การทำความเข้าใจการสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายมีความซับซ้อนในบทความนี้ ผมจะสาธิตง่ายๆ ว่าคอมพิวเตอร์สองเครื่องเชื่อมต่อกัน ถ่ายโอนและรับข้อมูลด้วยโปรโตคอล Tcp/IP ห้าเลเยอร์ได้อย่างไร
การสื่อสารข้อมูลคืออะไร?
คำว่า "การสื่อสารข้อมูล" ใช้เพื่ออธิบายการส่งข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยใช้สื่อเช่นการเชื่อมต่อแบบใช้สายเมื่ออุปกรณ์ทั้งหมดที่แลกเปลี่ยนข้อมูลอยู่ในอาคารเดียวกันหรือใกล้เคียง เราจะบอกว่าการถ่ายโอนข้อมูลเป็นแบบท้องถิ่น
ในบริบทนี้ “แหล่งที่มา” และ “ผู้รับ” มีคำจำกัดความที่ตรงไปตรงมาแหล่งที่มาหมายถึงอุปกรณ์ส่งข้อมูลในขณะที่ผู้รับหมายถึงอุปกรณ์รับข้อมูลเป้าหมายของการสื่อสารข้อมูลไม่ใช่การสร้างข้อมูลที่ต้นทางหรือปลายทาง แต่เป็นการถ่ายโอนข้อมูลและการบำรุงรักษาข้อมูลในระหว่างกระบวนการ
ระบบการสื่อสารข้อมูลมักใช้สายส่งข้อมูลเพื่อรับข้อมูลจากสถานที่ห่างไกลและส่งผลการประมวลผลกลับไปยังสถานที่ห่างไกลเดียวกันนั้นแผนภาพในรูปให้ภาพรวมที่ครอบคลุมมากขึ้นของเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลเทคนิคการสื่อสารข้อมูลจำนวนมากที่ใช้อยู่ในปัจจุบันได้รับการพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไป ไม่ว่าจะเป็นการปรับปรุงเทคนิคการสื่อสารข้อมูลที่มีอยู่ก่อนหน้านี้หรือเพื่อทดแทนเทคนิคเหล่านั้นจากนั้นก็มีเขตทุ่นระเบิดที่เป็นคำศัพท์นั่นคือการสื่อสารข้อมูลซึ่งรวมถึงคำศัพท์เช่นอัตรารับส่งข้อมูล, โมเด็ม, เราเตอร์, LAN, WAN, TCP/IP ซึ่ง ISDN และจะต้องถูกนำทางเมื่อตัดสินใจเลือกวิธีการส่งสัญญาณด้วยเหตุนี้ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมองย้อนกลับไปและทำความเข้าใจแนวคิดเหล่านี้และวิวัฒนาการของเทคนิคการสื่อสารข้อมูล
TCP/IP โปรโตคอลห้าชั้น:
เพื่อให้แน่ใจว่า TCP/IP ทำงานได้อย่างถูกต้อง เราต้องจัดหาข้อมูลขั้นต่ำที่ต้องการในรูปแบบที่เข้าใจกันทั่วทั้งเครือข่ายสถาปัตยกรรมห้าชั้นของซอฟต์แวร์ทำให้รูปแบบนี้เป็นไปได้
TCP/IP ได้รับพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการส่งข้อมูลของเราผ่านเครือข่ายจากแต่ละเลเยอร์เหล่านี้ฟังก์ชันต่างๆ ได้รับการจัดระเบียบเป็น "เลเยอร์" เฉพาะงานที่นี่ไม่มีฟีเจอร์เดียวในโมเดลนี้ที่ไม่ได้ช่วยเหลือหนึ่งในหลายๆ เลเยอร์โดยตรงในการทำงานได้ดีขึ้น
เฉพาะเลเยอร์ที่อยู่ติดกันเท่านั้นที่สามารถสื่อสารได้โปรแกรมที่ทำงานในเลเยอร์ที่สูงกว่าจะเป็นอิสระจากความรับผิดชอบในการรันโค้ดที่เลเยอร์ที่ต่ำกว่าตัวอย่างเช่น หากต้องการสร้างการเชื่อมต่อกับโฮสต์ที่อยู่ห่างไกล โค้ดแอปพลิเคชันจะต้องรู้วิธีส่งคำขอที่เลเยอร์ Transportสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องเข้าใจรูปแบบการเข้ารหัสพื้นฐานของข้อมูลที่ถูกส่งขึ้นอยู่กับเลเยอร์ Physical ที่จะจัดการสิ่งนั้นมีหน้าที่ถ่ายโอนข้อมูลดิบซึ่งเป็นเพียงชุดข้อมูล 0 และ 1 ตลอดจนการควบคุมอัตราบิตและการกำหนดการเชื่อมต่อ เทคโนโลยีไร้สาย หรือสายไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์
