Protocol คืออะไร ? จำเป็นแค่ไหน ต่อการใช้งานเน็ตเวิร์ก หรือเล่นเน็ต ?

Protocol คืออะไร ?
จำเป็นแค่ไหน ต่อการใช้งานเครือข่าย หรือเล่นอินเทอร์เน็ต ?

เวลาที่อ่านบทความเกี่ยวกับเทคโนโลยีด้านการสื่อสาร การรับส่งข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นในระบบ LAN, การส่งผ่าน เครือข่ายอินเทอร์เน็ต (Internet) การเชื่อมต่อไร้สายแบบ บลูทูธ (Bluetooth), ไวไฟ (Wi-Fi), 4G, 5G ฯลฯ เรามักจะพบเจอกับคำว่า โปรโตคอล (Protocol) อยู่เป็นประจำ เช่น ส่งข้อมูลได้ปลอดภัย เพราะใช้โปรโตคอล HTTPS, พอร์ต Thunderbolt ใช้โปรโตคอล PCIe ในการทำงาน ฯลฯ คำถาม คือ แล้วเจ้าโปรโตคอลที่ว่าเนี่ย มันคืออะไร ?

โปรโตคอล คืออะไร ? (What is Protocol ?)

คำว่า "โปรโตคอล (Protocol)" ในทาง วิทยาการคอมพิวเตอร์ (Computer Science) หมายถึง ชุดข้อบังคับ หรือขั้นตอนในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์  อย่างเช่น ในการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ เพื่อให้เกิดความเข้าใจตรงกัน จำเป็นต้องมีข้อตกลงร่วมกันก่อนว่าจะส่ง และรับข้อมูลด้วยวิธีการอะไร ซึ่งเจ้าข้อตกลงที่ว่านี้ ก็เป็นหน้าที่ของโปรโตคอลนั่นเอง หากไม่มีโปรโตคอล สมมติว่า คอมพิวเตอร์ส่งข้อมูลออกไปเป็นแพ็คเกจแบบ 8 บิต แต่คอมพิวเตอร์ที่เป็นผู้รับอยู่ปลายทางอาจจะคิดว่า โอ้ มีแพ็คเกจข้อมูลมาส่งนี่นา ต้องเป็นแพ็คเกจแบบ 16 บิต แน่เลย ปัญหาก็จะงอกตามมาอย่างแน่นอน

คุณอาจจะมองว่าโปรโตคอลเป็นภาษาชนิดหนึ่งก็ได้ ทุกภาษามีคำศัพท์ และหลักไวยากรณ์ของตนเอง ถ้าคนสองคนคุยด้วยภาษาเดียวกัน ก็สามารถคุยกันรู้เรื่อง คอมพิวเตอร์ก็เช่นกัน เมื่อใช้โปรโตคอลเดียวกันมันก็ติดต่อสื่อสารกันได้ ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์ยี่ห้อ หรืออุปกรณ์อะไรก็ตาม อย่างการที่ iPhone ของ Apple สามารถส่งอีเมลหา Galaxy Fold ของ Samsung ได้ ก็เพราะทั้งคู่ใช้มาตรฐาน โปรโจคอลของเมล (Mail Protocol ) เดียวกัน หรือคอมพิวเตอร์ระบบปฏิบัติการ Windows สามารถดาวน์โหลดข้อมูลหน้าเว็บไซต์จากเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Unix ได้ก็เพราะใช้ Web Protocol แบบเดียวกันนั่นเอง

โปรโตคอลมีอยู่หลายประเภทมาก อย่างในระบบสื่อสารแบบมีสายก็มี Ethernet protocol, ในระบบไร้สายมีโปรโตคอล 802.11ac, ระบบอินเทอร์เน็ตมี โปรโตคอลของอินเทอร์เน็ต (Internet Protocol หรือ IP) และอื่นๆ อีกมากมาย

มาตรฐานโปรโตคอล อยู่ภายใต้การกำกับดูแลโดยองคก์ระดับนานาชาติ หรือระดับอุตสาหกรรม แต่หากจะกล่าวถึงระบบโปรโตคอลของคอมพิวเตอร์ที่มีความสำคัญที่สุด หนึ่งในนั้นก็ต้องเป็น Open Systems Interconnection (OSI) ที่พัฒนาโดยองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (International Organization for Standardization (ISO)) ซึ่งเป็นคนกำหนดแนวทางในการออกแบบระบบสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์

OSI Model
ภาพจาก : https://www.bmc.com/blogs/osi-model-7-layers/

โปรโตรคอลเครือข่าย คืออะไร ? (What is Network Protocol ?)

