หน่วยที่ 6 ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล
หน่วยที่ 6 ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล
เรื่อง
____________________________________________________________________________
ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล (Data Link Layer)
ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลหรือ Data Link Layer มีหน้าที่การทำงานอยู่หลายประการ ได้แก่ การ กำหนดวิธีการรวม Bit stream ที่อ่านเข้ามาจากชั้นสื่อสารกายภาพให้เป็นรูปแบบที่มีความหมาย สามารถนำไปใช้งานได้ และควบคุมข้อผิดพลาดในระหว่างการรับ - ส่งข้อมูล รวมถึงควบคุมการ ไหลของข้อมูลทั้งฝั่งผู้ส่งและผู้รับให้มีอัตราความเร็วที่เหมาะสมกัน
ลักษณะของเฟรมข้อมูล
ชั้นสื่อสารแต่ละชั้นจะมีวิธีระบุที่อยู่ (Address)
- Application Layer ใช้ Address ในรูปแบบของ URL เช่น www.kmutt.ac.th
- Network Layer ใช้ Address ในรูปแบบของ IP Address เช่น 192.168.0.1
- Data Link Later ใช้ Address ในรูปแบบของ MAC Address (เช่น 00-C1-F4-BC-9A-86) ซึ่งมีขนาด 6 Byte หรือ 48 Bit เป็นหมายเลขประจำตัวเครื่อง
แสดงรูปแบบของข้อมูลในชั้นสื่อสารระดับต่าง ๆ
การทำงานของโปรโตคอลในชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล
มีหน้าที่สำคัญ 3 ประการ ดังนี้
1. Media Access Control (Link Access) คือ ควบคุม และจัดลำดับการส่งข้อมูลไม่ให้เกิด การชนกัน
2. Error Control และ Flow Control คือ ตรวจสอบข้อผิดพลาด การสูญหายของข้อมูล และ ควบคุมการไหลของข้อมูล
3. Framing หรือ Message Delineation คือ กำหนดแถวของข้อมูลที่ต้องการส่ง ว่าจะส่งแถว ใดก่อน
การบริการต่าง ๆ ที่มีใน Data Link Layer
หน้าที่หลักของชั้น Data Link Layer คือ การจัดการกับเฟรมข้อมูลจากผู้ส่งไปยัง ผู้รับซึ่งบริการจัดส่งข้อมูลของชั้น Data Link Layer สามารถออกแบบได้หลายชนิดตาม รูปแบบของระบบเครือข่าย ซึ่งมีรูปแบบโดยทั่วไปคือ
- Unacknowledged Connectionless คือ ไม่ตอบรับการเชื่อมต่อแบบ Connectionless
- Acknowledged Connectionless คือ ตอบรับการเชื่อมต่อแบบ Connectionless
- Acknowledged Connection-oriented คือ ตอบรับการเชื่อมต่อแบบ Connection-Oriented
การแบ่ง FRAME (FRAMING)
Data Link Layer ทำหน้าที่ในการรับ-ส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ในรูปของ Bit stream ซึ่งไม่สามารถรับประกันความถูกต้องของข้อมูลได้ ชั้น Data Link Layer จึงใช้ วิธีแบ่งกระแสบิตข้อมูลออกเป็นกลุ่มเล็ก ๆ ที่เรียกว่า Frame โดยทั่วไปวิธีการแบ่ง Frame มีอยู่ 4 วิธี คือ
1. การนับตัวอักษร
2. การเพิ่มตัวอักษรพิเศษ
3. การเพิ่มบิตพิเศษ
4. การแปลงรหัสในชั้นสื่อสารกายภาพ
การนับจำนวนตัวอักษร
การเพิ่มตัวอักษรพิเศษ
การเพิ่มบิตพิเศษ
การนำชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลไปใช้งาน
ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลถูกนำไปใช้ (Implement) กับส่วนที่เรียกว่า “Network Adapter” หรือ ที่เรียกว่า “Network Interface Card : NIC” นอกจากนี้ยังนำไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์อย่าง Router และ Switch
การแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง NIC กับส่วนประกอบต่าง ๆ ของ Host
MAC Address
MAC Address คือ ชุดเลขฐาน 16 จำนวน 12 ตัว ซึ่งเป็นตัวเลขที่จะไม่มีเปลี่ยนแปลงจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพก็เหมือนกับเลขบัตรประชาชน คนไทยหนึ่งคนจะมีเลขบัตรประชาชนที่เป็นของตัวเองตั้งแต่เกิดมา เหมือนกัน MAC Address ก็จะมีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้ ซึ่งจะไม่ซ้ำกันโดยเลข MAC Address นั้นทางโรงงานผู้ผลิตอุปกรณ์นั้น ๆจะเป็นคนตั้งค่ามาอยู่แล้วและ MAC Address ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้นั่นเอง
