Network and Transport Layers(cont) + Network Layer

Subnets and Subnet Masks
- Allow arbitrary complexity of internetworked LANs within organization
- Insulate overall internet from growth of network numbers and routing complexity
- Site looks to rest of internet like single network
- Each LAN assigned subnet number
- Host portion of address partitioned into subnet number and host number
- Local routers route within subnetted network
- Subnet mask indicates which bits are subnet number and which are host number
การใช้ Private Address
- ใช้งานภายในองค์กรเท่านั้น จะต่อออกภายนอกต้องผ่าน NAT
- ไม่ใช่ Global Address, Nonroutable

RFC 1918
- 10.0.0.0-10.255.255.255
- 172.16.0.0-172.31.255.255
- 192.168.0.0-192.168.255.255
ข้อดี : แก้ปัญหา IP ไม่พอ, Security, Adaptability, Flexibility
ข้อเสีย : ในเรื่องการติดต่อสาขา, การรวมบริษัท

เทคนิคการทำงานร่วมกันระหว่าง IPv4 และ IPv6 แบ่งออกเป็น 3 ประเภทด้วยกันคือ
การทำ dual stack เป็นวิธีพื้นฐานที่สุด
ทำงานโดยใช้ IP stack สองอันคือ IPv4 stack และ IPv6 stack ทำงานควบคู่กัน เมื่อใดที่แอพพลิเคชั่นที่ใช้เป็น IPv4 ข้อมูลแพ็กเก็ตก็จะถูกส่งออกผ่านทาง IPv4 stack เมื่อใดที่แอพพลิเคชั่นที่ใช้เป็น IPv6 ข้อมูลแพ็กเก็ตก็จะถูกส่งออกผ่านทาง IPv6 stack การทำ dual stack เป็นทางออกที่ง่ายที่สุดแต่ไม่ใช่ long term solution เนื่องจากยังจำเป็นต้องใช้ IPv4 address ที่โฮสต์หรือเร้าท์เตอร์ที่ใช้ dual stack นั้น

การทำ tunneling
เป็นอีกวิธีที่ใช้กันแพร่หลายเพราะเหมาะสมกับการสื่อสารระหว่างเครือข่าย IPv6 ผ่านเครือข่าย IPv4 การส่งข้อมูลทำได้โดยการ encapsulate IPv6 packet ภายใน IPv4 packet ที่ tunneling gateway ก่อนออกไปยังเครือข่าย IPv4 ที่ปลายทาง ก่อนเข้าไปสู่เครือข่าย IPv6 ก็จะต้องผ่าน tunneling gateway อีกตัวซึ่งทำหน้าที่ decapsulate IPv6 packet และส่งต่อไปยังจุดหมายปลายทาง จะเห็นได้ว่าการทำ tunneling นี้จะใช้ไม่ได้สำหรับการสื่อสารโดยตรงระหว่างเครื่องในเครือข่าย IPv6 และเครื่องในเครือข่าย IPv4

การทำ translation
การทำ translation จะช่วยในการสื่อสารระหว่างเครือข่าย IPv6 และ IPv4 เทคนิคการทำ translation มีสองแบบ แบบแรกคือการแปลที่ end host โดยเพิ่ม translator function เข้าไปใน protocol stack โดยอาจอยู่ที่ network layer,TCP layer, หรือ socket layer ก็ได้ แบบที่สองคือการแปลที่ network device โดยจะต้องใช้ gateway ทำหน้าที่เป็น IPv6-IPv4 และ IPv4-IPv6 translator อยู่ที่ทางออกที่มีการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย IPv6 และ IPv4



Chapter 21: Network Layer

Address Resolution
DNS จะทำหน้าที่เก็บว่า Address ใน Application Layer ตรงกับ IP ใด- ทันทีที่ข้อมูลมาถึงยัง Gateway ที่อยู่ subnet เดียวกับเป้าหมาย TCP/IP Software จะทำหน้าที่ประกาศ IP ที่ต้องการจะสื่อสารด้วย และให้เป้าหมายที่มี IP ดังกล่าว ระบุ MAC Address ตนเองออกมา


ARP (Address Resolution Protocol)
กลไกการทำงานของ ARP
การทำงานของ ARP เป็นเรื่องไม่ซับซ้อน มีเพียง 2 ขั้นตอนเท่านั้นคือ
1. เครื่องที่ต้องการสอบถาม MAC Address ส่ง ARP packet เรียกว่า ARP Request ซึ่งบรรจุ IP , MAC Address ของตนเอง และ IP Address ของเครื่องที่ต้องการทราบ MAC Address ส่วน MAC Address ปลายทางนั้น จะถูกกำหนดเป็น FF:FF:FF:FF:FF:FF ซึ่งเป็น Broardcast Address เพื่อให้ ARP packet ถูกส่งไปยังเครื่องทุกเครื่องที่อยู่ในเน็ตเวิร์คเดียวกัน

