แบบจำลอง OSI Model

การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นระบบเครือข่ายในยุคแรกจะมีลักษณะเฉพาะตัวตามบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์เครือข่ายนั้น ๆ ทำให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ที่ผลิตจากต่างบริษัทกัน ดังนั้นหน่วยงานมาตรฐานสากล (International Standard Organization) หรือ ISO จึงได้กำหนดโครงสร้างมาตรฐานในการรับ – ส่งข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ให้เป็นแบบเดียวกันเพื่อให้ใช้งานร่วมกันได้ เรียกว่า แบบจำลอง OSI Model (Open System Interconnection Model) เพื่อใช้เป็นแบบอ้างอิงในการผลิต ทำให้อุปกรณ์เครือข่ายต่างบริษัทกันสามารถใช้งานร่วมกันได้โดยไม่มีปัญหา แบบจำลอง OSI Model จะแบ่งการเชื่อมต่อในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ออกเป็นชั้นย่อย ๆ จำนวน 7 ชั้น

ลักษณะการเชื่อมต่อคือ แต่ละชั้นหรือแต่ละเลเยอร์ (Layer) จะเสมือนเชื่อมต่อถึงกันและกันแต่ในส่วนของการเชื่อมต่อจริงทางกายภาพจะมีเพียงชั้นล่างสุดคือ Physical Layer เท่านั้นที่เชื่อมต่อถึงกัน ส่วนชั้นอื่น ๆ จะไม่ได้เชื่อมต่อถึงกันจริง เพียงแต่เสมือนว่าเชื่อมต่อกันโดยผ่านกลไกในระบบเครือข่ายเท่านั้น

ตามแนวทางของแบบจำลอง OSI Model จะกำหนดให้การติดต่อระหว่างกันจะต้องติดต่อภายในชั้นเดียวกันเท่านั้น จะติดต่อข้ามชั้นกันไม่ได้ เช่น ชั้นที่ 3 ทางฝั่งผู้ส่งก็จะต้องเชื่อมต่อกับชั้นที่ 3 ของฝั่งผู้รับเท่านั้น ส่วนผู้ใช้งานจะต้องติดต่อผ่านทางชั้นที่ 7 คือ Application layer ซึ่งเป็นชั้นบนสุด ในทางปฏิบัติ 4 ชั้น ด้านบนคือ Application layer, Presentation Layer, Session Layer และ Transport Layer จะจัดเป็นการเชื่อมต่อข้อมูลในส่วนซอฟต์แวร์ (Application Dependent Layer) ส่วน 3 ชั้น ด้านล่างคือ Network Layer, Data Link และ Physical Layer จะเป็นส่วนควบคุมการรับ – ส่งข้อมูล โดยทำการติดต่อกับฮาร์ดแวร์โดยตรง คือ เป็นส่วนของการเชื่อมต่อทางเครือข่าย (Network Dependent Layer)หน้าที่ของแต่ละชั้น จะเป็นดังนี้

1.1 Application Layer

              ทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อข้อมูลระหว่างผู้ใช้งานกับโปรแกรมใช้งาน โดยจะแบ่งคำสั่งต่าง ๆ ที่ผู้ใช้กำหนดผ่านทางเมนู หรือการคลิกเมาส์ ส่งให้โปรแกรมใช้งาน ซึ่งโปรแกรมใช้งานจะไปเรียกฟังก์ชั่นที่ให้บริการจากระบบปฏิบัติการอีกต่อหนึ่ง ดังนั้น คำสั่งหรือข้อมูลที่ผู้ใช้ส่งมาให้จะต้องถูกต้องตามกฎเกณฑ์ของระบบปฏิบัติการนั้น ๆ หากมีข้อผิดพลาดฟังก์ชันที่เรียกใช้งานก็จะแจ้งกลับมายังโปรแกรม และโปรแกรมใช้งานก็จะแสดงข้อความการผิดพลาดให้กับผู้ใช้อีกต่อหนึ่ง ลักษณะการทำงานส่วนใหญ่ในชั้นนี้ ได้แก่ การระบุตำแหน่งของเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง การกำหนดสิทธิในการเข้าถึงข้อมูล ตัวอย่างเช่น การเข้าใช้งานระบบ E-Mail การถ่ายโอนไฟล์ในเครือข่าย

