ส่วนสำคัญของกระบวนการสร้างสิ่งใหม่ๆ คือความสามารถในการจินตนาการสิ่งที่ยังไม่มีอยู่จริง
ทักษะนี้มีบทบาทสำคัญต่อการบินเทอร์เน็ต หากไม่มีใครจินตนาการเทคโนโลยีพื้นฐานที่ส่วนใหญ่ถือเป็นเรื่องปกติในทุกวัน ไม่มีอะไรจะเกิดขึ้น - แม้แต่เมมแมวก็ไม่มี
เพื่อให้อินเทอร์เน็ตเป็นไปได้ มีสองสิ่งที่ต้องจินตนาการ คือ เลเยอร์ (Layers) และ โปรโตคอล (Protocols)
เลเยอร์คือการแบ่งแยกเชิงแนวคิดที่จัดกลุ่มฟังก์ชันที่คล้ายกันไว้ด้วยกัน ส่วนคำว่า "โปรโตคอล" หมายถึง "วิธีการที่เราตกลงกันทำอยู่ที่นี่" कमมากหรือน้อย
โดยสรุป สิ่งทั้งสองสามารถอธิบายให้เด็กอายุ 5 ขวบเข้าใจได้ว่า "ไอเดียที่คนๆ ตกลงกันว่าดี แล้วจึงเขียนไว้ เพื่อให้คนอื่นนำไปใช้กับไอเดียเดียวกันได้"
ชุดโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต (Internet Protocol Suite) ถูกอธิบายในรูปของเลเยอร์และโปรโตคอล รวมกันหมายถึงโปรโตคอลการสื่อสารที่ทำให้เราเลื่อนดูเนื้อหาไม่มีวันจบ
มักเรียกกันโดยโปรโตคอลพื้นฐานของมัน: Transmission Control Protocol (TCP) และ Internet Protocol (IP) รวมกันเป็น TCP/IP โปรโตคอลเหล่านี้อธิบายว่าข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตถูกบรรจุ ที่อยู่ ส่ง และรับอย่างไร
นี่คือเหตุผลว่าทำไม Internet Protocol Suite หรือ TCP/IP จึงเป็นเค้กเลเยอร์สีรุ้งในจินตนาการ
เลเยอร์เป็นเพียงจินตนาการ
ถ้าคุณนึกถึงลักษณะทั่วไปของเค้กสปองชั้นสีรุ้ง จะเห็นว่าประกอบด้วยเนื้อเค้กวนิลานุ่มละมุนส่วนใหญ่ ซึ่งเองก็ประกอบด้วยไข่ เนย แป้ง และน้ำตาล
ไม่มีอะไรแยกแยะชั้นหนึ่งของเค้กสปองสีรุ้งจากอีกชั้นหนึ่งมากนัก ความต่างมักมีแค่สีอาหารและครีมบนหน้าเค้ก ตอนคิดดูแล้ว มันก็คือเค้กจากบนลงล่าง ชั้นสีรุ้งมีอยู่แค่เพราะพ่อครัวคิดว่าควรมี
คล้ายกับส่วนผสมเค้ก เลเยอร์ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยโปรโตคอล อัลกอริทึม และการตั้งค่า สลับกับข้อมูลเล็กน้อย
จะง่ายกว่าที่จะพูดถึงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หากแบ่งฟังก์ชันมากมายออกเป็นกลุ่ม บางกลุ่มคนจึงคิดค้นคำอธิบายเลเยอร์ เรียกว่าโมเดลเครือข่าย TCP/IP เป็นเพียงหนึ่งในโมเดลเครือข่าย ในความหมายนี้ เลเยอร์คือแนวคิด ไม่ใช่สิ่งจริง
บางคนในกลุ่มนี้เป็นส่วนของ Internet Engineering Task Force (IETF) พวกเขาสร้างเอกสาร RFC-1122 ที่อภิปรายเลเยอร์การสื่อสารของอินเทอร์เน็ต ครึ่งหนึ่งของทั้งหมด มาตรฐาน:
…ครอบคลุมเลเยอร์โปรโตคอลการสื่อสาร: リンクเลเยอร์, IPเลเยอร์, และ ทรานสพอร์ตเลเยอร์; คู่หู RFC-1123 ครอบคลุมแอปพลิเคชันและโปรโตคอลสนับสนุน
เลเยอร์ที่ RFC-1122 และ RFC-1123 อธิบาย แต่ละอันห่อหุ้มโปรโตคอลที่ตอบโจทย์ฟังก์ชันของเลเยอร์นั้น มาดูเลเยอร์การสื่อสารแต่ละชั้น และดูว่า TCP และ IP วางตัวอย่างไรในโมเดลเค้กเลเยอร์อินเทอร์เน็ตนี้
โปรโตคอลลิงก์เลเยอร์ (Link Layer)
ลิงก์เลเยอร์เป็นการจัดประเภทโปรโตคอลการสื่อสารพื้นฐานสุดหรือระดับต่ำสุด จัดการส่งข้อมูลระหว่ร์โฮสต์บนเครือข่ายท้องถิ่นเดียวกัน และแปลงข้อมูลจากเลเยอร์สูงไปสู่เลเยอร์ฟิสิกส์
โปรโตคอลในลิงก์เลเยอร์อธิบายว่าข้อมูลโต้ตอบกับสื่อการส่งอย่างไร เช่น สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์บนฮาร์ดแวร์เฉพาะ ต่างจากเลเยอร์อื่น โปรโตคอลลิงก์เลเยอร์ขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ที่ใช้
