อินเทอร์เน็ตทำงานอย่างไร: คู่มือเครือข่ายสำหรับมือใหม่

อินเทอร์เน็ตเป็นส่วนสำคัญของชีวิตประจำวันและเราใช้มันตลอดเวลา แต่มันทำงานจริงๆ อย่างไร?

เราเพิ่งเผยแพร่คอร์สบนช่อง YouTube freeCodeCamp.org ที่จะสอนคุณว่าอินเทอร์เน็ตทำงานอย่างไร พร้อมหลักการเครือข่ายพื้นฐาน

Ian Frost สอนคอร์สนี้ เขาเป็นครูมีประสบการณ์และเก่งในการสร้างแผนภาพอธิบายหัวข้อซับซ้อนให้เข้าใจง่าย

คุณไม่ต้องมีความรู้มาก่อน เพราะคอร์สสอนทุกอย่างตั้งแต่ศูนย์

อินเทอร์เน็ตจริงๆ แล้วมากกว่าที่มองเห็น ในคอร์สนี้คุณจะเรียนรู้แนวคิดสำคัญทั้งหมดเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ตแบบ Visual มากๆ คุณจะเห็นได้ชัดเจนว่าอินเทอร์เน็ตทำงานอย่างไร

ในคอร์สนี้คุณจะได้เรียนรู้:

• อินเทอร์เน็ตทำงานอย่างไร
• อุปกรณ์เครือข่ายพื้นฐาน
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างประเทศสื่อสารกันอย่างไร
• เกิดอะไรขึ้นเบื้องหลังตอนดูวิดีโอ YouTube
• ISP คืออะไร
• แนวคิดเครือข่ายพื้นฐาน
• และอื่นๆ!

ดูคอร์สเต็มด้านล่าง หรือบน YouTube freeCodeCamp.org (ดู 2 ชั่วโมง)

Transcript (สร้างอัตโนมัติ)

คอร์สนี้ช่วยคนไม่มีความรู้ทางเทคนิค เข้าใจอินเทอร์เน็ต Ian Frost สอนด้วยภาพเยอะมาก เหมือนสอน 1000+ คนบน Udemy

อินเทอร์เน็ตเป็นส่วนของชีวิตประจำวัน เราใช้ตลอดเวลา แต่อินเทอร์เน็ตคืออะไร? เคยคิดจริงๆ ไหม? เคยสงสัยเกิดอะไรเบื้องหลังตอนพิมพ์เว็บไซต์? ถ้าตอบ yes ทุกข้อ คุณอยู่คอร์สที่ถูกต้อง ในคอร์สนี้ สมมติคุณไม่รู้อะไรเลย และอธิบายช้าๆ อินเทอร์เน็ตคืออะไร ไม่ต้องมีความรู้มาก่อน เพราะคอร์สบอกทุกอย่างตั้งแต่ศูนย์ ซึ่งหมายถึง Abstractions การนามธรรมเหล่านี้จะช่วยให้คุณเข้าใจหัวข้อโดยไม่ต้องรู้รายละเอียด

ผมคิดว่าทุกคนที่ใช้อินเทอร์เน็ตควรรู้คุณสมบัติพื้นฐาน ทุกคนต้องรู้ ISP ทุกคนต้องรู้ว่าอินเทอร์เน็ตคือแค่สายเคเบิลกระจายทั่วโลกที่พัฒนาแล้ว และในคอร์สนี้ เราจะเดินทางไปด้วยกัน ดูแนวคิดทั้งหมดแบบ Visual มากๆ ผมหมายถึง คุณจะเห็นได้ชัดเจนว่าอินเทอร์เน็ตทำงานอย่างไร

นอกจากนี้ ตอนท้ายคอร์สมีคำถามเกี่ยวกับคอร์ส ตอบแล้วได้ประโยชน์สูงสุด ไม่ว่าอายุหรืออาชีพ คอร์สนี้สำหรับทุกคน คุณจะเข้าใจอินเทอร์เน็ตเมื่อจบคอร์ส แล้วมาเริ่มกันเลย

ตอนนี้เราจะพูดถึงสถานการณ์ สมมติคุณเป็น System Admin บริษัทเล็ก บอสต้องการให้คอมพิวเตอร์ทั้งหมดสื่อสารกัน PC1 คุยกับ PC7, PC5 คุยกับ PC4 ฯลฯ เข้าใจจุดแล้ว แต่คำถามคือ ทำยังไง? และนี่คือที่ที่อุปกรณ์แก้ปัญหา (Solution Device) เข้ามามีบทบาท

Switch เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับคอมพิวเตอร์ในสภาพแวดล้อมเดียวกันสื่อสารกัน "สภาพแวดล้อมเดียวกัน" หมายถึงคอมพิวเตอร์ในออฟฟิศเดียวกัน บ้านเดียวกัน หรือที่ทำงาน ใกล้กัน สถานการณ์นี้ตัวอย่างดี มีออฟฟิศ มี 7 คอมพิวเตอร์ ต้องการสื่อสาร

ดีแล้ว เรามี Switch แต่คำถาม: 7 คอมพิวเตอร์นี้สื่อสารกันได้แล้วไหม? ตอบคือ ไม่ได้ เพราะก่อนอื่น 7 คอมพิวเตอร์ต้องโต้ตอบกับ Switch แล้ว ทำยังไง? ผมรู้คุณมีไอเดียและคาดเดาถูก เราต้องใช้สายเคเบิลเชื่อมคอมพิวเตอร์กับ Switch

เห็นได้ชัด เราเชื่อมคอมพิวเตอร์ทั้งหมดกับ Switch ด้วยสายเคเบิล เรามักใช้สายทองแดง (Copper Cables) สำหรับงานนี้ ประเภทสายทองแดงทั่วไปคือ Cat5 หรือ Cat6 ในสภาพแวดล้อมเล็ก Cat6 เร็วกว่า Cat5 Cat ย่อมาจาก Category

นอกจากสายทองแดง บาง Switch รองรับสายไฟเบอร์ออปติก (Fiber Optic) ด้วย สำคัญ: สายไฟเบอร์ออปติกโดยทั่วไปเร็วกว่าสายทองแดงมากในการส่งข้อมูล

สำหรับ Switch มีจุดสำคัญ: หากมี Switch ในสภาพแวดล้อม และอยากเชื่อมคอมพิวเตอร์กับ Switch ต้องใช้สายเคเบิล (ทองแดงหรือไฟเบอร์) เท่านั้น สิ่งที่พยายามบอกคือ ด้วยเทคโนโลยีไร้สาย ไม่สามารถเชื่อมคอมพิวเตอร์กับ Switch ได้ Switch ทำงานกับสายเคเบิลเท่านั้น นี่สำคัญมาก

อย่างไรก็ตาม หากอยากเชื่อมคอมพิวเตอร์ในสภาพแวดล้อมเดียวกันแบบไร้สาย สามารถใช้ Access Point แทน Switch ทั้งสองตัวเลือกยอมรับได้ ความแตกต่างคือ Access Point ใช้เทคโนโลยีไร้สาย ส่วน Switch ใช้สายเคเบิล

สรุป: ทั้ง Switch หรือ Access Point ทำให้ 7 คอมพิวเตอร์สื่อสารกันได้ แต่อันใช้สาย อันใช้ไร้สาย

ตอนนี้ คอมพิวเตอร์ 4 ตัวเชื่อมต่อ Switch แล้ว สามารถสื่อสารกันได้ หมายถึงเราสร้าง Local Area Network (LAN) แล้ว LAN คือชุดอุปกรณ์เชื่อมต่อกันในสถานที่กายภาพจำกัด เช่น อาคาร ออฟฟิศ บ้าน หากอยากสร้าง LAN สถานที่ต้องจำกัดพื้นที่ ไม่สามารถสร้าง LAN ระหว่างคอมพิวเตอร์ใน US และ Russia ได้

ดังนั้น คอมพิวเตอร์เหล่านี้สื่อสารกันได้ เพราะอยู่ LAN เดียวกัน ด้วย Switch เราสร้าง LAN ได้ หากคิดถึงล้านๆ LAN ทั่วโลก จะเข้าใจว่า Switch สำคัญแค่ไหน บ้านทุกหลังคือ LAN เพื่อนบ้านก็มี LAN ที่ทำงานก็มี LAN

มาดูการสื่อสารคอมพิวเตอร์รายละเอียด สมมติ PC1 ส่งข้อความไป PC6 ข้อความจากคอมพิวเตอร์มีชื่อพิเศษ เรียกว่า Packet หรือ Frame ทั้งคู่โอเค แต่ในคอร์สนี้ใช้ Packet

PC1 ส่ง Packet ไป PC6 Packet ไป Switch ก่อน Switch ดูภายใน Packet เรียนรู้ปลายทาง ส่ง Packet ไปปลายทาง ถ้า PC1 ส่ง Packet ไป PC6 ได้ แสดงว่า PC1 และ PC6 อยู่ Network เดียวกัน สื่อสารกันได้ ข้อมูลนี้สำคัญมาก

แต่จากภาพ Switch อาจไม่ชัดเจนในใจ เราจะดูสไลด์นี้เพื่อเข้าใจดีขึ้น นี่คือ Switch จริง มี Ports เยอะ จำนวน Ports แตกต่างกันไป สวิตช์บางตัว 10 Ports บางตัวมากกว่า 48 Ports ราคาเพิ่มตามไปด้วย Ports นี้เรียกว่า LAN Ports เพราะเราสร้าง LAN ด้วย Switch นอกจากนี้ คอมพิวเตอร์ก็มี LAN Ports ด้านหลังหรือข้างโน้ตบุ๊ค เชื่อม LAN Port คอมพิวเตอร์กับ LAN Port Switch ด้วยสายเคเบิล

ลองเชื่อม: Port นี้กับ PC1, Port นี้กับ PC2, Port นี้กับ PC3, Port นี้กับ PC4 ตอนนี้คอมพิวเตอร์สื่อสารกันได้

การสื่อสารเกิดขึ้นอย่างไร? จากมุมมอง Switch: PC1 ส่ง Packet ไป PC4 Packet ไป Port แรกของ Switch ส่วนฮาร์ดแวร์ใน Switch ดูภายใน Packet เรียนรู้ปลายทาง ส่ง Packet ไป Port ที่เชื่อม PC4 ส่ง Packet ไป PC4 เสร็จแล้ว

สรุป: ตอนนี้เราเชื่อม 4 คอมพิวเตอร์ด้วย Switch สร้าง LAN แล้ว คอมพิวเตอร์สื่อสารกันง่าย เพราะอยู่ LAN เดียวกัน

แต่มีปัญหาเล็กน้อย: คอมพิวเตอร์อยู่ Network เดียวกัน เราพูดแค่การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ ไม่เคยพูดถึงการเชื่อมอินเทอร์เน็ต คำถาม: คอมพิวเตอร์เหล่านี้เชื่อมอินเทอร์เน็ตได้แค่มี Switch ไหม? นี่คือคำถามที่จะหาคำตอบในบทต่อไป

