ระบบเครือข่าย และการสื่อสาร

Network Computer And Communication

ระบบเครือข่าย

คอมพิวเตอร์สามารถน ามาประยุกต์ใช้งานด้านการ สื่อสารระหว่างกันได้ เช่นเดียวกันกับเครื่องมืออื่นเช่น โทรศัพท์ มือถือ เพจเจอร์ เป็นต้น

เราสามารถน าคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องมาเชื่อมต่อกัน เพื่อสามารถใช้สื่อสารระหว่างกันได้ และยังได้รับประโยชน์อีกมากมาย

การสื่อสารข้อมูลเป็นการรับ-ส่งข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์จากต้นทาง

ไปยังปลายทางผ่านอุปกรณ์เชื่อมโยง (Channel) ซึ่งอาจ

เป็นสายเคเบิลหรืออุปกรณ์ไร้สาย

การสื่อสารข้อมูล (Communication)

Sending device

Communication Device Communication Device

Receiving device Communication Channel

การสื่อสารข้อมูล

ข้อมูล/ข่าวสาร (data/message) คือ ข้อมูลหรือสารสนเทศต่างๆ ที่ต้องการส่งไปยังผู้รับ โดยข้อมูล/ข่าวสาร อาจประกอบด้วย ข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง วีดิทัศน์ หรือสื่อประสม ผู้ส่ง (sender) คือ คนหรืออุปกรณ์ที่ใช้ส าหรับส่งข้อมูล/ข่าวสาร ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ กล้องวีดิทัศน์ เป็นต้น

ผู้รับ (receiver) คือ คนหรืออุปกรณ์ที่ใช้รับข้อมูล/ข่าวสารที่ทางผู้ส่งข้อมูลส่งให้ ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เป็นต้น

สื่อกลางในการส่งข้อมูล (transmission media) คือ สิ่งที่ท าหน้าที่ในการรับส่งข้อมูล/ข่าวสารไปยังจุดหมายปลายทาง โดยสื่อกลางในการส่งข้อมูลจะมีทั้งแบบมีสาย เช่น สายเคเบิล สายยูทีพี สายไฟเบอร์ออพติก และสื่อกลางในการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ และดาวเทียม เป็นต้น

สัญญาณที่ใช้ในระบบการสื่อสาร สัญญาณที่ใช้ในระบบการสื่อสาร แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ 1. สัญญาณแอนะล็อค (analog signal) เป็นสัญญาณที่มีขนาด แอมพลิจูด (amplitude) ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและเป็นค่าต่อเนื่อง เช่น เสียงพูด เสียงดนตรี เป็นต้น

2. สัญญาณดิจิทัล (digital signal) เป็นสัญญาณที่ไม่มีความต่อเน่ือง ที่เรียกว่า “ดิสครีต” (discrete) สัญญาณดิจิทัลถูกแทนด้วยระดับ

แรงดันไฟฟ้า 2 ระดับเท่านั้น โดยแสดงสถานะเป็น “0” และ “1” ซึ่ง ตรงกับรหัสตัวเลขฐานสอง

การถ่ายโอนข้อมูล

การถ่ายโอนข้อมูลเป็นการส่งสัญญาณออกจากอุปกรณ์ส่ง ไปยังอุปกรณ์รับ โดยจ าแนกได้ 2 แบบ คือ 1. การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน เป็นการส่งข้อมูลออกมาทีละหลายบิต

พร้อมกันจากอุปกรณ์ส่งไปยังอุปกรณ์รับ ผ่านสื่อกลางน าสัญญาณที่มีช่องทางส่งข้อมูลหลายช่องทาง โดยทั่วไปจะเป็นสายหลายๆ เส้น ที่มีจ านวนสายส่งสัญญาณเท่ากับจ านวนบิตที่ต้องการส่งในแต่ละครั้ง

2. การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการสื่อกลางส าหรับการสื่อสารเพียงช่องทางเดียวหรือเพียงคู่สายเดียว ค่าใช้จ่ายในด้านของสายสัญญาณจะถูกกว่าแบบขนานส าหรับการส่งระยะทางไกลๆ

การถ่ายโอนข้อมูล

Parallel Port หรือพอร์ตขนาน Serial Port หรือพอร์ตอนุกรม

รูปแบบการรับ-ส่งข้อมูล

ไม่ว่าจะเป็นการรับ-ส่งข้อมูลแบบขนานหรืออนุกรมสามารถแบ่งได้ เป็น 3 แบบ ดังนี้ 1. การสื่อสารทางเดียว (simplex transmission) ข้อมูลสามารถส่งได้ทางเดียว โดยแต่ละฝ่ายจะท าหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น เป็นผู้รับหรือผู้ส่ง 2. การสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (half duplex transmission) สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองฝ่าย แต่จะต้องผลัดกันส่งและผลัดกันรับ จะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้ 3. การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา (full duplex transmission) สามารถส่งข้อมูลได้สองทางโดยที่ผูร้ับและผู้ส่งสามารถรับส่งข้อมลูได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์คู่สนทนาคยุโต้ตอบได้ในเวลาเดียวกัน

