โมเดล OSI คืออะไร
โมเดล Open Systems Interconnection (OSI) เป็นเฟรมเวิร์กเชิงแนวคิดที่แบ่งฟังก์ชันการสื่อสารเครือข่ายออกเป็นเจ็ดเลเยอร์ การส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายมีความซับซ้อนเนื่องจากเทคโนโลยีฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ต่าง ๆ ต้องทำงานร่วมกันข้ามเขตแดนทางภูมิศาสตร์และการเมือง โมเดลข้อมูล OSI จัดสรรภาษาสากลสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีที่หลากหลายจึงสามารถสื่อสารโดยใช้โปรโตคอลมาตรฐานหรือกฎของการสื่อสาร ทุกเทคโนโลยีในเลเยอร์เฉพาะต้องมีความสามารถบางอย่างและทำหน้าที่เฉพาะเพื่อเป็นประโยชน์ในระบบเครือข่าย เทคโนโลยีในเลเยอร์ที่สูงกว่าจะได้ประโยชน์จากการแยกย่อย เนื่องจากสามารถใช้เทคโนโลยีระดับล่างได้โดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับรายละเอียดการใช้งานพื้นฐาน
เหตุใดโมเดล OSI จึงมีความสำคัญ
เลเยอร์ของโมเดล Open Systems Interconnection (OSI) ครอบคลุมทุกประเภทของการสื่อสารเครือข่ายทั่วทั้งซอฟต์แวร์และส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ โมเดลนี้ออกแบบมาเพื่อให้ระบบสแตนด์อโลนสองระบบสามารถสื่อสารผ่านอินเทอร์เฟซที่เป็นมาตรฐานหรือโปรโตคอลตามเลเยอร์การทำงานในปัจจุบัน
ประโยชน์ของโมเดล OSI จะได้รับต่อไป
ความเข้าใจร่วมกันของระบบที่ซับซ้อน
วิศวกรสามารถใช้โมเดล OSI เพื่อจัดระเบียบและสร้างโมเดลสถาปัตยกรรมระบบเครือข่ายที่ซับซ้อนได้ พวกเขาสามารถแยกเลเยอร์ปฏิบัติการของแต่ละองค์ประกอบระบบตามฟังก์ชันการทำงานหลักได้ ความสามารถในการแยกย่อยระบบให้มีขนาดเล็ก เป็นส่วนที่จัดการได้ผ่านการกำหนดสาระสำคัญทำให้สิ่งนี้ง่ายขึ้นสำหรับคนที่จะกำหนดแนวคิดโดยรวม
เร่งความเร็วของการวิจัยและการพัฒนา
ด้วยโมเดลการอ้างอิง OSI วิศวกรสามารถเข้าใจการทำงานของพวกเขาได้ดีขึ้น พวกเขารู้ว่าเลเยอร์เทคโนโลยี (หรือเลเยอร์) พวกเขากำลังพัฒนาเลเยอร์เมื่อพวกเขาสร้างระบบเครือข่ายใหม่ที่ต้องสื่อสารกับระบบอื่นแต่ละระบบ วิศวกรสามารถพัฒนาระบบเครือข่ายและใช้ประโยชน์จากชุดของกระบวนการทำซ้ำและโปรโตคอลได้
มาตรฐานที่ยืดหยุ่น
โมเดล OSI ไม่ได้ระบุโปรโตคอลที่จะใช้ระหว่างระดับ แต่เป็นงานที่โปรโตคอลดำเนินการอยู่ สิ่งนี้เป็นมาตรฐานการพัฒนาการสื่อสารเครือข่ายเพื่อให้ผู้คนได้อย่างรวดเร็วสามารถเข้าใจสร้างและแยกย่อยระบบที่ซับซ้อนสูงทั้งหมดโดยไม่มีความรู้ก่อนของระบบ นอกจากนี้ยังแยกรายละเอียด ดังนั้นวิศวกรไม่จำเป็นต้องมีความเข้าใจในทุกแง่มุมของโมเดล ในการใช้งานที่ทันสมัย ระดับที่ต่ำกว่าของระบบเครือข่ายและโปรโตคอลที่แยกออกไปเพื่อลดความซับซ้อนของการออกแบบและการพัฒนาระบบ ภาพต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าโมเดล OSI ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาโปรแกรมที่ทันสมัย
7 เลเยอร์ของโมเดล OSI มีอะไรบ้าง
โมเดล Open Systems Interconnection (OSI) ได้รับการพัฒนาโดย International Organization for Standardization และหน่วยงานอื่นๆ ในปลายทศวรรษ 70 โดยได้รับการเผยแพร่ในรูปแบบแรกในปี 1984 ในชื่อ ISO 7498 โดยเวอร์ชันปัจจุบันคือ ISO/IEC 7498-1:1994 7 เลเยอร์ของโมเดลจะกล่าวถึงในลำดับถัดไป
เลเยอร์ทางกายภาพ
เลเยอร์ทางกายภาพหมายถึงสื่อการสื่อสารทางกายภาพและเทคโนโลยีในการส่งข้อมูลผ่านสื่อดังกล่าว หัวใจสำคัญของการสื่อสารข้อมูลคือการถ่ายโอนสัญญาณดิจิทัลและอิเล็กทรอนิกส์ผ่านช่องทางทางกายภาพต่างๆ เช่น สายเคเบิลใยแก้วนำแสง สายเคเบิลทองแดง และอากาศ เลเยอร์ทางกายภาพประกอบด้วยมาตรฐานสำหรับเทคโนโลยีและเมตริกที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับช่องสัญญาณ เช่น บลูทูธ, NFC และความเร็วในการรับส่งข้อมูล
เลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูล
เลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูลหมายถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในการเชื่อมต่อเครื่องสองเครื่องผ่านเครือข่ายที่มีเลเยอร์ทางกายภาพอยู่แล้ว ซึ่งจะจัดการกรอบข้อมูลซึ่งเป็นสัญญาณดิจิทัลที่ห่อหุ้มไว้ในแพ็กเก็ตข้อมูล การควบคุมโฟลว์และการควบคุมข้อผิดพลาดของข้อมูลมักเป็นจุดโฟกัสหลักของเลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูล อีเธอร์เน็ตเป็นตัวอย่างของมาตรฐานในระดับนี้ เลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูลมักจะแบ่งออกเป็น 2 เลเยอร์ย่อย ได้แก่ เลเยอร์ Media Access Control (MAC) และเลเยอร์ Logical Link Control (LLC)
เลเยอร์เครือข่าย
เลเยอร์เครือข่ายจะเกี่ยวข้องกับแนวคิดต่างๆ เช่น การกำหนดเส้นทาง การส่งต่อ และการระบุที่อยู่ผ่านเครือข่ายแบบกระจายหรือเครือข่ายโหนดหรือแมชชีนหลายเครือข่ายที่เชื่อมต่อกัน เลเยอร์เครือข่ายยังอาจควบคุมการไหลเวียนด้วย Internet Protocol v4 (IPv4) และ IPv6 จะใช้เป็นโปรโตคอลของเลเยอร์เครือข่ายหลักผ่านทางอินเทอร์เน็ต
เลเยอร์การลำเลียง
จุดโฟกัสหลักของเลเยอร์การลำเลียงคือเพื่อให้แน่ใจว่าแพ็กเก็ตข้อมูลมาถึงในลำดับที่ถูกต้อง โดยไม่มีการสูญเสียหรือข้อผิดพลาด หรือสามารถกู้คืนได้อย่างราบรื่นหากจำเป็น การควบคุมการไหลเวียน ตลอดจนการควบคุมข้อผิดพลาด มักจะเน้นที่เลเยอร์การลำเลียง ที่เลเยอร์นี้ โปรโตคอลที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ Transmission Control Protocol (TCP) ซึ่งเป็นโปรโตคอลที่ใช้การเชื่อมต่อแบบแทบจะไม่สูญเสีย และ User Datagram Protocol (UDP) ซึ่งเป็นโปรโตคอลที่ไม่มีการเชื่อมต่อซึ่งมีการสูญเสียมาก โดยทั่วไปแล้ว TCP จะนำมาใช้ในกรณีที่ข้อมูลทั้งหมดต้องไม่เสียหาย (เช่น การแชร์ไฟล์) ในขณะที่จะใช้ UDP ในกรณีที่การรักษาแพ็กเก็ตทั้งหมดไว้นั้นมีความสำคัญน้อยกว่า (เช่น การสตรีมวิดีโอ)
เลเยอร์เซสชัน