บทก่อน เราพูดถึงการเชื่อมคอมพิวเตอร์ในออฟฟิศ สร้าง Network ด้วย Switch แต่ปัญหาคือ คอมพิวเตอร์สื่อสารกันเองเท่านั้น ไม่เชื่อมอินเทอร์เน็ต เพราะหน้าที่ Switch คือสร้าง LAN และเปิดการสื่อสารอุปกรณ์ใน LAN เดียวกัน

คำถามหลัก: ทำไงให้เชื่อมอินเทอร์เน็ต? นี่คือที่ Router เข้ามามีบทบาท

หน้าที่หลักของ Router คือ ให้คอมพิวเตอร์เชื่อมอินเทอร์เน็ต ไม่มี Router ไม่สามารถเชื่อมอินเทอร์เน็ตได้ เพื่อให้การเชื่อมต่อนี้ ต้องเชื่อม Switch กับ Router ก่อน สายเคเบิลทองแดงเหมือนสายอื่นๆ

แต่ยังไม่เสร็จ ยังต้องการการเชื่อมระหว่าง Router กับอินเทอร์เน็ต สายพิเศษมาที่บ้าน/ออฟฟิศ จาก ISP ใส่สายนี้ เราเชื่อมอินเทอร์เน็ต หากไม่เคยรู้จัก ISP ไม่ต้องกังวล จะพูดรายละเอียดหลัง แต่ตอนนี้รู้ว่า ISP ให้สายนี้ คิดค่าบริการ เพื่อให้เราเชื่อมอินเทอร์เน็ตง่าย

ตอนนี้เรามีทุกอย่างสำหรับเชื่อมอินเทอร์เน็ต ดูหน้าที่พื้นฐาน Switch และ Router บน Animation

คอมพิวเตอร์ 7 เครื่องในออฟฟิศสื่อสารกันได้ด้วย Switch เช่น PC1 ส่ง Packet ไป PC5 Packet ไป Switch Switch เรียนรู้ปลายทาง ส่ง Packet ไปปลายทาง นี่คือการสื่อสาร 2 คอมพิวเตอร์ใน LAN เดียวกัน จดจำไว้: Switch เพียงอย่างเดียวพอสำหรับการสื่อสารอุปกรณ์ใน LAN เดียวกัน Router ไม่มีบทบาทในการสื่อสารอุปกรณ์ต่างๆ ใน LAN เดียวกัน เช่น PC1 และ PC5 นี่สำคัญมาก

แต่ถ้า PC1 อยากสื่อสารกับอินเทอร์เน็ต? คือ PC1 ส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ต? มาดู

จดจำ: หากคอมพิวเตอร์ส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ตได้ แสดงว่าคอมพิวเตอร์สื่อสารกับอินเทอร์เน็ตได้ เหตุผลง่ายๆ: ส่ง Packet จากจุดหนึ่งไปอีกจุดได้ = สองจุดสื่อสารกันได้

แต่คำถาม: PC1 จะส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ตอย่างไร? ต้องส่ง Packet ไป Switch ก่อน เหมือนเดิม เพราะไม่มีทางอื่นให้ PC1 ถึง Router Router คือประตูสู่อินเทอร์เน็ต ถ้า PC1 อยากคุยกับ Router ต้องส่ง Packet ไป Switch ก่อน Switch ดูภายใน Packet เข้าใจว่าอยากไปอินเทอร์เน็ต ส่ง Packet ไป Router Router ดูภายใน Packet เข้าใจว่าอยากไปอินเทอร์เน็ต ส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ตผ่าน Port นี้ สายที่ซื้อจาก ISP เสียบ Port นี้ ผมเชื่อคุณจินตนาการได้ว่าสายเข้ามาที่ Router เสียบ Port แบบนี้หรือแบบนั้น มี Ports บน Router ใส่สายเข้าไปใน Box นั้นๆ ง่ายมาก ไม่แสดงภาพรายละเอียด Ports เพราะไม่สำคัญตอนนี้ ต้องเข้าใจตรรกะ Router

ผลลัพธ์: PC1 ส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ตได้ = PC1 และอินเทอร์เน็ตสื่อสารกัน อุปกรณ์ช่วยคือ Router

ผมเชื่อคุณเข้าใจหน้าที่พื้นฐาน Switch และ Router แล้ว แต่ผมอยากถาม 2 คำถาม: 1. คุณจินตนาการอินเทอร์เน็ตในใจได้ไหม? 2. อินเทอร์เน็ตหมายถึงอะไรจริงๆ? นี่คือคำถามบทต่อไป

ก่อนพูดถึงความหมายการเชื่อมอินเทอร์เน็ตจากมุมมองคอมพิวเตอร์ ผมคิดว่ารู้จักอินเทอร์เน็ตคืออะไรก่อนจะช่วย เข้าใจง่ายขึ้น เพราะสมมติคุณเริ่มจากศูนย์ อาจไม่รู้จักอินเทอร์เน็ตจริงๆ ผมอยากจินตนาการอินเทอร์เน็ตให้เห็นภาพ

ในบทนี้ เราจะดูว่า Packet เคลื่อนที่บนอินเทอร์เน็ตอย่างไร โมเดลนี้เป็น Simplified Model ทำให้แนวคิดเข้าใจง่าย โครงสร้างจริงซับซ้อนกว่านี้มาก แต่โมเดลนี้เข้าใจตรรกะได้ดี สัญญา

เห็นได้ว่ามี Routers เยอะบนอินเทอร์เน็ต มีเหตุผลพิเศษ ตอนนี้อยากให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Router: Router คืออุปกรณ์จำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์/อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชื่อมอินเทอร์เน็ต คุณรู้นิยามนี้ อีกมุมมอง: Router คืออุปกรณ์ใช้สื่อสารกับคอมพิวเตอร์ในส่วนอื่นของโลก หรือในดาวเคราะห์อื่น ถ้าสังเกต มี LAN ที่นี่ และมี LAN อีกอันที่นี่ ดังนั้น สรุปได้ว่า: การเชื่อมอินเทอร์เน็ต จริงๆ แล้วคือ การเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์อีกเครื่องที่ตั้งอยู่ที่ไหนก็ได้ในโลก อินเทอร์เน็ตคือโครงสร้างที่เชื่อม LAN ทั้งหมดทั่วโลก

อยากเน้นอีกครั้ง: อินเทอร์เน็ตคือโครงสร้างเชื่อม LAN ทั้งหมดทั่วโลก และมีล้านๆ LAN เชื่อมอินเทอร์เน็ต นอกจาก LAN เหล่านี้

ดีแล้ว แต่มีสิ่งต้องพิจารณา: ทำไมมี Router เยอะขนาดนี้? อธิบายง่ายๆ: Router แจกแจงทั่วโลกอย่างมีระเบียบ แต่ Router ไม่ใช่อุปกรณ์เดียวในโครงสร้าง มี Router หลายพัน และอุปกรณ์อื่นๆ มากมาย แจกแจงล่วงหน้า แต่มุ่งเน้น Router พอสำหรับเข้าใจแนวคิดอินเทอร์เน็ต

คำถามแรกที่คิดถึง: ทำไม Router สำคัญกับอินเทอร์เน็ต? คำตอบซ่อนอยู่ในหน้าที่หลักของ Router: อุปกรณ์ใช้ให้ LAN ต่างๆ สื่อสารกันคือ Router และเนื่องจากอินเทอร์เน็ตเชื่อม LAN ทั้งหมดในโลก จึงสมเหตุสมผลที่ใช้ Router เยอะเพื่อเชื่อม LAN ล้านๆ LAN ในภาพเป็นแค่ 2 ในล้านๆ ทั่วโลก

สรุป: หากอินเทอร์เน็ตต้องเชื่อม LAN ล้านๆ จะต้องมี Router มากมาย

คำถามที่สอง: ทำไมต้องมี Router เยอะ ไม่ใช่แค่ Router เดียว? คำถามนี้สำคัญกว่า แต่ก่อนตอบ มีสิ่งในภาพควรจับตามอง: LAN บนภาพมีอุปกรณ์เดียวแทน Switch และ Router ถ้าไม่มี Switch อยู่ในสภาพแวดล้อม LAN ยังมีได้ไหม? ถ้าไม่มี Router จะเชื่อมอินเทอร์เน็ตได้ไหม? นี่คือที่ Home Router เข้ามามีบทบาท

Home Router เป็นอุปกรณ์รวม Router และ Switch รวมกัน LANs นี้คือ Mix ของ Switch และ Router หมายถึง หากมี Home Router ไม่ต้องการ Switch และ Router เพิ่ม อุปกรณ์นี้พอสำหรับสภาพแวดล้อมเล็ก เช่น บ้านหรือออฟฟิศเล็ก นี่สำคัญ: Home Router พอสำหรับสภาพแวดล้อมเล็ก หรืออุปกรณ์น้อย ผมแสดง Home Router เพราะส่วนใหญ่มีที่บ้าน และเชื่อมอินเทอร์เน็ตด้วย Home Router อยากบอกว่าอุปกรณ์นี้คืออะไร เพื่อกันสับสน

โปรดทราบ: หากอุปกรณ์เยอะเกินไป Home Router จะไม่พอ อาจต้องการ Switch และ Router เพิ่ม

กลับไปคำถาม: ทำไมต้องมี Router เยอะ ไม่ใช่ Router เดียว? จินตนาการ: มี Router เดียวกลางโลก แทนพันๆ Router แจกแจง ทั่วโลก ล้านๆ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกจะต้องเชื่อม Router เดียวกัน ต้องการ Ports ล้านๆ ไปเลย ไม่สามารถออกแบบอุปกรณ์แบบนั้นได้ แต่ไม่ใช่ปัญหาเดียว เพิ่มเติม: หากมี Router เดียว โหลดของอุปกรณ์ทั้งหมดในโลกจะอยู่ที่ Router เดียว ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ ไม่อยากให้โหลดทั้งหมดอยู่จุดเดียว เรียกปัญหานี้ว่า Single Point of Failure ปัญหาที่ต้องพิจารณา

ตัวอย่าง: Router พังอย่างไรก็ตาม = อินเทอร์เน็ตทั่วโลกพังพร้อมกัน เพราะใช้ Router เดียวเชื่อมทั้งโลก Router พัง อินเทอร์เน็ตพัง ง่ายแต่มาก คิดดูผลกระทบ จะแย่มาก

ปัญหาสำคัญอีกอย่าง: ปัญหาความยาวสายเคเบิล จินตนาการ: สายเคเบิลต้องยาวแค่ไหน หากมี Router ยักษ์กลางโลก LAN ที่ไกลที่สุดจาก Router ยักษ์จะต้องการสายยาวมาก โครงสร้างนี้มีปัญหามาก

วิธีแก้ทุกปัญหา: โครงสร้างกระจายตัว (Distributed Structure) ทั่วโลก

ผมอยากให้คุณทำแบบฝึกหัด: กำหนดว่า ทำไมโครงสร้างกระจายตัวนี้แก้ปัญหาที่พูดไปได้ ผมเชื่อคุณทำได้