ซึ่งการใช้งานอินเตอร์เน็ตส่วนมากแล้วอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะได้ IP Address ทุกครั้ง ซึ่งในการเชื่อมต่อแต่ละครั้งจะมีการส่งเลข MAC Address ให้กับเครื่อง Server ด้วยทุกครั้ง ในสมัยก่อน MAC Address ยังไม่เป็นที่รู้จักแต่ในปัจจุบันในการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตผ่าน Wifi ในสถานที่ต่าง ๆ อาจจะต้องใช้ MAC Address ในการเชื่อมต่อ เนื่องจากผู้ให้บริการจะมีการล็อก MAC Address ไว้ อาทิ การเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตด้วย Wifi จากสถานบริการแห่งหนึ่ง ซึ่งถ้าเราเชื่อมต่อเข้า Server ของสถานบริการนั้น เครื่อง Sever จะให้ใส่รหัสเข้าใช้งาน เมื่อเราใส่รหัสเข้าใช้งานเรียบร้อยแล้ว Server จะตรวจสอบ MAC Address ว่าถูกต้องตามที่มีการตั้งค่าไว้หรือไม่ ถ้าถูกต้องก็จะให้ IP Address กับเรามาทำให้เราสามารถเชื่อมต่อกับ Server นั้นๆได้
การจะทำความเข้าใจเกี่ยวกับ MAC Address เราต้องเข้าใจก่อนว่า IP Address คืออะไร ถ้าจะให้เปรียบเทียบให้เห็นภาพก็ต้องเปรียบเทียบว่า IP Address เปรียบเสมอที่อยู่ที่เราสามารถเปลี่ยนแปลงที่อยู่ได้ แต่ถ้าเป็น MAC Address จะเปรียบเหมือนกับบัตรประชาชนที่จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ทำให้การใช้งานอินเตอร์เน็ตในสถานที่ต่าง ๆเราอาจจะต้องใช้ MAC Address หรือบัตรประชาชนเพื่อยืนยันตัวเองจาก Server เพื่อของที่อยู่ IP ในการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตนั่นเอง ด้วยเหตุผลข้างต้นนั้น IP Address จึงเปลี่ยนแปลงได้เสมอ แต่ MAC Address จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL (ARP)
ชั้น NETWORK Layer จะใช้ IP Address ในการระบุที่อยู่ ส่วนชั้น Data Link Layer จะใช้ MAC Address แทน ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือที่อยู่ระหว่าง MAC Address กับ IP Address ที่เรียกว่า “Address Resolution Protocol (ARP)” ซึ่งเป็นโปรโตคอล ที่ทำหน้าที่หา หมายเลข MAC Address ปลายทางด้วยการใช้หมายเลข IP Address
ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลหรือ Data Link Layer มีหน้าที่การทำงานอยู่หลายประการ ได้แก่ การ กำหนดวิธีการรวม Bit stream ที่อ่านเข้ามาจากชั้นสื่อสารกายภาพให้เป็นรูปแบบที่มีความหมาย สามารถนำไปใช้งานได้ และควบคุมข้อผิดพลาดในระหว่างการรับ - ส่งข้อมูล รวมถึงควบคุมการ ไหลของข้อมูลทั้งฝั่งผู้ส่งและผู้รับให้มีอัตราความเร็วที่เหมาะสมกัน
ลักษณะของเฟรมข้อมูล
ชั้นสื่อสารแต่ละชั้นจะมีวิธีระบุที่อยู่ (Address)
- Application Layer ใช้ Address ในรูปแบบของ URL เช่น www.kmutt.ac.th
- Network Layer ใช้ Address ในรูปแบบของ IP Address เช่น 192.168.0.1
- Data Link Later ใช้ Address ในรูปแบบของ MAC Address (เช่น 00-C1-F4-BC-9A-86) ซึ่งมีขนาด 6 Byte หรือ 48 Bit เป็นหมายเลขประจำตัวเครื่อง
แสดงรูปแบบของข้อมูลในชั้นสื่อสารระดับต่าง ๆ
การทำงานของโปรโตคอลในชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล
มีหน้าที่สำคัญ 3 ประการ ดังนี้
1. Media Access Control (Link Access) คือ ควบคุม และจัดลำดับการส่งข้อมูลไม่ให้เกิด การชนกัน
2. Error Control และ Flow Control คือ ตรวจสอบข้อผิดพลาด การสูญหายของข้อมูล และ ควบคุมการไหลของข้อมูล
3. Framing หรือ Message Delineation คือ กำหนดแถวของข้อมูลที่ต้องการส่ง ว่าจะส่งแถว ใดก่อน
การบริการต่าง ๆ ที่มีใน Data Link Layer
หน้าที่หลักของชั้น Data Link Layer คือ การจัดการกับเฟรมข้อมูลจากผู้ส่งไปยัง ผู้รับซึ่งบริการจัดส่งข้อมูลของชั้น Data Link Layer สามารถออกแบบได้หลายชนิดตาม รูปแบบของระบบเครือข่าย ซึ่งมีรูปแบบโดยทั่วไปคือ
- Unacknowledged Connectionless คือ ไม่ตอบรับการเชื่อมต่อแบบ Connectionless
