แบบทดสอบบทที่ 8

โปรโตคอล

(Protocol)

โปรโตคอลคือเซ็ตของขั้นตอน หรือวิธีการในการสื่อสารข้อมูล ซึ่งอาจจะเป็นภาษาสัญญาณควันไฟ

รหัสมอสหรือวิธีการอื่น ๆ ที่สามารถแทนความหมายของการสื่อสารได้ ต่างก็เรียกได้ว่าเป็นโปรโตคอลทั้งสิ้น ในระบบการสื่อสารข้อมุลคอมพิวเตอร์โปรโตคอลจะถูกกำหนดขึ้นจากฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ หลักการพัฒนา โปรโตคอลเพื่อให้การสื่อสารข้อมูลมีประสิทธิภาพสูง ได้แก่ การเพิ่มปริมาณและความเร็วของการสื่อสาร การ ตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของการส่งข้อมูลในระบบเพื่อให้ได้ข้อมูลที่เหมือนกับที่ส่งออกมาจากต้นทาง จริง ๆ

ปกติโปรโตคอลแต่ละชนิดจะถูกกำหนดให้ใช้เฉพาะกับระบบหนึ่ง ๆ ในเครือข่าย เมื่อมีการเปลี่ยน

แปลงระบบใดระบบหนึ่งในเครือข่ายจึงมักจะเกิดความผิดพลาดตามขึ้นมาด้วย ดังนั้นในเครือข่ายทั่วไปจะมี ศูนยคอมพิวเตอร์ หรือคอนเวอร์เตอร์ซึ่งสามารถให้บริการสำหรับโปรโตคอลต่างชนิดกันในเครือข่ายให้ สามา รถติดต่อกันได้ ต่อไปจะกล่าวถึงโปรโตคอลชนิดต่าง ๆ ที่เป็นโปรโตคอลรูปแบบพื้นฐานของโปรโตคอลทั่วๆไป และโปรโตคอลที่นิยมใช้ในปัจจุบัน

โปรโตคอลเทเลไทป์ หรืออะซิงโครนัส

(Teletype หรือ TTY หรือ Asynchronus)

ลักษณะที่สำคัญของโปรโตคอลชนิดนี้คือจะส่งข้อมุลที่ละ 1 อักขระ TTY เป็นโปรโตคอลแบบเก่า

ที่ยังคงมีการใช้กันอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน ส่วนใหญ่จะใช้กับระบบมินิคอมพิวเตอร์ ระบบสื่อสารแบบหมุน หมายเลข(Dial-up) และกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล(PC) ตัวอย่างในการนำโปรโตคอล TTY มาใช้กับการสื่อ สารข้อมูล ได้แก่ การรับข้อมุลจากตลาดหลักทรัพย์มาแสดง หรือเก็บไว้ในหน่วยความจำของเครื่อง PC ที่สำนัก งาน หรือที่บ้านโดยผ่านทางโมเด็ม เป็นต้น

การทำงานของโปรโตคอลอะซิงโครนัสนั้นจะใช้สัญญาณ หรือรหัสควบคุมการส่งข้อมูล ซึ่งได้แก่

สัญญาณ XON และ XOFF ซึ่งมีลักษณะการทำงานดังแสดงในรูป

  

โปรโตคอล TTY หรือ อะซิงโครนัส

เมื่อสัญญาณข้อมูลถูกส่งออกมาจากคอมพิวเตอร เพื่อจะไปพิมพ์ยังเครื่องพิมพ์ ข้อมูลจะถูกส่งออก

มาที่ละ 1 อักขระ ดังรูปด้านบน เมื่อเครื่องส่งข้อมูลไปถึงอักขระที่ 3 เคร่องพิมพ์มีการส่งสัญญาณ XOFF ตอบ กลับมายังเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อหยุดการส่งสัญญาณข้อมูล หรือตรวจพบความผิดพลาดในการส่งข้อมุล ผู้ส่ง หรือเครื่องคอมพิวเตอร์จะต้องรอจนกว่าเครื่องพิมพ์จะพร้อมรับข้อมูลโดยรอสัญญาณ XON จากเครื่องพิมพ์ จากนั้นผู้ส่งจึงจะเริ่มส่งข้อมูลต่อไป

