บทที่ 1 - 3 Networking

หนา ที่ 1 บทท่ี 1 Internet & Networking ในบทนี้จะศึกษาเกี่ยวกับประโยชนของอินเตอรเน็ตท่ีนํามาประยุกตใชกับธุรกิจตางๆ มาตรฐานที่ จําเปนในระบบเครือขายคอมพิวเตอร รูจักกับผูใหบริการอินเตอรเน็ต (Internet Service Provider) การ ทาํ งานของ Point Of Presence (POP) Internet Exchange Point (IEP) อุปกรณแ ละหนาที่ของ ISP ในการ เชอื่ มตอ อินเตอรเน็ต หลกั ในการตดิ ตอส่อื สาร และการติดตอส่อื สารในเครอื ขายทอ งถน่ิ 1.1 อินเตอรเน็ตคืออะไร (What is the Internet?) อินเตอรเน็ต (Internet) มาจากคําวา Inter และ Net มีความหมายวาการติดตอส่ือสารระหวาง เครือขาย อินเตอรเ น็ตจัดไดว า มีการใชงานท่วั ไป อาจกลา วไดวา มันไดกลายเปนสวนหนึง่ ในชวี ิตประจําวนั การ ใชอินเตอรเน็ตนั้นจาํ เปน ทีจ่ ะตอ งมีโครงสรา งทีช่ ว ยในการติอตอ ส่ือสาร หรอื เชื่อมโยงขอ มูลระหวางเครือขายท่ี เรียกวาเครือขายคอมพิวเตอร ภาพขางลางแสดงการเชื่อมโยงของเครือขายแบบงาย พรอมการประยุกตใช อนิ เตอรเน็ตผานเครือขาย การใชงานของอินเตอรเน็ตทางดานธุรกิจน้ัน สงผลใหก ารทํางานของพนักงานไมได จํากัดแคภายในสํานักงานเทานั้น พนักงานสามารถทํางานนอกสถานที่ เชนท่ีบาน ที่ Site งานของลูกคาหรือ แมกระทง่ั ในทสี่ าธารณะอื่นๆ โดยผา นทางระบบเครือขา ย แอพพลเิ คชันตา งๆกส็ ามารถใชงานผา นทาง ภาพท่ี 1.1 แสดงตวั อยา งการใชง านอินเตอรเ นต็ ผานระบบเครือขา ย ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ

หนาท่ี 2 ระบบเครือขายได ซ่ึงแอพพลิเคชั้นเหลานี้น่ีเองท่ีเปรียบเสมือนเคร่ืองมือที่ชวยในการทํางาน และชวยให ประหยัดงบประมาณในการเดินทางและติดตอสื่อสารทางธุรกิจ ตัวอยางเชน การประชุมของสํานักงานใหญ และสํานักงานยอย ท่ีมีทต่ี ้ังอยใู นท่ีตางๆหา งไกลกันนั้น สามารถใช Digital board และVDO conference ซึ่ง ชว ยลดคา ใชจายในการเดินทาง เปนตน อีกตัวอยางหนึ่งจะเปนการใชบริการคาขายโดยผานระบบ เครือขา ย เชนการสรางรานคาบนเวบไซตหรือบนเฟสบุค การใชบริการประเภทนี้ชว ยลดตนทุนของสินคาแกผู จาํ หนาย ผูจาํ หนายไมตอ งเสยี คาใชจ ายในการสรา งรานคา ในสวนของลกู คาน้ันนอกจากไมตองเสียเวลาในการ เดินทาง แลวยังสามารถสามารถดูรายละเอียดของสินคา สามารถสั่งสินคาและชําระเงินผานทางเวบไซตได อยา งไรก็ตามการใชบ ริการเครือขา ยขางตนนั้น ถาไมม ีความรูความเขา ใจที่เพยี งพออาจจะกอ ใหเกดิ การสูญเสีย ในดานคาใชจ าย และความไมปลอดภัยได อนั เนื่องมาจากอุปกรณท ใ่ี ชและอาชญากรรมได ภาพท่ี 1.2 แสดงตวั อยา งมาตรฐานในการผลิตอุปกรณใ นระบบเครือขา ย อุปกรณหรือซอฟตแวรท่ีใชในระบบเครือขายน้ันจําเปนท่ีจะตองผานการตรวจเพื่อรับรองมาตรฐาน การใชงาน และเพ่ือความปลอดภัยของผูใชงานเอง ตัวอยางมาตรฐานเชน International Organization for Standard (ISO) เปนมาตรฐานที่ยืนยันความสามารถของอุปกรณการทํางานไดระดับหน่ึง ตามขอตกลงของ อปุ กรณนั้น เชนเดียวกับการใชงานแอพพลเิ คชันอิเลค็ ทรอนิกสเ มล (Electronic-mail) หรือ อีเมลล โปรแกรม ทใี่ ชง านอีเมลยนั้นจะตองมีการสงขอมูลผานโปรโตคอล SMTP หรือ POP ตามมาตรฐาน RFC 5321 และRFC 5322 เปนตน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยคั ฆ์เพศ

หนาท่ี 3 1.2 ผใู หบริการอินเตอรเ น็ต (Internet Service Providers - ISPs) ผูใหบริการอินเตอรเน็ตหมายถึงบริษัทหรือหนวยงานท่ีดําเนินการจัดการใหผูใชงานทั่วไป สามารถใช บริการอินเตอรเน็ตผานระบบเครอื ขายได โดยทผ่ี ูใชงานจะตอ งเสียคาใชจา ยในการขอใชบริการนั้นๆ จากภาพ ขา งลางแสดงตวั อยางการบรกิ าร (Services) ท่ี ISPs เปดใหบรกิ าร ภาพที่ 1.3 ตัวอยา ง Services ที่ ISPs เปด ใหบรกิ าร การใชบริการ Services ตางๆของ ISPs น้ันขึ้นอยูกับความตองการของผูใชงานและ คาใชจายที่ ผูใชงานสามารถจะรับได โดยการใชบริการ Services ขางตนน้ันผูใชงานจําเปนท่ีจะตองเลือกการเชื่อมตอ สัญญาณที่เหมาะสมกับ Services ที่ใชงานดวย ซ่ึงอาจจะมีคาใชจายเพิ่มเติมตามความเหมาะสมของการ เชื่อมตอสัญญาณ ตัวอยางการใหบริการเช่ือมตอสัญญาณของ ISPs แสดงในภาพท่ี 1.4 และภาพที่ 1.5 การ เชอ่ื มตอ สัญญาณระบบเครอื ขา ยระหวา งท่ีพกั อาศยั กับ ISPs นัน้ ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยัคฆเ์ พศ

หนาท่ี 4 ภาพที่ 1.4 การใหบริการการเช่อื มตอสญั ญาณของท่พี ักอาศัย จะพบวามีการเชื่อมตอสัญญาณแบบ Dial-Up Digital Subscriber Line (DSL) Cable และ Wireless ข้ึนอยู กบั ความพรอ มของผูใชบ ริการ ภาพท่ี 1.5 การใหบริการการเชื่อมตอสัญญาณสําหรับหนวยงานหรือองคก ร สวนการเช่ือมตอสญั ญาณสาํ หรบั หนวยงาน (ภาพท่ี 1.5) น้ันโดยปกติจะข้ึนอยูกับขนาดของหนว ยงาน เปนหลัก ลักษณะการเชื่อมตอ (สัญลักษณ T1/E1 น้ันหมายถึง Transmission System โดย T1 จะเปนช่ือที่ ใชเรียกตามแบบของประเทศสหรัฐ สวน E1 จะเปนชื่อท่ีใชเรียกมาตรฐานของ Europe) นอกจากนี้ในกรณีมี การเชือ่ มตอขา ม ISP ก็จะมโี ครงสรา งการเชอ่ื มตอ ตามลาํ ดบั ดงั ภาพที่ 1.6 ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยัคฆ์เพศ

หนาที่ 5 ภาพที่ 1.6 ภาพแสดง Hierarchical structure of the Internet 1.3 การใชง านเครอื ขา ย (Utilization of Network) 31 1 4 2 1 ภาพท่ี 1.7 ภาพแสดงตวั อยา งการใชงานเครือขาย การใชงานเครือขา ยในปจจุบันมหี ลายรปู แบบ ตวั อยา งเชน • หมายเลข 1 แสดงการใชงาน Computer/ Data Network เปนการติดตอสื่อสารระหวาง เครอื่ งคอมพิวเตอรผ านสายทองแดง สายไฟเบอร หรือการเชือ่ มตอ แบบไรสาย • หมายเลข 2 แสดงการใชงาน Telephone Network เปนการติดตอทางโทรศัพทส่ืซ่ึงใช สายสัญญาณโทรศัพท เปนตัวเชอ่ื มการตดิ ตอ ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ

หนา ท่ี 6 • หมายเลข 3 แสดงการใชงาน Television Network เปนการแสดงผลทางโทรทัศน โดย อาจจะใชก ารสง ผานคล่ืนในลักษณะ Broadcast หรือใชส ัญญาณดาวเทยี ม • หมายเลข 4 แสดงการใชงาน Mobile Phone Network เปนการเช่ือมตอสัญญาณเสียง ขอความหรอื อนิ เตอรเ น็ต ผานทางระบบโทรศัพทมอื ถอื การเชอ่ื มตอขางตน น้นั เปนลักษณะทพ่ี บเห็นในการใชง านทั่วๆ ไปคอื มีการระบุอุปกรณแ ละกําหนด หนา ทีก่ ารทาํ งานของอุปกรณแตล ะชนิดท่ีชัดเจน มกี ารเชื่อมตอในลักษณะ Peer-To-Peer และมกี ารทาํ งาน แบบ Client/Server เบ้ืองหลังการใชง านน้ันสามารถแบง ไดเปน โครงสรา งทางตรรกะ (Logical Topology) และทางกายภาพ (Physical Topology) โดย Physical Topology แสดงการเชื่อมตอกันระหวางอปุ กรณต า งๆ ในระบบเครือขา ย ในสว นของ Logical Topology น้นั แสดงวิธีการติดตอ สอ่ื สารแต ไมแ สดงการเชอื่ มตอ ซ่งึ จะ ตรงขามกับ Physical Topology ภาพท่ี 1.8 ภาพแสดงตวั อยาง Physical Topology ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จริ า พยคั ฆ์เพศ

