาน IP Address ตนทาง (ผูสง) และปลายทาง (ผูร ับ) หลังจากนั้นจะ พิจารณาความ เมาะสมของ Routing Table กอนทจ ะสงขอมลู ไปใหผ ร ั บ โดยการทา งานของ Router นน้ั จะ ทํางานเกย วี ของ กับ IP Address ทจ ี ะกลาวถึงในบทเรียนน้ี IP Address คอื IP Address Version 4 ซึ่งประกอบดวย เลขฐานสอง 32 บติ และแบงเลขเหลานออกเปน 4 กลมุ เรยี กแตล ะกลุมวา Octet ผชู ้ ว่ ยศาสแตตรลาจะากรยล์ ุมดรม.จี ัน8ทบรจ์ ิตริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาท่ี 15 หมายเลข IP Address จดั วาเปน Logical Address คอื สามารถเปลย่ี นแปลงไดหลังจากมกี ารกาํ หนดใหโหนด หรือ host ไปแลว ซงึ่ จะแตกตา งจาก MAC Address ซง่ึ จดั วา เปน Physical Address ไมส ามารถเปล่ยี นแปลง ไดเม่ือทําการตดิ ตง้ั card เรียบรอ ยแลว ภาพที่ 1.22 ภาพแสดงลกั ษณะของ IP Address IP Address ท่ใี ชใ น Distribution layer นั้นเปน Network Address ซึ่งจะใชในการสราง Routing Table (ดงั ภาพที่ 1.23) ในตารางนี้จะเก็บเสนทางจาก Router ทมี่ ตี ารางนี้อยูไ ปยงั โหนดตา งๆในเครือขาย ใน สวนของ Core Layer เปนหนาทข่ี อง ISPs ในการจัดการเชือ่ มตอสายสัญญาณ ภาพท่ี 1.23 ภาพแสดงลักษณะของ Routing Table แบบฝกหัด ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ที่ 16 บรษิ ทั ABC Company ไดจดซอ เครอ่ื งคอมพวิ เตอรจาํ นวน 90 เครอื่ ง คณุ ไดร บั มอบหมายใหดาํ เนนิ การ จดั การเครอ่ื งคอมพิวเตอรดังกลา วโดยอาจมกี ารซ้ืออปุ กรณเพม ิ คอื Hub หรอื Switch ตามความเหมาะสม ผู จดั การนั้นไมรจู กั ทงั Hub และ Switch เพียงแตทราบราคาวา Hub ถกู กวา Switch ในฐานะที่คณุ ได รับผดิ ชอบงานดงั กลาวคุณจะตอ งแสดง Layout การวางเครื่องคอมพวิ เตอรท งหั มด พรอมอธิบายการทาํ งาน ของอปุ กรณท่ีคุณดาํ เนินการซื้อเพม่ิ (ในที่นค้ี อื Hub และ Switch) เอกสารอางอิง สลั ยุทธ สวา งวรรณ (2547), “CCNA 1 – Cisco Network Academy Program”, Pearson Education Indochina LTD. สัลยุทธ สวา งวรรณ (2547), “CCNA 2 – Cisco Network Academy Program”, Pearson Education Indochina LTD. Tanenbaurn, Andrew S. (2003), “Computer Network” Pearson Education, Inc William, S. (2004), “Computer Networking with Internet Protocol and Technology”, Pearson Prentice Hall. www.cisco.com ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาท่ี 17 บทท่ี 2 Open System Interconnection and Transmission Control Protocol/ Internet Protocol ในบทนจี้ ะศกึ ษาเกย วกับโมเดลโอเอสไอ (OSI) โมเดลทซี พี ไี อพี (TCP/IP) ขอ แตกตางระหวา งทงสอง โมเดล อุปกรณเบอื งตนทใชี ใ นระบบเครือขาย การทาํ งานของโปรโตคอลตางๆในแตละเลเยอร และการสง ขอมลู 2.1 Open System Interconnection (OSI) โมเดลโอเอสไอถกู สรา งโดย International Organization for Standard (ISO) โดยมวี ตั ถปุ ระสงค เพื่อ ลดความซบั ซอนของการทาํ งานของอปุ กรณ อนิ เตอรเฟสทใชมมี าตรฐานรองรบั สะดวกในการขยาย ขนาดของเครอื ขาย และรองรบั เทคโนโลยีในอนาคต นอกจากนแ้ี ลววัตถุประสงคห นึ่งของโมเดลโอเอสไอ คอื การปองกนั การพัฒนาเครอื ขายในลักษณะท่ีเรยี กวา Proprietary ซงึ่ หมายความวาการสรา งเครือขายท่ีตองใช อุปกรณตางๆจากแบรนดเ ดยี วกันทง หั มด ซงึ่ จะเปนประโยชนก บั ผูพฒั นาเครือขาย โมเดลโอเอสไอ ประกอบดวย 7 เลเยอรและแตล ะเลเยอรม ีหนา ทีด่ ังตอไปน ภาพที่ 2.1 ภาพแสดงโมเดลโอเอสไอท้ัง 7 เลเยอร ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ที่ 18 • Application Layer มีหนาที่เปน ตัวเชื่อมตอระหวา งกระบวนการทางเครือขา ยกบั ผใู ชงานผา นทาง แอพพลเิ คชนั หรอื อาจกลา วไดว าเปนอนิ เตอรเ ฟสสาํ หรบั ผใู ชงานนน่ั เอง เชน โปรแกรมเทลเน็ต (Telnet) และโปรแกรมเอชทีทพี ี (HTTP) เปนตน • Presentation Layer ทําหนาทใี่ นการจัดการขอมลู ใหอยูใ นรูปแบบท่เี คร่ืองอคมพวิ เตอรหรอื ซอฟตแ วรสามารถเขาได เชนการเขารหสั (Encode) ตวั อักษรใหอยูในรปู รหัสแอสกี เปน ตน • Session Layer ทําหนา ท่ีแยกขอมูลตามลกั ษณะของแอพพลิเคชันทใี่ ช • Transport layer ทาํ หนาทีใ่ นการเชื่อมตอระหวา งโหนดกบั โหนด มกี ารสงขอมลู และการตรวจเช็ค ขอ มูลหลังจากสง ถาขอ มลู มขี อผิดพลาดระหวา งสง สามารถทําการรอ งขอใหส งใหมอ ีกครงั้ • Network Layer ทาํ หนา ทใ่ี นการคนหาเสนทางที่ดีท่สี ุด เพ่ือใชในการสงขอ มูล • Data Link layer ทาํ หนา ทีเ่ ช่ือมตอ กบั ส่ือท่ีใชในการสงขอมลู โดยใช MAC Address • Physical Layer ทาํ หนาทแี่ ปลงขอมลู ท่ีเปน ไบนารใี หอยใ นรูปสญั ญาณไฟฟาเพื่อใชสาํ หรบั สงขอมูล นอกจากหนาทดี่ ังกลาวแลวยังสามารถแบงเปน 2 สว นคือ (1) Upper layer ซึ่งเปนการทํางานในสว น ของการพฒั นาโปรแกรม การควบคมุ การทํางานผา นทาง Software และการ configure ตางๆ สว นใหญจ ะ เปนการทาํ งานของโปรแกรมเมอรและผูดูแลระบบ ในสวนของ (2) Lower layer นน้ั จะทาํ งานเกีย่ วกบั ฮารด แวรแ ละการส่ือสารของขอ มลู ซึ่งอยูในผูประกอบอาชีพวิศวกรเครือขา ย โมเดลโอเอสไอจัดไดวา เปน Reference Model เนื่องจากเปนโมเดลซ่ึงจําลองข้ึนเพื่อชวยใหการรอธิบายความแตกตางของการทํางาน ตางๆ ในแตละเลอเยอร และการอธิบายกระบวนการทํางานของโปรโตคอล มีความเขา ใจมากข้นึ นอกจากน้ียัง เปน โมเดลทีอ่ ํานวยความสะดวกใหก ับวศิ วกรเครือขายหรือผดู แู ลระบบ ในการดา เนนิ การ ออกแบบระบบ เครอื ขา ย การจัดการเครือขา ยและ Trouble shooting เครือขาย 2.2 Transmission Control Protocol/ Internet Protocol (TCP/IP) โมเดลทซี ีพ/ี ไอพเปน ี Protocol Model เพราะวา โมเดลทีซีพ/ี ไอพี จะอธบิ ายการทาํ งานท่ีเกดิ ข้นึ จรงิ ของแตละโปรโตคอล โมเดลน้ปี ระกอบไปดวยเลเยอรแ อพพลิเคชัน (Application Layer) เลเยอรทรานสปอรต ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 19 (Transport Layer) เลเยอรอนิ เตอรเนต็ (Network Layer) และเลเยอรเ นต็ เวริ คแอคเซส (Internet Access Layer) ซงึ่ ในแตละเลเยอรนั้นสามารถเปรยี บเทยี บไดก ับโมเดลโอเอสไอ ดงั แสดงในรูป 2.2 ภาพที่ 2.2 ภาพแสดงโมเดลโอเอสไอเปรียบเทยี บกับโมเดลทซี ีพ/ี ไอพี ในแตละเลเยอรของโมเดลทซี พี ี/ ไอพจี ะมีหนา ทต ามลี กั ษณะของโมเดลโอเอสไอเชน Application Layer มี หนาทเ ปนท้งั เปน ตัวเชอมื ระหวา งผูใชงานผานแอพพลิเคชันและการเขา รหสั ขอมลู ซึ่งก็เปนการรวม การ ทํางานของโมเดลโอเอสไอในเลยอรที่ 6 และเลเยอรท่ี 7 ไวด วยกนั 2.3 Data Encapsulation และ Data De-encapsulation ในการสงขอมูลระหวา งอุปกรณตางๆในระบบเครอื ขา ยจะมีการสงในลักษณะ Peer-to-Peer ซึ่งเปน การสงแบบเสมือนระหวางโหนดสองโหนด การจาํ ลองรูปแบบการสง ขอ มูลดังกลา วโดยมกี ารหอหุมหรือแนบ ลักษณะเฉพาะของการสื่อสารแสดงดังรปู 2.3 การสง ขอ มลู แบบเสมอื นระหวา งโหนดสองโหนดน้นั กาํ หนดให Sender เปนผสู ง ขอมูล และReceiver เปน ผรู บั ขอมลู ขอ มูลทถู กสงจากผูสงไปยังผูรบั จะผา นกระบวนการท เรียกวา Data Encapsulation และData De-encapsulation โดยกระบวนการ “Data Encapsulation” น้ันจะเปนกระบวนการทเ กดิ ขนในฝงของผูสง เมอขอ มูลถกู สรา งจากการใชงานซอฟตแวร (ในเลเยอรท 7) จะ ถกู สงมาทเ ลี เยอรท 6 ในเลเยอรนขอมลู ี ดังกลาวจะถกู เขารหัส (Encode) และถกู สงตอมายังเลเยอรท 5 เล เยอรที่ 5 จะมกี ารทาํ งานทีเ่ รียกวา Dialogue Control ซึ่งกระบวนการดงั กลาวนจี้ ะเปนการกาํ หนดขนาด ของผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ท่ี 20 ขอมลู ท่ีถกู สงตามลกั ษณะของ Application หรือซอฟตแวรทส รา งขอ มูล พรอ มกันนนหนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) จะตองมีสว นรว มในการจดั สรรขนาดของ Dialogue น้ีดว ย เลเยอรทรานสปอรต ทําหนาทใ่ี นการจดั สง ขอ มลู ตามขนาดของ Dialogue และมกา รสงขอมลู ซาขอมูลใน Dialogue ดังกลา ว ภาพที่ 2.3 ภาพแสดงการจาํ ลองการสง ขอมูลระหวางโหนด กรณีทเกิดี ขอผิดพลาดในการสงขอมูลในเลเยอรท 4 นี้ ขอมูลทถกู สงมาจากเลเยอรท 5 จะถกู แบง ขนาดตามขนาดของ Dialogue ทไดร บั การจดั สรร เรยี กขอ มลู แตละชน้ิ น้ีวา เซก็ เมน (Segment) เชนจากใน รปู ท 2.3 ขอมูลทมาจี ากเลยอรท 5 (DATA) จะถูกแบงได 3 สวน หลังจากนั้นขอมูลแตละสวนกจ็ ะถูกจัดส ง ใหเลเยอรที่ 3 เลเยอรเ น็ตเวิรค ในเลเยอรน ีเ้ องจะมกี ารแนบ Network Header ซง่ึ ประกอบดวย IP Address ของผูสงและ IP Address ของผูรับเขาไปใน DATA แตละช้ืน เซก็ เมนทถกู แ นบ Network Header ดังกลาว เรียบรอยแลวจะถูกเรียกวา แพ็คเกต (Packet) เมอ แตละแพ็คเกตถูกสงตอมายังเลเยอร ท 2 ก็จะถูกแนบ Media Access Control Address (MAC Address) หรือหมายเลขประจําตัวของ NIC card เพอใ หทราบวา สงมาจากเคร่ืองคอมพิวเตอรไหน นอกจากหมายเลขดังกลาวแลวในเลเยอรนยังมี การี แนบวิธีการ Error Protection ทเรยี กวา “Cyclic Redundancy Check” ไปกับกระบวนการน้ีดวย แพค็ เกตทผ านเลเยอรท 2 จะถูกเรียกวาเฟรม (Frame) ขนั ตอนสุดทายกอนทขอมลู ี จะออกจากเครอ่ื งคอมพวิ เตอรนน จะตองผ านการ แปลงเพอใหอยูในรปู แบบทสี ามารถสงไปตามสื่อทใชในการสง ขอ มลู ได ขน ตอนนจ้ี ะเกดิ ในเลเยอรท 1 โดยเล เยอรฟส ิคอล จะแปลงเฟรมทไดรับมาใหอยูในรูป Binary Number พรอมสงตอใหกับสอเชนสาย ผชู้ ว่ ยศาสสตัญราญจาารณย์ ดหร.รจอื ันใทนรลจ์ รักิ าษพณยะคั ฆWเ์ พiศreless โดยอาศัยอากาศเปนสื่อกลางในการสงสญั ญาณ ดังน้ันขอมูลในเลเยอรท 1 จงึ ถกู
หนา ที่ 21 เรียกวา บติ (Bit) ช่อื ทใ ชี เ รยี กขอมูลเมอ ผา นเลเยอรต างๆ น้เี รียกวา “Protocol Data Unit” ดงั แสดงในรปู 2.4 ในฝง ของผรู ับ จะเกดิ กระบวนการทเ รยี กวา “De-Encapsulation” กระบวนการน้ีจะเปนกระบวนการท ยอนกลับของกระบวนการ Encapsulation ภาพที่ 2.4 ภาพแสดง Protocol Data Unit ในแตละเลเยอร เมอ ผื ูรับรับสัญญาณมาจากสายสัญญาณ ผรู บั จะทาํ การแปลงสัญญาณดังกลา วใหอยใู นรปู แบบของบติ ในเล เยอรท 1 และสงผานตอไปยังเลเยอรท 2 พรอมกันนั้นบิตก็จะถูกเปลี่ยนเปนเฟรม ทาํ แบบนจี้ นกระทงถึงเลั เย อรท 7 ซ่ึงจะเปนการถอดรหัส (Decode) เพอแสดงผลในในรูปแบบแอพพลิเคชันหรือซอฟตแวร ซึ่งผูร ับ สามารถเขาใจได 2.4 ตัวอยางอปุ กรณเครือขาย ในหวั ขอ นี้จะกลา วถึงอุปกรณทใ่ี ชใน Lower Layer (จากภาพที่ 2.1) ซงึ่ ไดแก รพี ที เตอร (Repeater) ฮับ (Hub) บรดิ จน (Bridge) สวิทส (Switch) และ เราเตอร (Router) 2.4.1 รพี ีทเตอร (Repeater) ทาํ งานในเลเยอรท่ี 1 ชว ยแกปญหาสญั ญาณไมชัดเจนในเครอื ขา ยทอ งถนิ่ ขนาด ใหญทมี่ กี ารสง สัญญาณทางสายสัญญาณ รพี ที เตอรจ ะชว ยในการกระตุน สัญญาณใหมีความแรงขน้ึ ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 22 ภาพที่ 2.5 ภาพแสดงการใชงาน Repeater 2.4.2 ฮบั (Hub) ทาํ งานในเลเยอรที่ 1 พัฒนามาจาก Repeater โดยมกี ารเพมทําห่ิ นาท่ีสรางสญั