บทที่ 3 มาตรฐานและเทคโนโลยีของระบบเครือข่าย

บทที่ 3 มาตรฐานและเทคโนโลยีของระบบเครือข่าย

โทโปโลยี                โทโปโลยีของเครือข่าย (Network Topology) จะอธิบายถึงแผนผังการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ ลักษณะทางกายภาพ (Physical Topology) หรือทางตรรกะ (Logical Topology) ซึ่งจะแสดงถึง ตำแหน่งของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ และ เส้นทางการเชื่อมต่อของอุปกรณ์เหล่านี้  โทโปโลยีเครือข่ายอาจจะมีผลต่อสมรรถนะของเครือข่ายได้ การเลือกโทโปโลยีอาจมี ผลต่อประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ในเครือข่าย สมรรถนะของอุปกรณ์เหล่านั้น ความสามารถใน การขยายของเครือข่าย และวิธีการดู แลและจัดการเครือข่าย          การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ โทโปโลยีที่ใช้ต้องสัมพันธ์กับสายสัญญาณ เน็ตเวิร์คการ์ด ระบบปฏิบัติการ เครือข่าย และ อุปกรณ์ เครือข่ายอื่นๆ ที่จะเชื่อมกันเป็นเครือข่าย การเลือกโทโปโลยีของเครือข่ายต้องมี การวางแผนที่ดี เพราะโทโปโลยีจะมีผลต่อชนิดของสายสัญญาณที่ใช้ รวมถึงลักษณะการเดินสาย สัญญาณด้วย โทโปโลยียังเป็นตัวกำหนดลักษณะการสื่อสารกัน ระหว่างคอมพิวเตอร์ด้วย ต่างโทโปโลยี กันต้องใช้วิธีการสื่อสารข้อมูลที่ต่างกัน และวิธีการนี้จะมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพ ของเครือข่าย  รูปแบบของโทโปโลยีของเครือข่ายหลักๆ มีดังต่อไปนี้                1. โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology) เป็นโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุด ลักษณะ การทำงานคือ อุปกรณ์ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสาร หลักที่เรียกว่า"บัส" (BUS) เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะ ส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนด หนึ่งภายในเครือข่าย  จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่าบัสว่างหรือไม่ ถ้าหากไม่ว่างก็ไม่สามารถจะ ส่งข้อมูลออกไปได้  ทั้งนี้เพราะสายสื่อสารหลักมีเพียงสายเดียว ในกรณีที่มีข้อมูลวิ่งมาในบัส ข้อมูลนี้จะวิ่งผ่านโหนดต่างๆ  ไป เรื่อยๆ ในขณะที่แต่ละโหนดจะคอยตรวจสอบข้อมูลที่ผ่านมาว่าเป็นของตนเองหรือไม่ หากไม่ใช่  ก็จะปล่อยให้ข้อมูลวิ่งผ่านไป แต่หากเลขที่อยู่ปลายทาง ซึ่งกำกับมากับข้อมูลตรงกับเลขที่อยู่ของของตน  โหนดนั้นก็จะรับข้อมูลเข้าไป
รูปที่ 39 โทโปโลยีแบบบัส ข้อดีของโทโปโลยีแบบบัส                 1. ใช้สายส่งข้อมูลน้อยและมีรูปแบบที่ง่ายในการติดตั้ง ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง และบำรุงรักษา                2. สามารถเพิ่มอุปกรณ์ชิ้นใหม่เข้าไปในเครือข่ายได้ง่าย ข้อเสียของโทโปโลยีแบบบัส                1. ในกรณีที่เกิดการเสียหายของสายส่งข้อมูลหลัก จะทำให้ทั้งระบบทำงานไม่ได้                2. การตรวจสอบข้อผิดพลาดทำได้ยาก ต้องทำจากหลาย ๆจุด                2. โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology) เป็นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้ากันเป็น วงกลม ข้อมูลข่าวสารจะถูกส่ง จากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง วนอยู่ในเครือข่ายไปใน  ทิศทางเดียวเหมือนวงแหวน (ในระบบเครือข่ายรูปวงแหวนบาง ระบบสามารถส่งข้อมูลได้สองทิศทาง)  ในแต่ละโหนดหรือสถานี จะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด1 ตัว ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข่าวสารที่จำเป็นต่อ การสื่อสาร ในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด และมีหน้าที่รับแพ็กเกจ ข้อมูลที่ ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูลที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็ จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้นส่งต่อไป ให้กับโหนดของตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยัง รีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป
รูปที่ 40 โทโปโลยีรูปวงแหวน ข้อดีของโทโปโลยีรูปวงแหวน                 1. การส่งข้อมูลสามารถส่งไปยังผู้รับหลาย ๆ โหนดพร้อมกันได้ โดยกำหนดตำแหน่ง ปลายทางเหล่านั้นลง ในส่วนหัว ของแพ็กเกจข้อมูล รีพีตเตอร์ของแต่ละโหนดจะตรวจสอบเอ งว่ามีข้อมูลส่งมาให้ที่โหนดตนเองหรือไม่                2. การส่งข้อมูลเป็นไปในทิศทางเดียวกัน จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณข้อมูล ข้อเสียของโทโปโลยีรูปวงแหวน                 1. ถ้ามีโหนดใดโหนดหนึ่งเกิดเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังโหนดต่อไปได้  และจะทำให้เครือข่ายทั้ง เครือข่ายขาดการติดต่อสื่อสาร                2. เมื่อโหนดหนึ่งต้องการส่งข้อมูล โหนดอื่น ๆ ต้องมีส่วนร่วมด้วย ซึ่งจะทำให้เสียเวลา
องค์กรในการจัดการมาตรฐาน (Standard Organization) การออกแบบเครือข่ายแบบต่างๆ และ Topology ต่างๆ ต้องการมาตรฐานที่จะเป็นแนวทางใน การเลือกใช้อุปกรณ์เครือข่ายและบุคลากรมาตรฐานจะจัดเตรียมข้อมูลพื้นฐานสำหรับรูปแบบ การส่งข้อมูล,รายละเอียดของอุปกรณ์ที่จะต้องใช้ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบัติการที่จะต้องใช้ใน ระบบเครือข่าย นอกจากนี้ยังบอกถึง ระยะเวลาในการเดินทางของ Packet จาก Node หนึ่งไปยัง  Node อื่นๆ ในระบบเครือข่ายกฎพื้นฐานเมื่อจะซื้ออุปกรณ์เครือข่ายคือจะต้องซื้ออุปกรณ์ที่ผลิตตาม มาตรฐานเครือข่ายหรืออุปกรณ์นั้นสามารถปฏิบัติตามมาตรฐาน เครือข่ายและควรหลีกเลี่ยงอุปกรณ์ ที่สนับสนุนโดย ผู้ขายเดี่ยว American National Standards Instituteหนึ่งในองค์กรที่จัดการมาตรฐาน ที่รวบรวมเทคโนโลยีต่างๆเกิดขึ้น คือ สถาบันมาตรฐานแห่งชาติแห่งสหรัฐอเมริกา  (American National Standards Institute : ANSI) กลุ่มนี้ได้ตั้งที่ มาตรฐานเกี่ยวกับ FiberOptic cabletrans missions นอกจากนี้ANSI ยังเป็นตัวแทนของสหรัฐอเมริกาในองค์กร จัดการมาตรฐานระหว่างประเทศ (International Standard Organization)Institute Of Electrical And Electronics Engineering (IEEE) IEEE