หนา ที่ 7 ภาพท่ี 1.9 ภาพแสดงตวั อยาง Logical Topology 1.4 ประเภทของเครือขาย (Network Type) ประเภทของเครือขายกส็ ามารถแบงไดหลายๆ แบบ ถา แบงตามลักษณะการส่อื สารจะแบงเปน 2 ประเภทคือ Client/Server และ Peer-To-Peer ภาพที่ 1.10 ภาพแสดงการเช่ือมตอแบบ Client/ Server ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยคั ฆเ์ พศ

หนา ที่ 8 Client/ Server เปนประเภทของเครือขายที่มีเครื่องแมขาย (Server) ทาํ หนา ที่ใหบริการขอมลู ตา ง ตามท่ี เคร่ืองลูกขา ย (Client) รอ งขอ เชน ตัวอยางในภาพท่ี 1.10 E-mail Server มี mail server software รนั อยูบนเครื่อง และ E-mail Client มี mail client software ซึ่งจะเปดใชง านเมื่อผูใชเปดซอฟตแวรนัน้ ขึ้น ซอฟตแวรน้นั จะสงคํารอ งขอมาที่ E-mail Server และแสดงผลใหผ ูใช เชนเดียวกบั File Server มีหนาทีใ่ นการ เก็บไฟลตาง และจะสงมาใหกับผใู ช เม่อื มีการรอ งขอจาก File Access Client. ภาพท่ี 1.11 ภาพแสดงการเชื่อมตอแบบ Peer-To-Peer Peer-To-Peer เปนประเภทเครือขายทเ่ี ช่อื มตอ กนั ระหวา งอปุ กรณเ ครือขาย 2 อุปกรณโดยตรง ไม ซบั ซอ น และใชเฉพาะงานเทานน้ั เชน ตวั อยา งการเชื่อมตอเพ่ือแชรการใชง านพรนิ เตอรของ PC เปนตน การ แบงประเภทของเครือขา ยโดยแบงตาม Topology จะแบงไดเ ปน 7 ประเภทคือ Ring Mesh Star Full Connected Line Tree และBus ภาพท่ี 1.12 ภาพแสดงประเภทเครือขา ยตาม Topology การแบงประเภทของเครือขายโดยแบง ตาม Service จะแบงไดเปน 5 ประเภทคือ Ethernet Internet Outernet Intranet และ Extranet ผ้ชู ่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนาท่ี 9 ภาพท่ี 1.13 ภาพแสดงประเภทเครือขา ยตาม Service การแบงประเภทของเครือขายโดยแบง ตาม Size จะแบง ไดเ ปน 3 ประเภทคือ Local Area Network (LAN) Metropolitan Area Network (MAN) และ Wide Area Network (WAN) ภาพท่ี 1.14 ภาพแสดงประเภทเครือขายตามขนาด 1.5 หลกั การติดตอ ส่ือสาร (Principal of Communication) วตั ถปุ ระสงคของการติดตอส่ือสาร คือการแลกเปลี่ยนขอมลู ระหวา งผูสงและผูร บั ผา นทางชอ งทาง สอ่ื สารหรอื ภายใตข อตกลงรวมกัน ขอตกลงหรือกฎระเบียบน้ีเรียกวา โปรโตคอล (Protocol) การแลกเปลี่ยน ขอ มูลในการส่ือสารของมนุษยน ั้น อาจจะเปนการพูดซ่งึ ถาเปนการพูดโดยใชภาษาเดยี วกนั ก็สามารถเขาใจกนั ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จิรา พยัคฆเ์ พศ

หนา ที่ 10 ไดเ ชนเดยี วกบั การสื่อสารทางคอมพวิ เตอร ถามีการสอ่ื สารโดยใชโปรโตคอลเดียวกันขอมลู ท่ถี ูกสง กส็ ามารถสง ถึงกันไดอ ยางถูกตอ ง จากภาพที่ 15 โดยทว่ั ไป การติดตอสอื่ สารมีองคป ระกอบอยู 3 สวนดวยกนั คือ ภาพท่ี 1.15 ภาพแสดงการจําลองตดิ ตอสอื่ สารของมนุษยและการติดตอสื่สารของเครื่องคอมพวิ เตอร Message Source (Transmitter) Channel/Protocol (Medium) และ Message Destination (Receiver) ในระบบเครือขายขอมลู จากผูสงจะถูกเขารหัส (Encapsulate) กอนทีจ่ ะดาํ เนินการสง ซึ่งจะเปรยี บไดก บั การ ใสจ ดหมายในซองจดหมายน่ันเอง หลังจากน้นั ขอ มลู ท่เี ขารหสั เรียบรอ ยแลว จะถกู สงผา นสอ่ื หรือโปรโตคอล ตางๆ จนมาถึงผูรับ เมอ่ื ถงึ มือผูรบั ขอมลู ดงั กลาวตองถูกถอดรหัส (De-encapsulate) เพ่ือทีผ่ ูรบั จะสามารถ เขาใจได สื่อหรอื โปรโตคอลทขี่ อ มลู นี้ใชในการเดนิ ทางผานนน้ั ตองเปน ที่ยอมรับทั้งผูสงและผรู บั ดว ย มเิ ชนนัน้ จะเกิดขอผิดพลาดกบั ขอ มูลได ซ่งึ โปรโตคอลมหี นาทดี่ ังน้ี 1. ตรวจจบั สญั ญาณการเชอ่ื มตอ ทางกายภาพทัง้ ของผูร บั และผสู ง ตลอดจนโหนดตา งๆ ระหวา งการสง ขอมูล 2. ดาํ เนนิ การเชอ่ื มตอ ระหวา งโหนด 3. ตรวจสอบคณุ ลกั ษณะของการเช่อื มตอ 4. บอกจุดเริ่มตนและจุดสน้ิ สุดของขอมูล 5. แสดงรูปแบบของขอมลู ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จริ า พยคั ฆ์เพศ

หนา ที่ 11 6. มแี นวทางการแกไขขอ มูลเมือ่ มีขอ ผดิ พลาดเกิดข้ึน 7. มีการจัดการตอ สิง่ ตางๆท่ีไมไดคาดหวงั เชน การเชอ่ื มตอ เสียหาย เปนตน ตัวอยางการแบง ขอมูลเพือ่ สงตามรปู แบบของการติดตอสอ่ื สารทางคอมพวิ เตอร ภาพที่ 1.16 ภาพแสดงตัวอยางการแบงขอ มูลเพื่อสง ตามรูปแบบของการติดตอ ส่ือสารทางคอมพิวเตอร 1.6 การตดิ ตอสื่อสารในเครอื ขายทอ งถิ่น (Communication on Local Wired Network) การตดิ ตอส่อื สารในเครือขายทองถนิ่ นน้ั เรยี กวา “Ethernet” ซง่ึ เปนโปรโตคอลที่ใชเ รยี กการเช่ือมตอ ผานทางสายสญั ญาณภายในเครอื ขา ยทองถนิ่ การออกแบบลาํ ดับชนั้ ของ Ethernet ประกอบไปดว ย Access Layer Distribution Layer และ Core Layer ดังภาพที่ 1.17 โดยท่ี Access Layer ประกอบดวยการทาํ งาน ของ Hub และ Switch โดยมจี ดุ มงุ หมายเปนการเชื่อมตอ ระหวา งโหนดกับเครอื ขา ย Distribution Layer เปน ชั้นที่มีการทํางานของ อุปกรณเครือขายที่ชื่อวา Router ในช้ันนี้จะทํางานในการคนหาเสนทางของเครือขาย แตล ะวงตามทโ่ี หนดมีการรองขอ Core layer เปนชัน้ ท่ีเช่ือมตอ ระหวางเครือขา ยทองถิ่นกับเครือขา ยภายนอก Core layer มีชือ่ เรียกอกี อยางหน่งึ วา Backbone network ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยัคฆเ์ พศ

หนา ท่ี 12 ภาพที่ 1.17 ภาพแสดง Layer ตางๆ ใน Local Wired Network ภาพท่ี 1.18 ภาพแสดงหมายเลข MAC Address ใน Access Layer Media Access Control Address (MAC Address) จัดไดวามีสวนสําคัญมาก เพราะใชเปนหมายเลขท่ีระบุโหนดเฉพาะในการส่ือสาร MAC Address น้ันเปนหมายเลขของ Network Interface Card (NIC) หรือ LAN Card ซง่ึ จะมเี พียงหน่ึงหมายเลขไมซ ํ้ากันมีขนาด 64 บิต (ภาพที่ 1.18) การ ทํางานของ MAC Address ใน Access Layer ดงั แสดงในภาพที่ 1.19 ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จริ า พยัคฆ์เพศ

หนาท่ี 13 ภาพท่ี 1.19 ภาพแสดงการทํางานของ MAC Address จากภาพ MAC Address ของเครื่องคอมพวิ เตอรแ ตล ะเครอ่ื งจะเชอ่ื มตอกับ Port ของ Hub ดังนัน้ ถา มกี ารสง สัญญาณมาที่ Hub เพ่ือติดตอ กับเคร่ืองคอมพิวเตอรใดก็ตาม Hub จะสงขอมูลไปท่ีเครื่องคอมพวิ เตอร ทุกๆเครือ่ งท่เี ชื่อมตอกับ Hub น้ัน เคร่ืองทีม่ ี MAC Address ตรงกบั ในเฟรมกจ็ ะรบั ขอมูล สวนเครื่องอ่นื ๆก็จะ discard ขอมูลนน้ั ลักษณะของเฟรมขอ มูลแสดงดงั ภาพท่ี 1.20 ภาพท่ี 1.20 ภาพแสดง Ethernet Frame • Preamble – ใชสาํ หรบั Synchronize timing • Start of Frame Delimiter (SFD) – เปน marker สําหรับจุดส้ินสุดของ timing information และ บงบอกจุดเรม่ิ ตน ของเฟรม • Destination MAC Address – แสดงหมายเลข MAC Address ปลายทาง (ผรู ับ) ซง่ึ อาจจะมีลกั ษณะ เปน Unicast Multicast หรอื Broadcast กไ็ ด • Source MAC Address – แสดงหมายเลข MAC Address ตน ทาง (ผสู ง ) ซ่งึ ตอ งเปน Unicast เทาน้ัน ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จิรา พยคั ฆ์เพศ

