โมเดล TCP/IP: เลเยอร์ โปรโตคอล และสแต็ก

โมเดล TCP/IP คืออะไร

โมเดล TCP/IP ช่วยให้คุณกำหนดวิธีการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งกับอินเทอร์เน็ต และวิธีการส่งข้อมูลควรเป็นอย่างไร transmitเชื่อมต่อระหว่างกัน ช่วยให้คุณสร้างเครือข่ายเสมือนเมื่อมีหลายเครือข่าย เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เชื่อมต่อกัน จุดประสงค์ของโมเดล TCP/IP คือการอนุญาตให้สื่อสารได้ในระยะทางไกล

TCP/IP ย่อมาจาก Transmission โปรโตคอลควบคุม / โปรโตคอลอินเทอร์เน็ต ชุดโปรโตคอล TCP/IP ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อเป็นแบบจำลองในการส่งข้อมูลไบต์แบบน่าเชื่อถือสูงตั้งแต่ต้นจนจบ ผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่ไม่น่าเชื่อถือ

ลักษณะ TCP

ต่อไปนี้เป็นคุณลักษณะที่สำคัญของโปรโตคอล TCP/IP:

• รองรับสถาปัตยกรรม TCP/IP ที่ยืดหยุ่น
• การเพิ่มระบบให้กับเครือข่ายเป็นเรื่องง่าย
• ในชุดโปรโตคอล TCP/IP เครือข่ายจะยังคงทำงานได้ตราบใดที่เครื่องต้นทางและปลายทางยังทำงานได้อย่างถูกต้อง
• TCP เป็นโปรโตคอลที่เน้นการเชื่อมต่อ
• TCP ให้ความน่าเชื่อถือและรับประกันว่าข้อมูลที่เข้ามาไม่เรียงลำดับจะถูกจัดเรียงกลับเข้าสู่ลำดับที่ถูกต้อง
• โปรโตคอล TCP อนุญาตให้คุณใช้การควบคุมการไหลของข้อมูล ดังนั้นผู้ส่งจึงไม่สามารถส่งข้อมูลมากเกินไปจนผู้รับรับไม่ไหว

โมเดล TCP/IP สี่เลเยอร์

ในส่วนนี้ เราจะอธิบายเลเยอร์ต่างๆ และหน้าที่การทำงานของแต่ละเลเยอร์ในโมเดล TCP/IP

แผนภาพด้านล่างแสดงเลเยอร์ทั้งสี่ของ TCP/IP ที่เรียงซ้อนกันเป็นแบบจำลองเชิงแนวคิด โดยเริ่มจากเลเยอร์แอปพลิเคชันที่ด้านบนสุดลงมาถึงเลเยอร์อินเทอร์เฟซเครือข่าย:

การทำงานของโมเดล TCP/IP แบ่งออกเป็นสี่ชั้น โดยแต่ละชั้นประกอบด้วยโปรโตคอลเฉพาะของตนเอง

TCP/IP เป็นระบบสถาปัตยกรรมแบบหลายชั้น โดยแต่ละชั้นถูกกำหนดตามหน้าที่เฉพาะที่ต้องปฏิบัติ ทั้งสี่ชั้นของ TCP/IP ทำงานร่วมกันเพื่อ... transmit ข้อมูลจากชั้นหนึ่งไปยังอีกชั้นหนึ่ง

แผนภาพต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละชั้นทั้งสี่กับโปรโตคอลที่ทำงานอยู่ภายในชั้นนั้นๆ:

• Application Layer
• เลเยอร์การขนส่ง
• เลเยอร์อินเทอร์เน็ต
• เชื่อมต่อเครือข่าย

Application Layer

ชั้นแอปพลิเคชันจะโต้ตอบกับโปรแกรมแอปพลิเคชัน ซึ่งเป็นระดับสูงสุดของโมเดล ชั้นนี้อยู่ใกล้กับผู้ใช้ปลายทางมากที่สุด ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์อื่นๆ ได้

ชั้นแอปพลิเคชันจะโต้ตอบกับแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์เพื่อสร้างส่วนประกอบการสื่อสาร การตีความข้อมูลโดยโปรแกรมแอปพลิเคชันนั้นอยู่นอกขอบเขตของแบบจำลองเสมอ