การสื่อสารข้อมูล ก่อให้เกิดประโยชน์ ดังนี้

1.ความสะดวกในการแบ่งปันข้อมูล 2.ความถูกต้องของข้อมูล 3.ความเร็วของการรับส่งข้อมูล 4.การประหยัดค่าใช้จ่ายในการสื่อสารข้อมูล 5.ความสะดวกในการแบ่งปันทรัพยากร 6.ความสะดวกในการประสานงาน

7.ขยายบริการองค์กร 8.การสร้างบริการรูปแบบใหม่บนเครือข่าย

ประโยชน์ที่ได้รับจากระบบเครือข่าย

การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน เช่น การใช ้

เครื่องพิมพ,์ scanner ร่วมกัน

แทนที่จะต้องซื้ออุปกรณ์หลายๆ ตัว

การสื่อสารได้ทั้งภาพและเสียง

เพื่อความสะดวก ปลอดภัย ดูแล

จัดการข้อมูล มักจะเก็บข้อมูลไว้ที่

ศูนย์กลาง (Server) หากใคร

ต้องการใช้ข้อมูลก็สามารถใช้ข้อมูล

จาก ศูนย์กลาง (Server) ได้

ประโยชน์

ใช้สื่อสารระหว่างบุคคล

แลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน เช่น

การส่งจดหมายอิเล็คทรอนิกส์

การประชุมระยะไกล เป็นต้น

ชนิดของระบบเครือข่าย

ระบบเครือข่าย แบ่งออกเป็น 4 ชนิด

LAN MAN WAN Internet

Metropolitan

Area Network

Wide Area

Network

Internetworking

Local Area

Network

LAN (Local Area Network)

เป็นการน าคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกัน ในระยะใกล้ๆ เช่น ภายในห้องเดียวกัน ชั้นเดียวกัน หรือ อาคารเดียวกัน มีระยะไม่เกิน 2-3 กิโลเมตร

MAN (Metropolitan Area Network)

หรือเครือข่ายในเขตเมือง เป็นการน าคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกัน ซึ่งอาจจะเป็นการน าเอา LAN มาเชื่อมต่อกันในระยะกลาง ครอบคลุมพื้นที่ ในอ าเภอ หรือในจังหวัดเดียวกัน

MAN

WAN (Wide Area Network)

หรือเครือข่ายวงกว้าง เป็นการน าคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกันซึ่งอาจจะเป็นการน าเอา LAN หรือ MAN มาเชื่อมต่อกัน ครอบคลุมพื้นที่ในระยะไกลเช่น ระดับภูมิภาคหรือประเทศเดียวกัน

Internet (Internetworking)

เป็นระบบเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยงคอมพวิเตอร์ ซึ่งอาจจะเป็นการน าเอา

LAN MAN หรือ WAN มาเชื่อมต่อกันครอบคลุมพืน้ที่ทั่วโลก

• ข้อมูลบนระบบเครือข่ายจะถูกแบ่งเป็นส่วนย่อย (Packet) แล้วส่งไปยังปลายทาง แล้วที่ปลายทางจะท าการรวม Packet ที่ได้รับมาประกอบรวมกันขึ้นมา

• การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ (ซึ่งอาจต่างชนิดกัน) สามารถเข้าใจกันได้ทุกเครื่อง โดยใช้ภาษาหรือกฎเดียวกันหมดเรียกว่า Protocol เช่น TCP/IP IPX/SPX และ NetBEUI

อุปกรณ์เพิ่มเติมในเครือข่าย

อุปกรณ์เพิ่มเติมในเครือข่าย

รีพีทเตอร์ (Repeater) ท าหน้าที่ทวนสัญญาณ คือช่วยขยายสัญญาณไฟฟ้าที่ ส่งบนสาย LAN ให้แรงขึ้นและจัดรูปสัญญาณที่เพี้ยนไปให้กลับเหมือนเดิม จากนั้นจึงค่อยส่งต่อไป

ฮับ (HUB)คืออุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อกลุ่มคอมพิวเตอร์ HUBรับส่งเฟรมข้อมูลทุกเฟรมที่ได้รับจากพอร์ตใดพอร์ตหนึ่ง ไปยังพอร์ตที่เหลือ คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับ HUB จะแชร์แบนด์วิธหรืออัตราข้อมูลของเครือข่าย เพราะฉะนั้นถ้ามีคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อมากจะท าให้อัตราการส่งข้อมูลลดลง HUBที่ใช้ในระบบ LAN ตามมาตรฐานอีเทอร์เน็ตแบบ 10Base-Tและ 100Base-T ก็จัดเป็นอุปกรณ์ที่ท างานในลักษณะเดียวกับรีพีตเตอร์ด้วย

