Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
Module 10 ความรู้เบื้องต้น
่ วกับโพรโทคอล เกีย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร สาขาวิ ช าวิ ท ยาศาสตร์ แ ละเทคโนโลยี มหาวิ ท ยาลั ย สุ โ ขทั ย ธรรมาธิ ร าช
96304 Data Communications and Networking
1
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
่ วกับโพรโทคอล ความรู้เบื้องต้นเกีย 10.1 โพรโทคอล TCP/IP ่ วกับโพรโทคอล TCP/IP 10.1.1 แนวคิดทั่วไปเกีย 10.1.2 การกําหนดแอดเดรสในโพรโทคอล TCP/IP
10.2 ระดับชั้น
่ วกับแบบจําลองโพรโทคอล TCP/IP ทีเ่ กีย
10.2.1 ระดับชั้นกายภาพ / ระดับชั้นเชื่อมโยง / ระดับชั้นเครือข่าย 10.2.2 ระดับชั้นขนส่ง / ระดับชั้นประยุกต์
96304 Data Communications and Networking
2
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
10.1 โพรโทคอล TCP/IP โพรโทคอล (Protocol)
• เป็นข้อตกลงที่ใช้ควบคุมการสื่อสารข้อมูล ภายในเครือข่าย • มีลักษณะเช่นเดียวกับภาษา ที่ใช้ในการสื่อสารของมนุษย์ ที่ต้องใช้ภาษาเดียวกันจึงสามารถสื่อสารกันได้ • เครื่องคอมพิ วเตอร์หรืออุปกรณ์เครือข่าย ที่ใช้โพรโทคอลชนิดเดียวกันเท่านั้น จึงจะสามารถติดต่อและส่งข้อมูล ระหว่างอุปกรณ์ได้ 96304 Data Communications and Networking
3
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
10.1 โพรโทคอล TCP/IP โพรโทคอลทีซีพี/ไอพี (TCP/IP Protocols)
• เป็นชุดโพรโทคอลที่พัฒนาขึ้นเพื่ อใช้ในการ แลกเปลี่ยนข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต • ประกอบด้วยระดับชั้นต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกัน โดยแต่ละระดับชั้นของแบบจําลองทีซีพี/ไอพี ได้แก่ 1) 2) 3) 4) 5)
ระดับชั้นกายภาพ ระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล ระดับชั้นเครือข่าย ระดับชั้นขนส่ง ระดับชั้นประยุกต์
จะประกอบด้วยโพรโทคอลอิสระต่าง ๆ อยู่ด้วยกัน 96304 Data Communications and Networking
4
ภาพแสดงระดับชั้นในแบบจําลอง TCP/IP ดั้งเดิม เปรียบเทียบกับระดับชั้นที่ใช้ในปัจจุบัน ระดับชั้นประยุกต์
ระดับชั้นประยุกต์
ระดับชั้นขนส่ง
ระดับชั้นขนส่ง
ระดับชั้นอินเทอร์เน็ต
ระดับชั้นเครือข่าย
ระดับชั้นเน็ตเวิร์ก อินเทอร์เฟส
ระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล
อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ (ก) ระดับชั้นดั้งเดิม
ระดับชั้นกายภาพ (ข) ระดับชั้นทีใ่ ช้ในปัจจุบัน
96304 Data Communications and Networking
5
ภาพแสดงระดับชั้นในแบบจําลอง OSI ดั้งเดิม เปรียบเทียบกับระดับชั้น TCP/IP ที่ใช้ในปัจจุบัน ระดับชั้นที่ ระดับชั้นประยุกต์ ระดับชั้นประยุกต์
5
ระดับชั้นขนส่ง
ระดับชั้นขนส่ง
4
ระดับชั้นเครือข่าย
ระดับชั้นเครือข่าย
3
ระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล
ระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล
2
ระดับชั้นกายภาพ
ระดับชั้นกายภาพ
1
ระดับชั้นการนําเสนอ ระดับชั้นช่วงเวลา
(ก) ระดับชั้นในแบบจําลอง OSI
(ข) ระดับชั้นในแบบจําลอง TCP/IP
96304 Data Communications and Networking
6
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
