ICT+ Introduction to Networks ดร. สุรศักดิ์ มังสิงห์ E-mail: surasak.mu@spu.ac.th mungsing@gmail.com URL: http://www.spu.ac.th/~surasak.mu

ICT+ Agenda SUN 13/07/51 (0900-1200): Guided and Wireless Networks SUN 06/07/51 (0900-1200): Overview (1300-1600): Network Topology and Basic Protocols SAT 12/07/51 (0900-1200): Principle of Data Communication SUN 13/07/51 (0900-1200): Guided and Wireless Networks (1300-1600): Networking Devices and Software and the Internet SAT 19/07/51 (0900-1200): Switching and Routing SUN 20/07/51 (0900-1200): Network Security (1300-1600): Examination

Internetworking Devices

Internetworking Devices เมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์มากกว่าสองตัวขึ้นไป เชื่อมต่อกันเพื่อวัตถุประสงค์ในการติดต่อสื่อสารข้อมูลหรือ ใช้ทรัพยากรณ์ร่วมกัน เราเรียกว่า เครือข่าย เมื่อเครือข่ายมากกว่าสองเครือข่าย เชื่อมต่อกันเพื่อวัตถุประสงค์ในการติดต่อสื่อสารข้อมูลหรือ ใช้ทรัพยากรณ์ร่วมกัน เราเรียกว่า internetwork หรือ internet การเชื่อมต่อเครือข่ายมากกว่าสองเครือข่ายขึ้นไป จะต้องใช้อุปกรณ์ช่วยในการสื่อสารตัวอย่างของอุปกรณ์ประเภทนี้ คือ Repeater, Bridges, Switches, Routers, Gateway เป็นต้น

OSI VS Internetworking Devices สามระดับชั้นล่างของ OSI ใช้อธิบายขอบเขตหน้าที่ที่สำคัญแก่อุปกรณ์สื่อสาร ประเภทอุปกรณ์สื่อสารระหว่างเครือข่าย จำแนกตามระดับชั้นสื่อสารของ OSI ระดับชั้นฟิสิกส์คัล เช่น รีพรีเตอร์(repeater) /โมเดม(MODEM) / ฮับ (Hub) / ตู้สลับสาย(PBX) ระดับชั้นดาต้าลิงค์ เช่น บริดจ์(Bridge) / สวิตซ์ (Switch) ระดับชั้นเน็ตเวิร์ค เช่น เร้าเตอร์ (Router) ระดับแอพลิเคชัน เช่น เกตเวต์(Gateway)

Internetworking Devices and the OSI Model

MODEM : MOdulation and DEModulation หน้าที่หลักของโมเดมคือการแปลงสัญญาณจากอนาลอก ไปเป็นสัญญาณในระบบดิจิตอล หรือในทำนองกลับกัน(ให้ความสำคัญกับการจัดการสัญญาณ) ในเครือข่ายโทรศัพท์ใช้สัญญาณในระบบอนาลอกเป็นหลัก แต่ระบบคอมพิวเตอร์นั้นใช้สัญญาณในระบบดิจิตอลเป็นหลัก

Dial-up line and a Dedicated line Dial-up line is temporary connection using telephone line for communications Dedicated line is line always connected between two communications devices Advantages of dial-up line 1. Costs no more than making regular call 2. Computers at any two locations can establish a connection using modems and telephone network Advantages of dedicated line 1. Quality and consistency of connection are better 2. Computer locations are fixed 3. Can be digital or analog

HUB เป็นอุปกรณ์สื่อสารช่วยในด้านการกระจายสัญญาณ โดยทั่วไปมักใช้กับงานที่ต้องการขยายระบบเครือข่าย ปัจจุบันมีการใช้งาน Hub กันมากกับรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายในแบบ Tree structure บนมาตรฐาน 10Base-T หน้าที่หลักของ Hub คือการกระจายสัญญาณหรือ ผ่านสัญญาณภายในเครือข่าย ดังนั้นจึงรองรับกับมาตรฐาน OSI อยู่ในระดับแรก โดยให้ความสำคัญด้านการจัดการสัญญาณเป็นหลัก ปัจจุบันได้พัฒนาความสามารถของ Hub ในด้านการจัดการพอร์ต (ช่องทางผ่านสัญญาณ) แทนที่จะเป็นตัวผ่านสัญญาณเพียงอย่างเดียว เรียก Hub ชนิดนี้ว่า Switched Hub รองรับการทำงานอยู่ที่ระดับชั้นที่ 2 และ 3