ผมถามคำถามท้ายบทก่อน และรู้ว่าคุณกำลังวิเคราะห์ แต่ลองทำกันดีกว่า: หากใช้ Router เดียวกลางโลก จะมีปัญหา Overload Router และต้องการสายยาวมากสำหรับ LAN ที่ไกล แต่โครงสร้างกระจายตัว: สายไม่ต้องยาวขนาดนั้น เป็นข้อได้เปรียบสำคัญ ในโครงสร้างนี้ ระหว่าง Router สองตัวอาจห่างหลายกิโลเมตร สมเหตุสมผล แต่ไม่ได้หมายถึงการวางสายจากปลายโลกหนึ่งไปอีกปลาย และเราเชื่อม Router สองตัวด้วยสายเดียว ในโครงสร้างเดิม ต้องเชื่อม LAN ล้านๆ ไป Router ยักษ์ ต้องสายยาวเยอะมาจุดเดียว สร้างความวุ่นวายมาก จินตนาการสายมาจาก LAN ล้านๆ ที่อยู่ไกลสุดมาที่ Router ยักษ์ เข้าใจแล้ว ใช้โครงสร้างนี้: ลดความวุ่นวายของสาย และหลีกเลี่ยง Overload Router ทุกอย่างดี

แต่ Load Balancing? เนื่องจากมี Router เยอะ Load Balancing ทำงานได้มีประสิทธิภาพในโครงสร้างกระจายตัว นอกจากนี้ แก้ปัญหา Single Point of Failure ด้วย เช่น Router นี้ Router นี้ พัง อินเทอร์เน็ตยังทำงานได้ แค่ประสิทธิภาพลดนิดหน่อย แต่ถ้ามี Router เดียว และมันพัง = อินเทอร์เน็ตพังหมด นี่แย่มาก Consistency สำคัญสำหรับโครงสร้างใหญ่อย่างอินเทอร์เน็ต

ตอนนี้อยากแสดงภาพสายเคเบิลระหว่างประเทศและทวีป ด้วยภาพนี้ คุณจะเข้าใจอินเทอร์เน็ตดีขึ้น สายเหล่านี้สำคัญมาก โดยเฉพาะการสื่อสารประเทศที่มีมหาสมุทรระหว่างกัน ภาพนี้เป็น Real Life เอง 99% ของการสื่อสารระหว่างประเทศบนอินเทอร์เน็ต ขึ้นอยู่กับสาย 468 เส้นที่วางใต้น้ำ นี่สำคัญมาก สายบางเส้นยาว 131 กม. บางเส้น 20,000 กม. การขาดสายเส้นใดเส้นหนึ่ง ทำให้อินเทอร์เน็ตทวีปของมันหายไปในกะพริบตา เกิดจริงในปี 2018

โฟกัสที่สายสีแดง: สายเกือบ 17,000 กม. เริ่มฝรั่งเศส ถึงตอนแอฟริกา เชื่อมประเทศชายฝั่งตะวันตกยุโรปและแอฟริกา 2 ประเทศ เข้ากันและสู่อินเทอร์เน็ต อินเทอร์เน็ต 10 ประเทศพังตอนเรืออุบัติเหตุตัดสาย เหตุการณ์ทรมานแน่นอน นอกจากนี้ ต้องจินตนาการ: ไม่ใช่ปัญหาเดียวที่เกิดกับสาย เพราะพูดถึงสาย 4 ล้านกม. กระจายทั่วโลก จึงต้องมีปัญหาอื่น เกิดประมาณ 200 ปัญหาต่อปี เกี่ยวกับปลาหรือภัยธรรมชาติ เหตุผลสนุกที่ใช้คำว่า Substantially: ปี 2007 โจรสลัดทะเลขโมยสาย 11 กม. เชื่อมไทย เวียดนาม ฮ่องกง ขายสายยาวนี้เป็นสแครป แบ่งกันขาย เหตุการณ์นี้น่าประหลาดใจกว่าโครงสร้างพื้นฐานอินเทอร์เน็ต

กลับสไลด์แรก เพราะมีสิ่งอยากแสดง: สายสีสันแทนการเชื่อมทวีปใต้น้ำ แต่เช่น รัสเซีย สายบนบกไม่เห็นในภาพ อย่าสับสน ทั่วรัสเซียมีสายและ Router กระจายอยู่ แค่ไม่แสดงในภาพ เพราะจุดประสงค์ภาพคือแสดงอุปกรณ์ต่างทวีปเชื่อมต่อกันใต้น้ำ สายใต้น้ำทั้งหมดเป็น Fiber Optic เพราะส่งข้อมูลเร็วที่สุด การสื่อสารข้ามทวีปต้องเกิดที่ความเร็วสูงสุด อีกเหตุผลไม่ใช้สายทองแดง: สายทองแดงยิ่งยาว ความน่าจะเป็นข้อผิดพลาดส่งข้อมูลยิ่งเพิ่ม แต่สายไฟเบอร์ออปติกยาวแค่ไหน ส่งข้อมูลถึงปลายทางเกือบไม่มีข้อผิดพลาด

ผมคิดว่าเข้าใจอินเทอร์เน็ตจริงๆ สำคัญมาก ต้องจินตนาการในใจได้ เพราะไม่ว่าจะทำงานด้านไหน ต้องเข้าใจพื้นฐานนี้

ยังมีสิ่งอยากแสดงในบทนี้ แต่ไม่อยากยืดบทนี้ต่อ ไปต่อที่หยุดไว้ในบทหน้า จะเป็นบทสำคัญมาก

ในบทนี้ เราจะพูดถึงว่า Packet เคลื่อนที่บนอินเทอร์เน็ตอย่างไร ด้วยวิธีนี้ คุณจะเข้าใจว่าอุปกรณ์ในประเทศต่างๆ สื่อสารกันอย่างไร ดูตัวอย่าง: คอมพิวเตอร์ใน LAN 1 อยากสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ใน LAN 2 สมมติคอมพิวเตอร์นี้ส่ง Packet พิเศษไปคอมพิวเตอร์นั้น Packet ต้องไป Router นี้เพื่อออกจาก LAN 1 เพราะปลายทางไม่อยู่ LAN 1 อยู่ LAN 2 ส่ง Packet ผ่านอินเทอร์เน็ตไป LAN 2 ตอนนี้เราจะทำอย่างนี้จริงๆ: คอมพิวเตอร์ส่ง Packet ไป Switch Switch รับ Packet ดูที่อยู่ปลายทาง เข้าใจว่าต้องส่งไป Router Router รับ Packet ดูเนื้อหา เรียนรู้ที่อยู่ปลายทาง เข้าใจว่าต้องส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ต เพราะปลายทางอยู่ Network ต่างจาก LAN 1 Router ต้องส่ง Packet ไป Router นี้ที่เชื่อม เพราะ Router นี้คือ Key Router สำหรับ LAN 1 เชื่อมอินเทอร์เน็ต หาก Router นี้ต้องส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ต ต้องส่งไป Router นี้ไม่มีทางอื่น ลิงก์นี้คือการเชื่อม LAN 1 กับอินเทอร์เน็ต หากลิงก์นี้ขาด อุปกรณ์ใน LAN 1 เข้าอินเทอร์เน็ตไม่ได้

หลังจุดนี้ สิ่งจะซับซ้อนขึ้น ฟังดีๆ: หลัง Packet ถึง Router นี้ Packet มี 3 ทางเลือก: ทางนี้ ทางนี้ หรือทางนี้ แต่วิธีไหนดีกว่า? ต้องพูดถึง Routing Table แต่ละ Router ต้องมีตารางพิเศษภายใน เรียกว่า Routing Table หลังรับ Packet Router ดู Routing Table เรียนรู้ว่าต้องส่ง Packet ไปทางไหน สำหรับ Router นี้ ควรเป็นทางนี้ ทางนี้ หรือทางนี้ Router รับ Packet จาก Port หนึ่ง สายที่เข้ามาที่ Router เสียบ Port บน Router Router เรียนรู้ปลายทาง Packet ส่ง Packet ไป Port ที่เหมาะสมตามข้อมูล Routing Table เรียกการดำเนินการนี้ว่า Forwarding ผลลัพธ์: ทุก Router ต้องดู Routing Table เรียนรู้ว่าต้อง Forward Packet ไปทางไหน นั่นคือ Routing Tables ต้องมีข้อมูลว่า Packet จะไปทางไหน สิ่งนี้สำคัญมาก ต้องรู้หน้าที่พื้นฐานของ Routing Table

แต่ละ Router มี Processor พิเศษ ข้อมูลใน Routing Table สร้างโดย Processor นี้ใช้ Algorithms หลายตัว Algorithms กำหนดเส้นทาง Packet ต้องเดิน ผลลัพธของ Algorithms เพิ่มเข้า Routing Table Router นี้จะดู Routing Table เรียนรู้ว่าต้อง Forward Packet ไปทาง 1, 2, หรือ 3 ระหว่างนั้น Router จะเว้นทางที่ Packet มาจากไป เพราะไม่มีเหตุผลส่ง Packet กลับทางเดิม สมมติ Routing Table บอกว่า Forward ไปทาง 3

ต่อไป Router ถัดไป ดู Routing Table ตัดสินใจทางไหน สมมติ บอกทาง 2 Packet ไป Router นี้ เห็นได้ว่า Event เหมือนเดิมตลอด จะคงเดิมทุกระดับจน Packet ถึง LAN 2

Router ถัดไป ดู Routing Table กำหนดทาง สมมติ เลือกทาง 1 Packet ไป Router นี้ จุดสำคัญ: ตอนนี้ Packet อยู่ตำแหน่งนี้ คุณอาจคิดทาง 1 เป็นตัวเลือกสมเหตุสมผลที่สุด เพราะเส้นทางสั้นที่สุดไป Router ที่เชื่อมกับ Router นี้ แต่จริงๆ แล้วมันเป็นอย่างนั้นไหม? มาดูด้วยกัน

จดจำ: Router ต้องการส่ง Packet ถึงปลายทางเร็วที่สุด หาก Router เลือกทาง 3 แทนทาง 2 อาจดูไม่สมเหตุสมผลตอนต้น เพราะคุณตัดสินใจด้วยตรรกะง่าย ใช้แต่ตา แต่ Router ใช้ Algorithms หลายตัวตอนสร้าง Routing Tables Algorithms มี Variables เยอะ Router ต้องคำนึงหลายสถานการณ์ ตัวอย่าง เรียกทุก Router ว่า Point ในโครงสร้าง ตอนสร้าง Routing Tables Router ไม่นับแค่จำนวน Points ตอนเลือกเส้นทางสั้นที่สุด ไปปลายทาง นี่สำคัญมาก

ตัวอย่าง: บางกรณี Router ควบคุม Traffic ของ Links ที่เชื่อม ถ้า Path ยังแน่นจาก Packet Density Router จะไม่ส่ง Packet ทางนั้น เช่น อาจมีความแน่นมากบนทาง 1 แม้ดูเป็นตัวเลือกดี แต่ Router รู้ว่าทาง 1 แน่นตอนสร้าง Routing Table อาจตัดสินใจส่งทาง 3 แทน เรียกสถานการณ์นี้ว่า Congestion Control ผลลัพธ์: Router ส่ง Packet ทาง 3 จำนวน Points ที่ Packet ผ่านเพิ่มขึ้น แต่ด้วยการเลือกทาง 3 Packet อาจถึงปลายทางเร็วกว่า จดจำไว้