2. เฉพาะเครื่องที่มี IP Address ตรงกับที่ระบุใน ARP Packet จะตอบกลับมาด้วย ARP Packet เช่นกัน โดยใส่ MAC Address และ IP Address ของตนเองเป็นผู้ส่ง และใส่ MAC Address และ IP Address ของเครื่องที่ส่งมาเป็นผู้รับ packet ที่ตอบกลับนี้เรียกว่า ARP Reply

Routing
Router มีหน้าที่หลักคือ การเลือกเส้นทางในการส่งแพ็กเกต (path selection) และ การส่งแพ็กเกตไปยังปลายทาง (packet switching) หัวใจหลักของ Router คือการเลือกเส้นทางที่ดีที่สุด
Routing Table ถูกใช้ในการหาการจับคู่ที่ดีที่สุดระหว่าง destination IP และ network address ใน routing table

Routing Protocol : โปรโตคอลเลือกเส้นทาง
โปรโตคอลเลือกเส้นทาง ในการคำนวณและจัดหาเส้นทาง ที่ดีที่สุด ที่เร็วที่สุด ไปสู่ปลายทางในรูปแบบของ Software
- Interior Routing Protocol (โปรโตคอลเกตเวย์ภายใน)
- Exterior Routing Protocol (โปรโตคอลเกตเวย์ภายนอก)

Types of routing
1. การค้นหาเส้นทางจากโหนดศูนย์กลาง (Centralized Routing)
จะกำหนดให้โหนด ซึ่งทำหน้าที่ในการเลือกเส้นทางเดินข้อมูลให้กับโหนดอื่นในระบบเครือข่าย โหนดนี้จะทำหน้าที่เป็นผู้จัดการบริหารเครือข่ายการค้นหาเส้นทาง ซึ่งจะต้องเก็บตารางเส้นทางเดินข้อมูลและจัดการปรับปรุงข้อมูลข่าวสารทั้งหมดที่เกิดขึ้นตลอดเวลา โหนดอื่นที่เหลือจะต้องรายงานข่าวเกี่ยวกับสถานะการทำงานของตนเอง เช่น ปริมาณข้อมูลที่รับเข้ามา ปริมาณข้อมูลที่ส่งออกไปและกระบวนการต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นให้แก่โหนดศูนย์กลางเป็นระยะ ดังนั้นโหนดศูนย์กลางจึงเป็นที่รวบรวมข้อมูลสถานะการทำงานทั้งหมดที่เกิดขึ้นบนระบบเครือข่าย จึงทราบว่าส่วนใดในระบบเครือข่ายที่มีการใช้งานมากหรือน้อยเพียงใดข้อด้อยที่สำคัญของการทำงานแบบศูนย์กลางคือ ถ้าตำแหน่ง (สถานที่ที่ตั้งที่ใช้งานจริง) ของโหนดศูนย์กลางไม่อยู่ตรงกลางระบบแล้ว ข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางและสถานะการทำงานของโหนดที่อยู่อีกฟากหนึ่งจะต้องใช้เวลาพอสมควรกว่าที่จะเดินทางมาถึงโหนดศูนย์กลาง ระยะเวลาที่ช้าเกินไปนี้อาจทำให้ข้อมูลในตารางเส้นทางไม่สอดคล้องกับความเป็นจริงที่เกิดขึ้นอยู่ในขณะนั้น ประสิทธิภาพของระบบเครือข่ายก็จะลดลง ปัญหาที่สำคัญอีกข้อหนึ่งคือ ถ้าโหนดศูนย์กลางเกิดหยุดทำงาน โหนดอื่นในระบบจะไม่สามารถค้นหาเส้นทางได้

2. การค้นหาเส้นทางที่ตัวโหนดเอง (Distributed Routing)
กำหนดให้แต่ละโหนดจัดการเก็บ ตารางเส้นทางไว้ โดยแต่ละโหนดมีหน้าที่ส่งข้อมูลสถานะการทำงาน (เช่นเดียวกับแบบศูนย์กลาง) ไปยังโหนดข้างเคียงของตนเองทุกโหนด ข้อมูลในตารางเส้นทางจึงเป็นเพียงข้อมูลสถานะการทำงานย่อย และเนื่องจากจำนวนโหนดข้างเคียงจะมีอยู่ไม่มากนักทำให้แต่ละโหนดสามารถปรับปรุงข้อมูลให้มีความทันสมัยอยู่ตลอดเวลา การที่โหนดหนึ่งหยุดทำงานก็จะไม่มีผลต่อการค้นหาเส้นทางของโหนดอื่น ในระบบนี้ แม้ว่าจะมีปริมาณข้อมูลเพิ่มขึ้น (เพื่อแจ้งสถานะการทำงาน) แต่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ก็ถือการเลือกเส้นทางของ Interior Routing Protocol นั้นจะมีการเลือกเส้นทางอยู่สองกรณีด้วยกัน ซึ่งล้วนแล้วแต่มีความสำคัญต่อการทำงานต่างๆ แทบทั้งสิ้น

