Protocol คืออะไร

Protocol คือ ข้อกำหนด หรือ ข้อตกลง หรือวิธีการที่ใช้ในการสื่อสารระหว่างสิ่งสองสิ่ง เช่น ภาษาที่คนใช้พูดสื่อสารกัน , การติตต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์ ,Router กับ Router ,Switch กับ Switch ,Server กับ Client เป็นต้น Protocol มีความสำคัญมากในการสื่อสารในระบบ Network ถ้า Set หรือทำการ Configuration ไม่ถูกต้อง การสื่อสารบนเครือข่ายจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้เลย ดังนั้นเราควรรู้ว่า Protocol แต่ละแบบนั้นมีอะไรบ้าง , ทำหน้าที่อย่างไร และ อยู่ใน Layer ใดของ OSI 7 Layer Model ในปัจจุบัน OSI 7 Layer Model ถูกแทนที่ด้วย DoD Model (TCP/IP) มีการเปลี่ยนชื่อและจำนวน Layer น้อยลงตามรูปภาพด้านล่าง

• 3 Layers บนของ OSI 7 Layes Model จะถูกแทนด้วย Process/Appication Layer (Service)
• Transport Layer ของ OSI 7 Layes Model ถูกแทนด้วย Host-to-Host Layers
• Network Layer ของ OSI 7 Layes Model จะถูกแทนด้วย Internet Layer
• Data-Link และ Physical Layer ของ OSI 7 Layes Model จะถูกแทนด้วย Network Access Layer

ตัวอย่าง Protocol ต่างๆใน DoD Model (TCP/IP) ตามภาพด้านล่างครับ

ตัวอย่างของ Protocol ที่ควรรู้จัก

1. IP หรือ Internet Protocol เป็น Protocol ที่ใช้ในการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังเครื่องอื่นใน Internet IP Address คือ หมายเลขประจำเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งประกอบด้วยตัวเลข 4 ชุด มีเครื่องหมายจุดขั้นระหว่างชุด เช่น 192.168.1.100 หรือ 172.18.1.200 เป็นต้น มาตรฐานของ IP Address ปัจจุบันเป็นมาตรฐาน version 4 หรือที่เรียกกันสั้น ๆ ว่า IPv4 ยุคต่อไปเร็วๆนี้จะเป็น IPv6 หรือ IP version 6 ผู้ที่ทำงานทางด้าน Network ต้องเข้าใจในเรื่องของ IP หรือ IP Address เป็นอย่างดี ต้องสามารถคำนวณค่าต่างๆได้เช่น Network IP หรือ Subnet mask เป็นต้น IP นั้นอยู่ใน Layer 3 (Network Layer )ของ OSI นะครับ

2. ICMP หรือ Internet Control Message Protocol เป็น Protocol ที่ใช้ในการตรวจสอบการทำงานผิดพลาดของระบบ Network รวมถึงการตรวจสอบการถดถอยของประสิทธิภาพของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น Router,Firewall ,Sever เป็นต้น ICMP จะทำงานอยู่ที่ชั้น Internet Layer หรือ Network Layer ของ OSI โปรแกรมที่เป็นเครื่องมือตรวจสอบ Network ที่ใช้ ICMP ได้แก่ ping และ traceroute ดังนั้นถ้า Server หรือ Router ไม่สามารถ ping ได้ อาจจะเกิดจากการห้ามหรือปิดการใช้ ICMP ไว้ก็เป็นได้ครับ

3. ARP หรือ Address Resolution Protocol เป็น Protocol สำหรับการจับคู่ (map) ระหว่าง Internet Protocol address (IP address) กับตำแหน่งของอุปกรณ์ในระบบเครือข่าย เช่น IP เวอร์ชัน 4 ใช้การระบุตำแหน่งขนาด 32 บิต ใน Ethernet ของระบบใช้การระบุ ตำแหน่ง 48 บิต (การระบุตำแหน่งของอุปกรณ์รู้จักในชื่อของ Media Access Control หรือ MAC address) ตาราง ARP ซึ่งมักจะเป็น cache จะรักษาการจับคู่ ระหว่าง MAC address กับ IP address โดย ARP ใช้กฎของ Protocol สำหรับการสร้างการจับคู่ และแปลงตำแหน่งทั้งสองฝ่าย ARP ทำงานอยู่ในชั้น Network Layer ของ OSI นะครับ