ญาณใหม กระตนุ สัญญาณ และกระจายสญั ญาณ ภาพที่ 2.6 ภาพแสดงการใชงาน Hub 2.4.3 บริดจน (Bridge) ทํางานในเลเยอรท ่ี 2 ทําหนา ทีต่ รวจสอบหมายเลข MAC address กอนที่จะสงตอ ขอมูล ไปยังเคร่อื งคอมพวิ เตอรหรือโหนดทเี่ ชื่อมตอกับบรดิ จน นอกจากน้ีบริดจนทาํ หนาทใี่ นการแบงขนาด ของ LAN และขนาดของ Collision Domain ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาที่ 23 ภาพที่ 2.7 ภาพแสดงการใชง านฺ Bridge 2.4.4 สวิทส (Switch) เปน อุปกรณท อ าจเรียกไดวา Multi-purpose สามารถทํางานไดในหลายเล เยอรในตัวเดียวกนั ขนอยกู ับรนุ ของสวทิ ส ในบทเรยี นนจี้ ะกลาวถึงสวทิ สทท า งานในเลเยอรท 1 และเลเยอรท 2 การทํางานของสวิทสแ สดงดังรูปท 2.8 สวทิ สจะทาํ หนาทในี การกรองสัญญาณ โดยพิจารณาจากคา MAC address และสงสญั ญาณไปยังโหนดท่ีตองการ นอกจากน้ียังทาํ หนา ท่ีในการกระจายการใชงานระบบเครือขา ย ซงึ่ เปน หนา ที่เดยี วกับฮับ ภาพท่ี 2.8 ภาพแสดงการใชงาน Switch 2.4.5 เราเตอร (Router) เปนอุปกรณท ีท่ าํ งานในเลเยอรท่ี 3มีหนา ที่สําคัญคือคน หาเสน ทางท่ีเหมาะสมสําหรับ สญั ญาณ โดยใชตารางแสดงเสน ทาง (Routing Table) และ โปรโตคอลเสน ทาง (Routing Protocol) ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาท่ี 24 ภาพท่ี 2.9 ภาพแสดงการใชงาน Router 2.5 การตดิ ตอสอื่ สารระหวา งเลเยอร การติดตอ สอื่ สารระหวา งแตล ะเลเยอรน นั จะเรม จิ ากกระบวนการใน Upper Layer กอน โดยมี รายละเอยี ดดังตอไปน ภาพท่ี 2.10 ภาพแสดงการตดิ ตอส่อื สารระหวาง Application Layer และ Presentation Layer การใหบรกิ ารในช้นั แอพพลิเคชัน (Application Service Elements: ASEs) แบงเปน 2 ประเภทคือ การใหบริการทวไป (Common-Application Service Elements: CASEs) และ การใหบริการพิเศษ ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 25 (Specific-Application Service Elements: SASEs) ดังรปู 2.10 ในการเรียกใชง านนน้ั จะเลือกใช CASEs หรอื SASEs อยา งใดอยา งหนึ่งเทานั้น โดย CASEs มี 4 แบบคือ 1. Association control service element (ACSE) – การตดิ ตอ สื่อสารระหวา งแอพพลิเคชันกับแอพ พลิเคชนั สามารถทําไดโดยการกาํ หนดความสัมพันธร ะหวางแอพพลิเคชันกบั แอพพลเิ คชัน ซง่ึ ใชแ อพ พลเิ คชันเอนตติ ้ีจากแตล ะแอพพลิเคชัน 2. Remote operations service element (ROSE) – กระบวนการ Request และ Reply ซงึ่ จ ะ เกดิ ขน้ึ หลงั จาก ACSE เชื่อมตอ กันเรียบรอย 3. Reliable transfer service element (RTSE) – อีลีเมนทชวยใหการสื่อสารมคี วามนา เชือ่ ถือ พรอ ม กนั นน้ั กม็ ีดําเนินการทํางานของเลเยอรท ีต่ า กวา อยูเ บื้องหลัง 4. Commitment, concurrence, and recovery service elements (CCRSE) – อลี เี มน ทใ่ี หบรกิ าร เก่ยี วกบั กระบวนการตางๆทเ่ี กีย่ วของในการตดิ ตอส่ือสาร Presentation layer ป ระก อบด ว ย Presentation protocol แ ละ Presentation Service Presentation protocol อ นุ ญา ตใ ห Presentation-service users (PS-users) ตดิ ตอ สอื่ ส า ร กบั Presentation service PS-user เปนเอนตติ ทข อใชบริการจาก Presentation layer การรองขอใชบ รกิ าร ตา งๆใน Presentation layer จะทําท่ี Presentation-service access points (PSAPs) โดย PS-users จะใช PSAP address เปน การระบุตวั ตนของ PS-user ซ่งึ เปนหมายเลขที่มีลัษณะเปน Unique Presentation service ทาํ หนา ทีร่ บั หรือสง Syntax และแปลขอมลู ไปยังหรือจาก PS-user ซง่ึ การใน ดาํ เนนิ ขน ตอนนี้ PS-user แตละคนจะใช Syntax ทแตกตี า งกนั เพราะฉะนั้นในการสงขอมลู จะตองมกี ารตก ลงระหวาง PS-user วาจะใช Syntax แบบไหนหรือ Presentation protocol แบบใด โดย OSI presentation layer service มขี อกําหนดอยูใ นมาตรฐาน ISO8822 และ ITU-T X.216 สว น OSI presentation protocol มีขอกําหนดอยูในมาตรฐาน ISO8823 ISO9576 และ ITU-T X.226 การทํางานของ Session layer ประกอบดวย Session protocol และ Session service โดย Session protocol จะทําหนา ทเป นตัวกลาง ระหวา ง Session –service user (SS-users) และ Session service SS-user จะเปน เอน ตติ ท ส งคํ าร องขอผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 26 เพอใ ชงาน Session layer ซ่งึ คํารองขอหรือ requests นจ้ี ะดาํ เนนิ การท Session-service access points (SSAPs) การดําเนินการตา งๆของ SS-user บน SSAP น้จี ะมกี ารระบุหมายเลขเฉพาะของแตละกระบวนการ หมายเลขเหลานเี้ รียกวา “SSAP address” Session service มกี ารใหบ รกิ าร 4 การบริการพืน้ ฐานคอื 1) สรา ง และยกเลิกการเชอ่ื มตอระหวาง SS-user 2) จัดรูปแบบของโทเคน 3) แทรก Synchronization point เพอแ จง จุดทสี ามารถทาํ การ Recover ได กรณีเดขอผดิ พลาด ในการเชอ่ื มตอ 4) ดาํ เนินการเก่ยี วกับการหยดุ การทํางานหรอื กระทําตอของ Session layer ตามความตองการของ SS-users ภาพที่ 2.11 ภาพแสดงการตดิ ตอสื่อสารระหวาง Presentation Layer และ Session Layer จากภาพท 2.11 จะเห็นความสัมพันธระหวาง SS-user และ SSAP ซึง่ SS-user จะดําเนนิ การสง service ใหกบั Presentation layer ที่ SSAP โดยใช Session protocol Session service มขี อ กาํ หนดอยูในมาตรฐาน ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาที่ 27 ISO8306 และ ITU-T X.2215 และSession protocol มีขอ กําหนดอยใู นมาตรฐาน ISO8307 และ ITU-T X.225 Upper layer อกี อันหน่ึงคือ Transport layer มหี นา ท 1) ระบปุ ระเภทของแอพพลเิ คชนั 2) ทําการ Segment ขอมูลและดาํ เนินการจัดการขอมลู แตล ะ Segment 3) ตดิ ตามการตดิ ตอส่ือสารแตล ะ line ระหวา ง แอพพลิเคชันจากตน ทางและปลายทาง และ 4) รวมขอมูลแตละ Segment เขาดว ยกัน การระบวุ าขอ มูลทอ ยี ูในระบบเครือขา ยเปนสวนหนึ่งของแอพพลเิ คชันใดนน้ั เปนหนาทห ี น่ึงทส าคญัํ ของ Transport layer ซงึ่ สามารถทาํ ไดโดยมกี ารเพม หมายเลขเฉพาะทเ รยกวี า Port number แนบไป กับ ขอมลู นัน้ ๆ หมายเลข Port number นเี้ ปนหมายเลขเฉพาะของแตละแอพพลิเคชัน และจะไมซ า กนั ภาพ 2.12 แสดงตัวอยางหมายเลขเฉพาะของอีเมลย เวบเพจ และออนไลนแชท ซง่ึ หมายเลขดงั กลา วคอื 110 80 และ 531 ตามลําดบั Port number จะถกู บรรจุใน Header ของแตละ Segment ซึง่ จะมีท้ัง Source และ Destination number เพอื ใหการจัดสง ขอมูลของแตละแอพพลิเคชนั มคี วามถกู ตอ ง การกาํ หนด Port number ใหกับแตล ะแอพพลิเคชันน้ันมหี ลายวธิ ี ทน ยิ มคอื ในสวนของ Server จะมกี ารกาํ หนด Port number ที่แนน อนไมม ีการเปล่ียนแปลง (Static) ภาพท่ี 2.12 ภาพแสดง Identifying conversation ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ที่ 28 แตในสวนของ Client น้ันจะเปนลกั ษณะตรงขา ม Client จะกาํ หนด Port number ในลกั ษณะ Dynamic ถา ตองการใชจึงทําการระบุ เมอ เสรจ็ สิ้นการใชงานกจ็ ะยกเลกิ Port number ดังกลา ว บางครง้ั จะ มกี ารเรยี กรวมระหวาง Port number และ IP address วา Socket หรือมกี ารเขยี นรวมกันดังตัวอยางเชน 192.168.1.20:80 ซ่งึ หมายความวา เครอ่ื งคอมพวิ เตอรเปน Web Server มี IP address 192.168.1.20 กาํ หนดใหใ ชงาน HTTP ผา นทาง Port number หมายเลข 80 อีกตัวอยา งหนึ่งถาเคร่อื งคอมพิวเตอรมี IP address 192.168.100.48 และตองการเปด เวบเบราเซอร หมายเลข Port number ทไ ดรบั จากการสมุ คอื 49152 สามารถเขียน Socket ไดค อื 192.168.100.48:49152 ประเภทของ Port number (มาตรฐาน IANA) แบง เปน 3 ประเภทคอื 1. Well Known Ports (Numbers 0 to 1023) – หมายเลข Port number ท ถูกส ง วนสําหรับ Service และแอพพลิเคชันมาตรฐาน เชน HTTP (web server) POP3/SMTP (e-mail server) และ Telnet. 2. Registered Ports (Numbers 1024 to 49151) - หมายเลข Port number ทกี่ าํ หนดให Process หรอื Request ตางๆ ของโปรแกรมหรอื แอพพลิเคชันที่มีการตดิ ตงั้ ในเครือ่ งคอมพิวเตอร 3. Dynamic or Private Ports (Numbers 49152 to 65535) - หมายเลข Port number ทกี่ าํ หนดให สําหรบั แอพพลเิ คชันบน Client เม่อื มกี ารสรา งการตดิ ตอ สื่อสาร (Initiating a connection) โปรโตคอลมาตรฐานทพ บใน Transport layer คอื Transmission Control Protocol (TCP) and User Datagram Protocol (UDP) ซง่ึ เปนโปรโตคอลท่ีชวยในการจัดการขอมูลของการตดิ ตอสื่อสารระหวาง ผใู ช ภาพ 2.14 แสดง Header field ของโปรโตคอลแตละประเภท UDP ตาม RFC768 จัดวาเปนโปรโตคอล ประเภท Connectionless มคี า Overhead ตาในการส่อื สารในระบบเครอื ขา ย แอพพลิเคชันท่ีใชไ ดแก Domain Name System (DNS) Video Streaming Simple Network Management Protocol (SNMP) Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Routing Information Protocol (RIP) Trivial File Transfer Protocol (TFTP) Online games และ VoIP เปนตน ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาท่ี 29 ภาพท่ี 2.13 ภาพแสดง Protocol headers in Transport layer ตาม RFC793 TCP จดั วาเปนโปรโตคอลประเภท Connection Oriented มคี า Overhead สูงตา ใน การสอื่ สารในระบบเครอื ขาย ซง่ึ คา Overhead ทีเ่ พมิ่ ขึ้นนี้ชวยทาํ ให TCP มีการทํางานทมี่ ปี ระสิทธิภาพมาก ขน คือ ความนาเชอ ถือ (Reliable) และการควบคมุ การสงขอ มลู (Flow control) จากภาพ 2.13 TCP header field จะมขี นาด 20 ไบต ในขณะท่ี UDP header field มีขนาด 8 ไบต ตวั อยางของแอพพลิเคชันท่ี ใช TCP เชน Web Browsers E-mail และ File Transfers เปนตน ภาพที่ 2.14 ภาพแสดง Segment and reassembly data ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 30 การสง ขอมู ลแบบ TCP ผรู บั ปลายทางสามารถแนใจไดวา ขอมูลทีไ่ ดรับนัน้ เปนขอมลู ชุดเดียวกัน จากผ สง เน่ืองจากในการสง ขอมูลตามกระบวนการ Encapsulation (หวั ขอ 2.3) แอพพลเ คชนั จะสง ขอมู ลทง หมด ตามขนาดท่ีผูใ ชตองการ แตใ นทางปฏิบตั ินน้ั ขอ มูลขนาดใหญไมส ามารถสง ไดในคร้งั เดียว เพราะอาจ เส่ยี งตอ ความเสยี หายของขอมลู และ Buffer สํารองในเครอื ขายนน จั ะไมมกี ารสํารองเพอแอพพลเิ คชันใด แอพพลิเค ชันหน่ึง ดงั นั้นการทํางานในเครือขายจะมโี ปรโตคอลท่ีชวยในการจัดการขนาดของขอมูลให สามารถสง ไดตาม ขนาดของสื่อ หรอื ตามขนาดของชองสญั ญาณ เฟรมของ TCP จะมีฟล วสาํ หรับใสมาย เลขของชิ้นขอมลู (Sequence number) เมอ่ื ขอมูลเดินทางมาถึงผรู ับ TCP จะรอจนขอมลู มาครบและทําการ เรยี งลาํ ดับ กอนที่ จะสงใหเลเยอรตอไป ซงึ่ ถา เปน UDP จะไมมกี ารเรยี งลําดบั ขอมลู ขอ มูลให แตจ ะสงขอมลู ใหเ ลเยอรต อไปเลย การสง ขอมลู แบบ UDP นั้นนอกจากทจี ะไมมกี ารเรยี งลาํ ดับของขอมลู แลว พจิ ารณา จาก UDP Header จะ พบวา UDP ยงั ไมมีการรบั ประกนั วา ผรู บั ไดรับขอมูลครบตามท่ผี ูสงตองการอีกดว ย