ประเภทของ Distributed Routing
Static Routing Protocol
- Routing Protocol ประเภทนี้จะมันจะทำการหาเส้นทางตามที่เรากำหนดและไม่มีการเรียนรู้เส้นทาง ที่เป็นแบบออโตเมติคนัก ซึ่งจะเป็นผลเสียต่อระบบมาก

Dynamic Routing Protocol
- Routing Protocol ประเภทนี้จะมันจะทำการหาเส้นทางตามที่เรากำหนดและช่วยจัดการอำนวยความสะดวกเกี่ยวกับการสร้าง Routing Table โดยมันมีหน้าที่หลักอยู่ 2 อย่างด้วยกันคือ หาเส้นทางที่ดีที่สุดในการส่งข้อมูลไปยังปลายทาง และ กระจาย Routing Information ไปยังเครื่องอื่นๆ ในเครือข่าย


Dynamic Routing Algorithms
Link-state Routing Protocol
ลักษณะกลไกการทำงานแบบ Link-state routing protocol คือตัว Router จะ Broadcast ข้อมูลการเชื่อมต่อของเครือข่ายตนเองไปให้ Router อื่นๆทราบ ข้อมูลนี้เรียกว่า Link-state ซึ่งเกิดจากการคำนวณ Router ที่จะคำนวณค่าในการเชื่อมต่อโดยพิจารณา Router ของตนเองเป็นหลักในการสร้าง routing table ขึ้นมา ดังนั้นข้อมูล Link-state ที่ส่งออกไปในเครือข่ายของแต่ละ Router จะเป็นข้อมูลที่บอกว่า Router นั้นๆมีการเชื่อมต่ออยู่กับเครือข่ายใดอย่างไร และเส้นทางการส่งที่ดีที่สุดของตนเองเป็นอย่างไร โดยไม่สนใจ Router อื่น และกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงภายในเครือข่าย เช่น มีบางวงจรเชื่อมโยงล่มไปที่จะมีการส่งข้อมูลเฉพาะที่มีการเปลี่ยนแปลงไปให้ ซึ่งมีขนาดไม่ใหญ่มากตัวอย่างโปรโตคอลที่ใช้กลไกแบบ Link-state ได้แก่ โปรโตคอล OSPF (Open Shortest Path First) สำหรับ Interior routing protocol นี้บางแห่งก็เรียกว่า Intradomain routing protocol

Distance-vector Routing Protocol
ลักษณะที่สำคัญของการติดต่อแบบ Distance-vector คือ ในแต่ละ Router จะมีข้อมูล routing table เอาไว้พิจารณาเส้นทางการส่งข้อมูล โดยพิจารณาจากระยะทางที่ข้อมูลจะไปถึงปลายทางเป็นหลัก ดังรูปจากรูป Router A จะทราบว่าถ้าต้องการส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายไปยังเครื่องที่อยู่ใน Network B แล้วนั้น ข้อมูลจะข้าม Router ไป 1 ครั้ง หรือเรียกว่า 1 hop ในขณะที่ส่งข้อมูลไปยังเครื่องใน Network C ข้อมูลจะต้องข้ามเครือข่ายผ่าน Router A ไปยัง Router B เสียก่อน ทำให้การเดินทางของข้อมูลผ่านเป็น 2 hop อย่างไรก็ตามที่ Router B จะมองเห็น Network B และ Network C อยู่ห่างออกไปโดยการส่งข้อมูล 1 hop และ Network A เป็น2 hop ดังนั้น Router A และ Router B จะมองเห็นภาพของเครือข่ายที่เชื่อมต่ออยู่แตกต่างกันเป็นตารางข้อมูล routing table ของตนเอง จากรูปการส่งข้อมูลตามลักษณะของ Distance-vector routing protocol จะเลือกหาเส้นทางที่ดีที่สุดและมีการคำนวณตาม routing algorithm เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมา ซึ่งมักจะเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดและมีจำนวน hop น้อยกว่า โดยอุปกรณ์ Router ที่เชื่อมต่อกันมักจะมีการปรับปรุงข้อมูลใน routing table อยู่เป็นระยะๆ ด้วยการ Broadcast ข้อมูลทั้งหมดใน routing table ไปในเครือข่ายตามระยะเวลาที่ตั้งเอาไว้ การใช้งานแบบ Distance-vector เหมาะกับเครือข่ายที่มีขนาดไม่ใหญ่มากและมีการเชื่อมต่อที่ไม่ซับซ้อนเกินไป ตัวอย่างโปรโตคอลที่ทำงานเป็นแบบ Distance-vector ได้แก่ โปรโตคอล RIP (Routing Information Protocol) และโปรโตคอล IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)

