OSI model layer 1–2 (Physical Layer,Data link Layer)

ในบทความนี้ จะเป็นการอธิบายการทำงาน OSI Model 7 Layerโดยผมจะเริ่มนับจากเลเยอร์ข้างล่างขึ้นไปข้างบนนะครับ โดยบทความนี้จะเน้นไปที่การอธิบาย Hub กับ Switch นะครับ มาเริ่มกันเลยยยยยย!!!!

Layer 1 : Physical layer

ในเลเยอร์เนี้ย จะเกี่ยวกับการเชื่อมต่อของ Device พวกสาย ไฟเบอร์,เคเบิ้ล หรืออะไรก็แล้วแต่ที่เป็นสายไว้ต่อกับอุปกรณ์เครื่องอื่น หลักการทำงานของเลเยอร์นี้ก็คือ มันจะแปลง เฟรม หรืออะไรก็แล้วแต่ ที่มาจากเลเยอร์ข้างบน ให้เป็นกระแสไฟฟ้า เพื่อส่งไปให้กับอีกเครื่องนึง
อาจเกิดคำถามขึ้นว่า เอ๊ะ แล้ว Wifi เนี้ย ไม่อยู่ในเลเยอร์นี้หรอ คำตอบคือ มันอยู่ในเลเยอร์นี้ละครับ เพียงแต่มันไม่ได้แปลงข้อมูลให้เป็นกระแสไฟฟ้า แต่มันเป็นอากาศธาตุมองไม่เห็นเลย แต่สุดท้ายพอมาเข้าเครื่องรับแล้วมันก็จะกลายเป็นกระแสไฟฟ้าอยู่ดี เพราะหน้าที่ของ Layer นี้คือทำการแปลงข้อมูลให้สามารถส่งถึงกันได้แม้อุปกรณ์คนละตัวก้น

โดยใน Layer นี้นะครับให้นึกถึง Hub (เก่าแก่มากกกก) ซึ่งเป็นเครื่องมือในการคุยกันของคอมพิวเตอร์สมัยก่อน (สมัยนี้น่าจะหายากมากแล้ว)

จากรูปข้างบนนะครับ จะเป็นการทำงานของ hub ก็คือเนื่องจาก Layer นี้ยังไม่รู้จักการหาเส้นทางหรืออะไร เวลาคอมตัวข้างบน ต้องการจะส่งข้อมูลไปให้คอมตัวที่ 3 (นับจากซ้ายไปขวา) Hub ก็จะทำการทำสำเนาข้อมูล และส่งข้อมูลไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่ต่อกัน โดยจะเห็นได้ว่า คอมทุกเครื่องจะได้ข้อมูลหมดเลย แล้วถ้าใครไม่เอาก็โยนทิ้งกันเอาเอง นับว่าเป็นการส่งข้อมูลแบบอึดทึกทนมาก ๆ

นอกจากนี้ การส่งข้อมูลของ Hub ยังเป็นการส่งข้อมูลแบบ One way คือจะเป็นการส่งข้อมูลแบบทางเดียว แบบส่งก็ส่ง รับก็รับ (ง่ายๆก็คือห้ามส่งสวนทางกันนั้นเอง)

ปัญหาที่เกิดขึ้นก็คือ ถ้าคอมเครื่อง 1 ต้องการคุยกับคอมเครื่อง 2 คอมเครื่อง 2 ต้องการคุยกับคอมเครื่อง 3 มันจะทำให้การส่งข้อมูลชนกัน ทำให้ข้อมูลสูญหายไป แล้วต้องทำการส่งใหม่เรื่อยๆ

ท่านผู้อ่านคงจะเห็นปัญหาแล้วใช่มั้ยครับ ลองจินตนาการดู ถ้าหากว่ามีคอมมากกว่านี้ที่ต่อเข้ากับ Hub ล่ะจะเกิดอะไรขึ้น ????