ตัวอย่างของเลเยอร์แอปพลิเคชัน ได้แก่ แอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การถ่ายโอนไฟล์ อีเมล และการเข้าสู่ระบบระยะไกล

หน้าที่ของเลเยอร์แอปพลิเคชันมีดังนี้:

• ชั้นแอปพลิเคชันช่วยให้คุณระบุคู่ค้าในการสื่อสาร กำหนดความพร้อมของทรัพยากร และประสานการสื่อสาร
• มันช่วยให้ผู้ใช้สามารถล็อกอินเข้าสู่โฮสต์ระยะไกลได้
• ชั้นนี้ให้บริการอีเมลหลากหลายประเภท
• ระบบนี้ให้บริการแหล่งข้อมูลฐานข้อมูลแบบกระจาย และการเข้าถึงข้อมูลทั่วโลกเกี่ยวกับวัตถุและบริการต่างๆ

เลเยอร์การขนส่ง

ชั้นการขนส่ง (Transport layer) สร้างขึ้นบนชั้นอินเทอร์เน็ต (Internet layer) เพื่อให้สามารถส่งข้อมูลจากกระบวนการบนเครื่องต้นทางไปยังกระบวนการบนเครื่องปลายทางได้ โดยอาจใช้เครือข่ายเดียวหรือหลายเครือข่าย และรักษาฟังก์ชันคุณภาพการให้บริการ (Quality of Service) ไว้

ชั้นนี้กำหนดว่าควรส่งข้อมูลปริมาณเท่าใด ไปที่ไหน และด้วยอัตราเท่าใด ชั้นนี้สร้างขึ้นจากข้อความที่ได้รับจากชั้นแอปพลิเคชัน ช่วยให้มั่นใจได้ว่าหน่วยข้อมูลจะถูกส่งถึงที่หมายอย่างถูกต้องและเรียงลำดับ

เลเยอร์การขนส่งช่วยให้คุณควบคุมความน่าเชื่อถือของลิงก์ผ่านการควบคุมการไหล การควบคุมข้อผิดพลาด และการแบ่งส่วนหรือการแยกส่วน

ชั้นการขนส่ง (Transport Layer) ยังมีการยืนยันการส่งข้อมูลสำเร็จและส่งส่วนข้อมูลถัดไปหากไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น TCP เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของชั้นการขนส่ง

หน้าที่สำคัญของชั้นการขนส่ง:

• มันจะแบ่งข้อความที่ได้รับจากเลเยอร์แอปพลิเคชันออกเป็นส่วนๆ และกำหนดหมายเลขให้กับแต่ละส่วนเพื่อสร้างลำดับ
• ชั้นการขนส่ง (Transport layer) ทำหน้าที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อความถูกส่งไปยังกระบวนการที่ถูกต้องบนเครื่องปลายทาง
• นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าข้อความทั้งหมดจะส่งถึงโดยไม่มีข้อผิดพลาดใดๆ มิเช่นนั้นจะต้องส่งใหม่transmitเท็ด

เลเยอร์อินเทอร์เน็ต

ชั้นอินเทอร์เน็ตเป็นชั้นที่สองของโมเดล TCP/IP หรือที่รู้จักกันในชื่อชั้นเครือข่าย หน้าที่หลักของชั้นนี้คือการส่งแพ็กเก็ตจากเครือข่ายใดๆ และจากคอมพิวเตอร์ใดๆ จนกว่าจะถึงปลายทางโดยไม่คำนึงถึงเส้นทางที่ใช้

ชั้นอินเทอร์เน็ตนำเสนอวิธีการเชิงฟังก์ชันและเชิงกระบวนการสำหรับการถ่ายโอนลำดับข้อมูลที่มีความยาวแปรผันจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งโดยอาศัยเครือข่ายต่างๆ

การส่งข้อความในระดับอินเทอร์เน็ตนั้นไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะเชื่อถือได้เสมอไป

โปรโตคอลการจัดการเลเยอร์ที่อยู่ในเลเยอร์นี้ ได้แก่:

• โปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง
• การจัดการกลุ่มแบบหลายผู้รับ
• การกำหนดที่อยู่ระดับเครือข่าย

เลเยอร์อินเทอร์เฟซเครือข่าย

ชั้นอินเทอร์เฟซเครือข่าย (Network Interface Layer) เป็นชั้นล่างสุดของโมเดล TCP/IP สี่ชั้น ชั้นนี้เรียกอีกอย่างว่าชั้นการเข้าถึงเครือข่าย (Network Access Layer) ทำหน้าที่กำหนดรายละเอียดวิธีการส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย

นอกจากนี้ยังรวมถึงวิธีการส่งสัญญาณบิตด้วยแสงโดยอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับสื่อเครือข่าย เช่น สายโคแอกเซียล สายใยแก้วนำแสง หรือสายคู่บิดเกลียว

เลเยอร์นี้เป็นการรวมกันของเลเยอร์ดาต้าลิงก์และเลเยอร์ทางกายภาพที่กำหนดไว้ในแบบจำลองอ้างอิง OSI โดยจะกำหนดวิธีการส่งข้อมูลทางกายภาพผ่านเครือข่าย และรับผิดชอบในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องบนเครือข่ายเดียวกัน

ความแตกต่างระหว่างโมเดล OSI และ TCP/IP

ภาพประกอบด้านล่างนี้เปรียบเทียบโมเดล OSI เจ็ดชั้นกับโมเดล TCP/IP สี่ชั้นแบบเคียงข้างกัน:

ต่อไปนี้คือความแตกต่างที่สำคัญบางประการระหว่าง โมเดล OSI และ TCP/IP:

แบบจำลอง OSI	โมเดล TCP/IP
มาตรฐานนี้ได้รับการพัฒนาโดย ISO (องค์การมาตรฐานสากล)	พัฒนาโดย ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network)
การขอ แบบจำลอง OSI ให้ความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างอินเทอร์เฟซ บริการ และโปรโตคอล	TCP/IP ไม่มีจุดแบ่งแยกที่ชัดเจนระหว่างบริการ อินเทอร์เฟซ และโปรโตคอล
OSI หมายถึงการเชื่อมต่อระหว่างระบบเปิด	TCP อ้างถึง Transmission โปรโตคอลการควบคุม
OSI ใช้เลเยอร์เครือข่ายเพื่อกำหนดมาตรฐานเส้นทางและโปรโตคอล	TCP/IP ใช้เฉพาะเลเยอร์อินเทอร์เน็ตเท่านั้น
OSI ปฏิบัติตามแนวทางแนวตั้ง	TCP/IP เป็นไปตามแนวทางแนวนอน
OSI ใช้สองชั้นแยกกัน คือ ชั้นกายภาพและชั้นเชื่อมโยงข้อมูล เพื่อกำหนดฟังก์ชันการทำงานของชั้นล่างสุด	TCP/IP ใช้เพียงเลเยอร์เดียวเท่านั้น (ลิงก์)
OSI ประกอบด้วยเจ็ดเลเยอร์	TCP/IP มีสี่ชั้น
ในแบบจำลอง OSI ชั้นการขนส่งเป็นเพียงการเชื่อมต่อเท่านั้น	เลเยอร์ของโมเดล TCP/IP มีทั้งแบบเน้นการเชื่อมต่อและไม่มีการเชื่อมต่อ
ในแบบจำลอง OSI เลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูลและเลเยอร์ทางกายภาพจะแยกออกจากกัน	ใน TCP/IP เลเยอร์ทางกายภาพและเลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูลจะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นเลเยอร์เดียวจากโฮสต์ไปยังเครือข่าย
เลเยอร์เซสชันและเลเยอร์การนำเสนอเป็นส่วนหนึ่งของโมเดล OSI	ในโมเดล TCP/IP ไม่มีเลเยอร์เซสชันและเลเยอร์การนำเสนอ
มันถูกกำหนดไว้หลังจากการถือกำเนิดของอินเทอร์เน็ต	มันถูกกำหนดขึ้นก่อนการมาถึงของอินเทอร์เน็ต
ขนาดต่ำสุดของส่วนหัว OSI คือ 5 ไบต์	ขนาดส่วนหัวขั้นต่ำคือ 20 ไบต์

โปรโตคอล TCP/IP ที่พบบ่อยที่สุด

โปรโตคอล TCP/IP ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและพบได้บ่อยที่สุด ได้แก่:

TCP

Transmission โปรโตคอลควบคุม (TCP) เป็นโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตที่แบ่งข้อความออกเป็นส่วนย่อยๆ และประกอบส่วนย่อยเหล่านั้นกลับเข้าด้วยกันที่ฝั่งผู้รับ