ต่อไป Packet ไป Router นี้ Router นี้รู้ว่า Packet จะไป LAN 2 ส่ง Packet ไป Router ใน LAN 2 เสร็จ Router นี้รู้ว่า Packet ถึงคอมพิวเตอร์นี้ ส่ง Packet ไปคอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้อง สุดท้าย: อุปกรณ์ 2 ตัวในพื้นที่ห่างไกล สื่อสารกันได้ เพราะอินเทอร์เน็ต สื่อสารใน Milliseconds กับอุปกรณ์อีกฝั่งโลก นี่สิ่งใหญ่มาก และเป็นเหตุผลหลักว่าทำไมอินเทอร์เน็ตเป็นหนึ่งในสิ่งสำคัญที่มนุษย์สร้าง

ผมหวังว่าอธิบายได้เข้าใจใจความอินเทอร์เน็ตแทน แต่ยังมีสิ่งสำคัญอีก: นิยายหนังสือของอินเทอร์เน็ต: อินเทอร์เน็ตคือ Network of Networks (เครือข่ายของเครือข่าย) อินเทอร์เน็ตคือ Network of Networks ผมเชื่อคุณเข้าใจ แต่อยากทำนิยามนี้ meaningful ให้คุณ

คิดถึงบ้านคุณ: อาจมีอุปกรณ์เยอะเชื่อมอินเทอร์เน็ต เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ ทีวี คอนโซลเกม แท็บเล็ต และอื่นๆ อีกมาก มากพอดี คนส่วนใหญ่มีอุปกรณ์เยอะเชื่อมอินเทอร์เน็ตที่บ้าน เหมือนคุณ บริษัท/องค์กรขนาดใหญ่ก็มีอุปกรณ์เยอะมาก และมีบริษัท/องค์กรเยอะทั่วโลก ดังนั้น มี LAN เล็ก/กลาง เยอะมากกระจายทั่วโลก LAN ทั้งหมดบนภาพแทน Network เหล่านี้ ผลรวมของ Network ทั้งหมด = อินเทอร์เน็ตเอง นี่สำคัญมาก ผลรวมของ Network ทั้งหมด = อินเทอร์เน็ตเอง นั่นคือ เราพูดถึงระบบใหญ่โต ที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งโลกใช้สื่อสารกัน

ส่วนสำคัญบนภาพ: เราเรียกโครงสร้างกลางภาพว่า Internet และจะเห็นการแทนแบบนี้ในหลายแหล่ง มักเห็นโลโก้ Cloud แทนอินเทอร์เน็ต แต่จริงๆ อินเทอร์เน็ตคือโครงสร้าง Spec ที่เกิดจากการรวม Network ทั้งหมดและโครงสร้างกลาง นี่สำคัญมาก สิ่งที่พยายามบอก: เวลาเห็นการแทนแบบ Cloud ควรคิดว่ามี LAN ล้านๆ เชื่อมมัน แม้ LAN ไม่แสดงในภาพ อินเทอร์เน็ตคือระบบใหญ่รวม LAN ทั้งโลก

คุณคิดว่า Attractor นี้คือ Heart ของอินเทอร์เน็ต เช่น เชื่อม LAN นี้เข้าหัวใจอินเทอร์เน็ตด้วยสายนี้ LAN นี้จะรวมอยู่ในอินเทอร์เน็ต และสื่อสารกับอุปกรณ์อื่นที่เชื่อมอินเทอร์เน็ต

จนตอนนี้ เรารู้อินเทอร์เน็ตคืออะไร และ Router สำคัญแค่ไหน แต่การเชื่อมอินเทอร์เน็ตจากมุมมองคอมพิวเตอร์เป็นอย่างไร? จะพูดถึงในบทต่อไป

ตอนนี้ เราจะพูดถึงความหมายการเชื่อมอินเทอร์เน็ตจากมุมมองคอมพิวเตอร์ ผมเชื่อว่าสิ่งนี้สำคัญมาก สมมติเราอยู่บ้าน แทนออฟฟิศ มีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียว เพื่อเชื่อมอินเทอร์เน็ต เราต้องการแค่ Home Router ไม่ต้อง Switch เพราะไม่มีอุปกรณ์อื่นให้เชื่อมในบ้านนี้ หากอยาก เราอาจใช้ Router แทน Home Router เพราะเรารู้ว่าเราต้องการแค่ฟีเจอร์ Router ของ Home Router ไม่ต้องการฟีเจอร์ Switch เพราะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียว ผมเชื่อตอนนี้คุณรู้ว่าอุปกรณ์แต่ละตัวทำหน้าที่อะไรแล้ว ผมจะสมมติว่าคุณรู้หน้าที่อุปกรณ์เครือข่ายพื้นฐานตั้งแต่ตอนนี้

จนตอนนี้ คุณเรียนรู้ว่าสถานะการเชื่อมอินเทอร์เน็ต กำหนดโดยว่า คอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้อง ส่ง Packet ไปอินเทอร์เน็ตได้หรือไม่ และตอนนี้ ผมจะพยายามทำให้สถานการณ์นี้ meaningful มากขึ้น

คุณกำลังดูวิดีโอนี้บนเว็บไซต์ udemy.com ถูกต้องไหม? สมมติคุณเปิดคอมพิวเตอร์ พิมพ์ udemy.com บนเบราว์เซอร์โปรด คลิกวิดีโอที่กำลังดู หรือวิดีโอไหนก็ตาม ที่คลิกแล้ว คอมพิวเตอร์สร้าง Packet ส่งไป udemy.com ผ่านอินเทอร์เน็ต Packet ไป Home Router ก่อน Home Router ส่ง Packet ไป udemy.com ผ่านอินเทอร์เน็ต เราคิดว่า Packet สีเขียวนี้คือ Request Message ของคุณไป udemy.com Request Message บอก udemy.com ว่าคุณอยากดูวิดีโอเกี่ยวข้อง udemy.com รับ Request Message เกี่ยวกับการดูวิดีโอเฉพาะ באופן טבעי ตระหนักว่าคุณอยากดูวิดีโอ ส่งวิดีโอที่เกี่ยวข้องกลับมาผ่านอินเทอร์เน็ต Packet สีแดงเหล่านี้แทนชิ้นส่วนของวิดีโอที่ส่งให้คุณ วิดีโอที่คุณดูอยู่

สิ่งสำคัญเกี่ยวกับกระบวนการนี้: ขณะดูวิดีโอบน Udemy Udemy ส่งวิดีโอมาให้คุณทีละชิ้น เรียกกระบวนการนี้ว่า Streaming คิดว่าคุณเคยได้ยิน concept นี้แล้ว ด้วย Streaming Technology คุณดูวิดีโอต่อเนื่อง ไม่มีปัญหา เพื่อเข้าใจกระบวนการส่งทีละชิ้นนี้ดีขึ้น ผมเปิดวิดีโอสุ่มบน udemy.com เห็นว่าวิดีโอส่งมาทีละชิ้นจาก udemy.com ด้วยความสามารถส่งวิดีโอทีละชิ้น เราดูวิดีโอได้ ไม่ต้องรอวิดีโอทั้งหมดถึงคอมพิวเตอร์ เช่น อยากดูวิดีโอ 1 ชม. สมมติ Internet ช้ามาก หากไม่ดูได้ก่อนวิดีโอทั้งหมดถึงคอมพิวเตอร์ จะแย่มาก โชคดี กระบวนการไม่ได้ทำงานแบบนั้น นอกจากนี้ เวลาส่งแตกต่างตามความเร็วอินเทอร์เน็ต อินเทอร์เน็ตยิ่งเร็ว วิดีโอถึงคอมพิวเตอร์ยิ่งเร็ว

สรุป: การเชื่อมอินเทอร์เน็ต หมายถึง ส่ง Packet บางตัวไปอินเทอร์เน็ต และรับ Packet บางตัวจากอินเทอร์เน็ต Home Router ในสถานการณ์นี้มีบทบาทสำคัญ Home Router ส่ง Packet ที่รับจากคอมพิวเตอร์ไปอินเทอร์เน็ต และส่ง Packet ที่รับจากอินเทอร์เน็ตไปคอมพิวเตอร์ สรุป: การถ่ายโอน Packet เป็นพื้นฐานการเชื่อมอินเทอร์เน็ต หรือสื่อสารกับคอมพิวเตอร์อีกฝั่งโลก

ขณะเดียวกัน ตอนพิมพ์ udemy.com เราสื่อสารกับคอมพิวเตอร์อันทรงพลัง ที่เป็นของ udemy.com จริงๆ เรียกคอมพิวเตอร์พิเศษเหล่านี้ว่า Server (เซิร์ฟเวอร์) Server ไม่ต่างพื้นฐานจากคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่เนื่องจาก Server จะแลกเปลี่ยน Packet กับพันๆ คอมพิวเตอร์ทั่วไปพร้อมกัน Server ต้องเป็นคอมพิวเตอร์ทรงพลังมากกว่าในแง่ Hardware เทียบคอมพิวเตอร์ทั่วไป เพราะคนเยอะเข้าถึง udemy.com พร้อมกัน = คนเยอะเข้าถึง Server ของ udemy.com พร้อมกัน ตอนนี้บอกว่า Server คืออะไร: จดจำความสำคัญ Single Point of Failure และ Load Balancing ก่อนหน้านี้ นี้จริงสำหรับ Server ด้วย ไม่มี Server udemy.com เดียวในโลก Udemy มี Server เยอะกระจายทั่วโลก Location ของ Server หนึ่งเหมาะกับคุณที่สุด คุณสื่อสารกับ Server ที่เหมาะสมที่สุด บางคนสื่อสาร Server เดียวกัน บางคน Server ต่างกัน แต่ทุกคนได้เนื้อหาเดียวกัน ด้วย Distributed Servers Udemy ป้องกัน Single Point of Failure และให้ Load Balancing

แน่นอน มีรายละเอียดมากเบื้องหลังการถ่ายโอน Packet แต่คุณคิดแบบง่ายๆ ได้ นี่คือตรรกะง่ายที่สุด และนี่คือสิ่งที่ผมต้องพูดในบทนี้

ในบทนี้ เราจะพูดสั้นๆ เกี่ยวกับ Wide Area Network (WAN) ซึ่งเป็น Network ประเภทสำคัญสำหรับอินเทอร์เน็ต แบบง่าย: WAN คือ Network ประกอบด้วยการรวม LAN ต่างๆ เช่น รวม LAN 2 อันนี้ ได้ WAN หรือรวม LAN นี้ LAN นี้ และ LAN นี้ ได้ WAN อีกอัน

เพื่อเข้าใจ WAN ใส่ใจดีกว่า เราพูดตัวอย่างบริษัท: บริษัทเติบโต เปิดสำนักงานต่างประเทศ หลายแห่ง อยากให้สำนักงานเหล่านี้อยู่ Network เดียวกัน แม้ห่างกันไกล นี่คือที่ WAN เข้ามามีบทบาท ใช้ WAN สร้าง Network พิเศษสำหรับความต้องการเรา

สมมติ LAN นี้เป็น LAN ของเรา และ LAN นี้เป็นอีกอัน ตั้งอยู่ต่างประเทศ อยากสร้าง WAN สำหรับบริษัทใช้ LAN ทั้งสอง แต่คำถาม: ทำยังไง? มาดู

บอสต้องการเราสร้าง Network พิเศษสำหรับ LAN เหล่านี้ คือ ต้องการให้คอมพิวเตอร์ในสำนักงาน 2 แห่งทำงานเหมือนอยู่สภาพแวดล้อมเดียวกัน เป้าหมายคือ WAN หากสร้าง WAN LAN เหล่านี้จะสื่อสารเหมือนอยู่สภาพแวดล้อมเดียวกัน

แต่มีจุดสำคัญ: ด้วยอินเทอร์เน็ต เราแล้วให้ LAN เหล่านี้สื่อสารกันได้ ไหม? หากรู้อินเทอร์เน็ตคือ Network of Networks หมายถึงอินเทอร์เน็ตตัวเองแทนการเชื่อม LAN ล้านๆ ดังนั้น หาก LAN เหล่านี้เชื่อมอินเทอร์เน็ตอยู่แล้ว คอมพิวเตอร์ใน LAN 1 และ LAN 2 สื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตได้แล้ว แต่นี่คือคำถาม: หากสำนักงานเหล่านี้สื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตได้แล้ว ทำไมต้องการ Network พิเศษอีกคือ WAN?

