หน่วยที่ 12 การสื่อสารข้อมูล · เรื่องที่ 12.1.1 ความรู้เบื้องต้นของการสื่อสารข้อมูล

มสธ มสธ

มสธ มสธ ม

สธ


สธ

มสธ มสธ

หนวยท 12

การสอสารขอมล

อาจารยปยพร นรารกษ

ชอ อาจารยปยพร นรารกษวฒ วศ.บ. (วศวกรรมอเลกทรอนกสและโทรคมนาคม) สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร M.Sc. (Electrical Engineering) University of Massachusetts Lowell, USA.ต�าแหนง อาจารยประจ�าสาขาวชาวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราชหนวยทปรบปรง หนวยท 12

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

12-2 คอมพวเตอรเบองตน

แผนการสอนประจ�าหนวย

ชดวชา คอมพวเตอรเบองตน

หนวยท 12 การสอสารขอมล

ตอนท12.1 การสอสารขอมลภายในเครองคอมพวเตอร12.2 การสอสารขอมลระหวางเครองคอมพวเตอร

แนวคด1. การสอสารขอมลภายในเครองคอมพวเตอรสามารถท�าไดโดยระบบบสซงท�าหนาทตดตอสอสาร

ขอมลกบหนวยประมวลผลกลางหรอซพยจะตองอานค�าสงหรอโปรแกรมจากหนวยความจ�ามาตความและท�าตามค�าสงนนๆ ซงในบางครงจะตองอานขอมลจากอปกรณอนๆ เพอใชประกอบในการท�างาน หรอใชในการประมวลผลดวยซงผลลพธของการประมวลผลกตองถกสงไปแสดงผลทจอภาพ หรอเครองพมพหรออปกรณอนๆ

2. การน�าเครองคอมพวเตอรตงแต 2 เครองขนไปมาเชอมตอกนอยางเปนระบบดวยอปกรณและสอกลางทใชสงผานขอมลประเภทตางๆ ซงมรปแบบการเชอมโยงหลายรปแบบเพอใหสามารถสอสารแลกเปลยนขอมลและสารสนเทศไปมาระหวางกนได และใชทรพยากรสารสนเทศรวมกนไดอยางมประสทธภาพ เรยกวา เครอขายคอมพวเตอร ในการเชอมตออปกรณตางๆ ใหเปนระบบเครอขายคอมพวเตอรจ�าเปนตองมองคประกอบทเปนพนฐานส�าคญอย 5 สวน คอ 1) เครองคอมพวเตอร ซงรวมทงสวนของฮารดแวรและซอฟตแวร 2) สอกลางทใชสงผานขอมล 3) อปกรณเชอมตอระบบหรอสวตช ซงเปนตวก�าหนดเสนทางทจะไปใหถงปลายทาง 4) โพรโทคอล เปนตวก�าหนดวาคอมพวเตอรจะสอสารใหเขาใจกนไดอยางไรบนเครอขาย และ 5) ผใชคอมพวเตอร

วตถประสงค เมอศกษาหนวยท 12 จบแลว นกศกษาสามารถ1. อธบายการสอสารขอมลภายในเครองคอมพวเตอรได2. อธบายการสอสารขอมลระหวางเครองคอมพวเตอรได

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

12-3การสอสารขอมล

กจกรรมระหวางเรยน1. ท�าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนหนวยท 122. ศกษาเอกสารการสอนตอนท 12.1–12.23. ปฏบตกจกรรมตามทไดรบมอบหมายในเอกสารการสอนแตละเรอง4. ท�ากจกรรมประจ�าชดวชา (ถาม)5. ชมรายการสอนเสรมผานทางอนเทอรเนตหรอเขารบบรการสอนเสรม (ถาม)6. ชมสออเลกทรอนกสประจ�าชดวชา7. ท�าแบบประเมนผลตนเองหลงเรยนหนวยท 12

สอการสอน1. เอกสารการสอน2. แบบฝกปฏบต3. สออเลกทรอนกสประจ�าชดวชา4. การสอนเสรมทางอนเทอรเนตหรอเอกสารการสอนเสรม (ถาม)

การประเมนผล1. ประเมนผลจากแบบประเมนผลตนเองกอนเรยนและหลงเรยน2. ประเมนผลจากกจกรรมและแนวตอบทายเรอง3. ประเมนผลจากกจกรรมประจ�าชดวชา (ถาม)4. ประเมนผลจากการสอบไลประจ�าภาคการศกษา

เมออานแผนการสอนแลว ขอใหท�าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยน

หนวยท 12 ในแบบฝกปฏบต แลวจงศกษาเอกสารการสอนตอไป

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ตอนท 12.1

การสอสารขอมลภายในเครองคอมพวเตอร

โปรดอานหวเรอง แนวคด และวตถประสงคของตอนท 12.1 แลวจงศกษารายละเอยดตอไป

หวเรอง12.1.1 ความรเบองตนของการสอสารขอมล12.1.2 ระบบบสและอปกรณสอสารในคอมพวเตอร

แนวคด1. การสอสารขอมล หมายถง การแลกเปลยนขอมลซงอาจเปนขอความ เสยง ภาพ-

เคลอนไหว หรอขอมลทอยในรปแบบของมลตมเดยกไดระหวางหนวยสงทอยตนทางและหนวยรบทอยปลายทางโดยผานสอกลางซงอาจเปนสอกลางประเภทใชสายหรอ ไมใชสาย โดยการสงผานขอมลนนมวธการสงผานขอมลอย 3 รปแบบ คอ แบบทางเดยว แบบครงอตรา และแบบเตมอตรา และชนดของสญญาณทใชในการสงผานขอมลสามารถเปนไดทงสญญาณแอนะลอกและดจทล

2. ระบบบสในเครองคอมพวเตอรคอ เสนทางการตดตอสอสารเพอรบสงขอมลรวมกนระหวางอปกรณคอมพวเตอรทเสยบเขากบสลอตตางๆ บนเมนบอรดของเครองคอมพวเตอร ระบบบสในคอมพวเตอรสามารถแบงตามขอมลทสงไดเปน 3 แบบ คอ บสขอมล บสทอยและบสควบคม นอกจากนนเครองคอมพวเตอรยงสามารถตดตอสอสารขอมลผานพอรตอนกรม ยเอสบ และไฟรไวร

วตถประสงคเมอศกษาตอนท 12.1 จบแลว นกศกษาสามารถ 1. บอกความหมาย และองคประกอบพนฐานของระบบการสอสารขอมลได2. จ�าแนกรปแบบ ชนดของสญญาณ และประเภทของการสงผานขอมลได3. อธบายคณลกษณะของระบบบสและอปกรณสอสารในคอมพวเตอรได

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


เรองท 12.1.1

ความรเบองตนของการสอสารขอมล

การสอสาร (communication) เปนสงส�าคญและเกดขนในชวตประจ�าวนของมนษยทกคน ไมวาจะเปนคนปกตธรรมดาทสามารถมองเหนหรอรบฟงเสยงได หรอคนพการทางสายตากยงสามารถสอสารดวยการไดยนหรอสมผส หรอคนพการทางหกยงสามารถสอสารกนดวยภาษามอได การสอสารไดเกดขนเปนประจ�าทกวนในรปแบบทแตกตางกน เชน การสนทนากนแบบเผชญหนา การสนทนากนผานทางโทรศพท การอานหนงสอ การสงและรบจดหมาย การฟงวทย การชมภาพยนตรหรอโทรทศน และการฟงบรรยาย เปนตน

ในปจจบนนสามารถตดตอสอสารกบคนทวโลกไดสะดวกมาก แตกวาจะมาถงวนนไดการสอสารไดมววฒนาการมาหลายยคหลายสมย ววฒนาการของการสอสารของมนษยเรมจากในระยะแรกนนเชอกนวา มนษยจะใชเทคโนโลยทประดษฐขนจากธรรมชาต เชน การตกลอง การเปาเขาสตว เปนตน ดงนน การสอสารระยะไกลของมนษยในยคแรกๆ จะเปนการตเกราะ เคาะไม การสงเสยงตอเปนทอดๆ และ การสงสญญาณควน พอยคตอมามการผลตกระแสไฟฟาได การสอสารดวยอปกรณอเลกทรอนกสกไดถกพฒนาขนมาเปนล�าดบ โดยเรมจากการสงรหสมอรส (เปนรหสตวอกษรซงพฒนาโดย Samuel F.B. Mours ในป พ.ศ. 2391) โดยใชรหสจดและขดเพอแทนขอความซงน�ามาใชครงแรกกบโทรเลข หลงจากนนกจการการสอสารกไดเจรญรดหนามาเปนล�าดบ ตงแตมการใชโทรเลข วทยกระจายเสยง โทรพมพ โทรศพท โทรภาพ โทรทศน ครนเมอถงยคสมยของคอมพวเตอร ความจ�าเปนของการสอสารขอมลระหวางคอมพวเตอรกมมากขน การพฒนาการสอสารขอมลท�าใหการใชงานของคอมพวเตอรมประโยชนมากมายมหาศาล และมอทธพลตอความเปนอยของมนษยในปจจบนและอนาคต กจการหลายอยางไดอาศย ความสะดวกสบายของการสอสารขอมล เชน กจการธนาคาร กจการการบน การทองเทยว การโรงแรม เปนตน จนในทสดมนษยไดเขามาอยในยคของการใชขาวสารขอมลอยางเตมท ดงจะเหนไดจาก มการประยกตใชงานเกยวกบการสอสารขอมลตางๆ มากมาย เชน การใหบรการไปรษณยอเลกทรอนกสหรออเมล (E-mail) การซอของบนระบบออนไลนหรออคอมเมรซ (E-commerce) และการเรยนการสอนผานสอออนไลนหรออเลรนนง (E-learning) เปนตน

1. ความหมายของการสอสารขอมลในชวตประจ�าวนของมนษยนนจะเหนไดวารปแบบของการสอสารมลกษณะตางๆ กน สามารถ

เกดขนโดยการเผชญหนากนหรอการสอสารระยะไกล เชน โทรศพท โทรเลข หรอโทรทศน เปนตน แตไมวาจะเปนรปแบบใดกตาม จดประสงคของการสอสารกยงคงเหมอนเดมคอ การสงขาวสาร (information) จากทแหงหนงไปยงทอกแหงหนง ส�าหรบขาวสารทถกสงอาจจะเปนเรองทก�าลงพดจาคยกน ขอความ ในจดหมาย หรอเสยงดนตรกได

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ขอมล (data) หมายถง ขอเทจจรง แนวคด หรอการเสนอรปแบบตางๆ ซงขนอยกบการทผสรางจะสรางขนมา ขอมลในระบบคอมพวเตอรจะอยในรปของไบนาร (binary) คอ 0 กบ 1

การสอสารขอมล (data communication) หมายถง การแลกเปลยนขอมล (ในรป 0 และ 1) ระหวางผสงทอยตนทางและผรบทอยปลายทางโดยผานสอกลางทใชในการสงผานขอมลซงอาจเปน สอกลางประเภทใชสายหรอไมใชสายกได สวนขอมลทสงนนอาจเปนตวอกษร ขอความ เสยง ภาพเคลอนไหว หรอขอมลทอยในรปแบบของมลตมเดย (multimedia) กได การสอสารขอมลจะเกดขนไดนนระบบสอสารตองประกอบดวยอปกรณการสอสารทงทเปนฮารดแวร (hardware) และซอฟตแวร (software) ระบบการสอสารขอมลจะมประสทธภาพทดนน จะตองประกอบดวย 3 คณลกษณะพนฐาน ดงน

1. การสง (delivery) ระบบสามารถสงขอมลไปยงทหมายทถกตอง ขอมลจะถกรบโดยผใชหรออปกรณทถกก�าหนดไวเทานน เรยกวา “ถกท”

2. ความถกตอง (accuracy) ระบบตองสงขอมลไดอยางถกตองและแมนย�า ขอมลทถกท�าใหเกดการเปลยนแปลงขณะสงหรอผดพลาดจะไมสามารถใชงานได เรยกวา “ถกตอง”

3. ความทนเวลา (timeliness) ระบบตองมการจดการเวลาในการสอสารใหถกตอง ขอมลทถกสงมาลาชาเกนกวาเวลาทก�าหนดจะไมมประโยชน เชน กรณของวดโอ การถายทอดทางเสยงหรอขอมลเสยง เวลาในการสงนนจะตองเปนการสงแบบ real-time เทานน เพราะถาการสงเกดการ delay ของขอมลกจะไมมประโยชนในการใชงาน เรยกวา “ถกเวลา”

2. องคประกอบพนฐานของระบบการสอสารขอมลโดยปกต ในการสงขาวสารจากทแหงหนงไปยงอกแหงหนง จะตองมองคประกอบของระบบอยางนอย

3 สวน ดงภาพท 12.1 คอ1) ผสง (source): สรางขอมลและสงขอมลไป2) ผรบ (receiver): ปลายทางของการสงขาวสาร3) สอกลางในการสง (transmission medium): น�าขอมลจากผสงไปใหผรบ

สอกลางในการสง

ขอความ

ผสง ผรบ

ภาพท 12.1 แสดงองคประกอบของระบบการสอสาร

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ตวอยางเชน ในการอานหนงสอ ผสงกคอผเขยน ผรบกคอผอาน และสอกลางกคอหนงสอ ในการสนทนาระหวางบคคล ผสงคอผทก�าลงพด ผรบกคอผทก�าลงฟง และสอกลางในการสอสารกคอ อากาศ

ในการสอสารขอมลดวยระบบคอมพวเตอรนอกจากจะมองคประกอบในการสอสารเหมอนกบการสอสารโดยทวไปแลวยงตองมรปแบบทเปนมาตรฐานในการจดสงขอมลดวย เพอใหคอมพวเตอรหลากหลายชนดสามารถตดตอสอสารกนได องคประกอบพนฐานของระบบการสอสารขอมลดวยระบบคอมพวเตอรประกอบไปดวย 5 สวน ดงแสดงในภาพท 12.2 ไดแก

กฎท 1:กฎท 2:...กฎท n:

กฎท 1:กฎท 2:...กฎท n:

โพรโทคอล โพรโทคอล

ผสง

ขาวสาร

สอกลางผรบ

ภาพท 12.2 องคประกอบของการสอสารขอมลทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

1) ขาวสาร (message) คอ สญญาณอเลกทรอนกสทสงผานไปในระบบสอสารผานสอกลาง ซงอาจถกเรยกวา สารสนเทศ (information) หรอขอมลทอยในรปของขอความ ตวเลข รปภาพ เสยง หรอวดโอ หรอสอผสมกได

2) ผสง (sender) เปนอปกรณทใชในการสงขอมลซงเปนตนทางของการสอสารขอมล มหนาทเตรยมสรางขอมล อปกรณทใชในการสงขอมล เชน คอมพวเตอร โทรศพท โทรทศน กลองวดโอ เปนตน

3) ผรบ (receiver) เปนอปกรณทใชในการรบขอมลซงเปนปลายทางการสอสารขอมล มหนาทรบขอมลทสงมาให อปกรณทใชในการรบขอมล เชน คอมพวเตอร โทรศพท โทรทศน กลองวดโอ เปนตน

อปกรณทใชในการรบ-สงขอมลม 2 ชนด คอ DTE (Data Terminal Equipment) และ DCE (Data Communications Equipment) โดยอปกรณ DTE เปนแหลงตนก�าเนดขอมลหรออปกรณ รบขอมล เชน คอมพวเตอร เครองสแกนภาพ หรอเครองพมพ เปนตน สวนอปกรณ DCE เปนอปกรณทใชในการสอสารเพอรบและสงขอมลตอเทานน เชน โมเดม จานไมโครเวฟ หรอจานดาวเทยม เปนตน ซงในบางครง DTE และ DCE กเปนอปกรณตวเดยวกนได เชน เครองคอมพวเตอร โทรศพท เปนตน

4) สอกลาง (medium) หรอสอ เปนเสนทางการสอสารเพอน�าขอมลจากตนทางไปยงปลายทาง ซงสอกลางของสญญาณแบงเปน 2 ประเภท คอ สอกลางทสามารถก�าหนดเสนทางได (guided media) หรอสอกลางใชสาย เชน สายเกลยวค สายโทรศพท สายโคแอกเชยล สายใยแกวน�าแสง เปนตน และ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


สอกลางทไมสามารถก�าหนดเสนทางได (unguided media) หรอสอกลางไรสาย เชน ชนบรรยากาศ สญญากาศ น�า เปนตน

5) โพรโทคอล (protocol) คอ วธการหรอกฎระเบยบทใชในการสอสารขอมลเพอใหดานรบและ ดานสงสามารถเขาใจกนหรอคยกนรเรอง โดยทงสองดานทงดานรบและผสงไดตกลงกนไวกอนลวงหนาแลว ในระบบคอมพวเตอรโพรโทคอลอยในสวนของซอฟตแวรทมหนาทท�าใหการด�าเนนการสอสารขอมลเปนไปตามโปรแกรมทก�าหนดไว เชน X.25, SDLC, HDLC และ TCP/IP เปนตน

3. วธการสงผานขอมลการสงผานขอมล หมายถง การสงหรอน�าขอมลขาวสารจากเครองผสงหรอผสงผานทางสอหรอ

สอกลางไปยงเครองรบหรอผรบ ขอมลหรอขาวสารทถกสงออกไปอาจจะอยในรปสญญาณเสยง สญญาณคลนแมเหลกไฟฟาหรอแสงโดยผานสอกลางใชสายหรอสอกลางไรสายได ในการสงผานขอมลนนมวธการสงผานขอมล (transmission mode) อย 3 รปแบบ คอ แบบทางเดยว แบบครงอตรา และแบบเตมอตรา ดงแสดงในภาพท 12.3