เป็นองค์กรมาตรฐานที่จัดการมาตรฐานทางด้านการสื่อสาร (Communication) โดยมี The Computer Society Local Network Committee ซึ่งเป็นคณะกรรมการภายใต้ IEEE ได้ออกมาตรฐานเกี่ยวกับLANออกมาใช้มากมายในปัจจุบันนอกจากนี้ยังกำหนดมาตราฐานเกียวกับการรวมเสียงเข้าไปในการเครือข่ายข้อมูลด้วยInternational Standards Organization (ISO)องค์กรจัดการมาตรฐานระหว่างประเทศตั้งอยู่ในกรุงเจนนีวาประเทศสวิตเซอร์แลนด์แต่ละชาติจะ มีส่วนร่วมในการจัดการมาตรฐานต่างๆในองค์กรนี้ เช่น ISO ร่วมมือกับ ANSI ในการพัฒนา OSI Model (Open Systems Interconnection Model) ขึ้นในปี 1974 เพื่อเป็นแบบจำลองใน การสื่อมารข้อมูลในระบบเครือข่ายและแบบจำลองนี้ก็ถูกผลักดันให้เป็นมาตรฐานของสถาปัตยกรรม เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในเวลาต่อมา OSI ประกอบด้วยเจ็ดชั้น โดยในแต่ละชั้นจะมีการทำงาน   จำเพาะเจาะจงเพื่อจัดเตรียมสำหรับการบริการเครือข่ายรวม และการสื่อสารข้อมูลซึ่งกันและกัน สถาปัตยกรรมเครือข่าย OSI (OSI Architecture) เพื่อให้การออกแบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นไปในมาตรฐานเดียวกันองค์กรมาตรฐานสากลอย่าง ISO จึงได้กำหนดตัวแบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า OSI (Open System Interconnection)ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อให้มีการติดต่อส่งข้อมูลในลักษณะระบบเปิด (Open Systems) ได้ ตัวแบบเครือข่ายแบบ OSI ซึ่งแบ่งระดับชั้นออกเป็น 7 ระดับชั้นดังนี้คือ 1. ระดับชั้นฟิสิคัล (Physical layer) 2. ระดับชั้นดาต้าลิงก์ (Data link layer) 3. ระดับชั้นเน็ตเวิร์ก (Network layer) 4. ระดับชั้นทรานสปอร์ต (Transport layer) 5. ระดับชั้นเซสชัน (Session layer) 6. ระดับชั้นพรีเซนเตชัน (Presentation layer) 7. ระดับชั้นแอปพลิเคชัน (Application layer)                                                  แสดงตัวแบบสถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบ OSI ระดับชั้นฟิสิคัล สาระสำคัญของระดับชั้นฟิสิคัลจะเกี่ยวกับการส่งสัญญาณบิตข้อมูลผ่านช่องสัญญาณให้ได้ถูกต้องและ มีประสิทธิภาพกล่าวคือเมื่อผู้ส่งส่งบิตที่มีค่าเป็น1ผู้รับต้องได้รับบิตมีค่าเป็น1เช่นเดียวกันและเพื่อให้ การส่งบิตข้อมูลเป็นไปอย่างถูกต้องระดับชั้นฟิสิคัลจึงมีการกำหนดค่าต่างๆ เช่น - กำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าของบิต 1 , 0 และอัตราของการส่งข้อมูล (สัญญาณเวลาที่ใช้ในการรับส่งข้อมูล) - กำหนดมาตรฐานการส่งสัญญาณแบบแอนาล็อกและแบบดิจิตอล มาตรฐานของตัวแปลงสัญญาณ มาตรฐานของการอินเตอร์เฟซและการส่งข้อมูลโต้ตอบระหว่างอุปกรณ์ผู้ใช้ (DTE) กับอุปกรณ์สื่อสาร  (DCE) - กำหนดลักษณะช่องสัญญาณของสายสื่อสารในลักษณะของ ซิมเพล็กซ์ ฮาล์ฟดูเพล็กซ์หรือฟูลดูเพล็กซ์ ตลอดจนการมัลติดเพล็กซ์สัญญาณข้อมูล  ระดับชั้นดาต้าลิงก์ หน้าที่ของระดับชั้นดาต้าลิงก์คือ การบริการส่งข้อมูล ระหว่างโหนดที่ติดกันของเครือข่าย ให้ผ่านสายส่งได้อย่างถูกต้อง และมีประสิทธิภาพ หน้าที่โดยสังเขปของระดับชั้นนี้เช่น - การตรวจสอบความถูกต้องของการส่งข้อมูล ซึ่งหากมีความผิดพลาดอันเนื่องมาจาก สัญญาณรบกวนในสายส่ง (Noise) ระดับชั้นนี้ต้องทำการแก้ไข ซึ่งกระบวนการแก้ไขข้อมูลที่ผิดพลาดสามารถทำได้โดยการนำเอาบิตข้อมูลมาทำเป็นเฟรม (บล็อกของบิตข้อมูล) และทำการตรวจสอบและแก้ไขทั้งเฟรม ดังนั้น จึงมีการกำหนดโครงสร้างและขอบเขตของเฟรม  เพื่อเพียร์โปรเซสส์ของฝั่งรับจะสามารถนำเฟรมของข้อมูลไปประมวลผลได้อย่างถูกต้อง แสดงถึงตัวอย่างของเฟรมจะเห็นว่ามีการเพิ่มแฟล็ก(Flag)ที่ต้นและท้ายของเฟรมข้อมูลเพื่อให้ฝั่งรับสามารถรับรู้ขอบเขตของเฟรมได้ถูกต้อง- ควบคุมให้การส่งข้อมูลระหว่างโหนดที่ติดกันผ่านสายส่งเป็นไปอย่างถูกต้อง ไม่มี ข้อมูลหายหรือข้อมูลซ้ำ อันเนื่องมาจากสัญญาณรบกวนในสายอาจจะทำให้เฟรมข้อมูลหายไปได้จึงอาจต้องมีการส่งเฟรมเดิมไปใหม่หลายครั้ง ซึ่งก็อาจทำให้ฝั่งรับได้รับเฟรมเดิม- ควบคุมการไหลของข้อมูล (flow control) โดยไม่ให้ฝั่งส่ง ๆ ข้อมูลเร็วเกินไปจนฝั่งรับนำข้อมูลที่รับเข้ามาส่งให้แก่ระดับชั้นเน็ตเวริร์กไม่ทันทำให้ข้อมูลที่เข้ามาใหม่ ทับข้อมูลเดิมที่อยู่ในบัฟเฟอร์ของระดับชั้นดาต้าลิงก์ฝั่งรับ ซึ่งทำให้ข้อมูลเสียหายได้ - กำหนดวิธีการในการส่งข้อมูลระหว่างโหนดที่ติดกันทั้งในกรณีของการส่งแบบ ซิมเพล็กซ์ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ และฟูลดูเพล็กซ์  ระดับชั้นเน็ตเวิร์ก สาระสำคัญของระดับชั้นเน็ตเวิร์กคือกำหนดเส้นทางการส่งข้อมูลผ่านโหนดต่างๆของเครือข่ายจากต้นทาง ให้ถึงปลายทางได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว ซึ่งวิธีการกำหนดเส้นทางเดินของข้อมูลอาจจะเป็นลักษณะที่ทุก ๆ แพ็กเกตของข้อมูลชุดเดียวกันถูกส่งผ่านโหนดต่าง ตามเส้นทางเดียวกันเส้นทางใดเส้นทางหนึ่ง หรือเป็นลักษณะที่แต่ละแพ็กเกตถูกส่งผ่านโหนดของเส้นทางที่แตกต่างกันไปแล้วค่อยไปรวมกันใหม่ ที่ปลายทาง ขึ้นอยู่กับว่าเส้นทางใดที่จะสามารพส่งแพ็กเกตให้ถึงปลายทางได้เร็วที่สุด นอกจากนั้นหากในเครือข่ายมีแพ็กเกตจำนวนมากอาจทำให้เกิดการ ติดขัดของการส่งข้อมูล (congestion) จึงเป็นหน้าที่ของระดับชั้นเน็ตเวิร์กที่ต้องแก้ไขปัญหาเหล่านี้  ระดับชั้นทรานสปอร์ต สาระสำคัญของระดับชั้นทรานสปอร์ตคือ การควบคุมการส่งข้อมูลของผู้ใช้ต้นทางหรือกระบวนการประมวลผล ของโฮสต์ต้นทาง ระดับชั้นทรานสปอร์ตมีการทำงานคล้ายกับบริษัท Shipping ซึ่งจะคอยดูแลการขนส่งสินค้า จากต้นทางไปยังปลายทางได้ถูกต้องครบถ้วนตามเวลาที่กำหนดแต่จะไม่ได้เป็นผู้ที่ทำการขนส่งสินค้าเองหน้าที่การขนส่งสินค้าเป็นหน้าที่ของบริษัทขนส่งนอกจากนี้ในระดับชั้นทรานสปอร์ตยังมีหน้าที่ดูแลความสามารถในการส่งข้อมูลของผู้ใช้ในกรณีที่ชนิดรูปแบบและเทคโนโลยีของการส่งข้อมูลของเครือข่ายสื่อสารเปลี่ยนไปก็เป็นหน้าที่ของระดับชั้นทรานสปอร์ตในการกันผู้ใช้จากการเปลี่ยนแปลงไปนั้นทำให้ผู้ใช้สามารถส่งข้อมูล ได้ดังเดิมในOSI ถือได้ว่าตั้งแต่ระดับชั้นทรานสปอร์ตลงมานั้นเป็นระดับชั้นต่ำ(LowerLayer)ทำหน้าที่หลักในการสื่อสารส่งข้อมูลจากต้นทางถึงปลายทางให้ได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพ ส่วนตั้งแต่ระดับชั้นเซสชันระดับชั้นพรีเซนเตชันและระดับชั้นแอปพลิเคชันถูกจัดว่าเป็นระดับชั้นที่สูง (upper layer) ซึ่งทำหน้าที่ให้บริการความสะดวกสบายต่าง ๆ แก่ผู้ใช้ หรือแก่โปรแกรมประยุกต์ โดยผู้ใช้แต่ละราย ระดับชั้นเซสชัน มีหน้าที่ให้บริการแก่ผู้ใช้ในการสร้างเซสชัน (session) ของการติดต่อระหว่างเครื่องและยกเลิกเซสชัน ของการติดต่อสื่อสาร ตัวอย่างของการสร้างเซสชันของการติดต่อ เช่น การสร้าง เซสชันเพื่อใช้ในการ Log in ของเครื่อง Client เข้าสู่เครื่อง Server หรือในการโอนย้ายไฟล์ข้อมูลระหว่างเครื่องเมือมีการสร้างเซสชัน ของการติดต่อแล้วระดับชั้นเซสชันจะใช้บริการของระดับชั้นทรานสปอร์ตในการติดต่อส่งข้อมูลจากต้นทางถึงปลายทาง และเมื่อเลิกเซสชันของการติดต่อแล้ว การติดต่อส่งข้อมูลในระดับชั้นทรานสปอร์ตก็จะถูกยกเลิกไปด้วย ดังแสดงในรูป (ก) แต่ในบางกรณี เช่น การจองตั๋วรถไฟ เมื่อมีการจองตั๋วแต่ละครั้งจะมีการสร้างเซสชันของการติดต่อระหว่าง Clientที่สถานีย่อยกับServerของสำนักงานใหญ่เมื่อจองตั๋วเสร็จแล้วเซสชันจะถูกยกเลิกไปแต่ก็ไม่มีความจำเป็น ต้องยกเลิกการติดต่อในระดับชั้นทรานสปอร์ตเพราะแน่นอนว่าจะมีการติดต่อมาเพื่อใช้Server ที่สำนักงานใหญ่อีกภายในไม่กี่นาที ซึ่งรูปแบบของการติดต่อเช่นนี้แสดงได้ดังในรูป (ข) แสดงการติดต่อของระดับชั้นเซสชันซึ่งสัมพันธ์กับการติดต่อในระดับชั้นทรานสปอร์ตนอกจากนั้นในการการโอนย้ายไฟล์ หรือการส่งแฟ้มข้อมูลไปพิมพ์ ณ ที่ไกลออกไป (Remote Printing) หากการส่งข้อมูลโดยระดับชั้นทรานสปอร์ตทำได้ถูกต้องและข้อมูลนี้ถูกนำไปพิมพ์ แต่ในระหว่างการพิมพ์นั้น เครื่องพิมพ์เกิดขัดข้องทำให้ข้อมูลบางส่วนหายไประดับชั้นเซสชันจะมีหน้าที่ในการแก้ปัญหานี้โดยให้มีการซิงโครไนเซชันของการส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้ทั้งสองฝั่งโดยที่ระดับชั้นเซสชันจะยอมให้ผู้ใช้แบ่งข้อความออกมาเป็นหน้าๆ และใส่จุดซิงโครไนเซชันระหว่างแต่ละหน้า ด้วยวิธีเช่นนี้เมื่อเกิดปัญหาที่หน้าใด ระบบก็สามารถปรับ (reset) สภาวะของการติดต่อส่งข้อมูลให้กลับไปยังจุดซิงโครไนเซชันก่อนหน้า และทำการส่ง ข้อมูลต่อจากจุดซิงโครไนเซชันนั้น แสดงตัวอย่างกานใส่จุดซิงโครไนเซชัน ระดับชั้นพรีเซนเตชัน ระดับชั้นพีเซนเตชันทำหน้าที่เกี่ยวกับการคงไว้ซึ่งความหมายของข้อมูลที่ส่งเมื่อผู้ส่งได้ส่งข้อมูลที่มีความหมายอย่างไร ผู้รับต้องได้รับข้อมูลซึ่งมีความหมายอย่างเดียวกันนั้น ทั้งนี้เนื่อง จากคอมพิวเตอร์ต่างชนิดกันจะมีรูปแบบของการแทนค่าข้อมูลภายในเครื่องแตกต่างกันเช่น เครื่องเมนเฟรมของไอบีเอ็มจะใช้รหัส EBCDICแทนค่าตัวอักษร ในขณะที่คอมพิวเตอร์อื่นๆ  ใช้ รหัสแอสกี นอกจากนั้นไมโครคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ใช้ 2's complement สำหรับนับจำนวน ตัวเลข (integer) 16 บิต แต่เครื่อง CDC Cybers ใช้จำนวนบิต 60 บิต 1's complement สำหรับจำนวนตัวเลข