ซ่ึง ในทางตรงกันขาม TCP Header มฟี ลว ซ่งึ ชวยในการ Acknowledgement ของการรับและสงขอ มลู กระบวนการทใชี ขอมลู Acknowledgement ดงั กลา ว เรยี กวา Tree-way handshake Three-way handshake เปนกระบวนการทสรางความนาเช่ือถือใหกับ TCP ประกอบดวย กระบวนการหลัก 3 กระบวนการดว ยกนั คอื (1) การสรางการเชอ มตอ (Connection establishment) (2) การสงขอมลู (Data transferring) และ (3) ยกเลกิ การเช่อื มตอ (Terminate connection) ภาพที่ 2.15 ภาพแสดง Connection establishment ใน Three-way handshake ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ที่ 31 การสรางการเชอ มตอ (Establish Connection) ในกระบวนการนประกอบดวยขนตอน 3 ช้ันตอน (ดัง แสดงในรปู 2.15) คือ 1. เริม่ ตนการทาํ งานโดย ผสู ง (Sender หรือ Client) สง Segment ไปยงั ผูร บั ท่ีตอ งการตดิ ตอดวย (Receiver หรอื Server) Segment ทส งไปนนั บ รรจุ Sequence number 2. Receiver ตอบกลับดวย Segment ทบรรจุดวยคา 2 คา คือคา Acknowledgement ซ่ึงเปน คา ทีบ่ วกไปอีก 1 ของ Sequence number ทไ่ี ดรับจาก Sender และ คา Sequence number ของ receiver เอง 3. Sender จะตอบกลบั Receiver โดยสง Segment ทป รี ะกอบดวย คา Acknowledgement ของ Receiver บวกหน่งึ การสรา ง Connection จงึ เสรจ็ สมบูรณ ภายใน Segment ทส ง ระหวาง Sender และ Receiver มี Field ทบ ี รรจุ ขอมูลคว บคมุ (Control Information) ซ่ึงใชใ นการจดั การการทาํ งานของกระบวนการ Three-way Handshake ซึ่งมรี ายละเอียดดังน - Urgent pointer field significant (URG) - Acknowledgement field significant (ACK) - Push function (PSH) - Reset the connection (RST) - Synchronize sequence numbers (SYN) - No more data from sender (FIN) ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาท่ี 32 ภาพที่ 2.16 ภาพแสดง Transferring ใน Three-way handshake การสงขอ มลู (Data Transferring) เมอ กื าร Establish connection สมบรู ณ Sender จะเรม ทาํ การสง ขอมูลในรูปแบบ Segment ตามขนาดของ Window size ทสามารถสงได Receiver กจ็ ะ Acknowledge การสงขอ มูลดังกลา วดว ยการสง คาของหมายเลข Sequence number ตัวสดุ ทายทไดรบั บวกดว ยหน่ึงเสมอ และขน้ั ตอนเหลา นจ้ี ะทําซาไปเรื่อยๆๆจน Sender สงขอมูลครบ การยกเลกิ การเชอ มื ตอ (Terminate connection) ในกระบวนการนป ระกอบดว ยการแลกเปลยนขอ มูลระหวา ง Sender และ Receiver 4 ขน้ั ตอน ดงั แสดงในรปู ขางลา ง ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 33 ภาพที่ 2.17 ภาพแสดง Terminate connecting ใน Three-way handshake 1. เมอ ื Sender ไดรับ Acknowledgement ของการรบั ขอมูลจาก Receiver เรยี บรอยแลว (การ ตรวจสอบความครบถวนของขอมูล ดูจากกระบวนการ Data Transferring) Sender สง Segment ซง ภายในบรรจุ Control “FIN” เพอเปื นการแจงให Receiver ทราบวา จะไมม ขี อมูล สง มาอีก 2. Receiver จะสง Acknowledgement กลบั เพื่อบอกให Sender ทราบวาไดร ับ Segment ในขอ ท่ี 1 3. หลังจากท Receiver ทําขนตอนท 2 เรยี บรอยแลว Receiver จะสง Segment ซ่งึ ภายในบรรจ Control “FIN” เพ่ือแสดงวา การรบั ขอมูลเสร็จส้ิน 4. Sender จะสง Segment เพือ่ Acknowledge Segment ของ Receiver หลังจากน้ัน การ เชอื่ มตอนี้จะถูกตัดทนั ที Lower Layer ลําดับแรกทถัดจาก Upper Layer คือ Network Layer ซึ่งเปนเลเยอรลําดับท 3 ใน OSI มี หนาทใหบริการการแลกเปล่ียนขอมูลระหวางอุปกรณเครือขาย ซ่ึงการทํางานในลักษณะ End-to-end น ประกอบดว ยกระบวนการทา งาน 4 กระบวนการดว ยกนั คอื 1. Addressing – Network layer ตองทาการํ กาํ หนด Address ใหกบอปุ กรณเ ครอื ข ายทจ ี ะ ทาํ การแลกเปลี่ยนขอ มลู กนั ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 34 2. Encapsulation – Network layer ตอ งทาการํ Encapsulate ขอมลู แตล ะชนิ้ ทร บั มา จาก Transport layer แลวทําการแนบหมายเลข IP Address ของอุปรณเ ครอื ขา ยทง สอง ซงึ่ IP Address อุปกรณเครอื ขา ยทเ รม สิ ง จะถกู เรียกวา Source Address และ IP Address ของ Receiver จะถกู เรยี กวา Destination Address ขอมูลทผานี การ Encapsulate แลวจะถกู เรยี กวา “Packet” หลังจากนั้น Packet จะถูกสงไปยัง Data Link layer เพอเ ตรียมพรอ ม ในการสงผานส่อื ท่ใี ชต อไป 3. Routing – Network layer ทาํ หนาทค นหาเสนทางในการสง Packet ไปยงั Destination host 4. Decapsulation – เมอ Packet เดนิ ทางมาถงึ Destination host หนา ทข่ี อง Network layer คอื การตรวจสอบวา Packet ที่มาถึงน้นั เปน Packet สาํ หรบั Host Data Link Layer เปน Lower Layer ทถดั จาก Network Layer มหี นา ทใ นี การแปลงขอมลู ทร บั มา จาก Network Layer ใหเ หมาะสมกับสอ ื ทจี ะใชใน Physical Layer สว นเกย ี วของกบั การทาํ งานในระบบ เครอื ขา ย ซงึ่ เมอ Packet เดนิ ทางมาถงึ Data Link Layer จะถกู จดั ใหอยใู นรปู แบบ Frame พรอมกบั เพม ิ ข อมลู ท่จี าํ เปน ตองใชใ นการแปลงขอมูล ดงั รปู ขา งลา ง ภาพท่ี 2.18 ภาพแสดงสวนประกอบของเฟรมทั้งตามมตรฐาน IEEE 802.3 และ Ethernet Frame ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 35 Packet ทถกู สี งลงมาจาก Network Layer จะถกู เพม ิ โครงสรางของเฟรม โดยจะเพม ิ Frame header ทขางหนา Packet และเพม Frame trailer ที่สวนทายของ Packet ขอ มูลสว นทเ พม เขา มาเรยี กวา Field ซงึ่ Frame ในเลเยอร II น้ีมีดวยกัน 2 มาตรฐานคือ Ethernet และ IEEE 802.3 ขอแตกตางของ มาตรฐานทง สั องนั้นคือสวน Header ของเฟรม ดังแสดงในรูป 2.18 มาตรฐาน IEEE 802.3 จะมีStart of Frame Delimiter (SFD) ขนาดของเฟรมทง สองแบบจะเหมือนกนั คือนอยทส ดุ มคี าเทา กบั 64 ไบต และมาก ทสุด 1518 ไบต จะมีพิเศษคือมาตรฐาน 802.3a ซงึ่ ถูกกาํ หนดขน เพอ รองรับ Virtual Local Area Network (VLAN) จงึ มขี นาดเพม ขนเปน 1522 ไบต ขนาดของเฟรมนม้ี ผี ลตอการสง ขอ มูลคอื ถา ขอมลู ทมกี ารสง ขอมูล ขนาดเล็กกวาขนาดต่ําสุดของเฟรม หรือมีการสงขอมูลขนาดมากกวาขนาดสูงสุดของเฟรม ขอมูลนั้นจะถูก drop หรืออาจถูกสงสัยวาเปนขอมูลทอั นตราย Media Access Control Address (MAC Address) เปน สวนประกอบหนึ่งของเฟรม ซึ่งจะอยูทงใน Source Address และ Destination address โดยท MAC Address นเ้ี ปนหมายเลขที่อยูใน Network Interface Card ทําหนา ท่ีระบตุ ัวตนของ Host บนระบบเครอื ขา ย มขี นาด 48 บิต หมายเลขน้ีจะไมซากนั เนองื จาก 24 บิตแรกจะเปนรหัสของโรงงานทผลิต สว นอกี 24 บติ ท เหลือจะเปน จาํ นวนนับทโ รงงานน้ันผลิต ดังแสดงตวั อยา งในภาพ 2.19 เมอ อุ ปกรณทใชในการสงขอ มลู สงตอ ขอ มูลเขา สเู ครือขา ย ภาพท่ี 2.19 ภาพแสดงสวนประกอบหมายเลข MAC Address ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาท่ี 36 หมายเลข MAC address ที่อยภู ายในเฟรมกจ็ ะถกู สงเขาสรู ะบบเครอื ขายดว ย NIC ทอี่ ยใู นเครอื ขา ย จะดูเฟรมทสงผานวาหมายเลข MAC address ปลายทางดังกลาวใชหมายเลขเดียวกับ Physical Address ของตนหรือไม ถาไมใชก็จะ discard เฟรมที่ copy มา ถาใชก็จะสงตอไปยัง Upper Layer เพอ ทาํ การื De- Encapsulation ตอไป หมายเลข MAC Address นใ้ี ชสาํ หรบั การสงขอมลู 3 แบบดวยกนั คอื 1) Unicast 2) Broadcast และ 3) Multicast ภาพที่ 2.20 ภาพแสดง Unicast Communication Unicast Communication จะเกิดขน้ึ เม่อื ผสู ง ตองการสง ขอมูลไปยังผรู ับเดียวเทานัน้ จากภาพ 2.20 สงั เกตจาก Field Destination MAC และ Destination IP จะพบวา เปนตัวเลขของ MAC Address หมายเลข เดยี ว และ IP Address หมายเลขเดียวเทานั้น ซง่ึ จะตางจาก Broadcast Communication ในภาพ 2.21 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาที่ 37 ภาพที่ 2.21 ภาพแสดง Broadcast Communication ในภาพ Broadcast Communication สงั เกตท Field Destination MAC จะพบวา เปน F ทั้งหมด และ Destination IP จะพบวา IP Address ลงทา ยดว ย 255 แสดงวา Sender ตองการสงไปยังทุกๆๆโหนด ในเครอื ขา ย สวน Multicast Communication (ภาพท 2.22) น้ันก็สังเกตจาก Destination MAC และ Destination IP เชนเดยี วกกนั โดยท่ี Address ทง้ั สอง Field จะอยูในลกั ษณะกลุม ภาพที่ 2.22 ภาพแสดง Multicast Communication ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาที่ 38 เลเยอรลางสุด Physical Layer เปนเลเยอรทเช อมตอกับส่ือท่ีใชในการสื่อสาร ซงึ่ การศกึ ษาในเลเยอรน จ้ี ะ ประกอบดวยสื่อทใ่ี ชใ นการสง ขอมลู สอื่ ท่ใี ชในการสงขอมูล ในที่น้คี ือ สายคบู ิดเกลยี ว สายโคแอกเชยี ล ใยแกว นําแสง และการสงสัญญาณแบบไรสาย สายคบิ ดเกลยี วเปนสายทองแดงทม ฉี นวนหมุ จบั กนั เปน คู บิดเปน เกลยี วจาํ นวน 4 คู การบดิ เปน เกลียวนช้ี ว ยลด Crosstalk นยิ มใชภายในอาคาร ภาพที่ 2.23 ภาพแสดง สายคูบิดเกลยี ว ตารางท่ี 2.1 แสดงการเปรียบเทยี บประเภทของสายคูบดิ เกลยี ว สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) เปนส่ือที่นิยมใชภายนอกอาคารเน่ืองจากมีฉนวนปองกันสภาพ อากาศ สวนประกอบของสายโคแอกเชียลแสดงดังภาพ 2.24 สายโคแอกเชียลมี 2 ประเภทคอื 1) Baseband ใชในการสง ขอ มลู ของสญั ญาณดจิ ิตอล สามารถนาํ สญั ญาณไดในระยะทางไกล เชนสายเคเบิลทีวี เปน ตน 2) Broadband ใชใ นการสง ขอ มลู ของสัญญาณอะนาล็อก เชนสัญญาณโทรทศั น เปนตน ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาท่ี 39 ภาพท่ี 2.24 ภาพแสดงสวนประกอบของสายโคแอกเชียล • Conductor เปนแกนทองแดง ทาํ หนา ท่เี ปน ตวั นาํ สญั ญาณ • Insulator เปน ฉนวนหุมตวั นาํ สญั ญาณ • Braid เปนโลหะหรือทองแดงท่ีถักหมุ ฉนวนตลอดทั้งเสน ทาํ หนาที่ปองกันสญั ญาณรบกวน และ ปองกนั การแพรกระจายของคลน่ื สญั ญาณออกมาภายนอก • Plastic Jacket เปนสว นหอหุมภายนอก เพอื่ ปองกันการฉกี ขาดของสายภายใน ใยแกว นําแสง เปนสายสัญญาณที่มี Noise นอยทสี่ ุด หรอื แทบจะไมมีเลย เปน การทาํ งานแบบ Half duplex มี 2 ประเภทคอื Single mode และ Multimode สว นประกอบของใยแกว นาํ แสงแสดงดังภาพที่ 2.25 ภาพท่ี 2.25 ภาพแสดงสวนประกอบของใยแกวนําแสง ผชู ้ ว่ ยศาสตตารราาจงาทรย่ี ์2ด.2ร.จแันสทดรงจ์ กริ าารพเยปัครฆียเ์ บพเศทยี บ Single mode และ Multimode
