chapter 7 basicnetwork

11
โปรโตคอล (Protocol) โปรโตคอล คือ ขอกําหนดหรือขอตกลงในการสื่อสารระหวางคอมพิวเตอร หรือภาษา สื่อสารที่ใชเปน ภาษากลางในการสื่อสารระหวางคอมพิวเตอรดวยกัน การที่เครื่อง คอมพิวเตอรที่ถูกเชื่อมโยงกันไวในระบบจะสามารถติดตอสื่อสาร กันไดนั้น จําเปน จะตองมีการสื่อสารที่เรียกวา โปรโตคอล (Protocol) เชนเดียวกับคนเราที่ตองมีภาษา พูดเพื่อใหสื่อสารเขาใจกันไดโปรโตคอลชวย ใหระบบคอมพิวเตอรสองระบบ ที่แตกตาง กันสามารถสื่อสารกันอยางเขาใจได คือขอตกลงที่กําหนดเกี่ยว กับการสื่อสารระหวาง เครื่องคอมพิวเตอรตางๆ ทั้งวิธีการสงและรับขอมูล วิธีการตรวจสอบขอผิดพลาดของ การสงและรับขอมูล การแสดงผลขอมูลเมื่อสงและรับกันระหวางเครื่องสองเครื่อง ดังนั้น จะเห็นไดวาโปรโตคอลมีความสําคัญมากในการสื่อสารบนเครือขาย หากไมมีโปรโตคอล แลว การสื่อสารบนเครือขายจะไมสามารถเกิดขึ้นได

description

basic network

Transcript of chapter 7 basicnetwork

โปรโตคอล (Protocol)