ทศทางของขอมล

เซรฟเวอร มอนเตอร

ทศทางของขอมล ณ เวลา t1

ทศทางของขอมล ณ เวลา t2

ทศทางของขอมล ณ เวลาใดๆ

ก) การสงผานขอมลแบบทางเดยว

ข) การสงผานขอมลแบบครงอตรา

ค) การสงผานขอมลแบบเตมอตรา

ภาพท 12.3 วธการสงผานขอมล

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


3.1 การสงผานขอมลแบบทางเดยว (simplex transmission) เปนการสอสารขอมลทเกดขนในลกษณะทศทางเดยวจากฝายทเปนผสงขอมลไปยงฝายทเปนผรบขอมล โดยฝายทเปนผรบจะไมสามารถสอสารกลบไปยงฝายทเปนผสงไดดวยระบบสอสารประเภทเดยวกน

ตวอยางของการสอสารขอมลแบบทศทางเดยวทสามารถพบเหนไดชดเจน เชน การกระจายเสยงของระบบวทยกระจายเสยงและวทยโทรทศน และระบบแสดงเวลาขนลงของเครองบนในสนามบน โดยคอมพวเตอรหลกจะท�าหนาทตดตามเวลาขนและลงของเครองบน และสงผลไปใหมอนเตอรซงเปนคอมพวเตอรทวางอยหลายๆ จดใหผโดยสารไดทราบขาวสาร คอมพวเตอรหลกท�าหนาทเปนผสงขอมล มอนเตอรตางๆ ท�าหนาทเปนผรบขอมล โดยไมมการเปลยนทศทางของขอมล จงเปนการสงขอมลแบบทางเดยว ซงผรบจะไมสามารถสอสารกลบไปยงผสงดวยระบบสอสารระบบเดมในขณะเดยวกนนนไดเลย

3.2 การสงผานขอมลแบบครงอตรา (half-duplex transmission) เปนการสอสารขอมลแบบสองทศทาง ซงทงสองฝายจะสามารถท�าหนาทเปนไดทงผสงและผรบ แตจะตองผลดกนท�าหนาทเปนผรบหรอผสงคนละชวงเวลากน เชน ในขณะทฝายหนงก�าลงท�าหนาทเปนผสงอยนน อกฝายหนงจะตองท�าหนาทเปนผรบ โดยผรบจะไมสามารถสงขอมลอนโตตอบกลบไปไดในขณะทก�าลงรบขอมลอย แตจะตองรอจนกระทงการสงขอมลของฝายสงสนสดลงเสยกอนจงจะสามารถเปลยนจากผรบไปเปนผสงได

ตวอยางของการสอสารขอมลลกษณะนทสามารถพบเหนไดชดเจน เชน การสอสารโดยใชวทยสอสารทเรยกวา วอคก-ทอคก (walky-talky radio) การสอสารภายในอาคารดวยระบบอนเตอรคอม (intercom) และการสอสารระหวางนกบนกบหอบงคบการ เปนตน ซงจะพบวาในขณะทอปกรณหนงก�าลงสงขอมล อปกรณทเหลอกจะเปนผรบขอมล โดยจะไมสามารถสงขอมลกลบไปได แตจะตองรอจนกวา ฝายสงท�าการสงขอมลเสรจกอนจงจะสงขอมลโตตอบกลบไปได

3.3 การสงผานขอมลแบบเตมอตรา (full-duplex transmission) เปนการสอสารขอมลแบบ สองทศทางอยางอสระโดยทงสองฝายสามารถท�าหนาทเปนผสงและเปนผรบไดในเวลาเดยวกน โดย ไมตองหยดรอใหอกฝายหนงท�าหนาทเสรจสนกอน

ตวอยางของการสอสารขอมลลกษณะนทสามารถพบเหนไดชดเจน เชน การสอสารดวยระบบโทรศพท ทงทเปนระบบโทรศพทพนฐานและระบบโทรศพทเคลอนท ซงจะพบวาทง 2 ฝายสามารถสนทนาโตตอบกนไดตลอดเวลาโดยไมตองรอใหอกฝายหนงพดจบกอน รวมถงการสงผานขอมลบนระบบเครอขายคอมพวเตอรดวย

4. ชนดของสญญาณทใชในการสงผานขอมลสญญาณทใชในการสงผานขอมลเปนสญญาณทางอเลกทรอนกส สามารถแบงไดเปน 2 ชนด ดง

ภาพท 12.4 คอ4.1 สญญาณแบบแอนะลอก (analog signal) จะเปนสญญาณแบบตอเนองททกๆ คาทเปลยนแปลงไป

ของระดบสญญาณจะมความหมาย การสงสญญาณแบบแอนะลอกจะถกรบกวนใหมการแปลความหมายผดพลาดไดงายกวาสญญาณดจทล เนองจากคาทกคาถกน�ามาใชงานนนเอง ซงสญญาณแบบแอนะลอกน จะเปนสญญาณทเปนสอกลางในการสอสารทใชกนอยแพรหลาย เชน สญญาณเสยงในสายโทรศพท เปนตน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


4.2 สญญาณแบบดจทล (digital signal) จะเปนสญญาณแบบไมตอเนอง ทประกอบขนจากระดบสญญาณเพยง 2 คา คอ สญญาณระดบสงสดและสญญาณระดบต�าสด ซงแทนดวยระดบแรงดนทแสดงสถานะ 2 สภาวะ คอ “0” และ “1” ดงนน สญญาณแบบดจทลจะมประสทธภาพและความนาเชอถอสงกวาแบบแอนะลอก เนองจากมการใชงานคาเพยง 2 คาเทานน ซงคาแรงดนดงกลาวจะถกน�ามาตความหมายเปน on/off หรอ 1/0 เทานน และสญญาณดจทลเปนสญญาณทคอมพวเตอรใชในการท�างานและตดตอสอสารกน

ก) สญญาณแอนะลอก

ข) สญญาณดจทล

ภาพท 12.4 ชนดของสญญาณทใชในการสงผานขอมล

5. ประเภทของการสงผานขอมลการสงผานขอมลในระบบการสอสารขอมลนน สามารถแบงไดเปน 2 ประเภท คอ การสงผาน

ขอมลแบบอนกรม และการสงผานขอมลแบบขนาน5.1 การสงผานขอมลแบบอนกรม (serial transmission) เปนการสงขอมลออกไปทละบตอยาง

ตอเนองกน โดยใชสายสงเพยงเสนเดยวเทานน การสงผานขอมลแบบนยงแบงออกเปน 2 วธ คอ วธ อะซงโครนส และวธซงโครนส

5.1.1 การสงผานขอมลแบบอนกรมโดยวธอะซงโครนส (Asynchronous transmission)

วธนจะเปนการสงขอมลทละบต ดงแสดงในภาพท 12.5 ก) ในขณะทยงไมมการสงขอมล สญญาณจะอยในสถานะวาง (idle state) ซงมคาเปน “1” จนกระทงพรอมทจะสงขอมลจงสงบตเรมตน (start bit) ซงมคาเปน “0” จ�านวน 1 บตไปกอน เพอเปนการบอกจดเรมตนของขอมล ตอจากนนจงสงบตขอมล

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ออกไป จากภาพเปนการสงขอมลทแทนตวอกษร 1 ตว ซงประกอบดวยบตขอมลจ�านวน 8 บต คอ 11010010 แลวจงสงบตหยด (stop bit) จ�านวน 1 บต ซงมคาเปน “1” ก�ากบไปกบขอมลนน การสงผานขอมลแบบนจะมความเรวในการสงต�าเนองจากตองสญเสยชองทางการสอสารใหกบบตเรมตนและบตหยด จงมกใชส�าหรบการตดตอสอสารระหวางเครองคอมพวเตอรกบอปกรณตอพวงทมความเรวในการท�างาน ไมสงมากนก

5.1.2 การสงผานขอมลแบบอนกรมโดยวธซงโครนส (Synchronous transmission) วธนจะเปนการสงบตของขอมลจ�านวนมากในคราวเดยว โดยจะสงขอมลเปนกลมขอมล เรยกวา เฟรม (frame) หรอแพกเกต (packet) โดยไมมการสงบตเรมตนและบตหยด ในหนงเฟรมจะประกอบดวยสวนหวและสวนทายของขอมลเรยกวา แฟลก (flag) ซงมความยาว 8 บต ตอจากสวนหวจะเปนอกขระทใชควบคมขอมล (control fields) สวนของขอมล (data fields) แลวตามดวยอกขระทใชควบคมขอมลอกครงหนง แลวจงปดดวยสวนทาย ดงแสดงในภาพท 12.5 ข) การสงสญญาณขอมลแบบนจะมความเรวสงกวาแบบแรก จงนยมใชในการตดตอสอสารระหวางเครองคอมพวเตอรกบเครองคอมพวเตอรดวยกน

ขอดของการสงผานขอมลแบบอนกรม คอ สามารถสงไดระยะทางไกลมากกวาการสงผานขอมลแบบขนาน สวนขอจ�ากดของการสงผานขอมลแบบอนกรมคอ ความเรวในการรบสงขอมลมจ�ากด

สถานะวาง สวนของขอมล 8 บตหยด

บตเรมตน

10

1 1 0 1 0 0 1 0

ก) การสงผานขอมลแบบอนกรมโดยวธอะซงโครนส

1 เฟรม ประกอบดวย

แฟลกสวนหว (8 บต)

อกขระทใชควบคมขอมล

สวนของขอมลอกขระทใช

ควบคมขอมลแฟลกสวนทาย

(8 บต)

ข) การสงสญญาณแบบอนกรมโดยวธซงโครนส

ภาพท 12.5 การสงผานขอมลแบบอนกรม

5.2 การสงผานขอมลแบบขนาน (parallel transmission) เปนการสงขอมลเปนชด ซงประกอบดวยหลายๆ บตออกไปพรอมกนในการสงแตละครง โดยขอมลแตละชดจะมสายสญญาณส�าหรบสงเปนของตนเอง เชน ขอมลหนงตวอกษรทมขนาด 8 บต จะถกสงออกไปพรอมกนทงหมด โดยผานสายสงขอมลหรอชองสญญาณทม 8 เสน ดงแสดงในภาพท 12.6 ดงนน ปลายทางจะไดรบขอมลทง 8 บตพรอมๆ กน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


การสงขอมลแบบนจะตองมสายสญญาณควบคมแยกออกจากสายสญญาณทใชสงขอมล สายสญญาณควบคมจะท�าหนาทแจงใหหนวยรบปลายทางทราบวาพรอมทจะสงขอมลแลว และหนวยรบปลายทางกจะใชสายสญญาณควบคมน แจงใหหนวยสงทราบวาไดรบขอมลแลวและพรอมทจะรบขอมลชดใหมหรอไม ดงนนการสงผานขอมลแบบขนานจงท�าไดรวดเรวกวาแบบอนกรม แตเสยคาใชจายสงกวาเนองจากสายทใชสงขอมลจะตองมชองสญญาณจ�านวนมากเพอใหสามารถสงขอมลไดพรอมกน การสงสญญาณแบบขนานจงมกใชกบการสงขอมลระยะสน เชน การตอเครองพมพเขากบเครองคอมพวเตอร เปนตน

ขอดของการสงผานขอมลแบบขนาน คอ สามารถสงขอมลไดรวดเรว เพราะสงไดครงละหลายบตพรอมๆ กน สวนขอจ�ากดคอ ใชสงขอมลไดในระยะใกลๆ เทานน เพราะคาใชจายสง

ชองสญญาณ 1








READY/BUSY

DEMAND

หนวยสง

สายสญญาณควบคม

สายสญญาณสงขอมล

หนวยรบ

ภาพท 12.6 การสงผานขอมลแบบขนาน

6. ความรพนฐานในการสอสารขอมลในการศกษาเรองการสอสารขอมลควรเขาใจความหมายของค�าศพทพนฐานทเกยวของกบเทคโนโลย

การสอสาร ดงน6.1 ชองทางการสอสาร (channel) ชองทางการสอสาร จะน�าขาวสารจากจดตนก�าเนดไปยงจด

ปลายทางหนงหรอมากกวา ส�าหรบชนดของชองทางการสอสาร (channel type) ไดแก ชองทางแอนะลอก (analog) และชองทางดจทล (digital)

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


6.2 แบนดวดทหรอแถบความถ (bandwidth) หมายถงขดจ�ากดทชองทางสอสารสามารถน�าขาวสารหรอขอมลผานทางชองทางในชวงเวลาทก�าหนด หรออกนยหนง คอชวงทเปนคาความถต�าสดและความถสงสดของสญญาณแอนะลอก ส�าหรบความถมหนวยเปนรอบตอวนาท หรอเฮรตซ (Hertz) ดงเชน สายโทรศพทใชชวงความถ 300-3400 Hz จะมแบนดวดทเทากบ 3100 Hz ซงโดยทวไปจะเรยกวา 3000 Hz หรอ 3 KHz

6.3 ชองทางบรอดแบนดและเบสแบนด (broadband and baseband channel) ชองทางบรอดแบนดคอชองทางแอนะลอกทสามารถสงผานสญญาณแอนะลอกไดหลายๆ สญญาณ สวนชองทางเบสแบนดคอชองทางดจทลทสามารถสงผานสญญาณดจทลโดยสงสญญาณขอมลเปนบตหรอตวเลขไบนาร (binary digit)

6.4 อตราบตและอตราบอด (bit rate and baud rate) อตราบตเปนความจของชองทางสอสารดจทล คอ จ�านวนบตทชองทางสอสารสามารถน�าผานไดภายใน 1 วนาท มหนวยเปน บตตอวนาท (bps หรอ bit per second) สวนอตราขอมล (data rate) คอ จ�านวนบตของขอมลจรงๆ ทผานไปในชองทางดจทลซงปกตจะนอยกวาอตราบต เนองจากจ�านวนบตสวนหนงจะใชไปในสวนหว (overhead) ของขาวสาร ส�าหรบการตดตอระหวางผสงและผรบ

อตราบอด คอ จ�านวนสญญาณดจทล (หรอแอนะลอกซงถกเปลยนเปนดจทลแลว) ทสงผานไปในชองทางสอสารภายใน 1 วนาท มหนวยเปนบอดตอวนาท (baud per second)

6.5 การเบาบางของสญญาณ (signal attenuation) เกดจากความตานทาน (resistance) ของชองทางสอสาร ท�าใหพลงงานไฟฟาเปลยนเปนพลงงานความรอนแผสสภาพแวดลอมใกลเคยง ซงเปนสาเหตของการลดลงหรอเบาบางลงของสญญาณขอมล ยงสญญาณเดนทางเปนระยะทางไกลเทาไร สญญาณกยงเบาบางลงเทานน

6.6 สญญาณรบกวน (noise) คอ สญญาณไมพงประสงคทเขามารวมกบสญญาณขอมลทมรปแบบแบบไมแนนอน อาจจะเกดขนไดทงทางดานผสงหรอดานผรบ หรอในชองทางสอสาร ซงจะมผลรบกวนหรอ ลดทอนสญญาณขอมลทสงมาในชองทางสอสาร ท�าใหสญญาณขอมลขาดคณภาพหรอมความผดพลาดได ในระบบสอสารขอมล สญญาณรวบกวนทเกดขนตอระบบนนอาจเกดจากปรากฏการณธรรมชาต เชน ฝนตก ฟาคะนอง ฟาแลบ ฟาผา ลมพาย คลนความรอน เปนตน หรออาจเกดจากอปกรณในการสอสาร เชน สญญาณรบกวนทเกดจากอณหภม (thermal noise) เปนตน

6.7 การเขารหส (encoding) และการถอดรหส (decoding) ในการสงขอมลขาวสารผานชองสอสารเพอใหสามารถสงขอมลไดไกล และมความถกตองสงนน จะตองแปลงขอมลขาวสารใหอยในรปของพลงงานทพรอมสงไปในชองทางสอสาร เชน เปนคลนแมเหลกไฟฟา หรอคลนวทย การแปลงรปพลงงานพรอมสงออกไปนเรยกวา “การเขารหส” (encoding) เมอสญญาณขอมลถกสงออกไปถงผรบๆ กจะแปลงพลงงานนใหกลบมาอยในรปขอมลขาวสารแบบเดม การแปลงสญญาณกลบนเรยกวา “การถอดรหส” (decoding) ดงนน สงส�าคญของการสอสารขอมลอยางหนงคอ ทงผสงและผรบจะตองเขาใจตรงกนวา จะสงหรอรบขอมลดวยพลงงานรปแบบใด และใชรหสแบบใดในการสอสารขอมล

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


กจกรรม 12.1.1

1. การสอสารขอมลมองคประกอบกอยางอะไรบาง2. การสงผานขอมล หมายถงอะไร มกรปแบบ

แนวตอบกจกรรม 12.1.1

1. การสอสารขอมลมองคประกอบ 5 อยาง ไดแก 1) ขาวสาร (Message) 2) ผสง (Sender) 3) ผรบ (Receiver) 4) สอกลาง (Medium) และ 5) โปรโตคอล (Protocol)

2. การสงผานขอมล หมายถง การสงหรอน�าขอมลขาวสารจากเครองผสงผานทางสอหรอสอกลางไปยงเครองรบหรอผรบ ขอมลหรอขาวสารทถกสงออกไปอาจจะอยในรปสญญาณเสยง สญญาณคลนแมเหลก ไฟฟาหรอแสงกได การสงผานขอมลนนมวธการสงผานขอมล (Transmission mode) อย 3 รปแบบ คอ แบบทางเดยว แบบครงอตรา และแบบเตมอตรา


