การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ความรู้พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลทางอิเลคทรอนิกส์

องค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล

การส่งข้อมูลแบบต่าง ๆ

ความรู้พื้นฐานในการรับ-ส่งข้อมูล

ช่องทางการรับ-ส่งสัญญาณ

โปรโตคอล

ระบบเครือข่าย LAN , MAN และ WAN

โครงสร้างกายภาพของแลน

อินเตอร์เนตและการใช้งาน

ความรู้พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลทางอิเลคทรอนิกส์

• การสื่อสารข้อมูลทางอิเลคทรอนิกส์ (Data Communications) คือ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง โดยใช้อุปกรณ์ทางอิเลคทรอนิกส์ ซึ่งเชื่อมต่อกันอยู่ด้วยสื่อกลางชนิดใดชนิดหนึ่ง
• เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) คือระบบเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป เพื่อสามารถทำการสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลอิเลคทรอนิกส์ได้

คำศัพท์ที่ควรทราบ

• Frequency : F = ความถี่ มีหน่วยเป็น เฮิร์ซ (Hertz : Hz)
• ช่วงความถี่ เรียกว่า spectrum
• ในสเปกตรัมแบ่งเป็นช่วงๆ เรียกว่า band
• ความกว้างของช่วงคลื่น = bandwidth
• Amplitude : A = ความสูงของคลื่น
• bps = bit per second (bit = binary digit)
• channel = ช่องสัญญาณ
• protocol = วิธีการหรือรูปแบบที่ใช้ในการสื่อสาร

​

องค์ประกอบของการสื่อสาร

• ผู้ส่ง (Sender)
• ผู้รับ(Receiver)
• สื่อสัญญาณ หรือเส้นทางการส่ง หรือตัวกลาง (Medium)
• ข้อมูล (Data)
• โปรโตคอล (Protocol)

​

​

ชนิดของสัญญาณข้อมูล

จำแนกได้เป็น 2 ชนิดคือ

1. สัญญาณอนาล็อก (Analog signal)

2. สัญญาณดิจิตอล(Digital signal)

Modulation & Demodulation

ในการส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์โดยผ่ายสายสื่อสาร สัญญาณดิจิตอลต้องถูกแปลงเป็นสัญญาณอนาลอก ที่เรียกว่าคลื่นพาหะ(carrier wave) จากนั้นจึงแยกข้อมูลดิจิตอลจากคลื่นพาหะเพื่อให้เครื่องรับเข้าใจข้อมูล

• การแปลงสัญญาณจากดิจิตอลเป็นอนาลอก เรียกว่า มอดูเลชัน (Modulation) ซึ่งมีหลายวิธีเปลี่ยนคุณลักษณะของคลื่นพาหะมีหลายวิธี ได้แก่ วิธีการเปลี่ยนความถี่ และ วิธีการเปลี่ยนแอพลิจูด
• การแปลงสัญญาณจากอนาลอกเป็นดิจิตอล เรียกว่า ดีมอดูเลชัน (Demodulation) เป็นการแยกข้อมูลดิจิตัลออกจากคลื่นพาหะ

• วิธีการเปลี่ยนความถี่คลื่น (Frequency Modulation : FM) เป็นวิธีการเปลี่ยนความถี่หรือจำนวนครั้งของการเกิดคลื่น ในช่วงเวลาหนึ่ง โดยช่วงของคลื่นที่ความถี่เพิ่มขึ้น จะหมายถึงการส่งข้อมูลที่เป็น 1
• วิธีการเปลี่ยนความสูงคลื่น ( Amplitude Modulation : AM) เป็นวิธีการเปลี่ยนความสูงของคลื่น เมื่อมีการส่งข้อมุลที่เป็น 1 ซึ่งการส่งแบบนี้เหมาะจะใช้ส่งข้อมูลระยะไกล ได้ดีกว่าแบบ FM แต่อาจถูกรบกวนจากคลื่นสัญญาณอื่นได้ง่ายกว่า

อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการแปลงสัญญาณจากดิจิตอลเป็นอนาลอก หรือจากอนาลอกเป็นดิจิตอล เรียกว่า โมเด็ม (MODEM มาจาก MOdulate-DEModulate) ซึ่งในปัจจุบันแบ่งได้เป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ คือ

​

1.โมเด็มที่ต่อภายนอก (External Modem)

2.โมเด็มที่ต่อแบบภายใน (Internal Modem)

3.โมเด็มไร้สาย ( Wireless Modem)