โปรโตคอลอะซิงโครนัสจะใช้กับการสื่อสารข้อมูลแบบอะซิงโครนัส แต่ไม่จำเป็นว่าเป็นการสื่อสาร

แบบอะซิงโครนัสจะต้องใช้โปรโตคอลอะซิงโครนัสเป็นโปรโตคอลในการสื่อสาร การสื่อสารข้อมูลโดยใช้โปรโต- คอลอะซิงโครนัสนี้สามารถตรวจสอบข้อผิดพลาดของข้อมูลได้ แต่ไม่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลได้

โปรโตคอล RJE (Remote Job Entry)

เมื่อกลุ่มของผู้ใช้ซึ่งอยู่ต่างสถานีกันต้องการจะส่ง-รับข้อมูลแลกเปลี่ยนซึ่งกันและกัน โดยไม่ต้อง

การจะใช้ระบบ On-Line ซึ่งมีราคาค่อนข้างแพง วิธีการหนึ่งที่นิยมเลือกใช้กันคือการส่งข้อมูลผ่านระบบ เทอร์ มินัลแบบ RJE เทอร์มินัลแบบ RJE จะทำหน้าที่เก็บกักข้อมูลที่ส่งมาจากต้นทางแล้วทำการส่งต่อไปยังปลาย ทาง ในทางกลับกัน ถ้าผู้รับทางปลายทางต้องการจะส่งข้อมูลกลับมายังต้นทางบ้างก็สามารถส่งข้อมูลโดยผ่าน มาทางเทอร์มินัลแบบ RJE กลับมาได้

ลักษณะการใช้งานของโปรโตคอล RJE คือจะใช้กับการส่งข้อมูลให้กับกลุ่มผู้ใช้ ซึ่งเรียงลำดับต่อ

ตามกันแบบเดียวกับการใช้โปรโตคอลซิงโครนัส ซึ่งข้อมูลจะส่งเรียงตามกันแบบเครื่องต่อเครื่อง ซึ่งจะกล่าวต่อ ไป ในปัจจุบันโปรโตคอล RJE จะใช้กับการส่ง-รับข้อมูลที่เป็นบล็อกขนาดใหญ่ระหว่างไมโครคอมพิวเตอร์ กับ เครื่องเมนเฟรม หรือกับโฮสต์คอมพิวเตอร์

สำหรับการสื่อสารระหว่างเครื่อง PC กับเครื่อง PC ด้วยกันแล้ว จะมี PC เครื่องหนึ่งทำหน้าที่เลียน

แบบ (Emulate) เป็นเทอร์มินัลแบบ RJE สำหรับส่งผ่านข้อมูลไปยัง PC อีกเครื่องหนึ่ง โปรแกรมสำหรับการ เลียนแบบเทอร์มินัลแบบ RJE มักมีอยู่ในคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไป สำหรับเทอร์มินัลที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ เทอร์ มินัลของเครื่อง IBM2780 หรือ IBM3780 สำหรับการส่ง-รับข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ 2 เครื่อง ที่ต่างบริษัทผู้ผลิต หรือมีระบบบางอย่างต่างกัน ก็มักจะนิยมส่ง-รับข้อมูลกันโดยอาศัยโปรโตคอลแบบ RJE นี้ ด้วยเช่นกัน

โปรโตคอลซิงโครนัส(Synchronous)

วิธีการส่งข้อมูลของโปรโตคอลซิงโครนัสคือข้อมูลจะถูกจัดรวมเข้าเป็นแมสเสด หรือ ข่าวสาร

(Message) โดยแต่ละแมสเสดจะประกอบด้วยแฟรก (Flag) ที่ส่วนหัว (Header) และส่วนท้าย (Tailer) ของแมสเสดดังรูป

