การสื่อสารข้อมูลในระดับเครือข่าย
 
โพรโทคอล (protocol)
          
คือ  ข้อกำหนดหรือข้อตกลที่ใช้ควบคุมการสื่อสารข้อมูลในเครือข่าย ไม่ว่าจะเป็นการสื่อสารข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์อื่นๆ
เครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เครือข่ายที่ใช้โพรโทคอลชนิดเดียวกันเท่านั้น  จึงจะสามารถติดต่อและส่งข้อมูลระหว่างกันได้  โพรโทรคอลจึงมีลักษณะ
เช่นเดียวกับภาษาภาษาที่ใช้ในการสื่อสารของมนุษย์ที่ต้องใช้ภาษาเดียวกัน  จึงสาามารถสื่อสารกันได้เข้าใจ
             สำหรับในเครือข่าย  โพรโทคอลจะเป็นตัวกำหนดลักษณะหรือองค์ประกอบต่างๆ  ที่ใช้ในการสื่อสาร  ไม่ว่าจะเป็นรูปแบบการแทนข้อมูล
วิธีการในการรับ-ส่งข้อมูล  รูปแบบสัญญาณรับ-ส่ง  อุปกรณ์หรือสื่อกลางในการส่งข้อมูล   การกำหนดหรือการอ้างอิงตำแหน่งการตรวจสอบความผิดพลาด
ของข้อมูล   รวมถึงความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูล
             มาตรฐานกลางที่ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่าย  คือ  มาตรฐาน OSI (Open Systems Interconnection Model)  ซึ่งทำให้ทั้งคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อต่างๆ  สามารถเชื่อมโยงและใช้งานในเครือข่ายได้
             ในปี ค.ศ.1977  องค์กร ISO (International Organization for Standard)  ได้จัดตั้งคณะกรรมการขึ้นกลุ่มหนึ่ง  เพื่อทำการศึกษาจัดรูปแบบมาตรฐาน  และพัฒนาสถาปัตยกรรมเครือข่าย  และในปี ค.ศ.1983  องค์กร ISO  ก็ได้ออกประกาศรูปแบบของสถาปัตยกรรมเครือข่ายมาตรฐานในชื่อของ "รูปแบบ OSI" (Open Systems Interconnection Model)  เพื่อใช้เป็นรูปแบบมาตรฐานในการเชื่อมต่อระบบคอมพิวเตอร์ อักษร "O"  หรือ "Open"  ก็หมายถึง  การที่คอมพิวเตอร์หรือระบบคอมพิวเตอร์หนึ่งสามารถ "เปิด" กว้างให้คอมพิวเตอร์หรือระบบคอมพิวเตอร์อื่นที่ใช้มาตรฐาน
OSI เหมือนกันสามารถติดต่อไปมาหาสู่ระหว่างกันได้

 

             จุดมุ่งหมายของการกำหนดมาตรฐาน OSI  นี้ขึ้นมาก็เพื่อจัดแบ่งการดำเนินงานพื้นฐานของเครือข่ายและกำหนดหน้าทีการทำงานในแต่ละชั้น  ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 7 ชั้น  โดยหลักเกณฑ์ในการกำหนดมีดังต่อไปนี้

  1. ไม่แบ่งโครงสร้างออกในแต่ละชั้นจนมากเกินไป
  2. แต่ละชั้นมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน
  3. หน้าที่การทำงานคล้ายกันจะถูกจัดให้อยู่ในชั้นเดียวกัน
  4. เลือกเฉพาะการทำงานที่เคยใช้ได้ผลประสบความสำเร็จมาแล้ว
  5. กำหนดหน้าที่การทำงานเฉพาะง่ายๆ  เผื่อว่ามีการออกแบบหรือเปลี่ยนแปลงใหม่ อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์  และซอฟต์แวร์จะได้ไม่ต้องเปลี่ยนแปลงตาม
  6. มีการกำหนดอินเตอร์เฟซมาตรฐาน
  7. มีความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลในแต่ละชั้น
  โครงสร้างของสถาปัตยกรรมรูปแบบ  OSI 

สามารถการแบ่งออกเป็น 7  เลเยอร์  และในแต่ละเลเยอร์ได้มีการกำหนดหน้าที่การทำงานไว้ดังต่อไปนี้

      1. เลเยอร์ชั้น  Physical  เป็นชั้นล่างสุดของการติดต่อสื่อสาร  ทำหน้าที่ส่ง-รับข้อมูลจริงๆ  จากช่องทางการสื่อสาร (สื่อกลาง)  ระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ  มาตรฐานสำหรับเลเยอร์ชั้นนี้จะกำหนดว่าแต่ละคอนเนคเตอร์ (Connector)  เช่น
RS-232-C  มีกี่พิน (PIN)  แต่ละพินทำหน้าที่อะไรบ้าง  ใช้สัญญาณไฟกี่โวลต์  เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่างๆ  ก็จะถูกกำหนดอยู่ในเลเยอร์ชั้นนี้

