โปรโตคอล คือ เซ็ตของขั้นตอน หรือวิธีการในการสื่อสารข้อมูล ซึ่งอาจจะเป็นภาษาสัญญาณควันไฟ รหัสมอสหรือวิธีการอื่นๆที่สามารถแทนความหมายของการสื่อสารได้ ต่างก็เรียกได้ว่าเป็นโปรโตคอลทั้งสิ้น ในระบบการสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์โปรโตคอลจะถูกกำหนดขึ้นจากฮาร์ดแวร์และซอร์ฟแวร์ หลักการพัฒนาโปรโตคอลเพื่อให้การสื่อสารข้อมูลมีประสิทธิภาพสูง ได้แก่ การเพิ่มประสิทธิภาพสูง ได้แก่ การเพิ่มปริมาณและความเร็วของการสื่อสาร การตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของการส่งข้อมูลในระบบเพื่อให้ได้ข้อมูลที่เหมือนกับที่ส่งออกมาจากต้นทางจริงๆ

1. การสร้างรูปแบบข้อมูล (Syntax)

        ประกอบด้วย ฟอร์แมตข้อมูล(Data Format) การเข้ารหัส(Coding) และระดับสัญญาณ(Signal level) เป็นต้น

2. การควบคุมการทำงาน ( Semantics)

       ประกอบด้วยการปรับอัตราข้อมูลให้ตรงกัน(Speed Matching) และการจัดลำดับ (Sequencing)

       ตัวอย่างเช่น HDLC(High-level Data Link Control) เป็นโปรโตคอลชนิดหนึ่ง ข้อมูลที่ทำการแลกเปลี่ยนกันภายใต้โปรโตคอลนี้จะต้องอยู่ในรูปแบบของฟอร์มที่มีฟอร์แมตตามที่ HDLC กำหนด ( ส่วนนี้เทียบได้กับ Syntax ) ส่วนที่เป็นฟีลด์ควบคุม(Control Field) ซึ่งอยู่ในฟีลด์ที่ HDLC จะบรรจุคำสั่งเพื่อควบคุมการสื่อสารเช่น การเซตแบบวิธี (Model) การทำงานหรือการสร้างการต่อถึงกัน (ส่วนนี้เทียบได้กับ Semantics) นอกจากนี้ยังมีส่วนที่ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของข้อมูล(Flow control) บรรจุอยู่ในฟีลด์ควบคุมด้วย( ส่วนนี้เทียบได้กับ Timing)

คุณลักษณะที่สำคัญของโปรโตคอลมีดังนี้

1. โดยตรงหรือโดยอ้อม (Direct/Indirect)

2. ชนิดเดียวหรือเป็นโครงสร้างแบบชั้น(Monolithic/Structured)

3. สมมาตรหรือไม่สมมาตร( Symmetric / Asymmetric )

4. มาตรฐานหรือไม่มาตรฐาน( Standard/Nonstandard)

       การสื่อสารระหว่างเอนทิตี้สองเอนทิตี้อาจเป็นการสื่อสารกันโดยตรงหรือโดยอ้อมก็ได้ดังรูปวิธีการติดต่อระบบสื่อสารเข้าด้วยกัน ในรูที่1 ระบบสองระบบเชื่อมโยงกันแบบจุดถึงจุด(Point to point link) เอนทิตี้ในระบบนี้จะสื่อสารกันโดยตรง กล่าวคือส่วนที่เป็นข้อมูลและส่วนที่เป็นข่าวสารเพื่อการควบคุมการทำงานจะถูกส่งไปยังเอนทิตี้ที่ต้องการโดยตรงโดยไม่มีเอนทิตี้ตัวกลางมาแทรก เช่นเดียวกับกับการเชื่อมโยงแบบหลายจุด (Multipoint)ในรูปที่2 ถึงแม้ในกรณีนี้เอนทิตี้จะต้องเกี่ยวข้องกับกับเรื่องการควบคุมการเข้าถึงตัวกลาง (access control) ซึ่งทำให้โปรโตคอลมีความซับซ้อนมากขึ้น การสื่อสารในลักษณะนี้ก็ยังเป็นแบบโดยตรงอยู่

       ถ้าเป็นการติดต่อถึงกันผ่านโครงข่ายสื่อสารแบบสวิตช์ ดังรูปที่3 เอนทิตี้สองเอนทิตี้จะต้องขึ้นกับอยู่กับการทำงานของเอนทิตี้อื่นในการแลกเปลี่ยนข้อมูลกันด้วย ดังนั้นโปรโตคอลในลักษณะนี้จะเป็นโปรโตคอลโดยอ้อม ยิ่งไปกว่านั้น เอนทิตี้สองเอนทิตี้ที่ไม่ได้อยู่ในโครงข่ายสื่อสารเดียวกันแต่ต่อถึงกันผ่านโครงข่ายสื่อสารตั้งแต่สองโครงข่ายสื่อสารขึ้นไปในลักษณะของอินเตอร์เน็ต ( Internet) ดังรูปที่ 4 ก็เป็นโปรโตคอลโดยอ้อมเช่นกัน