Flag

Text

Flag

                                       ส่วนหัว                  ข่าวสาร               ส่วนท้าย

Flag ที่ส่วนหัวจะประกอบด้วยบิตอักขระแสดงจุดเริ่มต้นของข่าวสาร หรือ SOH

(Start of Header) จากนั้นจะเป็นรายละเอียดเกี่ยวกับข่าวสารที่จะส่ง เพื่อให้ทางผุ้รับสามารถจัดลำดับรวบ รวมข้อมูลเมื่อถึงปลายทางได้ถูกต้อง หรืออาจจะบอกตำแหน่งของปลายทาง รวมทั้งบอกเส้นทางการสื่อสาร แล้วจึงจบบิตส่วนหัวด้วยอักขระแสดงจุดเริ่มต้นของข้อความหรือ STX (Start of Text) จากนั้นจึงเป็นข้อความ หรือข้อมูลที่ต้องการจะส่งให้ผู้รับ

เมื่อจบจากข้อความข่าวสารทั้งหมดแล้ว จะต่อด้วยแฟรกส่วนท้ายของข่าวสารซึ่งประกอบด้วยบิต

อักขระแสดงจุดสิ้นสุดข้อความ หรือ ETX (End of Text) แล้วจึงตามด้วยบิตสำหรับการตรวจสอบข้อผิดพลาด ของข้อมูล หรือ FCS (Frame Check Sequence) ในการตรวจสอบพาริตี้บิตที่ปลายทางผู้รับ จากนั้นจึงจบ แมสเสดลงด้วยอักขระแสดงจุดสิ้นสุดการส่งข่าวสาร หรือ EOT (End of Transmission)

โปรโตคอลซิงโครนัสที่มีใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ SDLC และ X.25 ซึ่งจะมีลักษณะการทำงาน

คล้ายคลึงกันคือแยกข้อมูลทั้งหมดออกเป็นแมสเสด ๆ มีการควบคุมการส่งข้อมูล เพื่อป้งอกันกรณีปลายทางรับ ข่าวสารไม่ทัน สามารถกำหนดเส้นทางการส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายได้ บอกตำแหน่งของผู้ส่ง และผู้รับรวม ทั้งกำหนดหน้าที่ของเลเยอร์ที่1 และเลเยอร์ที่ 2 ในรูปแบบ OSI โปรโตคอลทั้ง 2 ชนิดนี้จะไม่ใช้ในเลเยอร์ ระดับสูง

ข้อแตกต่างของโปรโตคอล SDLC และ X.25 คือโปรโตคอล X.25 เป็นโปรโตคอลของระบบ

เครือข่ายแบบแพ็กเกจสวิตชิ่ง ส่วนโปรโตคอล SDLC เป็นโปรโตคอลมาตราฐานในระบบ On-line ซึ่งไม่ใช้ แพ็กเกจสวิตชิ่งในการเชื่อมโยงเส้นทางการสื่อสาร

โปรโตคอล HDLC (High-Level Data Link Control)

โปรโตคอล HDLC เป็นโปรโตคอลมาตราฐานซึ่งกำหนดขึ้นโดยองค์กร ISO เพื่อเพิ่มความเร็ว

ในการส่ง-รับข้อมูลแบบซิงโครนัส สามารถใช้ได้กับการเชื่อมโยงการส่งข้อมูลทั้งแบบจุดต่อจุด และแบบหลาย จุด การส่ง-รับข้อเป็นได้ทั้ง Half Duplex และ Full Duplex ข้อมูลที่ส่ง-รับเป็นแบบบิตข้อมูล(ฺBit-Oriented)ใช้วิธีการส่งผ่านข้อมุลแบบซิงโครนัส

โปรโตคอล HDLC จะกำหนดผู้ส่งและผู้รับเป็นสถานีปฐมภูมิและทุติยภูมิ (Primary/Secondary)