โปรโตคอลอินเทอร์เน็ตเลเยอร์ (Internet Layer)
โปรโตคอลในอินเทอร์เน็ตเลเยอร์อธิบายว่าข้อมูลส่งและรับผ่านอินเทอร์เน็ตอย่างไร กระบวนการเกี่ยวกับการบรรจุข้อมูลเป็นแพ็กเก็ต ที่อยู่และส่งแพ็กเก็ต และรับแพ็กเก็ตข้อมูลเข้า
โปรโตคอลที่รู้จักมากที่สุดในเลเยอร์นี้ให้ TCP/IP ตัวอักษรสองตัวสุดท้าย IP เป็นโปรโตคอลแบบไม่เชื่อมต่อ (Connectionless) หมายถึงไม่รับประกันว่าแพ็กเก็ตส่ง/รับในลำดับถูกต้อง เส้นทางเดียวกัน หรือแม้แต่สมบูรณ์
ความน่าเชื่อถือได้รับการจัดการโดยโปรโตคอลอื่นในชุด เช่น ในทรานสพอร์ตเลเยอร์
ปัจจุบันมี IP ใช้งาน 2 รุ่น: IPv4 และ IPv6 ทั้งคู่อธิบายว่าอุปกรณ์บนอินเทอร์เน็ตได้รับที่อยู่ IP อย่างไร ใช้เมื่อนำทางไปดูเมมแมว
IPv4 ใช้กว้างกว่า แต่มีเพียง 32 บิตสำหรับที่อยู่ ประมาณ 4.3 พันล้าน (4.3×109) ที่อยู่ กำลังหมด IPv4 จะเผชิญ枯竭ที่อยู่เมื่อคนใช้งานอุปกรณ์มากขึ้น
รุ่นถัดไป IPv6 แก้ปัญหาหมดที่อยู่ด้วย 128 บิต ให้โอกาสที่อยู่มากมาย (ประมาณ 3.4×1038)
โปรโตคอลทรานสพอร์ตเลเยอร์ (Transport Layer)
พฤษภาคม 1974 Vint Cerf และ Bob Kahn (เรียกว่า "บิดาของอินเทอร์เน็ต") เผยแพร่เอกสาร "A Protocol for Packet Network Intercommunication"
เอกสารนี้มีคำอธิบายแรกของ Transmission Control Program แนวคิดที่ครอบคลุม TCP และ User Datagram Protocol (UDP) (ผมเคยพบ Vint ยืนยันได้ว่าเขาหน้าตาเหมือน The Architect ใน Matrix จริงๆ)
ปัจจุบันทรานสพอร์ตเลเยอร์ห่อหุ้ม TCP และ UDP เหมือน IP, UDP เป็นโปรโตคอลแบบไม่เชื่อมต่อ ใช้ได้เมื่อเน้นเวลาเหนือความน่าเชื่อถือ
TCP ในทางกลับกัน เป็นโปรโตคอลทรานสพอร์ตแบบเชื่อมต่อ (Connection-oriented) เน้นความน่าเชื่อถือเหนือเลย์เทนซีหรือเวลา TCP อธิบายการถ่ายโอนข้อมูลในลำดับเดิม ส่งแพ็กเก็ตที่หายใหม่ และควบคุมอัตราการส่งข้อมูล
โปรโตคอลแอปพลิเคชันเลเยอร์ (Application Layer)
แอปพลิเคชันเลเยอร์อธิบายโปรโตคอลที่แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์โต้ตอบบ่อยที่สุด ระบุโปรโตคอลล็อกอินระยะไกล Telnet, File Transfer Protocol (FTP), Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
ยังรวม Hypertext Transfer Protocol (HTTP) และตัวถัดไป Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS)
HTTPS ได้รับการรักษาความปลอดภัยโดย Transport Layer Security (TLS) กล่าวได้ว่าเป็นเลเยอร์บนสุดของโมเดลเครือข่ายที่ชุดโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตอธิบาย
หากต้องการเข้าใจ TLS และการเข้ารหัสลับลึกขึ้น อ่านบทความของผมเกี่ยวกับ TLS และคริปโตกราฟี
เค้กอินเทอร์เน็ตยังกำลังอบอยู่
เหมือนเค้กสปองที่ยังขึ้นฟู คำอธิบายเลเยอร์ โปรโตคอลที่ดีกว่า และโมเดลใหม่ กำลังพัฒนาทุกวัน อินเทอร์เน็ต หรือสิ่งที่จะกลายเป็นในอนาคต ยังอยู่ในกระบวนการจินตนาการ
หากชอบเรียนรู้จากบทความนี้ ยังมีอีกมากมาย! ผมเขียนเกี่ยวคอมพิวติ้ง ความปลอดภัยไซเบอร์ และการสร้างทีมเทคนิคที่ยอดเยี่ยม ร่วมกับผู้คนพันๆ ที่เรียนรู้จากบทความของผมที่ victoria.dev เยี่ยมชมและสมัครรับอีเมลหรือ RSS เพื่อดูบทความใหม่ก่อนใคร
