โมเดล OSI — อธิบาย 7 เลเยอร์

โมเดล OSI เป็นโมเดลอ้างอิงแบบ 7 เลเยอร์สำหรับการสื่อสารเครือข่าย พูดง่ายๆ คือมันแบ่งงานใหญ่หนึ่งงาน คือการย้ายข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง ออกเป็นงานย่อยๆ เพื่อให้คุณเข้าใจได้ว่าแต่ละส่วนของระบบกำลังทำอะไรอยู่

วิธีคิดที่เร็วที่สุดคือแบบนี้: เลเยอร์ด้านบนจะใกล้กับซอฟต์แวร์มากกว่า และเลเยอร์ด้านล่างจะใกล้กับการส่งข้อมูลจริงมากกว่า จึงทำให้โมเดลนี้มีประโยชน์ทั้งในการเรียนรู้และการแก้ปัญหา สายเคเบิลเสีย ปัญหาการกำหนดเส้นทาง และปัญหาระดับเบราว์เซอร์ ไม่ได้อยู่ในเลเยอร์เดียวกัน

ภาพรวมเลเยอร์ของโมเดล OSI

จากบนลงล่าง เลเยอร์ของ OSI คือ:

7. Application
8. Presentation
9. Session
10. Transport
11. Network
12. Data Link
13. Physical

คุณจะอ่านจากล่างขึ้นบนก็ได้เช่นกัน เมื่อต้องการคิดว่าสัญญาณดิบกลายเป็นข้อมูลที่ใช้งานได้อย่างไร

แต่ละเลเยอร์ของ OSI ทำหน้าที่อะไร

เลเยอร์ 7: Application

เลเยอร์นี้ใกล้กับผู้ใช้มากที่สุด ครอบคลุมบริการเครือข่ายที่ซอฟต์แวร์ใช้งาน เช่น การท่องเว็บ อีเมล หรือการโอนไฟล์

แนวคิดสำคัญคือ “จุดประสงค์” เลเยอร์นี้เกี่ยวกับสิ่งที่ซอฟต์แวร์พยายามจะทำ ไม่ใช่ว่าบิตเคลื่อนที่อย่างไร

เลเยอร์ 6: Presentation

เลเยอร์นี้เกี่ยวกับวิธีแทนข้อมูล ตัวอย่างทั่วไปได้แก่ การแปลงรูปแบบ การเข้ารหัส และการบีบอัด

ในระบบจริง งานเหล่านี้มักถูกจัดการภายในแอปพลิเคชันหรือไลบรารี มากกว่าจะอยู่ในโมดูลที่แยกชัดเจน

เลเยอร์ 5: Session

เลเยอร์เซสชันเกี่ยวกับการเริ่มต้น จัดการ และสิ้นสุดเซสชันการสื่อสารระหว่างระบบ

ระบบสมัยใหม่จำนวนมากไม่ได้แสดงส่วนนี้เป็นกล่องแยกต่างหาก แต่แนวคิดนี้ยังมีประโยชน์เมื่อคุณคิดว่าทั้งสองฝั่งรักษาการสื่อสารต่อเนื่องกันอย่างไร

เลเยอร์ 4: Transport

เลเยอร์นี้จัดการการส่งข้อมูลแบบต้นทางถึงปลายทางระหว่างโฮสต์ ตรงนี้มักใช้พูดถึงแนวคิดอย่างการแบ่งส่วนข้อมูล ความเชื่อถือได้ ลำดับการส่ง การควบคุมการไหล และหมายเลขพอร์ต

TCP เป็นตัวอย่างคลาสสิกของเลเยอร์ขนส่ง ส่วน UDP ก็อยู่ในเลเยอร์นี้เช่นกัน เมื่อความหน่วงต่ำและภาระงานน้อยสำคัญกว่าการรับประกันการส่งถึง

เลเยอร์ 3: Network

เลเยอร์เครือข่ายรับผิดชอบการย้ายข้อมูลระหว่างเครือข่ายต่างๆ การกำหนดเส้นทางและการกำหนดที่อยู่เชิงตรรกะอยู่ในเลเยอร์นี้