Chapter 19 Network Layer : Logical Addressing

Internet address
เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องที่เชื่อมต่ออยู่ในอินเตอร์เน็ตต้องมีแอดเดรส (address) ซึ่งเหมือนกับบ้านต้องมีเลขที่บ้านเพื่อที่จะบอกได้ว่าเป็นบ้านไหน แอดเดรสของเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องต้องไม่ซ้ำกัน ทั้งนี้จะได้แยกออกว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องไหน แอดเดรสที่ใช้ในอินเตอร์เน็ตคือ IP address

IP address
รูปแบบของ IP address นั้นเป็นตัวเลขล้วน( มีขนาด 32 บิต) เวลาเขียน IP address แต่ละตัวจะเขียนแทนด้วยเลขฐานสิบ โดยแบ่งเลขฐานสิบที่เขียนออกมาเป็นสี่ส่วน แต่ละส่วนคั่นด้วยจุด ดังตัวอย่าง
161.200.48.9
แต่ละส่วนจะต้องมีค่าอยู่ระหว่าง 0 ถึง 255 เกินกว่านั้นไม่ได้

IP address สามารถแบ่งได้เป็น 3 กลุ่ม
Class A
ใช้กับเครือข่ายขนาดใหญ่ สามารถกำหนดใช้กับเครือข่ายที่มีขนาด 16.7 ล้านเครื่อง โดยใช้ IP addressตั้งแต่
10.0.0.1 - 10.255.255.255 SubNet mask 255.0.0.0
Class B
ใช้กับเครือข่ายขนาดกลาง สามารถกำหนดใช้กับเครือข่ายที่มีขนาด 65,535 เครื่อง โดยใช้ IP addressตั้งแต่
172.16.0.0 - 172.31.255.255 SubNet mask 255.255.0.0
Class C
ใช้กับเครือข่ายขนาดเล็ก สามารถกำหนดใช้กับเครือข่ายที่มีขนาด 255 เครื่อง โดยใช้ IP addressตั้งแต่
192.168.0.0 - 192.168.255.255 SubNet mask 255.255.255.0
Class D
Class นี้จะไม่ถูกนำมาใช้กำหนดให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่จะถูกใช้สำหรับการส่งข้อมูลแบบ Multicast ของบาง Application
Class E
Class นี้เป็น Address ที่ถูกสงวนไว้ก่อน ยังไม่ถูกใช้งานจริง ๆ

เทคนิคการใช้ ip ร่วมกัน
เนื่องจากจำนวนไอพีแอดเดรสนั้นมีจำนวนจำกัดและศูนย์บริการฯ มักจะแจกไอพีแอดเดรสให้น้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เราจึงมีเทคนิคในการจัดการกับไอพีแอดเดรสให้เพียงพอโดยการให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดในองค์กรติดต่อกับระบบอินเทอร์เน็ตด้วยไอพีแอดเดรสของเครื่อง ที่ทำหน้าที่เป็นเกตเวย์
โดยจะมีเทคนิคที่นิยมในการใช้ไอพีแอดเดรสร่วมกันจะมีสองวิธีคือ เทคนิค พร็อกซิ และเทคนิค NAT โดยเทคนิคพร็อกซีจะเป็นการให้เครื่องเกตเวย์ทำหน้าที่เรียกข้อมูลแทนเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดในระบบเครือข่าย ส่วนเทคนิค NAT นั้นจะใช้วิธีให้เครื่องเกตเวย์ทำหน้าที่แปลงไอพีกลับไปมาระหว่างไอพีแอดเดรสจริงกับไอพีแอดเดรสสำรอง

Chapter 23 Process-to-process delivery : UDP, TCP, and SCTP

Network Transport Layer(1)