Switched Hub N x 10Mbps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps B C D A

Repeater เป็นอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ ที่ทำงานอยู่บนระดับชั้น Physical ของ OSI Model เท่านั้น ใช้สำหรับทวนสัญญาณ หรือ ทำให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายได้ระยะทางไกลขึ้น เนื่องจากช่วยขจัดปัญหาเรื่อง Attenuation Repeater ไม่ได้เปลี่ยนแปลงตัวสัญญาณ เพียงแต่ทำซ้ำและส่งต่อเท่านั้น ดังนั้น เครือข่ายสองส่วนที่เชื่อมต่อกันด้วย Repeater จึงเป็นเสมือนเครือข่ายเดียวกัน

A Repeater in the OSI Model

Repeater Repeater ไม่ได้เปลี่ยนแปลงตัวสัญญาณ เพียงแต่ทำซ้ำและส่งต่อเท่านั้น ดังนั้น เครือข่ายสองส่วนที่เชื่อมต่อกันด้วย Repeater จึงเป็นเสมือนเครือข่ายเดียวกัน

Bridge เป็นอุปกรณ์เชื่อมโยงระหว่างเครือข่าย Bridge ได้รับการออกแบบมาให้ใช้กับเครือข่ายประเภทเดียวกันเช่น Ethernet กับ Ethernet หรือ Token Ring กับ Token Ring การติดต่อภายในเครือข่ายเดียวกันนั้นมีลักษณะการส่งข้อมูล แบบกระจายไปทั่ว (broadcasting) ดังนั้นจึงกระจายไปเฉพาะเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น การรับส่งภายในเครือข่ายมีข้อกำหนดให้ Packet ที่ส่งกระจายไปยังตัวรับได้ทุกตัว ถ้าแต่มีแอดเดรสที่ส่งมาเป็นแอดเดรสอยู่บนเครือข่ายอื่น Bridge จะนำข้อมูลเฉพาะ Packet นั้นส่งให้ Bridge ต่างเครือข่าย จึงเสมือนเป็นตัวแบ่งแยกข้อมูลระหว่างเครือข่ายให้มีการสื่อสารภายในเครือข่ายของตนไม่ปะปนไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง เพื่อลดปัญหาปริมาณข้อมูลกระจายในสายสื่อสารมากเกินไป

A Bridge in the OSI Model

A Bridge

Switch อุปกรณ์ Switch มีหลายแบบ หากแบ่งกลุ่มข้อมูลเป็น Packet เล็ก ๆ และเรียกใหม่ว่า “Cell” กลายเป็น “Cell Switch” หรือที่รู้จักกันในนาม "ATM Switch" ถ้าสวิตช์ข้อมูลในระดับ Frame ของ Ethernet ก็เรียกว่า " Ethernet Switch" และถ้าสวิตช์ตามมาตรฐานเฟรมข้อมูลที่เป็นกลาง และนำข้อมูลอื่นมาประกอบภายในได้ก็เรียกว่า "Frame Relay" อุปกรณ์ Switching จึงเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ และมีแนวโน้มที่จะพัฒนาให้ใช้กับความเร็วของการรับส่งข้อมูลจำนวนมาก เช่น Frame Relay และATM Switch สามารถสวิตช์ข้อมูลขนาดหลายร้อยล้านบิตต่อวินาทีได้ เทคโนโลยีนี้จึงเป็นเทคโนโลยีที่กำลังได้รับความนิยม

Router อุปกรณ์ทำหน้าเชื่อมโยงการติดต่อระหว่างเครือข่าย เช่น เครือข่าย Ethernet กับ Frame Relay (LAN-to-WAN) โดยต้องกำหนดโปรโตคอลที่ใช้งานร่วมกันบน Router เสียก่อน Router จะรับข้อมูลเป็น Packet เข้ามาตรวจสอบแอดเดรสปลายทาง จากนั้นนำมาเปรียบเทียบกับตารางเส้นทาง (routing table ) ที่ได้โปรแกรมไว้ เพื่อหาเส้นทางที่ส่งต่อไป หากเส้นทางที่ส่งต่อมีมาตรฐานทางเครือข่ายที่แตกต่างออกไป ก็จะแปลงให้เข้ากับมาตรฐานใหม่