โปรโตคอล คือ ขอกําหนดหรือขอตกลงในการสื่อสารระหวางคอมพิวเตอร หรือภาษา

สื่อสารท่ีใชเปน ภาษากลางในการสื่อสารระหวางคอมพิวเตอรดวยกัน การท่ีเคร่ือง

คอมพิวเตอรท่ีถูกเชื่อมโยงกันไวในระบบจะสามารถติดตอสื่อสาร กันไดนั้น จําเปน

จะตองมีการสื่อสารท่ีเรียกวา โปรโตคอล (Protocol) เชนเดียวกับคนเราท่ีตองมีภาษา

พูดเพื่อใหสื่อสารเขาใจกันไดโปรโตคอลชวย ใหระบบคอมพิวเตอรสองระบบ ท่ีแตกตาง

กันสามารถสื่อสารกันอยางเขาใจได คือขอตกลงท่ีกําหนดเกี่ยว กับการสื่อสารระหวาง

เคร่ืองคอมพิวเตอรตางๆ ท้ังวิธีการสงและรับขอมูล วิธีการตรวจสอบขอผิดพลาดของ

การสงและรับขอมูล การแสดงผลขอมูลเม่ือสงและรับกันระหวางเคร่ืองสองเคร่ือง ดังนั้น

จะเห็นไดวาโปรโตคอลมีความสําคัญมากในการสื่อสารบนเครือขาย หากไมมีโปรโตคอล

แลว การสื่อสารบนเครือขายจะไมสามารถเกิดขึ้นได

ความสําคัญของโปรโตคอล

ในการติดตอสื่อสารขอมูลผานทางเครือขายนั้น จําเปนตองมีโปรโตคอลท่ีเปนขอกําหนด

ตกลงในการสื่อสารขึ้น เพื่อชวยใหระบบสองระบบท่ีแตกตางกันสามารถสื่อสารกันอยาง

เขาใจไดโปรโตคอลนี้เปนขอตกลงท่ีกําหนดเกี่ยวกับการสื่อสารระหวางเคร่ือง

คอมพิวเตอรตางๆท้ังวิธีการสงและรับขอมูลวิธีการตรวจสอบขอผิดพลาดของการสงและ

รับขอมูล การแสดงผลขอมูลเม่ือสงและรับกันระหวางเคร่ืองสองเคร่ือง ดังนั้นจะเห็นได

วาโปรโตคอลมีความสําคัญมากในการสื่อสารบนเครือขาย หากไมมีโปรโตคอลแลว การ

สื่อสารบนเครือขายจะไมสามารถเกิดขึ้นไดในปจจุบันการทํางานของเครือขายใน

มาตรฐานโปรโตคอลตางๆรวมกันทํางานมากมายนอกจากโปรโตคอลระดับประยุกตแลว

การดําเนินการภายในเครือขายยังมีโปรโตคอลยอยท่ีชวยทําใหการทํางานของเครือขายมี

ประสิทธิภาพขึ้น โดยท่ีผูใชไมสามารถสังเกตเห็นไดโดยตรงอีกมาก

การทํางานของโปรโตคอล

เครือขายคอมพิวเตอรประกอบดวยอุปกรณท่ีทํางานรวมกันเปนจํานวนมาก ผลิตภัณฑ

เหลานั้นมีหลายมาตรฐานหลายยี่หอ แตก็สามารถทํางานรวมกันไดอยางดี การท่ี

เครือขายคอมพิวเตอรทํางานรวมกันอยางเปนระบบ เพราะมีการใชโปรโตคอลมาตรฐาน

ท่ีมีขอกําหนดใหทํางานรวมกันไดผูใช อินเตอรเน็ตท่ีทําหนาท่ีเปนผูใชบริการหรือเปน

ไคลแอนต(Client)สามารถ เชื่อมตอเคร่ืองคอมพิวเตอรของทานไปยังเคร่ืองใหบริการ

หรือเซิรฟเวอร (Server) บนเครือขาย การทํางานของพีซีท่ีเชื่อมตอรวมกับเซิรฟเวอรก็

จําเปนตองใชโปรโตคอลเพื่อประยุกตใชงานรับสงขอมูล ซึ่งโปรโตคอลท่ีใชในการสื่อสาร

นี้ก็มีมากมายหลายประเภทดวยกัน

1.โปรโตคอล TCP/IP Protocol

TCP/IP มีจุดประสงคของการสื่อสารตามมาตรฐาน สามประการคือ

1. เพื่อใชติดตอสื่อสารระหวางระบบท่ีมีความแตกตางกัน

2. ความสามารถในการแกไขปญหาท่ีเกิดขึ้นในระบบเครือขาย เชนในกรณีท่ีผูสงและ

ผูรับยังคงมีการติดตอกันอยู แตโหนดกลางทีใชเปนผูชวยรับ-สงเกิดเสียหายใชการไมได

หรือสายสื่อสารบางชวงถูกตัดขาด กฎการสื่อสารนี้จะตองสามารถจัดหาทางเลือกอื่น

เพื่อทําใหการสื่อสารดําเนิน ตอไปไดโดยอัตโนมัติ

3. มีความคลองตัวตอการสื่อสารขอมูลไดหลายชนิดท้ังแบบท่ีไมมีความเรงดวน เชน การ

จัดสงแฟมขอมูล และแบบท่ีตองการรับประกันความเรงดวนของขอมูล เชน การสื่อสาร

แบบ real-time และท้ังการสื่อสารแบบเสียง (Voice) และขอมูล (data)

Encapsulation/Demultiplexing

การสงขอมูล ผานในแตละเลเยอร แตละเลเยอรจะทําการประกอบขอมูลท่ีไดรับมา กับ

ขอมูลสวนควบคุมซึ่งถูกนํามาไวในสวนหัวของขอมูลเรียกวา Header ภายใน Header

จะบรรจุขอมูลท่ีสําคัญของโปรโตคอลท่ีทําการ Encapsulate เม่ือผูรับไดรับขอมูล ก็จะ

เกิดกระบวนการทํางานยอนกลับคือ โปรโตคอลเดียวกัน ทางฝงผูรับก็จะไดรับขอมูลสวน

ท่ีเปน Header กอนและนําไปประมวลและทราบวาขอมูลท่ีตามมามีลักษณะอยางไร ซึ่ง

กระบวนการยอนกลับนี้เรียกวา Demultiplexing

2.โปรโตคอล UDP : (User Datagram Protocol) UDP : (User Datagram

Protocol)