ระบบบสและอปกรณสอสารในคอมพวเตอร

การสอสารในคอมพวเตอรเพอรบสงขอมลระหวางอปกรณภายในคอมพวเตอร สามารถตดตอสอสารขอมลผานระบบบสและอปกรณสอสาร

1. ระบบบสระบบบส (bus) ในเครองคอมพวเตอร คอ เสนทางการตดตอสอสารเพอรบสงขอมลรวมกน

(shared transmission medium) ระหวางอปกรณคอมพวเตอรทเสยบเขากบสลอตตางๆ บนเมนบอรดของเครองคอมพวเตอร เชน ฮารดดสกไดรฟ ซดรอมไดรฟ การดเสยง และการดแสดงผล เปนตน เนองจากการท�างานของระบบคอมพวเตอร หนวยประมวลผลกลางหรอซพย จะตองอานค�าสงหรอโปรแกรมจากหนวยความจ�ามาตความและท�าตามค�าสงนนๆ ซงในบางครงจะตองอานขอมลจากอปกรณอนๆ เพอใชประกอบในการท�างานหรอใชในการประมวลผลดวย ซงผลลพธของการประมวลผลกตองถกสงไปแสดงผลทจอภาพ หรอเครองพมพหรออปกรณอนๆ ดงนน ระบบบสจงมความส�าคญในการสงถายขอมลเปนอยางมาก

ทางกายภาพ ระบบบส คอ สายทองแดงทวางตวอยบนแผงวงจรของเครองคอมพวเตอร ทเชอมโยงกบอปกรณตางๆ ความกวางของระบบบสจะนบขนาดขอมลทวงอยโดยจะมหนวยเปน บต (bit) ทงนบสของระบบคอมพวเตอรจะมความกวางหลายขนาด ขนอยกบรนของเครองคอมพวเตอร เชน บสขนาด 16 บต 32 บต 64 บต และ 128 บต เปนตน ซงขนาดความกวางของบสจะมผลตอการสงถายขอมล โดย

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ถาขนาดความกวางของบสเพมขนจะท�าใหสงขอมลไดมากขนและจะมผลท�าใหคอมพวเตอรเครองนนท�างานไดเรวตามไปดวย

ระบบบสในคอมพวเตอรสามารถแบงชนดของบสตามขอมลทสงไดเปน 3 แบบ ดงภาพท 12.7 ไดแก

1) บสขอมล (data bus) เปนบสทหนวยประมวลผลกลาง (CPU) ใชเปนเสนทางผานในการควบคมการสงถายขอมลจากหนวยประมวลผลกลาง (CPU) ไปยงอปกรณภายนอกหรอรบขอมลจากอปกรณภายนอก เพอท�าการประมวลผลทหนวยประมวลผลกลาง (CPU)

2) บสทอย (address bus) คอ บสทหนวยประมวลผลกลาง (CPU) เลอกวาจะสงขอมลหรอรบขอมลจากอปกรณไหนไปทใด โดยจะตองสงสญญาณเลอกออกมาทางบสทอย

3) บสควบคม (control bus) เปนบสสวนทน�าค�าสงควบคม และค�าสงส�าหรบตดตอกบอปกรณตางๆ จากหนวยประมวลผลกลาง (CPU) โดยบสควบคมนจะท�าหนาทควบคมการท�างานและกจกรรมทเกดขนในสวนตางๆ ของระบบคอมพวเตอร

ภาพท 12.7 ระบบบสทมา: https://en.wikipedia.org/wiki/Bus_(computing)#/media/File:Computer_system_bus.svg สบคนเมอ 20 สงหาคม

2558.

2. พอรตอนกรมพอรตอนกรม (serial port) หรอเรยกอกอยางวา com port (communication port) ดง

ภาพท 12.8 จะเหนวาลกษณะของพอรตตวผมขาสญญาณ 9 ขา ซงใช RS-232C เปนมาตรฐานในการสอสารขอมลแบบอนกรมทถกก�าหนดโดยสมาคมอตสาหกรรมอเลกทรอนกส (Electronic Industrial Association) หรอ EIA เพอใหผผลตสามารถเชอมตออปกรณระหวางกนได และนยมใชแพรหลาย จนกระทงกลายเปนมาตรฐานในการสอสารขอมลแบบอนกรมทนยมใชกนมาก ลกษณะการใชงานของพอรต

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


อนกรมนสวนใหญจะใชกบอปกรณรนเกาๆ เชน โมเดม เมาส เปนตน ส�าหรบในปจจบนอปกรณตางๆ เหลานหนไปใชการเชอมตอผานทางพอรต USB ทมความเรวการรบสงขอมลมากกวา ดงนนในปจจบนอาจพบการใชพอรตอนกรมในการเชอมตอแอลซดโปรเจกเตอร และบอรดไมโครคอนโทรลเลอร เปนตน

ขอดของการสอสารขอมลแบบอนกรม คอ สามารถสงขอมลไดในระยะทางทไกลและใชสายสญญาณทนอยกวาการสอสารขอมลแบบขนาน โดยปกตพอรตอนกรม RS-232C จะสามารถตอสายไดยาว 50 ฟตโดยประมาณขนอยกบชนดของสายสญญาณ ระยะทาง และปรมาณสญญาณรบกวน

พอรตอนกรม PC DB9 ตวผ (Male)

พอรตอนกรมของอปกรณภายนอก DB9 ตวเมย (Female)

ภาพท 12.8 พอรตอนกรม

3. ยเอสบยเอสบ (USB) ยอมาจาก Universal Serial Bus ซงเปนขอก�าหนดมาตรฐานของบสการสอสาร

แบบอนกรมเพอใชในการเชอมตอกบอปกรณ ซงโดยทวไปจะใชกบคอมพวเตอร แตสามารถใชไดกบอปกรณอน เชน เครองเลนเกม (game console) และแทปเลต เปนตน ยเอสบถกพฒนาขนมาตงแตป พ.ศ. 2539 และเรมมการน�าออกมาใชในเชงพาณชยตงแตรน USB 1.1 ซงตอมาไดมการพฒนาใหมความเรวสงขน โดยเปลยนเวอรชนเปน USB 2.0 และ 3.0 ตามล�าดบ โดยความเรวในการรบสงขอมลทสงขนดงน

USB 1.1 มความเรวในการรบสงขอมล 12 MbpsUSB 2.0 มความเรวในการรบสงขอมล 480 Mbps สงกวา USB 1.1 40 เทาUSB 3.0 มความเรวในการรบสงขอมล 5 Gbps สงกวา USB 2.0 10 เทา

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ขอดของยเอสบ คอ สามารถตอพวงอปกรณแลวใชงานไดทนท ไมตองปด-เปดเครองใหม เรยกวา ระบบปลกแอนดเพลย (plug and play) สามารถตออปกรณไดมากถง 127 ชน เพราะมแบนดวดธในการรบสงขอมลสงกวาพอรตอนกรม RS-232C

ภาพท 12.9 พอรตยเอสบ

4. ไฟรไวรไฟรไวร (firewire) คอ ระบบการเชอมตอความเรวสงชนดหนง สามารถเชอมตอไดทงระหวาง

คอมพวเตอรกบอปกรณตอพวงอนๆ หรอจะตอพวงระหวางอปกรณกบอปกรณกได โดยทการเชอมตอแบบไฟรไวรจะมหลกการท�างานเหมอนกบการเชอมตอแบบ USB การเชอมตอแบบไฟรไวรถกพฒนาขนมาโดย บรษทแอปเปล (Apple) โดยใชชอทางการคาวา ไฟรไวร (Firewire) ในขณะท บรษทโซนไดพฒนารปแบบการเชอมตอแบบไฟรไวรขนมาดวยเชนกน โดยใชชอการคาวา ไอลงก (iLink) หรอ S400 ในขณะทหนวยงานกลางดานมาตรฐานการเชอมตออยาง IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ไดรบรองมาตรฐานการเชอมตอนในชอรหสมาตรฐาน IEEE 1394 ไฟรไวรสามารถแบงออกได 2 ประเภทตามความเรวของการรบ-สงขอมลดงน

Firewire 400 (IEEE 1394) คอ การเชอมตออปกรณเพอสามารถรบ-สงขอมลระหวางกนดวยความเรว 400 Mbps

Firewire 800 (IEEE 1394b) คอ มาตรฐานใหมของไฟรไวรทสามารถรบ-สงขอมลระหวางกนดวยความเรว 800 Mbps

ขอดของไฟรไวร คอ สามารถรบ-สงขอมลระหวางอปกรณดวยความเรวสงและมเสถยรภาพ สงกวายเอสบ จงนยมใชในงานมลตมเดย เชน การเชอมตอกลองดจตล กลองถายวดโอ สแกนเนอร ฮารดดสกแบบพกพา (external harddisk) อปกรณบนทกเสยง และอปกรณแบกอพ (backup device)ชนดความจสง เปนตน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ภาพท 12.10 แสดงไฟรไวรพอรตทง 2 แบบ


1. ระบบบสในคอมพวเตอรมกชนด อะไรบาง2. ยเอสบคออะไร และความเรวในแตละเวอรชนเปนอยางไร


1. ระบบบสในคอมพวเตอรสามารถแบงชนดของบสตามขอมลทสงไดเปน 3 แบบ ไดแก 1) บสขอมล (data bus) เปนบสทหนวยประมวลผลกลาง (CPU) ใชเปนเสนทางผาน

ในการควบคมการสงถายขอมลจากหนวยประมวลผลกลาง (CPU) ไปยงอปกรณภายนอกหรอรบขอมลจากอปกรณภายนอก เพอท�าการประมวลผลทหนวยประมวลผลกลาง (CPU)

2) บสทอย (address bus) คอ บสทหนวยประมวลผลกลาง (CPU) เลอกวาจะสงขอมลหรอรบขอมลจากอปกรณไหนไปทใด โดยจะตองสงสญญาณเลอกออกมาทางบสทอย

3) บสควบคม (CONTROL BUS) เปนบสสวนทน�าค�าสงควบคม และค�าสงส�าหรบตดตอกบอปกรณตางๆ จากหนวยประมวลผลกลาง (CPU) โดย บสควบคมน จะท�าหนาทควบคมการท�างาน และกจกรรมทเกดขน ในสวนตางๆ ของระบบคอมพวเตอร

2. ยเอสบ (USB) ยอมาจาก Universal Serial Bus ซงเปนขอก�าหนดมาตรฐานของบสการสอสารแบบอนกรม เพอใชในการเชอมตอกบอปกรณโดยความเรวในการรบสงขอมล ดงน

USB 1.1 มความเรวในการรบสงขอมล 12 MbpsUSB 2.0 มความเรวในการรบสงขอมล 480 Mbps สงกวา USB 1.1 40 เทาUSB 3.0 มความเรวในการรบสงขอมล 5 Gbps สงกวา USB 2.0 10 เทา

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ตอนท 12.2

การสอสารขอมลระหวางเครองคอมพวเตอร

โปรดอานหวเรอง แนวคด และวตถประสงคของตอนท 12.2 แลวจงศกษารายละเอยดตอไป

หวเรอง12.2.1 สอกลางการสอสารขอมล12.2.2 เครอขายคอมพวเตอร12.2.3 อปกรณสอสารระหวางเครองคอมพวเตอร

แนวคด1. สอกลางในการรบสงขอมลเปนปจจยส�าคญหนงทท�าใหการสอสารขอมลมประสทธภาพ

เนองจากในปจจบนมสอกลางมากมายหลายชนดใหเลอกใชสามารถแบงออกเปน 2 ประเภท คอ สอกลางประเภทใชสาย และสอกลางประเภทไรสาย ซงสอกลางแตละแบบกมขอดและขอจ�ากดตางกนไป ดงนน การเลอกสอกลางมาใชในระบบตองพจารณาถงคณลกษณะเฉพาะของสอกลางแตละประเภท ระยะทางในการสงผานขอมล สภาพแวดลอมในระบบเครอขายสอสาร รวมถงคาใชจายในการตดตงและการบ�ารงรกษา

2. เครอขายคอมพวเตอร หมายถง การน�าเครองคอมพวเตอรตงแต 2 เครองขนไปมาเชอมตอกนอยางเปนระบบ ดวยอปกรณและสอกลางทใชสงผานขอมลประเภทตางๆ ซงม รปแบบการเชอมโยงไดหลายรปแบบ เพอใหสามารถสอสารแลกเปลยนขอมลและสารสนเทศไปมาระหวางกนได และแบงปนกนใชทรพยากรสารสนเทศรวมกนไดอยางมประสทธภาพ ในการเชอมตออปกรณตางๆ ใหเปนระบบเครอขายคอมพวเตอรจ�าเปนตองมองคประกอบทเปนพนฐานส�าคญอย 5 สวน คอ 1) เครองคอมพวเตอร ซงรวมทงสวนของฮารดแวรและซอฟตแวร 2) สอกลางทใชสงผานขอมล 3) อปกรณเชอมตอระบบหรอสวตช ซงเปนตวก�าหนดเสนทางทจะไปใหถงปลายทาง 4) โพรโทคอล เปนตวก�าหนดวาคอมพวเตอรจะสอสารใหเขาใจกนไดอยางไรบนเครอขาย และ 5) ผใชคอมพวเตอร

3. การเชอมตอระหวางคอมพวเตอรตงแต 2 เครองขนไปเพอใหเปนระบบเครอขายคอมพวเตอร รวมทงการเชอมตอระหวางเครอขายหลายๆ เครอขายเขาดวยกน จ�าเปนตองอาศยอปกรณในการเชอมตอหลากหลายชนด อปกรณแตละชนดมคณลกษณะและหนาทแตกตางกน และท�างานอยในระดบชนทตางกน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


วตถประสงคเมอศกษาตอนท 12.2 จบแลว นกศกษาสามารถ 1. อธบายคณลกษณะของสอกลางแตละประเภทได2. บอกความหมาย วตถประสงค และองคประกอบพนฐานของเครอขายคอมพวเตอรได3. อธบายลกษณะโครงสรางของและสถาปตยกรรมของระบบเครอขายคอมพวเตอรได4. อธบายคณลกษณะของอปกรณสอสารระหวางเครองคอมพวเตอรได

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ



สอกลางการสอสารขอมล

สอกลางในการรบสงขอมลเปนปจจยส�าคญหนงทท�าใหการสอสารขอมลมประสทธภาพ เนองจากในปจจบนมสอกลางมากมายหลายชนดใหเลอกใช ซงสอกลางแตละแบบกมขอดและขอจ�ากดตางกนไป ดงนน การเลอกสอกลางมาใชในระบบ ตองพจารณาถงคณลกษณะเฉพาะของสอกลางแตละประเภท ระยะทาง ในการสงผานขอมล สภาพแวดลอมในระบบเครอขายสอสาร รวมถงคาใชจายในการตดตงและการบ�ารงรกษาในภายหลงดวย

สอกลางทใชสงผานขอมล (transmission media) แบงออกเปน 2 ประเภท คอ สอกลางประเภทใชสาย และสอกลางประเภทไรสาย

1. สอกลางประเภทใชสาย สายสญญาณทนยมใช แบงออกไดเปน 3 ประเภทหลกๆ คอ สายคบดเกลยว สายโคแอกเชยล

และสายใยแกวน�าแสง ซงทงสามแบบมคณลกษณะแตกตางกน ไดแก1.1 สายคบดเกลยว (twisted-pair cable) เปนสายทมราคาถกทสด ประกอบดวยสายทองแดง

ทมฉนวนหม 2 เสน น�ามาพนกนเปนเกลยว จะใชกนแพรหลายในระบบโทรศพท สายคตเกลยวสามารถแบงไดเปน 2 ชนด ดงแสดงในภาพท 12.11 คอ

1) สายคตเกลยวแบบไมมชลด (Unshielded Twisted-Pair; UTP) เปนสายคตเกลยว ทไมมตวหม เปนสายเคเบลทถกรบกวนจากภายนอกไดงาย แตกมความยดหยนในการใชงานสงและราคาไมแพง

2) สายคตเกลยวแบบมชลด (Shielded Twisted-Pair; STP) เปนสายทมปลอกหมอกรอบเพอปองกนสญญาณรบกวนจากภายนอก จงท�าใหสายเคเบลชนดนสามารถใชในการเชอมตอในระยะไกลไดมากขน แตราคาแพงกวาแบบ UTP

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ก) UTP ข) STP

ภาพท 12.11 สายคบดเกลยวทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

สายคบดเกลยวแบบ UTP ถกพฒนาขนตามมาตรฐานของสมาคมอตสาหกรรมอเลกทรอนกส (Electronics Industries Association) หรอ EIA และสมาคมอตสาหกรรมโทรคมนาคม (Tele- communication Industies Association) หรอ TIA ซงมชอเรยกมาตรฐานเหลานวา มาตรฐาน EIA/ITA-568

1.2 สายโคแอกเชยล (coaxial cable) มกนยมเรยกยอๆ วา สายโคแอก (coax) เปนสายสญญาณทท�าจากลวดทองแดงเปนแกนกลาง มฉนวนหมตลอดความยาวสาย เพอปองกนสญญาณรบกวน ดงแสดงในภาพท 12.12

ภาพท 12.12 สายโคแอกเชยลทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ในอดตนยมใชสายโคแอกเชยลส�าหรบระบบเครอขาย LAN แตปจจบนไมนยมใชมากนก แตทนยมใชมากในปจจบนคอ การใชสายโคแอกเชยลเปนสายสญญาณจากเสาอากาศตอเขาโทรทศน สาย โคแอกเชยลทใชงานในเครอขาย LAN แบงเปน 2 ชนด ไดแก