โปรดระวัง: การสื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตโดยตรง และ การสื่อสารผ่าน WAN พิเศษของบริษัท แตกต่างกันสิ้นเชิง ลองคิดดูสักครู่และตอบ

หากสังเกต: อินเทอร์เน็ตคือ Public Network ไม่มีเจ้าของ เป็นของทุกคน ใครก็เชื่อมอินเทอร์เน็ตได้ทุกเมื่อทุกที่ ดังนั้น เครือข่ายสาธารณะใหญ่นี้ อาจมีปัญหาด้านความปลอดภัยในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างสถานที่ต่างๆ Hacker อยู่ทุกที่ และอยู่ในเครือข่ายสาธารณะใหญ่นี้ เพื่อตอบคำถามดีขึ้น ผมให้ตัวอย่างดี:

สมมติคอมพิวเตอร์นี้อยากส่งไฟล์สำคัญเกี่ยวกับบริษัทไปคอมพิวเตอร์นั้น หลังส่ง ไม่มีปัญหา เพราะการถ่ายโอนเกิดใน LAN นี้ LAN นี้เป็น Private Network สำหรับออฟฟิศ คนภายนอกเข้าถึง LAN นี้ไม่ได้โดยไม่ได้รับอนุญาต นี่สำคัญมาก การถ่ายโอนไฟล์ใน LAN นี้เป็นการดำเนินการปลอดภัย โดยทั่วไป

แต่ถ้าไฟล์นี้ส่งไปออฟฟิศอีกแห่งผ่านอินเทอร์เน็ต? จะเกิดอะไร? มาดู

สถานการณ์เดิม: ต้องส่งไฟล์เกี่ยวกับบริษัท แต่ครั้งนี้ ต้องส่งไปออฟฟิศอีกแห่ง ไฟล์ผ่าน Public Network ไม่ได้ไหม? นี่คือที่ปัญหาเกิด คิดดู: ส่วนนี้ของอินเทอร์เน็ตเป็น Public Network เต็มที่ หมายถึง หากส่งไฟล์ผ่านอินเทอร์เน็ตแบบนี้ ไม่มีประกันว่าไม่มีคนภายนอกเห็นไฟล์นี้ หรือแย่กว่า ไม่มีคนภายนอกเปลี่ยนไฟล์นี้ ได้ พูดไปแล้ว Hacker อยู่ทุกที่ ความเป็นไปได้ของปัญหาเหล่านี้โดยทั่วไปไม่ต่ำ ดังนั้น จดจำไว้: มีโอกาสเกิดปัญหา ตอนส่งไฟล์เกี่ยวกับบริษัทผ่านอินเทอร์เน็ตโดยตรง โดยเฉพาะ หากไฟล์สำคัญมาก ควรระมัดระวัง และ WAN พิเศษสำหรับบริษัทเป็นวิธีแก้ปัญหาแบบนี้

โดยทั่วไป การตั้งค่า WAN ค่าใช้จ่ายสูงและไม่ง่าย แต่โชคดี มีวิธีตั้งค่า WAN หลายวิธี ตอนนี้เราจะพูดแค่วิธียอดนิยมและคุ้มค่าที่สุด คือ WAN โดยใช้ VPN

VPN ย่อมาจาก Virtual Private Network มั่นใจว่าคุณเคยได้ยิน VPN มักใช้เข้าถึงเว็บไซต์ถูกจำกัด เพราะ VPN ให้ความเป็น المجهول (Anonymity) และเข้ารหัส (Encrypt) ข้อมูลก่อนส่ง Packet ให้ความปลอดภัยสูง โดยทั่วไป

ขณะสร้าง WAN ด้วย VPN Technology เราใช้ประโยชน์จากฟีเจอร์เหล่านี้ของ VPN แต่วิธีสำคัญที่สุดคือ Tunneling ฟีเจอร์นี้ให้ Privacy, Anonymity, Security โดยสร้างการเชื่อมต่อเครือข่ายพิเศษบน Public Network นี่สำคัญมาก อยากเน้นอีกครั้ง: VPN Tunneling ให้ Privacy, Anonymity, Security โดยสร้างการเชื่อมต่อเครือข่ายพิเศษบน Public Network

แต่ว่าจริงๆ: ไม่มี Tunnel กายภาพสร้างขึ้น นี่สำคัญมาก Tunneling Technology ทำให้ Packet ทำงานเหมือนผ่าน Tunnel กายภาพ แต่ Tunnel Visual นี้แทนการเชื่อมต่อความปลอดภัยสูงระหว่าง LAN 1 และ LAN 2 คุณคิดแบบนี้ได้: Tunnel Visual แทนความปลอดภัยสูงสำหรับการเชื่อมต่อระหว่าง Router เหล่านี้

นอกจากนี้ Packet จะผ่าน Router หลายตัวบนอินเทอร์เน็ตเพื่อไปปลายทาง ตามที่เรียนมาก่อน แต่เนื่องจาก VPN ใช้ Tunneling จะเกือบเป็นไปไม่ได้ที่จะรบกวน Packet นี้จากภายนอก

ผมหวังว่าคุณเข้าใจ Tunneling แนวคิดแล้ว แต่ผมอยากดูรายละเอียด: เริ่มต้น ส่งไฟล์ไป Router และถึง ตอนนี้ จะมีการเปลี่ยนแปลงบน Packet แต่ก่อนทำ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ก่อนอื่น คุณควรรู้ว่า VPN Tunneling ตั้งค่าระหว่าง Router เหล่านี้ นี่สำคัญมาก เรียกว่า Site-to-Site VPN วิธีนี้ยอดนิยมขณะสร้าง WAN ระหว่างสำนักงาน ด้วย Tunneling ไฟล์ของเราถึง LAN 2 อย่างปลอดภัย

แต่คำถาม: หาก Tunneling ไม่ใช่ Tunnel กายภาพ ตามภาพ จริงๆ แล้วคืออะไร? มาดู ผมจะใช้ Analogy อธิบาย: สมมติคุณต้องส่งจดหมายจาก LAN 1 ไป LAN 2 คุณควรให้จดหมายที่เขียนให้ไปรษณีย์ ถูกต้องไหม? ไปรษณีย์ส่งจดหมายถึงปลายทาง สมมติคุณไม่ใส่จดหมายในซอง หมายถึง ไปรษณีย์อ่านจดหมายได้ถ้าอยาก คุณคิดว่า ไปรษณีย์ในตัวอย่างนี้ คือ Public Internet อีกมุม: หากคุณใส่จดหมายในซองก่อน แล้วให้ไปรษณีย์แบบนี้ ไปรษณีย์อ่านจดหมายไม่ได้ กระบวนการใส่จดหมายในซอง = Tunneling เอง ในสถานการณ์จริง เราต้องใส่ Packet สีเหลืองเข้าไปใน Packet อีกอัน และถึง สมมติ Packet สีเหลืองอยู่ใน Packet สีแดง เหมือนใส่จดหมายในซอง นี่คือแนวคิด Tunneling ทั้งหมด

ตอนนี้ ผมอยากถามคำถาม: Packet นี้ปลอดภัยจริงๆ ไหม? ไปรษณีย์เปิดซองและรู้ข้อมูลได้ไหม? หากมันอยากจริงๆ คิดดู เข้าใจแล้ว แม้เราเพิ่มความปลอดภัย Packet ด้วย Tunneling ยังมีปัญหาบางอย่าง นี่คือที่ Encryption เข้ามามีบทบาท

สมมติคุณเข้ารหัสจดหมายวิธีที่เฉพาะคนในบริษัทเข้าใจ ในกรณีนี้ แม้ไปรษณีย์เปิดซอง มันไม่ได้ข้อมูล เพราะจะเห็นข้อมูลไมفهوم ไม่เข้าใจข้อมูลที่เข้ารหัส ดังนั้น สิ่งที่ต้องทำง่ายมาก: เข้ารหัส Packet ต้นฉบับ ก่อนใส่เข้า Packet อีกอัน

ย้อนกลับหนึ่งขั้นใน Dynamic Mesh และสำหรับสถานการณ์นี้ เราเข้ารหัส Packet สีเหลือง ก่อนใส่ใน Packet สีแดง และใส่ Packet ที่เข้ารหัสแล้วเข้า Packet สีแดง ตอนนี้ Packet นี้ส่งไป LAN 2 ผ่านอินเทอร์เน็ตอย่างปลอดภัย นี่ง่ายมาก เราเข้ารหัส Packet ต้นฉบับ และใส่ใน Packet อีกอัน ดังนั้น เราเพิ่มความปลอดภัยของ Packet สูงสุด คำว่า Tunneling มาจากที่นี่ เพราะ Packet ปลอดภัยเหมือนเคลื่อนที่ใน Tunnel ส่วนตัวของคุณเอง

ผมหวังว่าทำให้แนวคิดนี้เข้าใจได้ ตอนนี้ Router ต้องการ Packet ต้นฉบับ เพื่อทำได้ Router ก่อน Eliminate Packet ภายนอก แล้วต้อง Decrypt Packet ที่เข้ารหัส เพื่อให้ได้ Packet ต้นฉบับ หลัง Router ได้ Packet ต้นฉบับ มันดูภายใน Packet เรียนรู้ปลายทาง ส่ง Packet ไปปลายทาง ด้วย WAN ใช้ VPN เราสามารถค้นหาข้อมูลบริษัทจาก LAN หนึ่งไปอีก LAN อย่างปลอดภัย แต่อย่าลืม: ไม่มี Security 100% หมายถึง อาจมีช่องโหว่ความปลอดภัยสำหรับทุกระบบ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน WAN Networks สร้างด้วย VPN Technology พอใจพอสมควร ทั้งงบประมาณและความปลอดภัย