Transport Layer ทำหน้าที่หลายอย่างเหมือน Network Layer ควบคุมคุณภาพ ของข้อมูลที่ได้รับ ให้ถูกต้องทั้งรูปแบบ และลำดับ ถ้ามีความเสียหายเกิดขึ้น ในระบบเครือข่าย และ ถ้าเครือข่ายล้มเหลว ซอฟต์แวร์ใน Transport Layer จะมองหาเส้นทางอื่น ที่จะสามารถไปยังปลายทาง หรืออาจจัดเก็บข้อมูลที่ส่งไว ้จนกระทั่งการเชื่อมต่อของเครือข่าย ถูกสร้างขึ้นใหม่

Network Layer ทำหน้าที่เลือกเส้นทางการส่งผ่านข้อมูล โดย เป็นผู้ตัดสินใจว่าเส้นทางใด ที่ควรส่งข้อมูลไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ สภาพของเครือข่าย ลำดับความสำคัญของบริการ และปัจจัยอื่นๆ ซอฟต์แวร์ในเน็ตเวิร์กเลเยอร์ มักจะอยู่ในส่วนของชุมสาย ในเครือข่าย

TCP : (Tranmission Control Protocol) - อยู่ใน Transport Layer ทำหน้าที่จัดการและควบคุมการรับส่งข้อมูลและมีกลไกความคุมการ รับส่งข้อมูลให้มีความถูกต้อง (reliable) และมีการสื่อสารอย่างเป็นกระบวนการ(connection-orient)

UDP : (User Datagram Protocol) - อยู่ใน Transport Layer ทำหน้าที่จัดการและควบคุมการรับส่งข้อมูล แต่ไม่มีกลไกความคุมการรับ ส่งข้อมูลให้มีเสถียรภาพและเชื่อถือได้ (unreliable,connectionless) โดยปล่อยให้เป็นหน้าที่ของแอพพลิเคชั่นเลเยอร์ แต่ UDP มีข้อได้เปรียบในการส่งข้อมูลได้ทั้งแบบ unicast, multicast และbroadcast อีกทั้งยังทำการติดต่อสื่อสารได้เร็วกว่า TCP เนื่องจาก TCP ต้องเสีย overhead ให้กับขั้นตอนการสื่อสารที่ทำให้ TCP มีความน่าเชื่อถือในการรับส่งข้อมูลนั่นเอง

X.25 คือ โปรโตคอลมาตรฐาน สำหรับการส่งข้อมูลแบบ packet switching โดยข้อมูลแต่ละ packet มีขนาดตั้งแต่ 128 - 4096 byte พัฒนามาจาก BSC(Binary Synchronous Communication) ทำงานในระดับ physical, data link และ network layer โดยใช้ SDLC และ HDLC เป็นโปรโตคอลในระดับ data link layer จึงต้องมีการตรวจสอบข้อผิดพลาดมาก ทำให้มีความเร็วต่ำ โดยมีรูปแบบการกำหนดข้อมูลต่างๆใน packet ดังนี้ เหมาะสมกับงานประเภทออนไลน์ที่ทำงานแบบรายการย่อย โดยใช้วงจรแบบสวิตช์สร้างวงจรเทียม ในลักษณะประมวลผลทีละรายการ

SNA(System Network Architecture) คือ สถาปัตยกรรมการเชื่อมต่อข้อมูลที่ใช้ในระบบ Mainframe ของ IBM พัฒนาขึ้นมาในปี 1974 โดยใช้มาตรฐานการส่งแบบ SDLC(Synchronous Data Link Control) ผ่านโปรโตคอลแบบ APPC(Advanced Program to Program Communication,โปรโตคอลภายใน SNA ที่สร้างสภาวะให้โปรแกรมสามารถทำงานข้ามเครือข่ายได้)

SCTP คือ โปรโตคอลที่ใช่ในการส่งข้อมูลซึ่งควบคุม มีลักษณะการทำงานคล้ายกับโปรโตคอล TCP แต่มีการโอนย้านข้อมูลที่เป็นข้อความที่คล้ายกับโปรโตคอล UDP

Chapter 23 : Process to Process Delivery :

Chapter 11 : Data Link Control

Transmission Mode
ในการส่งข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปสู่อีกเครื่องหนึ่งในระยะไกลได้โดยสมบูรณ์นั้น ไม่ได้อยู่
ที่เพียงแค่อุปกรณ์ฝ่ายรับพร้อมที่จะรับเท่านั้น แต่อุปกรณ์ฝ่ายรับจะต้องสามารถเก็บสถานะของทุกลำดับขั้นตอนของอุปกรณ์ฝ่ายส่งอีกด้วย มิฉะนั้น ฝ่ายรับจะสามารถรู้ได้อย่างไรว่าไบต์ใด คือ ไบต์เริ่มต้น และไบต์ไหนเป็นไบต์ที่สิ้นสุดของเนื้อหาข้อมูล และเทคนิคพื้นฐานที่ใช้ร่วมกันมีอยู่ 2 ประการสำหรับใช้เก็บสถานะของการรับและการส่ง โดยช่วยจัดจังหวะของการส่งสัญญาณข้อมูลให้มีความสอดคล้องกัน ได้แก่
1. การส่งแบบอะซิงโครนัส (asychronous)
2. การส่งแบบซิงโครนัส (sychronous)