       คุณลักษณะอีกประการหนึ่งของโปรโตคอลก็คือมีคุณสมบัติเป็นแบบชนิดเดียวหรือเป็นโครงสร้างแบบชั้น(Monolithic/Structured) โดยทั่วไปการสื่อสารระหว่างเอนทิตี้ผ่านระบบต่างระบบกันมีความซับซ้อนเกินกว่าที่จะคิดว่าเป็นหน่วยเดียวกัน ยกตัวอย่างเช่น การส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่องซึ่งต่อถึงกันโดยตรงด้วยโปรโตคอล Synchronous HDLC ถ้าโปรโตคอลนี้เป็นแบบชนิดเดียว(Monolithic)โปรแกรมการใช้งานไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องมีตรรกของ HDLC ทั้งหมดบรรจุอยู่ภายใน ถ้าเป็นการต่อถึงกันผ่านโครงข่ายสื่อสารแบบสวิตช์แพ็กเกต โปรแกรมการใช้งานนี้ยังคงต้องการให้มีตรรกของ HDLC ทั้งหมดบรรจุอยู่เช่นกันเพื่อให้สามารถต่อเข้าไปยังโครงข่ายได้ นอกจากนี้ยังต้องการตรรกเพื่อแบ่งไปรษณีย์(mail) ออกเป็นแพ็กเกตย่อยๆต้องการตรรกเพื่อการสร้างวงจรเสมือน(virtual circuit) ต้องการตรรกเพื่อประสานงานการรับข้อมูลของระบบปลายทางจากระบบต้นทาง และในอนาคตเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมหน้าที่การทำงานของโครงข่ายสื่อสารการใช้งานนี้จะมีขนาดใหญ่ขึ้นไปเรื่อยๆรวมทั้งต้องเสี่ยงกับการเกิดข้อติดขัด(bugs) ซึ่งยากต่อการค้นหาว่าเกิดขึ้นที่ใดในโปรแกรม

       คุณลักษณะของโปรโตคอลอาจเป็นแบบสมมาตรหรือไม่สมมาตร โปรโตคอลส่วนใหญ่มีคุณลักษณะเป็นแบบสมมาตรกล่าวคือเป็นโปรโตคอลที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารระหว่าง

       คุณลักษณะของโปรโตคอลอาจเป็นแบบสมมาตรหรือไม่สมมาตร โปรโตคอลส่วนใหญ่มีคุณลักษณะเป็นแบบสมมาตรกล่าวคือเป็นโปรโตคอลที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารระหว่างเอนทิตี้ที่อยู่ในระดับ(ชั้น)เดียวกัน (Peer Entity) โปรโตคอลแบบไม่สมมาตรอาจถูกกำหนดโดยความต้องการที่ให้เอนทิตี้หรือระบบที่ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เช่น แบบวิธีตอบรับแบบปกติของ HDLC

       คุณลักษณะประการสุดท้ายของโปรโตคอลคือโปรโตคอลนั้นเป็นโปรโตคอลมาตรฐานหรือไม่ โปรโตคอลไม่มาตรฐานเป็นโปรโตคอลสำหรับสภาวะการสื่อสารเฉพาะหนึ่งๆ หรือใช้เฉพาะกับคอมพิวเตอร์รุ่นใดรุ่นหนึ่ง ดังนั้นถ้าเรามีแหล่งกำเนิดข่าวสารต่างชนิดกัน K ชนิดที่ต้องการสื่อสารไปยังผู้รับข่าวสารต่างชนิดกัน L ชนิด เราต้องใช้โปรโตคอลไม่มาตรฐานต่างชนิดกัน KL ชนิด และต้องการ 2KL implementations(แต่ละการเชื่อมโยงระหว่างผู้ส่งและผู้รับจะมี 2 implementations คือที่ผู้ส่งและผู้รับ)ดังรูปa ในขณะที่ถ้าเราใช้โปรโตคอลมาตรฐาน เราต้องการเพียง K+L implementations เท่านั้น (แต่ละการเชื่อมโยงจะมีการ implementation ที่ผู้ส่งหรือผู้รับเท่านั้น) ดังแสดงในรูป b

        1 การแบ่งข้อมูลเป็นส่วนย่อยๆและการรวมส่วนย่อยกลับเป็นข้อมูลดังเดิม(Segmentation and reassembly)

       2 การเติมข่าวสารการควบคุมให้กับส่วนข้อมูล(Encapsulation)

       3 การควบคุมการต่อถึงกัน(Connection Control)

       4 การส่งข้อมูลให้ตรงตามลำดับ(Ordered delivery)

       5 การควบคุมการไหลของข้อมูล(Flow control)

       6 การควบคุมความผิดพลาดของข้อมูล(Error control)

       7 การซิงโครไนซ์(Synchronization)

       8 การกำหนดที่อยู่(Addressing)

       9 การมัลติเพลกซ์(Multiplex)

       10 การให้บริการส่งข้อมูล (Transmission services)

       1. โครงข่ายสื่อสารอาจยอมรับขนาดของบล็อกข้อมูลจนถึงขนาดหนึ่งเท่านั้น

       2. การควบคุมความผิดพลาดของข้อมูลในPDUทีมีขนาดเล็กมีประสิทธิผลที่ดีกว่า

       4. เอนทิตี้ด้านรับต้องการขนาดของบัฟเฟอร์ไม่มากนัก

       2. การรับ PDU ที่มีขนาดเล็กลงที่เครื่องรับทำให้เกิดการขัดจังหวะ(interrupt) ที่เครื่องรับเป็นจำนวนครั้งที่มากขึ้น