ผมเชื่อทุกอย่างดีจนตอนนี้ แตบางคนอยากรู้: คุณใช้อินเทอร์เน็ตประจำวัน ส่งเมลเพื่อน ใช้เว็บอีคอมเมิร์ซ ทำทั้งหมดผ่านอินเทอร์เน็ต เนื่องจากอินเทอร์เน็ตเป็น Public Network การดำเนินการทั้งหมดนี้ไม่ปลอดภัยไหม? คำตอบคือ Yes และ No

สมมติคุณอยากทำรายการบน amazon.com พิมพ์ข้อมูลบัตรเครดิต ขณะซื้อสินค้า ข้อมูลนี้ส่งเป็น Packet ผ่านอินเทอร์เน็ตไป Server หนึ่งของ amazon.com เราไม่ยอมให้คนภายนอกเห็นข้อมูลบัตรเครดิต วิธีแก้: ใช้ End-to-End Encryption ระหว่างคอมพิวเตอร์เราและ Server ปลายทาง เนื่องจาก Packet ถูกเข้ารหัส ไม่มีคนภายนอกเห็นข้อมูลบัตรเครดิต ยกเว้น Server ของ amazon.com นี่คือตรรกะหลักคำตอบ และ Encryption Endpoint ทั้งสองถอดรหัส Packet และได้ข้อมูลต้นฉบับ

อย่างไรก็ตาม การเข้ารหัสแบบนี้ไม่ได้ใช้ในอดีต และสถานการณ์นั้นทำให้ Hacker ง่ายขึ้น จินตนาการ: ข้อมูลบัตรเครดิตของคุณถูก Hacker ได้โดยตรงใน Plain Text แย่มาก ไม่ไหว แต่เนื่องจาก End-to-End Encryption เราแก้ปัญหานี้

สุดท้าย ผมอยากถามคำถาม แล้วจบบท: ตอนนี้คุณรู้ WAN คืออะไรแล้ว สรุป WAN แทน Network ที่เราสร้างโดยรวม LAN ต่างๆ ในกรณีนี้ คำถามของผมคือ: WAN ใหญ่ที่สุดในโลกคืออะไร? คำตอบมาถึงใจเร็วมาก อินเทอร์เน็ตเองคือ WAN ใหญ่ที่สุดในโลก อย่างไรก็ตาม ผมอยากเตือนอีกครั้ง: โปรดทราบว่า WAN ของบริษัทสร้างด้วย VPN แตกต่างจากอินเทอร์เน็ต หนึ่งใน WAN เหล่านี้เป็น Special เฉพาะบริษัท อินเทอร์เน็ตเป็นของทุกคนในโลก

เราเรียนรู้อุปกรณ์เครือข่ายเยอะมาจนตอนนี้ ในบทนี้ เราจะดูกรณีเพิ่มเติม ใช้งานอุปกรณ์เหล่านี้

สมมติเรามี 2 สำนักงาน บริษัทเดียวกัน ระยะห่าง 100 เมตร ระยะนี้สั้นมาก ในกรณีนี้ ผมสงสัยว่า สามารถเชื่อม Switch 1 และ Switch 2 โดยตรงเพื่อสร้าง LAN ได้ไหม? คำตอบ: ทำได้แน่นอน เพราะเรารู้ว่าใช้ Switch สร้าง LAN ดังนั้น เราสร้าง LAN ได้โดยเชื่อม Switch ทั้งสอง แม้อยู่สภาพแวดล้อมต่างกัน แต่โปรดทราบ: ระยะทางต้องสั้นมาก หากระยะไม่นั้นสั้น ไม่สามารถเชื่อม Switch และสร้าง LAN ได้ LAN ประเภทนี้เรียกว่า Campus Area Network (CAN) เนื่องจากมักใช้ในวิทยาเขตมหาวิทยาลัย

อีกด้านหนึ่ง คุณรู้ว่าเราสามารถเชื่อมสำนักงาน 2 แห่งด้วย WAN ใช้ VPN ได้ แต่โปรดทราบ: เมื่อ LAN หรือ Network ประเภทต่างๆ นี่สำคัญ และคุณเห็น Packet ส่งด้วย Tunneling ใน Animation

ผมเชื่อจนตอนนี้ทุกอย่างดี แต่ผมอยากถาม: ตัวไหนปลอดภัยกว่า? LAN ที่เชื่อม Switch โดยตรง หรือ WAN ด้วย VPN? ลองคิดสักครู่และตอบ

คำตอบง่าย: LAN ปลอดภัยกว่า WAN เสมอ เพราะการสื่อสารใน LAN Packet ไม่เคยผ่านอินเทอร์เน็ต Packet เคลื่อนที่บนสายของเราเองเท่านั้น แต่ใน WAN แม้ Packet ได้รับการป้องกัน Packet ยังคงผ่านอินเทอร์เน็ต และรู้ว่าไม่มี Security 100% แม้ Packet ได้รับการป้องกันด้วย Tunneling และ Encryption สรุป: ทั้งสองวิธีปลอดภัย แต LAN ปลอดภัยกว่า นี่ชัดเจน

อย่างไรก็ตาม มีเงื่อนไขที่เกือบปลอดภัยเท่า LAN เรียกว่า Private WAN สำหรับ WAN ประเภทนี้ เราไม่เคยพูดถึงมาก่อน แตกต่างจาก WAN ด้วย VPN เพราะสายระหว่างสำนักงานเป็น Dedicated สำหรับบริษัท คุณขอสายนี้จาก ISP และจ่ายเงินพิเศษ ISP ให้สายส่วนตัวที่บริษัทคุณเท่านั้นใช้ได้ เรียก WAN สร้างแบบนี้ว่า Private WAN

โปรดจดจำ: เราใช้ Public Internet Network สำหรับ VPN และนั่นคือเหตุผลเราเรียกว่า Public WAN นี่สำคัญมาก นอกจากนี้ แม้ Private WAN 聽起來 ดีตะพร้าวตา แต่ราคาสูงมาก สำหรับบริษัทเฉลี่ย เลือก Public WAN แทน Private WAN สมเหตุสมผล เพราะ Public WAN ให้ความปลอดภัยที่เราไม่ควรหยุดยัด

ตอนนี้ ผมอยากให้สังเกตจุดหนึ่ง: บางคนอาจสังเกตแล้ว แต่การกล่าวถึงดี: ในทุกกรณี เราใช้ Switch สร้าง LAN ในขณะที่เราใช้ Router สร้าง WAN นี่สำคัญมาก อยากเน้นอีกครั้ง: เราใช้ Switch สร้าง LAN ในขณะที่เราใช้ Router สร้าง WAN หมายถึง เราไม่สามารถสร้าง WAN ด้วย Switch ได้ เพราะ WAN โดยพื้นฐานแทนการเชื่อม LAN ต่างๆ ด้วย WAN LAN ต่างๆ ทำงานเหมือนอยู่สภาพแวดล้อมเดียวกัน และคุณรู้ว่า หากอยากเชื่อม LAN ต่างๆ เราต้องการ Router สำหรับงานนี้แน่นอน

เข้าใจแล้ว ตอนนี้ ผมอยากพูดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Router จนตอนนี้ ผมอธิบาย Router เป็นอุปกรณ์เกี่ยวกับอินเทอร์เน็ต แต่ไม่ใช่หน้าที่หลักของ Router คือ การเชื่อม Network ต่างๆ นั่นหมายถึง Network เหล่านี้อาจอยู่ต่างประเทศ หรืออาจอยู่ในออฟฟิศเดียวกัน ไม่สำคัญ

ในสไลด์นี้ คุณเห็น 2 LAN ต่างๆ ในออฟฟิศเดียวกัน เชื่อมต่อกันด้วย Router สมมติ Network หนึ่งเกี่ยวกับ Marketing Unit อีกอันเกี่ยวกับ Software Unit และรู้ว่า หากอยากให้ Network ต่างๆ สื่อสารกัน ต้องใช้ Router ใน Animation เห็น LAN 1 และ LAN 2 สื่อสารผ่าน Router

นอกจากนี้ ผมอยากให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Router: โฟกัสที่สายเคเบิลของ Router หากสังเกต แต่ละสายเชื่อม Network ต่างกัน สายหนึ่งเชื่อม LAN 1 สายหนึ่งเชื่อม LAN 2 สายหนึ่งเชื่อมอินเทอร์เน็ต นี่คือกรณีของ Router Router เชื่อม Network ต่างๆ สายแต่ละเส้นที่เสียบ Port บน Router แทน Network ต่างกัน

คุณอาจเคยสงสัย ทำไมต้องการ Network ต่างๆ ในออฟฟิศเดียวกัน? จริงๆ สถานการณ์นี้พบได้บ่อยในชีวิตจริง เช่น อยากให้ Unit ต่างๆ ในออฟฟิศอยู่ Network ต่างๆ อาจดูบ้าบ้างสำหรับออฟฟิศเล็ก แต่จินตนาการออฟฟิศ 50 คอมพิวเตอร์ แบ่งคอมพิวเตอร์เป็น Unit เพิ่มลำดับชั้นและระเบียบ จดจำ: หลักการพื้นฐานเหมือนกันทุกที่ ด้วยหลักการพื้นฐานเหล่านี้ เราสามารถให้อุปกรณ์ต่างประเทศสื่อสารกันได้ และให้อุปกรณ์ในออฟฟิศเดียวกันสื่อสารได้ ทั้งคู่แทนงานเดียวกัน ผมเชื่อคุณเข้าใจแนวคิดนี้ดีแล้ว

ในบทก่อนหน้า ผมบอกว่าเราซื้อสายที่มาที่บ้านจาก ISP แต่ไม่ได้บอกว่า ISP คืออะไรจริงๆ ในบทนี้ เราจะพูดถึง ISP คืออะไร และทำไมมันสำคัญ

Internet Service Provider (ISP) รับผิดชอบการถ่ายโอน Packet จากสถานที่หนึ่งไปอีกสถานที่ หากจดจำ: เราเรียนรู้ว่ามี Router เยอะในหัวใจอินเทอร์เน็ต และพูดถึงโครงสร้างนี้ คุณคิดว่า ISP คือ Mechanism ที่ควบคุม Router ทั้งหมดในโครงสร้างนี้

ตัวอย่าง: มี Router เยอะใน Global ISP นี้ และมี Router เยอะใน Regional ISP นี้ แต่เพื่อทำให้แนวคิด Simple ผมไม่แสดง Router ภายใน ISPs อย่างภาพ อย่างไรก็ตาม ผมอยากให้คุณจินตนาการว่า Router ที่กระจายทั่วโลก ถูกควบคุมโดย ISPs นี้ นี่สำคัญมาก คิดว่า แต่ละ ISP ควบคุม Router เฉพาะ และ Packet ส่งจากสถานที่หนึ่งไปอีกสถานที่ ผ่าน Router เหล่านี้ เราพูดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับ Packet เดินทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุด การเข้าใจสถานการณ์นี้เป็นเงื่อนไขแรกเข้าใจ ISP

สิ่งที่พยายามบอก: ISPs รับผิดชอบ Router เฉพาะ อยากให้จินตนาการว่า ทุก ISP ที่คุณเห็นในภาพนี้ รับผิดชอบ Router เฉพาะ แตผมลบมันออกจากภาพเพื่อความ Simple ของแนวคิด