Asynchronous Mode
เป็นเทคนิคการส่งแบบเริ่ม – สิ้นสุด คือจะทำการส่งข้อมูลทีละไบต์ โดยมีบิตควบคุมพิเศษปะไว้ที่ส่วนเริ่มต้น (start bit) และส่วนท้าย (stop bit) ของข้อมูลแต่ละไบต์ของเนื้อหาข่าวสารที่ถูกส่ง

ข้อดี คือ ไม่จำเป็นต้องให้จังหวะแก่อุปกรณ์รับส่ง ช่วยอำนวยความสะดวกแก่ผู้ส่ง โดยจะส่งในเวลาใดก็ได้
ข้อเสีย คือ ถ้าการส่งข้อมูลขนาดใหญ่หรือมีปริมาณมากๆที่ต้องการความเร็ว จะเกิดความล่าช้า

Synchronous Mode
เป็นเทคนิคการส่งข้อมูลแบบท่อนๆ(block) โดยมีไบต์พิเศษในรูปแบบของบิตเริ่มต้น (start bit) และบิตสุดท้าย (stop bit) เรียกว่า ซิงค์ไบต์ (synch byte) ปะไว้ที่หัวและส่วนท้ายของ block ของเนื้อหาข่าวสาร และ synch byte จะถูกจัดจังหวะโดยสัญญาณนาฬิกาภายในของอุปกรณ์ฝ่ายส่งและฝ่ายรับ

ข้อดี คือ เหมาะสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ที่ต้องการส่งข้อมูลปริมาณมากๆ ด้วยอัตราเร็วสูง
ข้อเสีย คือ มีความซับซ้อน มีค่าใช้จ่ายสูง เพราะจะอุปกรณ์ฝ่ายส่งและฝ่ายรับนั้นจะต้องสอดคล้องสัมพันธ์กัน

Flow control มีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบ
- Stop and wait
- Sliding windows
- Stop and wait
Stop and wait ใช้ในกรณีคล้ายกับ buffer เพื่อให้แน่ใจว่า ผู้รับได้รับข้อมูลแล้วถูกต้อง เช่น ส่ง Frame ไปทีละ Frame โดยจะหยุดและรอคำตอบกลับมาจากผู้รับทุกครั้ง จนกระทั่งจบการส่งข้อมูล ดังนั้นระบบจึงค่อนข้างช้า และหากผู้รับไปตอบกลับมาผู้ส่งจะมีระยะเวลาการรอ (time out) ด้วย ดังนั้น Overhead จึงสูงมาก

Sliding window
Sliding Window สามารถส่งไปหลายๆ frame ได้ โดยมีการ set ก่อนว่าแต่ละ frame มีขนาดเท่าไร (ทั้งผู้รับและผู้ส่งต้องมีขนาดเท่ากัน โดยมี sequence number กำหนดไว้ทุก ๆ frame เช่น ขนาดของ frame (k) = 3sequence number = 0-(23-1) = 0-77 (จำนวนที่ frame ส่งได้ในแต่ละช่วง) โดยนับตามลำดับ frame เช่น 0-6 frame ซึ่งจะมีการตอบรับ (Ack) กลับมา โดยขึ้นอยู่กับ protocol จะกำหนดว่า รับเป็นจำนวนเท่าใดจึงจะตอบกลับมา

ข้อจำกัด
1. ต้องมีการ set จำนวน frame ที่ใช้ในการรับ-ส่ง ทั้ง sender และ receiver
2. ขนาดของแต่ละ frame ต้องเท่ากัน (k bit)
3. ต้องส่งสัญญาณตอบกลับ (Ack signal) หาก receiver ได้รับ slide (base on protocol) โดยหากส่ง-รับ slide ไปเท่าใดจำนวน frame slide ก็จะถูกหดจำนวนปัจจุบันเท่านั้น แต่หากได้รับสัญญาณตอบกลับ (Ack) จำนวน slide จะถูกขยายเท่าจำนวน max ตามเดิม ส่วนฝั่งรับหากส่งสัญญาณตอบกลับไปจำนวนก็จะขยายตามเดิมเช่นกัน