หนา ที่ 14 • Length/ Type – ขนาดของขอ มูล (byte) และประเภทของขอ มลู (Received Protocol) • Encapsulated Data – ขอ มูลที่ผานการเขารหัส • Frame Check Sequence (FCS) – ขอมูลขนาด 4 ไบตสรางขึ้นโดย Sender เพื่อใชตรวจสอบความ เสยี หายของเฟรม การทํางานของ Hub ในภาพที่ 1.21 อาจกอใหเ กิดปรากฏการณที่เรียกวา Collision Domain เน่ืองจากการ สง ขอมูลกระจายไปทกุ ๆ port ของ Hub วิธีการปองกันสามารถทําไดโดยใช Switch แทน Hub เพราะการใช Switch น้ันการสงขอมูลจะพิจารณาที่ Destination Address ของเฟรม และสงขอมูลไปท่ี Destination MAC นั้นโดยตรง จะไมมีการสงกระจายไปทุกๆ port ดังนั้น Switch จะชวยเพ่ิมจํานวน Collision Domain โดยแตละ port ของ Switch นับไดวาเปน 1 Collision Domain จากภาพที่ 1.21 แสดง Collision Domain โดยที่ ภาพทางซาย (ท่ีมี Hub) จะมีจาํ นวน Collision Domain เทา กบั 1 Collision Domain ในขณะที่ ภาพ ทางขวา (ประกอบไปดว ย Switch 2 ตัว) จะมจี าํ นวน Collision Domain เทากบั 10 Collision Domain ภาพที่ 1.21 ภาพแสดง Collision Domain Distribution layer มี Router ทําหนาท่ีในการเช่ือมตอเครือขายยอยกับเครืขายยอยภายในทองถิ่น เดียวกัน และทําหนาท่ีควบคุมการการจราจรของขอมูลระหวางเครือขายยอยนั้น Router สามารถ decode ขอมูลในเฟรมเพ่ือที่จะอาน IP Address ตนทาง (ผูสง) และปลายทาง (ผูรับ) หลังจากน้ันจะพิจารณาความ เมาะสมของ Routing Table กอนที่จะสง ขอมลู ไปใหผูรับ โดยการทํางานของ Router นั้นจะทํางานเก่ียวของ กับ IP Address ท่ีจะกลาวถึงในบทเรียนน้ี IP Address คือ IP Address Version 4 ซึ่งประกอบดวย เลขฐานสอง 32 บิต และแบงเลขเหลานี้ออกเปน 4 กลุมเรียกแตละกลุมวา Octet แตละกลุมมี 8 บิต ผ้ชู ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยคั ฆ์เพศ

หนา ที่ 15 หมายเลข IP Address จัดวาเปน Logical Address คือสามารถเปลีย่ นแปลงไดหลังจากมกี ารกําหนดใหโ หนด หรอื host ไปแลว ซ่งึ จะแตกตา งจาก MAC Address ซง่ึ จดั วาเปน Physical Address ไมสามารถเปลี่ยนแปลง ไดเมือ่ ทาํ การติดต้งั card เรียบรอ ยแลว ภาพท่ี 1.22 ภาพแสดงลกั ษณะของ IP Address IP Address ท่ีใชใน Distribution layer นั้นเปน Network Address ซง่ึ จะใชใ นการสราง Routing Table (ดังภาพท่ี 1.23) ในตารางน้ีจะเกบ็ เสนทางจาก Router ท่ีมีตารางน้ีอยูไปยงั โหนดตางๆในเครือขาย ใน สว นของ Core Layer เปนหนา ท่ขี อง ISPs ในการจัดการเช่อื มตอสายสัญญาณ แบบฝกหัด ภาพที่ 1.23 ภาพแสดงลกั ษณะของ Routing Table ผูช้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยัคฆ์เพศ

หนา ที่ 16 บริษัท ABC Company ไดจัดซ้ือเครื่องคอมพิวเตอรจํานวน 90 เคร่ือง คุณไดรับมอบหมายใหดําเนินการ จัดการเครื่องคอมพิวเตอรดังกลาวโดยอาจมีการซ้ืออุปกรณเพิ่มคือ Hub หรือ Switch ตามความเหมาะสม ผูจัดการนั้นไมรูจักท้ัง Hub และ Switch เพียงแตทราบราคาวา Hub ถูกกวา Switch ในฐานะที่คุณได รับผิดชอบงานดังกลาวคุณจะตองแสดง Layout การวางเครื่องคอมพิวเตอรท้ังหมด พรอมอธิบายการทํางาน ของอุปกรณท ค่ี ุณดําเนินการซอ้ื เพ่ิม (ในท่ีนี้คือ Hub และ Switch) เอกสารอางอิง สลั ยุทธ สวางวรรณ (2547), “CCNA 1 – Cisco Network Academy Program”, Pearson Education Indochina LTD. สัลยทุ ธ 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 ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนา ท่ี 17 บทที่ 2 Open System Interconnection and Transmission Control Protocol/ Internet Protocol ในบทนี้จะศึกษาเกี่ยวกับโมเดลโอเอสไอ (OSI) โมเดลทีซีพีไอพี (TCP/IP) ขอแตกตางระหวางทั้งสอง โมเดล อุปกรณเบ้ืองตนที่ใชในระบบเครือขาย การทํางานของโปรโตคอลตางๆในแตละเลเยอร และการสง ขอมูล 2.1 Open System Interconnection (OSI) โมเดลโอเอสไอถูกสรางโดย International Organization for Standard (ISO) โดยมีวัตถุประสงค เพ่ือ ลดความซับซอนของการทํางานของอุปกรณ อินเตอรเฟสท่ีใชมีมาตรฐานรองรับ สะดวกในการขยาย ขนาดของเครือขาย และรองรับเทคโนโลยีในอนาคต นอกจากน้ีแลววัตถุประสงคหน่ึงของโมเดลโอเอสไอ คือ การปองกนั การพฒั นาเครือขายในลักษณะที่เรียกวา Proprietary ซ่ึงหมายความวาการสรางเครอื ขายทต่ี องใช อุปกรณตางๆจากแบรนดเดียวกันทั้งหมด ซึ่งจะเปนประโยชนกับผูพัฒนาเครือขาย โมเดลโอเอสไอ ประกอบดว ย 7 เลเยอรแ ละแตละเลเยอรม หี นา ท่ีดังตอ ไปน้ี ภาพท่ี 2.1 ภาพแสดงโมเดลโอเอสไอทั้ง 7 เลเยอร ผ้ชู ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยัคฆเ์ พศ

หนา ท่ี 18 • Application Layer มหี นา ทเี่ ปนตวั เชื่อมตอระหวางกระบวนการทางเครือขายกบั ผใู ชง านผา นทาง แอพพลิเคชนั หรอื อาจกลาวไดวา เปน อินเตอรเฟสสําหรับผูใชงานนน่ั เอง เชน โปรแกรมเทลเน็ต (Telnet) และโปรแกรมเอชทีทีพี (HTTP) เปนตน • Presentation Layer ทําหนา ที่ในการจัดการขอมลู ใหอยใู นรูปแบบท่ีเครื่องอคมพวิ เตอรห รอื ซอฟตแ วรสามารถเขา ได เชน การเขา รหสั (Encode) ตัวอักษรใหอ ยใู นรปู รหัสแอสกี เปน ตน • Session Layer ทําหนาที่แยกขอมูลตามลกั ษณะของแอพพลเิ คชันท่ใี ช • Transport layer ทําหนาท่ใี นการเชื่อมตอระหวา งโหนดกับโหนด มีการสง ขอมูลและการตรวจเช็ค ขอมูลหลงั จากสง ถาขอมูลมีขอผดิ พลาดระหวางสง สามารถทําการรองขอใหสง ใหมอีกคร้ัง • Network Layer ทําหนาท่ีในการคนหาเสน ทางทีด่ ที สี่ ดุ เพื่อใชในการสง ขอ มลู • Data Link layer ทาํ หนา ทเี่ ช่ือมตอกบั ส่ือท่ีใชในการสงขอมลู โดยใช MAC Address • Physical Layer ทําหนา ที่แปลงขอ มูลที่เปนไบนารีใหอยใู นรูปสัญญาณไฟฟา เพื่อใชสําหรับสง ขอ มูล นอกจากหนา ท่ีดงั กลาวแลวยังสามารถแบง เปน 2 สว นคือ (1) Upper layer ซึง่ เปน การทาํ งานในสว น ของการพฒั นาโปรแกรม การควบคมุ การทํางานผานทาง Software และการ configure ตางๆ สวนใหญจะ เปน การทํางานของโปรแกรมเมอรและผูดูแลระบบ ในสวนของ (2) Lower layer นน้ั จะทํางานเกี่ยวกบั ฮารด แวรและการส่ือสารของขอมลู ซ่งึ อยูในผปู ระกอบอาชีพวศิ วกรเครือขาย โมเดลโอเอสไอจดั ไดวา เปน Reference Model เน่อื งจากเปนโมเดลซ่ึงจาํ ลองข้ึนเพือ่ ชว ยใหก ารรอธบิ ายความแตกตางของการทํางาน ตางๆ ในแตล ะเลอเยอร และการอธิบายกระบวนการทํางานของโปรโตคอล มคี วามเขาใจมากขนึ้ นอกจากนี้ยัง เปนโมเดลทอ่ี ํานวยความสะดวกใหก ับวิศวกรเครือขายหรอื ผูด แู ลระบบ ในการดาํ เนินการ ออกแบบระบบ เครอื ขาย การจัดการเครือขา ยและ Trouble shooting เครอื ขาย 2.2 Transmission Control Protocol/ Internet Protocol (TCP/IP) โมเดลทีซพี ี/ไอพีเปน Protocol Model เพราะวา โมเดลทีซพี /ี ไอพี จะอธิบายการทํางานทีเ่ กิดขน้ึ จริง ของแตละโปรโตคอล โมเดลนี้ประกอบไปดว ยเลเยอรแอพพลเิ คชนั (Application Layer) เลเยอรทรานสปอรต ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จริ า พยคั ฆเ์ พศ

หนา ท่ี 19 (Transport Layer) เลเยอรอินเตอรเ นต็ (Network Layer) และเลเยอรเนต็ เวิรค แอคเซส (Internet Access Layer) ซึ่งในแตล ะเลเยอรน ัน้ สามารถเปรยี บเทยี บไดกบั โมเดลโอเอสไอ ดังแสดงในรปู 2.2 ภาพท่ี 2.2 ภาพแสดงโมเดลโอเอสไอเปรยี บเทียบกับโมเดลทซี ีพี/ ไอพี ในแตละเลเยอรของโมเดลทีซีพี/ ไอพีจะมีหนาท่ีตามลักษณะของโมเดลโอเอสไอเชน Application Layer มี หนาท่ีเปนท้ัง เปนตัวเช่ือมระหวางผูใชงานผานแอพพลิเคชันและการเขารหัสขอมูล ซึ่งก็เปนการรวมการ ทาํ งานของโมเดลโอเอสไอในเลยอรท ี่ 6 และเลเยอรท่ี 7 ไวด วยกนั 2.3 Data Encapsulation และ Data De-encapsulation ในการสงขอมูลระหวางอุปกรณตางๆในระบบเครือขายจะมีการสงในลักษณะ Peer-to-Peer ซึ่งเปน การสงแบบเสมือนระหวางโหนดสองโหนด การจําลองรูปแบบการสงขอมูลดังกลาวโดยมีการหอหุมหรือแนบ ลักษณะเฉพาะของการสื่อสารแสดงดังรูป 2.3 การสงขอมูลแบบเสมือนระหวางโหนดสองโหนดนั้นกําหนดให Sender เปนผูสงขอมูล และReceiver เปนผูรับขอมูล ขอมูลท่ีถูกสงจากผูสงไปยังผูรับจะผานกระบวนการท่ี เรียกวา Data Encapsulation และData De-encapsulation โดยกระบวนการ “Data Encapsulation” นน้ั จะเปนกระบวนการที่เกดิ ข้ึนในฝงของผูสง เมื่อขอ มูลถูกสรางจากการใชงานซอฟตแวร (ในเลเยอรท่ี 7) จะ ถูกสงมาที่เลเยอรท่ี 6 ในเลเยอรน้ีขอมูลดังกลาวจะถูกเขารหัส (Encode) และถูกสงตอมายังเลเยอรที่ 5 เล เยอรท ่ี 5 จะมกี ารทํางานที่เรียกวา Dialogue Control ซึ่งกระบวนการดังกลาวน้จี ะเปน การกําหนดขนาดของ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยัคฆ์เพศ

หนา ท่ี 20 ขอ มูลทถ่ี ูกสงตามลักษณะของ Application หรือซอฟตแวรที่สรางขอมูล พรอมกันน้ันหนวยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit) จะตองมีสวนรวมในการจัดสรรขนาดของ Dialogue นี้ดว ย เลเยอรทรานสปอรต ทาํ หนา ที่ในการจัดสงขอมูลตามขนาดของ Dialogue และมีการสงขอมลู ซํ้าขอมูลใน Dialogue ดงั กลาว ภาพที่ 2.3 ภาพแสดงการจําลองการสงขอ มูลระหวางโหนด กรณีท่ีเกิดขอผิดพลาดในการสงขอมูลในเลเยอรที่ 4 น้ี ขอมูลที่ถูกสงมาจากเลเยอรที่ 5 จะถูกแบง ขนาดตามขนาดของ Dialogue ท่ีไดรับการจัดสรร เรียกขอมูลแตละช้ินน้ีวา เซ็กเมน (Segment) เชนจากใน รูปที่ 2.3 ขอมูลท่ีมาจากเลยอรท่ี 5 (DATA) จะถูกแบงได 3 สวน หลังจากน้ันขอมูลแตละสวนก็จะถูกจัดสง ใหเลเยอรท่ี 3 เลเยอรเน็ตเวริ ค ในเลเยอรน ี้เองจะมีการแนบ Network Header ซ่ึงประกอบดวย IP Address ของผูสงและ IP Address ของผูรับเขาไปใน DATA แตละช้ืน เซ็กเมนท่ีถูกแนบ Network Header ดังกลาว เรียบรอยแลวจะถูกเรียกวา แพ็คเกต (Packet) เม่ือแตละแพ็คเกตถูกสงตอมายังเลเยอรที่ 2 ก็จะถูกแนบ Media Access Control Address (MAC Address) หรือหมายเลขประจําตัวของ NIC card เพ่ือใหทราบวา สงมาจากเคร่ืองคอมพิวเตอรไหน นอกจากหมายเลขดังกลาวแลวในเลเยอรน้ียังมีการแนบวิธีการ Error Protection ที่เรียกวา “Cyclic Redundancy Check” ไปกับกระบวนการนี้ดวย แพ็คเกตท่ีผานเลเยอรที่ 2 จะถูกเรียกวาเฟรม (Frame) ข้ันตอนสุดทายกอนท่ีขอมูลจะออกจากเครื่องคอมพิวเตอรนั้น จะตองผานการ แปลงเพ่ือใหอยูในรูปแบบท่ีสามารถสงไปตามสื่อที่ใชในการสงขอมูลได ข้ันตอนน้ีจะเกิดในเลเยอรที่ 1 โดยเล เยอรฟสิคอล จะแปลงเฟรมที่ไดรับมาใหอยูในรูป Binary Number พรอมสงตอใหกับส่ือเชนสายสัญญาณ หรือในลักษณะ Wireless โดยอาศัยอากาศเปนสื่อกลางในการสงสัญญาณ ดังนั้นขอมูลในเลเยอรที่ 1 จึงถูก ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยัคฆเ์ พศ

หนาที่ 21 เรียกวา บิต (Bit) ช่ือที่ใชเรียกขอมูลเมื่อผานเลเยอรตางๆ นี้เรียกวา “Protocol Data Unit” ดังแสดงในรูป 2.4 ในฝงของผูรับ จะเกิดกระบวนการที่เรียกวา “De-Encapsulation” กระบวนการนี้จะเปนกระบวนการท่ี ยอ นกลบั ของกระบวนการ Encapsulation ภาพท่ี 2.4 ภาพแสดง Protocol Data Unit ในแตล ะเลเยอร เม่ือผูรับรับสัญญาณมาจากสายสัญญาณ ผูรับจะทําการแปลงสัญญาณดังกลาวใหอยูในรูปแบบของบิตในเล เยอรท่ี 1 และสงผานตอไปยังเลเยอรท่ี 2 พรอมกันน้ันบิตก็จะถูกเปลี่ยนเปนเฟรม ทําแบบนี้จนกระท่ังถึงเล เยอรที่ 7 ซ่ึงจะเปนการถอดรหัส (Decode) เพื่อแสดงผลในในรูปแบบแอพพลิเคชันหรือซอฟตแวร ซ่ึงผูรับ สามารถเขา ใจได 2.4 ตวั อยางอุปกรณเ ครอื ขา ย ในหวั ขอ นจ้ี ะกลาวถงึ อปุ กรณทใี่ ชใน Lower Layer (จากภาพที่ 2.1) ซึ่งไดแก รีพีทเตอร (Repeater) ฮับ (Hub) บริดจน (Bridge) สวิทส (Switch) และ เราเตอร (Router) 2.4.1 รพี ีทเตอร (Repeater) ทํางานในเลเยอรท่ี 1 ชวยแกปญ หาสญั ญาณไมช ดั เจนในเครือขา ยทอ งถน่ิ ขนาด ใหญท มี่ ีการสงสญั ญาณทางสายสญั ญาณ รพี ีทเตอรจะชวยในการกระตุนสัญญาณใหม ีความแรงข้นึ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จริ า พยคั ฆเ์ พศ

หนาที่ 22 ภาพท่ี 2.5 ภาพแสดงการใชง าน Repeater 2.4.2 ฮับ (Hub) ทาํ งานในเลเยอรท่ี 1 พัฒนามาจาก Repeater โดยมกี ารเพิ่มทําหนาทส่ี รา งสญั ญาณใหม กระตุน สญั ญาณ และกระจายสญั ญาณ ภาพที่ 2.6 ภาพแสดงการใชงาน Hub 2.4.3 บรดิ จน (Bridge) ทาํ งานในเลเยอรท ่ี 2 ทําหนา ท่ีตรวจสอบหมายเลข MAC address กอนทจี่ ะสงตอ ขอ มูล ไปยังเครื่องคอมพิวเตอรห รอื โหนดที่เช่ือมตอกับบริดจน นอกจากนี้บริดจนท าํ หนาท่ีในการแบงขนาด ของ LAN และขนาดของ Collision Domain ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยัคฆ์เพศ

หนาท่ี 23 ภาพท่ี 2.7 ภาพแสดงการใชงานฺ Bridge 2.4.4 สวิทส (Switch) เปนอุปกรณที่อาจเรียกไดวา Multi-purpose สามารถทํางานไดในหลายเล เยอรในตัวเดียวกันข้ึนอยูกับรุนของสวิทส ในบทเรียนนี้จะกลาวถึงสวิทสที่ทํางานในเลเยอรที่ 1 และเลเยอรที่ 2 การทํางานของสวิทสแสดงดังรูปท่ี 2.8 สวิทสจะทําหนาท่ีในการกรองสัญญาณ โดยพิจารณาจากคา MAC address และสง สญั ญาณไปยังโหนดท่ีตอ งการ นอกจากนยี้ งั ทาํ หนาทใ่ี นการกระจายการใชง านระบบเครอื ขาย ซงึ่ เปน หนาท่เี ดียวกบั ฮับ ภาพที่ 2.8 ภาพแสดงการใชง าน Switch 2.4.5 เราเตอร (Router) เปน อปุ กรณที่ทํางานในเลเยอรที่ 3 มีหนา ท่ีสาํ คัญคอื คน หาเสน ทางท่เี หมาะสมสําหรับ สญั ญาณ โดยใชต ารางแสดงเสน ทาง (Routing Table) และ โปรโตคอลเสนทาง (Routing Protocol) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ิรา พยัคฆเ์ พศ

หนาที่ 24 ภาพที่ 2.9 ภาพแสดงการใชงาน Router 2.5 การตดิ ตอสื่อสารระหวางเลเยอร การติดตอสื่อสารระหวางแตละเลเยอรนั้นจะเริ่มจากกระบวนการใน Upper Layer กอน โดยมี รายละเอยี ดดังตอ ไปนี้ ภาพท่ี 2.10 ภาพแสดงการติดตอส่อื สารระหวา ง Application Layer และ Presentation Layer การใหบริการในชั้นแอพพลิเคชัน (Application Service Elements: ASEs) แบงเปน 2 ประเภทคือ การใหบริการทั่วไป (Common-Application Service Elements: CASEs) และ การใหบริการพิเศษ ผ้ชู ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยัคฆเ์ พศ

หนาที่ 25 (Specific-Application Service Elements: SASEs) ดังรูป 2.10 ในการเรียกใชงานนั้นจะเลือกใช CASEs หรอื SASEs อยา งใดอยางหนึ่งเทาน้นั โดย CASEs มี 4 แบบคือ 1. Association control service element (ACSE) – การติดตอส่ือสารระหวางแอพพลิเคชันกับแอพ พลเิ คชัน สามารถทําไดโดยการกําหนดความสมั พนั ธระหวางแอพพลิเคชันกบั แอพพลเิ คชัน ซ่งึ ใชแอพ พลเิ คชันเอนตติ ีจ้ ากแตละแอพพลเิ คชนั 2. Remote operations service element (ROSE) – กระบวนการ Request และ Reply ซึ่งจะ เกิดขึน้ หลงั จาก ACSE เช่อื มตอกันเรียบรอย 3. Reliable transfer service element (RTSE) – อีลีเมนที่ชวยใหการส่ือสารมีความนาเชื่อถือ พรอม กันนน้ั ก็มดี าํ เนนิ การทํางานของเลเยอรท ี่ตํา่ กวา อยูเบ้ืองหลงั 4. Commitment, concurrence, and recovery service elements (CCRSE) – อลี เี มน ท่ใี หบริการ เกย่ี วกับกระบวนการตางๆทเ่ี กี่ยวขอ งในการติดตอ ส่ือสาร Presentation layer ป ร ะ ก อ บ ด ว ย Presentation protocol แ ล ะ Presentation Service Presentation protocol อ นุ ญ า ต ใ ห Presentation-service users (PS-users) ติ ด ต อ ส่ื อ ส า ร กั บ Presentation service PS-user เปนเอนติต้ีที่ขอใชบริการจาก Presentation layer การรองขอใชบริการ ตา งๆใน Presentation layer จะทําที่ Presentation-service access points (PSAPs) โดย PS-users จะใช PSAP address เปนการระบุตัวตนของ PS-user ซ่ึงเปน หมายเลขท่ีมลี ษั ณะเปน Unique Presentation service ทาํ หนาที่รบั หรอื สง Syntax และแปลขอมูลไปยังหรือจาก PS-user ซง่ึ การใน ดําเนินขั้นตอนน้ี PS-user แตละคนจะใช Syntax ที่แตกตางกัน เพราะฉะนั้นในการสงขอมูลจะตองมีการตก ลงระหวา ง PS-user วาจะใช Syntax แบบไหนหรือ Presentation protocol แบบใด โดย OSI presentation layer service มีขอกําหนดอยูในมาตรฐาน ISO8822 และ ITU-T X.216 สวน OSI presentation protocol มีขอกําหนดอยูในมาตรฐาน ISO8823 ISO9576 และ ITU-T X.226 การทํางานของ Session layer ประกอบดวย Session protocol และ Session service โดย Session protocol จะทําหนาที่เปนตัวกลาง ระหวาง Session –service user (SS-users) และ Session service SS-user จะเปน เอนติตี้ที่สงคํารองขอ ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ

หนา ที่ 26 เพ่ือใชงาน Session layer ซ่ึงคํารองขอหรือ requests นี้จะดําเนินการท่ี Session-service access points (SSAPs) การดําเนินการตางๆของ SS-user บน SSAP น้ีจะมีการระบุหมายเลขเฉพาะของแตละกระบวนการ หมายเลขเหลา นเ้ี รียกวา “SSAP address” Session service มกี ารใหบริการ 4 การบรกิ ารพ้ืนฐานคือ 1) สรา ง และยกเลิกการเชอื่ มตอ ระหวาง SS-user 2) จดั รูปแบบของโทเคน 3) แทรก Synchronization point เพื่อแจงจุดท่ีสามารถทําการ Recover ได กรณีเดขอผิดพลาด ในการเชอื่ มตอ 4) ดาํ เนนิ การเก่ียวกบั การหยุดการทํางานหรือกระทําตอของ Session layer ตามความตองการของ SS-users ภาพท่ี 2.11 ภาพแสดงการติดตอ สอื่ สารระหวาง Presentation Layer และ Session Layer จากภาพที่ 2.11 จะเห็นความสัมพันธระหวาง SS-user และ SSAP ซึ่ง SS-user จะดําเนินการสง service ใหกบั Presentation layer ท่ี SSAP โดยใช Session protocol Session service มขี อ กาํ หนดอยูใ นมาตรฐาน ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยัคฆเ์ พศ

หนา ท่ี 27 ISO8306 และ ITU-T X.2215 และSession protocol มีขอกําหนดอยูในมาตรฐาน ISO8307 และ ITU-T X.225 Upper layer อีกอันหนึ่งคือ Transport layer มีหนาที่ 1) ระบุประเภทของแอพพลิเคชัน 2) ทําการ Segment ขอ มูลและดําเนนิ การจัดการขอ มลู แตละ Segment 3) ตดิ ตามการติดตอสอื่ สารแตละ line ระหวา ง แอพพลิเคชันจากตน ทางและปลายทาง และ 4) รวมขอมลู แตละ Segment เขา ดวยกัน การระบุวาขอมูลที่อยูในระบบเครือขายเปนสวนหนึ่งของแอพพลิเคชันใดนั้นเปนหนาที่หนึ่งท่ีสําคัญ ของ Transport layer ซึ่งสามารถทําไดโดยมีการเพ่ิมหมายเลขเฉพาะที่เรียกวา Port number แนบไปกับ ขอมูลน้ันๆ หมายเลข Port number นี้เปนหมายเลขเฉพาะของแตละแอพพลิเคชัน และจะไมซํ้ากัน ภาพ 2.12 แสดงตัวอยางหมายเลขเฉพาะของอีเมลย เวบเพจ และออนไลนแชท ซึ่งหมายเลขดังกลาวคือ 110 80 และ 531 ตามลําดับ Port number จะถูกบรรจุใน Header ของแตละ Segment ซ่ึงจะมีท้ัง Source และ Destination number เพื่อใหการจัดสงขอมูลของแตละแอพพลิเคชันมีความถูกตอง การกําหนด Port number ใหกับแตละแอพพลิเคชันนั้นมีหลายวิธี ที่นิยมคือในสวนของ Server จะมีการกําหนด Port number ทแ่ี นนอนไมม กี ารเปลี่ยนแปลง (Static) ภาพที่ 2.12 ภาพแสดง Identifying conversation ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยัคฆเ์ พศ

หนาท่ี 28 แตในสวนของ Client นั้นจะเปนลักษณะตรงขาม Client จะกําหนด Port number ในลักษณะ Dynamic ถาตองการใชจึงทําการระบุ เม่ือเสร็จส้ินการใชงานก็จะยกเลิก Port number ดังกลาว บางคร้ังจะ มีการเรียกรวมระหวาง Port number และ IP address วา Socket หรือมีการเขียนรวมกันดังตัวอยางเชน 192.168.1.20:80 ซ่ึงหมายความวา เครื่องคอมพิวเตอรเปน Web Server มี IP address 192.168.1.20 กําหนดใหใชงาน HTTP ผานทาง Port number หมายเลข 80 อีกตัวอยางหนึ่งถาเครื่องคอมพิวเตอรมี IP address 192.168.100.48 และตองการเปดเวบเบราเซอร หมายเลข Port number ที่ไดรับจากการสุม คือ 49152 สามารถเขียน Socket ไดคือ 192.168.100.48:49152 ประเภทของ Port number (มาตรฐาน IANA) แบงเปน 3 ประเภทคือ 1. Well Known Ports (Numbers 0 to 1023) – หม าย เ ล ข Port number ที่ถู กส ง ว น สํ าห รั บ Service และแอพพลิเคชนั มาตรฐาน เชน HTTP (web server) POP3/SMTP (e-mail server) และ Telnet. 2. Registered Ports (Numbers 1024 to 49151) - หมายเลข Port number ที่กําหนดให Process หรอื Request ตา งๆ ของโปรแกรมหรือแอพพลเิ คชนั ทมี่ ีการติดตั้งในเคร่ืองคอมพวิ เตอร 3. Dynamic or Private Ports (Numbers 49152 to 65535) - หมายเลข Port number ทก่ี ําหนดให สาํ หรบั แอพพลเิ คชนั บน Client เม่ือมีการสรางการติดตอส่อื สาร (Initiating a connection) โปรโตคอลมาตรฐานท่ีพบใน Transport layer คือ Transmission Control Protocol (TCP) and User Datagram Protocol (UDP) ซึง่ เปน โปรโตคอลท่ชี ว ยในการจัดการขอมลู ของการตดิ ตอสอ่ื สารระหวาง ผใู ช ภาพ 2.14 แสดง Header field ของโปรโตคอลแตละประเภท UDP ตาม RFC768 จดั วา เปนโปรโตคอล ประเภท Connectionless มีคา Overhead ต่าํ ในการสอ่ื สารในระบบเครอื ขา ย แอพพลเิ คชนั ทใี่ ชไดแก 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 เปนตน ผ้ชู ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ิรา พยคั ฆ์เพศ

หนาที่ 29 ภาพท่ี 2.13 ภาพแสดง Protocol headers in Transport layer ตาม RFC793 TCP จัดวาเปนโปรโตคอลประเภท Connection Oriented มีคา Overhead สูงต่ําใน การส่ือสารในระบบเครือขาย ซึง่ คา Overhead ที่เพ่มิ ข้ึนน้ีชว ยทําให TCP มีการทํางานท่มี ีประสทิ ธิภาพมาก ขึ้น คือ ความนาเช่ือถือ (Reliable) และการควบคุมการสงขอมูล (Flow control) จากภาพ 2.13 TCP header field จะมีขนาด 20 ไบต ในขณะท่ี UDP header field มขี นาด 8 ไบต ตวั อยางของแอพพลิเคชันท่ี ใช TCP เชน Web Browsers E-mail และ File Transfers เปน ตน ภาพท่ี 2.14 ภาพแสดง Segment and reassembly data ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนา ท่ี 30 การสงขอมูลแบบ TCP ผรู ับปลายทางสามารถแนใ จไดว า ขอ มลู ทีไ่ ดร ับน้ันเปนขอ มูลชดุ เดียวกันจากผู สง เนอื่ งจากในการสงขอมูลตามกระบวนการ Encapsulation (หวั ขอ 2.3) แอพพลเิ คชันจะสง ขอ มูลทั้งหมด ตามขนาดทผี่ ูใชตอ งการ แตใ นทางปฏบิ ัตินั้นขอมูลขนาดใหญไมสามารถสงไดใ นครัง้ เดียว เพราะอาจเส่ียงตอ ความเสียหายของขอมูล และ Buffer สํารองในเครือขายนั้นจะไมมีการสํารองเพื่อแอพพลิเคชันใดแอพพลิเค ชนั หนึ่ง ดังนั้นการทาํ งานในเครือขายจะมีโปรโตคอลที่ชวยในการจัดการขนาดของขอมลู ใหสามารถสง ไดตาม ขนาดของส่ือ หรือตามขนาดของชองสัญญาณ เฟรมของ TCP จะมีฟลวสําหรับใสมายเลขของช้ินขอมูล (Sequence number) เมอ่ื ขอ มลู เดินทางมาถงึ ผรู ับ TCP จะรอจนขอมลู มาครบและทําการเรียงลาํ ดับ กอ นที่ จะสงใหเลเยอรตอไป ซึ่งถาเปน UDP จะไมมกี ารเรยี งลําดับขอมูลขอ มูลให แตจ ะสง ขอ มลู ใหเลเยอรตอไปเลย การสงขอมูลแบบ UDP นั้นนอกจากที่จะไมมีการเรียงลําดับของขอมูลแลว พิจารณาจาก UDP Header จะ พบวา UDP ยังไมมกี ารรับประกนั วาผูรบั ไดรับขอ มูลครบตามท่ีผูสง ตองการอีกดวย ซ่งึ ในทางตรงกนั ขา ม TCP Header มีฟลว ซ่ึงชวยในการ Acknowledgement ของการรับและสงขอมูล กระบวนการท่ีใชขอมูล Acknowledgement ดังกลาว เรียกวา Tree-way handshake Three-way handshake เปนกระบวนการท่ีสรางความนาเชื่อถือใหกับ TCP ประกอบดวย กระบวนการหลัก 3 กระบวนการดวยกันคือ (1) การสรางการเช่ือมตอ (Connection establishment) (2) การสง ขอมลู (Data transferring) และ (3) ยกเลิกการเชือ่ มตอ (Terminate connection) ภาพท่ี 2.15 ภาพแสดง Connection establishment ใน Three-way handshake ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ

หนาท่ี 31 การสรางการเชื่อมตอ (Establish Connection) ในกระบวนการนี้ประกอบดวยข้ันตอน 3 ชั้นตอน (ดัง แสดงในรูป 2.15) คือ 1. เริ่มตนการทํางานโดย ผูสง (Sender หรือ Client) สง Segment ไปยังผูรับที่ตองการติดตอดวย (Receiver หรอื Server) Segment ทส่ี ง ไปนั้นบรรจุ Sequence number 2. Receiver ตอบกลับดวย Segment ท่ีบรรจุดวยคา 2 คา คือคา Acknowledgement ซึ่งเปน คา ทบ่ี วกไปอีก 1 ของ Sequence number ที่ไดรบั จาก Sender และ คา Sequence number ของ receiver เอง 3. Sender จะตอบกลับ Receiver โดยสง Segment ท่ีประกอบดวย คา Acknowledgement ของ Receiver บวกหนงึ่ การสราง Connection จึงเสรจ็ สมบรู ณ ภายใน Segment ท่ีสงระหวาง Sender และ Receiver มี Field ท่ีบรรจุขอมูลควบคุม (Control Information) ซง่ึ ใชใ นการจดั การการทํางานของกระบวนการ Three-way Handshake ซง่ึ มรี ายละเอยี ดดังน้ี - 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) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยคั ฆ์เพศ

หนา ท่ี 32 ภาพที่ 2.16 ภาพแสดง Transferring ใน Three-way handshake การสงขอมูล (Data Transferring) เม่ือการ Establish connection สมบูรณ Sender จะเริ่มทําการสง ขอมูลในรูปแบบ Segment ตามขนาดของ Window size ท่ีสามารถสงได Receiver ก็จะ Acknowledge การสงขอมูลดังกลาวดวยการสงคาของหมายเลข Sequence number ตัวสุดทายท่ีไดรับบวกดวยหนึ่งเสมอ และขัน้ ตอนเหลา นีจ้ ะทาํ ซํ้าไปเรอ่ื ยๆๆจน Sender สง ขอ มูลครบ การยกเลิกการเชื่อมตอ (Terminate connection) ในกระบวนการนี้ประกอบดวยการแลกเปล่ียนขอมูล ระหวาง Sender และ Receiver 4 ขนั้ ตอน ดงั แสดงในรปู ขา งลา ง ผ้ชู ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยคั ฆเ์ พศ

หนา ที่ 33 ภาพท่ี 2.17 ภาพแสดง Terminate connecting ใน Three-way handshake 1. เม่ือ Sender ไดรับ Acknowledgement ของการรับขอมูลจาก Receiver เรียบรอยแลว (การ ตรวจสอบความครบถวนของขอมูล ดูจากกระบวนการ Data Transferring) Sender สง Segment ซ่ึงภายในบรรจุ Control “FIN” เพ่ือเปนการแจงให Receiver ทราบวาจะไมมีขอมูล สง มาอกี 2. Receiver จะสง Acknowledgement กลับเพือ่ บอกให Sender ทราบวา ไดรับ Segment ในขอ ที่ 1 3. หลังจากท่ี Receiver ทําข้ันตอนที่ 2 เรียบรอยแลว Receiver จะสง Segment ซ่ึงภายในบรรจุ Control “FIN” เพอ่ื แสดงวา การรบั ขอ มูลเสร็จสิ้น 4. Sender จะสง Segment เพ่ือ Acknowledge Segment ของ Receiver หลังจากนั้น การ เช่ือมตอ นจ้ี ะถกู ตดั ทนั ที Lower Layer ลําดับแรกท่ีถัดจาก Upper Layer คือ Network Layer ซ่ึงเปนเลเยอรลําดับที่ 3 ใน OSI มี หนาท่ีใหบริการการแลกเปลี่ยนขอมูลระหวางอุปกรณเครือขาย ซึ่งการทํางานในลักษณะ End-to-end น้ี ประกอบดว ยกระบวนการทาํ งาน 4 กระบวนการดวยกันคือ 1. Addressing – Network layer ตองทําการกําหนด Address ใหกับอุปกรณเครือขายที่จะ ทาํ การแลกเปล่ยี นขอ มูลกนั ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนาท่ี 34 2. Encapsulation – Network layer ตองทําการ Encapsulate ขอมูลแตละชิ้นท่ีรับมาจาก Transport layer แลวทําการแนบหมายเลข IP Address ของอุปรณเครือขายท้ังสอง ซึ่ง IP Address อุปกรณเครือขายที่เริ่มสงจะถูกเรียกวา Source Address และ IP Address ของ Receiver จะถูกเรียกวา Destination Address ขอมูลท่ีผานการ Encapsulate แลวจะถูก เรียกวา “Packet” หลังจากนั้น Packet จะถูกสงไปยัง Data Link layer เพื่อเตรียมพรอม ในการสงผานสอื่ ท่ใี ชต อไป 3. Routing – Network layer ทําหนาที่คนหาเสนทางในการสง Packet ไปยัง Destination host 4. Decapsulation – เม่ือ Packet เดินทางมาถึง Destination host หนาท่ีของ Network layer คอื การตรวจสอบวา Packet ทีม่ าถึงนนั้ เปน Packet สาํ หรบั Host Data Link Layer เปน Lower Layer ท่ีถัดจาก Network Layer มีหนาท่ีในการแปลงขอมูลท่ีรับมา จาก Network Layer ใหเหมาะสมกับส่ือท่ีจะใชใน Physical Layer สวนเกี่ยวของกับการทํางานในระบบ เครือขาย ซ่ึงเม่ือ Packet เดินทางมาถึง Data Link Layer จะถูกจัดใหอยูในรูปแบบ Frame พรอมกับเพ่ิม ขอมูลที่จาํ เปน ตอ งใชใ นการแปลงขอ มูล ดังรูปขางลาง ภาพที่ 2.18 ภาพแสดงสวนประกอบของเฟรมทัง้ ตามมตรฐาน IEEE 802.3 และ Ethernet Frame ผ้ชู ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยัคฆ์เพศ

หนาที่ 35 Packet ที่ถูกสงลงมาจาก Network Layer จะถูกเพิ่มโครงสรางของเฟรม โดยจะเพ่ิม Frame header ท่ีขางหนา Packet และเพิ่ม Frame trailer ที่สวนทายของ Packet ขอมูลสวนท่ีเพิ่มเขามาเรียกวา Field ซึ่ง Frame ในเลเยอร II นี้มีดวยกัน 2 มาตรฐานคือ Ethernet และ IEEE 802.3 ขอแตกตางของ มาตรฐานท้ังสองนั้นคือสวน Header ของเฟรม ดังแสดงในรูป 2.18 มาตรฐาน IEEE 802.3 จะมีStart of Frame Delimiter (SFD) ขนาดของเฟรมท้ังสองแบบจะเหมือนกันคือนอยท่ีสุดมีคาเทากับ 64 ไบต และมาก ท่ีสุด 1518 ไบต จะมีพิเศษคือมาตรฐาน 802.3a ซึ่งถูกกําหนดขึ้นเพ่ือรองรับ Virtual Local Area Network (VLAN) จึงมีขนาดเพ่ิมขึ้นเปน 1522 ไบต ขนาดของเฟรมนี้มีผลตอการสงขอมูลคือ ถาขอมูลท่ีมีการสงขอมูล ขนาดเล็กกวาขนาดตํ่าสุดของเฟรม หรือมีการสงขอมูลขนาดมากกวาขนาดสูงสุดของเฟรม ขอมูลนั้นจะถูก drop หรืออาจถูกสงสัยวาเปนขอมูลท่ีอันตราย Media Access Control Address (MAC Address) เปน สวนประกอบหนึ่งของเฟรม ซ่ึงจะอยูทั้งใน Source Address และ Destination address โดยที่ MAC Address นเ้ี ปนหมายเลขท่ีอยูใน Network Interface Card ทาํ หนาทรี่ ะบตุ วั ตนของ Host บนระบบเครือขาย มีขนาด 48 บิต หมายเลขนี้จะไมซํ้ากัน เนื่องจาก 24 บิตแรกจะเปนรหัสของโรงงานที่ผลิต สวนอีก 24 บิตท่ี เหลือจะเปนจํานวนนับที่โรงงานนั้นผลิต ดังแสดงตัวอยางในภาพ 2.19 เมื่ออุปกรณที่ใชใ นการสงขอ มูล สงตอ ขอ มูลเขาสูเครือขาย ภาพที่ 2.19 ภาพแสดงสวนประกอบหมายเลข MAC Address ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยัคฆเ์ พศ

หนา ที่ 36 หมายเลข MAC address ท่ีอยูภายในเฟรมก็จะถูกสง เขาสรู ะบบเครือขายดวย NIC ทอี่ ยใู นเครือขา ย จะดูเฟรมท่ีสงผานวาหมายเลข MAC address ปลายทางดังกลาวใชหมายเลขเดียวกับ Physical Address ของตนหรือไม ถาไมใชก็จะ discard เฟรมท่ี copy มา ถาใชก็จะสงตอไปยัง Upper Layer เพื่อทําการ De- Encapsulation ตอ ไป หมายเลข MAC Address นี้ใชสําหรับการสงขอมูล 3 แบบดวยกันคือ 1) Unicast 2) Broadcast และ 3) Multicast ภาพที่ 2.20 ภาพแสดง Unicast Communication Unicast Communication จะเกิดข้ึนเมื่อผูสง ตองการสงขอมูลไปยงั ผูรบั เดยี วเทาน้ัน จากภาพ 2.20 สงั เกตจาก Field Destination MAC และ Destination IP จะพบวา เปน ตัวเลขของ MAC Address หมายเลข เดยี ว และ IP Address หมายเลขเดียวเทา น้นั ซึ่งจะตา งจาก Broadcast Communication ในภาพ 2.21 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จิรา พยัคฆ์เพศ

หนา ท่ี 37 ภาพท่ี 2.21 ภาพแสดง Broadcast Communication ในภาพ Broadcast Communication สังเกตท่ี Field Destination MAC จะพบวา เปน F ทั้งหมด และ Destination IP จะพบวา IP Address ลงทายดวย 255 แสดงวา Sender ตองการสงไปยังทุกๆๆโหนด ในเครือขาย สวน Multicast Communication (ภาพท่ี 2.22) น้ันก็สังเกตจาก Destination MAC และ Destination IP เชนเดียวกกนั โดยท่ี Address ทง้ั สอง Field จะอยใู นลักษณะกลุม ภาพที่ 2.22 ภาพแสดง Multicast Communication ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยัคฆ์เพศ

หนาท่ี 38 เลเยอรลางสุด Physical Layer เปนเลเยอรท่ีเช่ือมตอกับส่ือท่ีใชในการส่ือสาร ซ่ึงการศึกษาในเลเยอรนี้จะ ประกอบดวยส่ือที่ใชในการสง ขอ มูล สือ่ ทีใ่ ชในการสง ขอ มูล ในทน่ี ี้คือ สายคบู ิดเกลียว สายโคแอกเชยี ล ใยแกว นําแสง และการสงสัญญาณแบบไรสาย สายคูบิดเกลียวเปนสายทองแดงท่ีมีฉนวนหุมจับกันเปนคู บิดเปน เกลียวจาํ นวน 4 คู การบดิ เปน เกลียวน้ีชว ยลด Crosstalk นยิ มใชภ ายในอาคาร ภาพที่ 2.23 ภาพแสดง สายคูบิดเกลยี ว ตารางท่ี 2.1 แสดงการเปรียบเทยี บประเภทของสายคบู ดิ เกลยี ว สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) เปนส่ือที่นิยมใชภายนอกอาคารเน่ืองจากมีฉนวนปองกันสภาพ อากาศ สวนประกอบของสายโคแอกเชียลแสดงดังภาพ 2.24 สายโคแอกเชียลมี 2 ประเภทคือ 1) Baseband ใชในการสงขอมูลของสัญญาณดิจิตอล สามารถนําสัญญาณไดในระยะทางไกล เชนสายเคเบิลทีวี เปนตน 2) Broadband ใชในการสง ขอมูลของสัญญาณอะนาล็อก เชน สัญญาณโทรทศั น เปน ตน ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ

หนา ที่ 39 ภาพที่ 2.24 ภาพแสดงสว นประกอบของสายโคแอกเชียล • Conductor เปน แกนทองแดง ทําหนาทเี่ ปน ตวั นําสัญญาณ • Insulator เปนฉนวนหมุ ตัวนําสญั ญาณ • Braid เปนโลหะหรอื ทองแดงที่ถักหุมฉนวนตลอดท้ังเสน ทําหนา ท่ีปอ งกันสญั ญาณรบกวน และ ปอ งกันการแพรก ระจายของคลน่ื สัญญาณออกมาภายนอก • Plastic Jacket เปนสวนหอ หุมภายนอก เพ่อื ปองกนั การฉีกขาดของสายภายใน ใยแกว นําแสง เปนสายสญั ญาณที่มี Noise นอยทส่ี ดุ หรอื แทบจะไมม ีเลย เปน การทํางานแบบ Half duplex มี 2 ประเภทคือ Single mode และ Multimode สวนประกอบของใยแกวนําแสงแสดงดังภาพที่ 2.25 ภาพท่ี 2.25 ภาพแสดงสวนประกอบของใยแกว นําแสง ตารางท่ี 2.2 แสดงการเปรยี บเทียบ Single mode และ Multimode ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ิรา พยัคฆ์เพศ

หนาท่ี 40 การสง สัญญาณแบบไรสาย เปน การใชคล่ืนแมเหล็กไฟฟาในการสง ขอมูล ภาพที่ 2.26 ภาพแสดงสเปคตรมั คลืน่ แมเหล็กไฟฟา ภาพ 2.26 แสดงสเปคตรัมของคล่ืนแมเหล็กไฟฟา คล่ืนวิทยุ คล่ืนไมโครเวฟ และอินฟาเรด มีการสง สัญญาณโดยแปลงความสูงและความถี่ จึงนยิ มใชใ นการสงขอมูลเพราะ สญั ญาณของคลื่นดังกลาวไมกอใหเกิด อันตราย ในขณะท่ี UV X-Ray และGamma เปนการสงสัญญาณโดยใชเทคนิคในการสรางสัญญาณ ซึ่ง สัญญาณดังกลาวนั้นมีผลกระทบตอสุขภาพของส่ิงมีชีวิต การสงสัญญาณของคล่ืนระหวางสถานีมี 2 ลักษณะ คือ 1) การสงสัญญาณโดยอาศัยความโคงของผิวโลก เปนการสงสัญญาณของคลื่นท่ีมีความถ่ีต่ํา (Low Frequency: LF) ถึงความถี่ปานกลาง (Medium Frequency: MF) ระหวาง 104 Hertz และ 106 Hertz 2) การสงสัญญาณโดยอาศัยชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟยร เปนการสงสัญญาณของคลื่นที่มีความถ่ีสูง (High ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยคั ฆ์เพศ

หนา ที่ 41 Frequency: HF) ถงึ ความถส่ี ูงมาก (Very High Frequency: VHF) ระหวาง 107 Hertz และ 108 Hertz การ สงสัญญาณทัง้ 2 ประเภทแสดงดงั รูป 2.27 ภาพท่ี 2.27 ภาพแสดงการสงสญั ญาณคลื่นระหวางสถานี การติดตอส่ือสารทาง ดาวเทียมท่ีใชในการติดตอสื่อสารแบงเปน 3 ประเภทคือ Geostationary Earth Orbit Satellites Medium-Earth Orbit Satellites และ Low-Earth Orbit Satellites ภาพที่ 2.28 ภาพแสดงประเภทของดาวเทียมทใ่ี ชใ นการติดตอส่อื สาร 1. Geostationary-Earth Orbit Satellites เปนดาวเทียมสื่อสารที่เคลื่อนที่สูงจากผิวโลกระหวาง 20,000 กิโลเมตรถึง 35,000 กิโลเมตร มีเขตรับสัญญาณพื้นที่ Foot Print ที่กวางมากที่สุดในบรรดาดาวเทียม ดว ยกัน ตัวอยางเชนดาวเทียมท่ใี ชใ นการถา ยทอดสดรายการ TV ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนา ที่ 42 2. Medium-Earth Orbit Satellites เปนดาวเทียมที่เคล่ือนที่สูงจากผิวโลกระหวาง 5,000 กิโลเมตรถึง 15,000 กโิ ลเมตร ดาวเทยี มประเภทน้ีเชน ดาวเทียมทบ่ี อกพิกัดทางภูมิศาสตร เปน ตน 3. Low-Earth Orbit Satellites เปนดาวเทยี มทีเ่ คล่ือนทใ่ี กลผิวโลกมากทส่ี ุด เอกสารอางองิ สลั ยทุ ธ สวางวรรณ (2547), “CCNA 1 – Cisco Network Academy Program”, Pearson Education Indochina LTD. สัลยุทธ สวางวรรณ (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 ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนาท่ี 43 บทท่ี 3 Internet Protocol Address Internet Protocol Address (IP Address) จดั ไดวาเปน Logical address เปนโปรโตคอลทท่ี ํางานในเล เยอรที่ 3 มีหนาท่ีบอกตําแหนงหรือท่ีอยูของ Host บนระบบเครือขาย ในหัวขอน้ีจะแสดงรายละเอียดของ Internet Protocol version 4 (IPv4) ตามมาดวยการแบง Subnet และแนะนาํ Internet Protocol version 6 (IPv6) 3.1 Internet Protocol Address version 4 (IPv4) Header ของ IPv4 (ภาพ 3.1) ประกอบดว ย • Version – บอกเวอรชนั่ ของ IP Address ในที่นีค้ อื 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) –ขอมูลเกี่ยวกับการขัดของของการจราจรที่พบเห็น ในเสนทางการเดนิ ทาง ผูช้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยัคฆ์เพศ

หนา ที่ 44 • Total Length – ความยาวของ IP packet • Identification – ในกรณีที่ Packet ถูกแบง Identification จะเก็บขอมูลหมายเลขของ Packet ยอย • Flags –เปน ลกั ษณะการแจงเตือนวามกี ารแบงเปน Packet ยอ ย หรือเปลา • Fragment Offset –บอกตาํ แหนงของ Packet ยอ ย • Time to Live (TTL) – อายขุ อง Packet ชว ยหลกี เลี่ยงการทํางานวนซาํ้ • Protocol – บอกวา Packet ใชงานโปรโตคอลประเภทใดในการสงขอมลู (TCP หรอื 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 ของผสู ง • Destination Address - IP address ของผูรับ • Options – สามารถใชเปนขนาดท่ีเพ่ิมขึ้นของ IHL หรือเก็บขอมูลประเภท Time Stamp หรือ Security 3.2 IPv4 Addressing IPv4 มีขนาด 32 บิต และใชจุดในการแบงโดยแบงเปน 4 กลุมยอย ในแตละกลุมมีเลขฐานสอง 8 บิต เพราะฉะนั้นจะเรียกแตละกลมุ วา Octet ดงั แสดงในภาพ 3.2 ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทร์จริ า พยัคฆ์เพศ

