20105-2110

การทำงานของระบบเครือข่ายด้วยแบบจำลอง 5 ชั้น

🎯 วัตถุประสงค์การเรียนรู้

เมื่อเรียนจบบทเรียนนี้ ผู้เรียนจะสามารถ

  1. อธิบายความหมายและความสำคัญของแบบจำลองเครือข่าย
  2. ระบุชื่อและอธิบายหน้าที่ของแต่ละชั้นในแบบจำลอง 5 ชั้นได้อย่างถูกต้อง
  3. เชื่อมโยงการทำงานของแต่ละชั้นกับโปรโตคอลและอุปกรณ์จริงที่ใช้งานในเครือข่าย
  4. เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างแบบจำลอง 5 ชั้นกับแบบจำลอง OSI 7 ชั้นได้
  5. นำความรู้ไปวิเคราะห์การทำงานของเครือข่ายในชีวิตประจำวัน เช่น การเข้าเว็บไซต์, การส่งอีเมล หรือการดูวิดีโอออนไลน์

📝 เนื้อหาบทเรียน

1. บทนำ

การสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน เกี่ยวข้องทั้ง ฮาร์ดแวร์ และ ซอฟต์แวร์
เพื่อให้นักเรียนเข้าใจได้ง่าย นักวิชาการจึงพัฒนา “แบบจำลองการสื่อสาร” (Network Models) เพื่ออธิบายว่า ข้อมูลเคลื่อนที่จากอุปกรณ์หนึ่งไปสู่อีกอุปกรณ์หนึ่งอย่างไร

  • แบบจำลองที่นิยมใช้มี 2 แบบ
    1. OSI Model (7 Layers) – ใช้เชิงทฤษฎี อธิบายละเอียด
    2. TCP/IP หรือ Five-Layer Model (5 Layers) – ใช้จริงในปัจจุบันและเป็นพื้นฐานของอินเทอร์เน็ต

ในบทเรียนนี้ เราจะมุ่งเน้น แบบจำลอง 5 ชั้น (Five-Layer Model)

2. แบบจำลองเครือข่าย 5 ชั้น

🔹 ชั้นที่ 1: Physical Layer (ชั้นกายภาพ)

  • หน้าที่หลัก: ส่งบิต (0 และ 1) จากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งผ่านสื่อกลาง
  • สื่อกลางที่ใช้:
    • สายทองแดง (UTP/STP)
    • สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic)
    • คลื่นวิทยุ (Wi-Fi, Bluetooth)
  • อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง: Hub, Switch (ในแง่การส่งสัญญาณ), Repeater
  • ตัวอย่างการทำงานจริง:
    • การต่อสาย LAN จากคอมพิวเตอร์ไปยังสวิตช์
    • การส่งสัญญาณ Wi-Fi จากเราเตอร์ไปยังสมาร์ตโฟน

🔹 ชั้นที่ 2: Data Link Layer (ชั้นเชื่อมโยงข้อมูล)

  • หน้าที่หลัก: จัดการการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ในเครือข่ายเดียวกัน (Local Network)
  • ข้อมูลที่ใช้: Frame (เฟรม)
  • ตัวระบุหลัก: MAC Address (Media Access Control Address)
  • โปรโตคอลที่ใช้บ่อย: Ethernet, ARP (Address Resolution Protocol)
  • อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง: Switch, Bridge, Network Interface Card (NIC)
  • ตัวอย่างการทำงานจริง:
    • คอมพิวเตอร์ A ส่งไฟล์ไปยังคอมพิวเตอร์ B ผ่านสวิตช์ในเครือข่ายเดียวกัน
    • สวิตช์ตรวจสอบ MAC Address เพื่อส่งข้อมูลไปยังพอร์ตที่ถูกต้อง

🔹 ชั้นที่ 3: Network Layer (ชั้นเครือข่าย)

