ดาตาแกรมเป็นตัวแทนองค์ประกอบพื้นฐานของโปรโตคอลการสื่อสารเครือข่าย โดยจัดเตรียมรูปแบบที่มีโครงสร้างสำหรับการส่งแพ็กเก็ตข้อมูล อำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นผ่านเทคโนโลยีเครือข่ายต่างๆ
ต้นกำเนิดและการกล่าวถึงครั้งแรกของดาตาแกรม
แนวคิดของดาตาแกรมสามารถสืบย้อนกลับไปถึงยุคแรก ๆ ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ คำว่า “ดาตาแกรม” ได้รับการประกาศเกียรติคุณครั้งแรกในปี 1970 โดย Louis Pouzin นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชาวฝรั่งเศส Pouzin ได้แนะนำดาตาแกรมในการออกแบบเครือข่าย CYCLADES ซึ่งเป็นโครงการบุกเบิกของฝรั่งเศสที่มีอิทธิพลต่อการพัฒนาอินเทอร์เน็ต
เครือข่าย CYCLADES มีความสำคัญเนื่องจากเป็นหนึ่งในเครือข่ายแรกๆ ที่ใช้หลักการแบบ end-to-end และเลเยอร์เครือข่ายแบบไร้การเชื่อมต่อ เครือข่ายนี้อนุญาตให้ส่งแพ็กเก็ตหรือดาตาแกรมแยกกัน โดยแต่ละแพ็กเก็ตจะค้นหาเส้นทางของตนเองจากต้นทางไปยังปลายทาง
เดตาแกรม: การมองที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้น
ในด้านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ดาตาแกรมเป็นแพ็กเก็ตข้อมูลแบบสแตนด์อโลนที่นำข้อมูลเพียงพอเพื่อกำหนดเส้นทางจากต้นทางไปยังปลายทาง โดยไม่ต้องอาศัยการแลกเปลี่ยนก่อนหน้านี้ระหว่างคอมพิวเตอร์ต้นทางและปลายทาง กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดาตาแกรมเป็นแพ็กเก็ตข้อมูลอิสระ ซึ่งแต่ละแพ็กเก็ตจะส่งแยกกัน
ดาตาแกรมเป็นองค์ประกอบหลักของ Internet Protocol (IP) ซึ่งเป็นโปรโตคอลที่ใช้ในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายแบบเปลี่ยนแพ็กเก็ต IP datagram แต่ละอันไม่เพียงแต่ประกอบด้วยเพย์โหลด (ข้อมูลจริง) แต่ยังรวมถึงข้อมูลส่วนหัว เช่น ที่อยู่ IP ต้นทางและปลายทาง
เป็นที่น่าสังเกตว่าดาตาแกรมถูกใช้ในโหมดการสื่อสารไร้การเชื่อมต่อ ที่เรียกว่าโมเดลบริการดาตาแกรม ในรูปแบบนี้ แต่ละข้อความจะได้รับการปฏิบัติอย่างเป็นอิสระจากข้อความอื่นๆ ไม่จำเป็นต้องสร้างเส้นทางเฉพาะก่อนการส่งข้อมูล ต่างจากรูปแบบบริการที่เน้นการเชื่อมต่อซึ่งมีการกำหนดเส้นทางเฉพาะระหว่างต้นทางและปลายทางก่อนที่การถ่ายโอนข้อมูลจะเริ่มต้น
ทำความเข้าใจโครงสร้างและการทำงานของดาตาแกรม
IP datagram ประกอบด้วยสององค์ประกอบหลัก:
- ส่วนหัวของดาตาแกรม: รวมถึงข้อมูลการควบคุมต่างๆ เช่น ที่อยู่ IP ต้นทางและปลายทาง โปรโตคอลที่ใช้ (TCP, UDP ฯลฯ) ความยาวรวมของดาตาแกรม และแฟล็กอื่นๆ สำหรับการควบคุมการกระจายตัวและการประกอบใหม่
- เพย์โหลด: นี่คือข้อมูลจริงที่ดาตาแกรมมีอยู่ โดยปกติแล้วจะเป็นส่วนที่ห่อหุ้มของข้อมูลชั้นการขนส่ง
เมื่อดาตาแกรมถูกส่งผ่านเครือข่าย ชั้นอินเทอร์เฟซเครือข่ายจะได้รับข้อมูลนั้นที่ปลายทาง ที่นี่ ส่วนหัว IP จะได้รับการตรวจสอบเพื่อกำหนดตำแหน่งที่จะส่งต่อดาตาแกรมต่อไป เมื่อดาตาแกรมไปถึงปลายทางสุดท้าย เพย์โหลดจะถูกแยกและส่งต่อไปยังชั้นบนของโมเดล OSI เพื่อการประมวลผลต่อไป
คุณสมบัติที่สำคัญของดาตาแกรม
วิธีดาตาแกรมมาพร้อมกับคุณสมบัติที่กำหนดหลายประการ:
- ความเป็นอิสระ: แต่ละดาตาแกรมเป็นอิสระจากกัน หมายความว่าสามารถส่งและรับในลำดับใดก็ได้
- มีอยู่ในตัว: ดาตาแกรมนำข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการกำหนดเส้นทางจากต้นทางไปยังปลายทาง
- ไม่มีเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า: ในเครือข่ายดาตาแกรม ไม่จำเป็นต้องสร้างเส้นทางก่อนที่จะส่งข้อมูล
- ยืดหยุ่นได้: เนื่องจากแต่ละดาตาแกรมสามารถเลือกเส้นทางของตัวเองได้ โมเดลนี้จึงมีความแข็งแกร่งมากขึ้นและสามารถปรับให้เข้ากับความล้มเหลวของเครือข่ายหรือความแออัดได้
- ไม่มีการรับประกันการจัดส่ง: เครือข่ายดาตาแกรมไม่ได้รับประกันการส่งมอบหรือการแจ้งเตือนการส่งมอบที่ล้มเหลว
ประเภทของดาตาแกรม
ดาตาแกรมสามารถจำแนกได้กว้าง ๆ ตามโปรโตคอลที่เกี่ยวข้อง สองสิ่งที่พบบ่อยที่สุดคือ:
- ไอพีดาตาแกรม: ใช้ใน Internet Protocol ดาตาแกรมเหล่านี้จะสร้างรูปแบบแพ็กเก็ตหลักสำหรับการส่งข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ต ถูกใช้โดยทั้ง TCP (Transmission Control Protocol) และ UDP (User Datagram Protocol) สำหรับการส่งข้อมูล
- UDP เดตาแกรม: ดาตาแกรมเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของ User Datagram Protocol UDP มอบวิธีการง่ายๆ แต่รวดเร็วสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านเครือข่าย IP ไม่มีความซับซ้อนและโอเวอร์เฮดของ TCP แต่ยังไม่รับประกันการจัดส่ง การสั่งซื้อ หรือการตรวจสอบข้อผิดพลาด
การใช้เดตาแกรม ความท้าทาย และแนวทางแก้ไข
ดาตาแกรมถูกใช้ในแอปพลิเคชั่นมากมายในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ความเร็วเป็นสิ่งสำคัญ และสามารถทนต่อการสูญเสียข้อมูลเป็นครั้งคราวได้ เช่น การสตรีมสด การประชุมทางวิดีโอ และการเล่นเกมออนไลน์
อย่างไรก็ตาม การใช้ดาตาแกรมก็ก่อให้เกิดความท้าทายเช่นกัน เนื่องจากไม่รับประกันการจัดส่งหรือรักษาลำดับของแพ็กเก็ต ดาตาแกรมบางตัวจึงอาจสูญหายหรือมาถึงไม่เป็นระเบียบ โดยทั่วไปจะมีการจัดการที่เลเยอร์แอปพลิเคชัน โดยที่โปรโตคอล เช่น TCP ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจัดส่งที่สั่งและเชื่อถือได้
ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้ UDP เพื่อส่งดาตาแกรม คุณอาจสร้างตรรกะเพิ่มเติมลงในแอปพลิเคชันของคุณเพื่อยืนยันการรับดาตาแกรมหรือเพื่อเรียงลำดับใหม่เมื่อมาถึง
Datagram กับข้อกำหนดเครือข่ายที่คล้ายกัน
- เดตาแกรมกับแพ็กเก็ต: ดาตาแกรมเป็นแพ็กเก็ตประเภทหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอนทิตีของข้อมูลที่เป็นอิสระและมีข้อมูลเพียงพอที่จะส่งจากต้นทางไปยังปลายทาง
- เดตาแกรมกับเฟรม: เฟรมเป็นหน่วยส่งข้อมูลดิจิทัลในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ตรงกันข้ามกับดาตาแกรม เฟรมประกอบด้วยข้อมูลการซิงโครไนซ์ การตรวจสอบข้อผิดพลาด และข้อมูลควบคุม ทำให้สามารถส่งข้อมูลไปยังโหนดเครือข่ายที่เชื่อมต่อโดยตรงถัดไปได้อย่างน่าเชื่อถือ
อนาคตของดาตาแกรมและเทคโนโลยีเกิดใหม่
ในขณะที่เทคโนโลยีเครือข่ายพัฒนาขึ้น แนวคิดของดาตาแกรมยังคงมีความเกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการเติบโตของเทคโนโลยี เช่น Internet of Things (IoT) และการประมวลผลแบบเอดจ์ ซึ่งต้องการการส่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและยืดหยุ่น
นอกจากนี้ การพัฒนา Datagram Transport Layer Security (DTLS) แสดงให้เห็นถึงความสนใจที่เพิ่มขึ้นในแอปพลิเคชันที่ใช้ดาตาแกรมที่ปลอดภัย DTLS ให้การรับประกันความปลอดภัยเช่นเดียวกับ TLS (ใช้ในการท่องเว็บที่ปลอดภัย) แต่สำหรับโปรโตคอลดาตาแกรมเช่น UDP
พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์และดาตาแกรม
พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถจัดการดาตาแกรม ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับการร้องขอจากไคลเอนต์ที่ค้นหาทรัพยากรจากเซิร์ฟเวอร์อื่น พวกเขาสามารถให้ฟังก์ชันต่างๆ รวมถึงการรักษาความปลอดภัย ความเป็นส่วนตัว และการบีบอัดข้อมูล
ตัวอย่างเช่น พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถอนุญาตให้ไคลเอนต์ทำการเชื่อมต่อเครือข่ายทางอ้อมกับบริการเครือข่ายอื่น ๆ ไคลเอนต์เชื่อมต่อกับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ โดยร้องขอการเชื่อมต่อ ไฟล์ หรือทรัพยากรอื่น ๆ ที่มีอยู่ในเซิร์ฟเวอร์อื่น พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์จัดเตรียมทรัพยากร อาจโดยการเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์ที่ระบุหรือให้บริการจากแคช
ในแง่ของดาตาแกรม พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์สามารถสกัดกั้น อ่านและตีความข้อมูล จากนั้นทำงานต่างๆ ตามเนื้อหาของดาตาแกรม ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเส้นทางดาตาแกรม การแก้ไขข้อมูล หรือแม้แต่การบล็อกข้อมูลทั้งหมด
ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับดาตาแกรมและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง ให้พิจารณาแหล่งข้อมูลต่อไปนี้:
