บทที่ 5 มาตรฐานการเชื่อมต่อและสถาปัตยกรรมเครือข่าย
มาตรฐานการสื่อสารเป็นข้อกำหนดเพื่อให้เกิดความแน่นอนของการสื่อสาร เพราะในการสื่อสารนั้นอุปกรณ์ที่สื่อสารกันต้องเข้าใจกันทั้งสองฝ่าย ไม่ว่าจะเป็นฝ่ายรับหรือฝ่ายส่ง ต้องมีวิธีการส่งการเข้ารหัส การตรวจสอบความผิดพลาดในรูปแบบเดียวกัน และการกำหนดมาตรฐานนั้นยังช่วยเกิดข้อกำหนดที่ชัดเจนเกี่ยวกับเงื่อนไขเพื่อเชื่อมเครือข่ายอีกด้วย ไม่ว่าจะเป็นชนิดของสายสัญญาณระยะทางในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ใช้เพื่อขยายสัญญาณให้แรงขึ้น
OSI (OSI Reference model)
OSI (Open Systems Interconnect) Model เป็นแบบจำลองที่อธิบายถึงโครงสร้างการทำงานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยแบ่งออกเป็น 7 เลเยอร์ที่มีหน้าที่ต่างๆ กัน โดยได้รับการคิดค้นและพัฒนาขึ้นในปี 1984 โดย Open Systems Interconnect นั่นเอง การเรียงตัวของเลเยอร์จะถูกจัดจากบนลงล่าง โดยประกอบไปด้วยเลเยอร์ Application, Presentation, Session, Transport, Network, Data Link และ Physical
Layer1: Physical Layer
เป็นเลเยอร์ล่างสุดสำหรับจัดเตรียมอุปกรณ์เกี่ยวกับระบบไฟฟ้า และกลไกการทำงานในการเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย เป็นนิยามของความเกี่ยวเนื่องกันระหว่างอุปกรณ์ฐานล่างและเลเยอร์ในระดับกลาง ตัวอย่างเช่น รูปแบบการจัดวางของพิน การเดินกระแสไฟ สายเคเบิ้ล ฮับ อแดปเตอร์เครือข่าย เป็นต้น
Layer2: Data Link Layer
เป็นเลเยอร์สำหรับการจัดเตรียมหน้าที่ และกระบวนการในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครือข่าย และตรวจสอบความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นใน Physical Layer แรกเริ่มนั้นเลเยอร์นี้จะกล่าวถึงในระบบโทรศัพท์ ที่มีการสื่อสารจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง หรือจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอุปกรณ์รับสัญญาณ จากนั้นจึงพัฒนาต่อมาจนถึงในระบบแลน (LAN) ด้วย ซึ่งมีรูปแบบการสื่อสารที่ซับซ้อนกว่า สำหรับโปรโตคอลที่อยู่ในเลเยอร์นี้ก็คือ TCP (Transport Control Protocol) ที่ทำหน้าที่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์สื่อสารกันได้บนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
Layer3: Network Layer
เป็นเลเยอร์ที่จัดเตรียมหน้าที่ และกระบวนการในการส่งข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางภายในเครือข่าย โดยการดำเนินการจะทำการรับข้อมูลที่ส่งออกจากต้นทาง และรวมข้อมูลหรือแยกส่วนข้อมูลมาเป็นแพ็กเกจ (Package) และเพิ่มข้อมูลตำแหน่งปลายทางที่ส่วนหัวของแพ็กเกจเพื่อใช้ในการส่งโปรโตคอลที่รู้จักกันดีซึ่งอยู่ในเลเยอร์นี้ คือ IP (Internet Protocol) ซึ่งจะคอยจัดการเส้นทางการเดินทางของข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
Layer4: Transport Layer
เป็นเลเยอร์ที่ทำหน้าที่จัดเตรียมการส่งผ่านข้อมูลระหว่างผู้ใช้งาน จัดเตรียมข้อมูลที่เชื่อถือได้ให้กับ เลเยอร์ถัดไป โดยควบคุมความถูกต้องในการเดินทางของข้อมูล และความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นสำหรับโปรโตคอลที่ทำงานอยู่บนเลเยอร์นี้ ก็เช่น TCP (Transmission Control Protocol) และ UDP (User Datagram Protocol)
Layer5: Session Layer
เป็นเลเยอร์ที่ควบคุมเซสชั่น (Session) การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย จัดการการสื่อสารระหว่างกัน ทั้งแบบ Full-duplex, Half-duplex และ Simplex โดยมีกระบวนการสร้างจุดตรวจสอบ การเคลื่อนย้ายเซสชั่น การจัดการ และการเริ่มต้นเซสชั่นใหม่เลเยอร์นี้มักไม่ได้ถูกใช้ในโปรโตคอลเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ต แต่จะถูกนำไปใช้เป็นส่วนของแอพพลิเคชั่น (Application) เพื่อใช้งานเกี่ยวกับกระบวนการ Remote Procedure Calls (RPC)
Layer6: Presentation Layer
เป็นเลเยอร์สำหรับจัดเตรียมการรับและจัดโครงสร้างของข้อมูล เพื่อส่งต่อให้เลเยอร์ถัดไป โดยอาจมีการแปลข้อความที่ได้เป็นโค้ด หรือมีการเข้ารหัส/ถอดรหัสข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ โดยกำหนดรูปแบบของการสื่อสาร อย่างเช่น ASCII Text, EBCDIC, Binary และ JPEG รวมถึงการเข้ารหัส (Encryption) ก็รวมอยู่ในเลเยอร์นี้ด้วย ตัวอย่างเช่น โปรแกรม FTP ต้องการรับส่งโอนย้ายไฟล์กับเครื่อง Server ปลายทาง โปรโตคอล FTP จะอนุญาตให้ผู้ใช้ระบุรูปแบบของข้อมูลที่โอนย้ายกันได้ว่าเป็นแบบ ASCII Text หรือแบบ Binary เป็นต้น
Layer7: Application Layer
เป็นเลเยอร์ชั้นบนสุด ซึ่งเป็นการจัดเตรียมแอฟฟลิเคชั่นไว้ให้คอยบริการใช้งาน รูปแบบต่างๆ บนเครือข่าย ซึ่งจะร้องขอจาก Presentation Layer เพื่อด าเนินการตามกระบวนการลงไปชั้นเลเยอร์ต่างๆ ส าหรับบริการโปรโตคอลที่เกี่ยวกับเลเยอร์นี้ เช่น FTP (File Transfer Protocol) Mail Transfer (SMTP/POP3/MAP Protocol) และเว็บเบราเซอร์ที่ท างานอยู่บน HTTP (Hypertext Markup Language Protocol)
มาตรฐาน IEEE
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) เป็นองค์กรสากลที่สร้างและพัฒนามาตรฐานด้านอุตสาหกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับการศึกษาทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์รวมไปถึงการสื่อสารและวิทยาการคอมพิวเตอร์มีการประกาศมาตรฐานต่างๆ ไว้มากกว่า 900 มาตรฐาน (อัมรินทร์ เพ็ชรกุล, 2551)
เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์
1. เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Ethernet LAN
หรือเรียกว่าเครือข่ายแลนแบบมีสาย โดยในปัจจุบันแบ่งออกได้เป็น 2 มาตรฐานใหญ่ๆ คือ Fast Ethernet LAN และ Gigabit Ethernet LAN (นอกจากนั้นยังมีมาตรฐาน 10 Gigabit Ethernet ที่จะตามมาในอนาคตด้วย)
1.1 มาตรฐาน Fast Ethernet ความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 10-100 Mbps เหมาะสำหรับการติดตั้งเครือข่ายคอมพิวเตอร์ภายในบ้านหรือสำนักงานขนาดเล็กและขนาดกลาง
1.2 มาตรฐาน Gigabit Ethernet เนื่องจากระบบเครือข่าย Ethernet แบบเก่าไม่เพียงพอต่อความต้องการของผู้ใช้งานในปัจจุบัน จึงมีการพัฒนาความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลให้สูงขึ้นไปอีก ความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 1000 Mbps จะเป็นการเชื่อมต่อในลักษณะโทโปโลยีแบบดาว (Star) และแบบวงแหวน (Ring)
2. เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Wireless LAN
หรือเครือข่ายไร้สายเป็นที่นิยมมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถลดค่าใช้จ่ายในส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ เช่น สายสัญญาณ หรือการ์ดเครือข่ายที่ใช้อยู่บนเครือข่าย Ethernet LAN ลงได้