4. TCP หรือ Transmission Control Protocol ใช้ Internet Protocol (IP) เพื่อส่งข้อมูลในรูปแบบของข่าวสาร ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในอินเตอร์เน็ต ที่เราคุ้นเคยกันคือ TCP/IP โดย IP ดูแลการควบคุมการส่งข้อมูลที่แท้จริง TCP ดูแลการรักษาเส้นทางของหน่วยข้อมูลแต่ละชุด (เรียกว่า แพ็คเกต - Packets) ซึ่งข้อความจะถูกแบ่งออก เพื่อการใช้ประสิทธิภาพของเส้นทางบนอินเตอร์เน็ต เช่น เมื่อมีการส่งไฟล์ HTML ออกจาก web server ไปที่จุดหมายปลายทาง โปรแกรมเลเยอร์ของ TCP จะแบ่งไฟล์นั้นเป็นหนึ่งชุดหรือมากกว่า หมายเลขของชุดข้อมูลแล้วส่งต่อข้อมูลแต่ละชุดไปที่โปรแกรมเลเยอร์ของ IP ถึงแม้ว่าแต่ละชุดข้อมูลมีปลายทางที่ IP address เดียว แต่ชุดข้อมูลอาจจะเลือกเส้นทางที่ต่างกันบนเครือข่าย เพื่อไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง TCP จะประกอบชุดข้อมูลแต่ละชุดให้ครบแล้วจึงประกอบข้อมูลเป็นไฟล์เดียว

TCP เป็น protocol ที่รู้จักในลักษณะ connection-oriented protocol หมายถึง การติดต่อจะถูกสร้างขึ้น และรักษาการแลกเปลี่ยน เช่น การส่งข้อความระหว่างโปรแกรมประยุกต์ของแต่ละด้าน TCP รับผิดชอบสำหรับในการจัดแบ่งข้อความเป็นชุดข้อมูล และประกอบชุดข้อมูลให้เป็นข้อความเหมือนเดิม เมื่อไปถึงปลายทาง TCP อยู่ใน Layer ที่ 4 (Transport Layer) ของ OSI นะครับ

5. UDP หรือ User Datagram Protocol เป็นวิธีการสื่อสารหรือโปรโตคอลที่จำกัดจำนวนการบริการ เมื่อข่าวสารมีการแลกเปลี่ยน ระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายที่ใช้ Internet Protocol (IP) โดยใช้ร่วมกับ IP บางครั้งเรียกว่า UDP/IP ซึ่ง UDP เหมือนกับ TCP ในการใช้ IP ในการดึงหน่วยข้อมูล (เรียกว่า datagram) จากคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง แต่ต่างจาก TCP โดย UDP ไม่ให้การบริการสำหรับการแบ่งข่าวสารเป็นแพ็คเกต (datagram) และประกอบขึ้นใหม่เมื่อถึงปลายหนึ่ง UDP ไม่ให้ชุดของแพ็คเกตที่ข้อมูลมาถึง หมายความว่า โปรแกรมประยุกต์ที่ใช้ UDP ต้องมีความสามารถในการสร้างมั่นใจว่าข่าวสารที่มาถึงอยู่ในลำดับที่ถูกต้อง การประยุกต์เครือข่ายที่ต้องการประหยัดเวลาในการประมวลผล เพราะมีหน่วยข้อมูลในการแลกเปลี่ยน (ดังนั้น จึงมีข่าวสารน้อยมากในการประกอบขึ้นใหม่) จะชอบ UDP มากกว่า TCP เช่น Trivial File Transfer Protocol (TFTP) ใช้ UDP แทนที่ TCP เนื่องจากรวดเร็วกว่า UDP เหมือนกัน TCP คือ อยู่ใน Layer ที่ 4 (Transport Layer) ของ OSI นะครับ

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติของ TCP และ UDP ตามด้านล่าง

