TCP/IP

TCP/IP TCP/IP หรือ Transmission Control Protocol/ Internet Protocol ได้มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลาย เป็นโปรโตคอลชนิดที่ให้ใช้ฟรีไม่ต้องจ่ายค่าลิขสิทธิ์

TCP/IP เป็นโปรโตคอลหลักในอินเตอร์เน็ต ทำให้มาตรฐานของ TCP/IP เป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง และมีผู้ใช้รับส่งข้อมูลมากที่สุดในปัจจุบัน

TCP/IP TCP/IP ถูกสร้างขึ้นโดยการอ้างอิงจาก มาตรฐานของ OSI Model (Open System Interconnection) TCP/IP มีการแบ่งโปรโตคอลสื่อสารออกเป็น 4 ชั้น ทำให้สามารถเปรียบเทียบกับ OSI Model ได้ง่าย เรียกลำดับชั้นของ TCP/IP ว่า “ TCP/IP Stack ” แต่ละชั้นมีชื่อเรียกที่แตกต่างกัน

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5)

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นบน เรียกว่า Process Layer เป็น Application Protocol ทำหน้าที่เชื่อมต่อกับผู้ใช้ และให้บริการต่าง ๆ เช่น FTP, Telnet, SNMP ฯลฯ Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5)

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นถัดมา เรียกว่า Host-to-Host Layer จะเป็น TCP หรือ UDP ทำ หน้าที่คล้ายกับ Layer ที่ 4 ของ OSI Model คือ ควบคุมการรับ-ส่งข้อมูลจากปลายด้านส่งถึงปลายด้านรับข้อมูล และตัดข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยให้เหมาะกับเครือข่ายที่ใช้รับส่งข้อมูล รวมทั้งประกอบข้อมูลส่วนย่อย ๆ นี้เข้าด้วยกันเมื่อถึงปลายทาง Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5)

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นถัดลงมา เรียกว่า Internet Layer ได้แก่ ส่วนของโปรโตคอล IP ทำหน้าที่คล้ายกับ Layer ที่ 3 ของ OSI Model คือ เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับระบบเครือข่ายที่อยู่ชั้นล่างลงไป และทำหน้าที่เลือกเส้นทางการรับส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์เครือข่ายต่าง ๆ จนไปถึงผู้รับ ข้อมูล ในชั้นนี้จะจัดการกับกลุ่มข้อมูลในลักษณะที่เรียกว่า Frame ในรูปแบบของ TCP/IP ที่เรารู้จักกันนั่นเอง Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internet Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5)

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP ชั้นสุดท้ายที่อยู่ล่างสุด เรียกว่า Network Interface คือ ชั้นที่ควบคุมฮาร์ดแวร์การรับส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย ซึ่งเทียบได้กับ Layer ที่ 1 และ 2 ของ OSI Model ในชั้นนี้จะทำหน้าที่เชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ และควบคุมการรับส่งข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์ของเครือข่าย ซึ่งที่ใช้กันอยู่จะเป็นตามมาตรฐานของ IEEE เช่น IEEE 802.3 จะเป็นการเชื่อมต่อผ่าน LAN แบบ Ethernet LAN หรือ IEEE 802.5 จะเป็นการเชื่อมต่อผ่าน LAN แบบ Token Ring Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) Internetwork Layer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5)

TCP/IP โปรโตคอล เทียบกับ OSI 7-Layer Reference Model TCP/IP Stack OSI 7-Layer Model Process Layer (FTP, Telnet, SNMP) Host – to - Host Layer (TCP) InternetLayer (IP) Network Interface (IEEE 802.3, 802.5) Application Layer Presentation Layer Session Layer DataLink Layer Physical Layer Transport Layer Network Layer

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP  TCP มีมาตรฐานของเฟรมที่ใช้รับส่งข้อมูลของมตัวเอง และมีหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลแตกต่างไปจาก IP ซึ่งในการรับส่งข้อมูลนั้น เฟรมของ TCP ที่อยู่ชั้นบนทั้งหมดจะถูกผนึกอยู่ในส่วนที่เป็นข้อมูลของ IP เหมือนกับที่แต่ละชั้นของ OSI Model ผนึกข้อมูลในชั้นถัดไปนั่นเอง

โครงสร้างของโปรโตคอล TCP/IP OSI Model ออกแบบมาให้เปิดกว้าง สามารถอ้างอิงถึงกันได้เป็นอย่างดีกับ TCP/IP โดย TCP จะเทียบได้กับประมาณ Layer ที่ 4 ของ OSI และ IP จะเทียบได้กับประมาณ Layer ที่ 3 ของ OSI แม้ว่าจะไม่ลงตัวกันพอดีนัก

Computer Networks and Internet Internetworking The Slides are based on Computer Networks and Internet Of Douglas E. Comer

Topics Internetwork Internet Architecture Goals Internet Protocols TCP Layers Datagram Transmission Frames and Datagrams IP Semantics Transport Protocol : UDP, TCP

ลักษณะของการส่งผ่านข้อมูล The IP Protocol

Datagram Transmission Datagram sent across conventional network From source host and router Between intermediate routers From final router to destination host Network hardware does not recognize Datagram format IP addresses Encapsulation needed

IP Encapsulation Entire datagram treated like data Frame type identifies contents as IP datagram Frame destination address gives next hop

Frames and Datagrams Datagram survives entire trip across Internet Frame only survives one hop Frame address Hardware (MAC) address Next hop Datagram address IP address Ultimate destination

Frame Address For Encapsulated Datagram A datagram is encapsulated in a frame for transmission across a physical network. The destination address in the frame is the address of the next hop to which the datagram should be sent; the address is obtained by translating the IP address of the next hop to an equivalent hardware address.

Window Advertisement Each acknowledgment carries new window information window advertisement Can be zero  closed window) Interpretation: “ I have received up through X, and can take Y more octets. ”

Window Advertisement

Startup and Shutdown Connection startup Connection shutdown Must be reliable Connection shutdown Must be graceful Difficult  WHY ?

Why Startup/Shutdown Difficult? Segments can be Lost Duplicated Delayed Delivered out of order Either side can crash Either side can reboot Need to avoid duplicate “shutdown” message from affecting later connection

TCP’s Startup/Shutdown Solution Uses three-message exchange Known as 3-way handshake Necessary and sufficient for Unambiguous, reliable startup Unambiguous, graceful shutdown SYN used for startup FIN used for shutdown

3-Way Handshake

TCP Segment Format (1) All TCP segments have same format Data Acknowledgment SYN (startup) FIN (shutdown) Segment divided into two parts Header Payload area (zero or more bytes of data)

TCP Segment Format (2) Header contains Protocol port numbers to identify Sending application Receiving application Bits to specify items such as SYN FIN ACK Fields for window advertisement, acknowledgment, etc.

Illustration of TCP Segment

END