โดยสถานีปฐมภูมิจะเป็นผู้ควบคุมการติดต่อเชื่อมโยงและการส่ง-รับข้อมูลภายในเครือข่ายการสื่อสาร ส่วน สถานีทุติยภูมิจะเป็นเพียงผู้รับคอยปฏิบัติตามคำสั่ง และส่งสัญญาณตอบรับเท่านั้น ดังรูป เป็นตัวอย่างของ การ ติดต่อระหว่างสถานีปฐมภูมิและทุติยภูมิ

การเชื่อมโยงการสื่อสารโปรโตคอล HDLC

ลักษณะของข้อมูลที่ส่งออกจากผู้ส่ง หรือสถานีปฐมภูมิจะมีลักษณะเป็นเช่นเดียวกับโปรโตคอล

SDLC คือส่งเป็นเฟรม โดยมีส่วนหัวและส่วนท้ายข่าวสารเช่นเดียวกันตามรูปเฟรมข้อมูลของ SDLC

คุณสมบัติพิเศษอย่างหนึ่งของโปรโตคอล HDLC คือแทนที่จะต้องส่งข้อมุลไปทีละ 1 บล็อกแล้ว

ตองคอยตอบรับแบบบล็อกต่อบล็อก เช่น ในการสื่อสารในโปรโตคอล SDLC สถานีปฐมภูมิสามารถส่งข้อมูล ได้ทีละหลาย ๆ บล็อกพร้อมกัน แล้วค่อยรอการตอบรับจากสถานีทุติยภูมิว่าผลรับข้อมูลเป็นอย่างไร ซึ่งทำให้ลด การเสียเวลาในการตอบรับบล็อก ซึ่งอาจจะมีการตอบรับเพียงครั้งเดียวสำหรับการส่งข้อมูลทั้งหมดก็ได้ วิธีการ นี้เรียกว่า"Sliding Windows"

โปรโตคอล HDLC ให้ประสิทธิภาพในแง่ที่ประหยัดเวลา สามารถเพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูล

ได้ดีกว่าโปรโตคอล SDLC ถ้าไม่มีความผิดพลาด หรือมีความผิดพลาดในการส่งข้อมูลน้อย แต่ถ้ามีความผิด พลาดเกิดขึ้นมากจะทำให้เสียเวลาในการส่งข้อมุลย้อนหลังมาให้กับสถานีทุติยภูมิใหม่บ่อย ๆ ทำให้ยิ่งเสียเวลา กว่าการใช้โปรโตคอล SDLC

โปรโตคอล SDLC

(Synchronous Data Link Control)

โปรโตคอล SDLC เป็นโปรโตคอลแบบซิงโครนัสที่ส่งข้อมูลเป็นกลุ่มอักขระที่แทนด้วยรหัสไบนารี

(Binary-coded Character)มีความสามารถในการเชื่อมโยงการส่งข้อมูลทั้งแบบเครื่องต่อเครื่อง หรือจุดต่อ จุด (Point-to-Point) และเครื่องต่อ 2 เครื่องหรือมากกว่าหรือหลายจุด (Point-to-Multipoint) นอกจากนี้ยัง สามารถส่งรับข้อมูลได้ทั้งแบบ Half Duplex และ Full Duplex การควบคุมการส่ง-รับข้อมุลจะควบคุมเรียกว่า อักขระควบคุมดาต้า-ลิงก์ (DatalinkControl Character) โปรโตคอล SDLC เป็นมาตราฐานโปรโตคอลการ สื่อสารของบริษัท IBM เช่นดียวกับโปรโตคอล BSC