A Router in the OSI Model

Routers in an internet

Gateway เป็นอุปกรณ์หรือซอฟท์แวร์ทำหน้าที่เชื่อมโยงการทำงานระหว่างเครือข่าย ชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดก็ได้ ถ้าเป็นเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอลต่างกัน ตัว Gateway ทำการแปลงโปรโตคอลให้เป็นโปรโตคอลที่ตรงกัน (protocol converter) สนับสนุนการทำงานตั้งแต่ระดับชั้นแอพลิเคชันลงไป เอื้ออำนวยความสะดวกต่อการติดตั้งแอพลิเคชันในแบบกระจาย

A Gateway in the OSI Model

A Gateway

ซอฟท์แวร์สื่อสาร

ซอฟต์แวร์สื่อสาร หมายถึงโปรแกรมซอฟท์แวร์ที่ทำหน้าที่เชื่อมโยงการทำงานและสร้างกระบวนการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างระบบที่ต้องการทำงาน หรือสื่อสารข้อมูลร่วมกัน เช่น Telnet, FTP (File Transfer Protocol), Web Browser (IE/Netscape…), E-Mail, Instant Messaging Internet Telephony

โปรแกรม Telnet ประกอบด้วยข้อกำหนดรูปแบบที่ให้บริการเกี่ยวกับการควบคุมการติดต่อระยะทางไกล (Remote Login) เราสามารถใช้งาน telnet ได้บนระบบปฏิบัติการวินโดว์ โดยเรียกใช้โปรแกรมนี้ได้ที่ เมนู Run แล้วพิมพ์คำสั่ง telnet <ip address > เช่น telnet 202.44.68.3 หรืออาจใช้วิธีการระบุชื่อของระบบที่ต้องการติดต่อด้วย เช่น telnet spu.ac.th

ข้อความแรกที่แสดงเมื่อสามารถติดต่อกับเครื่อง spu.ac.th ได้แล้ว ภาพแสดงขั้นตอนการใช้โปรแกรม Telnet ติดต่อกับเครื่องบริการอินเตอร์เน็ตของ ม.ศรีปทุม พิมพ์คำสั่ง telnet 202.44.68.3 ใส่ชื่อผู้ใช้และรหัสผ่าน ข้อความแรกที่แสดงเมื่อสามารถติดต่อกับเครื่อง spu.ac.th ได้แล้ว

ประโยชน์ของโปรแกรม Telnet การเข้าไปใช้ทรัพยากรของคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นที่อยู่ห่างไกล การค้นและโอนข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ แม้จะต่างระบบ การตรวจเมล์ (E-Mail) หรือบริการอื่นๆ กรณีที่ต้องใช้เครื่องอื่น โดยเฉพาะในระบบ Text Mode

โปรแกรม FTP (File Transfer Protocol) เป็นวิธีการในการกำหนดรูปแบบในการบริการถ่ายโอน ไฟล์ ข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาจจะอยู่บนเครือข่ายเดียวกันหรือต่างเครือข่ายกันก็ได้ เครื่องชนิดเดียวกัน หรือต่างชนิดกันก็ได้ ซึ่งโปรแกรมที่ใช้งานในการถ่ายโอนไฟล์นี้เรียกว่า FTP program มีอยู่หลายโปรแกรม มีทั้งแบบที่เป็นแบบ Text mode คือใช้การพิมพ์โต้ตอบ และ แบบที่เป็นแบบ Graphic mode ซึ่งง่ายต่อการใช้งานมากกว่า

Instant Messaging : ICQ, MSN 1: Login to the IM server Step 2 Step 1 2: Server checks if any established friends, family, or co-workers, called buddies, are online IM server 3: Send instant messages to online buddy Step 3 messaging server 4: Instant message travels through messaging server and then to online buddy Step 4

The Internet

The Network Layer in the Internet The IP Protocol IP Addresses Internet Control Protocols OSPF – The Interior Gateway Routing Protocol BGP – The Exterior Gateway Routing Protocol

Collection of Subnetworks ระบบอินเตอร์เนตสามารถเปรียบเทียบได้กับที่รวมของระบบเครือข่ายย่อยหรือที่เรียกว่าระบบอัตโนมัติ (Autonomous System) ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน

The IPv4 (Internet Protocol) header. The IP Protocol The IPv4 (Internet Protocol) header. รูปแบบที่ใช้ในการส่งข้อมูลเรียกว่า datagram ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ส่วนหัวใช้ในการบอกข้อกำหนดต่างๆ ซึ่งมีความยาวไม่เกิน 60 ไบต์ (20 ไบต์แรกใช้บอกข้กำหนดที่เป็นส่วนบังคับ 40 ไบต์ต่อมาใช้เป็นส่วนขยายที่บอกข้อกำหนดเพิ่มเติมตามความต้องการ) ส่วนหางคือส่วนที่เป็นข้อมูลข่าวสารที่ต้องการ

เขตข้อมูลใน IPv4 Version: หมายเลขรุ่นของ datagram (4 bits) IHL: ความยาวของ datagram (20 – 60 bytes) Type of services: บอกชนิดของการบริการ (1 byte) Total length: ระบุความยาวของ gatagram ทั้งหมด (2 bytes) Identification: ใช้เก็บหมายเลขข่าวสารกรณีถูกแบ่งออกเป็นหลาย datagram (2 bytes) DF: Do not fragment (1 bit) MF: More fragment (1 bit) ปกติมีค่าเป็น 1 ถ้ามีค่า 0 หมายถึง datagram ตัวสุดท้าย Fragment offset: ใช้บอกว่าแพ็กเกตนี้เป็นส่วนประกอบที่เท่าใดของ datagram (13 bytes) Time to live: ตัวเลขจำนวนเต็ม ใช้นับจำนวนแม่ข่าย (1 byte) Protocol: กฎการรับส่งข้อมูลที่จะนำมาใช้ในการส่ง datagram ต่อไป (1 byte) Header checksum: ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล (2 bytes) Source address, Destination address: ใช้ในการกำหนดที่อยู่ของผู้ส่งและผู้รับ (4 bytes) Options: เป็นส่วนขยายสำหรับ datagram รุ่นใหม่ (4 bytes)

The IP Protocol (2) Some of the IP options.

IP Addresses IP address formats ที่อยู่บนอินเตอร์เนตกำหนดโดยใช้เลขฐานสอง ความยาว 4 ไบต์หรือ 32 บิต ซึ่งจะไม่มีที่อยู่ที่มีหมายเลขซ้ำกันเลย ประกอบด้วยตัวเลข 3 ประเภทคือ เลขบอกพวก(class) เลขบอกเครือข่าย (network) เลขบอกเครื่องแม่ข่าย (Host) การกำหนดที่อยู่แบ่งออกเป็น 5 Class คือ A, B, C, D, และ E

รายละเอียดของ Class Class A: บิตแรกเป็น “0” เลขบอกเครือข่ายยาว 7 บิต ประกอบด้วย126 เครือข่าย แต่ละเครือข่ายมี 16 ล้านเครื่องแม่ข่ายบอกด้วยตังเลข 24 บิต ขอบเขตหมายเลขอยู่ที่ 1.0.0.0 ถึง 127.255.255.255 Class B: สองบิตแรกเป็น “10” เลขบอกเครือข่ายยาว 14 บิตประกอบด้วย 16,382 เครือข่าย แต่ละเครือข่ายมี 65,536 เครื่องแม่ข่ายบอกด้วยเลข 16 บิต ขอบเขตหมายเลขที่อยู่คือ 128.0.0.0 ถึง 191.255.255.255 Class C: สามบิตแรกเป็น “110” เลขบอกเครือข่ายยาว 21 บิตประกอบด้วย 2,097,152 เครือข่าย แต่ละเครือข่ายมี 254 เครื่องแม่ข่ายบอกด้วยเลข 8 บิต ขอบเขตหมายเลขที่อยู่คือ 192.0.0.0 ถึง 223.255.255.255 Class D: สี่บิตแรกเป็น “1110” ใช้สำหรับการกระจายข้อมูลข่าวสารแบบหลายจุด ขอบเขตหมายเลขที่อยู่คือ 224.0.0.0 ถึง 239.255.255.255 Class E: ห้าบิตแรกเป็น “11110” สำรองไว้ใช้ในอนาคต ขอบเขตหมายเลขที่อยู่คือ 240.0.0.0 ถึง 247.255.255.255

