ISO/OSI Model?? ชื่อนี้มองผ่าน ๆ ทุกคนอาจจะคิดว่ามันเป็นแค่คำคล้องจองใช่มั้ยครับ แต่หารู้หรือไม่ครับว่าคำนี้มันทรงพลังแค่ไหนในศาสตร์ Digital ในอุตสาหกรรม
แท้จริงแล้ว มันคือการประสานงานขั้นพื้นฐานที่ถูกออกแบบมาให้มันมีประสิทธิภาพสูงสุดนั่นเอง โดยวัตถุประสงค์หลักของมันอย่างถ่องแท้คือการเชื่อมต่อเครือข่ายต่าง ๆ ของอุตสาหกรรม โดยจะระบุกระบวนการเป็นทีละขั้น ๆ ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาและปรับปรุงมาตรฐาน Digital ภายใน Industry 4.0 ครับ แต่ในทางกลับกันครับ ข้อควรระวังในการใช้ Model นี้คือมันไม่ได้มีวัตถุประสงค์ในการบริการเราเพื่อให้สามารถนำไปใช้ได้
ISO/OSI Model บอกว่ามันเป็น Framework เกี่ยวกับอะไร แต่ไม่ได้บอก How to
เรามาเริ่มเข้าเรื่องกันครับ ใน ISO/OSI Model มี Concept หลักคือมันจะแบ่งการทำงานเป็น Section อย่างที่ผมบอกไปครับว่า มันคือการประสานงานขั้นพื้นฐาน แต่ผมยังไม่ได้บอกใช่มั้ยครับว่ามันคือการประสานงานอะไร มันคือการประสานงานส่งข้อมูล Digital โดยส่งจากสเกลชุดข้อมูลเล็ก ๆ แล้วค่อยใหญ่ขึ้นไปเรื่อย ๆ ซึ่งใน Industry 4.0 เขาได้กำหนดให้มีการแบ่ง Layer ทั้งหมด 7 ส่วนครับ
Physical Layer เป็นการส่งสัญญาณหรือข้อมูลในรูปแบบ Individual bits.
โดยส่งจาก node หนึ่งไปอีก node หนึ่ง เราจะเรียก Physical Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 1 รับผิดชอบในเรื่องการสร้าง ซ่อมบำรุง และกำหนดขอบเขตในการเชื่อมต่อแบบ Physical ระหว่าง Device ทั้งสองตัว (การส่งข้อมูลรูปแบบ Individual bits ลักษณะมันจะเป็นประมาณ 0s, 1s, 2s ไปเรื่อย ๆ) หรืออีกทฤษฎีหนึ่งก็คือ การใช้ Protocol ควบคุมการส่งสัญญาณด้วย Electrical, Mechanical และกระบวนการกำหนด Specifications ในการส่งข้อมูลครับ ส่วน Tools ที่ใช้เชื่อมต่อคือ RS232-C สำหรับส่งสัญญาณจาก node หนึ่งไปอีก node หนึ่งนั่นเองครับ
Data Link Layer เป็นการส่งสัญญาณหรือข้อมูลโดยมองเป็น Frame
โดยส่งจาก Point หนึ่งไปยังอีก Point หนึ่ง เราจะเรียก Data Link Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 2 เห็นความแตกต่างจาก Layer ที่ 1 มั้ยครับ? ถึงตรงนี้ผมสามารถอธิบายสั้น ๆ ได้ครับว่า “ขั้นแรกรวม Bits ให้ครบเซ็ต แล้วจากนั้นรวมกันเป็น Frame” รับผิดชอบเรื่องเกี่ยวกับการส่งข้อมูลในแต่ละ Frame ว่ามันถูกต้องหรือไม่ ซึ่งในโครงสร้างของ Frames เป็นส่วนประกอบที่สามารถใช้ฟังก์ชัน Error Checking ของชุดข้อมูลได้จนนำไปสู่ ISO/OSI Model Layer แรกที่สามารถนำไปสร้างประโยชน์ได้แล้ว นั่นก็คือ การดูแลสิทธิ์การใช้ Network ผมจะยกตัวอย่างเป็น ตั๋วรถไฟฟ้า แล้วกันครับ ลองจินตนาการตามผมนะครับ เมื่อเราจ่ายค่าตั๋วรถไฟฟ้า ระบบก็จะเริ่มตรวจสอบสิทธิ์การลงสถานีของเราครับว่าเราจะลงสถานีไหน ถ้าเรา Access บัตรถูกสถานี ประตูก็จะเปิดให้เรา แต่ถ้าผิด ประตูจะไม่เปิด หรือ Layer จะเรียกวิธีทำงานสั้น ๆ เลยก็คือ การควบคุมการเข้าถึง Media นั่นเองครับ