1) สายโคแอกเชยลอยางหนา หรอสาย thick ethernet มเสนผานศนยกลางประมาณ 1 ซม. เปนสายสญญาณทมฉนวนหมหนา และมแกนทองแดงทใชในการสงสญญาณหนากวาสายอยางบาง ท�าใหสามารถสงสญญาณไดระยะทางไกลกวาสายอยางบาง ตามมาตรฐาน EIA/TIA568 ก�าหนดความยาวของสายอยางหนาไวทประมาณ 500 เมตรตอ 1 เซกเมนต (segment) ท�าใหในอดตนยมใชสายชนด RG-8 A/U ส�าหรบเปนสายสญญาณหลก (backbone) ของระบบเครอขาย แตปจจบนสายสญญาณชนดน ไมไดรบความนยม และถกแทนทดวยสายใยแกวน�าแสง

2) สายโคแอกเชยลอยางบาง หรอสาย thin ethernet มเสนผานศนยกลางประมาณ 0.5 ซม. เปนสายสญญาณทนยมใชกบเครอขาย LAN โดยในเครอขาย ethernet ระยะแรก ก�าหนดใหใชสายชนด RG-58 A/U โดยมระยะทางสงสดไมเกน 185 เมตร ตอ 1 เซกเมนต (segment)

1.3 สายใยแกวน�าแสง (fiber-optic cable) สายใยแกวน�าแสงเปนสายสญญาณทใชสงสญญาณแสงแทนการใชสญญาณไฟฟา ท�าใหมคณลกษณะทดกวาสายทองแดง คอ สามารถทนตอสญญาณรบกวนไดดกวาสายทองแดง สามารถรบสงขอมลไดดวยความเรวสงและไดระยะทางในการสงทมากกวา สายทองแดง เพราะสามารถสงไดไกลหลายกโลเมตรโดยไมตองอาศยอปกรณทวนสญญาณ ท�าใหไดรบความนยมในการใชงาน โดยเฉพาะกบเครอขายหลกตางๆ โครงสรางของสายใยแกวน�าแสงจะประกอบดวยแกนกลางน�าแสง คอ คอร (core) ซงจะถกหอหมดวยชนแคลดดง (cladding) โดยทงสองชนนจะเปน ชนแกวทมคาการหกเหแสงตางกน โดยแคลดดงจะเปนชนทท�าหนาทบงคบใหสญญาณแสงสะทอนอยแตในชนคอร จงท�าใหสญญาณสามารถเดนทางไปยงปลายทางไดตอจากชนแคลดดงจะเปนชนบฟเฟอร (buffer) ทท�าหนาทปองกนแสงจากภายนอกเขาไปรบกวนการสงสญญาณภายใน และปองกนการกระเจงของแสงจากคอรกระจายออก ในชนถดไปเปนชนแจกเกต (jacket) ซงเปนตวหอหมสายสญญาณเพอปองกนสายสญญาณอกชนหนง

ภาพท 12.13 สายใยแกวน�าแสง

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ประเภทของสายใยแกวน�าแสงแบงไดเปน 2 ประเภท คอ1) สายใยแกวแบบโหมดเดยว (single mode) มขนาดเสนผานศนยกลางของแกนและ

แคลดดงประมาณ 5-10 และ 125 ไมครอน ตามล�าดบ ซงสวนของแกนมขนาดเลกกวาสายใยแกวน�าแสงชนดหลายโหมดมาก และใหแสงออกมาเพยงโหมดเดยว ท�าใหแสงเดนทางไปไดไกลโดยไมตองมการสะทอนมากนก ท�าใหมระยะทางในการสงสญญาณไดไกลกวาสายแบบหลายโหมด

2) สายใยแกวแบบหลายโหมด (multi mode) มขนาดเสนผานศนยกลางของแกนและ แคลดดงโดยประมาณ 50-62.5 ไมครอน และ 125 ไมครอน ตามล�าดบ และเนองจากขนาดของเสนผานศนยกลางของแกนมขนาดใหญ ดงนนแสงทตกกระทบทดานปลายอนพทของสายใยแกวน�าแสงจะมมมตกกระทบทแตกตางกนหลายคา และจากหลกการสะทอนแสงกลบหมดของแสงทเกดขน ภายในสวนของแกนท�าใหมแนวของล�าแสงเกดขนหลายโหมด โดยแตละโหมดใชระยะเวลาในการเดนทางทแตกตางกน อนเปนสาเหตทท�าใหเกดการแตกกระจายของแสง (mode dispersion)

สายใยแกวน�าแสงแบบหลายโหมดม 2 แบบ ไดแก สเตปอนเดกซ (step index) และเกรดอนเดกซ (grade index) ซงจะมลกษณะการสะทอนของแสงทแตกตางกน

- สายใยแกวน�าแสงแบบสเตปอนเดกซการสะทอนของแสงบางสวนอาจอยในมมทหกเหมากจนบางสวนออกไปพนสวนแกนของสาย ท�าใหสายใยแกวแบบนมการสญเสยสญญาณแสง บางสวนได ท�าใหระยะความยาวของสายดอยกวาสายใยแกวแบบอนๆ

- สายใยแกวน�าแสงแบบเกรดอนเดกซมลกษณะการหกเหแสงทคงทตลอดความยาวของสาย ท�าใหสญญาณแสงสามารถหกเหไดดกวาแบบสเตปอนเดกซจงมการสญเสยสญญาณทนอยกวาแบบสเตปอนเดกซ

ภาพท 12.14 สายใยแกวน�าแสงแบบตาง ๆ ทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


2. สอกลางประเภทไรสาย การสอสารขอมลระหวางหนวยรบและหนวยสงโดยใชสอกลางประเภทใชสายในบางครงอาจท�าได

ไมสะดวกนก จงจ�าเปนตองใชสอกลางประเภทไรสาย (wireless) ซงจะสงผานขอมลดวยการแพรสญญาณในรปของคลนแมเหลกไฟฟาผานไปในอากาศ ตวอยางของสอกลางประเภทไรสาย ไดแก

2.1 ระบบไมโครเวฟ (microwave system) การสงสญญาณขอมลไปกบคลนไมโครเวฟจะเปน การสงสญญาณขอมลแบบรบชวงตอๆ กนจากสถานสง-รบสญญาณหนงไปยงอกสถานหนง แตละสถานจะครอบคลมพนทรบสญญาณประมาณ 30-50 กม. การสงสญญาณขอมลดวยไมโครเวฟมกใชกนในกรณทการตดตงสายเคเบลท�าไดไมสะดวก เชน ในเขตเมองใหญๆ หรอปาเขา เนองจากคลนไมโครเวฟเปน การแพรสญญาณคลนแมเหลกไฟฟาในลกษณะทเดนทางเปนเสนตรง ดงนนการตดตงจานรบสงสญญาณของแตละสถานจะตดตงอยบนเสาหรอบนยอดอาคารไปยงจานรบสญญาณปลายทางในลกษณะเสนสายตา (light of sight) หมายความวา ถาสองไฟออกจากจานดานทสงสญญาณแลวจานดานทรบสญญาณ จะตองสามารถมองเหนแสงไฟทสองนนได

ระบบไมโครเวฟไดถกน�ามาใชกนอยางแพรหลาย ส�าหรบการสอสารขอมลในระยะทางไกลๆ หรอระหวางอาคาร โดยเฉพาะในกรณทไมสะดวกทจะใชสายใยแกวน�าแสง หรอการสอสารดวยดาวเทยม เพราะระบบไมโครเวฟนมราคาถก ตดตงใชงานไดงาย และสามารถสงขอมลไดดวยอตราความเรวสง แตสญญาณไมโครเวฟอาจถกรบกวนจากพาย ลม ฝน หรอแมกระทงอณหภมทเปลยนแปลงไดงาย ท�าใหสญญาณอาจขาดหายไปในระหวางการสงได

ภาพท 12.15 การสอสารผานระบบไมโครเวฟ

2.2 ระบบดาวเทยม (satellite system) ระบบดาวเทยมกคอสถานระบบไมโครเวฟลอยฟา ซงท�าหนาทขยายและทวนสญญาณขอมลรบและสงสญญาณขอมลกบสถานดาวเทยมบนพนโลก สถานดาวเทยมภาคพนจะท�าการสงสญญาณขอมลไปยงดาวเทยมซงจะหมนไปตามการหมนของโลกซงมต�าแหนงคงทเมอเทยบกบต�าแหนงบนพนโลก ดาวเทยมจะถกสงขนใหไปลอยอยสงจากพนโลกประมาณ 36,000 กม. เครองทวนสญญาณดาวเทยม (transponder) จะรบสญญาณขอมลจากสถานภาคพน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ซงก�าลงออนลงมากแลวมาขยาย จากนนจะท�าการทวนสญญาณและตรวจสอบต�าแหนงของสถานปลายทาง แลวจงสงสญญาณขอมลไปดวยความถหนงลงไปยงสถานปลายทาง การสงสญญาณขอมลขนไปเรยกวา สญญาณอปลงก (up-link) และการสงสญญาณขอมลกลบมายงพนโลกเรยกวา สญญาณดาวนลงก (down-link) ลกษณะการรบสงสญญาณขอมลอาจจะเปนแบบจดตอจด หรอแบบแพรสญญาณกได สถานดาวเทยมหนงดวงสามารถมเครองทวนสญญาณดาวเทยมไดถง 25 เครอง และสามารถครอบคลมพนทในการสงสญญาณไดถง 1 ใน 3 ของพนผวโลก ดงนนถาจะสงสญญาณขอมลใหไดรอบโลก สามารถท�าไดโดยการสงสญญาณผานดาวเทยมเพยง 3 ดวงเทานน

ขอจ�ากดของการสงสญญาณขอมลดาวเทยมคอ สญญาณขอมลสามารถถกรบกวนจากสญญาณภาคพนอนๆ ได อกทงยงมเวลาประวงในการสงสญญาณเนองจากระยะทางขน-ลงของสญญาณ และทส�าคญคอ มราคาสงในการลงทนท�าใหคาบรการสงตามไปดวย

ภาพท 12.16 การสอสารผานระบบดาวเทยม

2.3 คลนวทย (radio) เปนการแพรสญญาณคลนแมเหลกไฟฟาในคลนความถตงแต 30 เมกกะเฮรซ (MHz) จนถง 1 กกะเฮรซ (GHz) เหมาะส�าหรบการกระจายเสยง เนองจากคลนวทยไมสะทอนทชนบรรยากาศ จงไมเกดการรบกวนของคลนวทยทตวเครองรบแมจะอยในระยะทางไกล แตคลนวทยจะแพร กระจายไปทวทกทศทางจงมความปลอดภยของขอมลนอย คลนวทยถกน�ามาใชเปนระบบวทยสอสารในงานดานการขนสง หรอการสอสารในรถแทกซ หรองานดานการทหารและต�ารวจ เปนตน อยางไรกดระบบนจะมปญหากบการขออนญาตใชคลนความถ ซงจะมขอก�าหนดในแตละประเทศทเขมงวดตางกนไป

2.4 เครอขายโทรศพทเคลอนทหรอเครอขายเซลลลาร (cellular network) เปนเครอขาย การสอสารไรสายทใชส�าหรบใหบรการการสอสารดวยเสยงเปนหลก การสอสารประเภทนจะตองมการใหบรการครอบคลมพนทบรเวณกวาง เชน ระดบจงหวดหรอระดบประเทศ ดงนนจงตองมการออกแบบเพอแบงพนทเปนสวนยอยเรยกวา เซลล (cell) แตละเซลลจะมสถานฐาน (Base Transceiver Station; BTS

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


หรอ Base Station; BS) ซงท�าหนาทในการรบสงสญญาณกบโทรศพทเคลอนทแตละเครองโดยสถานฐานทเซลลอยตดกนจะไมสามารถใชความถเหมอนกนส�าหรบใหบรการในเซลลของตน แตความถนสามารถถกน�าไปใชไดอกครงในเซลลทอยหางออกไป

2.5 ไวแมกซ (Worldwide Interoperability for Microwave Access; WiMAX) เปน การสอสารไรสายทใชเทคโนโลยบรอดแบนดความเรวสง เนนการใหบรการการสอสารขอมลเปนหลก ซงถาหากเปรยบเทยบกบแลนไรสายซงใหบรการการสอสารขอมลเชนเดยวกน ไวแมกซสามารถใหบรการครอบคลมพนทเปนบรเวณทกวางกวา และรองรบการใชงานในขณะทผใชก�าลงเคลอนทไดดกวา แตอยางไรกตามอตราเรวในการสงขอมลสงสดของไวแมกซอยทประมาณ 75 Mbps เทานนในขณะทแลนไรสายในบางมาตรฐานสามารถใหบรการดวยอตราเรวสงสดถง 1,300 Mbps ดงนนแลนไรสายจงนยมน�ามาใชงานในส�านกงานซงผใชไมมความจ�าเปนตองมการเคลอนทมากนกแตตองการอตราเรวในการสงขอมลทสง สวนไวแมกซจะนยมน�าไปใหบรการในพนทสาธารณะซงมโอกาสทผใชจะเคลอนทมากกวาและเคลอนทดวยความเรวทสงกวา เชน การใชงานบนรถยนตหรอบนรถไฟ เปนตน

2.6 สญญาณอนฟราเรด (infrared) เปนระบบทใชสงสญญาณโดยใชคลนแสงเชนเดยวกบเทคโนโลยการควบคมระยะไกล (remote control) ของเครองรบโทรทศนหรอไมโครโฟนแบบไรสาย ระบบน มขอจ�ากดในการรบสงโดยสามารถรบสงขอมลไดในระยะทางใกลๆ เทานน สญญาณทสงผานระหวางเครองรบและเครองสงสญญาณจะตองเดนทางเปนเสนตรง และจะตองไมมสงกดขวางบนเสนทางของการสงผานขอมลเนองจากเปนสญญาณคลนแสง สญญาณอนฟราเรดจงถกน�ามาใชในการรบสงขอมลแบบไรสายภายในหองท�างาน รวมทงมการน�าไปใชในการสงขอมลจากเครองคอมพวเตอรไปยงเครองพมพดวย โดยการตดตงอปกรณรบสงสญญาณอนฟราเรดทสามารถกระจายคลนไดรอบทศทางไวในอปกรณทตองการใหรบสงสญญาณได

2.7 เครอขายแลนไรสาย (Wireless LAN; WLAN) เปนเครอขายการสอสารแบบทไมตองใชสายเคเบลในการรบสงขอมล นยมเรยกเครอขายแบบนวา ไวไฟ (Wi-Fi) เปนมาตรฐาน IEEE 802.11 ทก�าหนดโดยองคการวชาชพดานวศวกรรมไฟฟาและอเลกทรอนกส หรอ IEEE เครอขายแลนไรสายอาศยหลกการในการรบสงขอมลเหมอนกบการสอสารไรสายแบบอน แตใชยานความถสาธารณะ ซงไมตองขออนญาตกอนใชงานในการรบสงขอมล ความถในยานน ไดแก ยานความถ 2.4 GHz และยานความถ 5 GHz เครอขายแลนไรสายสามารถเชอมตอได 3 รปแบบหลกๆ คอ การเชอมตอแบบแอดฮอค (ad-hoc) การเชอมตอแบบมโครงสราง (infrastructure) และการเชอมตอแบบจดตอจด (point-to-point)

2.8 เทคโนโลยการสอสารแบบไรสายระยะใกล เปนคลนความถทใชสงผานขอมลในระยะทางใกลๆ โดยใชคลนวทยในยานความถ 2.4 กกะเฮรซ ซงใชกนทวโลกโดยไมตองขออนญาตจากภาครฐ ใชกบอปกรณสอสารทใชก�าลงสงต�า ซงสนบสนนใหเกดการพฒนานวตกรรมใหมในระบบสอสารขอมล เทคโนโลยการสอสารแบบไรสายระยะใกลทใชกนแพรหลายอยในปจจบน ไดแก

1) บลทธ (bluetooth) เปนมาตรฐาน IEEE 802.15.1 ทก�าหนดโดยองคการวชาชพดานวศวกรรมไฟฟาและอเลกทรอนกส หรอ IEEE เทคโนโลยการสอสารขอมลแบบไรสายทใชสงขอมล ขอความ และเสยง ในระยะทางใกลประมาณ 10 เมตร สามารถใชสอสารขอมลแทนสายเคเบลระหวาง

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


คอมพวเตอรและเครองพมพ หรอระหวางเครองคอมพวเตอรโนตบกกบสมารทโฟน หรอระหวางกลองดจทลกบเครองพมพไดเปนอยางด

2) ซกบ (ZigBee) เปนมาตรฐาน IEEE 802.15.4 ทก�าหนดโดย IEEE เปนเทคโนโลยไรสายทรวมกนสอสารขอมลผานเซนเซอรขนาดเลกมาก จ�านวนเปนพนๆ หมนๆ ชนทฝงอยตามสวนตางๆ ในอาคาร ส�านกงาน โรงงาน หรอแมแตในบาน การท�างานของซกบ จะเปนการรบ-สง คลนสญญาณขอมลผานชปเลกๆ นจดตอจดไปเรอยๆ จนถงปลายทางทตองการดาวนโหลดขอมลลงในเครองคอมพวเตอรเพอใชในการวเคราะหขอมล ขอมลทไดอาจจะเปนการวดอณหภม การเคลอนไหวของสงมชวต จบปรมาณมลพษในอากาศ ปรมาณน�า ทอแกสโดยใชพลงงานแสงอาทตยหรอแบตเตอรขนาดเลกทกนไฟนอยมาก จงสามารถฝงทงไวในทหางไกลไดเปน 10 ป เทคโนโลยซกบจะชวยท�าใหบรษททเกยวของกบการสงพลงงาน เชน น�ามน ประปา น�าในเขอน ทอแกส สามารถประหยดการสญเสยไดอยางนอย 10-15 เปอรเซนต และในอนาคตอนใกลน เมอเทคโนโลยนาโนกาวหนามากขน เซนเซอรซกบจะมขนาดเลกเทาหวเขมหมด สามารถฝงไดแมกบในรางกายของสงมชวตได