       3. ต้องใช้เวลายาวนานขึ้นมนการประมวลผลPDU ที่มีขนาดเล็กลงแต่มีจำนวนที่เพิ่มมากขึ้น

       ผู้ออกแบบโปรโตคอลจะต้องนำจุดต่างๆดังกล่าวข้างต้นมาพิจารณาในการกำหนดขนาดต่ำสุดและสูงสุดของ PDU    กระบวนการทำงานที่ตรงกันข้ามกับการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยๆคือการรวมส่วนย่อยๆกลับเป็นข้อมูลดังเดิม(reassembly) ซึ่งเป็นการรวมส่วนย่อยของข้อมูล( ที่อยู่ในรูปของบล็อกข้อมูล)กลับเข้ามาเป็นข่าวสาร(message) ซึ่งเหมาะกับการใช้งานในชั้นประยุกต์ใช้งานที่ด้านผู้รับ

       1 ที่อยู่ (Address) บอกตำแหน่งที่อยู่ของผู้รับและผู้ส่งข้อมูล

       2 รหัสสำหรับตรวจวัดความผิดพลาด(Error Detecting Code)

       3 ส่วนควบคุมโปรโตคอล (Protocol Control)ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของโปรโตคอลตามที่ต้องการ

       เอนทิตี้หนึ่งอาจส่งข้อมูลให้อีกเอนทิตี้หนึ่งได้2 วิธีดังนี้

       1. การส่งข้อมูลแบบคอนเนคชั่นเลส(Connectionless)

       2. การส่งข้อมูลแบบคอนเนคชั่นโอเรียนเตด(Connection-oriented)

       ถ้าเป็นการส่งข้อมูลที่มีความยาวมากๆการส่งข้อมูลแบบคอนเนคชั่นโอเรียนเตด จะให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า

       1. การสร้างการต่อถึงกัน(Connection Establishment)

       2. การถ่ายโอนข้อมูล (Data Transfer)

       3. การสิ้นสุดการต่อถึงกัน(Connection Termination)

       1. การส่งข้อมูลให้ตรงตามลำดับ(Ordered Delivery)

       2. การควบคุมการไหลของข้อมูล(Flow Control)

       3.การควบคุมความผิดพลาดของข้อมูล(Error Control)

       ในการส่งข้อมูลแบบคอนเนคชันโอเรียนเตด ถ้าPDU แต่ละตัวมีหมายเลขแสดงลำดับ(Sequencing Number) ผู้รับข้อมูลจะสามารถเรียงลำดับข้อมูลให้เหมือนข้อมูลด้านส่งได้โดยง่าย

       การควบคุมการไหลของข้อมูลเป็นหน้าที่การทำงานของเอนทิตี้ด้านรับข้อมูลเพื่อเป็นการจำกัดอัตราการส่งข้อมูลที่ส่งจากด้านส่งข้อมูลตัวอย่างการไหลของข้อมูลมีดังนÕé

       1หยุดและคอย(Stop-and-Wait)จะต้องมีการตอบรับ(Acknowledgement)ว่าได้รับข้อมูลหนึ่งหน่วยแลัวจากด้านรับข้อมูลส่งกลับไปยังด้านส่งข้อมูลก่อน ด้านส่งจึงจะส่งข้อมูลหนึ่งหน่วยต่อไปให้

       เทคนิคส่วนใหญ่ที่ใช้ควบคุมความผิดพลาดของข้อมูลเกี่ยวข้องกับลำดับตรวจสอบเฟรม(Frame Check Sequence)และการส่ง PDU ไปให้อีกครั้งหนึ่ง(PDU Retransmission)

       การส่งPDU ไปให้อีกครั้งหนึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานของตัวตั้งเวลา(Timer) ถ้าด้านส่งข้อมูลไม่ได้รับการตอบรับจากด้านรับข้อมูลภายในเวลาที่กำหนดไว้ด้านส่งข้อมูลจะส่งข้อมูลไปให้อีกครั้งหนึ่ง

       ในการรับส่งข้อมูลเอนทิตี้หนึ่งๆต้องทราบค่าพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง เช่น ขนาดของหน้าต่าง(Window Size) เฟสของการต่อถึงกัน(Connection Phase) ค่าของตัวตั้งเวลา(Timer Value) เป็นต้น ค่าพารามิเตอร์ต่างๆเหล่านี้ถือว่าเป็นตัวแปรสเตด(State Variables) ค่าพารามิเตอร์ต่างๆทั้งหมดนี้ประกอบกันเข้าเป็นสถานะของเอนทิตี้(Entity States) เอนทิตี้สองเอนทิตี้ซึ่งกำลังสื่อสารกันจะต้องอยู่ในสถานะเดียวกันตลอดเวลาเช่น สถานะเริ่มต้น (Initialization)สถานะตรวจสอบ(Checkpointing)และสถานะสิ้นสุด(Termination) เป็นต้น การทำให้เอนทิตี้สองเอนทิตี้อยู่ในสถานะเดียวกันตลอดเวลานี้คือการซิงโครไนซ์