แนวคิดทั่วไป ่ วกับ โพรโทคอล TCP/IP เกีย โพรโทคอล TCP/IP ประกอบด้วย โพรโทคอล TCP และ โพรโทคอล IP 1) โพรโทคอล TCP • เป็นส่วนที่ทํางานอยู่ในระดับบน • ทําหน้าที่ 1) จัดการแบ่งข้อความหรือไฟล์ที่ผู้ส่งต้องการ ออกเป็นแพ็ กเก็ต (packet) 2) ส่งแพ็ กเก็ตออกไปบนระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ผ่านโพรโทคอล TCP ในเครื่องคอมพิ วเตอร์ของผู้รับ 3) นําข้อความหรือไฟล์แต่ละแพ็ กเก็ตที่ได้รับ มาประกอบกลับเป็นข้อความหรือไฟล์ตามเดิม 96304 Data Communications and Networking
7
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
แนวคิดทั่วไป ่ วกับ โพรโทคอล TCP/IP เกีย โพรโทคอล TCP/IP ประกอบด้วย โพรโทคอล TCP และ โพรโทคอล IP 2) โพรโทคอล IP • เป็นส่วนที่ทํางานอยู่ในระดับล่าง • ทําหน้าที่ 1) จัดการเกี่ยวกับที่อยู่เครื่องคอมพิ วเตอร์ปลายทาง หรือ แอดเดรส (address) ที่ต้องการจะส่งข้อความ เป็นแพ็ กเก็ตแต่ละแพ็ กเก็ตออกไป 2) เกตเวย์ (gateway) แต่ละแห่ง ที่เชื่อมอยู่ในระบบเครือข่าย จะทําหน้าที่ตรวจสอบที่อยู่ ก่อนที่จะส่งต่อข้อความไปให้ 96304 Data Communications and Networking
8
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
การกําหนดแอดเดรส ใน โพรโทคอล TCP/IP • อินเทอร์เน็ตแอดเดรส (internet address) หรือ ไอพี แอดเดรส (Internet Protocol address: IP address) เป็นที่อยู่หรือแอดเดรสของการเชื่อมต่อ ระหว่างโฮสต์หรือเราท์เตอร์ และเครือข่าย • ปัจจุบันมีการใช้งานไอพี แอดเดรส 2 รุ่น ได้แก่ • ไอพี แอดเดรส-รุ่นที่ 4 (IP address version 4: IPv4) • ไอพี แอดเดรส-รุ่นที่ 6 (IP address version 6: IPv6) 96304 Data Communications and Networking
9
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
ไอพี แอดเดรส-รุ่นที่ 4 (IPv4) • มีขนาด 4 ไบต์ หรือเท่ากับ 32 บิต • แต่ละไบต์จะมีจุดเป็นตัวแบ่ง เพื่ อให้ง่ายต่อการอ่านและการจดจํา
ภาพแสดงรูปแบบไอพี แอดเดรส รุ่นที่ 4 แบบจุดทศนิยม 1100 1011
1011 1100
110 0100 11 1010
203 . 188 . 58 . 100 96304 Data Communications and Networking
10
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
ไอพี แอดเดรส-รุ่นที่ 6 (IPv6) • เป็นส่วนขยายของไอพี แอดเดรส รุ่นที่ 4 (IPv4) • มีความยาวของแอดเดรสเป็น 4 เท่าของ IPv4 • มีขนาด 16 ไบต์ (เลขฐานแปด) หรือเท่ากับ 128 บิต • รูปแบบแอดเดรสของ IPv6 มี 2 ลักษณะ ได้แก่ 1) แบบเลขฐาน 2 2) แบบจุดคู่ หรือ colon ของทศนิยมเลขฐาน 16 เลขฐานสอง
1111 1110 1111 0110
... 1111
1111 0000 0000
จุดคู่ของทศนิยม FEF6 : BA98 : 7654 : 3210 : ADEF : BBFF : 2922 : FF00 เลขฐานสิบหก
96304 Data Communications and Networking
11
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
10.2 ระดับชั้นของแบบจําลอง TCP/IP • ประกอบด้วย 5 ระดับชั้น ได้แก่ 1) 2) 3) 4) 5)
ระดับชั้นกายภาพ ระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล ระดับชั้นเครือข่าย ระดับชั้นขนส่ง ระดับชั้นประยุกต์
• ระดับชั้นกายภาพ และระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล • ทําหน้าที่สนับสนุนการทํางาน ของโพรโทคอลมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง • ไม่มีการกําหนดโพรโทคอลย่อยพิ เศษใด ๆ
• ระดับชั้นเครือข่าย
• ทําหน้าที่สนับสนุนการทํางานของโพรโทคอล IP • โพรโตคอลที่ใช้ในระดับชั้นนี้ ได้แก่ โพรโทคอลไอพี รุ่นที่ 4 (IPv4) และ โพรโทคอลไอพี รุ่นที่ 6 (IPv6)