- Acknowledged Connectionless คือ ตอบรับการเชื่อมต่อแบบ Connectionless
- Acknowledged Connection-oriented คือ ตอบรับการเชื่อมต่อแบบ Connection-Oriented
การแบ่ง FRAME (FRAMING)
Data Link Layer ทำหน้าที่ในการรับ-ส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ในรูปของ Bit stream ซึ่งไม่สามารถรับประกันความถูกต้องของข้อมูลได้ ชั้น Data Link Layer จึงใช้ วิธีแบ่งกระแสบิตข้อมูลออกเป็นกลุ่มเล็ก ๆ ที่เรียกว่า Frame โดยทั่วไปวิธีการแบ่ง Frame มีอยู่ 4 วิธี คือ
1. การนับตัวอักษร
2. การเพิ่มตัวอักษรพิเศษ
3. การเพิ่มบิตพิเศษ
4. การแปลงรหัสในชั้นสื่อสารกายภาพ
การนับจำนวนตัวอักษร
การเพิ่มตัวอักษรพิเศษ
การเพิ่มบิตพิเศษ
การนำชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลไปใช้งาน
ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลถูกนำไปใช้ (Implement) กับส่วนที่เรียกว่า “Network Adapter” หรือ ที่เรียกว่า “Network Interface Card : NIC” นอกจากนี้ยังนำไปใช้เป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์อย่าง Router และ Switch
การแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง NIC กับส่วนประกอบต่าง ๆ ของ Host
MAC Address
MAC Address คือ ชุดเลขฐาน 16 จำนวน 12 ตัว ซึ่งเป็นตัวเลขที่จะไม่มีเปลี่ยนแปลงจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพก็เหมือนกับเลขบัตรประชาชน คนไทยหนึ่งคนจะมีเลขบัตรประชาชนที่เป็นของตัวเองตั้งแต่เกิดมา เหมือนกัน MAC Address ก็จะมีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตได้ ซึ่งจะไม่ซ้ำกันโดยเลข MAC Address นั้นทางโรงงานผู้ผลิตอุปกรณ์นั้น ๆจะเป็นคนตั้งค่ามาอยู่แล้วและ MAC Address ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้นั่นเอง
ซึ่งการใช้งานอินเตอร์เน็ตส่วนมากแล้วอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะได้ IP Address ทุกครั้ง ซึ่งในการเชื่อมต่อแต่ละครั้งจะมีการส่งเลข MAC Address ให้กับเครื่อง Server ด้วยทุกครั้ง ในสมัยก่อน MAC Address ยังไม่เป็นที่รู้จักแต่ในปัจจุบันในการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตผ่าน Wifi ในสถานที่ต่าง ๆ อาจจะต้องใช้ MAC Address ในการเชื่อมต่อ เนื่องจากผู้ให้บริการจะมีการล็อก MAC Address ไว้ อาทิ การเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตด้วย Wifi จากสถานบริการแห่งหนึ่ง ซึ่งถ้าเราเชื่อมต่อเข้า Server ของสถานบริการนั้น เครื่อง Sever จะให้ใส่รหัสเข้าใช้งาน เมื่อเราใส่รหัสเข้าใช้งานเรียบร้อยแล้ว Server จะตรวจสอบ MAC Address ว่าถูกต้องตามที่มีการตั้งค่าไว้หรือไม่ ถ้าถูกต้องก็จะให้ IP Address กับเรามาทำให้เราสามารถเชื่อมต่อกับ Server นั้นๆได้
การจะทำความเข้าใจเกี่ยวกับ MAC Address เราต้องเข้าใจก่อนว่า IP Address คืออะไร ถ้าจะให้เปรียบเทียบให้เห็นภาพก็ต้องเปรียบเทียบว่า IP Address เปรียบเสมอที่อยู่ที่เราสามารถเปลี่ยนแปลงที่อยู่ได้ แต่ถ้าเป็น MAC Address จะเปรียบเหมือนกับบัตรประชาชนที่จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ทำให้การใช้งานอินเตอร์เน็ตในสถานที่ต่าง ๆเราอาจจะต้องใช้ MAC Address หรือบัตรประชาชนเพื่อยืนยันตัวเองจาก Server เพื่อของที่อยู่ IP ในการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ตนั่นเอง ด้วยเหตุผลข้างต้นนั้น IP Address จึงเปลี่ยนแปลงได้เสมอ แต่ MAC Address จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL (ARP)
ชั้น NETWORK Layer จะใช้ IP Address ในการระบุที่อยู่ ส่วนชั้น Data Link Layer จะใช้ MAC Address แทน ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือที่อยู่ระหว่าง MAC Address กับ IP Address ที่เรียกว่า “Address Resolution Protocol (ARP)” ซึ่งเป็นโปรโตคอล ที่ทำหน้าที่หา หมายเลข MAC Address ปลายทางด้วยการใช้หมายเลข IP Address