เปน โปรโตคอลท่ีอยูใน Transport Layer เม่ือเทียบกับโมเดล OSI โดยการสงขอมูล

ของ UDP นั้นจะเปนการสงคร้ังละ 1 ชุดขอมูล เรียกวา UDP datagram ซึ่งจะไมมี

ความสัมพันธกันระหวางดาตาแกรมและจะไมมีกลไกการตรวจสอบความ สําเร็จในการ

รับสงขอมูล กลไกการตรวจสอบโดย checksum ของ UDP นั้นเพื่อเปนการปองกัน

ขอมูลท่ีอาจจะถูกแกไข หรือมีความผิดพลาดระหวางการสง และหากเกิดเหตุการณ

ดังกลาว ปลายทางจะไดรูวามีขอผิดพลาดเกิดขึ้น แตมันจะเปนการตรวจสอบเพียงฝาย

เดียวเทานั้น โดยในขอกําหนดของ UDP หากพบวา Checksum Error ก็ใหผูรับ

ปลายทางทําการท้ิงขอมูลนั้น แตจะไมมีการแจงกลับไปยังผูสงแตอยางใด การรับสง

ขอมูลแตละคร้ังหากเกิดขอผิดพลาดในระดับ IP เชน สงไมถึง, หมดเวลา ผูสงจะไดรับ

Error Message จากระดับ IP เปน ICMP Error Message แตเม่ือขอมูลสงถึงปลายทาง

ถูกตอง แตเกิดขอผิดพลาดในสวนของ UDP เอง จะไมมีการยืนยัน หรือแจงใหผูสงทราบ

แตอยางใด

3. โปรโตคอล Internetwork Packet Exchange and Sequence Packet

Exchange(IPX/SPX)