นอกจากนี้ ISP Model ที่คุณเห็นนี้เป็น Simplified Model แม้ Model Simple แต่พอสำหรับเข้าใจส่วนสำคัญของแนวคิด

เริ่มจากนิยามพื้นฐานของ ISP: ISPs แทนบริษัทที่ให้บริการเรา เพื่อให้เราเชื่อมอินเทอร์เน็ต และพวกเขาคิดค่าบริการจำนวนหนึ่ง คุณไม่สามารถเชื่อมอินเทอร์เน็ตโดยไม่มี ISP คิดว่า ISP คือโครงสร้างที่ให้คุณเชื่อมอินเทอร์เน็ต และ ISP ไม่ใช่โครงสร้างเดียว มี ISP หลายแสนหลายล้านทั่วโลก และ ISP ทั้งหมดรวมกันเป็นโครงสร้างที่คุณเห็นในภาพ มี ISP น้อยในภาพ แต่ในความเป็นจริง มี ISP หลายแสนหลายล้าน

ISP ประเภททั่วไปคือ Local ISP ตอนนี้เริ่มจากมัน: ขั้นตอนแรกของการเชื่อมอินเทอร์เน็ต คือ สื่อสารกับ Local ISP Local ISPs รับผิดชอบการสื่อสารพื้นที่เล็ก เช่น การสื่อสาร 2 LAN ในย่านเดียวกัน หรือ LAN ในย่านที่อยู่ติดกัน

สมมติเราอยู่ USA บ้าน 2 หลังนี้อยู่ย่านเดียวกัน หากคอมพิวเตอร์นี้อยากคุยกับคอมพิวเตอร์นั้น การเชื่อมต่อจัดหาโดย Local ISP นี้โดยตรง คุณเห็นได้ใน Animation Packet ผ่าน Router ต่างๆ ใน Local ISP และถึงปลายทาง โดยทั่วไป เนื่องจาก Local ISP รับผิดชอบการสื่อสารพื้นที่เล็ก Packet อาจผ่านแค่ Router เดียวก่อนถึงปลายทาง คุณคิดว่า Local ISP นี้คือ ISP ที่เชื่อม LAN ภายในย่านเดียวเท่านั้น แน่นอน Local ISP อาจเชื่อมย่านต่างกัน แต่ในสถานการณ์นี้ สมมติมันไม่เชื่อม ดังนั้น Router เดียวพอต่อพวกเขา

ในภาพนี้ คุณเห็นตัวอย่างสำนักงาน Local ISP เล็ก เรียกสำนักงานเหล่านี้ว่า Point of Presence (PoP) จริงๆ Router ที่กระจายบนอินเทอร์เน็ต อยู่ใน PoP เหล่านี้ และใน PoP นี้ มี Router ด้านซ้าย นอกจากนี้ คุณอาจสังเกตว่ามีอุปกรณ์อื่นนอกจาก Router เพราะบางครั้งต้อง Config ต่างๆ ด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ISP ต้องมี Router, Switch, Server ฯลฯ แต่เราใช้ Router เชื่อม Network ต่างๆ คุณรู้แล้ว ดังนั้นเราจะโฟกัสแค่ Router

ในบทก่อน Router บนภาพอินเทอร์เน็ต แทน PoP แยกต่างหาก และเพื่ออธิบายดีขึ้น ผมอยากพูดบนภาพอื่น: แต่ในภาพนี้ ผมอยากคิดถึงบ้านและสำนักงานเล็ก ที่เชื่อมกับ Local ISP 2 และ Local ISP 3

เห็นได้: บ้านและสำนักงานเล็ก เชื่อมต่อ PoP ผ่าน Local ISP 2 PoP นี้คือจุดแรกที่สามารถเชื่อมอินเทอร์เน็ตได้สำหรับบ้านและสำนักงานนี้

ถ้าสังเกต Local ISP 2 มี 4 Paths คุณอาจคิดว่า 4 Paths นี้ Local ISP 2 เชื่อมย่านต่างกัน และ LAN ในย่านต่างกัน สื่อสารผ่าน Local ISP 2 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จากนี้ สรุปได้: Local ISP บางตัวมี Paths มากกว่า 1 แต่บางตัวมีแค่ 1 Path ขึ้นอยู่กับขนาด Local ISP เช่น Local ISP เชื่อม 4 ย่าน อาจมี 4 Paths แตถ้า Local ISP เชื่อมแค่ 1 ย่าน มีแค่ 1 Path

หากอยายศึกษารายละเอียดหัวข้อนี้ จะพบทรัพยากรมากบนอินเทอร์เน็ต ด้วย Raw Trackers คุณควรทราบว่า Icons เหล่านี้แทน Router ภายใน PoP มี Router เยอะกระจายทั่วโลก และ Router อยู่ใน PoP เหล่านี้

ตอนนี้ ผมอยากให้จินตนาการว่า มี Local ISPs หลายแสนหลายล้านทั่วโลก และ Local ISPs เหล่านี้เชื่อม Regional ISPs ที่ใหญ่กว่า หมายถึง Local ISPs ต่างๆ สื่อสารผ่าน Regional ISPs เช่น Local ISP 2 สื่อสารกับ Local ISP 3 ผ่าน Regional ISP 1 คุณคิดว่า Local ISPs เชื่อมย่าน/พื้นที่เล็ก และ Regional ISPs เชื่อมเมืองในประเทศ

ใน Simplified Model ที่เราใช้ มี Regional ISP เพียงตัวเดียว แต่ในความเป็นจริง ประเทศหนึ่งอาจมี Regional ISPs หลายตัว และ Local ISPs และ Regional ISPs ทั้งหมดรวมกัน สร้าง Network ของประเทศ

สรุป: ขั้นตอนแรกเชื่อมอินเทอร์เน็ตคือ Local ISP และสายนี้แทนสายที่เราซื้อจาก Local ISP ทุกบ้าน/สำนักงานต้องซื้อสายแบบนี้จาก ISP ที่เกี่ยวข้อง เพื่อเชื่อมอินเทอร์เน็ต หากตรวจสอบ Home Router อย่างละเอียด คุณจะเห็นสายมาจาก ISP ของคุณ

สมมติคอมพิวเตอร์นี้และคอมพิวเตอร์นี้อยากสื่อสารกัน โดยบ้าน 2 หลังนี้อยู่ USA แต่เมืองต่างกัน ดังนั้น เชื่อมต่อ Local ISPs ต่างกัน นี่คือ Base ของเรา ดังนั้นในสถานการณ์นี้ Local ISP นี้จะสื่อสารกับ Local ISP นั้นอย่างไร? ที่นี่ Regional ISP 1 เข้ามามีบทบาท โดยทั่วไป Regional ISP เกี่ยวข้องกับการสื่อสารอุปกรณ์ในประเทศเดียวกัน แต่เมืองต่างกัน หากดู Animation อย่างละเอียด Local ISPs สื่อสารผ่าน Regional ISP 1

บางคนอาจสงสัย: ทำไมไม่มี Link โดยตรงจาก Local ISP 2 ไป Local ISP 3? คำถามที่คาดการณ์ได้ คิดดู: หากเชื่อม Local ISPs โดยตรง Hierarchy จะพัง ในภาพเห็น Local ISPs น้อย แต่ในความเป็นจริง อาจมี Local ISPs หลายร้อยในเมืองเดียวกัน หากเชื่อมทั้งหมดโดยตรง Complexity จะเกิดแน่นอน เราไม่อยากเพิ่ม Complexity ระบบซับซ้อนพอแล้ว นั่นคือเหตุผลเราใช้โครงสร้าง ISP แบบ Central Hierarchical ที่คุณเห็น ด้วยจำนวนการเชื่อมต่อขั้นต่ำระหว่าง ISPs เราให้ ISPs ทั้งหมดสื่อสารกันได้

จนตอนนี้ พูดถึง Local ISP และ Regional ISP คอมพิวเตอร์ที่สื่อสารกัน ก็อยู่ USA เสมอ แต่ถ้าคอมพิวเตอร์ในประเทศต่างกันอยากสื่อสารกัน? นี่คือที่ Global ISP เข้ามามีบทบาท คุณอาจคิดว่า Global ISP เชื่อมอุปกรณ์ในประเทศต่างๆ โดยทั่วไป มีมหาสมุทรระหว่าง USA และ China ดังนั้น หากอุปกรณ์ใน USA และ China อยากสื่อสาร ต้องเป็น Global ISP ที่จัดหาการเชื่อมต่อ ไม่สามารถเชื่อมอุปกรณ์ทั้งสองด้วย Local ISP และ Regional ISP ได้อย่างเดียว

เห็นในภาพ: มี Global ISPs หลายตัว และ Global ISPs เหล่านี้เป็นส่วนของ Hierarchy ด้วยการใช้พวกเขา คอมพิวเตอร์ทั้งสองสื่อสารกันได้ สมมติคอมพิวเตอร์นี้อยากคุยกับคอมพิวเตอร์นั้น กรณีนี้ Packet จะไป Local ISP ก่อน แล้วไป Regional ISP 1 และ Packet มี 2 ทางเลือก: ทางนี้ หรือ ทางนี้ คือ Global ISP 1 หรือ Global ISP 3 ผมหวังว่าคุณเข้าใจว่าการเลือกนี้ กำหนดโดย Router ใน Regional ISP 1 แต่ละ Router ทำการเลือก และผลลัพธ์จากการเลือกเหล่านี้ กำหนดเส้นทางของ Router สมมติ Packet จะ Forward ไป Global ISP 1

อีก Packet ที่ผ่าน Regional ISP 1 อาจไป Global ISP 3 ครั้งหน้า ใครรู้ จดจำไว้

ต่อไป สมมติ Packet จะส่งจาก Global ISP 1 ไป Global ISP 2

ขั้นตอนนี้ Packet สามารถส่งไป Local ISP 6 หรือ Regional ISP 2 โดยตรง หรือ Global ISP 3 ไปทางไหนก็ถึงปลายทาง สิ่งที่พยายามบอก: Packet สามารถเดินทางหลายเส้นทาง ผมไม่แสดงบางเส้นทาง ตัวอย่าง: จาก Global ISP 2 ไป Local ISP 6, Regional ISP 2, Local ISP 7 และปลายทาง หรือจาก Global ISP 2 ไป Regional ISP 2, Local ISP 7 และปลายทาง หรือจาก Global ISP 2 ไป Global ISP 3, Regional ISP 2, Local ISP 7 และปลายทาง อีกครั้ง ทุกเส้นทางเหมาะสม

คุณควรสังเกตสถานการณ์: หากปลายทาง Packet คือบ้านนี้ Packet อาจถึงปลายทางโดยตรงผ่าน Local ISP 6 โดยไม่ต้องผ่าน Regional ISP 2 หมายถึง Local ISP บางตัวเชื่อมกับ Global ISP ได้โดยไม่ต้องผ่าน Regional ISP นี่สำคัญมาก พอ Local ISPs แทนบริษัทเล็ก และบางกรณี บริษัทเล็กเหล่านี้อยากการเชื่อมโดยตรงกับ Global ISP เพื่อประสบการณ์อินเทอร์เน็ตเร็วกว่าให้ลูกค้า