รูปแบบของเฟรมของโปรโตคอล SDLC ที่ใช้ในการส่งข้อมูลมี 3 แบบคือเฟรมข้อมูล (Informa-

tion Frame) เฟรมผู้ควบคุม (Supervisory Frame) และเฟรมไม่มีลำดับ (Nonsequence Frame) เฟรม ข้อมูลจะเป็นเฟรมที่บรรจุข่าวสาร ข้อมูล หรือข้อความ ส่วนเฟรมผู้ควบคุมจะบรรจุข้อมูลการควบคุมการส่งข้อ มูล หรือ ข้อความ ส่วนเฟรมผู้ควบคุมจะบรรจุข้อมูลการควบคุมการส่งข้อมูล และเฟรมไม่มีลำดับจะมีไว้สำหรับ เริ่มต้นการสื่อสาร หรือยกเลิกการสื่อสารข้อมูล ลักษณะของเฟรม SDLC เป็นดังรูป

                  ส่วนหัว                                                                              ส่วนท้าย

F	A	C	I	FCS	F
Flag	Address	Control	Infomation	Frame	Flag
				Check
				Sequence

เฟรมข้อมูลของโปรโตคอล SDLC

F =Flag จะประกอบด้วยอักขระควบคุมการบอกจุดเริ่มต้นส่วนหัว (SOH) จุดเริ่มต้นข้อมูล

(STX)และจุดจบของข้อมูล (ETX) โดยรูปแบบของอักขระจะเป็นอักขระ SYN หรือ 0111 1110 (8 บิต)

A = Address เป็นรหัส 8 บิตบอกตำแหน่งของผู้รับข้อมูล

C = Control อาจจะเป็นรหัส 8 บิต หรือ 16 บิต ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งบอกว่าในเฟรมมีการบรรจุข้อ

มูล หรือบรรจุคำสั่ง หรือสัญญาณโต้ตอบอย่างไรบ้าง

I = Information บรรจุข่าวสาร ข้อมูล คำสั่ง หรือโต้ตอบขึ้นอยู่กับว่าเฟรมที่ส่งนั้นเป็นเฟรม

ข้อมูล เฟรมควบคุม หรือเฟรมไม่มีลำดับ ขนาดของ I จึงขึ้นอยู่กับชนิดของเฟรมข้อมูลโดยส่งเป็นบิต ๆ ไม่ส่ง เป็นไบต์

FCS = Frame Check Sequence เป็นส่วนที่ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดในการส่ง

-รับข้อมูลที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งอาจจะตรวจสอบเฉพาะพาริตี้บิต หรือทั้งบล็อกข้อมูลส่วนใหญ่ FCS จะมีขนาดเป็น 16บิต

โปรโตคอล SDLC แบบจุดต่อจุด

การทำงานของโปรโตคอล SDLC แบบจุดต่อจุดจะมีลำดับการทำงานแบ่งออกได้เป็น 5 ขั้นตอน

1. CPU-1 ขอเป็นผู้ส่งข้อมูล หรือมาสเตอร์ เฟรม SDLC จะมีอักขระ 5 อักขระคือ

P	S	S	E	P
A	Y	Y	N	A
D	N	N	Q	D

2. CPU-2 ตอบรับเป็นผู้รับข้อมูล หรือสเลบ เฟรม SDLC จะมีอักขระ 6 อักขระคือ

P	S	S	D	A	P
A	Y	Y	L	C	A
D	N	N	E	K	D
				0

3. CPU-1 เริ่มส่งข้อมูล เฟรม SDLC จะมีอักขระส่วนหัวและส่วนท้ายอย่างละ 4 อักขระรวมกับ

P	S	S	S		E	C	C	P
A	Y	Y	T	Text	T	R	R	A
D	N	N	X		X	C	C	D
						1	2

4. CPU-2 ตอบรับข้อมูลเฟรม SDLC มีอักขระ 6 อักขระคือ

P	S	S	D	A	P
A	Y	Y	L	C	A
D	N	N	E	K	D
				0,1

5. ยกเลิกการติดต่อข้อมูล เฟรม SDLC จะมีอักขระ 5 อักขระเช่นเดียวกับขั้นตอนที่ 1 คือ