คอมมันก็จะคุยกันไม่ได้เลยใช่มั้ยละ ปัญหาที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า “Domain Collision”
หรือก็คือ ภาษาบ้านๆ การชนกันของข้อมูลทำให้คอมแต่ละเครื่องคุยกันไม่รู้เรื่องสักที

แล้วทำไม Hub ไม่ส่งข้อมูลโดยระบุเป้าหมายละ???
อย่าลืมนะครับว่าใน Layer ที่ 1 นี้ อุปกรณ์ยังไม่สามารถระบุเป้าหมายได้ จึงทำได้เพียงส่งข้อมูลให้ทุกคนแล้วใครเอาไม่เอาก็เรื่องของเขา (ในข้อมูลที่ส่งไปก็ระบุอยู่ว่าส่งหาใคร แต่มันส่งหาเลยไม่ได้ต้องส่งให้ทุกคนอยู่ดี)

แล้วเขาจะแก้ปัญหานี้อย่างไรละ จึงเป็นที่มาและเกิด Layer 2 ขึ้นมานั้นเอง

Layer 2 : Data link Layer

ใน Layer ที่ 2 นี้จะเป็นการส่งข้อมูลแบบ ระบุปลายทางได้ มันคืออะไรหรอ?
มันเป็นการ encapsulate ห่อข้อมูลเอาไว้ (หลักการของ OSI Model คือจะทำการห่อข้อมูลจาก Layer ข้างบนให้ลงมาสู่ Layer ข้างล่างเป็นชั้นๆ แล้วเมื่อส่งไปให้อีกฝ่ายนึง ก็จะทำการแกะทีละชั้นๆ ขึ้นไป )
จากนั้นทำการระบุต้นทางกับปลายทาง เพื่อที่จะไปให้ถึงปลายทางได้ ทำมาแก้ไขปัญหาของ Hub ใน Layer ที่ 1 นั้นเอง

ตัวอย่างการทำงานใน Layer นี้คือ Switch เป็นอุปกรณ์ที่เอามาใช้แทน Hub หลักการทำงานของ Switch คือ ในการจะส่งข้อมูลแต่ละรอบ Switch จะทำการ “Broadcast” ออกไป เพื่อที่จะทราบว่า Mac address ของเครื่องที่เราต้องการสื่อสารอยู่ Port ไหน จากนั้นถึงทำการส่งข้อมูลผ่าน Port นั้นไป วิธีการนี้จะช่วยให้ลดการเกิดปัญหา Domain Collision ใน Hub ได้

นอกจากนี้แล้ว Switch ยังมีการส่งข้อมูลแบบ Two way หรือก็คือข้อมูลไม่ชนกัน จะไปหรือกลับก็แยกออกจากกัน ทำให้การส่งข้อมูลแต่ละครั้งนั้น ทำได้โดยไม่ต้องรอฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งส่งข้อมูลเสร็จ

ซึ่งข้อมูลที่ส่งกันของ Switch เนี้ยใน Layer นี้เรียกว่า Frame ใน Frame ก็จะมีฟิลด์ต่างๆยิบย่อยอยู่ ถ้าผู้อ่านสนใจสามารถไปหาอ่านได้ แต่สิ่งที่น่าสนใจก็คือ ใน Header Frame นี้จะมีการใส่ Mac address ของ ต้นทางและปลายทางเอาไว้ ทำให้สามารถส่งข้อมูลไปถึงยังปลายทางได้นั้นเอง

สรุปนะครับ
Layer 1 เนี้ยจะทำการส่งข้อมูลที่ได้จาก Layer 2 เฉยๆ โดยที่ไม่สามารถระบุปลายทางได้ ส่วน Layer 2 จะทำการระบุปลายทางของเครื่องที่จะส่งได้
Hub อยู่ใน Layer 1 จึงต้องส่งข้อมูลโดยการทำสำเนาไปให้กับทุกเครื่อง
Switch อยู่ใน Layer 2 จะทำการระบุต้นทางและปลายทางก่อนที่จะส่งข้อมูลไป โดย ทำการ Broadcast เพื่อหาปลายทางว่าต้องส่งผ่าน Port ไหนจึงส่งข้อมูลผ่าน Port นั้นไปยังปลายทางได้เครื่องเดียว