Network Protocol ชุดข้อบังคับ หรือขั้นตอนในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ที่อยู่บนเครือข่าย เป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้อุปกรณ์คนละชนิด, มีวิธีเชื่อมต่อคนละรูปแบบ และโครงสร้างการทำงานไม่เหมือนกัน สามารถสื่อสารเข้าใจกันได้ กล่าวได้ว่าเพราะการมีอยู่ของ Network Protocol ทำให้เราสามารถติดต่อสื่อสารกับคนทั้งโลกได้อย่างง่ายดาย มีบทบาทสำคัญต่อการสื่อสารในยุคดิจิทัล

ประเภทของ Network Protocol

Network Protocol สามารถแยกประเภทออกมาได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ ดังนี้

1. Communication Protocol (โปรโตคอลด้านการสื่อสาร) : ใช้ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลขั้นพื้นฐาน เช่น TCP/IP และ HTTP
2. Management Protocol (โปรโตคอลด้านการจัดการ) : มีหน้าที่ดูแลรักษา และบริหารเครือข่ายผ่านโปรโตคอล เช่น ICMP และ SNMP
3. Security Protocol (โปรโตคอลด้านความปลอดภัย) : ช่วยปกป้องข้อมูลจากการถูกโจมตีจากอาชญากรไซเบอร์ เช่น HTTPS, SFTP และ SSL

Communication Protocol หรือ โปรโตคอลด้านการสื่อสาร คืออะไร ?

สำหรับ Communication Protocol มีความสำคัญเป็นอย่างมากต่อการทำงานของระบบเครือข่าย สามารถกล่าวได้ว่าระบบเครือข่ายของคอมพิวเตอร์ถ้าไม่มีเทคโนโลยีนี้อยู่

โปรโตคอลตัวนี้ทำหน้านี้กำหนดรูปแบบ และกฏเกณฑ์ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลบนเครือข่าย โดยจะถูกใช้ในระบบฮาร์ดแวร์ และซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ มันยังมีหน้าที่ในการ รับรองความถูกต้อง (Authentication) และตรวจสอบข้อผิดพลาด ตลอดจน Syntax อีกด้วย

โปรโตคอลในกลุ่มนี้ที่น่าสนใจ

• HTTP : ย่อมาจากคำว่า Hyper Text Transfer Protocol โปรโตคอลตัวนี้น่าจะเป็นที่รู้จักกันดี เพราะมันมักถูกอ้างถึงเสมอเหมือนพูดถึงโปรโตคอลของระบบอินเทอร์เน็ต มันทำหน้าที่ในการอนุญาตให้เบราว์เซอร์ และเซิร์ฟเวอร์สามารถสื่อสารกันได้
• TCP : ย่อมาจากคำว่า Transmission Control Protocol โปรโตคอลตัวนี้ทำหน้าที่ในการกระจายแพ็คเกจข้อมูลให้สามารถแบ่งปันผ่านระบบเครือข่าย โดยแพ็คเกจเหล่านี้สามารถส่งผ่านอุปกรณ์อย่างเช่น เราเตอร์ไปยังที่หมายที่เลือกได้
• UDP : ย่อมาจากคำว่า User Datagram Protocol ทำหน้าที่คล้ายคลึงกับ TCP แต่มีข้อแตกต่างที่สำคัญตรง TCP จะมีระบบที่ช่วยเพิ่มความมั่นใจว่ามีการเชื่อมต่อระหว่างแอปพลิเคชัน กับเซิร์ฟเวอร์ แต่ UDP จะไม่มีระบบนี้
• IRC : ย่อมาจากคำว่า Internet Relay Chat เป็นโปรโตคอลที่ทำหน้าที่ในการสื่อสารผ่านตัวอักษร โดย Software Client จะใช้ในการสื่อสารไปยังเซิร์ฟเวอร์ หรือส่งข้อความหาลูกข่าย (Client) อื่น ๆ

Management Protocol หรือ โปรโตคอลด้านการจัดการ คืออะไร ?