Network Layer ส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายเป็น Individual Packets
โดยส่งข้อมูลจาก Source host หนึ่งไปยัง Destination host เราจะเรียก Network Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 3 ทีนี้เมื่อเรารวบรวมข้อมูล Bits หลาย ๆ ตัวกลายเป็น Frame แล้ว เราก็จะต้องรวม Frame หลาย ๆ ตัวกลายเป็นข้อมูล Packet จำที่ผมยกตัวอย่าง ตั๋วรถไฟฟ้า ที่ Layer ก่อนหน้านี้ได้มั้ยครับ พอมาถึงส่วนนี้ มันจะหาเส้นทางที่เหมาะสมในการส่งข้อมูล ไปยัง Server ที่กำหนดไว้ครับ
Transport Layer ส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายเป็น Message
เราจะเรียก Transport Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 4 พอมันรวมข้อมูลกลายเป็น Packet แล้วมันสะสมไปเรื่อย ๆ อีก ก็จะกลายเป็น Message เรียบร้อย โดย Message ในที่นี้มันหมายถึง การเรียงลำดับข้อมูลให้สอดคล้องกัน เป็นส่วนที่ส่งออกข้อมูล แล้วทำให้ตัวของ Server สามารถจดจำการทำงานได้เรียบร้อยครับ
Session Layer รับผิดชอบการนำข้อมูลที่ได้ไปประมวลผลและ Synchronization
เราจะเรียก Session Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 5 ก็ถือว่าเลยครึ่งแล้วสำหรับการประสานงานขั้นพื้นฐาน ของ Digital ใน Industry 4.0 พอข้อมูลถูกส่งไปยัง Server เรียบร้อย สิ่งที่ Layer มันจะจัดการก็คือ การป้องกันอันตรายหลังจากที่ข้อมูลเข้ามาใน Server ครับ หรือที่เรียกกันส่วนใหญ่ในวงการนี้ก็คือ Cyber Security นั่นแหละครับ
Presentation Layer รับผิดชอบการแปล บีบอัดข้อมูล และการเข้ารหัส
ก่อนเข้า Layer สุดท้าย เราจะเรียก Presentation Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 6 บางคนอาจจะคิดว่าการแปลข้อมูลมันก็คือการทำให้ Server เข้าใจข้อมูลที่เราใส่ไว้ แต่จริง ๆ แล้วมันคือ การสร้างรหัสผ่านเพื่อรองรับการทำงานของ Device ครับ
Application Layer รับผิดชอบการจัดหา Services ส่งไปยัง User
Layer สุดท้าย เราจะเรียก Application Layer นี้เป็น ISO/OSI Model Layer ที่ 7 ขั้นตอนที่ต่อจาก Presentation Layer ที่พอเข้ารหัสเสร็จ เราก็สามารถใช้งาน Server ได้อย่างเต็มที่แล้วครับ ซึ่งตรงนี้มันจะสอดคล้องกับ Layer ที่ 6 คือมันจะกำหนดสิทธิ์การเข้าถึงครับ แต่ละ Department จะสามารถเข้าถึงข้อมูลได้ไม่เหมือนกันนั่นเองครับ
จบแล้วครับสำหรับ ISO/OSI Model จากที่อ่านมาทั้งหมดเราจะสรุปหลักการนี้ได้ครับว่า 3 Layer แรก จะจัดการเครือข่ายให้เสร็จสมบูรณ์โดยจัดหา Data Communication ที่รองรับเครือข่ายได้ ส่วน 3 Layer หลัง เป็นส่วนที่อนุญาตให้ end-user ข้ามาจัดการข้อมูลที่ถูกรวบรวมใน 3 Layer แรก และ Layer ตรงกลางหรือก็คือ Transport Layer จะเป็นตัวกลางในการส่งข้อมูลนั่นเอง หลักการเป็นไงครับ ง่ายนิดเดียว!! ตรงโจทย์ Industry 4.0 แบบนี้ สนับสนุนให้ทุกอุตสาหกรรมลองไปใช้กันนะครับ
Reference: Richard Zurawski, The Industrial Communication Technology Handbook, Taylor & Francis, 2005.