ถ้าแพ็กเก็ตต้องผ่านเราเตอร์หลายตัวเพื่อไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง นี่มักเป็นเลเยอร์แรกที่คุณควรตรวจสอบ

เลเยอร์ 2: Data Link

เลเยอร์นี้จัดการการส่งข้อมูลผ่านลิงก์ท้องถิ่นหนึ่งลิงก์ มันเกี่ยวข้องกับการจัดเฟรมและการกำหนดที่อยู่ระดับลิงก์บนเซกเมนต์เครือข่ายท้องถิ่นนั้น

ความต่างที่มีประโยชน์คือ: เลเยอร์ 3 พาข้อมูลข้ามเครือข่าย ส่วนเลเยอร์ 2 พาข้อมูลข้ามลิงก์ท้องถิ่นหนึ่งลิงก์

เลเยอร์ 1: Physical

เลเยอร์กายภาพคือการส่งบิตดิบจริงๆ ในรูปของสัญญาณไฟฟ้า แสง หรือคลื่นวิทยุ

สายเคเบิล ขั้วต่อ แรงดันไฟฟ้า จังหวะเวลา ไฟเบอร์ และสัญญาณไร้สาย อยู่ในเลเยอร์นี้

ตัวอย่างที่ชัดเจนหนึ่งอย่างของโมเดล OSI

สมมติว่าคุณพิมพ์ที่อยู่เว็บไซต์ลงในเบราว์เซอร์แล้วกด Enter นี่คือสิ่งที่โมเดล OSI ช่วยให้คุณสังเกตเห็น

ที่เลเยอร์ 7 เบราว์เซอร์ร้องขอหน้าเว็บ ที่เลเยอร์ 6 และ 5 ข้อมูลอาจถูกเข้ารหัส แปลงรูปแบบ หรือถูกจัดการเป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารที่กำลังดำเนินอยู่ ขึ้นอยู่กับว่าระบบถูกออกแบบอย่างไร

ที่เลเยอร์ 4 ข้อมูลถูกจัดการเพื่อการส่งแบบต้นทางถึงปลายทาง ที่เลเยอร์ 3 ระบบตัดสินใจว่าจะกำหนดเส้นทางข้ามเครือข่ายอย่างไร ที่เลเยอร์ 2 อุปกรณ์แต่ละตัวส่งเฟรมผ่านลิงก์ท้องถิ่นของตน ที่เลเยอร์ 1 เฟรมเหล่านั้นกลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า แสง หรือคลื่นวิทยุ

ฝั่งผู้รับ กระบวนการจะย้อนกลับ สัญญาณเข้ามาจากด้านล่างแล้วเคลื่อนกลับขึ้นไปจนเบราว์เซอร์สามารถแสดงหน้าเว็บได้

นี่ไม่ได้หมายความว่าสแตกเครือข่ายจริงทุกแบบจะมีบล็อกซอฟต์แวร์ 7 ส่วนที่แยกกันอย่างเรียบร้อย แต่มันหมายความว่าโมเดลนี้ให้แผนที่ความคิดที่ชัดเจนของงานทั้งหมด

ทำไมโมเดล OSI ยังมีประโยชน์อยู่

โมเดล OSI ยังถูกสอนอยู่เพราะมันอธิบายพฤติกรรมของเครือข่ายได้ชัดเจน มันช่วยให้นักเรียนและวิศวกรแยกปัญหาคนละประเภทที่ไม่เช่นนั้นอาจปะปนกันได้

มันยังใช้ได้จริงในการแก้ปัญหาอีกด้วย ถ้าโฮสต์ไม่มีไฟลิงก์ คุณจะเริ่มดูใกล้กับเลเยอร์กายภาพ ถ้าอุปกรณ์บนสวิตช์เดียวกันสื่อสารกันไม่ได้ คุณจะตรวจปัญหาระดับดาต้าลิงก์ ถ้า IP เชื่อมต่อได้แต่บริการยังล้มเหลว คุณก็ไล่ขึ้นไปยังเลเยอร์ที่สูงกว่า