Special IP addresses มีบางส่วนของเลขที่อยู่ที่ใช้ในความหมายพิเศษ เลขที่อยู่เป็น 0 ทั้งหมด ใช้สำหรับเครื่องแม่ข่ายใดๆที่เพิ่งจะเริ่มต้นเปิดสวิทช์การทำงานของเครื่อง เลขที่อยู่ขึ้นต้นด้วย 0 แล้วตามด้วยหมายเลขเครื่องแม่ข่าย ใช้ภายในเครือข่ายของตนเอง เป็นการละเลยการเขียนหมายเลขเครือข่าย เลขที่อยู่เป็น 1 ทั้งหมด เป็นการแพร่กระจายข่าวสารไปยังทุกเครื่องแม่ข่ายที่อยู่ภายในเครือข่ายเดียวกัน เลขที่อยู่ที่ขึ้นต้นด้วยหมายเลขเครือข่ายตามด้วยเลข 1 ทั้งหมด เป็นการแพร่กระจายข่าวสารไปยังทุกเครื่องแม่ข่ายที่อยู่ภายในหมายเลขเครือข่ายที่ระบุ เลขที่อยู่ในลักษณะ 127.xx.yy.zz เป็นเลขสำรอง ใช้สำหรับการทดสอบโปรแกรมโดยเฉพาะ

Subnets- เครือข่ายย่อย ระบบเครือข่ายสถานศึกษาประกอบด้วยระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณของคณะวิชาต่างๆ โฮสทุกตัวที่อยู่ในระบบเครือข่ายเดียวกันจะต้องใช้หมายเลขเครือข่ายเป็นเลขเดียวกันทั้งหมด เครือข่ายสามารถแบ่งออกเป็นหลายส่วนสำรับการใช้งานภายในองค์กรซึ่งเมื่อมองจากภายนอกแล้วก็ยังคงเป็นระบบเครือข่ายเดียวกัน ในมุมมองของอินเตอร์เนตส่วนประกอบของเครือข่ายเรียกว่าระบบเครือข่ายย่อยหรือ subnet

A class B network subnetted into 64 subnets.

A class B network subnetted into 64 subnets. สร้างเครือข่ายย่อยขึ้นมาใช้งาน เราเตอร์หลักจะต้องมี “subnet mask” ซึ่งเป็นตัวเลขที่บอกให้ทราบถึงการแบ่งแยกระหว่างหมายเลขเครือข่ายกับหมายเลขเครือข่ายย่อยและหมายเลขโฮส Subnet mask ในรูปเขียนแบ dotted decimal notation ดังนี้ 255.255.252.0 หรือเขียนในลักษณะ “/22” เพื่อบอกให้ทราบว่า subnet mask นั้นมีความยาว 22 บิต จากตัวอย่างนี้ ระบบเครือข่ายย่อยที่ 1 อาจมีหมายเลขเป็น 130.50.4.1 ระบบเครือข่ายย่อยที่ 2 มีหมายเลขเป็น 130.50.8.1 ระบบเครือข่ายย่อยที่ 3 มีหมายเลขเป็น 130.50.12.1 เป็นต้น หรือเขียนเป็นเลขไบนารีดังนี้ Subnet 1: 10000010 00110010 000001|00 0000001 Subnet 2: 10000010 00110010 000010|00 0000001 Subnet 3: 10000010 00110010 000011|00 0000001

CIDR – Classless InterDomain Routing ตารางกำหนดหมายเลข IP การกำหนดที่อยู่แบบ class ทำให้ที่อยู่หลายล้านหมายเลขต้องสูญเสียไปโดยไม่มีผู้นำไปใช้งาน Class A มีจำนวนสมาชิกได้มากกว่า 16 ล้านหมายเลข ซึ่งมากเกินไปต่อระบบเครือข่ายย่อยแห่งหนึ่ง ส่วน Class C มีจำนวนที่อยู่ได้ 256 หมายเลข ซึ่งก็น้อยเกินไป สำหรับ Class B มีจำนวนสมาชิกได้ 65,536 หมายเลข ซึ่งเป็นจำนวนที่เหมาะสมที่สุด (class D และ E สงวนไว้ใช้ต่างหาก) สถานะการณ์เช่นนี้ในสังคมอินเตอร์เนตเรียกว่า “Three bears problems” เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพ ได้มีการนำแนวคิด”การเลือกเส้นทางเดินข้อมูลโดยใช้โดเมนสากลแบบไม่กำหนดชั้น (CIDR: Classless InterDomain Routing)” มาใช้ ซึ่งเป็นการรวมที่อยู่ใน class C ทั้งหมดเข้าด้วยกันซึ่งมีมากกว่า 2 ล้านเครือข่ายแล้วกำหนดให้เป็นที่อยู่แบบขนาดไม่คงที่