IPX ถูกนํามาใชในการกําหนด ท่ีอยูในเครือขาย ของ Network และ SPX ชวยในการ

รักษาความปลอดภัยและเพิ่มความนาเชื่อถือ แก IPX โดยท่ี IPX เปน Protocol ท่ี

ทํางานอยูในNetwork Layer มีลักษณะเชื่อมตอแบบ Connectionless จึงไมคอย

นาเชื่อถือเทาใด และไมตองการ Acknwleagement สําหรับขอมูลท่ีสงออกไป สําหรับ

กลยุทธในการควบคุม และเชื่อมตอจะทํางานโดย Protocol ท่ีอยูเหนือ IPX ขึ้นไป SPX

ทํางานในลักษณะ Connection-Oriented จึงมีความนาเชื่อถือสูง Novell ไดใช Xerox

Network System (XNS) Internet Datagram Protocol ในการปรับปรุง IPX

Protocolโดยท่ีIPXมีการจัดการกับท่ีอยู 2 แบบดวยกัน

- Internetwork Addressing ท่ีอยูของกลุมเคร่ืองในระบบเครือขาย ถูกกําหนดโดย

หมายเลขเครือขายท่ีกําหนดในขณะทําการติดต้ัง

- Intranode Addressing ท่ีอยูของบริการภายใน Node ถูกกําหนดโดยหมายเลข

Socket Protocol แบบ IPX จะใชกับเครือขายท่ีมี Netware Server และบอยคร้ังท่ีจะ

ถูกติดต้ังพรอม Protocol อื่นๆ เชน TCP/IP อยางไรก็ตามNetwareกําลังพยายาม

ปรับปรุงใหทํางานกับTCP/IP ได

4.โปรโตคอล NetBEUI

โปรโตคอลNetBEUI หรือ NetBIOS Enhanced User Interface นั้น เปนโปรโตคอลท่ี

ไมมี สวนในการระบุเสนทางสงผานขอมูล (Non-routableProtocol)โดยจะใชวิธีการ

Broadcast ขอมูลออกไปในเครือขายและหากใครเปนผูรับท่ีถูกตองก็จะนําขอมูลท่ีไดรับ

ไปประมวลผล ขอจํากัดของโปรโตคอลประเภทนี้ก็คือไมสามารถทําการ Broadcast

ขอมูลขามไปยัง Physical Segment อื่นๆท่ีไมใช Segment เดียวกันไดเปนการแบง

สวนของเครือขายออกจากกันทางกายภาพหากตองการเชื่อม ตอเครือขายถึงกันจะตอง

ใชอุปกรณอยางเชน Router มาทําหนาท่ีเปนตัวกลางระหวางเครือขาย NetBEUI ถูก

พัฒนาขึ้นโดย IBM เพื่อเปน networking protocol ของ PC และ Microsoft ได

นํามาใชใน product หลายตัวดวยกัน โดย NetBEUI ทํางานอยูบน 802.2 data-link

protocol layer และเนื่องจาก 802.2 data-link protocol เปน nonroutable

protocol ดังนั้น NetBEUI ก็เปน nonroutable protocol ดวยเชนกัน ซึ่งถือวาเปน

ขอจํากัดของ NetBEUINeBEUI สามารถทํางานไดเปนอยางดีกับเครือขายขนาดเล็กท่ีมี

จํานวนเคร่ือง คอมพิวเตอรต้ังแต 20 - 200 เคร่ือง และยังสามารถทํางานขาม

segment ของ LAN ได แตตองมี gateway เปนตัวควบคุม segment อีกที

NetBEUI เปนโปรโตคอลท่ีสามารถทํางานไดเร็วมากในเครือขายขนาดเล็ก โดยเฉพาะใน

Windows NT นั้น NetBEUI ถือไดวาเปนโปรโตคอลท่ีเร็วท่ีสุด ซึ่งเปน NetBEUI 3.0

เปนเวอรชั่นท่ีไดรับการแกไขขอผิดพลาดจากเวอรชั่นเกาคอนขางมากจริงๆ แลว ไมอาจ

เรียก NetBEUI เวอรชัน 3.0 วาเปน NetBEUI protocol ไดเต็มท่ีนัก ถือวาเปน

NetBIOS Frame (NBF) format protocol เสียมากกวา เพราะ NetBEUI จริงๆ นั้นจะ

ใชงาน NetBIOS interface และ interface อื่นท่ีอยูสูงกวา แต NBF นํา Transport

Driver Interface (TDI) มาใชงานแทน ซึ่ง NBF ก็สามารถทํางานรวมกันและเขากันไดดี

กับ NetBEUI ท่ี Microsoft ไดนําไปใชงานใน product ตัวกอนหนานี้เนื่องจาก

NetBEUI เปน nonroutable protocol ซึ่งไมสามารถ forward packet ผาน routed

network ได แต NetBIOS นั้นสามารถทํางานรวมกับ routable protocol ตัวอื่นๆ ได

เชน IPX และ TCP/IP ซึ่งรายละเอียดจะไดอธิบายอีกคร้ังในหัวขอ Encapsulationเม่ือ

NetBEUI เปนโปรโตคอลท่ีทํางานไดดีกวาโปรโตคอลตัวอื่นใน LAN แตทํางานไดแยมาก

สําหรับ WAN จึงมีการแนะนําใหใชท้ัง NetBEUI และ TCP/IP ใน Windows NT ท้ังนี้

จะตองมีการติดต้ัง NetBEUI ในท้ัง 2 ฝงของการสื่อสาร และต้ังคาให NetBEUI เปน