P	S	S	E	P
A	Y	Y	O	A
D	N	N	T	D

PAD = Polling ADdress จะเป็นอักขระแรกและสุดท้ายของแต่ละเฟรมทุกเฟรม

SYN = SYNchronous เป็นเฟรมซ้ำ 2 อักขระ เพื่อให้ผู้รับหรือผู้ส่งตรวจสอบสัญญาณว่าถ้ามี

อักขระ SYN มา 2 ตัวติดต่อนั้นคือจะเริ่มเฟรมข้อมูล SDLC ที่ส่งมาจากอีกด้านหนึ่ง

DLE = Data-Link Escape เป็นอักขระควบคุมสายสื่อสาร เช่น DLE,ACK,DLE WACK

หรือควบคุมโหมดการส่งข้อมูล เช่น DLE STX ,DLE ETX หรือควบคุมการติดต่อ เช่น DLE ENQ , DLE EOT

CRC = Cyclic Redundan Check เป็นอักขระสำหรับบอกวิธีการตรวจสอบความผิดพลาดของ

ข้อมูลให้แก่ผู้รับ

การส่งข้อมูลแบบ จุด ต่อ จุด จะมีประสิทธิภาพของการส่งข้อมูลได้ดีก็ต่อเมื่อมีข้อมูลไม่มากเพราะ

จะต้องเสียเวลาส่วนหนึ่งกับ Overhead ของทุกบล็อก

โปรโตคอล SDLC แบบหลายจุด

ในขณะที่โปรโตคอล SDLC แบบจุดต่อจุดมีลักาณะการทำงานแบบ Half Duplex โปรโตคอล

SDLC แบบหลายจุด สามารถทำงานแบบ Full Duplex และสามารถติดต่อกับคอมพิวเตอร หรือเทอร์มินัลอื่น ได้มากกว่า 1 เครื่องโดยผ่านสายสื่อสารเพียงสายเดียว

ระหว่างที่มีการส่ง-รับข้อมูลกันจะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่เป็นผู้ส่งหรือมาสเตอร์

ส่วนที่เหลือนั้นจะเป็นผู้รับหรือสเลบ ในการส่งแต่ละเฟรมข้อมูล ทุก ๆ โหนดในเครือข่ายจะสามารถเห็นข้อมูล ที่ส่งมาในสายสื่อสาร แต่จะมีเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่สามารถรับข้อมูลได้ โดยผุ้ส่งจะหยั่ง (Polling) เพื่อเลือก (Select) และกำหนดตำแหน่ง (Address) ของผู้รับข้อมูลของตน ตัวอย่างการทำงานของโปรโตคอล SDLC แบบหลายจุดเป็นดังรูป

POL = Polling หยั่งเสียงเลือกปลายทาง

BCC = Block Check Character อักขระตรวจสอบบล็อกข้อมูล เพื่อให้ปลายทางตรวจสอบ

ความผิดพลาด

เทคนิคการตรวจสอบความผิดพลาดสำหรับการสื่อสารข้อมูลด้วยโปรโตคอล SDLC มีหลายวิธี ขึ้น

อยู่กับรหัสและฟังก์ชันที่ใช้ เช่น การตรวจสอบการซ้ำซ้อนแนวดิ่ง หรือ Vertical Redundancy Checking (VRC) เป็นการตรวจสอบพาริตี้คี่ในแต่ละอักขระที่ได้รับมาจากต้นทาง ส่วนการตรวจสอบการซ้ำซ้อนตามยาว หรือ Longitudenal-Redundancy Checking(LRC) และการตรวจสอบความซ้ำซ้อนวนรอบ หรือ Cyclic- Redundancy Checking (CRC) เป็นการตรวจสอบทั้งบล็อกข้อมูลที่ได้รับจากต้นทาง

โปรโตคอล SDLC ให้ประสิทธิภาพและความเชื่อถือได้ดีกว่าโปรโตคอล BSC แต่โปรโตคอลที่มี

รูปแบบคล้ายคลึงกับ SDLC แต่จะมีประสิทธิภาพในการสื่อสารข้อมูลได้ดีกว่าคือโปรโตคอล HDLC