Error detection
Error detection เป็นวิธีการตรวจสอบข้อมูล ว่าถูกต้องหรือไม่ โดย ปัจจุบันมี 2 วิธี
- Parity check
- CRC (Cylic redundancy)
- Parity check
even คือ ค่า 1 ที่มีต้องได้จำนวนคู่
odd คือ ค่า 1 ที่มีต้องได้จำนวนคี่

Error detection
เป็นวิธีการควบคุมข้อมูลที่ส่งไม่ให้เกิด Error โดยใช้วิธีการ 3 แบบคือ
- Ack (Acknowledge) หรือ Nak (Nagative Acknowledge)
- Time out เวลาที่กำหนดในการรอสัญญาณตอบรับ
- Sequence number กำหนดหมายเลขในแต่ละ page frame Error ที่สามารถเกิดขึ้นได้
- ข้อมูลผิดพลาด เช่น Frame ผิดพลาด (damaged frame)
- ข้อมูลหาย (Lost frame)

เทคนิคที่ใช้แก้ไข และตรวจสอบข้อผิดพลาด
- Error detection (Parity check/CRC)
- Position Acknowledgement (ACK)
- ใช้วิธี Re-transmission after time out (ส่งอีกครั้งหนึ่ง)
- Negative acknowledge (NAK) ARQ
- Automatic Repeat Request

Chapter 10: Error Detection and Correction

Error Detection Techniques
เป็นเครือข่ายจะต้องสามารถทำการถ่ายโอนข้อมูลจากอุปกรณ์ หนึ่งไปยังอุปกรณ์อื่นๆได้อย่างถูกต้องและสมบูรณ์ แต่เครือข่ายไม่สามารถการันตีถึงข้อมูลที่ส่งไปยังปลายทางว่า จะเป็นข้อมูลที่เหมือนกับต้นทางที่ส่งมาหรือไม่ ข้อมูลอาจผิดเพี้ยนไปจากเดิม ในระหว่างการเดินทาง ซึ่งอาจเกิดจาก การรบกวนของสัญญาณที่มากจากระยะทาง ถูกการรบกวนหรือแทรกสอดของสัญญาณ สภาวะอากาศ แปรปรวน สิ่งเหล่านี้จะส่งผลกระทบต่อข้อมูลที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกลไก ในการตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งตามปกติ การตรวจจับข้อผิดพลาดและการแก้ไข (Detection and Correction) มีการนำมาใช้งานในลำดับชั้น Data Link Layer และ ลำดับชั้น Transport Layer ในแบบจำลอง OSI

การใช้บิตตรวจสอบ Parity Bit
เป็นวิธีหรือเทคนิคการตรวจจับข้อผิดพลาดอย่างง่าย โดยจะใช้ parity bit ซึ่งประกอบไปด้วยเลข 0 หรือ 1 ที่ปะท้ายเพิ่มเข้ามาอีกหนึ่งบิตเพื่อใช้เป็นบิตตรวจสอบ โดยมีวิธีการตรวจสอบอยู่ 2 วิธีคือ
- even parity
- Odd parity
Ex 1 0100110 (Even Parity)
Sol :
1. เติมบิต 1 เข้าไปเพื่อให้เป็นบิตคู่ (นับเลข 1) จะได้
01001101

ข้อเสียของ Parity Check
การตรวจสอบจะไม่พบข้อผิดพลาดเลย หากบิตข้อมูลเกิดผิดพลาดจำนวน 2 บิต หรือเกิดข้อผิดพลาดหลาย ๆ บิตที่เป็นบิตคู่ เช่น 2, 4, 6

Checksum
มีประสิทธิภาพมากกว่า Parity Check ใช้ Over head มากกว่า Parity Check Compute and send arithmetic sum Handles multiple bit errors Cannot handle all errors

วิธีการหาผลรวมหรือเรียกว่า Check sum นี้ จัดเป็นอีกวิธีหนึ่งของเทคนิคการตรวจสอบข้อผิดพลาดที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า การใช้บิตตรวจสอบ (Parity Bit Check) แต่จำเป็นต้องใช้ Overhead ที่มากกว่าแบบมากกว่าแบบ Parity Bit Check วิธี check sum นี้ฝ่ายส่งจะคำนวณหาผลรวมของข้อมูล และส่งไปพร้อมกับข้อมูล

สรุปการทำงานของ Check Sum
วีธี Check Sum นี้ ฝ่ายส่งจะคำนวณหาผลรวมข้อมูล และส่งไปพร้อมกับข้อมูล เมื่อฝ่ายรับได้รับข้อมูล ก็จะนำผลรวมนั้นไปตรวจสอบกับข้อมูลที่ได้รับมา ว่าถูกต้องตรงกันหรือไม่ สำหรับการคำนวณหาผลรวมข้อมูล ก็สามารถทำได้โดยง่าย โดยจะนำค่าของตัวเลขนั้นมารวมกัน