1.2 Presentation Layer

              เป็นชั้นที่ทำหน้าที่เป็นส่วนติดต่อระหว่างชั้น Application และ Session ให้เข้าใจกัน โดยจะเป็นการสร้างขบวนการย่อย ๆ ในการทำงานระหว่างกัน และจัดรูปแบบการนำเสนอข้อมูลในการสื่อสารให้เข้าใจกันได้ เช่น การแปลงรหัสข้อมูล การเข้ารหัส (Encrypt) และการถอดรหัส (Decrypt)

1.3 Session Layer

              เป็นชั้นที่ทำหน้าที่สร้างส่วนติดต่อ (Session) ในการสื่อสารข้อมูล โดยกำหนดจังหวะในการรับ – ส่งข้อมูลว่าจะทำงานในแบบผลัดกันส่ง (Half Duplex) หรือส่งรับพร้อมกัน (Full Duplex) โดยจะสร้างเป็นส่วนของชุดข้อมูลโต้ตอบกัน

 1.4 Transport Layer

               ทำหน้าที่แบ่งข้อมูลที่มีขนาดใหญ่เกินมาตรฐานการรับ – ส่งออกเป็นส่วนย่อย ๆ ให้เหมาะสมกับการทำงานทางฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์ในระบบเครือข่ายตามมาตรฐานที่ใช้งาน

1.5 Network Layer

               ทำหน้าที่เชื่อมต่อและกำหนดเส้นทางในการรับ – ส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย โดยจะนำข้อมูลในชั้นบนที่ส่งมาในรูปของ Package หรือ Frame ซึ่งมีเพียงแอดเดรสของผู้รับ – ผู้ส่ง ลำดับการ                   รับ – ส่งข้อมูล และส่วนของข้อมูล นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ในการสถาปนาการเชื่อมต่อในครั้งแรก (Call Setup) และการยกเลิกการติดต่อ (Call Clearing)

1.6 Data Link Layer

                ทำหน้าที่ในการจัดเตรียมข้อมูลในการเชื่อมต่อให้กับอุปกรณ์ทางฮาร์ดแวร์ โดยหลังจากที่ได้รับข้อมูลจากชั้น Network Layer ที่กำหนดเส้นทางในการติดต่อ และทำการตรวจสอบข้อผิดพลาดในการรับ – ส่งข้อมูล เพื่อให้ข้อมูลที่รับ – ส่งกันตรงกับมาตรฐานการรับ – ส่งข้อมูลในระดับฮาร์ดแวร์ เช่น มาตรฐานอีเทอร์เน็ต (Ethernet) มาตรฐานโทเค็นริง (Token Ring) เป็นต้น

1.7 Physical Layer

                เป็นชั้นล่างสุดของแบบจำลอง OSI Model และเป็นชั้นที่มีการเชื่อมต่อจริงทางกายภาพ ในชั้นนี้จะเป็นส่วนที่ใช้กำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของอุปกรณ์ที่จะนำมาเชื่อมต่อกัน เช่น จะใช้ขั้วต่อสัญญาณแบบใด ใช้การรับ – ส่งข้อมูลแบบใด ความเร็วในการรับ – ส่งข้อมูลที่จะใช้เป็นเท่าใด ข้อมูลในชั้นนี้จะอยู่ในรูปของสัญญาณทางไฟฟ้าแบบดิจิตอล คือมีระดับสัญญาณ 0 หรือ 1 หากมีปัญหาในการรับ – ส่งทางฮาร์ดแวร์ เช่น สายรับ – ส่งข้อมูลขาดหรืออุปกรณ์ในเครือข่ายชำรุดเสียหายก็จะทำการตรวจสอบและส่งข้อมูลความผิดพลาดไปให้ชั้นอื่น ๆ ที่อยู่เหนือขึ้นไปได้รับทราบ