เลเยอร์เซสชันมีหน้าที่รับผิดชอบในการประสานงานเครือข่ายระหว่าง 2 แอปพลิเคชันที่แยกจากกันในเซสชันหนึ่งๆ เซสชันจะจัดการจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการเชื่อมต่อแอปพลิเคชันแบบหนึ่งต่อหนึ่งและจัดการข้อขัดแย้งในการซิงโครไนซ์ Network File System (NFS) และ Server Message Block (SMB) เป็นโปรโตคอลที่นิยมใช้ในเลเยอร์เซสชัน
เลเยอร์การนำเสนอ
เลเยอร์การนำเสนอนั้นเกี่ยวข้องกับรูปแบบไวยากรณ์ของข้อมูลเป็นหลักเพื่อให้แอปพลิเคชันส่งและใช้งาน ยกตัวอย่างเช่น Hypertext Markup Language (HTML), JavaScipt Object Notation (JSON) และค่าที่คั่นด้วยเครื่องหมายจุลภาค (CSV) ทั้งหมดนี้เป็นภาษาการสร้างแบบจำลองเพื่ออธิบายโครงสร้างของข้อมูลที่เลเยอร์การนำเสนอ
เลเยอร์แอปพลิเคชัน
เลเยอร์แอปพลิเคชันนั้นเกี่ยวข้องกับประเภทของแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจงและวิธีการสื่อสารที่เป็นมาตรฐาน ตัวอย่างเช่น เบราว์เซอร์สามารถสื่อสารโดยใช้ HyperText Transfer Protocol Secure (HTTPS) และ HTTP และไคลเอ็นต์อีเมลสามารถสื่อสารโดยใช้ POP3 (Post Office Protocol รุ่น 3) และ SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
ทั้งนี้ บางระบบที่ใช้โมเดล OSI ก็ไม่ได้ใช้ครบทุกเลเยอร์
การสื่อสารเกิดขึ้นได้อย่างไรในโมเดล OSI
เลเยอร์ในโมเดล Open Systems Interconnection (OSI) ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แอปพลิเคชันสามารถสื่อสารผ่านเครือข่ายกับแอปพลิเคชันอื่นบนอุปกรณ์อื่นได้ ไม่ว่าแอปพลิเคชันและระบบพื้นฐานนั้นจะมีความซับซ้อนเพียงใดก็ตาม ในการดำเนินการดังกล่าว ระบบจะใช้มาตรฐานและโปรโตคอลต่างๆ เพื่อสื่อสารกับเลเยอร์ด้านบนหรือด้านล่าง แต่ละเลเยอร์มีความเป็นอิสระและจะรับรู้เฉพาะอินเทอร์เฟซเพื่อสื่อสารกับเลเยอร์ด้านบนและด้านล่างเท่านั้น
ด้วยการเชื่อมโยงเลเยอร์และโปรโตคอลเหล่านี้เข้าด้วยกัน การสื่อสารข้อมูลที่ซับซ้อนจะสามารถส่งจากแอปพลิเคชันระดับสูงไปยังอีกแอปพลิเคชันหนึ่งได้ กระบวนการทำงานมีดังนี้
- เลเยอร์แอปพลิเคชันของผู้ส่งจะส่งผ่านการสื่อสารข้อมูลไปยังเลเยอร์ชั้นถัดไปที่ต่ำกว่า
- แต่ละเลเยอร์จะเพิ่มส่วนหัวและระบุที่อยู่ให้กับข้อมูลก่อนที่จะส่งต่อ
- การสื่อสารข้อมูลจะเคลื่อนลงมาตามเลเยอร์จนกว่าจะส่งผ่านสื่อกายภาพในท้ายที่สุด
- ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของสื่อ แต่ละเลเยอร์จะประมวลผลข้อมูลตามส่วนหัวที่เกี่ยวข้องในระดับนั้นๆ
- ที่ฝั่งตัวรับ ข้อมูลจะเลื่อนขึ้นไปตามเลเยอร์และค่อยๆ คลี่ตัวออกจนกระทั่งแอปพลิเคชันที่อีกฝั่งหนึ่งได้รับข้อมูลนั้น
ทางเลือกอื่นที่จะทดแทนโมเดล OSI มีอะไรบ้าง
ในอดีตมีการนำเครือข่ายหลากหลายโมเดลมาใช้ เช่น Sequenced Packet Exchange/Internet Packet Exchange (SPX/IPX) และ Network Basic Input Output System (NetBIOS) ปัจจุบันทางเลือกหลักสำหรับโมเดล Open Systems Interconnection (OSI) คือโมเดล TCP/IP
โมเดล TCP/IP
โมเดล TCP/IP ประกอบด้วย 5 เลเยอร์ ได้แก่
- เลเยอร์กายภาพ
- เลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูล
- เลเยอร์เครือข่าย
- เลเยอร์การลำเลียง
- เลเยอร์แอปพลิเคชัน
แม้ว่าเลเยอร์ต่างๆ เช่น เลเยอร์กายภาพ เลเยอร์เครือข่าย และเลเยอร์แอปพลิเคชันจะดูเหมือนจับคู่กับโมเดล OSI โดยตรง แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้น แต่โมเดล TCP/IP จะจับคู่กับโครงสร้างและโปรโตคอลของอินเทอร์เน็ตได้แม่นยำที่สุด
โมเดล OSI ยังคงเป็นรูปแบบเครือข่ายที่เป็นที่นิยมเพื่ออธิบายวิธีการทำงานของเครือข่ายจากมุมมองแบบองค์รวมเพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษา อย่างไรก็ตาม โมเดล TCP/IP ในปัจจุบันใช้กันมากขึ้นในทางปฏิบัติ
หมายเหตุเกี่ยวกับโปรโตคอลและโมเดลที่เป็นกรรมสิทธิ์
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าระบบและแอปพลิเคชันบนอินเทอร์เน็ตบางระบบไม่ได้เป็นไปตามโมเดล TCP/IP หรือโมเดล OSI ในทำนองเดียวกัน ไม่ใช่ว่าระบบเครือข่ายและแอปพลิเคชันแบบออฟไลน์ทั้งหมดจะใช้โมเดล OSI หรือโมเดลอื่นๆ
ทั้งโมเดล OSI และ TCP/IP เป็นมาตรฐานเปิด ทั้งสองได้รับการออกแบบเพื่อให้ทุกคนสามารถใช้งานได้ หรือต่อยอดเพื่อให้ตรงกับความต้องการที่เฉพาะเจาะจง
นอกจากนี้ องค์กรยังออกแบบมาตรฐานที่เป็นกรรมสิทธิ์ภายในของตนเอง รวมถึงโปรโตคอลและโมเดลต่างๆ ซึ่งเป็นแบบปิดและใช้เฉพาะภายในระบบของตนเท่านั้น บางครั้งองค์กรเหล่านั้นอาจเผยแพร่โปรโตคอลและโมเดลของตนต่อสาธารณะเพื่อการทำงานร่วมกันและการพัฒนาชุมชนต่อไป ตัวอย่างคือ s2n-tls ซึ่งเป็นโปรโตคอล TLS ที่แต่เดิมเป็นโปรโตคอล Amazon Web Services (AWS) ที่เป็นกรรมสิทธิ์ แต่ปัจจุบันเป็นโอเพนซอร์ส
AWS สามารถตอบสนองความต้องการเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของคุณได้อย่างไร
AWS ช่วยให้องค์กรออกแบบ ปรับใช้ และปรับขนาดระบบและแอปพลิเคชันบนเครือข่ายที่มีข้อผิดพลาดน้อยลง
เรามีชุดระบบเครือข่ายและการจัดส่งเนื้อหาของ AWS ที่แข็งแกร่ง ทั้งหมดนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเสริมและผสานรวมกับแอปพลิเคชันและบริการภายในของคุณในการดำเนินงานเครือข่ายทุกระดับ ดังตัวอย่างต่อไปนี้
- AWS App Mesh มอบระบบเครือข่ายระดับแอปพลิเคชันที่ปลอดภัยสำหรับทุกบริการของคุณ พร้อมทั้งมีการตรวจสอบและควบคุมการสื่อสารในตัว
- Amazon CloudFront คือบริการ Content Delivery Network (CDN) ที่สร้างขึ้นมาเพื่อประสิทธิภาพการทำงานที่สูง การรักษาความปลอดภัย และความสะดวกของนักพัฒนา
- AWS Direct Connect มีการเชื่อมต่อโดยตรงซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เน็ต ตั้งแต่องค์กรของคุณไปจนถึงแหล่งข้อมูล AWS
- Elastic Load Balancing (ELB) กระจายการรับส่งข้อมูลเครือข่ายขาเข้าไปยังเป้าหมายของ AWS เพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดแอปพลิเคชัน
เริ่มต้นใช้งานระบบเครือข่ายและแอปพลิเคชันบน AWS โดยสร้างบัญชีตั้งแต่วันนี้
ขั้นตอนต่อไปบน AWS