​

ซึ่งมีความเร็วหลายระดับ ได้แก่ 9600 , 14400, 28800 bps หรือ 56000 Bps (56Kbps)

การสื่อสารผ่านสายโทรศัพท์�

ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลของโมเด็ม

1. bps (bit per second) หมายถึง จำนวนบิตที่สามารถส่งได้ใน 1 วินาที (หมายถึงสัญญาณ Digital)

2. Baud rate หมายถึง จำนวนครั้งของการส่งสัญญาณใน 1 วินาที (หมายถึงสัญญาณ Analog)�

การเปลี่ยนจากระบบ Analog เป็น Digital

• การสื่อสารข้อมูลจะอยู่ในรูปของสัญณาณดิจิตอล (Digital) แทนที่จะเป็น Analog
• การส่งข้อมูลไม่จำเป็นต้องใช้ Modem แต่ต้องการเพียงแค่อุปกรณ์ที่ทำการจัดเรียงข้อมูลให้อยู่ในรูปที่สามารถส่งผ่านสายโทรศัพท์ได้
• ชนิดของ Digital line ที่เป็นที่รู้จักกันดีในปัจจุบันคือ ISDN, T1, และ T3

ISDN

• ISDN ย่อมาจาก Integrated Services Digital Network�

การส่งข้อมูล (Transmission)

• การส่งข้อมูล หมายถึง การที่สายส่งสัญญาณในการสื่อสารจะเป็นตัวกลางที่จะนำเอาข้อมูลหรือข่าวสารจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในระบบการสื่อสารข้อมูล

• การส่งสัญญาณแบบอนาลอก (Analog Transmission )

สัญญาณถูกส่งไปด้วยระดับแรงดันค่าต่าง ๆที่ต่อเนื่อง ส่วนมากจะอยู่ในรูปสัญญาณไฟฟ้า เช่น การพูดกันทางโทรศัพท์

• การส่งสัญญาณแบบดิจิตอล (Digital Transmission )

สัญญาณถูกส่งไปด้วยเลข 0 และ 1เท่านั้น มีการกำหนดรหัสไว้ อาจเรียกว่า สัญญาณพัลส์ (Pulse signal)

​

รูปแบบของการส่งผ่าน(รับส่ง)ข้อมูล

รูปแบบของสายส่งสัญญาณสื่อสารอาจประกอบด้วยสายส่งตั้งแต่หนึ่งสายขึ้นไป ซึ่งทำให้เกิดช่องทางการส่งข้อมูลได้มากกว่าหนึ่งช่องทาง รูปแบบของการส่งผ่านข้อมูลสามารถแบ่งได้เป็น 2 รูปแบบคือ

• การส่งผ่านข้อมูลแบบอนุกรม (Serial Transimision)
• การส่งผ่านข้อมูลแบบขนาน (Parallel Transimision)

วิธีการในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์

• การรับส่งข้อมูลแบบอนุกรม (Serial Transmission) เป็นการส่งข้อมูลทีละบิตต่อครั้ง หรือการส่งข้อมูลตัวอักขระแต่ละตัวเป็นกลุ่มบิต เรียงกันไปตามลำดับบนสายสื่อสารเพียงสายเดียว
• การรับ-ส่งแบบไม่ประสานจังหวะ (Asynchronous Transmission) อาจเรียกว่าวิธีการส่ง-รับแบบระบุจุดเริ่มและจุดสิ้นสุด (start-stop transmission) มักใช้ในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์รอบข้าง โดยข้อมูลที่ติดต่อระหว่างอุปกรณ์เครือข่าย 2 ชิ้นนี้ จะประกอบขึ้นจาก 4 ส่วน คือ

- บิตเริ่มต้น (start bit) - บิตของข้อมูลที่สื่อสาร (transmission data) 8 bit

- บิตตรวจข้อผิดพลาด (error check bit) - บิตปิดท้าย (stop bit)