Bridge: การเชื่อมโยงระบบเครือข่ายแบบเดียวกัน (ใช้โปรโตคอลชนิดเดียวกัน) เข้าด้วยกัน เช่น Lan กับ Lan

HUB

อุปกรณ์เพิ่มเติมในเครือข่าย Gateway : การเชื่อมโยงระบบเครือข่ายต่างชนิดกัน (ใช้โปรโตคอลต่างชนิดกัน) เข้าด้วยกัน เช่น LAN กับ MAN, LAN กับ Internet

Router: ตัวก าหนดเส้นทางการรับ-ส่งข้อมูลเพื่อให้ข้อมูลจากผู้ส่งถึงผู้รับ ได้เร็วและถูกต้อง

อุปกรณ์เพิ่มเติมในเครือข่าย

สวิตซ์ (Switch) คืออุปกรณ์เครือข่ายที่ท าหน้าที่ใน

เรเยอร์ที่ 2 และท าหน้าที่ส่งข้อมูลที่ได้รับมาจากพอร์ตหนึ่งไปยังพอร์ตเฉพาะที่เป็นปลายทางเท่านั้น และท าให้คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตที่เหลือส่งข้อมูลถึงกันในเวลาเดียวกัน ดังนั้น อัตราการรับส่งข้อมูลหรือแบนด์วิธจึงไม่ขึ้นอยู่กับคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันนิยมเชื่อมต่อแบบนี้มากกว่าฮับเพราะลดปัญหาการชนกันของข้อมูล

อุปกรณ์เพิ่มเติมในเครือข่าย

โมเดม เป็นอุปกรณ์ที่ท าหน้าที่แปลงสัญญาณคอมพิวเตอร์ ให้สามารถส่งสัญญาณผ่านสายโทรศัพท์เพื่อติดต่อสื่อสารกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้โมเดมจะมีทั้งชนิดเชื่อมต่อภายนอก (External Modem)

และชนิดที่เป็นการ์ดอยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ (Internal Modem)

โมเดม (Modem)

วิธีการเชื่อมโยงระบบเครือข่าย (Network Topology)

เป็นรูปแบบการน าคอมพิวเตอร์มาเชื่อมโยงกัน แต่ละแบบมีความเหมาะสมในการใช้งานแตกต่างกัน

• BUS Topology (เครือข่ายแบบบัส)

• Star Topology (เครือข่ายแบบดาว)

• Ring Topology (เครือข่ายแบบวงแหวน)

• Mesh Topology (เครือข่ายแบบเมช)

หมายเหต ุ โหนด (Node) หมายถึง อุปกรณ์ที่น ามาเชื่อมต่อ ในระบบเครือข่าย อาจเป็น คอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์ สแกนเนอร์และอ่ืน เป็นต้น

การเชื่อมต่อแบบบัส (BUS) โหนดแต่ละตัวจะเชื่อมเข้ากับบัส

ข้อดี - สามารถเพิ่มหรือลดจ านวนโหนดได้โดยไม่กระทบระบบ

- ถ้ามีโหนดเสียจะไม่กระทบการท างานของระบบ

ข้อเสีย - อาจเกิดการชนกันของข้อมูล (Collision) ถ้ามีการส่งพร้อมกัน

โปรโตคอล CSMA/CD เช่น Ethernet 10Mbps , Fast Ehternet100Mbps, 1 Gbps

การเชื่อมต่อแบบรูปดาว (STAR)

จะมีคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางการเชื่อมโยงของการรับส่งข้อมูล

ข้อดี - ไม่มีการชนกันของข้อมูล โปรโตคอล ARCnet

- ถ้ามีโหนดเสียจะไม่กระทบการท างานของระบบ

• ความเร็ว 100 Mbps, สามารถใช้สื่อ Fiber-optic ได้

ข้อเสีย - ถ้าคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเสียท าให้ระบบเสีย

การเชื่อมต่อแบบวงแหวน (RING) การเชื่อมโยงของโหนดเป็นวงกลม ไม่มีคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางของการ รับส่งข้อมูล และต้องท าในทิศทางเดียวกัน

ข้อดี - ไม่มีการชนกันของข้อมูล โปรโตคอล Token ring

• ความเร็วประมาณ 4-16 Mbps

ข้อเสีย - ถ้ามีโหนดเสียจะมีกระทบการท างานของระบบ

การเชื่อมต่อแบบเมช (MESH) เป็นการเชื่อมต่อท่ีมีความนิยมมากและมีประสิทธิภาพสูง เนื่องจากถ้ามีเส้นทางของการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดจากกัน การติดต่อสื่อสารระหว่างคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) จะท าการเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังจุดหมายปลายทางอัตโนมัติ การเชื่อมต่อแบบนี้มักนิยมสร้างบนเครือข่ายแบบไร้สาย