จึงเป็นหน้าที่ของระดับชั้นพรีเซนเตชันในการแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมในการส่ง ข้อมูล นอกจากนั้นระดับชั้นพรีเซนเตชันยัง ทำหน้าที่อื่นๆ อีกเช่น - ทำหน้าที่ในการอัดข้อมูล (data compression) ทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายในการส่ง  ข้อมูลลงไปได้มาก - ป้องกันข้อมูลไม่ให้ถูกอ่านหรือแก้ไขโดยบุคคลที่ไม่ได้รับอนุญาต - ตรวจพิสูจน์ว่าผู้ที่ส่งข้อมูลนั้นเป็นผู้ส่งจริงหรือไม่ ซึ่งใช้หลักการของการเข้ารหัสลับข้อมูล  (encryption)  ระดับชั้นแอปพลิเคชั่น หน้าที่สำคัญของระดับชั้นนี้คือการให้บริการโปรแกรมประยุกติต่างๆที่ใช้ในระบบ เครือข่าย เช่น การส่งแฟ้มข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ต่างนอกจากนี้ระดับชั้นแอปพลิเคชันยังมีหน้าที่จัดการโปรแกรมประยุกต์ที่ทำงานบนโฮสต์ให้สามารถทำงานได้กับเทอร์มินัลชนิดต่าง ๆ ได้ เนื่องจากปกติแล้วเทอร์มินัลแต่ละชนิดจะมีการใช้ตัวอักษรในการควบคุมหน้าจอ (control characters) แตกต่างกันออกไป สถาปัตยกรรมเครือข่าย TCP/IP (TCP/IP Architecture) TCP/IP เริ่มมาจากการศึกษาวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐเมริกา (DoD,U.S.DepartmentofDefense)โดยช่วงแรกมีเป้าหมายในการเชื่อมโยงข้อมูลระหว่างมหาวิทยาลัยต่างๆตลอดจนหน่วยงานของรัฐโดยการใช้สายเช่าโทรศัพท์ในการเชื่อมโยงของเครือข่ายและให้บริการส่งข้อมูลซึ่งเป็นการให้บริการแบบ Connection-oriented และเรียกเครือข่ายนี้ว่าอาร์พาเน็ต (ARPANET) ต่อมาเมื่อมีการขยายเครือข่ายใช้งานกันแพร่หลายมากขึ้น ทำให้มีความจำเป็นในการกำหนดเป็นสถาปัตยกรรมเครือข่าย เพื่อให้สามารถบริการส่งข้อมูลผ่าน เครือข่ายได้ทั้งแบบConnection-oriented และ Connectionless ซึ่งสถาปัตยกรรมนี้เรียกกันทั่วไป ว่า ตัวแบบTCP/IP (TCP/IP Reference Model) ตามโปรโตคอล TCP (Transmission Control Protocol)ในระดับชั้นทรานสปอร์ตและโปรโตคอลIP(InternetProtocol)ในระดับชั้นเน็ตเวิร์กซึ่งเป็นโปรโตคอลสำคัญของสถาปัตยกรรมเครือข่ายนี้ตัวแบบTCP/IPเมื่อเปรียบเทียบกับตัวOSIได้แสดงดังรูป ในที่นี้จะอธิบายโดยสังเขปถึงเนื้อหาสาระของระดับชั้นต่าง ๆ ของตัวแบบนี้ แสดงตัวแบบ TCP/IP และตัวแบบ OSI ระดับชั้นโฮสต์-ทู-เน็ตเวิร์ก (Host-to-network) ในระดับชั้นนี้สาระสำคัญเพียงแต่ระบุว่าโฮสต์จะต้องติดต่อเข้ากับเครือข่ายโดยอาศัย โปรโตคอลอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อที่จะส่งแพ็กเกตผ่านเครือข่ายไปได้ในการที่ตัวแบบ TCP/IP ไม่กำหนดโปรโตคอลที่ใช้ในการติดต่อระหว่างโฮสต์กับเครือข่ายนั้น ทำให้ตัวแบบ TCP/IP สามารถใช้งานได้ดีทั้งกับแลนและแวน แต่อย่างไรก็ตามมีผู้ออกแบบ โปรโตคอลเพื่อใช้ในการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้เข้าสู่อินเทอร์เน็ต เช่น โปรโตคอน SLIP (Serial Line IP)และโปรโตคอล PPP (Point-to-Point Protocol) เป็นต้น ระดับชั้นอินเทอร์เน็ต สาระสำคัญของระดับชั้นอินเตอร์เน็ตนี้เป็นการหาเส้นทางส่งข้อมูล (routing) ในการส่ง