3) อารเอฟไอด (Radio Frequency Identification; RFID) เปนเทคโนโลยการสอสาร ไรสายส�าหรบสงขอมลในระยะใกลโดยใชคลนความถ โดยทวไปจะใชเพอระบเอกลกษณของวตถหรอ ตวบคคล ซงสามารถน�าไปใชงานไดหลายรปแบบ ในประเทศไทยมการน�ามาประยกตใชงานในลกษณะตางๆ เชน บตรโดยสารรถไฟฟามหานคร (รถไฟฟาใตดน) กญแจรถยนต บตรประจ�าตวพนกงาน เปนตน อารเอฟไอดทมใชงานอยทวไปมอยสองแบบดวยกนคอ แบบแพสซฟ (passive) ซงมขนาดเลกน�าหนกเบา มอายการใชงานนาน แตระยะการรบสงขอมลระหวางปายและเครองอานจะตองอยใกลกนมาก เนองจากปายตองอาศยพลงงานจากคลนวทยทสงมาจากเครองอาน สวนแบบแอกทฟ (active) จะมแบตเตอรภายในท�าใหมก�าลงสงสงสามารถรบสงขอมลไดไกลขน และทนตอสญญาณรบกวนรอบขางไดด แตจะท�าให ปายมขนาดใหญ และมอายการใชงานจ�ากดตามอายของแบตเตอร


1. สายคตเกลยวสามารถแบงไดเปนกประเภทอะไรบาง2. IEEE 802.11 คออะไร


1. สายคตเกลยวสามารถแบงไดเปน 2 ชนดคอ1) สายคตเกลยวแบบไมมชลด (Unshielded Twisted-Pair; UTP) เปนสายคตเกลยวท

ไมมตวหม เปนสายเคเบลทถกรบกวนจากภายนอกไดงาย แตกมความยดหยนในการใชงานสงและราคาไมแพง

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


2) สายคตเกลยวแบบมชลด (Shielded Twisted-Pair; STP) เปนสายทมปลอกหมอกรอบเพอปองกนสญญาณรบกวนจากภายนอก จงท�าใหสายเคเบลชนดนสามารถใชในการเชอมตอในระยะไกลไดมากขน แตราคาแพงกวาแบบ UTP

2. IEEE 802.11 คอ มาตรฐาน IEEE 802.11 ทก�าหนดโดยองคการวชาชพดานวศวกรรมไฟฟาและอเลกทรอนกส (Institute of Electrical and Electronics Engineers–IEEE) ของเทคโนโลยไวไฟ


เครอขายคอมพวเตอร

การน�าคอมพวเตอรเขามาชวยอ�านวยความสะดวกในการปฏบตงานของหนวยงานตางๆ เรมมการพฒนาขนเปนล�าดบ และเนองจากอปกรณคอมพวเตอรบางชนดมราคาคอนขางสง ดงนนจงมผคดคนทจะน�าอปกรณคอมพวเตอรทมราคาสงบางชนดมาใชรวมกนเพอใหเกดความคมคา ซงแทนทจะตดตงฮารดดสก เครองพมพ ฐานขอมล หรอโปรแกรมระบบงานตางๆ ใหผใชสามารถใชงานไดในลกษณะหนงเครองตอหนงคน จงท�าการตดตงอปกรณดงกลาวไวกบคอมพวเตอรเครองใดเครองหนงแลวใหคอมพวเตอรเครองอนสามารถเชอมตอเขาไปใชทรพยากรตางๆ เหลานรวมกนไดอยางมประสทธภาพ

1. ความหมายของเครอขายคอมพวเตอรเครอขายคอมพวเตอร (computer network) หมายถง การน�าเครองคอมพวเตอรตงแต 2 เครอง

ขนไปมาเชอมตอกนอยางเปนระบบ ดวยอปกรณและสอกลางทใชสงผานขอมลประเภทตางๆ เพอใหสามารถสอสารกน แลกเปลยนขอมลและสารสนเทศไปมาระหวางกนได และแบงปนกนใชทรพยากรสารสนเทศรวมกนไดอยางมประสทธภาพ นอกจากน เครอขายคอมพวเตอรยงมบทบาทส�าคญในการเปนสอกลางเพอการตดตอสอสารระหวางผใชแตละคน หากผทเราตองการตดตอดวยไมไดเปดใชเครองคอมพวเตอรอย กยงสามารถฝากขอความเอาไวในระบบเครอขายคอมพวเตอรได เมอผทเราตองการตดตอดวยเปดใชเครองเมอใดกจะไดรบแจงขาวสารใหทราบไดในทนท

2. วตถประสงคของการใชงานเครอขายคอมพวเตอรการน�าคอมพวเตอรมาเชอมตอกนเปนระบบเครอขายคอมพวเตอรนน มวตถประสงคหลายประการ

ดงน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


1) เพอการตดตอสอสารและแลกเปลยนขอมลขาวสารระหวางกน ผ ใชในระบบเครอขายคอมพวเตอรสามารถรบหรอสงขอมลขาวสารจากคอมพวเตอรทใชงานอยไปยงคอมพวเตอรของผใชรายอนๆ ซงอยหางไกลออกไปได ซงผรบอาจไมจ�าเปนตองอยเพอคอยรบขาวสารในขณะทมการสง การใชงาน เครอขายคอมพวเตอรในลกษณะนอ�านวยประโยชนใหกบหนวยงานตางๆ มากมาย เชน หนวยงานธรกจหรอบรษทในเครอสามารถตดตอสอสารเพอแลกเปลยนขอมลขาวสารระหวางกนไดตลอดเวลาโดยผานระบบเครอขายคอมพวเตอร

2) เพอการใชทรพยากรสารสนเทศรวมกน ปจจบนหลายๆ หนวยงานสามารถประหยดคาใชจาย ในดานการจดซอและจดหาเทคโนโลยสารสนเทศเพอน�ามาใชในหนวยงานไดเปนอยางมาก ดวยการตดตงอปกรณบางอยางทมราคาแพงและใชงานไมบอยนก เชน ซพยทมความเรวในการประมวลผลสง ฮารดดสกทมขนาดความจสงมากๆ และเครองพมพสทมความเรวในการพมพสง เปนตน ตดตงไวทหนวยงานสวนกลางเพยงชดเดยว และเปดโอกาสใหหนวยงานยอยอนๆ สามารถใชประโยชนจากอปกรณเหลานผานทางระบบเครอขายคอมพวเตอรได

3) เพอสนบสนนการจดการภายในหนวยงาน ผดแลระบบคอมพวเตอรสามารถท�าการส�ารองขอมล (backup) หรอแกไขปญหาขอขดของของการใชซอฟตแวรทตดตงอยในคอมพวเตอรของผใชทกระจายอยตามหนวยงานยอยตางๆ ไดงายผานทางระบบเครอขายคอมพวเตอร โดยไมจ�าเปนตองสงบคลากรออกไปท�าการส�ารองขอมลหรอแกไขปญหาขอขดของของการใชงานทหนวยงานยอยตางๆ เหลานน อกทงการมเครองหลายๆ เครองทเชอมตอถงกน ถาเครองใดเครองหนงเสยไมสามารถท�างานไดกสามารถใชเครองอนท�างานแทนได

4) เพอการเขาถงและใชงานทรพยากรสารสนเทศจากระยะไกล พนกงานของหนวยงาน บางแหงสามารถเรยกใชขอมลหรอตดตอกบส�านกงานไดจากระยะไกลโดยไมจ�าเปนตองเขาไปนงท�างาน ทส�านกงานเลย ซงหนวยงานบางแหงอาจยกเลกขอก�าหนดทตองใหพนกงานตองเขามาลงเวลาทส�านกงานกอนการปฏบตงาน แตอนโลมใหพนกงานสามารถตดตอส�านกงานผานทางระบบเครอขายคอมพวเตอรแทน และพนกงานทปฏบตงานอยทบานหรอภายนอกส�านกงานยงสามารถเขาถงระบบคอมพวเตอรและฐานขอมลทตดตงอยทสวนกลาง เพอการตรวจสอบหรอเรยกดขอมลทตองการไดตลอดเวลาเสมอนกบขอมลถกจดเกบอยทเดยวกบทๆ เขาท�างานอย ท�าใหการปฏบตงานตางๆ สามารถด�าเนนไปไดอยาง ตอเนองและเกดประสทธภาพแมจะปฏบตหนาทอยทใดกตาม

3. องคประกอบพนฐานของเครอขายคอมพวเตอรในการเชอมตออปกรณตางๆ ใหเปนระบบเครอขายคอมพวเตอรใดๆ กตาม จ�าเปนตองม

องคประกอบทเปนพนฐานส�าคญอย 5 สวน คอ 1) เครองคอมพวเตอร ซงรวมทงสวนของฮารดแวรและซอฟตแวร 2) สอกลางทใชสงผานขอมล 3) อปกรณเชอมตอระบบหรอสวตช ซงเปนตวก�าหนดเสนทางทจะไปใหถงปลายทาง 4) โพรโทคอล เปนตวก�าหนดวาคอมพวเตอรจะสอสารใหเขาใจกนไดอยางไรบนเครอขาย และ 5) ผใชคอมพวเตอร

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ภาพท 12.17 องคประกอบของเครอขายคอมพวเตอร

3.1 เครองคอมพวเตอร ประกอบดวย 2 สวน คอ3.1.1 เครองคอมพวเตอรทท�าหนาทเปนสถานบรการหรอเซรฟเวอร (server) ซงจะม

ซอฟตแวรทชวยควบคมการท�างานของคอมพวเตอรและอปกรณตางๆ ใหสามารถเชอมตอกนเพอ แลกเปลยนขอมลขาวสารระหวางกนได นอกจากนยงท�าหนาทในการควบคม ตรวจสอบ และบนทก ความผดปกตตางๆ ทอาจเกดขนในขณะทระบบก�าลงท�างานอย รวมทงควบคมระบบความปลอดภยและตรวจสอบสทธของผใชทตองการตดตอเขาสระบบเครอขายคอมพวเตอรดวย

3.1.2 เครองคอมพวเตอรทท�าหนาทเปนสถานงานหรอไคลเอนต (client) ประกอบดวยจอภาพและอปกรณน�าเขาหรอแสดงผล ซงผใชสามารถปอนขอมลทตองการสงหรอใชแสดงผลขอมลท ไดรบ

3.2 สอกลางทใชสงผานขอมล เปนเสนทางทใชล�าเลยงขอมลขาวสารระหวางหนวยสงและ หนวยรบ ซงอาจเปนสอกลางประเภทใชสายหรอสอกลางประเภทไรสายกได

3.3 อปกรณเชอมตอระบบหรอสวตช (switch) ในการน�าคอมพวเตอรมาเชอมตอกนเปนระบบเครอขายคอมพวเตอรนนจ�าเปนตองใชอปกรณในการเชอมตอ ซงจะตองใชอปกรณใดบางนนขนอยกบโครงสรางหรอลกษณะของการเชอมตอเครอขาย ตวอยางของอปกรณเชอมตอระบบเครอขายคอมพวเตอร ไดแก ฮบ บรดจ เราเตอร เกทเวย เปนตน (รายละเอยดของอปกรณเชอมตอระบบจะกลาวถงตอไปในเรองท 12.2.3)

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


3.4 โพรโทคอล (protocol) คอ กฎเกณฑหรอขอตกลงทถกก�าหนดขนเพอใชในการรบสงขอมล ซงเปรยบเสมอนเปนกฎจราจรทใชควบคมการล�าเลยงขอมลภายในชองทางการสอสารขอมลของระบบ เครอขายคอมพวเตอร

3.5 ผใชคอมพวเตอร หมายถง ผทตองการสงหรอรบขอมลขาวสารภายในระบบเครอขายคอมพวเตอร รวมถงบคลากรของหนวยงานทท�าหนาทดแลและบ�ารงรกษาระบบเครอขายคอมพวเตอรดวย

4. โครงสรางของระบบเครอขายคอมพวเตอร โครงสรางหรอโทโพโลยของระบบเครอขาย (network topology) หมายถง ลกษณะทางกายภาพ

(ภายนอก) ของเครอขาย เปนรปแบบของการเชอมโยงคอมพวเตอรตงแตสองเครองขนไป และอปกรณคอมพวเตอรภายในเครอขายคอมพวเตอรเขาดวยกน ซงมรปแบบการเชอมโยงหลายรปแบบดงน

4.1 โครงสรางแบบจดตอจด (mesh topology) เปนการเชอมโยงแบบสมบรณโดยการเชอมโยงคอมพวเตอรทกเครองในเครอขายเขาดวยกนแบบจดตอจด ดงแสดงในภาพท 12.18

Terminal

Terminal

Terminal Terminal

Terminal

ภาพท 12.18 โครงสรางแบบจดตอจด

ขอดของการเชอมตอเครอขายแบบจดตอจด1) คอมพวเตอรทกตวท�าการเชอมตอตรงกบคอมพวเตอรตวอนๆ ในระบบ จงท�าใหม

ความเรวในการสอสารขอมลสง 2) ความเสถยรของระบบสง ไมเกดการชนกนของขอมล3) ความปลอดภยของขอมลสงเนองจากการสงขอมลจะสงจากผสงถงผรบโดยตรง4) ถาเกดการเชอมตอระหวางคอมพวเตอรบางจดลมเหลว จะไมสงผลตอการเชอมตอของ

คอมพวเตอรอนๆ ในระบบ5) มความนาเชอถอสงเพราะมชองสญญาณมาก

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ขอจ�ากดของการเชอมตอเครอขายแบบจดตอจด1) เนองจากเปนการเชอมโยงโดยตรงถงเครองคอมพวเตอรทกเครองจงตองใชสายเคเบล

จ�านวนมาก2) ใชพนทมากในการตดตงระบบ 3) คาใชจายในการตดตงสง

4.2 โครงสรางแบบดาว (star topology) เปนโครงสรางทเชอมตอคอมพวเตอรแตละตวเขากบคอมพวเตอรศนยกลาง เรยกวา “โฮสตคอมพวเตอร (host computer)” หรอ ฮบ (hub) การรบสงขอมลทงหมดจะตองผานคอมพวเตอรศนยกลางเสมอ ดงภาพท 12.19

Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

host computer

ภาพท 12.19 โครงสรางแบบดาว

ขอดของการเชอมตอเครอขายแบบดาว1) เครอขายแบบสตารจะมโฮสตคอมพวเตอรอยทจดเดยว ท�าใหงายในการตดตงหรอ

จดการกบระบบ2) จดใชงาน 1 จด ตอกบสายสงขอมล 1 เสน เมอเกดการเสยหายของจดใชงานใดในเครอขาย

จะไมสงผลกระทบตอการท�างานของจดอนๆ และท�าใหการตดตงจดเพมเตมท�าไดงาย3) การตดตอสอสารในเครอขายแบบดาวจะเกยวของกนระหวางโฮสตคอมพวเตอรกบ

อปกรณอกจดหนงเทานน สงผลใหการควบคมการสงขอมลท�าไดงาย4) ความเสถยรของระบบสง5) คาใชจายในการตดตงนอยกวาแบบจดตอจด

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ขอจ�ากดของการเชอมตอเครอขายแบบดาว1) ถงแมวาคาใชจายในการตดตงจะถกกวาแบบจดตอจด แตเนองจากแตละจดจะตอ

โดยตรงกบโฮสตคอมพวเตอร ดงนนจงตองใชสายสงขอมลจ�านวนมาก ท�าใหตองเสยคาใชจายเพมขนในการตดตงและบ�ารงรกษาเมอเทยบกบการเชอมตอแบบอนๆ ทจะกลาวถงตอไป

2) การเพมจดใหมเขาในระบบจะตองเดนสายจากโฮสตคอมพวเตอรออกมาสงผลใหการขยายระบบท�าไดยาก

3) การท�างานขนอยกบโฮสตคอมพวเตอร ถาโฮสตคอมพวเตอรเกดเสยหายขน จะไมสามารถใชงานเครอขายได

4.3 โครงสรางแบบบส (bus topology) เปนโครงสรางทเชอมคอมพวเตอรแตละตวดวยสายเคเบลทใชรวมกน ดงภาพท 12.20 ซงการเดนทางของขอมลระหวางคอมพวเตอรในสายเคเบลหรอบสน สญญาณจะถกสงกระจายออกไปตลอดเสนทางโดยผานไปมาระหวางแตละเครองไดตลอดเวลา โดยไมตองผานไปทศนยกลางกอน

TerminalTerminal

Terminal Terminal Terminal Terminal

TerminalTerminal

ภาพท 12.20 โครงสรางแบบบส

ขอดของการเชอมตอเครอขายแบบบส1) การใชสายสงขอมลจะใชสายสงขอมลรวมกน ท�าใหใชสายสงขอมลไดอยางเตม

ประสทธภาพ ชวยลดคาใชจายในการตดตงและการบ�ารงรกษา2) เครอขายแบบบสมโครงสรางทงายและมความนาเชอถอ เนองจากใชสายสงขอมลเพยง

