TCP/IP และอินเทอร์เน็ต
TCP/IP
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internetworking Protocol) คือชุดโพรโทคอล (Protocol Suite) ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้สำหรับแลกเปลี่ยนข้อมูลลนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต การทำงาน TCP/IP จะแบ่งหน้าที่ความรับผิดชอบออกเป็นชั้นซ้อนกันเที่เรียกว่า โพรโทคอลสแต็ก (Protocol Stack) อย่างไรก็ตาม ถึงแม้โพรโทคอล TCP/IP จะถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานบนเครือข่ายระยะไกลเป็นสำคัญ แต่ TCP/IP ก็ยังสามารถใช้งานได้ดีบนเครือข่ายท้องถิ่น ด้วยการเชื่อมโยงเครือข่ายท้องถิ่นให้สามารถสื่อสารกันได้ผ่านโพรโทคอล TCP/IP นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมโยงเครือข่ายท้องถิ่น ซึ่งเป็นเครือข่ายภายในให้สามารถติดต่อกับเครือข่ายภายนอกอย่างเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้ และด้วยสาเหตุนี้เอง โพรโทคอล TCP/IP จึงเป็นโพรโทคอลที่ได้รับความนิยมในปัจจุบันเป็นอย่างสูง
TCP/IP กับแนวคิดเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้พัฒนามาร่วมกัน โดยก่อนที่จะกล่าวถึงรายละเอียดของโพรโทคอล TCP/IPเทคโนโลยีเครือข่ายของแต่ละองค์กร จะได้รับการออกแบบอยู่บนพื้นฐานของความเหมาะสม งบประมาณ และประเภทของงาน โดยหลายองค์กรในปัจจุบันได้มีการเชื่อมเครือข่ายหลายชนิดเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีเครือข่ายแลนจัดเป็นแนวทางที่ดีที่สุด สำหรับการเชื่อมโยงเครือข่ายขนาดเล็กเพื่อใช้งานภายในสำนักงาน นอกจากนี้เครือข่ายแลนหลาย ๆ เครือข่าย ยังสามารถเชื่อมโยงเข้ากับเครือข่ายแวนรวมถึงเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เป็นเครือข่ายที่ประกอบด้วยเครือข่ายหลายพันเครือข่ายที่เชื่อมโยงถึงกันทั่วโลก ที่มีทั้งเครือข่ายของหน่วยงานรัฐ องค์กรเอกชน ความสำคัญของเครือข่ายอินเทอร์เน็ตก็คือ เป็นเครือข่ายสาธารณะที่ผู้คนทั่วไปสามารถเชื่อมต่อเพื่อเข้าไปใช้บริการได้ อย่างไรก็ตาม หากเครือข่ายแลนหรือเครือข่ายแวนที่ต้องการเชื่อมโยงเครือข่ายส่วนตัวของตนเข้าสู่เครือข่ายอินเทอร์เน็ต ก็สมควรนำอุปกรณ์ด้านเทคโนโลยีความปลอดภัยมาใช้งานร่วมด้วย อย่างเช่น ไฟร์วอลล์ (Firewall) เพื่อป้องกันบุคคลภายนอกบุกรุกหรือเจาะระบบเข้ามายังเครือข่ายภายในองค์กร
ประวัติโดยย่อของเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (Brief History of Internet)
อินเทอร์เน็ตเกิดขึ้นจากโครงการเครือข่ายอาร์พาเน็ต (Advanced Research Project Agency Network : ARPANET) ภายใต้กระทรวงกลาโหมของประเทศสหรัฐอเมริกา โดยอาร์พาเน็ตเป็นเครือข่ายในรูปแบบแพ็กเก็ตสวิตชิ่งที่มีคอมพิวเตอร์ลิงก์เชื่อมโยงถึงกันแบบจุดต่อจุดบนสายสื่อสารความเร็วสูง สำหรับอาร์พาเน็ตเป็นเครือข่ายที่ใช้เป็นตัวแทนด้านความมั่นคงในการปกป้องประเทศ ซึ่งมีวัตถุประสงค์ดังนี้คือ
เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ที่วิจัยด้านเทคโนโลยีที่อยู่ตามพื้นที่ต่าง ๆ ห่างไกลกัน สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้ในโครงการวิจัยทางการทหาร
เครือข่ายจะยังคงสามารถสื่อสารใช้งานได้ ถึงแม้ว่าจะถูกโจมตีหรือถูกทำลายด้ายอาวุธนิวเคลียร์ก็ตาม