       ปัญหาที่เกิดขึ้นกับการซิงโครไนซ์ คือการทราบสถานะของอีกเอนทิตี้หนึ่งซึ่งเป็นไปได้โดยการได้รับข่าวสารจากPDU ที่ส่งมาเท่านั้น แต่ PDU ไม่ได้มาถึงในทันทีทันใด จะต้องใช้เวลาเดินทางจากผู้ส่งมายังผู้รับ และPDUยังอาจสูญหายระหว่างไปในระหว่างทางอีกด้วย

       ในการสื่อสารที่นอกเหนือจากการสื่อสารแบบจุดถึงจุด ผู้ส่งและผู้รับจะต้องทราบที่อยู่ซึ่งกันและกันเพื่อให้รับส่งข้อมูลระหว่างกันได้อย่างถูกต้อง การกำหนดที่อยู่ (Addressing)สามารถกำหนดได้โดยใช้สิ่งต่อไปนี้

       1.ชื่อ (Name) เป็นสิ่งกำหนดว่าสิ่งนั้นคือใคร อะไร

       2. ที่อยู่ (Address) เป็นสิ่งกำหนดว่าสิ่งนั้นอยู่ที่ไหน

       3.เส้นทาง (Routes) เป็นสิ่งที่กำหนดว่าไปสู่ที่นั้นได้อย่างไร

       1. ชื่อท้องถิ่น (Local Name) เป็นชื่อของ Entity ที่ใช้ภายในระบบของตนเอง

       2. ชื่อในวงกว้าง( Global Name) เป็นชื่อของ Entity ที่เป็นที่รู้จักภายนอกระบบของคน

       สิ่งซึ่งเราควรพิจารณาเกี่ยวกับการตั้งชื่อ (Naming) และการกำหนดตำแหน่งที่อยู่ ( Addressing )มีดังนี้

       1.โครงสร้างของชื่อ (Name Structure)

       2.ความรู้เกี่ยวกับชื่อ (Name Knowledge)

       3.ชื่อการต่อถึงกัน (Connection Names)

       4.ชื่อพอร์ต (Port Names)

       5.ชื่อกลุ่ม (Group Name)

      โครงสร้างของชื่อ ที่ใช้ในวงกว้างอาจมีลักษณะเป็นลำดับชั้น (Hierarchy)หรือแบบแบนราบ (Flat ) ก็ได้

โครงสร้างของชื่อในแบบลำดับชั้นมีข้อดีกว่าในแบบแบนราบหลายประการดังนี้

         1. ลดความยาวของโอเวอร์เฮดเนื่องจากชื่อการต่อถึงกันมีความยาวน้อยกว่าชื่อในวงกว้าง

         2. การจัดเส้นทางการส่งข้อมูล ชื่อการต่อถึงกันเป็นชื่อที่จัดเส้นทางการส่ง PDU หน่วยถัดไป

เราอาจมีวิธีการมัลติเพล็กซ์ออกเป็นสองวิธีคือ

สามารถแบ่งออกได้เป็นสองทิศทางดังแสดงในรูปการมัลติเพล็กซ์และการต่อถึงกันของโปรโตคอลดังนี้

1. การมัลติเพลกซ์ขึ้นสู่ระดับบน (Upward Multiplexing)

เป็นกรณีที่การต่อถึงกันในระดับบนได้รับการการมัลติเพล็กซ์ให้มาใช้การต่อถึงกันเพียงหนึ่งการต่อถึงกันในระดับที่อยูข้างล่าง ในลักษณะเช่นนี้ทำให้การใช้บริการในระดับที่อยู่ข้างล่างมีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น หรือให้เพื่อสามรถต่อถึงกันจำนวนมากในระดับที่อยู่สูงขึ้นไปแม้ว่าจะมีการต่อถึงกันในระบบที่อยู่ข้างล่างมีเพียงหนึ่งการต่อถึงกันได้ รูปที่ 4.4เป็นตัวอย่างหนึ่งที่มีการมัลติเพลกซ์ขึ้นสู่ระดับบน

2. การมัลติเพลกซ์ลงสู่ระดับล่าง (Downward Multiplexing Splitting)

      โปรโตคอลหนึ่งอาจให้บริการเสริมชนิดต่างๆกับเอนทิตี้ที่ใช้โปรโตคอลนี้อยู่ เช่น

1. ลำดับความสำคัญ(Priority)

2 ชั้นของบริการ (Grade of Service)

3 ความปลอดภัย(Security)

บริการต่างๆข้างต้นนี้ขึ้นอยู่กับระบบส่งข้อมูลและเอนทิตี้ที่ระดับล่าง

       ปกติโปรโตคอลแต่ละชนิดจะถูกกำหนดให้ใช้เฉพาะกับระบบหนึ่งๆ ในเครือข่าย เมื่อมีการแลกเปลี่ยนระบบใดระบบหนึ่งในเครือข่ายจึงมักจะเกิดความผิดพลาดตามขึ้นมาด้วย ดังนั้นในระบบเครือข่ายทั่วไปจะมีศูนย์คอมพิวเตอร์ หรือคอนเวอร์เตอร์ซึ่งสามารถให้บริการสำหรับโปรโตคอลต่างชนิดกันในเครือข่ายให้สามารถติดต่อกันได้ ต่อไปจะกล่าวถึงโปรโตคอลชนิดต่างๆ ที่เป็นโปรโตคอลรูปแบบพื้นฐานของโปรโตคอลทั่วๆไป และโปรโตคอลที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน

       การทำงานของโปรโตคอลอะซิงโครนัสนั้นจะใช้สัญญาณ หรือ รหัสควบคุมการส่งข้อมูล ซึ่งได้แก่ สัญญาณ XON และ XOFF ซึ่งมีลักษณะการทำงานดังแสดงในรูป

       เมื่อสัญญาณข้อมูลถูกส่งออกมาจากคอมพิวเตอร์ เพื่อจะไปพิมพ์ยังเครื่องพิมพ์ ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละ 1 อักขระในรูปโปรโตคอล TTY หรืออะซิงโครนัส.เมื่อเครื่องส่งข้อมูลไปถึงอักขระที่ 3 เครื่องพิมพ์มีการส่งสัญญาณ XOFF ตอบกลับมายังเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อให้หยุดการส่งสัญญาณข้อมูล ซึ่งอาจจะเป็นไปได้ว่าบัฟเฟอร์ของเครื่องพิมพ์นั้นเต็ม หรือเครื่องพิมพ์อยู่ในสภาวะไม่พร้อมรับข้อมูล หรือตรวจพบความผิดพลาดในการส่งข้อมูล ผู้ส่งหรือเครื่องคอมพิวเตอร์จะต้องรจนกว่าเครื่องพิมพ์จะพร้อมรับข้อมูลโดยรอสัญญาณ XON จากเครื่องพิมพ์ จากนั้นผู้ส่งจึงจะเริ่มส่งข้อมูลต่อไป

       โปรโตคอลอะซิงโครนัสจะใช้กับการสื่อสารแบบอะซิงโครนัส แต่ไม่จำเป็นว่าในการสื่อสารแบบอะซิงโครนัสจะต้องใช้โปรโตคอลอะซิงโครนัสเป็นโปรโตคอลในการสื่อสาร การสื่อสารข้อมูลโดยใข้โปรโตคอลอะซิงโครนัสนี้สามารถทำการตรวจสอบความผิดพลาดในการส่งข้อมูลำด้ แต่ไม่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลได้

       ลักษณะการใช้งานของโปรโตคอล RJE คือ จะใช้กับการส่งข้อมูลให้กับกลุ่มผู้ใช้ ซึ่งเรียงลำดับตามกันแบบเดียวกับการใช้โปรโตคอลซิงโครนัส ซึ่งข้อมูลจะส่งเรียงตามกันแบบเครื่องต่อเครื่อง ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป ในปัจจุบันโปรโตคอล RJE จะใช้กับการส่ง-รับข้อมูลที่เป็นบล็อกขนาดใหญ่ระหว่างไมโครคอมพิวเตอร์ (PC) กับเครื่องเมนเฟรม หรือกับโฮสต์คอมพิวเตอร์

       สำหรับการสื่อสารระหว่างเครื่อง PC กับเครื่อง PC ด้วยกันแล้ว จะมี PC เครื่องหนึ่งทำหน้าที่เลียนแบบ (Emulate) เป็นเทอร์มินัลแบบ RJE สำหรับส่งผ่านข้อมูลไปยังอีก PC อีกเครื่องหนึ่ง โปรแกรมสำหรับการเลียนแบบเทอร์มินัลแบบ RJE มักมีอยู่ในคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไป สำหรับเทอร์มินัลที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ เทอร์มินัลของเครื่อง IBM 2780 หรือ IBM 3780 สำหรับในการส่ง-รับข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ 2 เครื่องที่ต่างบริษัทผู้ผลิต หรือมีระบบบางอย่างต่างกัน ก็ทักจะนิยมส่ง-รับข้อทูลกันโดยอาศัยโปรโตคอลแบบRJE นี้ด้วยเช่นกัน

       เมื่อจบจากข้อความข่าวสารทั้งหมดแล้ว จะต่อด้วยของแฟลกส่วนท้ายของข่าวสารซึ่งประกอบด้วยบิตอักขระแสดงจุดสิ้นสุดของข้อความ หรือ ETX (End of Text) แล้วจึงตามด้วยบิตสำหรับการตรวจสอบข้อผิดพลาดของข้อมูล หรือ FCS (Frame Check Sequence) ในการตรวจสอบพาริตี้บิตที่ปลายทางผู้รับ จากนั้นจึงจบแมสเสดลงด้วยอักขระแสดงจุดสิ้นสุดการส่งข่างสารหรือ EOT (End of Transmission)

       โปรโตคอลซิงโครนัสที่มีใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ SLDC และ X.25 ซึ่งจะมีลักษณะการทำงานคล้ายคลึงกัน คือแลกข้อมูลทั้งหมดออกเป็นแมสเสดๆ มีการควบคุมการส่งข้อมูล เพื่อป้องกันกรณีปลายทางรับข่าวสารไม่ทัน สามารถกำหนดเส้นทางการส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายได้ บอกตำแหน่งของผู้ส่ง และผู้รับรวมั้งกำหนดหน้าที่ของเลเยอร์ที่ 1 และเลเยอรี่ 2 ในรูปแบบ OSI โปรโตคอลทั้ง 2 ชนิดนี้จะไม่ใช้ในเลเยอร์ระดับสูง