หนาท่ี 40 การสงสญั ญาณแบบไรส าย เปนการใชคลนื่ แมเ หลก็ ไฟฟา ในการสงขอมลู ภาพท่ี 2.26 ภาพแสดงสเปคตรัมคล่นื แมเหล็กไฟฟา ภาพ 2.26 แสดงสเปคตรัมของคล่นื แมเ หลก็ ไฟฟา คลื่นวิทยุ คลืน่ ไมโครเวฟ และอินฟาเรด มีการสง สญั ญาณโดยแปลงความสูงและความถ จึงนิยมใชในการสงขอมูลเพราะ สัญญาณของคล่ืนดังกลา วไมกอใหเกิด อันตราย ในขณะท UV X-Ray และGamma เปน การสงสญญาณั โดยใชเทคนคิ ในการสรางสญั ญาณ ซง่ึ สญั ญาณดังกลาวนัน้ มีผลกระทบตอสุขภาพของสิ่งมีชีวติ การสง สญั ญาณของคลื่นระหวางสถานีมี 2 ลกั ษณะ คือ 1) การสงสัญญาณโดยอาศยั ความโคง ของผิวโลก เปนการสงสญั ญาณของคลื่นทม คี วี ามถ ตาํ (Low Frequency: LF) ถงึ ความถป านกลาง (Medium Frequency: MF) ระหวา ง 104Hertz และ 106 Hertz 2) การสง สญั ญาณโดยอาศยั ชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟย ร เปนการสงสญั ญาณของคลืน่ ทม คี วี ผชู ้ ว่ ยศาสาตมรถาสจางู รี ย์ ด(รH.จigันhทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ท่ี 41 Frequency: HF) ถงึ ความถ่ีสูงมาก (Very High Frequency: VHF) ระหวาง 107Hertz และ 108 Hertz การ สง สัญญาณท้ัง 2 ประเภทแสดงดังรูป 2.27 ภาพท่ี 2.27 ภาพแสดงการสง สญั ญาณคลน่ื ระหวา งสถาน การติดตอสื่อสารทาง ดาวเทยี มทใ ชี ใ นการติดตอ ส่ือสารแบงเปน 3 ประเภทคอื Geostationary Earth Orbit Satellites Medium-Earth Orbit Satellites และ Low-Earth Orbit Satellites ภาพท่ี 2.28 ภาพแสดงประเภทของดาวเทยี มท่ีใชในการตดิ ตอส่ือสาร 1. Geostationary-Earth Orbit Satellites เปนดาวเทียมสอ่ื สารทเ คล่อื นทส ูงจี ากผวิ โลกระหวา ง 200, 00 กิโลเมตรถึง 35,000 กโิ ลเมตร มีเขตรบั สัญญาณพน ื ท Foot Print ทก วางมากทส ดุ ในบรรดาดาวเทยี ม ด วยกัน ตวั อยางเชนดาวเทียมท่ีใชใ นการถา ยทอดสดรายการ TV ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 42 2. Medium-Earth Orbit Satellites เปนดาวเทยี มทเ คลื อนทสงู จี ากผิวโลกระหวาง 5,000 กิโลเมตรถงึ 15,000 กโิ ลเมตร ดาวเทียมประเภทนเ้ี ชน ดาวเทียมที่บอกพิกดั ทางภูมศิ าสตร เปนตน 3. Low-Earth Orbit Satellites เปน ดาวเทยี มทเี่ คลือ่ นทีใ่ กลผ ิวโลกมากทีส่ ุด เอกสารอา งองิ สลั ยทุ ธ สวา งวรรณ (2547), “CCNA 1 – Cisco Network Academy Program”, Pearson Education Indochina LTD. สัลยทุ ธ สวางวรรณ (2547), “CCNA 2 – Cisco Network Academy Program”, Pearson Education Indochina LTD. Tanenbaurn, Andrew S. (2003), “Computer Network” Pearson Education, Inc William, S. (2004), “Computer Networking with Internet Protocol and Technology”, Pearson Prentice Hall. www.cisco.com ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนา ท่ี 43 บทที่ 3 Internet Protocol Address Internet Protocol Address (IP Address) จัดไดวา เปน Logical address เปน โปรโตคอลท่ีทํางานในเล เยอรท่ี 3 มีหนาที่บอกตําแหนงหรือท่ีอยูของ Host บนระบบเครือขาย ในหัวขอนี้จะแสดงรายละเอียดของ Internet Protocol version 4 (IPv4) ตามมาดว ยการแบง Subnet และแนะนํา Internet Protocol version 6 (IPv6) 1. Internet Protocol Address version 4 (IPv4) Header ของ IPv4 (ภาพ 3.1) ประกอบดว ย • Version – บอกเวอรชั่นของ IP Address ในท่นี ้ีคือ IPv4 • Internet Header Length (IHL) – ขนาดภายใน Header • Differentiated Services Code Point (DSCP) – ประเภทของ service ภาพที่ 3.1 ภาพแสดง Header ของ IPv4 • Explicit Congestion Notification (ECN) –ขอ มูลเกี่ยวกบั การขดั ขอ งของการจราจรที่พบเหน็ ในเสนทางการเดนิ ทาง ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ท่ี 44 • Total Length – ความยาวของ IP packet • Identification – ในกรณีท่ี Packet ถกู แบง Identification จะเกบ็ ขอ มูลหมายเลขของ Packet ยอ ย • Flags –เปน ลักษณะการแจงเตือนวามกี ารแบงเปน Packet ยอ ย หรอื เปลา • Fragment Offset –บอกตําแหนง ของ Packet ยอ ย • Time to Live (TTL) – อายุของ Packet ชว ยหลีกเล่ียงการทาํ งานวนซา • Protocol – บอกวา Packet ใชง านโปรโตคอลประเภทใดในการสงขอมลู (TCP หรือ UDP) • Header Checksum – keep checksum value of entire header which is then used to check if the packet is received error-free • Source Address – IP address ของผูส ง • Destination Address - IP address ของผูร บั • Options – สามารถใชเปน ขนาดทเี่ พม่ิ ขน้ึ ของ IHL หรือเก็บขอ มูลประเภท Time Stamp หรอื Security 3.2 IPv4 Addressing IPv4 มขี นาด 32 บติ และใชจ ดุ ในการแบงโดยแบงเปน 4 กลุมยอย ในแตละกลุมมเี ลขฐานสอง 8 บติ เพราะฉะนั้นจะเรยี กแตละกลุม วา Octet ดงั แสดงในภาพ 3.2 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาที่ 45 ภาพที่ 3.2 ภาพแสดงลักษณะของ IP Address version 4 บนเครือขา ย เพอ สืะดวกในการเรยี กและนําไปใชง าน ภาพ 3.3 จะแสดงการแปลงจาก Binary ไปเปน Decimal ในแตล ะ Octet IPv4 แบง ออกเปน 5 คลาสตามลกั ษณะการใชง านดังแสดงในตาราง 3.1 ภาพที่ 3.3 ภาพแสดงแสดงการแปลงจาก Binary ไปเปน Decimal ในแตละ Octet ตารางท่ี 3.1 แสดง Class ตา งๆ ของ IPv4 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 46 จากตารางท่ี 3.1 IP Address ที่อยูใน Class A 32 บิตจะประกอบดวย Network bit จํานวน 8 บิต และ Host bit จํานวน 24 บติ โดยท Network bit จะเปน หมายเลขทไ มมกี า รเปล่ียนแปลง สวน Host bit จะเปน หมายเลขทมีการเปล่ียนแปลงได หรือหมายเลขทมลี ักษณะเปน ชวง ตัวอยางหนวยงานขนาดใหญแหงหน่งึ มี การจดทะเบียนเพอขอใช IP Address หมายเลข IP Address ทไดรบั คอื 12.0.0.0 ทางหนวยงานสามารถทาํ การแบงหรือนําหมายเลข IP Address ไปใชงานไดตั้งแตหมายเลข 12.0.0.1 ถึงหมายเลข 12.255.255.255 จะพบวา Network bit ทก ลี า วถงึ คือ หมายเลข “12” (Octet ที่ 