โปรโตคอลแรกท่ีจะถูกใช (ใหลําดับความสําคัญมากกวา TCP/IP) โดย Windows NT

จะเลือกใช NetBEUI สําหรับการสื่อสารภายใน LAN segment และใช TCP/IP สําหรับ

การสื่อสารไปยัง router หรือ WAN สวนอื่นๆ

5.โปรโตคอล NetBIOS / NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface/

Network Basic Input/Output System) NetBIOS (Network Basic Input/Output

System) พัฒนาโดยบริษัท IBM เปนวิธีการใหคอมพิวเตอรสามารถติดตอสื่อสารกับ

คอมพิวเตอรเคร่ืองอื่นใน เครือขาย หลายๆ ชนิด อยางไรก็ดี NetBIOS เปนโปรโตคอลท่ี

ทํางานอยูในระดับ Session Layer เทานั้น จึงไมไดเปนโปรโตคอลสําหรับเครือขายโดย

สมบูรณ Microsoft จึงไดพัฒนาโปรโตคอล NetBEUI (NetBIOS Extended User

Interface) ซึ่งเปนสวนขยายเพิ่มเติมของ NetBIOS ท่ีทํางานอยูใน Network Layer

และ Transport Layer จะพบการใชงานไดใน ระบบปฏิบัติการ Windows ท้ังหลาย

NetBEUI เปนโปรโตคอลท่ีใชในเครือขายเล็ก ๆ ท่ีใชระบบปฏิบัติการไมโครซอฟต

ผลิตภัณฑจากไมโครซอฟตทุกตัวท่ีเชื่อมกับเครือขายจะใชโปรโตรคอลนี้ NetBEUI ถูก

พัฒนาเพื่อปรับปรุง NetBIOS ใหมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น โดยเปนโปรโตคอลขนาดเล็กท่ีมี

ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากไมตองการหนวยความจํา และทรัพยากรในการประมวลผลใน

การทํางานมากนักจุดนี้จึงทําให NetBEUI สามารถสงขอมูลไดเร็วกวาโปรโตคอลอื่นๆแต

อยางไรก็ตามโปรโตคอลนี้ไม สามารถใชไดในเครือขายบริเวณกวางได ซงเปนจุดดอยท่ี

เห็นไดชัดของ NetBUEI ท่ีไมสามารถใชไดกับเครือขายขนาดใหญท่ีมักใชอุปกรณท่ี

เรียกวา Router ในการเชื่อมโยงเครือขายยอยเขาดวยกันเพราะ NetBEUI ไมสามารถ

หาเสนทางวิ่งไดเอง (non-routable protocol) ทําใหมันไมสามารถวิ่งผาน Router ได

วิธีการสงขอมูลของ NetBIOS

NetBIOS ถูกออกแบบใหทํางานกับกลุมของเคร่ืองคอมพิวเตอรท่ีใช broadcast

medium เดียวกัน ซึ่งมันสามารถทํางานไดท้ังแบบ connection-oriented , และแบบ

connectionless นอกจากนี้ยังสนับสนุนการทํางานแบบ broadcast และ multicast

อีกดวย เม่ือโหนดตองการสื่อสารผานเครือขาย สามารถทําได 2 วิธีหลักๆ คือ

Session mode เปนการรับสงขอมูลท่ีมีขนาดใหญ มีระบบตรวจสอบขอผิดพลาดและ

การกูคืน (recovery) แตมีขอเสียท่ีเปนการสื่อสารแบบ 1 ตอ 1 เทานั้น ขนาดของขอมูล

สามารถขยายไดสูงสุดถึง 64 KByte นอกจากนี้ยังมี NetBIOS session control

command และ NetBIOS session data tranfer command ซึ่งชวยใหสามารถทํา

การสื่อสารผานทาง session ได (connection-oriented connection) Datagram

mode (รวมถึงการสงขอมูลแบบ broadcast) สามารถรับสงขอมูลไดเร็วท่ีสุด แตไมมี

การรับประกันวาขอมูลจะไปถึงปลายทางหรือไม และไมสามารถสงขอมูลซ้ําในกรณีท่ี

ขอมูลไปไมถึงปลายทางได โดยปกติจะมีขนาด 512 Byte แตสามารถสื่อสารกับเคร่ือง

คอมพิวเตอรอื่นไดหลายเคร่ืองในเวลาเดียวกัน (connectionless connection)

6.โปรโตคอล DHCP

DHCP คือ โปรโตคอล client/server พื้นฐาน ท่ีชวยลดการจัดการ IP Address ของ

โฮสคอมพิวเตอรและการต้ังคาโครงสรางอื่นๆใหงายขึ้น Dynamic Host Configuration

Protocol (DHCP) เปนโปรโตคอลท่ีใหผูบริหารเครือขายจัดการสวนกลางและกําหนด

Internet Protocol address โดยอัตโนมัติในเครือขาย การใชกลุมอินเตอรเน็ตของ

โปรโตคอล ( TCP/IP) แตละเคร่ืองสามารถเชื่อมตอกับอินเตอรเน็ตโดยตองการ IP

address แบบไมซ้ํา เม่ือมีการติดต้ังเคร่ืองคอมพิวเตอรใหผูใชเชื่อมเขากับอินเตอรเน็ต