เสนเดยว3) การเพมจดใชบรการใหมเขาไปในเครอขายสามารถท�าไดงาย เนองจากจดใหมจะใช

สายสงขอมลทมอยแลวได4) มความเชอถอไดสงเนองจากเปนรปแบบงายทสด

ขอจ�ากดของการเชอมตอเครอขายแบบบส1) การหาขอผดพลาดท�าไดยาก เนองจากในเครอขาย จะไมมศนยกลางในการควบคมอย

ทจดใดจดหนง ดงนนการตรวจสอบขอผดพลาดจงตองท�าจากหลายๆ จดในเครอขาย

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


2) ในกรณทเกดการเสยหายในสายสงขอมล จะท�าใหทงเครอขายไมสามารถท�างานได3) เมอมผใชงานเพมขน อาจท�าใหเกดการชนกนของขอมลเมอมการรบสงขอมล4) ระบบจะมประสทธภาพลดลงอยางมากถามการจราจรของขอมลสง

4.4 โครงสรางแบบวงแหวน (ring topology) เปนโครงสรางทเชอมคอมพวเตอรทงหมดเขาเปนวงแหวน ขอมลจะถกสงตอๆ กนไปในวงแหวนจนกวาจะถงเครองผรบทถกตอง ดงภาพท 12.21

Terminal

TerminalTerminal Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

Terminal

TerminalToken-ring

ภาพท 12.21 โครงสรางแบบวงแหวน

ขอดของการเชอมตอเครอขายแบบวงแหวน1) ใชสายสงขอมลนอย ความยาวของสายสงขอมลทใชในเครอขายแบบนจะใกลเคยงกบ

แบบบส แตจะนอยกวาแบบสตาร2) มประสทธภาพสง แมวาการจราจรของขอมลในเครอขายจะมาก

ขอจ�ากดของการเชอมตอเครอขายแบบวงแหวน1) การสงขอมลบนเครอขายแบบวงแหวนจะตองผานทกๆ จดทอยในวงแหวน ดงนนหาก

มจดหนงจดใดเสยหาย ทงเครอขายจะไมสามารถตดตอกนได จนกวาจะน�าจดทจะเสยหายออกไป หรอแกไขใหใชงานได

2) การเปลยนแปลงเครอขายท�าไดยากและอาจตองหยดการใชงานเครอขายชวคราวขณะท�าการเปลยนแปลง

3) ในการตรวจสอบขอผดพลาดอาจจะตองทดสอบระหวางจดกบจดถดไป เพอหาดวาจดใดเสยหาย ซงเปนเรองทยากเสยเวลามาก และยากตอการเพมจดใชงานใหม

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


4.5 โครงสรางแบบตนไม (tree topology) มลกษณะเชอมโยงคลายกบโครงสรางแบบดาวแตจะมโครงสรางแบบตนไม โดยมสายน�าสญญาณแยกออกไปเปนแบบกงไมเปนวงรอบ โครงสรางแบบนจะเหมาะกบการประมวลผลแบบกลม ซงประกอบดวยเครองคอมพวเตอรระดบตางๆ กนอยหลายเครองแลวตอกนเปนชนๆ ดราวกบแผนภาพองคกร แตละกลมจะมโหนดแมและโหนดลกในกลมนนทมความสมพนธกน ดงภาพท 12.22

Hub Hub

Hub

Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal

Terminal

ภาพท 12.22 โครงสรางแบบตนไม

ขอดของการเชอมตอเครอขายแบบตนไม1) ในแตละกลมยอยมโฮสตคอมพวเตอรเปนของกลมเอง ท�าใหงายในการตดตงหรอจดการ

กบระบบ2) จดใชงาน 1 จด ตอกบสายสงขอมล 1 เสน เมอเกดการเสยหายของจดใชงานใดใน

เครอขาย จะไมสงผลกระทบตอการท�างานของจดอนๆ และท�าใหตดตงงาย3) การตดตอสอสารในเครอขายแบบตนไมคลายกบแบบดาว จะเกยวของกนระหวางโฮสต

คอมพวเตอรกบอปกรณอกจดหนงเทานน สงผลใหการควบคมการสงขอมลท�าไดงาย4) ความเสถยรของระบบสงกวาเครอขายแบบดาว เนองจากมการแยกโฮสตคอมพวเตอร

ออกไปในแตละกลมขอจ�ากดของการเชอมตอเครอขายแบบตนไม

1) การเพมจดใหมเขาในระบบจะตองเดนสายจากโฮสตคอมพวเตอรออกมาสงผลใหการขยายระบบท�าไดยาก

2) การท�างานขนอยกบโฮสตคอมพวเตอร ถาโฮสตคอมพวเตอรเกดเสยหายขน กลมยอยนนกจะไมสามารถใชงานเครอขายได

3) การเชอมตอของคอมพวเตอรผานสอกลางไปยงคอมพวเตอรอนๆ ไดทงหมด เพราะ ทกตวจะอยบนทางเชอมและรบสงขอมลเดยวกน ดงนนในแตละกลมยอยจะสงขอมลไดทละเครองโดย ไมสามารถสงพรอมกน

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


4.6 โครงสรางแบบผสม (hybrid topology) เปนโครงสรางทผสมผสานความสามารถของโครงสรางหลายๆ แบบรวมกน ประกอบดวยเครอขายคอมพวเตอรยอยๆ หลายเครอขายทมโครงสรางแตกตางกนมาเชอมตอกนตามความเหมาะสม ท�าใหเกดเครอขายทมประสทธภาพสงในการสอสารขอมล ดงภาพท 12.23

HUB

HUB

ภาพท 12.23 โครงสรางแบบผสม

5. สถาปตยกรรมเครอขายการสอสารขอมลระหวางอปกรณคอมพวเตอรทตางผผลต หรอตางรนอาจจะท�าใหเกดความแตกตาง

ในการก�าหนดรปแบบของขอมลและรปแบบการสงรบขอมลในเครอขาย ดงนนจงจ�าเปนจะตองคดหาซอฟตแวรทมความสามารถในการเชอมโยงความแตกตางกนนนใหสามารถเขาใจกนไดเพอทอปกรณเหลานจะสามารถใชงานรวมกนได ดวยปญหาดงกลาว ท�าใหองคกรอสระหรอกลมผผลตตางๆ ไดพยายามพฒนามาตราฐานการสอสารขอมลแบบตางๆ เพอใหผผลตอปกรณฮารดแวรตางๆ ยดเปนแบบในการผลตสนคา และพฒนาสนคาของตนใหเปนระเบยบและเปนระบบเดยวกน หรอสามารถใชรวมกนได แตกอนทจะก�าหนดมาตราฐานหนงขนมากจ�าเปนทจะตองมการก�าหนดโครงสรางหรอสถาปตยกรรมของการสอสารขอมลขนมากอน เพอใหการออกแบบเครอขายคอมพวเตอรเปนไปดวยมาตรฐานเดยวกน ในการแบงโครงสรางเครอขายออกเปนเลเยอร และก�าหนดหนาทการท�างานใหในแตละเลเยอรนนมหลายองคกรอสระ และหลายบรษทผผลตไดพยายามก�าหนดรปแบบมาตราฐานขนใชกน และรปแบบของสถาปตยกรรมเครอขายทถอวาเปนมาตราฐานส�าหรบระบบเปดมากทสดกเหนจะไดแก แบบจ�าลองโอเอสไอ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


5.1 แบบจ�าลองโอเอสไอ องคการมาตรฐานสากล (International Standards Organization; ISO) โดยไดก�าหนดมาตรฐานกลางในการแลกเปลยนขอมลขาวสารระหวางระบบเครอขายคอมพวเตอรขน เรยกวา มาตรฐานการสอสารระหวางคอมพวเตอรในระบบเปด (Open Systems Interconnection; OSI) หรอเรยกวา แบบจ�าลองโอเอสไอ ประกอบดวย ขอก�าหนดและกฎเกณฑของการท�างานในแตละระดบชน หรอเลเยอร (layer) บนระบบเครอขายคอมพวเตอร ซงแบงกลมการท�างานตามหนาทในแตละระดบออกเปน 7 ระดบชน ดงแสดงในภาพท 12.24

ระดบชนประยกต โพรโทคอลทระดบชน 7 ระดบชนประยกต

ระดบชนน�าแสนอ โพรโทคอลทระดบชน 6 ระดบชนน�าเสนอ

ระดบชนพจารณา โพรโทคอลทระดบชน 5 ระดบชนพจารณา

ระดบชนเคลอนยาย โพรโทคอลทระดบชน 4 ระดบชนเคลอนยาย

ระดบชนเครอขาย โพรโทคอลทระดบชน 3 ระดบชนเครอขาย

ระดบชนเชอมโยงขอมล โพรโทคอลทระดบชน 2 ระดบชนเชอมโยงขอมล

ระดบชนกายภาพ โพรโทคอลทระดบชน 1 ระดบชนกายภาพ

สอกลางทใชสงผานขอมล

ภาพท 12.24 แบบจ�าลองโอเอสไอ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


1) ระดบชนประยกต (application layer) เปนระดบชนบนสดของแบบจ�าลองโอเอสไอ ซงเปนสวนทตดตอกบผใชโดยตรง ประกอบดวยโพรโทคอลชนดตางๆ ทชวยสนบสนนใหผใชสามารถใชงานระบบเครอขายคอมพวเตอรไดอยางสะดวก เชน เทลเนต (telnet) เปนโพรโทคอลทใชตดตอเขาสเครองแมขาย เอฟทพ (File Transfer Protocol; FTP) เปนโพรโทคอลทใชถายโอนแฟมขอมล เอชททพ (Hypertext Transport Protocol; HTTP) เปนโพรโทคอลทใชน�าเสนอขอมลแบบไฮเปอรเทกซบน เครอขายอนเทอรเนต เอสเอมทพ (Simple Mail Transfer Protocol; SMTP) เปนโพรโทคอลทใชสงอเมล เปนตน

2) ระดบชนน�าเสนอ (presentation layer) ท�าหนาทจดรปแบบ (format) หรอไวยากรณ (syntax) ของขอมลทใชรหสขอมลแตกตางกนใหอยในรปแบบทเหมาะสม เพอใหหนวยรบและหนวยสงสามารถเขาใจกนได มหนาทบบอดขอมลใหมขนาดเลกสงเพอเพมอตราในการสงขอมลไดสงขน รวมทงก�าหนดวธการเขารหสลบ (encryption) เพอชวยรกษาความปลอดภยของขอมลในระหวางการจดสงดวย หากจะเปรยบเทยบการท�างานของระดบชนน�าเสนอกบการใหบรการจดสงพสดภณฑแลว ระดบชนน�าเสนอนเปรยบไดกบการเตรยมสงพสด เชน พสดบางชนอาจไดรบการเคลอบผวเพอปองกนการผกรอน หรอ พสดบางชนทแตกหกงายอาจตองน�ามาหอหมดวยวสดกนกระแทกเพอปองกนการแตกหก เปนตน

3) ระดบชนพจารณา (session layer) ท�าหนาทสรางการเชอมตอ จดการระหวางการเชอมตอ และตดการเชอมตอ โดยจะท�าการจบคระหวางโปรแกรมประยกตทอยตางเครองกนใหสามารถแยกแยะ ไดวาขอมลทไดรบมาควรจะเปนของโปรแกรมประยกตตวไหน นอกจากนยงท�าการตรวจสอบสทธในการเขาถงขอมล ตรวจตราเสนทางการตอถงกน หากเสนทางใดขดของกจะท�าการสรางเสนทางการตอถงกนขนใหม รวมถงการก�าหนดคาบเวลาของการตดตอถงกนดวย หากจะเปรยบเทยบการท�างานของระดบชนพจารณากบการใหบรการจดสงพสดภณฑแลว ระดบชนพจารณานเปรยบไดกบการทผซอกบผขายก�าหนดตวสญญาซอขายระหวางกน การเจรจาตอรองในรายละเอยดถอเปนหนาทของระดบชนพจารณา เชน การวางบล ระยะเวลาในการสงของ ความรบผดชอบดานการเงน เปนตน

4) ระดบชนเคลอนยาย (transport layer) เปนระดบชนกลางทแยกระหวาง 3 ชนลาง และ 3 ชนบน หนาทหลกของชนนคอ รบขอมลมาจากระดบชนพจารณา แลวแบงแยกขอมลทไดรบมาออกเปนหนวยเลกๆ เรยกวา แพกเกต (packet) เพอสงตอใหกบชนเครอขาย นอกจากนยงท�าการตรวจสอบและแกไขขอผดพลาด จดล�าดบและควบคมการไหลของขอมล ก�าหนดวธการอางองถงต�าแหนงของผรบขอมลปลายทาง ก�าหนดวธรบขอมลวาจะรวมกนไดอยางไร และควบคมความเรวในการรบสงขอมล หากจะเปรยบเทยบการท�างานของระดบชนเคลอนยายกบการใหบรการจดสงพสดภณฑแลว การตดตอระหวางผซอกบผผลตเทยบไดกบการสอสารระหวางคอมพวเตอร การทผผลตสงเครองจกรมาใหผซอเปรยบเสมอนกบการสงแฟมขอมลระหวางคอมพวเตอร กอนสงเครองจกร ผผลตตองท�าการถอดเครองจกรออกเปนชนๆ เพองายตอการสง ในขณะเดยวกนกตองสงค�าอธบายวธการประกอบเครองจกรมาพรอมกบเครองจกรทท�าการแยกชนสวนและบรรจอยในหบหอเหลานนดวย หลงจากนนตองท�าการปดทอยของผซอในแตละหบหอนน ผผลตสงแตละหบหอใหกบผใหบรการสงพสด ซงเปรยบเสมอนเปนผท�าหนาทของระดบชนเครอขาย เมอพสดทกชนถกสงถงผซอ หบหอเหลานนจะถกเปดและน�าเอาชนสวนทงหมดมาประกอบกนเปนเครองจกร

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ทสมบรณ การถอดเครองจกรออกเปนชนๆ การจาหนาหบหอพสดถงผซอและการประกอบชนสวนทงหมดใหกลบมาเปนเครองจกรดงเดม เทยบไดกบหนาทการท�างานของชนเคลอนยาย โพรโทคอลทใชงานกนมากทสดในระดบชนเคลอนยาย คอ ทซพ (Transmission Control Protocol; TCP)

5) ระดบชนเครอขาย (network layer) ท�าหนาทหลกคอ เลอกเสนทางเดนของขอมล ทเหมาะสมทสด จากเครองของหนวยสงตนทางผานไปยงคอมพวเตอรอนๆ ทอยระหวางทาง จนกระทงไปถงคอมพวเตอรของหนวยรบปลายทาง ควบคมความคบคงของการสอสารในเครอขาย และแยกแยะความแตกตางของคอมพวเตอรแตละตวในเครอขายโดยอาศยหมายเลขประจ�าเครอง (address) โพรโทคอลในระดบชนน เชน ไอพ (Internet Protocol; IP) และไอซเอมพ (Internet Control Message Protocol; ICMP) อปกรณเชอมตอเครอขายในระดบชนน ไดแก เราเตอร และเกตเวย

6) ระดบชนเชอมโยงขอมล (data link layer) ท�าหนาทควบคมการจดสงขอมล โดยการก�าหนดหมายเลขล�าดบของเฟรมขอมล ก�าหนดจดเรมตนและจดสนสดของล�าดบขอมลทตองการสง การควบคมอตราการไหลของขอมล ตรวจสอบและแกไขขอผดพลาดทเกดขนระหวางการสงขอมล และควบคมเวลาทใชในการสงผานขอมล หากเวลาผานไประยะหนงแลวหนวยสงยงไมไดรบสญญาณตอบรบการสงขอมลจากหนวยรบ กจะท�าการสงขอมลเดมซ�าไปใหมอกครง อปกรณเชอมตอเครอขายในระดบชนน ไดแก บรดจ

7) ระดบชนกายภาพ (physical layer) เปนชนทอยลางสดของแบบจ�าลองโอเอสไอ ประกอบดวยกฎเกณฑและขอก�าหนดตางๆ เพอใชควบคมการท�างานทางกายภาพของอปกรณและระบบเชอมตอตางๆ ทใชสงผานขอมล รวมทงควบคมระบบจายกระแสไฟฟาใหกบอปกรณตางๆ ภายในเครอขายคอมพวเตอร การท�างานของระดบชนนเกยวกบการสงสญญาณบตขอมลผานชองสญญาณใหไดอยาง ถกตองและมประสทธภาพ กลาวคอเมอผสงสงบตทมคาเปน 1 ผรบตองไดรบบตมคาเปน 1 เชนเดยวกน หากจะเปรยบเทยบการท�างานของระดบชนกายภาพกบการใหบรการจดสงพสดภณฑแลว ระดบชนกายภาพนเปรยบไดกบการสงพสดจากจดหนงไปยงอกจดหนงไมวาจะเปนการถอไปโดยตรง บรรทกในรถยนต รถไฟ หรอเครองบน ของการใหบรการจดสงพสดภณฑ อปกรณเชอมตอเครอขายในระดบชนน ไดแก เครองทวนสญญาณ

5.2 แบบจ�าลองทซพ/ไอพ แบบจ�าลองทซพ/ไอพ (Transmission Control Protocol/Internet Protocol; TCP/IP) ไดถกพฒนามาจากการศกษาวจยทไดรบทนสนบสนนจากกระทรวงกลาโหมสหรฐอเมรกา (Department of Defense, USA; DoD) โดยจดประสงคของการวจยนเพอท�าการเชอมตอคอมพวเตอรทตางแพลตฟอรมกนใหสามารถสอสารและแลกเปลยนขอมลกนผานเครอขายได โดยเชอมโยงเครอขายระหวางมหาวทยาลยตางๆ ตลอดจนหนวยงานของรฐในสหรฐอเมรกาผานสายเชาโทรศพทและใหบรการสงขอมลซงเปนการบรการแบบมการตอบรบ (Connection-oriented)1 และเรยกเครอขายนวา อารพาเนต (ARPANET) ตอมาเมอมการขยายเครอขายใชงานกนแพรหลายมากขน ท�าใหมความจ�าเปน