1) และ Host bit คอื “0.0.0” (ชวงของ IP Address ใน Octet ที่ 2- Octet ที่ 4) ลกั ษณะของ IP Class B และ Class C ก็เปน เชนเดียวกันกับ ตัวอย าง ขา งตน สวน IP Class D และ Class E นัน้ จะไมมกี ารนาํ มาใชเ พราะจะถกู สํารองไวสาํ หรบั การทาํ Multicast การติดต้ัง การใชง านอุปกรณเ ครือขา ยหรือ Routing Protocol อนๆ นอกจากทแ บง IP Address เปน Class แลว IP Address ยังถูกจดั กลมุ เปน Public IP Address และ Private IP Address ประเภทแรก น้ันเปนไอพี ในแตล ะคลาสท่ใี ชในระบบเครอื ขาย สวนอกี ประเภทนั้นเปนไอพีที่ถูกออกแบบใหใชภายใน Private network ซง่ึ Private IP Address ไดแก 10.0.0.0 - 10.255.255.255 172.18.0.0 - 172.31.255.255 และ 192.188.0.0 – 192.188.255.255 3.3 การแบงเครือขา ยยอ ย (Subnet) ในระบบเครือขายน้ันเม่ือมีการคนหาเสนทางโดยใช Routing protocol ประเภทตางๆ จะมีการสง Packet ทมี่ ขนาดเลก็ เพอทาํ การตรวจสอบเพอ คนหาตาํ แหนงของ Host หรอื โหนดทกุ โหนด ทม ี IP Address ดังน้ันถา ไมมกี ารแบง Subnet คา Overhead บนเครอื ขายและบนอปุ กรณเ ครอื ขาย เชน เราเตอรและสวิทส จะมีคาสูงมาก สงผลใหการทํางานของระบบเครือขายลาชา ดังนนการแบงเครือขายจะเขามาชวยในการ ทํางานและลดคา Overhead ดังกลาว การแบงเครอื ขา ยยอ ยมี 2 ประเภทคอื Fixed length Subnet Mask (FLSM) และ Variable Length Subnet Mask (VLSM) FLSM เปน การแบง เครอื ขา ยยอ ยโดยทท กุ เครอื ขา ย ยอยมี Subnet Mask เหมือนกัน นนั่ หมายความวา เครอื ขายยอยเหลา น้ันมีลักษณะ Classful subnetting คือ ทุกเครอื ขา ยยอยจะตองมจี ํานวน IP Address ทเี่ ทากัน วิธีการแบง Subnet สามารถคํานวณไดจากสูตร 2n -2 >= จํานวน Subnet โดยที่ n คอื จาํ นวนบิตทข่ี อยมื จาก Host bit และ -2 คอื การลบ IP Address ทีเ่ ปน subnet all zero (subnet ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนา ที่ 47 address) และ subnet all one (broadcast address) ตวั อยา งท่ี 1 จากรปู ขางลางกาํ หนดให IP Address ที่ใชคอื 203.20.1.0/24 จงหาจาํ นวน Subnet หมายเลข IP Address ของแตล ะ Subnet และจํานวน IP Address ในแตล ะ Subnet พิจารณาจากรปู จะพบวาจํานวน Subnet ทีส่ ามารถเกดิ ขน้ึ ไดค ือ 2 Subnet คําตอบท่ี 1 ดงั นน้ั แทนคา ในสตู ร 2n -2 >= จาํ นวน Subnet จะได 2n -2 >= 2 2n >= 4 n ≈2 IP Address 203.20.1.0/ 24 เปน IP Address คลาส C ดงั นน้ั Host bit ทสี ามารถขอยืมมาใชไ ดจะเรมท Octet ที่ 4 การขอยมื บิตเพอ่ื สราง Subnet แสดงดังตอไปน 203. 20 . 1 . 00 | 000000 203.20.1.0 Subnet #0 203. 20 . 1 . 01 | 000000 203.20.1.64 Subnet #1 203. 20 . 1 . 10 | 000000 203.20.1.128 Subnet #2 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ
หนาท่ี 48 203. 20 . 1 . 11 | 000000 203.20.1.192 Subnet #3 เพราะฉะนั้น IP Subnet Address ของ Subnet ทงั้ สองคือ 203.20.1.64 และ 203.20.1.128 ตามลําดับ คาํ ตอบที่ 2 พิจารณา Host bit ใน Octet ที่ 3 จะพบวา มี Host bit ทเ หลือจาการขอยืม 6 บิต เพราะฉะนนั้ ในแตละ Subnet จะมจี าํ นวน IP Address เทากับ 26 หรอื 64 IP Address คําตอบท 3 ตัวอยา งท่ี 2 ถา IP Address ทไดรับมาคอื 194.17.10.0/27 จงคาํ นวณหาจาํ นวน Subnet และจํานวน IP Address ของแตละ Subnet /27 เปน Prefix ซ่ึงบอกใหทราบวา หมายเลข IP Address ดงั กลาวมี Network bit จํานวน 27 บิต และมี จํานวน Host bit 5 บติ เพราะฉะนน้ั สามารถนํามาเขียนแบง ไดดังรูปขา งลา ง Network bit 27 บิต 194. 17 . 10 . 000 | 00000 194.17.10.0 Subnet #0 194. 17 . 10 . 001 | 00000 194.17.10. 32 Subnet #1 194. 17 . 10 . 010 | 00000 194.17.10. 64 Subnet #2 194. 17 . 10 . 011 | 00000 194.17.10. 96 Subnet #3 194. 17 . 10 . 100 | 00000 194.17.10. 128 Subnet #4 194. 17 . 10 . 101 | 00000 194.17.10. 160 Subnet #5 194. 17 . 10 . 110 | 00000 194.17.10. 192 Subnet #6 194. 17 . 10 . 111 | 00000 194.17.10. 224 Subnet #7 เนื่องจาก 194.17.10.0 เปน IP Address คลาส B ดงั น้นั ที่ Octet ท่ี 3 สามบิตแรก จะบอกจาํ นวน Subnet ดงั นน้ั IP Address 194.17.10.0/27 มจี าํ นวน Subnet ทงั หมด 8 Subnet คาํ ตอบท่ี 1 ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
หนาท่ี 49 พิจารณา Host bit ใน Octet ที่ 3 จะพบวา มี Host bit ทเ หลอื จาการขอยืม 5 บติ เพราะฉะนน้ั ในแตล ะ Subnet จะมีจาํ นวน IP Address เทา กับ 25 หรือ 32 IP Address คาํ ตอบท 2 VLSM เปน การแบง เครอื ขา ยยอ ยโดยทใ่ี นเครือขา ยยอยนั้นอาจจะมี Subnet Mask และจาํ นวน IP Address ไมเ ทา กนั เรียกลกั ษณะดงั กลา ววา Classless Subnetting ภาพท่ี 3.4 ภาพแสดงเครือขายทเี่ กดิ จากการแบง Subnet แบบ VLSM จากภาพ 3.4 หมายเลข IP Address ท่ที างหนว ยงานไดรับมาน้ันคือ IP Class B หมายเลข 172.16.0.0/16 172316.1.0 /24 is divided into smaller subnets: /27 /27 is divided into smaller subnets: /30 วธิ ีการแบง Subnet สามารถคาํ นวณไดจากสตู ร 2n -2 >= จํานวน IP Address Host โดยที่ n คือ จํานวนบติ ท่ขี อยมื จาก Host bit และ -2 คือการลบ IP Address ทเ่ี ปน subnet all zero (subnet address) และ subnet all one (broadcast address) ผชู ้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ
Search