ข้อตกลงในการสื่อสาร (Protocol)

Ethernet ใช้ในการเชื่อมต่อแบบบัส ความเร็ว 10 Mbps ใช้สาย 10base-2 10base-5 10base-T หรือ UTP

Fast Ethernet ใช้ในการเชื่อมต่อแบบบัส ความเร็ว 100-1000 Mbps ใช้สาย 100base-T

Token Ring ความเร็ว 4-16 Mbps ข้อมูลไม่ชนกัน เนื่องจากส่งในทิศทางเดียว

ARC Net

อุปกรณ์การเชื่อมโยง (Network Media and Hardware)

ใช้เชื่อมโยงโหนดแต่ตวัเข้ากับระบบเครือข่าย

แบบใช้สาย

Twisted Pair, Coaxial Cable, Fiber Optic

แบบไร้สาย

Infrared light, Microwave, Satellite, Broadcast Radio,

Bluetooth, Cellular Radio

อุปกรณ์เชื่อมโยงแบบใช้สาย (Cable)

A) Twisted pair: เป็นสายทองแดงบิดเกลียวหุ้มด้วยฉนวน

• ปกติจะใช้ชนิดที่เรียกว่า UTP ซึ่งย่อมาจาก Unshielded twisted-pair

• Twisted-pair แบบที่มี Shield เรียกว่า STP

• ข้อดี คือราคาถูก หาง่าย เช่น สายโทรศัพท์, CAT 5

• ข้อเสีย คือสัญญาณถูกรบกวนได้ง่าย ความเร็วประมาณ 10-1000 เมกะบิต

ต่อวินาที

หัว RJ-45

B) Coaxial: เป็นสายทองแดงหุ้มด้วยฉนวน

• อาจเรียกว่า Coax ตย. สาย Cable TV

• แบ่งเป็นแบบ Thick และ Thin

• ข้อด ีรับ-ส่งข้อมูลได้เร็วกว่าแบบแรกประมาณ 200 เมกะบิตต่อวินาท ี

• ปัจจุบันใช้น้อยลง เนื่องจากความก้าวหน้าของ UTP ที่สามารถในการส่งข้อมูลได้เร็ว มีราคาถูก จึงเป็นที่นิยมมากกว่า

C) Fiber optic: เป็นใยแก้วที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผมของมนุษย์

• ใช้แสงในการน าข้อมลูจากต้นทางไปยังปลายทาง

• ข้อมูลอยู่ในรูปของสัญญาณดิจิตอล (Digital) เท่านั้น

• มี Bandwidth ในการส่งข้อมูลสูงมาก = 1300 Mbps

• ไม่มีปัญหาสัญญาณรบกวน

• ข้อเสีย คือราคาแพง และติดตั้งยาก เนื่องจากไม่สามารถงอตามมุมเวลา เดินสายได้ อย่างไรก็ตามปัจจุบันราคาเริ่มถูกลง

แบบไร้สาย Wireless Links

• เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการสื่อสาร โดยไม่ต้องเชื่อมแต่ละจุดด้วยสายอีกต่อไป เพราะในหลายกรณีไม่สารถเชื่อมโยงด้วยสายได้ เช่น ระยะทางห่างไกลกันมาก

A) Microwave: รับส่งสัญญาณผ่านคลื่นวิทยุความถี่สูง โดยต้องมีตัวเชื่อมสัญญาณ ทุกๆ 30 ไมล ์

B) Satellite: เป็นการส่งสัญญาณผ่านดาวเทียม จากต้นทางไปยังปลายทาง โดยดาวเทียมจะอยู่เหนือผิวโลก ประมาณ 22,300 ไมล ์

ข้อดี คือ ความยืดหยุ่นและเคล่ือนย้ายได้ง่าย

ข้อเสีย คือ ส่งข้อมูลได้ช้าและสัญณาณถูกรบกวนได้ง่าย

D) Bluetooth การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์แบบไร้สาย

E) Cellular Radio

F) Infrared (IR) กรณีที่ระยะใกล้กันมากเช่น ห่างกันไม่เกิน 5 เมตร ใช้เทคโนโลยีของ คลื่นระยะสั้นหรือแสงอินฟาเรดเช่น เมาส์ไร้สาย ปากกาไร้สาย ปาล์ม มือถือ Notebook Lan

C) Broadcast Radio สื่อสารโดยใช้สัญณาณวิทยุ เช่นคลื่น AM, FM, CB

www.themegallery.com