6. PPP หรือ Point-to-Point Protocol เป็น Protocol สำหรับการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ 2 ตัว หรือ Router 2 ตัว ด้วยการอินเตอร์เฟซแบบอนุกรม ตามปกติ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่เชื่อม ด้วยสายโทรศัพท์ไปที่เครื่อง Server ของผู้ใช้บริการอินเตอร์เน็ตให้ผู้ใช้ต่อเชื่อมด้วย PPP ทำให้เครื่อง Server สามารถตอบสนองคำขอของผู้ใช้ได้ PPP ยังแบ่งเป็นหลายแบบตามสื่อที่ใช้งาน PPP PAP และ PPP CHAP สำหรับการเชื่อมต่อผ่าน Serial port หรือ PPPoE และ PPPoA สำหรับการเชื่อต่อผ่านสายโทรศัพท์ของระบบ ADSL ซึ่งจะต้องมีการกำหนด Username และ Password ในการเชื่อต่อเสมอ PPP อยู่ใน Layer ที่ 2 (Data-link Layer) ของ OSI นะครับ

7. SMTP หรือ Simple Mail Transfer Protocol คือ Protocol แบบ TCP/IP ที่ใช้ในการส่ง E-Mail ในเครือข่าย Internet ไปยังเครื่อง Server อื่นๆ หรือจะบอกว่าเป็น Protocol ที่ Mail Server ใช้ส่ง E-Mail หากันนั่นเอง ทำให้ส่งเมล์ไปยังผู้ใช้ได้ทั่วโลก แต่จะมีข้อจำกัดในเรื่องของความสามารถในการส่ง e-mail ว่ามันสามารถทำได้แบบเป็นคิวเท่านั้น และ SMTP ส่วนใหญ่จะไม่ยอมให้คนนอกองค์กร หรือ IP ที่อยู่นอกองค์กรใช้งาน SMTP ได้เนื่องจากจะมองว่าเป็นผู้ส่ง spam mail นั่นเอง SMTP อยู่ใน Layer ที่ 7 ( Application Layer) ของ OSI และการทำงานนั้น จะใช้ TCP port 25 นะครับ

8. HTTP หรือ Hypertext Transfer Protocol เป็น Protocol สำหรับการแลกเปลี่ยนไฟล์ (เช่น ข้อความ ภาพ เสียง ภาพเคลื่อนไหว และไฟล์มัลติมีเดียต่าง ๆ) บน World Wide Web ที่สัมผัสกับชุด Protocol แบบ TCP/IP โดย HTTP เป็นโปรโตคอลแบบประยุกต์ แนวคิดสำคัญของ HTTP คือไฟล์ต่าง ๆ สามารถเก็บการอ้างอิงไฟล์อื่น เพื่อเรียกหรือดึงไฟล์ที่ต้องการ ใน Web server ที่มีไฟล์ HTML และไฟล์อื่นที่เรียกว่า HTTP daemon ซึ่งเป็นโปรแกรมได้รับการออกแบบให้คอยรับและรักษาการขอ HTTP เมื่อการขอของ HTTP นั้นมาถึง ใน web browser ของเครื่องคอมพิวเตอร์ผู้ใช้จะเป็น HTTP client เพื่อส่งการขอไปยังเครื่องServer เมื่อมีการเรียกไฟล์จาก browser ของผู้ใช้ โดยเปิดไฟล์ของเว็บ (ด้วยการพิมพ์ชื่อ URL) หรือคลิกที่ Hypertext link จากนั้น browser จะสร้างการขอ HTTP และไปยัง IP address ที่ชี้โดย URL เมื่อ HTTP daemon ในเครื่อง Server ปลายทางได้รับการขอ และประมวลผลเรียบร้อย จะส่งไฟล์ที่ขอกลับมา HTTP อยู่ใน Layer ที่ 7 ( Application Layer) ของ OSI และการทำงานนั้น จะใช้ TCP port 80 นะครับ

ยังมี Protocol ที่ควรจะรู้อีกเป็นจำนวนมาก เช่น IPX, OSPF ,EIGRP ,IMAP ,POP3 ,SNMP , BGP ,RIP ,SIP เป็นต้น ควรจะศึกษาเพิ่มเติมนะครับ

ตารางแสดง Application Protocol และ Port Number ที่สำคัญตามรูปด้านล่าง

นอกจากนี้ยังมี Protocol Data Unit หรือ PDU คือ หน่วย ที่ใช้ติดต่อสื่อสารกันในแต่ละ Layer ที่เราต้องรู้เพิ่มเติมดังนี้

• Layer 1 (Physical Layer) PDU คือ bit
• Layer 2 (Data Link Layer) PDU คือ frame
• Layer 3 (Network Layer) PDU คือ packet
• Layer 4 (Transport Layer) PDU คือ segment
• Layer 5-7 PDU คือ data