โปรโตคอล TCP/IP ห้าชั้นประกอบด้วยชั้นแอปพลิเคชัน ชั้นการขนส่ง ชั้นเครือข่าย ชั้นการเชื่อมโยงข้อมูล และชั้นกายภาพมาเรียนรู้เกี่ยวกับเลเยอร์ TCP/IP นี้กันดีกว่า
1. ชั้นทางกายภาพ:เลเยอร์ทางกายภาพจะจัดการการเชื่อมต่อแบบมีสายหรือไร้สายจริงระหว่างอุปกรณ์ในเครือข่ายโดยจะกำหนดตัวเชื่อมต่อ การเชื่อมต่อแบบใช้สายหรือไร้สายระหว่างอุปกรณ์ และส่งข้อมูลดิบ (0 และ 1) พร้อมกับควบคุมอัตราการถ่ายโอนข้อมูล
2. ดาต้าลิงค์เลเยอร์:การเชื่อมต่อระหว่างสองโหนดที่เชื่อมต่อทางกายภาพบนเครือข่ายถูกสร้างขึ้นและถูกตัดขาดที่ดาต้าลิงค์เลเยอร์ทำได้โดยการแบ่งแพ็กเก็ตข้อมูลออกเป็นเฟรมก่อนที่จะส่งไปMedia Access Control (MAC) ใช้ที่อยู่ MAC เพื่อเชื่อมโยงอุปกรณ์และระบุสิทธิ์ในการส่งและรับข้อมูล ในขณะที่ Logical Link Control (LLC) ระบุโปรโตคอลเครือข่าย ทำการตรวจสอบข้อผิดพลาด และซิงโครไนซ์เฟรม
3. เลเยอร์เครือข่าย:การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายถือเป็นหัวใจสำคัญของอินเทอร์เน็ต“เลเยอร์เครือข่าย” ของกระบวนการสื่อสารทางอินเทอร์เน็ตเป็นที่ที่การเชื่อมต่อเหล่านี้เกิดขึ้นโดยการแลกเปลี่ยนแพ็กเก็ตข้อมูลระหว่างเครือข่าย เลเยอร์ที่สามของ Open Systems Interconnection Model (OSI) คือเลเยอร์เครือข่ายมีการใช้โปรโตคอลหลายอย่าง รวมถึงอินเทอร์เน็ตโปรโตคอล (IP) ในระดับนี้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น การกำหนดเส้นทาง การทดสอบ และการเข้ารหัส
4. ชั้นขนส่ง:การสร้างการเชื่อมต่อระหว่างโฮสต์กับโฮสต์ถือเป็นความรับผิดชอบของเลเยอร์เครือข่ายในขณะที่ความรับผิดชอบของเลเยอร์การขนส่งคือการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างพอร์ตกับพอร์ตเราถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ A ไปยัง B ได้สำเร็จผ่านการโต้ตอบของเลเยอร์กายภาพ เลเยอร์ลิงก์ข้อมูล และเลเยอร์เครือข่ายหลังจากส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ A-to-B แล้วคอมพิวเตอร์ B จะจดจำได้อย่างไรว่าข้อมูลถูกถ่ายโอนไปเพื่อแอปพลิเคชันใด
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดการประมวลผลให้กับแอปพลิเคชันเฉพาะผ่านทางพอร์ตดังนั้นที่อยู่ IP และหมายเลขพอร์ตสามารถใช้เพื่อระบุโปรแกรมที่ทำงานอยู่ของโฮสต์โดยไม่ซ้ำกัน
5. ชั้นแอปพลิเคชัน:เบราว์เซอร์และไคลเอนต์อีเมลเป็นตัวอย่างของซอฟต์แวร์ฝั่งไคลเอ็นต์ที่ทำงานในเลเยอร์แอปพลิเคชันมีโปรโตคอลที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างโปรแกรมและการแสดงข้อมูลที่เป็นประโยชน์ต่อผู้ใช้Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP), Post Office Protocol (POP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) และ Domain Name System (DNS) ล้วนเป็นตัวอย่างของโปรโตคอลที่ทำงานที่ Application Layer (DNS) .