จะตองกําหนด IP address ใหแตละเคร่ือง ถาไมใช DHCP การกําหนด IP address

ตองปอนเขาเอง รวมถึงเม่ือมีการยายตําแหนงไปยังสวนอื่นของเครือขายก็จะตองปอน

IP address ใหม DHCP จะใหผูบริหารเครือขายดูแลและกระจาย IP address จากจุด

ศูนยกลางและสง IP address อยางอัตโนมัติเม่ือการตอเคร่ืองใหมเขาสูเครือขาย

แนวคิดของ DHCP ใชแนวคิดของการเชาหรือเวลารวม ซึ่งจะให IP address เฉพาะ

เคร่ืองคอมพิวเตอรท่ีมีอยูการเชาเวลาสามารถแปรเปลี่ยน โดยขึ้นตอการท่ีผูใชตองติดตอ

กับอินเตอรเน็ตในพื้นท่ีเฉพาะ DHCP มีประโยชนกับองคกรท่ีมีการเปลี่ยนแปลงผูใช

การ ใชในเวลาหรือการเชาสั้น นอกจากนี้ DHCP จะทําการคอนฟกเครือขายใหม ถามี

คอมพิวเตอรมากกวา IPaddress ท่ีมีให DHCP สนับสนุน IP address แบบสถิตสําหรับ

คอมพิวเตอรท่ีเปน web server ซึ่งตองการ IP address ท่ีถาวร

DHCP เปนทางเลือกหนึ่งในการบริหารโปรโตคอล สวนอีกประเภทคือ Bootstrap

Protocol DHCP เปนโปรโตคอลระดับพิเศษ แตการบริหารคอนฟกของโปรโตคอลทําได

งาย บางองคกรใชโปรโตคอลท้ังคูแตตองเขาใจวิธีการใชงานเปนสิ่งจําเปน ในระบบ

ปฏิบัติบางระบบ เชน Windows NT จะมาพรอมกับ DHCP server โปรแกรมลูกขาย

ของ DHCP หรือ BOOTP จะติดต้ังในเคร่ืองคอมพิวเตอรทําใหสามารถทําการคอนฟกได

7.โปรโตคอล RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

โป รโตคอล RARP จะมีการทํางานท่ีคลายคลึงกับโปรโตคอล ARP โดยจะทํางานใน

ลักษณะตรงกันขาม ดวยการแปลงหมายเลขแมคแอดเดรสใหเปนหมายเลขไอพี ซึ่ง

โปรโตคอล RARP นี้ออกแบบมาเพื่อใชงานกับคอมพิวเตอรท่ีปราศจากดิสกหรือ

ฮารดดิสก (Diskless Computer) ดังนั้นเวลาบูตเคร่ืองจึงจําเปนตองบูตจาก

ระบบปฏิบัติการเครือขายของ เซิรฟเวอรบนเครือขาย โดยเซิรฟเวอรบนเครือขายจะ

จัดเก็บตารางความสัมพันธระหวางแมคแอดเดรสกับ หมายเลขไอพี โฮสตท่ีตองการ

หมายเลขไอพีจะทําการบรอดแคสต RARP Query Packet ท่ีบรรจุฟสิคัลแอดเดรสไป

ยังทุกๆ โฮสตบนเครือขาย จากนั้นเคร่ืองเซิรฟเวอรบนเครือขายก็จะจัดการกับ RARP

Packet ดวยการตอบกลับไปดวยหมายเลขไอพีไปยังโฮสตนั้น

8.BOOTP (Bootstrap Protocol) เปนโปรโตคอลท่ีใหผูใชเครือขาย สามารถทําการ

คอนฟกโดยอัตโนมัติ (รับ IP address) และมีการบูตระบบปฏิบัติการหรือเร่ิมตนจะไมมี

การเกี่ยวของของผูใช เคร่ืองแมขาย BOOTP ไดรับการบริหารโดยผูบริการเครือขาย ซึ่ง

จะกําหนด IP address อยางอัตโนมัติจากกองกลางของ IP address สําหรับชวงเวลาท่ี

แนนอน BOOTP เปนพื้นฐานสําหรับโปรโตคอลแบบ network manager ระดับสูงอื่น

ๆ เชน Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)