หนาท่ี 45 ภาพที่ 3.2 ภาพแสดงลักษณะของ IP Address version 4 บนเครือขาย เพื่อสะดวกในการเรียกและนําไปใชงาน ภาพ 3.3 จะแสดงการแปลงจาก Binary ไปเปน Decimal ในแตละ Octet IPv4 แบง ออกเปน 5 คลาสตามลักษณะการใชงานดังแสดงในตาราง 3.1 ภาพที่ 3.3 ภาพแสดงแสดงการแปลงจาก Binary ไปเปน Decimal ในแตล ะ Octet ตารางที่ 3.1 แสดง Class ตางๆ ของ IPv4 ผูช้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ริ า พยัคฆเ์ พศ

หนา ท่ี 46 จากตารางท่ี 3.1 IP Address ที่อยูใ น Class A 32 บิตจะประกอบดวย Network bit จํานวน 8 บิต และ Host bit จํานวน 24 บิต โดยท่ี Network bit จะเปนหมายเลขที่ไมมีการเปลี่ยนแปลง สวน Host bit จะเปน หมายเลขที่มีการเปลี่ยนแปลงได หรือหมายเลขท่ีมีลักษณะเปนชวง ตัวอยางหนวยงานขนาดใหญแหงหนึ่งมี การจดทะเบียนเพ่ือขอใช IP Address หมายเลข IP Address ที่ไดรับคือ 12.0.0.0 ทางหนวยงานสามารถทํา การแบงหรือนําหมายเลข IP Address ไปใชงานไดต้ังแตหมายเลข 12.0.0.1 ถึงหมายเลข 12.255.255.255 จะพบวา Network bit ท่ีกลาวถึงคือ หมายเลข “12” (Octet ท่ี 1) และ Host bit คือ “0.0.0” (ชวงของ IP Address ใน Octet ท่ี 2- Octet ที่ 4) ลักษณะของ IP Class B และ Class C ก็เปนเชนเดียวกันกับ ตัวอยาง ขางตน สวน IP Class D และ Class E นั้นจะไมมีการนํามาใชเพราะจะถูกสํารองไวสําหรับการทํา Multicast การติดตั้ง การใชง านอุปกรณเครือขา ยหรือ Routing Protocol อ่ืนๆ นอกจากที่แบง IP Address เปน Class แลว IP Address ยังถูกจัดกลุมเปน Public IP Address และ Private IP Address ประเภทแรกน้ันเปนไอพี ในแตล ะคลาสท่ใี ชในระบบเครือขา ย สว นอีกประเภทนั้นเปนไอพีที่ถกู ออกแบบใหใ ชภายใน Private network ซ่ึง Private IP Address ไดแก 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 การแบง เครือขา ยยอ ย (Subnet) ในระบบเครือขายนั้นเม่ือมีการคนหาเสนทางโดยใช Routing protocol ประเภทตางๆ จะมีการสง Packet ที่มีขนาดเล็กเพ่ือทําการตรวจสอบเพื่อคนหาตําแหนงของ Host หรือโหนดทุกโหนด ท่ีมี IP Address ดงั นั้นถาไมมีการแบง Subnet คา Overhead บนเครอื ขายและบนอุปกรณเครอื ขาย เชน เราเตอรและสวิทส จะมีคาสูงมาก สงผลใหการทํางานของระบบเครือขายลาชา ดังน้ันการแบงเครือขายจะเขามาชวยในการ ทํางานและลดคา Overhead ดังกลาว การแบงเครือขายยอยมี 2 ประเภทคือ Fixed length Subnet Mask (FLSM) และ Variable Length Subnet Mask (VLSM) FLSM เปนการแบงเครือขายยอยโดยท่ีทุกเครือขาย ยอยมี Subnet Mask เหมอื นกัน นน่ั หมายความวาเครอื ขา ยยอยเหลา นน้ั มลี ักษณะ Classful subnetting คือ ทุกเครอื ขายยอ ยจะตอ งมีจาํ นวน IP Address ทเ่ี ทากัน วิธีการแบง Subnet สามารถคํานวณไดจากสตู ร 2n -2 >= จํานวน Subnet โดยที่ n คอื จาํ นวนบิตท่ีขอยืมจาก Host bit และ -2 คือการลบ IP Address ท่ีเปน subnet all zero (subnet ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จิรา พยคั ฆ์เพศ

หนาท่ี 47 address) และ subnet all one (broadcast address) ตัวอยางท่ี 1 จากรูปขางลางกําหนดให IP Address ท่ีใชคอื 203.20.1.0/24 จงหาจํานวน Subnet หมายเลข IP Address ของแตละ Subnet และจํานวน IP Address ในแตล ะ Subnet พจิ ารณาจากรปู จะพบวา จาํ นวน Subnet ท่ีสามารถเกิดขน้ึ ไดคอื 2 Subnet คาํ ตอบท่ี 1 ดงั นนั้ แทนคาในสตู ร 2n -2 >= จํานวน Subnet จะได 2n -2 >= 2 2n >= 4 n ≈2 IP Address 203.20.1.0/ 24 เปน IP Address คลาส C ดังนั้น Host bit ที่สามารถขอยืมมาใชไดจะเร่ิมที่ Octet ที่ 4 การขอยืมบิตเพ่อื สรา ง Subnet แสดงดังตอ ไปน้ี 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 ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทร์จริ า พยคั ฆ์เพศ

หนาท่ี 48 203. 20 . 1 . 11 | 000000 203.20.1.192 Subnet #3 เพราะฉะน้ัน IP Subnet Address ของ Subnet ท้ังสองคือ 203.20.1.64 และ 203.20.1.128 ตามลําดับ คาํ ตอบท่ี 2 พิจารณา Host bit ใน Octet ท่ี 3 จะพบวา มี Host bit ท่ีเหลือจาการขอยืม 6 บิต เพราะฉะน้ันในแตละ Subnet จะมจี ํานวน IP Address เทา กับ 26 หรอื 64 IP Address คําตอบที่ 3 ตัวอยางท่ี 2 ถา IP Address ท่ีไดรับมาคือ 194.17.10.0/27 จงคํานวณหาจํานวน Subnet และจํานวน IP Address ของแตล ะ Subnet /27 เปน Prefix ซึ่งบอกใหทราบวา หมายเลข IP Address ดังกลาวมี Network bit จํานวน 27 บิต และมี จํานวน Host bit 5 บติ เพราะฉะนั้นสามารถนํามาเขียนแบงไดด ังรปู ขางลา 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 เน่ืองจาก 194.17.10.0 เปน IP Address คลาส B ดังนั้นที่ Octet ท่ี 3 สามบิตแรก จะบอกจํานวน Subnet ดงั นน้ั IP Address 194.17.10.0/27 มจี าํ นวน Subnet ท้ังหมด 8 Subnet คาํ ตอบท่ี 1 ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จนั ทรจ์ ิรา พยคั ฆเ์ พศ

หนาท่ี 49 พิจารณา Host bit ใน Octet ท่ี 3 จะพบวา มี Host bit ที่เหลือจาการขอยืม 5 บิต เพราะฉะน้ันในแตละ Subnet จะมจี าํ นวน IP Address เทา กับ 25 หรอื 32 IP Address คําตอบที่ 2 VLSM เปนการแบงเครอื ขายยอยโดยทใี่ นเครือขายยอยนนั้ อาจจะมี Subnet Mask และจํานวน IP Address ไมเทากัน เรียกลกั ษณะดังกลา ววา Classless Subnetting ภาพที่ 3.4 ภาพแสดงเครือขายที่เกดิ จากการแบง Subnet แบบ VLSM จากภาพ 3.4 หมายเลข IP Address ทท่ี างหนว ยงานไดร ับมานนั้ คือ 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 วิธีการแบง Subnet สามารถคาํ นวณไดจากสตู ร 2n -2 >= จํานวน IP Address Host โดยที่ n คอื จํานวนบิตท่ีขอยืมจาก Host bit และ -2 คือการลบ IP Address ท่เี ปน subnet all zero (subnet address) และ subnet all one (broadcast address) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ิรา พยัคฆเ์ พศ

หนาที่ 50 สงั เกตวา สูตรของ VLSM น้จี ะมลี ักษณะคลายกับสตู รของ FLSM ส่ิงที่ตา งกันคือ VLSM ใชจ าํ นวน IP Address Host ที่ตองการในการคํานวณ ในขณะท่ี FLSM ใชจํานวน Subnet ที่ตองการในการคํานวณ นอกจากนี้แลว การเริ่มนับ Bit borrow จะตา งกันดวยคือ VLSM จะเร่ิมนับจากทางขวาของ Octet สุดทาย ในขณะที่ FLSM จะนบั ที่ Octet ทเ่ี ปน Host bit รายละเอียด สงั เกตจากตัวอยา งขางลาง VLSM of IP 172.16.0.0/20: — 2 Subnets for 500 Hosts — 3 Subnets for 200 Hosts — 2 Subnets for 100 Hosts — 4 Subnets for 50 Hosts — 4 Subnets for 2 Hosts Solution พิจารณา 172.16.0.0/20 จะพบวา IP Addressนี้ไดผานการทํา Subnetting มาครั้งหน่ึง เน่ืองจากคา Prefix ของ 172.16.0.0 ปกติเปน /16 แตจ ากโจทยเปน /20 นนั่ คือ มีการทํา Subnetting มาแลว |— 172.16.0000 0000.00000000 การทํา VLSM จะตองเริ่มแบง Subnetting ท่ี Network วงท่ีตองการ Host มากท่ีสุด หมายความวาตองแบง จากวงท่ีมี 500 Hosts ไลลงมาเปน 200, 100, 50 และ 2 Hosts ตามลาํ ดบั Host จํานวน 500 Hosts นัน้ สามารถคาํ นวณหาจาํ นวนบติ ท่ีเพอ่ื นาํ มาใชไดจาก — 2n -2 = 500 —n = 9 ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.จันทรจ์ ิรา พยัคฆ์เพศ