       ข้อแตกต่างของโปรโตคอล SDLC และ X.25 คือ โปรโตคอล X.25เป็นโปรโตคอลของเครือข่ายแบบแพ็กเกจสวิจชิ่ง ส่วนโปโตคอล SDLC เป็นโปรโตคอลมาตรฐานในระบบ On-line ซึ่งไม่ใช้แพ็กเกจสวิตชิ่งในการเชื่อมโยงเส้นทางการสื่อสาร

        จากรูปการตอบโต้การรับส่งข้อมูลของโปรโตคอล BSCในการทำงานของโปรโตคอล BSC ผู้ส่ง หรือ CPU-1 จะส่งสัญญาณร้องขอ ENQ เข้าสู่สายการสื่อสารที่อยู่ในสภาวะ “ว่าง” (Idle) ไม่มีการส่ง-รับข้อมูลอยู่ในขณะนั้น เพื่อแจ้งต่อ CPU-2 ว่า ตนต้องการจะส่งข้อมูลไปให้กับ CPU-2 ถ้า CPU-2 พร้อมที่จะเป็นผู้รับข้อมูลจาก CPU-1 ก็จะตอบรับกลับมายัง CPU-1 ด้วยสัญญาณตอบรับ ACK สำหรับสัญญาณตอบรับ ACK นั้นจะสลับกันระหว่าง ACK-0 และ ACK-1 ทุกครั้งที่ CPU-2 ตอบรับการติดต่อ หรือยืนยันว่าได้รับข้อมูล หรือข่าวสารจาก CPU-1 และเป็นการยืนยันว่าตนพร้อมจะรับข้อมูลในบล็อกต่อไปอีกด้วย ในกรณีถ้า CPU-2 ไม่ได้รับข้อมูล หรือพบว่ามีความผิดพลาดในข้อมูล CPU-2 ก็จะส่งสัญญาณ NAK กลับไปบอกให้ CPU-1 ส่งข้อมูลบล็อกนั้นมาให้ใหม่ ถ้าCPU-2 ไม่พร้อมจะรับข้อมูลก็จะส่งสัญญาณ WACK ให้ CPU-1 หยุดรอสัญญาณ ACK จาก CPU-2 โดยในระหว่างการรอสัญญาณ ACK CPU-1 จะส่งสัญญาณ EOT เป็นการแสดงการสิ้นสุดารส่งข้อมูล สายสื่อสารก็จะอยู่ในสภาวะ “ว่าง. อีกครั้ง จะเห็นว่าโปรโตคอล BSC จะสามารถตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลได้ แต่ไม่สามารถก้ไขข้อผิดพลาดได้ โดยจะต้องให้ผู้ส่งทำการส่งข้อมูลที่เกิดความผิดพลาดนั้นมาให้ใหม่

       โปรโตคอล SDLC เป็นโปรโตคอลแบบซิงโครนัสที่ส่งข้อมูลเป็นกลุ่มอักขระที่แทนด้วยรหัสไบนารี (Binarycoded Character) มีความสามารถในการเชื่อมโยงข้อมูลทั้งแบบเครื่องต่อเครื่อง หรือจุดต่อจุด(point-to-point) และเครื่องต่อ 2 เครื่องหรือมากกว่า หรือหลายจุด (Point-to-Multipoint) นอกจากนี้ยังสามารถรับส่งข้อมูลได้ทั้งแบบครึ่งดูเพล็กและแบบดูเพล็กซ์เต็ม การควบคุมการรับส่งข้อมูลจะควบคุมด้วยอักขระควบคุมที่เรียกว่า อักขระควบคุมดาต้า-ลิงค์(Data-linkControl Character) โปรโตคอล SDLC เป็นมาตรฐานโปรโตคอลการสื่อสารของบริษัท IBM เช่นเดียวกับโปรโตคอล BSC

       F = Flag จะประกอบด้วยอักขระควบคุมการบอกจุดเริ่มต้นส่วนหัว (SOH) จุดเริ่มต้นข้อมูล (STX) และจุดจบของข้อมูล (ETX) โดยรูปแบบของอักขระจะเป็นอักขระ SYN หรือ 0111 1110 (8 บิต)

       A = Address เป็นรหัส 8 บิตบอกตำแหน่งของผู้รับข้อมูล

       C = Control อาจจะเป็นรหัส 8 บิต หรือ 16 บิต ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งบอกว่าในเฟรมมีการบรรจุข้อมูล หรือบรรจุคำสั่งหรือสัญญาณโต้ตอบอย่างไรบ้าง

       I = Information บรรจุ ข่าวสาร ข้อมูล คำสั่ง หรือการโต้ตอบขึ้นอยู่กับว่าเฟรมที่ส่งนั้นเป็นเฟรมข้อมูล เฟรมควบคุมหรือเฟรมไม่มีลำดับ ขนาดของ I จึงขึ้นอยู่กับชนิดของเฟรมข้อมูลโดยส่งเป็นบิตๆ ไม่ส่งเป็นไบต์