เป็นการสื่อสารที่ความเร็วต่ำ เนื่องจากสูญเสียช่องการสื่อสารไป 2 บิต

• การรับ-ส่งแบบประสานจังหวะ (Synchronous Transmission) ข้อมูลสามารถส่งได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากทำการส่งแต่ละกลุ่มซึ่งเรียกว่า เฟรม (frameหรือ packets หรือ block) โดยมีข้อมูลเริ่มต้นและสิ้นสุดบอกในแต่ละกลุ่มข้อมูล รวมทั้งมีข้อมูลตรวจความผิดพลาดประจำกลุ่มด้วย มักใช้ในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ ต้องใช้อุปกรณ์ที่ทำงานซับซ้อน และมีราคาแพง
• การรับส่งข้อมูลแบบขนาน (Parallel Transmission) เป็นการส่งข้อมูลที่เร็ว เนื่องจากทุกบิตจะถูกส่งออกไปทีเดียวพร้อม ๆกัน(ตามจำนวนสายของสื่อ)แบบขนานกันไป ไม่ต้องเรียงกัน มักใช้ในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์รอบข้าง และใช้ส่งข้อมูลในระยะทางใกล้ ๆ แต่จะเสียค่าใช้จ่ายสูง เพราะต้องมีสายสื่อหลายเส้น

ทิศทางการสื่อสารข้อมูล

• แบบทิศทางเดียว (Simplex Transmission)

ประกอบด้วย หนึ่งหรือหลายช่องทางการส่ง สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปให้แก่ผู้รับเพียงฝ่ายเดียว ส่วนผู้รับไม่สามารถโต้ตอบกลับได้ เช่นการส่งวิทยุกระจายเสียง

• แบบกึ่งสองทิศทาง หรือ สองทิศทางสลับกัน (Half-duplex Transmission )

สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปให้แก่ผู้รับ ส่วนผู้รับก็สามารถโต้ตอบกลับได้ แต่ไม่สามารถส่งสวนทางกันได้ในเวลาเดียวกัน เช่นการส่งวิทยุของตำรวจ

• แบบสองทิศทางพร้อมกัน (Full-duplex Transmission )

สามารถส่งข้อมูลในเวลาใดเวลาหนึ่ง ได้ทั้ง2ทิศทาง ทั้งฝ่ายส่งและฝ่ายรับ หรือพูดอีกนัยหนึ่งคือ ผู้ส่งและผู้รับ สามารถโต้ตอบสวนทางกันได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การส่งสัญญาณโทรศัพท์

ทิศทางการรับ-ส่งข้อมูล

1. แบบ Simplex

2. แบบ Half-duplex

3. แบบ Full-duplex

เช่น การสื่อสารโทรทัศน์

เช่น วิทยุ Walkie-Talkie

เช่น โทรศัพท์

ช่องทางการสื่อสาร/ตัวกลางการสื่อสาร �(Communication Channel)

ตัวกลางการสื่อสารเป็นสื่อที่ใช้ต่อเชื่อมการสื่อสารระหว่างผู้ส่งกับผู้รับข้อมูล

แบ่งเป็น 2 แบบ คือ

1.แบบมีสาย (Wired Media)

2.แบบไร้สาย (Wireless Media)

​

สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย (Wired Media)

• สายคู่เกลียวแบบมีชีลด์ และไม่มีชิลด์ (Shielded and Unshielded Twisted-Pair Cable)

เป็นสายราคาถูกที่สุด ประกอบด้วยสายทองแดงที่มีฉนวนหุ้มจำนวน 2 เส้น นำมาพันกันเป็นเกลียว สามารถลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สายเกลียวคู่หนึ่งหมายถึงหนึ่งช่องทางการสื่อสาร ซึ่งอาจมีหลายสายมัดรวมกันเป็นสายใหญ่ เพื่อใช้งานพร้อมกัน

- สายคู่เกลียวแบบไม่มีชีลด์ (UTP) ใช้เดินสายโทรศัพท์และระบบเครือข่ายระยะใกล้ มีราคาต่ำ

- คู่เกลียวแบบมีชีลด์ (STP) มีฉนวนโลหะหุ้มภายนอก ทำให้ป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีขึ้น

Twisted pair: เป็นสายทองแดงบิดเกลียวหุ้มด้วยฉนวน

• ชนิดที่เป็นที่นิยม คือ UTP ซึ่งย่อมาจาก Unshielded Twisted-Pair
• Twisted-pair แบบที่มีฉนวนหุ้ม (Shield) เรียกว่า STP
• ข้อดีคือราคาถูก หาง่าย เช่น สายโทรศัพท์, สาย CAT 5
• อัตราการับ-ส่งข้อมูล 1-128 Mbps
• ข้อเสีย คือสัญญาณถูกรบกวนได้ง่าย

• สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) เรียกสั้น ๆว่า สายโคแอก