ปัญหาการขาดแคลนหมายเลข IP มีปัญหาเนื่องจากมีการใช้ ADSL มากขึ้น ผู้ใช้ได้รับเลขหมาย IP เป็นการถาวร ผู้ใช้ไม่ต้องเสียค่าบริการเชื่อมต่อในแต่ละครั้งที่ใช้งาน การแก้ปัญหา ผลักดันให้ระบบอินเตอร์เนตเปลี่ยนไปใช้ IPv6 ซึ่งจะใช้หมายเลขที่อยู่ขนาด 128 บิต การแปลงที่อยู่เครือข่าย เป็นวิธีการแก้ปัญหาชั่วคราว โดยมีแนวคิดในการกำหนดหมายเลข IP ให้ประจำแต่ละองค์กรเพียงหมายเลขเดียวหรือให้มีจำนวนน้อยที่สุดภายในองค์กร เครื่องแต่ละเครื่องจะมีหมายเลข IP ที่ไม่ซ้ำกับเครื่องอื่นเป็นของตนเองซึ่งเตรียมไว้ใช้สำหรับการค้นหาเส้นทางและการจัดส่งแพ็กเกตภายในองค์กร เมื่อแพ็กเกตจะเดินทางออกจากองค์กรไปยัง ISP กระบวนการแปลงที่อยู่เครือข่ายจะเกิดขึ้น กระบวนการนี้จะกำหนดให้หมายเลข IP จำนวน 3 กลุ่มเป็นหมายเลขเฉพาะ องค์กรสามารถนำหมายเลข IP ใน 3 กลุ่มนี้ไปใช้ได้โดยอิสระโดยมีกฎว่าจะไม่นำหมายเลขใดใน 3 กลุ่มนี้ไปใช้กับแพ็กเกตที่จะส่งเข้าสู่ระบบอินเตอร์เนตจริง 10.0.0.0 - 10.255.255.255/8 (16,777,216 โฮส) 172.16.0.0 - 172.31.255.255/12 (1,048,576 โฮส) 192.168.0.0 - 192.168.255.255/16 (165,536 โฮส)

NAT – Network Address Translation Placement and operation of a NAT box.

Number of Internet Hosts Number of hosts today is in hundreds of millions Number of users in billions Number of participating countries nearing 200

Switching Techniques Circuit switching Message switching Dedicated path transmission Minimal delay through network after connection established Message switching Transmission channels are only used when needed Messages frequently stored on slow peripheral processor (e.g.,disk, magnetic drum) Delays due transmission depends on length of message and number of hops Packet switching Transmission unit is packet with limited size Packets stored in high-speed random access memory (RAM) Delay is much sorter than message switching E.g. APARNET used 50-kbps links. Thus for a path with 5 or less hops and packet length less than 1000 bytes, the transmission time is less than 1000x8/50,000 = 0.16 seconds.

Circuit switching holds all channels

Message switching holds one channel at a time First transmission Second transmission Third transmission Fourth transmission Message switching holds one channel at a time

Internet History Evolved from ARPANET (Defense Department’s Advanced Research Projects Agency Network) ARPANET was developed in 1969, and was the first packet-switching network Initially, included only four nodes: University of California, Los Angelis (UCLA), University of California, Santa Babara (UCSB), University of Utah, and SRI(Stanford Research Institute ) For more information visit http://www.walthowe.com/navnet/history.html

Switching Methods Circuit Switching: Requires a dedicated communication path for duration of transmission; wastes bandwidth, but minimizes delays Message Switching: Entire path is not dedicated, but long delays result from intermediate storage and repetition of message Packet Switching: Specialized message switching, with very little delay

Early Applications & Protocols Telnet/FTP (1972/73) Distributed Email (1972) TCP/IP (1982-83) DNS (1984)

Internet Components

The World Wide Web Concept proposed by Tim Berners-Lee in 1989, prototype WWW developed at CERN (the European Laboratory for Particle Physics) in 1991 First graphical browser (Mosaic) developed by Mark Andreessen at NCSA (National Center for Supercomputing Applications) in 1993 Client-server system with browsers as clients, and a variety of media types stored on servers Uses HTTP (hypertext transfer protocol) for retrieving files