       FCS = Frame Check Sequence เป็นส่วนที่ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดในการรับ-ส่งข้อมูลที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งอาจจะตรวจสอบเฉพาะพาริตี้บิต หรือทั้งบล็อกข้อมูล ส่วนใหญ่ FCS จะมีขนาด 16 บิต

        PAD = Polling Adress จะเป็นอักขระแรกและสุดท้ยของแต่ละเฟรมทุกเฟรม

        SYN = SYNchronous เป็นเฟรมซ้ำ 2 อักขระ เพื่อให้ผู้รับหรือผู้ส่งตรวจสอบสัญญาณว่าถ้ามีอักขระSYN มา 2 ตัวติดต่อนั้นคือจะเริ่มเฟรมข้อมูล SDLC ที่ส่งมาจากอีกด้านหนึ่ง

        DLE = Data-Link Escape เป็นอักขระควบคุมสายสื่อสาร เช่น DLE ACK, DLE WACK หรือควบคุมโหมดการส่งข้อมูล เช่น DLE STX, DLE ETX หรือควบคุมการติดต่อ เช่น DLE ENQ,DLE EOT

        CRC = Cyclic Redundan Check เป็นอักขระสำหรับบอกวิธีการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลให้แก่ผู้รับ

        ตัวอย่างสมมติว่าเราใช้โปรโตคอล SDLC ส่งข้อมูลแบบเครื่องต่อเครื่องโดยที่ข้อมูลแบ่งออกเป็น 100 บล็อกๆละ 200 อักขระหรือไบต์ ความเร็วในการรับส่งข้อมูล 4,800บิตต่อวินาที ระยะทางระหว่างเครื่องทั้งสองเท่ากับ 1,000 กม.และสมมติว่าไม่มีความผิดพลาดในการรับ-ส่งข้อมูลเลย        เพราะฉะนั้นจำนวนของอักขระทั้งหมดที่ใช้ในการส่งจะเท่ากับ

       = 5 กขระในขั้นตอนที่ 1 + 6 อักขระ ในขั้นตอนที่ 2 + {(8+200)} อักขระในขั้นตอนที่ 3 + 6 อักขระในขั้นตอนที่ 4 } x 100 ปล็อก + 5 อักขระในขั้นตอนที่ 5

       = 5 + 6 +(8 + 200 + 6)100 + 5 = 21,416 อักขระหรือไบต์

       ดังนั้นเวลาที่ใช้ในการส่งข่าวสารทั้งหมด = (21,416 ไบต์ x 8 บิต)/4,800 บิตต่อวินาที

                                               = 35.693 วินาที

       ถ้าเสียเวลาในการเคลียร์สายให้ว่างใน 1 รอบไป-กลับ                         = 0.015 วินาที

       เพราะฉะนั้นเวลาทั้งหมดทีใช้ในการติดต่อสื่อสาร = 35.693 + 0.016        = 35.709 วินาที

       โปรโตคอล SDLCสามารถทำงานแบบดูเพล็กซ์เต็ม และสามารถติดต่อกับคอมพิวเตอร์หรือเทอร์มอนัลอื่นที่มากกว่าหนึ่งเครื่องโดยผ่านสายสื่อสารเพียงสายเดียว        ระหว่างที่มีการรับ-ส่งข้อมูลจะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่เป็นผู้ส่งหรือมาสเตอร์ ส่วนที่เหลือนั้นจะเป็นผู้รับ ในการส่งแต่ละเฟรมข้อมูล ทุกๆโหนดในเครือข่ายจะสามารถเห็นข้อมูลที่ส่งมาในสายสื่อสาร แต่จะมีโหนดเดียวเท่านั้นที่จะสามารถรับข้อมูลได้ โดยผู้ส่งจะหยั่ง (POOLING) เพื่อเลือก (SELECT)และกำหนดตำแหน่ง (ADDRESS)ของผู้รับข้อมูลของตน ตัวอย่างการทำงานของโปรโตคอล SDLC แบบหนึ่งเครื่องต่อหลายเครื่องเป็นดังรูปโปรโตคอล SDLC แบบครึ่งดูเพล็กซ์

           เทคนิคการตรวจสอบความผิดพลาดสำหรับการสื่อสารข้อมูลด้วยโปรโตคอล SDLC มีหลายวิธีขึ้นอยู่กับรหัสและฟังก์ชันที่ใช้ เช่นการตรวจสอบความซ้ำซ้อนแนวดิ่ง หรือ Vertical Redundancy Checking (VRC)เป็นการตรวจสอบพาริตี้คี่ในแต่ละอักขระที่ได้รับมาจากต้นทาง ส่วนการตรวจสอบการซ้ำซ้อนตามยาว หรือ Longitudenal-RedundancyChecking(LRC)และการตรวจสอบความซ้ำซ้อนวนรอบ หรือ Cyclic-Redundancy Checking (CRC)เป็นการตรวจสอบทั้งบล็อกข้อมูลที่ได้รับจากต้นทาง

        โปรโตคอล SDLC ให้ประสิทธิภาพและความเชื่อถือได้ดีกว่าโปรโตคอล BSC แต่โปรโตคอลที่มีรูปแบบคล้ายคลึงกับ SDLC แต่จะมีประสิทธิภาพในการสื่อสารข้อมูลได้ดีกว่าคือโปรโตคอลHDLC