สามารถส่งได้ไกลกว่าและเร็วกว่าสายคู่บิดเกลียว แต่ราคาสูงกว่า ประกอบด้วยสายส่งข้อมูลที่เป็นทองแดงที่มีฉนวนหุ้มอยู่ตรงกลาง จากนั้นหุ้มด้วยตัวนำที่เป็นสายกราวนด์ แล้วจึงหุ้มด้วยฉนวนอีกชั้นหนึ่ง ทำให้สามารถลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีกว่า สามารถส่งข้อมูลและเสียงได้เร็ว

- สายชนิดความต้านทาน 50 โอห์ม เรียกว่า แบบช่วงสัญญาณแคบ (baseband) ใช้สำหรับส่งข้อมูลแบบดิจิตอล

- สายชนิดความต้านทาน 75 โอห์ม เรียกว่า แบบช่วงสัญญาณกว้าง (broadband) มีความกว้างของสัญญาณมากกว่า 4 KHz ใช้สำหรับส่งข้อมูลแบบอนาลอก

พบการใช้งานในสายเคเบิลทีวี การวางสายใต้ทะเลและใต้ดิน ปัจจุบันพบการใช้น้อยลงเนื่องจากแบบคู่เกลียวมีการพัฒนามากขึ้น

Coaxial: เป็นสายทองแดงหุ้มด้วยฉนวน

• อาจเรียกว่าสาย Coax เช่น สาย Cable TV
• แบ่งเป็นแบบ Thick และ Thin
• ข้อดี รับ-ส่งข้อมูลได้เร็วกว่าแบบแรกประมาณ 200 เมกะบิตต่อ วินาที
• ปัจจุบันใช้น้อยลง เนื่องจากความก้าวหน้าของ UTP ที่สามารถส่งข้อมูลได้เร็ว ติดตั้งง่ายกว่า มีราคาถูก จึงเป็นที่นิยมมากกว่า

• สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic Cable)

ประกอบด้วยใยแก้วหรือพลาสติกอยู่ตรงกลาง จากนั้นหุ้มด้วยใยแก้วอีกชนิดหนึ่ง(cladding) แล้วจึงหุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกสุด ใยแก้วทำหน้าที่เหมือนกระจกที่สะท้อนสัญญาณแสงให้สะท้อนไปมาจากจุดต้นทางไปจนถึงจุดปลายทาง สามารถส่งข้อมูลจำนวนมากๆได้เร็วมาก, ส่งได้ไกล (ปัจจุบันสามารถส่งได้ไกลถึง 30 km.) และปลอดภัยจากสัญญาณรบกวน เนื่องจากใช้แสงเป็นตัวนำ

การสื่อสารข้อมูลโดยสายใยแก้ว ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ

- อุปกรณ์กำเนิดแสง - สายใยแก้วนำแสง - อุปกรณ์ตรวจจับแสง

โดยปกติการส่งสัญญาณแสง(light pulse) ออกไป 1 ครั้งใช้แทน บิต “1” และการไม่ส่งสัญญาณแสงหมายถึงบิต “0”

สายใยแก้วที่ลำแสงเดินทางเป็นเส้นตรงไม่หักเห = single-mode fiber มีขนาด 8-10 ไมครอน สายใยแก้วที่มีหลายลำแสงส่งไปพร้อมๆกันได้ = multi-mode fiber มีขนาด 50 ไมครอน

ข้อเสียคือติดตั้งและบำรุงรักษายาก รวมทั้งมีราคาแพง

​

ตารางเปรียบเทียบการใช้งานสายเคเบิลต่าง ๆ

สื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย (Wireless Media)

• คลื่นสัญญาณวิทยุ (Radio Wave)

เป็นช่วงคลื่นที่สร้างได้ง่าย ส่งได้ระยะทางไกล สามารถผ่านสิ่งกีดขวางได้ดี เดินทางออกจากแหล่งได้ทุกทิศทาง

ข้อเสียในตัวเอง ที่ความถี่ต่ำ สัญญาณคลื่นจะสามารถเดินทางผ่านวัตถุกีดขวางได้เป็นอย่างดี แต่กำลังสัญญาณจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเดินทางไกลออกไป ที่ความถี่สูง คลื่นจะเดินทางในแนวเกือบตรง แต่จะเกิดการสะท้อนเมื่อถูกขวางกั้น และจะถูกดูดซึมเมื่อเดินทางผ่านสายฝน

นอกจากนี้ คลื่นทุกความถี่ยังถูกรบกวนได้ง่ายจากการทำงานของมอเตอร์และอุปกรณ์ไฟฟ้า

• สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave )

ใช้วิธีส่งสัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าคลื่นวิทยุเป็นทอด ๆ จากสถานีหนึ่งไปสถานีหนึ่ง บ่อยครั้งจะถูกเรียกว่า สัญญาณแบบเส้นสายตา (line of sight) เนื่องจากสัญญาณที่ส่งไปได้ไม่ไกลกว่าเส้นขอบฟ้าโลก เพราะเดินทางเป็นเส้นตรง ดังนั้นสถานีจึงตั้งในที่สูง เพื่อช่วยให้ส่งได้ไกลขึ้น ปกติสถานีหนึ่งจะครอบคลุมพื้นที่สัญญาณประมาณ 30- 50 กม. สามารถส่งสัญญาณหลายความถี่ในทิศทางเดียวกันได้โดยไม่รบกวนกันเอง ราคาถูก ติดตั้งง่าย มีอัตราการส่งข้อมูลสูง

ข้อเสีย

สัญญาณอาจถูกรบกวนได้จาก อุณหภูมิ พายุและฝน และยังไม่สามารถผ่านสิ่งกีดขวางได้ และบางครั้งสัญญาณอาจมีการหักเหระหว่างทางได้

ปัจจุบันถูกนำมาใช้ ในบริการโทรศัพท์ทางไกล และ โทรศัพท์มือถือ

• การส่งสัญญาณคลื่นอินฟาเรดและคลื่นสั้น (Infrared และ Millimeter wave)

เดินทางเป็นเส้นตรง ราคาถูก ง่ายต่อการผลิตใช้งาน ปลอดภัยจากการถูกลักลอบดักสัญญาณ

ข้อเสียไม่สามารถผ่านสิ่งกีดขวางได้ ระยะทางในการรับส่งไม่ไกลนัก

ปัจจุบันถูกนำมาใช้ ในการสื่อสารระยะใกล้ เช่น รีโมทควบคุมโทรทัศน์ รวมทั้งการนำไปใช้ในการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ ไปยังเครื่องพิมพ์ด้วย

• การส่งสัญญาณผ่านคลื่นแสง (Lightwave Transmission)

ปัจจุบันเป็นการส่งข้อมูลระหว่างระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณสองแห่ง ที่อยู่ห่างกันโดยใช้แสงเลเซอร์ เป็นการสื่อสารแบบทางเดียว ถ้าให้เป็นการสื่อสารแบบสองทาง ทั้งผู้รับและผู้ส่งจะต้องมีอุปกรณ์ในการส่งและรับด้วย มีราคาถูกและมีช่วงกว้างของช่องสัญญาณสูงมากเมื่อเทียบกับแบบไมโครเวฟ

ข้อเสีย การติดตั้งอุปกรณ์ต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญ และลำแสงเลเซอร์จะไม่ผ่านสายฝน หรือหมอกหนาได้ และอาจมีปัญหากับคลื่นความร้อนได้อีก

​

• ระบบดาวเทียม (Satellite System)

หลักการยิงสัญญาณคล้ายกับระบบไมโครเวฟ มี 2 แบบ คือ

- ดาวเทียมจะอยู่เหนือพื้นโลก 36000 กม. หมุนรอบโลกประมาณ 24 ชม. เรียกว่าดาวเทียมแบบประจำที่ (geosynchronous satellite) จะต้องโคจรห่างจากกัน 2องศาเมื่อวัดจากแกนโลก เพื่อไม่ให้เกิดสัญญาณรบกวนกัน ดังนั้นจึงมีได้ 180 ดวง แต่ดาวเทียมแต่ละดวงสามารถรับและส่งสัญญาณหลายช่วงความถี่ในเวลาเดียวกัน และดาวเทียมอาจอยู่วงโคจรเดียวกันได้ถ้าใช้ความถี่ต่างกัน

- ดาวเทียมโคจรระดับต่ำ อยู่ในระดับความสูง 750 km. โคจรผ่านขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้โดยทิ้งระยะห่างกัน 32 องศา

ในปัจจุบันมีการใช้สัญญาณดาวเทียม ในการส่งสัญญาณข้อมูลคอมพิวเตอร์ สัญญาณโทรทัศน์ รวมทั้งการใช้ในทางภูมิศาสตร์ ทางทหาร

​

GPS

ข้อดีดาวเทียม คือ

• ค่าใช้จ่ายในการส่งสัญญาณคงที่ ไม่ว่าจะเป็นที่แห่งไหน
• การส่งสัญญาณดาวเทียมไม่ขึ้นอยู่กับระยะทาง
• เหมาะที่จะใช้ในพื้นที่ที่ไม่สามารถวางสายได้