      2. เลเยอร์ชั้น  Data Link  จะเป็นเสมือนผู้ตรวจสอบ หรือควบคุมความผิดพลาดในข้อมูลโดยจะแบ่งข้อมูลที่จะส่งออกเป็นแพ็กเกจหรือเฟรม  ถ้าผู้รับได้รับข้อมูลถูกต้องก็จะส่งสัญญาณยืนยันกลับว่าได้รับข้อมูลแล้ว  เรียกว่าสัญญาณ ACK (Acknowledge)  ให้กับผู้ส่ง  แต่ถ้าผู้ส่งไม่ได้รับสัญญาณ ACK  หรือได้รับสัญญาณ NAK (Negative Acknowledge)  กลับมา  ผู้ส่งก็อาจจะทำการส่งข้อมูลไปให้ใหม่  อีกหน้าที่หนึ่งของเลเยอร์ชั้นนี้คือ  ป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกิดขีดความสามารถขเเครื่องผู้รับจะรับข้อมูลได้

      3. เลเยอร์ชั้น  Network  เป็นชั้นที่ออกแบบหรือกำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลที่ส่ง-รับในการส่งผ่าน  ข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง ซึ่งแน่นอนว่าในการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายการสื่อสารจะต้องเส้นทางการรับ-ส่งข้อมูลมากกว่า 1 เส้นทาง  ดังนั้นเลเยอร์ชั้น  Network นี้จะมีหน้าที่เลือกเส้นทางที่ใช้เวลาในการสื่อสารน้อยที่สุด  และระยะทางสั้นที่สุดด้วย  ข่าวสารที่รับมาจากเลเยอร์ชั้นที่ 4  จะถูกแบ่งออกเป็นแพ็กเกจๆ
ในชั้นที่  3  นี้


       4. เลเยอร์ชั้น Transportบางครั้งเรียกว่า เลเยอร์ชั้น Host-to-Host  หรือเครื่องต่อเครื่อง และจากเลเยอร์ชั้นที่ 4  ถึงชั้นที่ 7 นี้รวมกันจะเรียกว่า เลเยอร์ End-to-End  ในเลเยอร์ชั้น Transport นี้เป็นการสื่อสารกันระหว่างต้นทางและปลายทาง (คอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์)  กันจริงๆ เลเยอร์ชั้น Transport  จะทำหน้าที่ตรวจสอบว่าข้อมูลที่ส่งมาจากเลเยอร์ชั้น  Session  นั้นไปถึงปลายทางจริงๆ หรือไม่  ดังนั้นการกำหนดตำแหน่งของข้อมูล (Address)  จึงเป็นเรื่องสำคัญในชั้นนี้  เนื่องจากจะต้องรับรู้ว่าใครคือผู้ส่งและใครคือผู้รับข้อมูลนั้น

      5.  เลเยอร์ชั้น Session ทำหน้าที่เชื่อมโยงระหว่างผู้ใช้งานกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ  โดยผู้ใช้จะใช้คำสั่งหรือข้อความที่กำหนดไว้ป้อนเข้าไปในระบบ  ในการสร้างการเชื่อมโยงนี้ผู้ใช้จะต้องกำหนดรหัสตำแหน่งของจุดหมายปลายทางที่ต้องการติดต่อสื่อสารด้วย  เลเยอร์ชั้น  Session  จะส่งข้อมูลทั้งหมดให้กับเลเยอร์ชั้น Transport เป็นผู้จัดการต่อไป  ในบางเครือข่ายทั้งเลเยอร์ Session  และเลเยอร์ Transport  อาจจะเป็นเลเยอร์ชั้นเดียวกัน

      6. เลเยอร์ชั้น Presentation  ทำหน้าที่เหมือนบรรณารักษ์  กล่าวคือคอยรวบรวมข้อความ (Text)  และแปลงรหัส  หรือแปลงรูปของข้อมูล  ให้เป็นรูปแบบการสื่อสารเดียวกัน  เพื่อช่วยลดปัญหาต่างๆ  ที่อาจจะเกิดขึ้นกับผู้ใช้งานในระบบ

      7. เลเยอร์ชั้น  Application  เป็นเลเยอร์ชั้นบนสุดของรูปแบบ OSI  ซึ่งเป็นชั้นที่ใช้ติดต่อกันระหว่างผู้ใช้โดยตรงซึ่งได้แก่  โฮสต์คอมพิวเตอร์ เทอร์มินัลหรือคอมพิวเตอร์ PC  เป็นต้น   แอปพลิเคชันในเลเยอร์ชั้นนี้สารมารถนำเข้า  หรือออกจากระบบเครือข่ายได้โดยไม่จำเป็นต้องสนใจว่า จะมีขั้นตอนการทำงานอย่างไร  เพราะจะมีเลเยอร์ชั้น Presentation  เป็นผู้รับผิดชอบแทนอยู่แล้ว  ในรูปแบบ OSI  เลเยอร์นั้น  Application  จะทำการติดต่อกับเลเยอร์ชั้น Presentation  โดยตรงเท่านั้น   โปรโตคอลของในแต่ละชั้นจะแตกต่างกันออกไป  แต่อย่างไรก็ตามการที่เครื่องคอมพิวเตอร์
หลายๆ เครื่องจะติดต่อสื่อสารกันได้  ในแต่ละเลเยอร์ของแต่ละเครื่องจะต้องใช้โปรโตคอลแบบเดียวกัน  หรือถ้าใช้โปรโตคอลต่างกันก็ต้องมีอุปกรณ์  หรือซอฟร์แวร์ที่สามารถแปลงโปรโตคอลที่ต่างกันนั้นให้มีรูปแบบเป็นอย่างเดียวกัน  เพื่อเชื่อมโยงให้คอมพิวเตอร์ทั้ง 2 เครื่องสามารถติดต่อกันได้

กลับเมนูหลัก