96304 Data Communications and Networking
12
ภาพแสดงโพรโทคอลย่อยของแบบจําลอง TCP/IP เปรียบเทียบกับระดับชั้นการทํางานในแบบจําลอง OSI ระดับชั้นประยุกต์
ระดับชั้นนําเสนอ
ระดับชั้นประยุกต์ DHCP
FTP
TELNET
DNS
SMTP
…
HTTP
ระดับชั้นเซสชั่น ระดับชั้นขนส่ง ระดับชั้นเครือข่าย
TCP
ICMP
UDP
SCTP
IGM IP ARP
RARP
ระดับชั้นเชื่อมโยงข้อมูล สนับสนุนโพรโทคอลมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ระดับชั้นกายภาพ
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
10.2 ระดับชั้นของแบบจําลอง TCP/IP • ระดับชั้นขนส่ง
ü การส่งข้อมูลของโพรโทคอล TCP/IP ในระดับชั้นขนส่ง ทํางานบนโพรโทคอล IP ü มีการส่งข้อมูลจากกระบวนการหนึ่ง ไปยังอีกกระบวนการหนึ่ง (process-to-process) ผ่านทางหมายเลขพอร์ต (port numbers) จากต้นทางไปยังปลายทาง ü ประกอบด้วย 3 โพรโทคอลที่ทํางานร่วมกัน ได้แก่ 1) โพรโทคอลยูดีพี (UDP) 2) โพรโทคอลทีซีพี (TCP) 3) โพรโทคอลเอสซีทีพี (SCTP)
• ระดับชั้นประยุกต์
่ วข้องกับระบบงานประยุกต์ ü เกีย ü มีการจัดเตรียมโพรโทคอลต่าง ๆ เพื่ อสนับสนุนการบริการให้กับผู้ใช้งาน
96304 Data Communications and Networking
14
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
การเชื่อมต่อของโพรโทคอล TCP/IP ประกอบด้วย 3 สถานะ (phase) ดังนี้ 1. การสร้างการเชื่อมต่อ (connection establishment) ในโพรโทคอล TCP เรียกว่า การทําแฮนด์เชค 3 ขั้นตอน (Three-way handshaking) 2. การส่งผ่านข้อมูล (data transfer) ส่งผ่านข้อมูลในโพรโทคอล TCP แบบสองทิศทาง โดย ทั้งเครื่องผู้ใช้บริการและเครื่องผู้ให้บริการทําการส่งข้อมูล และแจ้งการรับรู้ (acknowledgment) ทั้งสองทิศทาง 3. การปิดการเชื่อมต่อ (connection termination) มี 2 ตัวเลือก ได้แก่ 3.1 การทําแฮนด์เชค 3-ขั้นตอน 3.2 การทําแฮนด์เชค 4-ขั้นตอน ด้วยการเลือกปิดแบบครึ่งทาง 96304 Data Communications and Networking
15
ภาพแสดงการสร้างเชื่อมแบบการทําแฮนด์เชค 3 ขั้นตอน
96304 Data Communications and Networking
16
ภาพแสดงการส่งผ่านข้อมูล
96304 Data Communications and Networking
17
ภาพแสดงการทําแฮนด์เชค 3-ขั้นตอน สําหรับปิดการเชื่อมต่อ
96304 Data Communications and Networking
18
ภาพแสดงการทําแฮนด์เชค 4-ขั้นตอนด้วยการเลือกปิดแบบครึ่งทาง
96304 Data Communications and Networking
19
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
ไดอะแกรมของการเปลี่ยนสเตท • เป็นเหตุการณ์ใด ๆ ที่เกิดขึ้นในโพรโทคอล TCP ระหว่างที่มีการเชื่อมต่อ เริ่มจากการสร้างการเชื่อมต่อ การส่งผ่านข้อมูล รวมทั้งการปิดการเชื่อมต่อ • โพรโทคอล TCP ได้กําหนดสถานะหรือสเตท (state) ต่าง ๆ โดยรวม เรียกว่า ไฟไนต์สเตทแมชชีน (Finite State Machine: FSM)
96304 Data Communications and Networking
20
ภาพแสดงไดอะแกรมของการเปลี่ยนสเตท ตามแกนเวลาสําหรับสถานการณ์ทั่วไป
Module 10 ▶ ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโพรโทคอล ผู้สอน ▶ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร
Module 10 ความรู้เบื้องต้น
่ วกับโพรโทคอล เกีย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุชาดา สิทธิ์จงสถาพร สาขาวิ ช าวิ ท ยาศาสตร์ แ ละเทคโนโลยี มหาวิ ท ยาลั ย สุ โ ขทั ย ธรรมาธิ ร าช
96304 Data Communications and Networking
22