Chapter 8: Switching

Packet Switching ใช้ในการติดต่อสื่อสารผ่านระบบเครือข่ายดิจิตอลความเร็วสูง แพกเกตสวิตชิง เป็นเทคนิคในการหาเส้นทางให้กับแต่ละ แพกเกตที่มีจุดหมายปลายทางต่างกัน ปลายทาง คือ DTE( Data Terminal Equipment ) อุปกรณ์ที่ช่วยถ่ายทอดข่าวสารคือ DCE ( Data Communication Equipment )
การรส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่งนั้น ขนาดของของข้อมูลถูกจำกัดขนาด จึงต้องแบ่งบล็อกข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็จ (Packet) ทั้งนี้เพื่อให้มีขนาดเล็กลง และให้สถานี สวิตช์สามารถเก็บกักข้อมูลไว้ในหน่วยความจำ (Buffer) ชั่วคราวได้โดยไม่ต้องใช้ดิสก์สำรอง

เครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่งเป็นการรวมเอาข้อดีของเครือข่ายทั้งสองมารวมกัน คือ เครือข่ายเซอร์กิต (Circuit Switching) สวิตช์และเครือข่ายแมสเสจต์สวิตช์ (Message Switching) เข้าด้วยกัน และกำจัดข้อเสียของเครือข่ายทั้งสองชนิดนี้ด้วย แต่ ลักษณะทั่วไปแล้วเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่งจะมีลักษณะคล้ายคลึงกับเครือข่ายแมดเสดสวิตช์มากกว่า

สำหรับการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่ง ข้อมูลจะถูกส่งออกไปทีละแพ็กเก็จเรียง ลำดับตามกันโดยใช้วิธี (Store-and-forward) ถ้ามีข้อผิดพลาดในแพ็กเก็จขึ้น สวิตชิ่งนั้นก็จะทำการร้องขอให้สวิตชิ่งก่อนหน้านั้นส่งเฉพาะแพ็กเก็จที่มีความผิดพลาดนั้นมาให้ ใหม่ ไม่จำเป็นจะต้องรอให้ผู้ส่งทำการส่งข้อมูลมาให้ครบทุกแพ็กเก็จแล้วจึงค่อยส่งข้อมูลไป ให้สถานีอื่นต่อไป การทำงานแบบนี้จะทำให้การส่งข้อมูลในเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่งสามารถ ทำงาน ได้เร็วมากจนดูเหมือนกับไม่มีการเก็บกักข้อมูลเลย ลักษณะอย่างหนึ่งที่สำคัญมากสำหรับเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่ง คือ การเลือกการจัดวงจร (เส้นทาง) ของข้อมูลเป็นแบบวงจรเสมือน ( Virtual Circuit) และแบบวงจรดาต้าเกรม ( Datagram Circuit)

หลักการทำงานของ Packet Switching
ทำหน้าที่จัดหาเส้นทาง จากเส้นทาง (ต้นทาง) ไปยังเส้นทาง (ปลายทาง) Packet Switching สามารถนำไปใช้ได้กับเครื่อง ATM และสามารถนำไปใช้กับ โทรศัพท์มือถือได้ด้วยบริการที่เรียกว่า GPRS สำหรับการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่ง ข้อมูลจะถูกส่งออกไปทีละแพ็กเก็จเรียง ลำดับตามกันถ้ามีข้อผิดพลาดในแพ็กเก็จขึ้นทำให้การส่งข้อมูลในเครือข่ายแพ็กเก็จสวิตชิ่งสามารถ ทำงาน ได้เร็วมากจนดูเหมือนกับไม่มีการเก็บกักข้อมูลเลยสวิตชิ่งนั้นก็จะทำการร้องขอให้สวิตชิ่ง ก่อนหน้านั้นส่งเฉพาะแพ็กเก็จที่มีความผิดพลาดนั้นมาให้ใหม่ และไม่จำเป็นจะต้องรอให้ผู้ส่งทำ การส่งข้อมูลมาให้ครบทุกแพ็กเก็จแล้วจึงค่อยส่งข้อมูลไป Packet Switching นั้นมีประสิทธิภาพมากในการสื่อสาร การสื่อสารแบบเป็น Packet Switching มีประสิทธิภาพสูงทั้งในด้านกระบวนการทำงาน และการติดต่อระหว่างเครื่อง Server ทั้งสองเครื่อง