สำหรับ Management Protocols มันทำหน้าที่ในการช่วกยำหนดนโยบาย และขั้นตอนที่ใช้ในการตรวจสอบ, บริหารจัดการ และบำรุงรักษาระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ และช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบสื่อสารจะมีประสิทธิภาพ และความเสถียรทั้งระบบ

โดยปกติแล้ว ผู้ดูแลระบบสามารถใช้โปรโตคอลด้านการจัดการ (Management protocols) ในการแก้ปัญหาการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างอุปกรณ์ที่เป็น Host และ Client ได้ โดยมันจะช่วยให้ผู้ดูแลระบบรู้ข้อมูลสถานะของ Host, แพ็คเกจที่มีอยู่, ข้อมูลที่สูญหาย และข้อมูลอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับสถานะการเชื่อมต่อของเครือข่าย

นโยบายการทำงานของ Management protocols สามารถปรับใช้ไปยังอุปกรณ์ทั้งหมดที่อยู่ในเครือข่ายได้อีกด้วย ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์, สวิตช์, เราเตอร์ หรือแม้กระทั่งเซิร์ฟเวอร์ โปรโตคอลด้านการจัดการที่นิยมใช้งานกันก็จะมีอยู่ 2 รูปแบบ คือ

1. SNMP : ย่อมาจากคำว่า Simple Network Management Protocol ใช้ในการตรวจสอบ และบริหารจัดการอุปกรณ์เครือข่าย ทำงานบนพื้นฐานของโปรโตคอล TCP มันสามารถแก้ไขข้อมูล และตั้งค่าการทำงานของอุปกรณ์ที่เป็น Endpoint ภายในเครือข่ายได้
2. ICMP : ย่อมาจากคำว่า Internet Control Message Protocol จุดประสงค์หลักของโปรโตคอลตัวนี้ คือใช้ในการวินิจฉัยปัญหา โดยใช้โปรโตคอลตัวนี้เพื่อเรียกดูข้อมูลข้อผิดพลาด และข้อมูลปัญหาการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์

Security Protocol หรือ โปรโตคอลด้านความปลอดภัย  คืออะไร ?

Security protocols ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้กับข้อมูลที่ถูกส่งผ่านเครือข่าย ไม่ให้ถูกดักขโมยข้อมูลจากผู้ประสงค์ร้าย โปรโตคอลประเภทนี้จะช่วยให้ผู้ใช้งานมีความมั่นใจว่าผู้ที่ไม่ได้รับอนุญาตจะสามารถล่วงรู้ข้อมูลสำคัญที่คุณส่งผ่านเครือข่ายได้

โดยปกติแล้ว Security protocols จะทำงานโดยใช้เทคนิคการเข้ารหัสลับ (Encryption) และการเข้ารหัส (Cryptography) ด้วยอัลกอริทีมแบบพิเศษในการปกป้องข้อมูล 

โปรโตคอลในกลุ่มนี้ที่ได้รับความนิยม ได้แก่

1. SSL : ย่อมาจากคำว่า Secure Socket Layer เป็นโปรโตคอลหลักที่นิยมใช้ในการปกป้องข้อมูลบนอินเทอร์เน็ตที่ต้องการความปลอดภัยสูง ข้อมูลที่ใช้โปรโตคอลนี้จะผ่านการเข้ารหัสระดับสูง ไม่สามารถอ่านได้โดยบุคคลที่ไม่เกี่ยวข้อง สามารถใช้งานได้ทั้งการเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์ กับไคลเอนท์, เซิร์ฟเวอร์ กับเซิร์ฟเวอร์
2. HTTPS : ย่อมาจากคำว่า Secure Hypertext Transfer Protocol เป็นโปรโตคอล HTTP ที่ได้รับการเพิ่มระบบรักษาความปลอดภัยเข้าไป นิยมใช้ในการป้องป้องข้อมูลที่ส่งระหว่างเบราว์เซอร์ กับเซิร์ฟเวอร์
3. SFTP : ย่อมาจากคำว่า Secure File Transfer Protocol โปรโตคอลตัวนี้มีคุณสมบัติตรงตามชื่อของมันเลย ใช้ในการปกป้องไฟล์ที่ส่งผ่านระบบเครือข่าย