        โปรโตคอล HDLC เป็นโปรโตคอลมาตรฐานซึ่งกำหนดขึ้นโดยองค์กร ISO เพื่อเพิ่มความเร็วในการส่ง-รับข้อมูลแบบซิงโครนัส สามารถใช้ได้กับการเชื่อมโยงการส่งข้อมูลทั้งแบบจุดต่อจุด และแแบหลายจุด การส่ง-รับข้อมูลเป็นได้ทั้งดูเพล็กซ์และครึ่งดูเพล็กซ์ ข้อมูลที่ส่งรับเป็นแบบบิตข้อมูล (Bit-Oriented)ใช้วิธีการส่งผ่านข้อมูลแบบซิงโครนัส

        โปรโตคอล HDLC จะกำหนดผู้ส่งและผู้รับเป็นสถานีปฐมภูมิ และสถานีทุติยภูมิ (Primary/Secondary)โดยสถานีปฐมภูมิจะเป็นผู้ควบคุมการติดต่อเชื่อมโยง และการส่ง-รับของข้อมูลภายในเครือข่ายการสื่อสาร ส่วนสถานีทุติยภูมิจะเป็นเพียงผู้รับคอยปฏิบัติตามคำสั่ง และส่งสัญญาณตอบรับเท่านั้น ในรูปการเชื่อมโยงการสื่อสารโปรโตคอล HDLC เป็นตัวอย่างของการติดต่อระหว่างสถานีปฐมภูมิและทุติยภูมิ ใน 3 รูปแบบ

                   ลักษณะของข้อมูลที่ส่งออกจากผู้ส่ง หรือสถานีปฐมภูมิ จะมีลักษณะเช่นเดียวกับโปรโตคอล SDLC คือส่งเป็นเฟรม โดยมีส่วนหัวและส่วนท้ายข่าวสารเช่นเดียวกัน

        โปรโตคอล HDLC ให้ประสิทธิภาพในแง่ที่ประหยัดเวลา สามารถเพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลได้ดีกว่าโปรโตคอล SDLC ถ้าไม่มีความผิดพลาด หรือมีความผิดพลาดในการส่งข้อมูลน้อย แต่ถ้ามีความผิดพลาดเกิดขึ้นมากจะทำให้เสียเวลาในการส่งข้อมูลย้อนหลังมาให้กับสถานีทุติยภูมิใหม่บ่อยๆ ทำให้เสียเวลากว่าการใช้โปรโตคอล SDLC

         โปรโตคอล X.25 เป็นโปรโตคอลแบบบิตข้อมูล(Bit-Oriented)ซึ่งกำหนดมาตรฐานโดยองค์กร CCICTซึ่งใช้การแพร่หลายทั้งในยุโรปและในอเมริกาเหนือ การทำงานของโปรโตคอล X.250 จะอยู่ในเลเยอร์ 3

         โปรโตคอล X.25 ใช้ติดต่อระหว่างเครื่องโฮสต์ หรือ DTE (Dafa Terminal Equipment)กับสถานีนำส่งหรือ DCE(Data Communication Equipment)สำหรับในการอินเตอร์เฟชกับเลเยอร์ชั้นล่างสุด (Physical layer)

         X.25 ยังต้องอาศัยโปรโตคอล X.21หรือ X.21 bis ช่วยในการติดต่อกับการอินเตอร์เฟชแบบดิจิตอลและอินเตอร์เฟชแบบอนาล็อกตามลำดับ

                     เฟรมข้อมูลของโปรโตคอล X.25 นั้นจะแบ่งออกเป็นเฟรมๆ เรียกว่าแพ็กเกจเช่นเดียวกับเฟรมข้อมูลของโปรโตคอล SDLCในการสื่อสารข้ อมูลระหว่าง DTEและ DCEในเลเยอร์ชั้นที่ 2 นั้นสามารถสื่อสารกันโดยผ่านทางสายโทรศัพท์ได้

         1.การกำหนดวงจรสื่อสาร (Establish)เริ่มต้นจาก DTE ต้นทางส่งสัญญาณขอติดต่อข้อมูลกับ DTE ปลายทาง เมื่อทางDTE ปลายทางตอบรับการติดต่อว่าพร้อม ก็เป็นอันว่าวงจรการสื่อสารได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว

         2.การส่ง-รับข้อมูล(Transmit)เป็นการส่งรับแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกันระหว่าง DTE ทั้งสองด้านข้อมูลจะถูกส่งเป็นแพ็กเกจๆผ่านเครือข่ายแพ็กเกจสวิตช์

         3.การยุติการสื่อสาร (Disconnect) DTE ต้นทางจะส่งสัญญาณบอกการยุติการสื่อสารต่อ DTEปลายทางโดยต้องรอให้ DTEปลายทางยืนยันการยุติการสื่อสารกลับมาด้วย

                   ในรูปแสดงขั้นตอนการสื่อสารของโปรโตคอล x.25 ในเลเยอร์ชั้น Network เป็นการแสดงการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายแพ็กเกจสวิตซ์ โดยอาศัยโปรโตคอล x.25 ทั้ง 3 ขั้นตอน

MENU