ข้อมูลจากโฮสต์ต้นทางให้ถึงโฮสต์ปลายทางได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพซึ่งคล้ายกับสาระสำคัญของระดับชั้นเน็ตเวิร์กของ ISO ในระดับชั้นนี้จะมีโปรโตคอลที่ถูกออกแบบมาให้บริการส่งข้อมูลแบบConnectionlessโดยโฮสต์ต้นทางสามารถส่งแพ็กเกตข้อมูลเข้าไปในเครือข่ายใดๆได้แล้วโปรโตคอนนี้จะส่งแพ็กเกตผ่านเครือข่ายต่างๆไปถึงปลายทางโดยที่แต่ละแพ็กเกตจะถูกส่งอย่างอิสระจากกันและกันกล่าวคืออาจจะผ่านเส้นทางแตกต่างกันและเมื่อไปถึงปลายทางอาจจะมีลำดับที่แตกต่างจากตอนส่งก็ได้ ซึ่งก็ต้องเป็นหน้าที่ของระดับชั้นทรานสปอร์ต(ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในเครื่องโฮลต์)ในการควบคุม ความผิดพลาดของการส่งข้อมูล ระดับชั้นทรานสปอร์ต ระดับชั้นทรานสปอร์ตของตัวแบบ TCP/IP ถูกออกแบบมาให้ทำหน้าที่ควบคุมการส่ง ข้อมูลระหว่างโฮสต์ปลายทางทั้งสอง ซึ่งก็คล้ายกับหน้าที่ของระดับชั้นทราน สปอร์ตของตัวแบบ ISO ในระดับชั้นทรานสปอร์ตของ TCP/IP มีโปรโตคอลที่ถูกใช้ 2 ตัว โปรโตคอลแรกคือ TCP ซึ่งให้บริการส่งข้อมูลเป็นแบบ Connection oriented กล่าวคือควบคุมให้ฝั่งส่งและฝั่งส่งและฝั่งรับสามารถส่งข้อมูลแบบ Byte stream ผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้อย่างถูกต้อง โดยที่ TCPจะแบ่ง ข้อมูลที่ได้รับมาจาหระดับชั้นบนออกเป็นบล็อกที่เหมาะสมกับการส่งผ่านเครือข่าย และส่งข้อมูลไปยังระดับชั้นอินเทอร์เน็ตส่วน TCP ปลายทางจะรวบรวมบล็อกข้อมูลที่ได้รับมาและส่งไบต์ ข้อมูลที่ถูกต้องให้แก่ระดับชั้นข้างบน หรับโปรโตคอลแบบที่สองคือ UDP(UserDatagramProtocol) ซึ่งให้บริการส่งข้อมูลแบบConnectionless โดนไม่เน้นความถูกต้องของลำดับของข้อมูลโปรโตคอลนี้จะเหมาะสำหรับงานประยุกต์ที่ต้องการความเร็วของการส่งข้อมูลมากกว่าความถูกต้องของข้อมูล เช่นการส่งข้อมูลเสียงหรือข้อมูลภาพเคลื่อนไหวนอกจากนั้นยังใช้สำหรับงานประยุกต์แบบถามตอบข้อมูล (request-reply) และงานประยุกต์ที่ต้องการแพร่กระจายข้อมูลไปยัง ผู้ใช้หลายคนพร้อมกัน   แสดงตัวอย่างโปรโตคอลและเครือข่ายภายในตัวแบบ TCP/IP ระดับชั้นแอปพลิเคชัน ในระดับแอปพลิเคชันมีโปรโตคอลที่ผู้ใช้หรือโปรแกรมประยุกต์สามารถใช้บริการได้หลายชนิด เช่น-Telnet ซึ่งเป็นโปรโตคอลสำหรับเทอร์มินัลเสมือนโดยทำให้ผู้ใช้สามารถใช้คอมพิวเตอร์ที่อยู่ไกลออกไปและแสดงผลลัพธ์ของตนเองในการที่จะเข้าไปใช้งาน(login)เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ไกลออกไปและแสดงผลลัพธ์บนหน้าจอเครื่องตนเอง - FTP (File Transfer Protocol) ซึ่งบริการส่งแฟ้มข้มูลจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งอย่างมีประสิทธิภาพ - SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) ซึ่งใช้ส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ผ่าน อินเทอร์เน็ต - DNS (Domain Name  System) ซึ่งช่วยเปลี่ยนชื่อของเครื่องโฮสต์ (เช่น cs.yale.edu) ให้เป็นไอพีแอดเดรส(IP address)ที่ใช้ในการส่งข้อมูลในอินเทอร์เน็ต - HTTP (HypirText Transfer Protocol) ซึ่งใช้ในการดึงข้อมูลจากเว็บไซต์บนเวิลด์ไวด์เว็บ เป็นต้น