1 การบรการแบบมการตอบรบ (Connection-oriented) เปนการบรการทเหมอนการบรการของเครอขายโทรศพทคอ มขนตอนการยกหโทรศพท หมนหมายเลข ปลายสายรบสาย พดคย แลกเปลยนขาวสาร และสดทายคอการวางห การสงขอมลแบบนกมลกษณะเชนเดยวกนคอ มการก�าหนดการตดตอ เรมตดตอสง-รบขอมลและยกเลกการตดตอ การบรการแบบนเปนบรการท เชอถอได เพราะมการโตตอบยนยนการตอบรบวาสงและไดรบขอมลกน ขอมลไมมการสญหาย และเปนล�าดบแนนอนจงเหมาะสมกบงานการโอนถายไฟลขอมลอยางเปนระบบ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ในการก�าหนดเปนสถาปตยกรรมเครอขาย เพอใหสามารถบรการรบสงขอมลผานเครอขายไดทงแบบ การบรการแบบมการตอบรบและการบรการแบบไมมการตอบรบ (connectionless)2 ซงสถาปตยกรรมนเรยกกนทวไปวา แบบจ�าลอง TCP/IP (TCP/IP Reference Model) ตามโพรโทคอลทซพ (Transmission Control Protocol; TCP) ในระดบชนทรานสปอรตและโพรโทคอลไอพ (Internet Protocol; IP) ในระดบชนเนตเวรกซงเปนโพรโทคอลส�าคญของสถาปตยกรรมเครอขายน ซงตอมาไดขยายการเชอมตอ ไปทวโลกเปนเครอขายอนเทอรเนต ท�าใหโพรโทคอล TCP/IP เปนทยอมรบอยางกวางขวางจนถงปจจบน โพรโทคอล TCP/IP จะท�าใหขอมลถกแบงออกเปนสวนยอยๆ เรยกวา “แพกเกต” (packet) ขอมลแตละสวนนจะถกสงไปใหคอมพวเตอรผรบปลายทางผานทางสอกลาง โพรโทคอล TCP/IP เปนโพรโทคอล การสอสารพนฐานของระบบอนเทอรเนต และสามารถใชเปนโพรโทคอลในการสอสารภายในเครอขายอนทราเนต (Intranet) และเอกซทราเนต (Extranet) ไดดวย โพรโทคอล TCP/IP เปนโพรโทคอลในระบบเปดทใชงานกนแพรหลายจนกลายเปนมาตรฐานอยางหนงในการสอสารในระบบอนเทอรเนต ปจจบนไดมการพฒนาแอปพลเคชนทใชงานบนเครอขายอนเทอรเนตและใหบรการดานขอมลบนเครอขายอนเทอรเนตภายใตมาตรฐานโพรโทคอล TCP/IP เพมขนอยางมาก เพอรองรบการท�า E-commerce และ E-application ตางๆ ในอนาคต

โครงสรางของสถาปตยกรรมของชดโพรโทคอล TCP/IP นนแบงออกเปน 3 สวนหลกๆ คอสวนกรรมวธปฏบตการหรอโปรเซส (process) โฮสต (host) และเครอขาย (network) ในสวนของโปรเซส ไดแก เอนทตหรอแอปพลเคชนทตองการตดตอสอสารนนเอง ทกโปรเซสจะกระท�าในเครองโฮสต (หรอ สเตชน) ซงในแตละโฮสตสามารถจะมหลายๆ เอนทตไดพรอมกน การสอสารระหวางเอนทตของโฮสตเครองหนงหรอหลายเครองจะกระท�าโดยผานทางเครอขายทโฮสตเชอมตออย การท�างานทสมพนธกนระหวางโปรเซส โฮสต และเครอขายของสถาปตยกรรม TCP/IP ท�าใหสามารถจดรปแบบของสถาปตยกรรม TCP/IP ไดเปน 4 ระดบชน และสามารถก�าหนดชนดของโพรโทคอลทท�างานในแตละระดบชนไดเชนกน ดงทไดกลาวมาแลววา ในชดโพรโทคอล TCP/IP นนเอนทตของแตละระดบชนอาจจะตดตอสอสารขอมลโดยผานเอนทตในระดบชนเดยวกน หรอเอนทตในระดบชนลางลงไปซงไมจ�าเปนจะตองเปนระดบชน ตดกนได ระดบชนของชดโพรโทคอล TCP/IP ทง 4 ระดบชน คอ

1) ระดบชนการเชอมตอ (link layer) หรอระดบชนโฮสตทเนตเวรก (host to network) หนาทของโพรโทคอลในเลเยอรชนน คอ จดการเสนทางของขอมลใหระหวางโฮสตกบโฮสต ควบคมการไหลของขอมล และควบคมความผดพลาดของขอมล

2) ระดบชนอนเทอรเนต (internet layer) หนาทของโพรโทคอลในระดบชนนคอ การหาเสนทางสงขอมล (routing) ในการสงขอมลจากโฮสตตนทางใหถงโฮสตปลายทางไดอยางถกตองและม ประสทธภาพ โดยอนญาตใหขอมลไหลผานไปมาระหวางโฮสตของเครอขาย 2 เครอขายหรอมากกวา และยงตองท�าหนาทเปนเกตเวยส�าหรบการตดตอกบเครอขายอนอกดวย

2 การบรการแบบไมมการตอบรบ (connectionless) เปนการบรการเหมอนการใหบรการของเครอขายไปรษณย คอในแตละขาวสารจะบอกต�าแหนงทอยปลายทางของขาวสารอยางชดเจน และแตละขาวสารจะไปในเสนทางของตวเองตามทก�าหนดไวโดยไมขนกบขาวสารอน การบรการแบบนจะขาดความเชอถอในแงทวา ขาวสารนนจะถงผรบจรงหรอไม เพราะไมมการตอบรบ มาวาไดรบขาวสารนนหรอไม แตเปนการประหยดเวลามากกวาเพราะไมตองเสยเวลาในการรอคอยการตอบรบขาวสาร

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


3) ระดบชนทรานสปอรต (transport layer) หรอระดบชนโฮสตทโฮสต (host to host) ประกอบดวยโพรโทคอลทท�าหนาทสงผานแลกเปลยนขอมลระหวางเอนทตของโฮสตตางเครองกน นอกจากนนโพรโทคอลในระดบชนนยงมหนาทในการควบคมการไหลของขอมลและควบคมความผดพลาดของขอมลดวย

4) ระดบชนแอปพลเคชน (application layer) ประกอบดวยโพรโทคอลทท�าหนาทแชรแลกเปลยนขอมลซงกนและกนระหวางคอมพวเตอรกบคอมพวเตอร หรอคอมพวเตอรกบเทอรมนลทอยไกลออกไป

5.3 การเปรยบเทยบระหวางแบบจ�าลองโอเอสไอและแบบจ�าลองทซพ/ไอพ ในปจจบนโพรโทคอล TCP/IP นอกจากจะเปนโพรโทคอลหลกทใชในเครอขายอนเทอรเนตแลว ยงเปนโพรโทคอลทไดรบความนยมน�ามาใชทงในเครอขายระดบแลน และระดบแวน ในการเชอมโยงระบบคอมพวเตอรทมความแตกตางกนไมวาจะเปนระบบ UNIX, Microsoft Windows, MS-DOS, OS/2 มนคอมพวเตอร หรอเมนเฟรม และระบบปฏบตการหลายชนดในเครอขายแลน เชน NetWare, Windows NT, VINES และ LAN Manager กออกแบบมาใหสามารถรองรบโพรโทคอล TCP/IP ไดทงสน

ภาพท 12.25 แสดงการเปรยบเทยบระดบชนระหวางแบบจ�าลองโอเอสไอและแบบจ�าลองทซพ/ไอพทมา: http://bit.kuas.edu.tw/~csshieh/teach/np/tcpip/dod.gif สบคนเมอ 25 สงหาคม 2558.

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


จากภาพท 12.25 แสดงการเปรยบเทยบระดบชนระหวางแบบจ�าลองโอเอสไอและแบบจ�าลอง ทซพ/ไอพ จะเหนวาแบบจ�าลองโอเอสไอและแบบจ�าลองทซพ/ไอพมหลายดานทคลายคลงกน โดยท แบบจ�าลองทงสองมแนวคดในการแบงเครอขายออกเปนระดบชนตางๆ ซงแตละระดบชนมสาระหนาท แตกตางกนไป นอกจากนนสาระของระดบชนทงสองกมหนาทคลายคลงกน เชน ระดบชนจากลางจนถงระดบชนทรานสปอรต ท�าหนาทในการสงขอมลผานเครอขายไดอยางถกตองและมประสทธภาพ และระดบชนทอยเหนอระดบชนทรานสปอรตจะท�าหนาทใหบรการยทลตตางๆ แกงานประยกตของผใช

แตอยางไรกตาม แบบจ�าลองทงสองมสงทแตกตางกนหลายดาน เชน แบบจ�าลองโอเอสไอไดแยกแยะระหวางการบรการ อนเตอรเฟซ และโพรโทคอลอยางชดเจน ดงไดกลาวขางตนแลววา การบรการจะระบถงเนอหาของการบรการทระดบชนลางจะใหแกระดบชนทเหนอกวา สวนอนเตอรเฟซจะระบถงวธการทเอนทตของระดบชนขางบนจะเรยกใชการบรการของระดบชนขางลาง โดยจะระบถงพารามเตอรตางๆ ของการเรยกใชบรการและผลทจะไดรบจากการใชบรการ ส�าหรบโพรโทคอลนนจะกลาวถงบรการตางๆ ทเอนทตในระดบเดยวกนใชในการโตตอบและท�างานเพอใหบรการแกระดบชนทสงกวา ดวยแนวคดนท�าใหสามารถเปลยนแปลงโพรโทคอลทใชในระดบชนหนงๆ เมอเทคโนโลยเปลยนแปลงไปโดยไมกระทบถง การบรการแกระดบชนขางบน แตส�าหรบแบบจ�าลองทซพ/ไอพนนไมไดถกออกแบบใหแยกแยะระหวางการบรการ อนเตอรเฟซ และโพรโทคอลตงแตแรก ดงนนท�าใหการเปลยนแปลงโพรโทคอลตามเทคโนโลยท�าไดยาก

แบบจ�าลองโอเอสไอถกออกแบบกอนทจะสรางโพรโทคอลส�าหรบระดบชนตางๆ ดงนนแบบจ�าลองจงเปดกวางโดยไมเอนเอยงไปยงโพรโทคอลใดๆ ทมใชกนอย แตในทางตรงกนขามผออกแบบเครอขายจะไมค นเคยกบสงทระบในแบบจ�าลองโอเอสไอท�าใหการออกแบบเครอขายท�าไดยากนอกจากนน คณะกรรมการทก�าหนดแบบจ�าลองโอเอสไอนนคาดวาแตละประเทศจะมเครอขายใหบรการสงขอมลเพยงเครอขายเดยว และด�าเนนงานโดยรฐบาลของแตละประเทศโดยใชโพรโทคอลตามแบบจ�าลองโอเอสไอ จงไมไดค�านงถงการเชอมโยงระหวางเครอขายชนดตางๆ กน

แตส�าหรบแบบจ�าลองทซพ/ไอพ นนเรมมาจากโพรโทคอล TCP/IP ทใชในระบบปฏบตการยนกซ แลวจงมการสรางแบบจ�าลองเพออธบายโพรโทคอล ดงนนโพรโทคอลทใชอยจงเขากบแบบจ�าลองไดพอด แตปญหากคอแบบจ�าลองนเขาไมไดกบโพรโทคอลชนดอน ดงนนแบบจ�าลองนจงไมสามารถใชอธบาย เครอขายอนๆ นอกจากเครอขายทใชโพรโทคอล TCP/IP

ในสวนของการออกแบบเปนระดบชนตางๆ แบบจ�าลองทงสองยงมความแตกตางกนบาง กลาวคอแบบจ�าลองโอเอสไอมทงหมด 7 ระดบชน สวนแบบจ�าลองทซพ/ไอพ มแค 4 ระดบชนเทานน ทงค มระดบชนเนตเวรก ทรานสปอรต และแอปพลเคชนเชนเดยวกน สวนระดบชนอนแตกตางกนไป

ส�าหรบความแตกตางในแงมมของการบรการแบบ Connection-oriented และ Connectionless นน ในระดบชนเนตเวรก แบบจ�าลองโอเอสไอก�าหนดทงการบรการแบบ Connection-oriented และ Connectionless สวนแบบจ�าลองทซพ/ไอพ นนก�าหนดเฉพาะการบรการแบบ Connectionless และในระดบชนทรานสปอรต แบบจ�าลองโอเอสไอก�าหนดการบรการแบบ Connection-oriented เทานนเพราะตองการใหผใชและโปรแกรมประยกตไดรบขอมลทถกตอง แตส�าหรบแบบจ�าลองทซพ/ไอพ ก�าหนดทงการบรการแบบ Connection-oriented และ Connectionless ซงขนอยกบผใชทจะเลอกใชตามความเหมาะสมของโปรแกรมประยกต

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


จากทไดอธบายขางตนจะเหนวาแบบจ�าลองโอเอสไอถงแมจะถกออกแบบมาอยางดโดย คณะกรรมการทมาจากทงองคกรของรฐและเอกชน แตกลบไมไดรบความนยมเทาไรนก ทงนกเนองมาจากสาเหตหลายประการดงตอไปน

1) ชวงเวลาไมเหมาะสม กลาวคอในชวงเวลาทมการสรางโพรโทคอลของแบบจ�าลอง โอเอสไอนน โพรโทคอล TCP/IP ถกใชทวไปในมหาวทยาลยตางๆ และในวงการศกษากอนและมการใชกนอยางแพรหลายมากเพยงพอทท�าใหบรษทคอมพวเตอรไดลงทนสรางผลตภณฑตางๆ ทงซอฟแวรและฮารดแวรทสนบสนนการท�างานของ TCP/IP แลว ดงนนบรษทเหลานนจงไมตองการทจะลงทนพฒนาโพรโทคอลชนดอนทแขงขนกบผลตภณฑเดม บรษทตางๆ จงรอใหบรษทอนเรมด�าเนนการกอน แตกไมมบรษทใดเรมกอนจงท�าใหเครอขายทใชแบบจ�าลองโอเอสไอไมถกพฒนาขน

2) เทคโนโลยไมเหมาะสม กลาวคอจ�านวนของระดบชนของแบบจ�าลองโอเอสไอตลอดจนเนอหาไมเหมาะสม เชน เนอหาในระดบชนเซสชนไมคอยเปนประโยชนส�าหรบผใชและในระดบชน พรเซนเตชนกมเนอหานอยมาก แตในสวนของระดบชนดาตาลงกและเนตเวรกมเนอหาคอนขางมากจนตองแบงเปนระดบชนยอยๆ ซงมเนอหาแตกตางกนไป ความจรงแลวการทแบบจ�าลองโอเอสไอมถง 7 ระดบชนนนกเปนเพราะในขณะนนบรษทไอบเอมไดสรางเครอขาย SNA (Systems Network Architecture) ซงม 7 ระดบชน และไอบเอมไดครองตลาดคอมพวเตอรจนมอทธพลเพยงพอทจะท�าใหองคกรและหนวยงานตางๆ ใชมาตรฐาน SNA ดงนนเบองหลงแนวความคดของแบบจ�าลองโอเอสไอ กคอการสรางแบบจ�าลองและโพรโทคอลทคลายแบบจ�าลองของไอบเอม แตควบคมโดยองคกรระหวางประเทศนนเอง

นอกจากนนแบบจ�าลองโอเอสไอมเนอหาสาระมากจงท�าใหการพฒนาเครอขายท�าไดยาก และการท�างานของเครอขายไมมประสทธภาพเทาทควร เชน มการก�าหนดแอดเดรส การควบคมการไหลของขอมล การควบคมความผดพลาดของการสงขอมลในทกๆ ระดบชนท�าใหการใชงานลาชา

3) การพฒนาเครอขายท�าไดยาก เนองจากเนอหาสาระตลอดจนโพรโทคอลของแบบจ�าลองโอเอสไอมความสลบซบซอนมาก ท�าใหการพฒนาเครอขายยงยากและเชองชา ทกคนทพยายามพฒนาจงเลกลมความตงใจ สวนโพรโทคอล TCP/IP นนเรมมาจากระบบปฏบตการยนกซของมหาวทยาลยเบรกเลย ซงสามารถใชงานไดด ท�าใหไดรบความนยมจนไดรบการปรบปรง ตลอดจนมโปรแกรมยทลตมากมายทพฒนาโดยใชโพรโทคอล TCP/IP จงท�าใหการใชงานโพรโทคอล TCP/IP แพรกระจายออกไปอยางกวางขวาง

4) นโยบายไมเหมาะสม ในดานของ TCP/IP นนคนสวนใหญเหนวา TCP/IP เปนสวนหนงของระบบปฏบตการยนกซ ซงนยมใชในวงการศกษาแลวแพรออกไปยงวงการอนๆ แตส�าหรบแบบจ�าลองโอเอสไอนนคนสวนใหญเหนวาเปนการก�าหนดมาจากองคกรการสอสารของยโรปตลอดจนรฐบาลสหรฐอเมรกา และผลกดนใหเปนมาตรฐานในการตดตอเชอมโยงสงขอมลระหวางคอมพวเตอรตางๆ ทวโลกซงมหลายฝายไมเหนดวย