ข้อเสีย คือ

• ถุกรบกวนได้จากสภาพอากาศ รวมทั้งตำแหน่งโคจรของดวงอาทิตย์
• ฝ่ายรับจะได้รับข้อมูลช้ากว่าที่เกิดขึ้นจริง (เกิดเวลาหน่วง= delay time)

​

​

​

หลักเกณฑ์การพิจารณาเลือกสื่อนำข้อมูล

สื่อในการสื่อสาร (Transmission media) ซึ่งในการเลือกช่องทางที่ต้องการต้องคำนึงถึง

• อัตราเร็วในการส่งผ่านข้อมูล (Transmission rate) ซึ่งมีตั้งแต่ Kbps ถึง Mbps
• ระยะทาง (Distance) ต้องคำนึงถึงระยะทางระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกันด้วย
• ค่าใช้จ่าย (Cost) ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งครั้งแรก และค่าใช้จ่ายประจำ
• ความสะดวกในการติดตั้ง (Ease of Installation)
• ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม (Resistance to Environmental Conditions)

โปรโตคอล (Protocol)

Protocol คือกฏหรือวิธีที่กำหนดขึ้นเพื่อการสื่อสาร จะถูกสร้างขึ้นโดยเป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์หรือซอฟท์แวร์ ที่เราใช้ ซึ่งมีเนื้อหาครอบคลุมถึงวิธีการและกฎเกณฑ์ที่ถูกต้องในการรับ-ส่งข้อมูล มีองค์กรที่กำหนดมาตรฐานต่าง ๆ ได้แก่

• ISO(International Organization for Standardization) ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานสากลในหลาย ๆด้าน รวมทั้งในด้านของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ กำหนดแบบจำลองสำหรับอ้างอิง OSI (Open System Interconnection) และชุดโปรโตคอล OSI
• ANSI (American National Standards Institute) กำหนดมาตรฐานของสหรัฐ

​

• EIA (Electronic Industries Association) กำหนดมาตรฐานทางด้านสัญญาณไฟฟ้า ได้แก่ RS-232
• IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) กำหนดมาตรฐานทางด้านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยมาตรฐานระบบ LAN ของ IEEE ได้แก่ IEEE 802.3, 802.4, 802.5 เป็นมาตรฐานใช้กันมาก
• ITU-T (International Telecommunication Union) เดิมคือ CCITT เป็นองค์กรกำหนดมาตรฐานทางด้านโทรคมนาคม ได้แก่ X.25, V.29(มาตรฐานของโมเด็ม)
• IAB (International Architecture Board) ทำหน้าที่กำหนดนโยบายและอนุมัติมาตรฐานของ internet เช่น TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

แบบจำลองสำหรับอ้างอิง OSI

โดยโครงสร้างสถาปัตยกรรมเครือข่าย จะถูกออกแบบเป็นชั้น ซึ่งระบบเครือข่ายใดวางโครงสร้างตามแบบจำลองนี้ จะเป็นระบบเครือข่ายเปิด และอุปกรณ์ทางเครือข่ายจะสามารถติดต่อกันได้โดยไม่ขึ้นกับว่าเป็นอุปกรณ์ของบริษัทใด

• APPLICATION Layer เป็นชั้นการทำงานของซอฟต์แวร์ประยุกต์ซึ่งเกี่ยวกับระบบเครือข่าย เช่นการรับส่งข้อมูล, การจำลอง terminal
• PRESENTATION Layer เป็นชั้นการทำงานของระบบรักษาความลับและการแปลงข้อมูลรูปแบบต่าง ๆให้สามารถแลกเปลี่ยนกันได้ เช่น การแปลงระหว่าง EBCIDIC กับ ASCII