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยกับโมเดล OSI แบบ 7 เลเยอร์

สับสนระหว่างโมเดล OSI กับโมเดล TCP/IP

ทั้งสองเกี่ยวข้องกัน แต่ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน โมเดล OSI มี 7 เลเยอร์และส่วนใหญ่เป็นโมเดลอ้างอิง ส่วน TCP/IP เป็นชุดโพรโทคอลที่ใช้จริง และมักอธิบายด้วยจำนวนเลเยอร์ที่น้อยกว่า

มองว่าทั้ง 7 เลเยอร์เป็นโมดูลซอฟต์แวร์แยกกันในทุกระบบ

ระบบจริงส่วนใหญ่ไม่ได้เป็นแบบนั้น บางเลเยอร์ถูกรวมเข้าด้วยกัน ถูกซ่อนไว้ หรือถูกทำงานร่วมกันผ่านไลบรารี ระบบปฏิบัติการ เฟิร์มแวร์ และฮาร์ดแวร์

สับสนหน้าที่ของเลเยอร์ Network กับ Data Link

นี่เป็นหนึ่งในข้อผิดพลาดที่ผู้เริ่มต้นเจอบ่อยที่สุด เลเยอร์เครือข่ายเกี่ยวกับการย้ายข้อมูลระหว่างเครือข่าย ส่วนเลเยอร์ดาต้าลิงก์เกี่ยวกับการย้ายข้อมูลผ่านลิงก์ท้องถิ่นหนึ่งลิงก์

ท่องจำชื่อโดยไม่ถามว่าแต่ละเลเยอร์แก้ปัญหาอะไร

ถ้าคุณจำแค่รายชื่อ โมเดลนี้จะดูเหมือนตั้งขึ้นมาแบบไม่มีเหตุผล มันจะเข้าใจง่ายขึ้นมากเมื่อคุณเชื่อมแต่ละเลเยอร์เข้ากับงานเฉพาะอย่าง

โมเดล OSI ถูกใช้เมื่อไร

โมเดล OSI ส่วนใหญ่ใช้ในการสอน เอกสารประกอบ การพูดคุยเรื่องสถาปัตยกรรม และการแก้ปัญหา มันมีประโยชน์เป็นพิเศษเมื่อหลายทีมต้องใช้ภาษาร่วมกันเพื่อระบุว่าความขัดข้องหรือความรับผิดชอบอยู่ตรงไหน

มันมีประโยชน์น้อยลงถ้าคุณใช้มันเป็นแผนที่แบบเคร่งครัดของรายละเอียดการติดตั้งใช้งานทุกอย่างในสแตกสมัยใหม่ ในกรณีนั้น โมเดล TCP/IP หรือแผนภาพสถาปัตยกรรมเฉพาะผลิตภัณฑ์อาจเป็นเครื่องมือที่ดีกว่า

วิธีง่ายๆ ในการจำโมเดล OSI

ให้นึกว่าส่วนบนของโมเดลหมายถึง “ความหมาย” และส่วนล่างหมายถึง “การส่งผ่าน”

ด้านบน ซอฟต์แวร์สนใจเนื้อหา เซสชัน และพฤติกรรมการส่งข้อมูล ด้านล่าง ฮาร์ดแวร์สนใจเฟรม จังหวะเวลา และสัญญาณทางกายภาพ ส่วนเลเยอร์ตรงกลางเชื่อมสองโลกนี้เข้าด้วยกัน

ลองใช้กับตัวอย่างเครือข่ายที่คล้ายกัน

เลือกงานในชีวิตประจำวันหนึ่งอย่าง เช่น การส่งข้อความแชตหรือการสตรีมวิดีโอ แล้วไล่มันผ่านทั้งเจ็ดเลเยอร์ด้วยภาษาง่ายๆ นั่นมักเป็นวิธีที่เร็วที่สุดที่จะทำให้คุณจำโมเดลนี้ได้