Internet Terminology Central Office (CO):จุดสิ้นสุดของสายของลูกค้าซึ่งเชื่อมต่อกับสวิทช์เพื่อเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่น Customer Premises Equipment (CPE): อุปกรณ์สื่อสารโทรคมนาคมที่เป็นของฝ่ายลูกค้า Internet Service Provider (ISP): ผู้ให้บริการอินเตอร์เนต Network Access Point (NAP): จุดเชื่อมต่อหลักซึ่งเชื่อมต่อ ISP ต่างๆเข้าด้วยกัน Network Service Provider (NSP): ผู้ให้บริการเครือข่ายที่เป็น back bone ให้กับ ISP Point of Presence (POP): จุดขอบนอกของเครือข่ายที่เชื่อมต่อเข้ากับอินเตอร์เนต

Simplified View of Portion of Internet

Connecting to the Internet End users get connectivity from an ISP (internet service provider) Home users use dial-up, ADSL, cable modems, satellite Businesses use dedicated circuits connected to LANs ISPs use “wholesalers” called network service providers and high speed (T-3, i.e. 44.736 Mbps, or higher) connections

Commercial Internet Use ARPANet and NSF limited use to research and development Early commercial use primarily information dissemination EDI transactions gradually moved to the Internet WWW growth in 1990s has led to increased direct sales

Internet Addressing 32-bit global internet address Includes network and host identifiers Dotted decimal notation 11000000 11100100 00010001 00111001 (binary) 192.228.17.57 (decimal)

Domain Name System (DNS) 32-bit IP addresses have two drawbacks Routers can’t keep track of every network path Users can’t remember dotted decimals easily Domain names address these problems by providing a name for each network domain (hosts under the control of a given entity)

Portion of Internet Domain Tree

DNS Components Domain name space DNS database Name servers Resolvers Tree-structured name space to identify all internet resources DNS database Stored in a distributed database Name servers Server programs that hold information about a specific portion of the domain name tree Resolvers Programs that extract information from name servers based on client requests

Internet Control Protocols โปรโตคอลการสื่อสารข้อมูลบนอินเตอร์เนตหมายถึงกฎระเบียบที่มีไว้ใช้ในการควบคุมการสื่อสารข้อมูลรวมถึงการแก้ไขข้อผิดพลาดต่างๆที่เกิดขึ้น โปรโตคอล 4 แบบ ICMP - Internet Control Message Protocol ARP – Address Resolution Protocol RARP – Reversed Address Resolution Protocol DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol

ICMP - Internet Control Message Protocol เป็นโปรโตคอลที่ใช้ตรวจสอบและรายงานสถานภาพของ datagram มีการรายงาน 9 แบบ

ARP – The Address Resolution Protocol ARP เป็นโปรโตคอลหรือกฎระเบียบที่ใช้ในการแปลงที่อยู่จากแบบหนึ่งไปเป็นที่อยู่อีกแบบหนึ่ง เช่น แปลงที่อยู่แบบ IP ไปเป็นที่อยู่แบบ ethernet การเชื่อมต่อระบบเครือข่าย 3 ระบบคือ ethernet 2 ระบบ และ FDDI 1 ระบบ

RARP – Reversed Address Resolution Protocol เป็นวิธีควบคุมการสื่อสารแบบ ARP ย้อนกลับ นั่นคือเมื่อทราบที่อยู่เป็นแบบอินเตอร์เนตแล้วต้องการแปลงที่อยู่เป็น IP เครื่องคอมพิวเตอร์ที่พึ่งจะเริ่มทำงาน(หรือเครื่องใดก็แล้วแต่)จะส่งคำถามออกไปในทำนอง “ที่อยู่ขนาด 48 บิตแบบ ethernet ของฉันคือ 14.04.05.18.01.25 มีใครทราบที่อยู่ IP ของฉันบ้าง” เครื่องที่ให้บริการ RARP จะตรวจดูข้อมูลในตารางข้อมูลของตนเองแล้วจึงส่งหมายเลข IP กลับไปให้ ช่วยให้เกิดความอ่อนตัวและประสิทธิภาพการใช้หมายเลข IP เนื่องจากไม่มีหมายเลข IP เป็นของตนเอง ผู้ควบคุมระบบสามารถกำหนดหมายเลข IP ใดๆที่ไม่มีผู้ใช้งานในขณะนั้นให้ใช้ได้ หมายเลข IP ในที่นี้จึงเป็นเสมือนสมบัติส่วนกลางที่ทุกคนใช้ร่วมกัน