• SESSION Layer รับผิดชอบการควบคุมการติดต่อและประสานของข้อมูลที่ส่งผ่านระบบเครือข่าย เช่น การตรวจสอบลำดับก่อนหลังที่ถูกต้องของ packet
• TRANSPORT Layer รับผิดชอบการส่งถ่ายข้อมูลระหว่างจุด จะทำการตรวจสอบสามชั้นล่างว่ามีการทำงานที่ถูกต้อง และทำการส่งผ่านข้อมูลให้ชั้นที่สูงกว่าโดยซ่อนวิธีการทำงานที่เกิดขึ้นจริงในสามชั้นล่างไว้
• NETWORK Layer ทำการตรวจสอบการส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย เช่น เวลาที่ใช้ในการ, การส่งต่อ(routing), การจัดการลำดับ (flow control)
• DATA LINK Layer รับผิดชอบการนำข้อมูลเข้าและออกจากตัวกลาง การจัดเฟรม การตรวจสอบและการจัดการข้อผิดพลาดของข้อมูล แบ่งเป็น 2ชั้นย่อย
• LLC (Logical Link Control) รับผิดชอบการตรวจสอบข้อผิดพลาด
• MAC (Media Access Control) วิธีส่งข้อมูลผ่านสื่อ
• PHYSICAL Layer เป็นชั้นการทำงานทางกายภาพของระบบการเชื่อมต่อ ทั้งในส่วนสัญญาณไฟฟ้า ระบบสายสัญญาณ และตัวเชื่อม

โปรโตคอลของระบบเครือข่าย�(Network Protocol)

นิยมเรียกกันว่า โปรโตคอลสแตก (protocol stack) คือชุดของกฏหรือข้อตกลงในการแลกเปลี่ยนข้อมุลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อให้แต่ละเครื่องคอมพิวเตอร์ ในเครือข่ายสามารถรับส่งข้อมูลระหว่างกันได้อย่างถูกต้อง โดย โปรโตคอลของระบบเครือข่าย จะอยู่ในระดับ network layer และ transport layer และทำหน้าที่ในการประสานงานระหว่างแผงวงจรเชื่อมต่อเครือข่าย กับ ระบบปฏิบัติการเครือข่าย ตัวอย่างโปรโตคอลสแตกที่มีใช้ในปัจจุบัน ได้แก่

IPX/SPX สำหรับ netware , TCP/IP ใช้งานมากในinternet และระบบ UNIX แบบต่างๆ ใช้งานทั้งระบบ LAN และ WAN มีการแบ่ง 2 layer คือ IP layer และ TCP layer, NetBIOS และ NetBEUI ใช้ใน windows NT

ชนิดของระบบเครือข่าย

• LAN
• MAN
• WAN
• Internet

ชนิดของระบบเครือข่าย

• LAN (Local Area Network) เป็นเครือข่ายที่อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมโยงกันในพื้นที่ใกล้ ๆกัน โดยส่วนมากเชื่อมโยงโดยใช้สายเคเบิลแบบต่าง ๆ ระบบ LAN ยังรวมถึงระบบเครือข่ายมหาวิทยาลัย (campus network) ซึ่งเป็นการเชื่อมโยงเครือข่ายแบบ LAN จากตึกต่าง ๆของมหาวิทยาลัย หรือบริเวณนิคมอุตสาหกรรม โดยใช้สาย fiber optic ในการเชื่อมโยง

• MAN (Metropolitan Area Network) ระบบเครือข่ายบริเวณเมืองใหญ่ หรือย่านใจกลางธุรกิจ อาจถือเป็นระบบเครือข่ายแบบ WANระยะสั้น เป็นการเชื่อมโยงระหว่างตึกต่าง ๆ ด้วยการเชื่อมโยงความเร็วสูงผ่าน fiber optic และเป็นระบบเครือข่ายสาธารณะที่สามารถทำการเช่าใช้งานจากผู้ให้บริการได้
• WAN (Wide Area Network) ระบบเครือข่ายที่ประกอบด้วยเครือข่าย LAN ตั้งแต่ 2 วงขึ้นไปเชื่อมต่อกันระยะทางที่ไกลมาก ซึ่งจะเชื่อมต่อกันด้วยระบบเครือข่ายสาธารณะ เช่น สายโทรศัพท์ แบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ
• เครือข่ายส่วนตัว (Private Network) เป็นการจัดระบบเครือข่ายซึ่งมีใช้เฉพาะองค์กรที่เป็นเจ้าของเครือข่าย เช่นองค์กรที่มีสาขา
• เครือข่ายสาธารณะ (Public Data Network :PDNs) บางครั้งเรียก เครือข่ายมูลค่าเพิ่ม ซึ่งเป็นระบบเครือข่ายที่องค์กรได้รับสัมปทานจัดทำ เพื่อให้เช่าใช้ช่องทางการสื่อสาร สำหรับผู้ที่ไม่ต้องการวางโครงข่ายช่องทางการสื่อสารเอง