IP

ที่อยู่โปรโตคอลอินเทอร์เน็ต หรือที่รู้จักกันในชื่อ ที่อยู่ IPIP (Internet Protocol) คือป้ายกำกับตัวเลขที่ถูกกำหนดให้กับอุปกรณ์แต่ละชิ้นที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใช้ IP ในการสื่อสาร หน้าที่ในการกำหนดเส้นทางของ IP ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างกันและสร้างอินเทอร์เน็ตขึ้นมาได้ การรวม IP กับ TCP ช่วยให้สามารถสร้างการเชื่อมต่อเสมือนระหว่างต้นทางและปลายทางได้

HTTP

โปรโตคอลการถ่ายโอนไฮเปอร์เท็กซ์ (HTTP) เป็นรากฐานของเวิลด์ไวด์เว็บ ใช้ในการถ่ายโอนเว็บเพจและทรัพยากรอื่นๆ จากเซิร์ฟเวอร์ HTTP หรือเว็บเซิร์ฟเวอร์ไปยังเว็บไคลเอ็นต์หรือไคลเอ็นต์ HTTP ทุกครั้งที่คุณใช้เว็บเบราว์เซอร์ เช่น Google Chrome or Firefoxคุณกำลังใช้เว็บไคลเอ็นต์ โปรโตคอล HTTP ช่วยในการถ่ายโอนหน้าเว็บที่คุณร้องขอจากเซิร์ฟเวอร์ระยะไกล

SMTP

SMTP ย่อมาจาก Simple Mail โปรโตคอลการถ่ายโอนข้อมูล (Transfer Protocol) โปรโตคอลนี้รองรับอีเมลและช่วยให้คุณส่งข้อมูลไปยังที่อยู่อีเมลอื่นได้

SNMP

SNMP ย่อมาจาก Simple Network Management Protocol เป็นเฟรมเวิร์กที่ใช้ในการจัดการอุปกรณ์ต่างๆ บนอินเทอร์เน็ตโดยใช้โปรโตคอล TCP/IP

DNS

DNS ย่อมาจาก Domain Name System (ระบบชื่อโดเมน) ที่อยู่ IP ใช้เพื่อระบุการเชื่อมต่อของเครื่องกับอินเทอร์เน็ตได้อย่างเฉพาะเจาะจง อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้ส่วนใหญ่ชอบใช้ชื่อแทนที่อยู่ และ DNS ก็เป็นตัวกลางในการจับคู่ชื่อกับอินเทอร์เน็ตping.

TELNET

TELNET ย่อมาจาก Terminal Network มันสร้างการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องโลคอลและคอมพิวเตอร์เครื่องรีโมตในลักษณะที่ช่วยให้คุณสามารถจำลองระบบโลคอลของคุณบนระบบรีโมตได้

FTP

FTP ย่อมาจาก File Transfer Protocol เป็นโปรโตคอลมาตรฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการถ่ายโอนไฟล์ transmitโอนไฟล์จากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง

ข้อดีของโมเดล TCP/IP

ต่อไปนี้คือข้อดีและประโยชน์ของการใช้โมเดล TCP/IP:

• โปรแกรมนี้ช่วยให้คุณสร้างการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ประเภทต่างๆ ได้
• มันทำงานแยกจากระบบปฏิบัติการ
• มันรองรับโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางหลายประเภท
• ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างองค์กรต่างๆ ได้
• มีสถาปัตยกรรมแบบไคลเอ็นต์-เซิร์ฟเวอร์ที่สามารถปรับขนาดได้อย่างมาก

ข้อเสียของโมเดล TCP/IP

ต่อไปนี้คือข้อเสียบางประการของการใช้โมเดล TCP/IP:

• TCP/IP เป็นโมเดลที่ซับซ้อนในการตั้งค่าและจัดการ
• ค่าใช้จ่ายในการประมวลผลของ TCP/IP สูงกว่า IPX (Internetwork Packet Exchange)
• ในโมเดลนี้ เลเยอร์การขนส่งไม่รับประกันการส่งแพ็กเก็ต
• การเปลี่ยนโปรโตคอลใน TCP/IP นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย
• ระบบนี้ไม่มีการแบ่งแยกบริการ อินเทอร์เฟซ และโปรโตคอลอย่างชัดเจน

คำถามที่พบบ่อย