Dynamic Host Configuration Protocol เป็นวิธีที่สามารถใส่หมายเลข IP ของโอสให้ได้ทั้งแบบอัตโนมัติและให้ผู้ดูแลระบบเป็นผู้ป้อนข้อมูล วิธี DHCP ต้องอาศัยเครื่อง server พิเศษเครื่องหนึ่งที่จะเป็นผู้มอบหมายเลข IP ให้แก่โฮสที่ร้องขอ เครื่อง server นี้ไม่จำเป็นจะต้องอยู่ภายในระบบเครือข่ายเดียวกันกับโฮสที่ร้องขอ โดยจะมี DHCP relay agent ประจำในแต่ละวงเพื่อทำหน้าที่เป็นผู้ถ่ายทอดข่าว การทำงานของ DHCP

OSPF (Open Shortest Path First) ในระยะเริ่มแรก โปรโตคอลสำหรับเกตเวย์ในเครือข่ายคือโปรโตคอลเลือกเส้นทางแบบตารางระยะทาง (RIP-Routing Information Protocol) ซึ่งใช้งานได้ดีในระบบขนาดเล็ก เมื่อระบมีขนาดใหญ่จะมีปัญหาความล่าช้าในการค้นหาคำตอบ OSPF ถูกพัฒนาขึ้นโดย คณะทำงาน IETF ในปี 1988 และได้กลายมาเป็นมาตรฐานในปี 1990 OSPF สนับสนุนการติดต่อและเครือข่ายได้ 3 แบบ แบบจุด-ต่อ-จุด ซึ่งเป็นการติดต่อกันระหว่างเราเตอร์สองตัว แบบการสื่อสารข้อมูลหลายจุดที่สนับสนุนการกระจายข่าวส่วนใหญ่เป็นเครือข่ายเฉพาะที่ แบบการสื่อสารข้อมูลหลายจุดที่ไม่สนับสนุนการกระจายข่าว เช่นระบแพ็กเกตสวิทช์

ประเภทของเราเตอร์ OSPF แบ่งประเภทของเราต์เตอร์ออกเป็น 4 ประเภทคือ Internal Router – เราเตอร์ภายในเขตย่อยที่อยู่ภายในเขตย่อยเดียวกัน Area Border Router- เราเตอร์ชายแดนที่เชื่อมต่อกับเขตย่อยตั้งแต่สองเขตขึ้นไป Backbone Router - เราเตอร์ในเขตระบบสื่อสารหลัก AS Border Router - เราเตอร์ที่เชื่อมต่อระหว่างระบบเครือข่ายอัตโนมัติ

The five types of OSPF messages. เราเตอร์ทุกตัวสามารถทราบข่าวสารของเราเตอร์ตัวอื่นได้โดยการร้องขอข้อมูลผ่านแพ็กเกต บอกสถานะการเชื่อมต่อ ดังนั้นเราเตอร์ที่อยู่ติดกันจะสามารถแลกเปลี่ยนข่าวสารที่ทันสมัยระหว่างกันได้เสมอ The five types of OSPF messages.

โปรโตคอลเลือกเครือข่ายแบบ BGP การเลือกทางเดินภายในจะคำนึงถึงค่าใช้จ่ายเป็นหลัก แต่การเลือกทางเดินระหว่างเครือข่ายจะต้องนำนโยบายของแต่ละระบบมาร่วมพิจารณาด้วย นโยบายที่ใช้กันทั่วไปในระบบเครือข่ายอัตโนมัติจะเกี่ยวข้องกับการเมือง การรักษาความปลอดภัย และการพาณิชย์ เช่น ไม่อนุญาตให้ฝากข้อมูลผ่านบางพื้นที่ ไม่ส่งข้อมูลของ IBM® ผ่านระบบของ Microsoft® ไม่ส่งข้อมูลออกนอกเขตประเทศไทยยกเว้นเป็นการสื่อสารระหว่างประเทศ ไม่ส่งข้อมูลผ่านระบบทหารเครือข่ายทหาร ยกเว้นในกรณีที่ไม่มีทางเลือกอื่น ไม่เลือกระบบ นนทรีเน็ท ไว้ในเส้นทางที่เริ่มต้นจาก NECTEC ฯลฯ นโยบายของแต่ละแห่งจะถูกบันทึกไว้ในเราเตอร์ BGP แต่ละตัวในลักษณะของข้อมูล

4/4/2017