สรุป

     การเชื่อมต่อสายสัญญาณสามารถทำได้หลายวิธี  ทำให้เกิดรูปแบบของระบบเครือข่ายขึ้นหลายแบบ  รูปร่างของระบบเครือข่ายที่แตกต่างกันนี้เรียกว่า  สถาปัตยกรรมระบบเครือข่าย (Network  Architecture)  หรือโทโปโลยี (Topology)  รูปแบบการเชื่อมต่อในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันมี 4 รูปแบบหลัก คือ การเชื่อมต่อแบบบัส (Bus  Topology)  การเชื่อมต่อแบบวงแหวน (Ring  Topology)  การเชื่อมต่อแบบดวงดาว (Star  Topology)  และการเชื่อมต่อแบบผสม (Mixed  Topology)

     การออกแบบระบบเครือข่ายแบบต่างๆ  ต้องมีมาตรฐานที่จะเป็นแนวทางในการเลือกใช้อุปกรณ์เครือข่าย ซึ่งมีหลายองค์กรมาตรฐาน เช่น สถาบันมาตรฐานแห่งชาติแห่งสหรัฐอเมริกา (American National Standards Institute : ANSI), Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE), International Standards Organization (ISO)  ซึ่งมีการร่วมกันในการจัดมาตรฐานต่างๆ เช่น ISO ร่วมกับ ANSI พัฒนาOSI Model (Open Systems Interconnection Model)  ซึ่งแบ่งออกเป็น 7 ระดับชั้น คือ

                              1. ระดับชั้นฟิสิคัล (Physical layer)

                              2. ระดับชั้นดาต้าลิงก์ (Data link layer)

                              3. ระดับชั้นเน็ตเวิร์ก (Network  layer)

                              4. ระดับชั้นทรานสปอร์ต (Transport  layer)

                              5. ระดับชั้นเซสชัน (Session  laye)r

                              6. ระดับชั้นพรีเซนเตชัน (Presentation  layer)

                              7. ระดับชั้นแอปพลิเคชั่น (Application  layer)

                     สถาปัตยกรรมเครือข่าย TCP/IP จะต่างจาก OSI คือมีการแบ่งออกเป็น 4 ระดับชั้น คือ

                              1. ระดับชั้นโฮสต์-ทู-เน็ตเวิร์ก Host-to-Network

                              2. ระดับชั้นอินเทอร์เน็ต (Internet  layer)

                              3. ระดับชั้นทรานสปอร์ต (Transport  layer)

                              4. ระดับชั้นแอปพลิเคชัน (Application  layer)