สงทกลาวมาแลวขางตนนเปนขอบกพรองตางๆ ของแบบจ�าลองโอเอสไอในสวนของแบบจ�าลองทซพ/ไอพ เองกมขอเสยหลายดาน เชน แบบจ�าลองทซพ/ไอพ ไมไดแยกแยะระหวางการใหบรการ อนเตอรเฟซ และโพรโทคอลอยางชดเจน ดงนนท�าใหแบบจ�าลองทซพ/ไอพ ไมเหมาะทจะเปนตนแบบในการออกแบบเครอขายใหมๆ โดยอาศยเทคโนโลยใหมๆ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ



1. แบบจ�าลองโอเอสไอมกระดบชน อะไรบาง2. แบบจ�าลองทซพ/ไอพมกระดบชน อะไรบาง


1. แบบจ�าลองโอเอสไอม 7 ระดบชน ไดแก 1) ระดบชนประยกต (application layer) 2) ระดบชนน�าเสนอ (presentation layer) 3) ระดบชนพจารณา (session layer) 4) ระดบชนเคลอนยาย (transport layer) 5) ระดบชนเครอขาย (network layer) 6) ระดบชนเชอมโยงขอมล (data link layer) 7) ระดบชนกายภาพ (physical layer)

2. แบบจ�าลองทซพ/ไอพม 4 ระดบชน ไดแก1) ระดบชนการเชอมตอ (link layer) หรอระดบชนโฮสตทเนตเวรก (Host-to-network) 2) ระดบชนอนเทอรเนต (internet layer) 3) ระดบชนทรานสปอรต (transport layer) หรอระดบชนโฮสตทโฮสต (host to host)4) ระดบชนแอปพลเคชน (application layer)


อปกรณสอสารระหวางเครองคอมพวเตอร

การเชอมตอระหวางคอมพวเตอรตงแต 2 เครองขนไปเพอใหเปนระบบเครอขายคอมพวเตอร รวมทงการเชอมตอระหวางเครอขายหลายๆ เครอขายเขาดวยกน จ�าเปนตองอาศยอปกรณในการเชอมตอหลากหลายชนด อปกรณแตละชนดมคณลกษณะและหนาทแตกตางกน ซงในระบบเครอขายคอมพวเตอรหนงระบบไมจ�าเปนจะตองประกอบดวยอปกรณทจะกลาวถงตอไปนครบทกชนด ทงนขนอยกบโครงสรางของเครอขายและความจ�าเปนในการใชอปกรณแตละตวเปนส�าคญ

ภาพท 12.26 แสดงการเชอมตออปกรณสอสารกบแบบจ�าลองโอเอสไอ จะเหนไดวาอปกรณทใชในการเชอมตอระหวางเครอขายมมากมายหลายชนดและหลายรปแบบและมการเชอมตอในระดบชนเลเยอรทตางกน อปกรณในเครอขายทควรรจก ไดแก

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ภาพท 12.26 แสดงการเชอมตออปกรณสอสารกบแบบจ�าลองโอเอสไอทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

1. แลนการด หรอ NIC (Network Interface Card) คอแผงวงจรส�าหรบเชอมตอคอมพวเตอรเขากบเครอขาย พนฐาน ดงภาพท 12.27 การท�างานของแผงวงจรหรอ NIC การด คอ การเชอมตอในระดบฮารดแวรระหวางคอมพวเตอรกบสายเคเบลของเครอขายคอมพวเตอร ปจจบนเครองคอมพวเตอรสวนใหญตดตงแลนการดมาพรอมกบเมนบอรดเลย

ภาพท 12.27 แลนการดหรอ NIC

2. เครองทวนสญญาณ (repeater) หรอรพตเตอร เปนอปกรณทท�างานในระดบชนกายภาพเทานน โดยสามารถท�าใหสญญาณสามารถเดนทางไปไดไกลขน เนองจากการสงสญญาณจากอปกรณหนงไปยงอกอปกรณนน เมอสญญาณเดนทางจะมการออนก�าลงลงเรอยๆ จงมโอกาสทจะเกดการผดพลาดของการสงขอมลได ดงนนรพตเตอรจงมหนาทรบสญญาณเขามา แลวท�าการสรางสญญาณใหมใหเปนเหมอนของเดม ซงจะท�าใหสามารถสงสญญาณไปไดไกลกวาเดม

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


ก) แสดงระดบชนทอปกรณท�างาน

ข) แสดงการใชงานในระบบเครอขาย

ภาพท 12.28 แสดงระดบชนและการใชงานเครองทวนสญญาณในระบบเครอขายทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

3. บรดจ (bridge) เปนอปกรณในระบบเครอขายคอมพวเตอรทท�าหนาทเชอมเครอขายแลน 2 เครอขายเขาดวยกน ซงระบบเครอขายแลนทน�ามาตอเชอมกนอาจมโครงสรางการเชอมตอเครอขายเปนคนละชนดกนกได ท�าใหสามารถขยายขอบเขตของเครอขายออกไปเรอยๆ โดยทประสทธภาพรวมของระบบไมลดลงมากนก โดยบรดจอาจเปนไดทงฮารดแวรเฉพาะ หรอซอฟตแวรบนเครองคอมพวเตอร บรดจจะมการท�างานทดาตาลงคเลเยอร (data link layer) ท�าการกรองสญญาณและสงผานแพกเกตขอมลไปยงสวนตางๆ ของระบบเครอขาย ซงอาจจะเปนสวนของระบบเครอขายทมการสงขอมลทแตกตางกนได เชน บรดจสามารถเชอมโยงสวนของ ethernet เขากบสวนของ token ring ได และถงแมวาระบบ เครอขายทงคจะใชโปรโตคอลทแตกตางกน บรดจกยงคงสามารถโยกยายแพกเกตขอมลระหวางระบบเครอขายทงสองได หากทตงของหนวยงานภายในองคการอยหางกนมาก กอาจพจารณาใชบรดจเพอขยายขอบเขต

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


และเพมระยะทางในการตดตอสอสารได และยงสามารถน�าไปใชในองคกรขนาดใหญทมผใชเครอขาย จ�านวนมาก โดยแบงออกเปนเครอขายยอยๆ และเชอมเครอขายยอยทงหมดเขาดวยกนโดยใชบรดจ



ภาพท 12.29 แสดงระดบชนและการใชงานบรดจในระบบเครอขายทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

4. เราเตอร (router) เปนอปกรณในระบบเครอขายคอมพวเตอรทท�างานในระดบชนเครอขายเพอท�าหนาทเชอมตอระหวางเครอขายคอมพวเตอรหลายๆ เครอขายทใชโพรโทคอลตางกนเขาดวยกน โดยเครอขายคอมพวเตอรทน�ามาเชอมตอกนนนอาจเปนเครอขายทมโทโปโลยแตกตางกนกได ดงแสดงในภาพท 12.30 นอกจากน เราเตอรยงท�าหนาทจดแบงเครอขายและเลอกเสนทางทเหมาะสมทสดเพอน�า

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


สงขอมลเขาสระบบเครอขายคอมพวเตอรในกรณทสามารถเขาถงเครอขายผานทางเราเตอรไดหลายเสนทาง และสามารถท�าการกรอง (filter) เลอกเฉพาะชนดของขอมลทระบไววาใหผานไปไดท�าใหชวยลดปญหาการจราจรทคบคงของขอมล และเพมระดบความปลอดภยของเครอขาย นอกจากน เราเตอรยงสามารถหาเสนทางการสงขอมลทเหมาะสมใหโดยอตโนมตดวย เราเตอรเปนอปกรณทส�าคญในการเชอมตอเครอขายคอมพวเตอรขององคการเขาสเครอขายอนเทอรเนต ซงมกเรยกวา ไอพเราเตอร (IP router)



ภาพท 12.30 แสดงระดบชนและการใชงานเราเตอรในระบบเครอขายทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


5. เกตเวย (gateway) เปนอปกรณในระบบเครอขายคอมพวเตอรทท�างานในระดบชนเครอขายเพอท�าหนาทเชอมตอและแปลงขอมลระหวางเครอขายทใชโพรโทคอลและมสถาปตยกรรมของเครอขายแตกตางกน เชน เชอมตอและแปลงขอมลระหวางระบบเครอขายเอสเอนเอกบระบบเครองขายเนตแวร เปนตน ดงแสดงในภาพท 12.31 โดยปกตเกตเวยมกจะเปนซอฟตแวรทใชงานบนเครองคอมพวเตอร เครองใดเครองหนง ซงท�าใหเครองนนมสถานะเปนเกตเวย และมกใชส�าหรบเชอมสถานงานเขาสเครองทเปนเครองหลก (host) ท�าใหเครองทเปนสถานงานสามารถท�างานตดตอกบเครองหลกไดโดยไมตองกงวลเกยวกบขอแตกตางของระบบเครอขายทใชอย เกตเวยจดเปนอปกรณทมราคาแพง ซงบางตวไดรวมคณสมบตในการเปนเราเตอรเขาไวดวย หรออาจรวมเอาฟงกชนการท�างานดานการรกษาความปลอดภยทเรยกวา ไฟรวอลล (firewall) เขาไวดวย



ภาพท 12.31 แสดงระดบชนและการใชงานเกตเวยในระบบเครอขายทมา: Behrouz Forouzan. (2013). Introduction to Data Communications and Networking.

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


6. ฮบ (hub) เปนอปกรณทท�างานในระดบชนกายภาพเพอเชอมตอสถานงานเขาสระบบเครอขายคอมพวเตอร ดวยการกระจายสายเคเบลและชองสญญาณจากเครองแมขายไปยงสถานงานตางๆ ภายในระบบเครอขายคอมพวเตอรประเภทเดยวกนเทานน ฮบเปนอปกรณทส�าคญในการเชอมตอเครอขายแลนทมโครงสรางแบบดาว ขอจ�ากดของฮบคอ ฮบไมสามารถกรองขอมลทจะสงไปยงสถานงานได ดงนน แพคเกตขอมล (data packet) จะถกสงไปยงทกทอปกรณหรอคอมพวเตอรเชอมตอ จงท�าใหความเรวของเครอขายลดลงและท�าใหความมนคงปลอดภยของขอมลต�า

7. สวตช (switch) หรอทนยมเรยกวา อเธอรเนตสวตช (ethernet switch) จะเปนบรดจแบบหลายชองทาง (multiport bridge) ทนยมใชในระบบเครอขายแลนแบบ ethernet เพอใชเชอมตอเครอขายหลายๆ เครอขายเขาดวยกน สวตชจะชวยลดการจราจรระหวางเครอขายทไมจ�าเปน และเนองจาก การเชอมตอแตละชองทางกระท�าอยภายในตวสวตชเอง ท�าใหสามารถท�าการแลกเปลยนขอมลในแตละเครอขาย (switching) ไดอยางรวดเรวกวาการใชบรดจจ�านวนหลายๆ ตวเชอมตอกน ท�างานทระดบชนดาตาลงค สวตชถกสรางขนมาท�าหนาทแทนฮบ โดยหลกการพนฐานยงคงเปนอปกรณกระจายสญญาณ แตดกวาฮบคอ สมมตวามสวตชตวหนงมขนาด 8 ports เชอมตอคอมพวเตอร 8 เครอง ถาเครองหมายเลข 1 ตองการตดตอกบเครองหมายเลข 2 โดยผานสวตช เครองอนๆ ทเหลอทง 6 เครองกจะยงสามารถตดตอกนได ดงนน ณ ขณะหนงจะสามารถตดตอกนได 4 ค เปนตน ในปจจบนสวตชมทงแบบโปรแกรมได (managed switch) และแบบทไมสามารถโปรแกรมได (unmanaged switch) ซงสวตชแบบโปรแกรมไดจะมราคาแพงกวาสวตชแบบโปรแกรมไมได สวตชมอยดวยกน 2 ชนด คอ

- สวตชเลเยอร 2 (layer-2 switch) หรอ แอล 2 สวตช (L2 switch) คอ บรดจทไดรบการปรบปรงใหม อนเตอรเฟสในการเชอมตอกบสวนยอยๆ ของเครอขายไดมากขนท�าใหสามารถแบง เครอขายแลนเปนยอยๆ เพอประโยชนในการบรหารจดการเครอขายไดดยงขน และมประสทธภาพในการท�างานสงกวาบรดจท�าใหในปจจบนนยมใช สวตชเลเยอร 2 แทนบรดจ

- สวตชเลเยอร 3 (layer-3 switch) หรอ แอล 3 สวตช (L3 switch) คอ เราเตอรทไดรบการปรบปรงใหมประสทธภาพสงขนแตมราคาถกลง โดยสวตชเลเยอร 3 นจะสามารถจดการกบ เครอขายทมสวนยอยๆ มากๆ ไดดกวา เราเตอร

8. ไฟรวอลล (firewall) เปนไดทงอปกรณฮารดแวรและซอฟตแวรทองคกรตางๆ มไวเพอปองกนเครอขายคอมพวเตอรจากอนตรายทมาจากเครอขายคอมพวเตอรภายนอก เชน ผบกรกหรอแฮกเกอร ไฟรวอลลจะอนญาตใหเฉพาะขอมลทมคณลกษณะตรงกบเงอนไขทก�าหนดไวผานเขาออกระบบเครอขายเทานน และท�าหนาทปองกนไวรส นอกจากนยงเกบบนทกขอมลการใชงานระหวางเครอขายคอมพวเตอรกบเครอขายอนเทอรเนตภายนอก ไฟรวอลล โดยทวไปจะถกแบงออกเปน 2 ประเภท คอ ไฟรวอลลระดบเครอขาย (network level firewall) และไฟรวอลลระดบแอปพลเคชน (application level firewall)

1) ไฟรวอลลระดบเครอขาย จะตดสนใจยอมใหทราฟฟก (traffic) ใดผานนน จะดทแอดเดรสของผสงและผรบ และพอรตในแตละไอพแพกเกต เราเตอรโดยทวไปแลวกจะถอวาเปนไฟรวอลลระดบเครอขายชนดหนง ไฟรวอลลประเภทนจะมความเรวสงและจะโปรงใส (transparent) ตอผใช คอ ผใชมองไมเหนความแตกตางระหวางระบบทไมมไฟรวอลลกบระบบทมไฟรวอลลระดบเครอขาย

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


2) ไฟรวอลลระดบแอปพลเคชน โดยทวไปกคอ ผใชจะตองตงเครองของตนใหใชกบไฟรวอลลประเภทนไดสามารถบงคบใชนโยบายความปลอดภยไดมากกวาไฟรวอลลระดบเครอขายแตมความเรวนอยกวาไฟรวอลลระดบเครอขาย


จงยกตวอยางพรอมทงอธบายคณลกษณะของอปกรณในระบบเครอขายคอมพวเตอรมา 3 ชนด


อปกรณทใชในการเชอมตอระหวางเครอขายมมากมายหลายชนดและหลายรปแบบและมการเชอมตอในระดบชนเลเยอรทตางกน เชน

1. แลนการด หรอ NIC (Network Interface Card) คอ แผงวงจรส�าหรบเชอมตอคอมพวเตอรเขากบเครอขาย พนฐาน

2. เครองทวนสญญาณ (repeater) หรอรพตเตอร เปนอปกรณทท�างานในระดบชนกายภาพเทานน โดยสามารถท�าใหสญญาณสามารถเดนทางไปไดไกลขน เนองจากการสงสญญาณจากอปกรณหนงไปยงอกอปกรณนน เมอสญญาณเดนทางจะมการออนก�าลงลงเรอยๆ จงมโอกาสทจะเกดการผดพลาดของการสงขอมลได ดงนนรพตเตอรจงมหนาทรบสญญาณเขามา แลวท�าการสรางสญญาณใหมใหเปนเหมอนของเดม ซงจะท�าใหสามารถสงสญญาณไปไดไกลกวาเดม

3. เราเตอร (router) เปนอปกรณในระบบเครอขายคอมพวเตอรทท�างานในระดบชนเครอขายเพอท�าหนาทเชอมตอระหวางเครอขายคอมพวเตอรหลายๆ เครอขายทใชโพรโทคอลตางกนเขาดวยกน โดยเครอขายคอมพวเตอรทน�ามาเชอมตอกนนนอาจเปนเครอขายทมโทโปโลยแตกตางกนกได

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ

มสธ มสธ


สธ


สธ

มสธ มสธ


บรรณานกรม

จตชย แพงจนทร. (2012). Master in Security (2nd ed.). นนทบร: ไอดซฯ.Behrouz A.Forouzan. (2013). Introduction to Data Communication and Networking. Singapore:

McGraw-Hill.Charles P., Pfleeger and Shari L. Pfleeger. (2007). Security in Computing (4th ed.). Joseph Migga Kizza. (2009). A Guide to Computer Network Security. Springer-Verlag London,

ISBN 978-1-84800-916-5, UK.Krawetz, Neal. (2007). Introduction to Network Security. Massachusetts: Charles River Media.

ISBN 1-58450-464-1,USA.McCumber John. (2004). Assessing and Managing Security Risk in IT System: A Structure

Methodology. Auerbach Publication Boston, MA, USA, ISBN 0849322324.Solomon David. (2010). Elements of Computer Security. Springer-Verlag London. ISBN 978-0-

85729-005-2, UK.Theodore S.Rappaport. (2002). Wireless Communications. Principle and Practice. United State of

America: Prentice Hal PTR.

Documents

หน่วยที่ 12 การสื่อสารข้อมูล · เรื่องที่ 12.1.1 ความรู้เบื้องต้นของการสื่อสารข้อมูล