ความจริงแล้วอาร์พาเน็ตก็คือ เครือข่ายระดับประเทศหรือเครือข่ายแวน ที่มีการทดลองใช้งานเมื่อปี พ.ศ. 2512 โดยประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ที่เป็นศูนย์กลางอยู่ 4 เครื่องด้วยกัน แต่ละเครื่องได้จัดอยู่ตามมหาวิทยาลัยต่าง ๆ โดยคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางทั้ง 4 ทำหน้าที่เป็นโฮสต์ ส่วนคอมพิวเตอร์ลูกข่ายต่าง ๆ ที่เชื่อมโยงเข้ากับเครือข่ายจะสามารถเข้าถึงเครือข่าย เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้บนสายสื่อสารความเร็วสูง (Leased Line) จึงทำให้นักวิจัยในโครงการสามารถใช้ประโยชน์จากเครือข่ายนี้ ในการติดต่อสื่อสารด้วยจดหมายอิเล็กทรอนิกส์และการแลกเปลี่ยนข้อมูลหรือสารสนเทศของงานวิจัยระหว่างกันได้
หลังจากนั้นเป็นต้นมา หน่วยงานต่าง ๆ ได้เล็งเห็นประโยชน์จากเครือข่ายดังกล่าว โดยเฉพาะนักวิจัยจำนวนมากได้มีการพัฒนาเครือข่ายเพื่อใช้งานในหน่วยงานของตน จนกระทั่งมีการเชื่อมโยงเครือข่ายด้วย โพรโทคอลTCP/IP เป็นครั้งแรก และต่อมาก็ได้มีการเปลี่ยนจากเครือข่ายเฉพาะกลุ่มมาเป็นเครือข่ายแบบสาธารณะ ที่ประชาชนทั่วไปสามารถใช้งานได้ที่เรียกว่า “เครือข่ายอินเทอร์เน็ต”
ปัจจุบันอินเทอร์เน็ตได้กลายเป็นเครื่องมือสื่อสารยุคใหม่ที่มีขอบเขตครอบคลุมทั่วทุกมุมโลก โดยอินเทอร์เน็ตในประเทศไทยได้ริเริ่มใช้งานเมื่อราวปี พ.ศ. 2530 และใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ด้วยการเชื่อมต่อระหว่างสถาบันอุดมศึกษาในประเทศไทยกับสหรัฐอเมริกาเมื่อปี พ.ศ. 2535 และหลังจากนั้นเป็นต้นมา เครือข่ายอินเทอร์เน็ตก็ได้ขยายการใช้งานในวงกว้างมากขึ้น โดยได้ขยายการใช้งานมายังประชาชนทั่วไป ซึ่งมิได้จำกัดเฉพาะงานด้ายวิชาการอีกต่อไป จนทำให้เกิดบริษัทบริการอินเทอร์เน็ต (Internet Service Provider : ISP) ก่อตั้งขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง เช่น บริษัททรูอินเทอร์เน็ต บริษัท 3BB เป็นต้น โดย ISP จะเป็นบริษัทที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเครือขายหรือคอมพิวเตอร์ของเรา ให้สามารถเชื่อมโยงกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้
ชั้นสื่อสารเน็ตเวิร์ก (Network Layer)
ชั้นสื่อสารเน็ตเวิร์กจะมีภาระหน้าที่ในการส่งมอบข้อมูลในลักษณะ Host-to-Host และยังสามารถกำหนดหรือวางเส้นทางแพ็กเก็ตข้อมูลส่งผ่านไปยังอุปกรณ์เร้าเตอร์หรือสวิตช์
โพรโทคอล IP (Internetwork Protocol)
IP เป็นกลไกการส่งข้อมูลที่ใช้โพรโทคอล TCP/IP ในลักษณะคอนเน็กชั่นเลสที่ไม่รับประกันการส่งข้อมูลว่าจะถึงจุดหมายปลายทางหรือไม่ การปราศจากกลไกดังกล่าว จึงทำให้การทำงานของโพรโทคอล IP ไม่มีความซับซ้อน ทั้งนี้หากค้นพบปัญหาจากข้อมูลที่ส่ง โพรโทคอล IP จะกำจัดข้อมูลชุดนั้นไปอย่างเงียบ ๆ ในขณะที่ข้อมูลที่สามารถผ่านไปได้ ก็จะปล่อยให้ชั้นสื่อสารที่อยู่เหนือกว่าทำหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลต่อไป โดย IP จะมีหน้าที่เพียงนำส่งข้อมูลไปยังปลายทางด้วยหมายเลขไอพี
การกำหนดตำแหน่งที่อยู่ใน IPv4 (IPv4 Addressing)
TCP/IP จะกำหนดที่อยู่ด้วยไอพีแอดเดรส โดยไอพีแอดเดรสคือชุดตัวเลขฐานสองขนาด 32 บิต (IPv4) ที่ใช้กำหนดที่อยู่ของโฮสต์ ซึ่งมีความสำคัญต่อกลไกในการสื่อสารจากโฮสต์หนึ่งไปยังอีกโฮสต์หนึ่งในระบบสื่อสาร แนวคิดการออกแบบไอพีแอดเดรสนั้น แต่ละ 32 บิตของไอพีแอดเดรสจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ส่วนด้วยกัน คือ NetID และ HostID ทั้งสองส่วนนี้ได้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้สำหรับการหาเส้นทาง ซึ่งแอดเดรสในส่วนของ NetID จะชี้ระบุเครือข่าย (Physical Network) ที่คอมพิวเตอร์เชื่อมต่อ ในขณะที่ HostID จะชี้ระบุตำแหน่งของอุปกรณ์ เช่น คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายอย่างไรก็ตาม ฟิสิคัลแอดเดรสที่บรรจุไว้ในอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ เช่น การ์ดเครือข่าย หรือที่เรียกว่าแมคแอดเดรส จะใช้เป็นหมายเลขอ้างอิงถึงตำแหน่งโหนดใด ๆ บนเครือข่าย ในขณะที่เครือข่ายอินเทอร์เน็ตจะมีการอ้างอิงหมายเลขโฮสต์เช่นกัน แต่จะใช้ไอพีแอดเดรสชี้ระบุถึงตำแหน่งการเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์กับเครือข่าย ซึ่งทุก ๆ โฮสต์และรวมถึงอุปกณ์อย่างเร้าเตอร์ที่ใช้งานบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ตก็จำเป็นต้องมีไอพีแอดเดรส สิ่งสำคัญประการหนึ่งที่จำเป็นต้องรับรู้ว่า ไอพีแอดเดรสนั้นไม่ใช่เป็นหมายเลขที่ใช้อ้างอิงโฮสต์ใดโฮสต์หนึ่งจริง ๆ แต่การอ้างอิงตำแหน่งจริง ๆ ของโฮสต์นั้นจะใช้แมคแอดเดรสบนการ์ดเครือข่าย ดังนั้นแมคแอดเดรสก็คือฟิสิคัลแอดเดรส ส่วนไอพีแอดเดรสก็คือลอจิคัลแอดเดรสนั่นเอง
การแทนค่าไอพีแอดเดรสแบบเลขฐานสองและฐานสิบ
ไอพีแอดเดรสขนาด 32 บิต จะเป็นไปตามข้อกำหนดของ IPv4 จำนวนบิตดังกล่าวสามารถแทนเลขหมายหรือแอดเดรสของอุปกรณ์ได้ประมาณ 4 พันล้านเครื่อง หรือเท่ากับ 232 (4,294,967,296) แต่มิได้นำมาใช้งานได้ทั้งหมด เนื่องจากมีการสงวนบางส่วนไว้เพื่อใช้งานเฉพาะอย่าง และด้วยขนาด 32 บิตของไอพีแอดเดรสนี้เอง จึงทำให้การอ้างอิงชุดเลขหมายดังกล่าวยากต่อการจดจำ โดยเฉพาะการแทนเครื่องหมายใช้งานในรูปแบบเลขฐานสอง ดังนั้นเพื่อจัดการไอพีแอดเดรสให้ง่ายต่อการอ่านและจดจำยิ่งขึ้น จึงมีการแทนเครื่องหมายในรูปแบบของเลขฐานสิบ และใช้จุดทศนิยมเป็นตัวคั่นระหว่างออคเทต
การจัดสรรไอพีแอดเดรสแบบใช้คลาส (Classful Addressing)
แนวคิดในการจัดสรรไอพีแอดเดรสแบบใช้คลาสนั้นจะเรียกว่า Classful Addressing ซึ่งได้มีการแบ่งคลาสออกเป็น 5 ชนิดด้วยกัน แต่ละคลาสได้ออกแบบมาเพื่อรองรับความต้องการที่แตกต่างกันตามแต่ละองค์กร คลาส A และ คลาส B ถูกนำมาใช้งานจนเต็มหมดแล้ว ดังนั้นปัจจุบันจึงเหลือแต่คลาส C ที่ยังมีการใช้งานอยู่ ในขณะที่คลาส D ถูกสงวนไว้สำหรับเป็นมัลติคาสต์แอดเดรส และคลาส E ถูกสงวนไว้ใช้งานในอนาคต และต่อไปนี้จะอธิบายรายละเอียดของไอพีแอดเดรสแต่ละคลาส รวมถึงการแสดงขั้นตอนคำนวณหาแหล่งที่มาของช่วงแอดเดรสแต่ละคลาสว่าได้มาอย่างไร
ไอพีเวอร์ชั่น 6 (IPv6)
ด้วยอัตราการใช้อินเทอร์เน็ตที่นับวันจะเติบโตขึ้นทุกวันน จำนวนแอดเดรสที่ใช้งานอยู่คือแอดเดรสขนาด 32 บิต หรือ IPv4 นั้นก็เริ่มขาดแคลน จึงส่งผลต่อการรองรับการใช้งานอินเทอร์เน็ตในอนาคตที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงมีการพัฒนา IPv6 ขึ้นมา ซึ่งปัจจุบันถือว่าเป็นมาตรฐานแล้ว อีกทั้งซอฟต์แวร์บางตัวและอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์บางอุปกรณ์ก็พร้อมสนับสนุน IPv6 แล้วเช่นกันต้องเป็นที่เข้าใจว่า IPv4 ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน มีการใช้งานอย่างแพร่หลายทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นสถาบันการศึกษา องค์กรภาครัฐและเอกชนทั่วไป ดังนั้นการทดแทนระบบจาก IPv4 มาเป็น IPv6 คงเป็นเรื่องที่ไม่ง่าย และแนวทางที่ดีที่สุดสำหรับการเปลี่ยนจาก IPv4 เป็น IPv6 ก็คือการเปลี่ยนแปลงแบบค่อยเป็นค่อยไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น