  • หน้าที่หลัก: จัดการการส่งข้อมูลระหว่างเครือข่ายที่ต่างกัน (Internetworking)
  • ข้อมูลที่ใช้: Packet (แพ็กเก็ต)
  • ตัวระบุหลัก: IP Address (IPv4, IPv6)
  • โปรโตคอลที่ใช้บ่อย: IP, ICMP (ใช้กับ Ping), Routing Protocols เช่น OSPF, BGP
  • อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง: Router, Layer 3 Switch
  • ตัวอย่างการทำงานจริง:
    • การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ต้องผ่าน Router
    • การ Ping 8.8.8.8 เพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อ

🔹 ชั้นที่ 4: Transport Layer (ชั้นขนส่ง)

  • หน้าที่หลัก: ส่งข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางอย่างถูกต้องและครบถ้วน
  • ข้อมูลที่ใช้: Segment (TCP) หรือ Datagram (UDP)
  • โปรโตคอลที่ใช้บ่อย:
    • TCP (Transmission Control Protocol) → รับประกันการส่งข้อมูล, มีการตรวจสอบความถูกต้อง, เหมาะกับ Web/Email
    • UDP (User Datagram Protocol) → ไม่รับประกัน, แต่เร็ว, เหมาะกับ Streaming/VoIP
  • อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง: ทำงานในระบบปฏิบัติการของอุปกรณ์ (Software-based)
  • ตัวอย่างการทำงานจริง:
    • เว็บเบราว์เซอร์ใช้ TCP เพื่อโหลดหน้าเว็บให้สมบูรณ์
    • แอปดูหนังออนไลน์ใช้ UDP เพื่อเล่นวิดีโอแบบไม่สะดุด

🔹 ชั้นที่ 5: Application Layer (ชั้นประยุกต์)

  • หน้าที่หลัก: ให้บริการที่ผู้ใช้ปลายทางใช้งานจริง
  • ตัวอย่างโปรโตคอล: HTTP/HTTPS (เว็บ), SMTP/IMAP/POP3 (อีเมล), FTP (โอนย้ายไฟล์), DNS (แปลงชื่อโดเมนเป็น IP)
  • ตัวอย่างโปรแกรม: Web Browser (Chrome, Firefox), Email Client (Outlook, Thunderbird), แอปโซเชียล (LINE, Facebook)
  • ตัวอย่างการทำงานจริง:
    • ผู้ใช้เปิดเว็บเบราว์เซอร์ → ใช้ HTTP/HTTPS เพื่อโหลดหน้าเว็บ
    • การส่งอีเมล → ใช้ SMTP ส่ง และ IMAP/POP3 รับ

3. ความสัมพันธ์กับ OSI Model

  • OSI Model (7 ชั้น): Physical, Data Link, Network, Transport, Session, Presentation, Application
  • Five-Layer Model (5 ชั้น): รวม Session และ Presentation เข้าเป็น Application Layer
  • เหตุผล: ในการใช้งานจริง อินเทอร์เน็ตไม่จำเป็นต้องแยกสองชั้นนี้อย่างละเอียด

4. สรุปสาระสำคัญ

  • แบบจำลอง 5 ชั้นเป็นรากฐานของอินเทอร์เน็ตและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
  • การสื่อสารข้อมูลเกิดขึ้นเป็นลำดับชั้น ตั้งแต่ Physical → Data Link → Network → Transport → Application
  • การเข้าใจแต่ละชั้นช่วยให้แก้ไขปัญหาเครือข่ายได้ตรงจุด (เช่น ปัญหาสาย, IP, หรือโปรแกรม)

🧩 คำถามท้ายบทเรียน

  1. อธิบายหน้าที่หลักของ Physical Layer และยกตัวอย่างอุปกรณ์
  2. MAC Address ใช้งานในชั้นใด และมีบทบาทอย่างไร?
  3. หากต้องการตรวจสอบการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตด้วยคำสั่ง ping จะเกี่ยวข้องกับชั้นใดบ้าง?
  4. เปรียบเทียบความแตกต่างของ TCP และ UDP พร้อมยกตัวอย่างการใช้งาน
  5. Session และ Presentation Layer ใน OSI Model ถูกแทนที่อย่างไรในแบบจำลอง 5 ชั้น?

Related Posts