มี 2 วิธีสำหรับการเชื่อมแบบนี้: โดยทั่วไป หาก Local ISP เชื่อมโดยตรงกับ Global ISP Location อาจเหมาะสม เพราะ Global ISP ที่เกี่ยวข้องมีโครงสร้างพื้นฐานอยู่ที่ Location นั้นแล้ว แต่หาก Global ISP ที่เกี่ยวข้องไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่ Location นั้น ต้องจ่ายเงินเพิ่มมาก สำหรับการเชื่อมนี้ โดย Local ISP Company ให้ Global ISP Company

สำหรับ Packet บน Global ISP นี้ สมมติจะไป Regional ISP แทน Local ISP 6 หรือ Global ISP 3 ต่อไป Packet ไป Local ISP 7 และถึง สุดท้าย Home Router รับ Packet ส่งไปคอมพิวเตอร์ปลายทาง ผลลัพธ์: คุณเรียนรู้ว่าคอมพิวเตอร์ใน 2 ภูมิภาคต่างโลก สื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตอย่างไร คุณยังเรียนรู้ความสัมพันธ์ระหว่าง Internet Routers และ ISPs

ในบทต่อไป เราจะครอบคลุม 2 สถานการณ์เพิ่มเติม เกี่ยวกับแนวคิด ISP

สมมติเราอยู่เบลเยียม นี่บ้านเรา อยากเชื่อมต่อเว็บไซต์ ABC x.com เจ้าของเว็บมีศักยภาพทางการเงินจำกัด ดังนั้น Server ทั้งหมดอยู่ USA เพื่อเข้าถึง ABC x.com Request Message ของเราต้องผ่าน Global ISP อย่างน้อย 1 ตัว มองกระบวนการทั้งหมดใน Animation หลัง Server ของ ABC x.com รับ Request Message แลกแล้ว ABC x.com สร้าง Response Message Response Message นี้มีข้อมูลเกี่ยวกับ Web Page ที่เราอยากเข้าไป รวม Images, Videos, HTML File และทุกอย่างเกี่ยวกับ Web Page หากไม่รู้ HTML File คืออะไร คิดว่าเป็นโครงร่างของ Web Page แบบง่ายที่สุด หลังสร้าง Response Message Server ต้องส่งกลับมาให้เรา แต่เส้นทางที่ Response Message ชอบ จะต่างจากเส้นทางที่ Request Message ชอบ โปรดสังเกตใน Animation ไม่มีทางรู้เส้นทางแน่นอนของ Message ล่วงหน้า เพราะ Routers เลือกต่างกันทุกครั้ง Path สำหรับ Message กำหนดระหว่างทาง ไม่มีการลืม

ทันทีที่เรารับ Response Message เว็บไซต์ปรากฏในเบราว์เซอร์ สรุป: ตอนอยากเข้าเว็บไซต์ คุณส่ง Request Message ไป Server ของเว็บไซต์ก่อน Web Server รับ Request Message ส่ง Response Message กลับมา ซึ่งมีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับ Web Page ที่คุณอยากเข้า และ Message นี้มาถึงคุณ Web Browser เรียนรู้ข้อมูลทั้งหมดจาก Response Message แสดง Web Page ที่เกี่ยวข้องใน Web Browser ของคุณ สิ่งน่าประหลาด: ทุกครั้งที่อยากเข้าเว็บไซต์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นใหม่ แต่เนื่องจากกระบวนการนี้เกิดใน Milliseconds คุณไม่รู้ว่ามีการดำเนินการซับซ้อนเบื้องหลัง

ลองเข้า google.com แทน ABC x.com ดู: Google แตกต่างจาก ABC x.mาก เพราะเป็นบริษัทยักษ์ใหญ่ เช่น ไม่เหมือน ABC x.com Google มี Servers เยอะกระจายทั่วโลก ด้วย Distributed Server Structure Google ให้บริการมีประสิทธิภาพและเร็วมากให้ลูกค้า สมมติ Server หนึ่งอยู่ไมไกลจากบ้านเรา ตอนอยากเข้า google.com หรือขอ Service จาก Google เราจะเชื่อม Server นี้ที่ใกล้เราที่สุด กระบวนการเร็วกว่ามาก นี่คือเหตุผลหลักบริษัทยักษ์ใหญ่วาง Server เยอะหลายสถานที่ทั่วโลก พวกเขาอยากให้ลูกค้าสื่อสารด้วยวิธีเร็วที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุด Distributed Server Structure เป็นวิธีแก้ดีสำหรับความต้องการนี้

ตอนขอ Service จาก Google Request Message ของเราจะไป Server Cluster นี้ คุณรู้ว่า Packet ถึง Server ที่เกี่ยวข้องด้วย ISP ใช่ไหม และคุณรู้ว่าจะเกิดอะไรหลังขั้นนี้ Google ส่ง Response Message กลับมาเกี่ยวกับ Service ที่เราขอ แต่เวลาสื่อสาร Google กับลูกค้าบางครั้งไม่ satisfactory สำหรับ Google Google อยากเพิ่มเล็กน้อย โชคดี Google มีวิธีแก้ดีมาก เรียกว่า Peering

Peering คืออะไรจริงๆ? มาดู: Peering คือ Technique ที่ Google สร้างการเชื่อมต่อโดยตรงกับ ISP เพื่อให้การเข้าถึง Server ของพวกเขาเร็วขึ้น เห็นใน Animation: Google เชื่อมโดยตรงกับ Local ISPs ดังนั้น ตอนเราอยากได้ Service จาก Google เราจะสื่อสารโดยตรงกับ Google Servers โดยไม่ใช้โครงสร้างพื้นฐาน ISP ด้วยวิธีนี้ Google สื่อสารกับลูกค้าได้มีประสิทธิภาพและเร็วมาก

ตอนนี้ทุกอย่างดี แต่ความปลอดภัย? เนื่องจากจำนวน Public PoP ที่ Packet ผ่านลดลง ด้วย Peering Security เพิ่มขึ้นมาก Packet ไป Google โดยตรงผ่าน Local ISP หมายถึง Packet ไม่ใช้โครงสร้างพื้นฐาน ISP สาธารณะเพื่อสื่อสารกับ Google จดจำ: ความปลอดภัยสำคัญมากสำหรับบริษัทยักษ์ใหญ่ และชัดเจนว่า การเชื่อมต่อโดยตรงลดโอกาส Packet ถูกขโมยจากภายนอก

สุดท้ายอยากให้ตัวอย่าง: YouTube เป็นของ Google ดังนั้น ตอนอยากดูวิดีโอ YouTube คุณใช้ Google's Distributed Servers ทั่วโลก จริงๆ คุณรู้ว่า YouTube ทำงานมีประสิทธิภาพมาก ดูวิดีโอได้ดี ไม่มีการหยุดชะงัก เหตุผลหลักคือ Distributed Server Structure และ Peering Infrastructure ของ Google

ด้านอื่น คุณอาจเห็นการค้างและหยุดชะงัก ตอนดูวิดีโอบน Udemy เพราะโครงสร้างพื้นฐาน Udemy ไม่แข็งแกรบเท่า Google โดยทั่วไป Udemy ก็ใช้ Distributed Server Structure แต่จำนวนน่าจะไม่เยอะเท่า Google อีกอย่าง Udemy ไม่ใช้ Peering และคุณรู้ว่า Peering เป็นเทคโนโลยีมีประสิทธิภาพมาก โดยเฉพาะเพิ่มคุณภาพและความเร็ว Streaming มาก แตผมบอกได้ว่า Udemy ทำงานดีมากโดยรวม เพราะให้บริการล้านๆ คนพร้อมกัน เป็นโจทย์วิศวกรรมที่ท้าทายมาก

สรุป: Peering เป็นโครงสร้างมีประสิทธิภาพมาก ใช้โดยบริษัทยักษ์ใหญ่ เช่น Google, Amazon ฯลฯ

สุดท้าย อยากให้ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับ ISPs: Global ISPs รับผิดชอบการสื่อสารระหว่างประเทศ แม่นิยามว่า ไม่เยอะเท่า Regional ISPs แตมี Global ISPs หลายตัวในโลก คุณคาดเดาได้ว่าสาเหตุทางเทคนิคที่ไม่มีแค่ Global ISP เดียวในโลก เราพูดเรื่องคล้ายกันไปแล้ว เช่น Load Balancing และ Efficiency นอกจากนี้ ยังมีเหตุผลทางการเงิน การตั้งบริษัท Global ISP เป็นธุรกิจค่าใช้จ่ายสูงมาก ตอนต้น แต่ทำเงินเยอะมาก คุณเข้าใจสิ่งที่ผมพูดไหม? หากคุณมีเงินเยอะ การตั้งบริษัท Global ISP เป็นตัวเลือกดี น่าจะทำให้คุณยิ้มได้กับเวลา

เรายังเรียก Internet Backbone ว่า Network ที่ Global ISPs ตั้งค่ากับกัน ความคุ้นเคยกับ Internet Backbone อาจมีประโยชน์ในอนาคต นอกจากนี้ มีโครงสร้างเรียกว่า Internet Exchange Points เพื่อให้ Internet Backbone ทำงาน Synchronous และ Global ISPs สื่อสารกันได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เรียกสั้นๆ ว่า IXP หรือ IX จดจำไว้

สิ่งสุดท้ายอยากบอก: คุณไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อ Local ISP เพื่อเชื่อมอินเทอร์เน็ต คุณสามารถเชื่อมต่อ Regional ISP หรือ Global ISP โดยตรงได้ หาก ISP เหล่านี้มีบริการสำหรับ Location ของคุณ หมายถึง คุณสามารถเรียนรู้ว่า ISP ไหนให้บริการ Location ของคุณ และเลือก ตามข้อมูลนี้ การเลือกบริการ ISP เป็นสิทธิ์ของคุณสมบูรณ์ ตัวอย่าง: บ้านนี้ เชื่อมอินเทอร์เน็ตผ่าน Local ISP แต่หากคุณขอ เราสามารถเชื่อมอินเทอร์เน็ตโดยตรงผ่าน Regional ISP 1 ได้ นี่เป็นไปได้ สิ่งที่พยายามบอก: หากคุณอยากได้บริการ ISP จากบริษัทเฉพาะ และบริษัทนั้นไม่ให้บริการ Location ของคุณ คุณติดต่อบริษัทและพูดคุยว่าทำได้อะไร หากคุณจ่ายเงินที่ ISP ต้องการ Regional ISP และ Global ISP ส่วนใหญ่ให้บริการที่คุณอยากได้ แต่สำหรับผู้ใช้ทั่วไป นี่คือจุดที่ไม่จำเป็น ผู้ใช้ทั่วไปแค่เลือก ISP หนึ่งในสองที่มีใน Location และได้ประโยชน์

แต่หากคุณอยากตั้งบริษัท Local ISP การกระทำนี้อาจมีเหตุผล

เราพูดถึง ISP โดยทั่วไป ผมคิดว่าคุณได้ข้อมูลดีเยอะ แตถ้าอยากคุณค้นคว้าเพิ่มเกี่ยวกับ ISP บนอินเทอร์เน็ต แต่นี่คือสิ่งสุดท้ายที่ผมพูดในคอร์สนี้