ระบบ LAN�จุดประสงค์ของการใช้งานระบบ LAN

• สามารถใช้hardware และ software ร่วมกันได้
• สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ แม้ว่าข้อมูลนั้นจะเก็บอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์อื่น รวมทั้งสามารถจัดเก็บข้อมูลไว้เพียงที่เดียว
• สามารถไว้วางใจได้
• สามารถส่งข่าวสารระหว่างเครื่องในระบบได้
• สามารถคุยโต้ตอบกันระหว่างผู้ใช้
• ลดค่าใช้จ่ายโดยรวมขององค์กร

ประเภทของระบบ LAN

• เครือข่ายแบบเครื่องลูกข่าย-เครื่องแม่ข่าย (client-server)

เครื่องPCจะทำหน้าที่เป็นเครื่องclient และ เครื่องPCที่มีความสามารถสูงจะทำหน้าที่เป็นเครื่อง server มีหน้าที่จัดการควบคุมการเรียกใช้ข้อมูลหรือซอฟต์แวร์ และอุปกรณ์ทุกตัวที่ต่ออยู่ในระบบเครือข่าย รวมทั้งควบคุมความปลอดภัยของข้อมูล ซึ่งมี serverหลายแบบ ได้แก่

- file server ทำหน้าที่เก็บโปรแกรมและแฟ้มข้อมูลไว้ เพื่อให้เครื่องลูกเรียกใช้ได้

- database server ทำหน้าที่เก็บเฉพาะข้อมูล ให้เครื่องอื่น ๆเรียกใช้

- print server ทำหน้าที่ควบคุมการใช้งานเครื่องพิมพ์ที่ต่อกับระบบ

• เครือข่ายแบบเครื่องเพียร์ทูเพียร์ (Peer-to-Peer)

กำหนดให้เครื่องPCจทุกตัวที่ต่ออยู่ในระบบเครือข่าย มีฐานะเท่าเทียมกัน แต่ละเครื่องสามารถติดต่อสื่อสารกันได้โดยตรง โดยไม่ผ่านผู้ให้บริการ มีค่าใช้จ่ายถูกกว่า แต่ข้อเสียคือ มีความเร็วค่อนข้างช้า ถ้ามีการใช้งานเครือข่ายหนัก รวมทั้งควบคุมความปลอดภัยของข้อมูล

อุปกรณ์พื้นฐานในการเชื่อมโยงระบบเครือข่าย

• การ์ดแลน (Network Interface Card หรือ NIC) ใช้เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้ากับระบบเครือข่าย หน้าที่ควบคุมการรับ-ส่งข้อมูล ตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล
• อุปกรณ์ในการเชื่อมโยง (Link Media, Communication Channel) เช่น สายเคเบิลต่างๆ หรือการเชื่อมโยงแบบไร้สาย
• ซอฟต์แวร์ในการสื่อสาร เช่น ระบบปฏิบัติการเครือข่าย, �Application SW
• อุปกรณ์เสริมอื่นๆ เช่น Hub, Switch, Router,โมเด็ม, โทรศัพท์, ไมโครโฟน, ลำโพง, กล้องวีดีโอดิจิตอล และอื่นๆ

อุปกรณ์พื้นฐานในการเชื่อมโยงระบบเครือข่าย

• ข้อมูลบนระบบเครือข่ายจะถูกแบ่งเป็นส่วนย่อย (Packet) แล้วส่งไปยังปลายทาง แล้วที่ปลายทางคอมพิวเตอร์จะทำการรวม Packet ที่ได้รับมาประกอบกลับรวมกันเป็นข้อมูลเดิม
• การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ (ซึ่งอาจต่างชนิดกัน) สามารถเข้าใจกันได้ทุกเครื่องโดยใช้ภาษาหรือกฎเดียวกันหมดเรียกว่า Protocol เช่น TCP/IP IPX/SPX และ NetBEUI

โครงสร้างเครือข่าย �(Network Topology)

• โครงสร้างแบบบัส (Bus Topology)

โครงสร้างที่เชื่อมต่อเครื่องPCแต่ละเครื่องด้วยสายเคเบิลที่ใช้ร่วมกัน การรับส่งข้อมูลจะผ่านไปมาระหว่างแต่ละเครื่อง โดยไม่ต้องผ่าน server ก่อน

ข้อดี - ใช้สายเคเบิลน้อยที่สุด

- รูปแบบการวางสายง่าย และ สามารถขยายระบบได้ง่าย

- ถ้ามีเครื่องเสียก็ไม่มีผลอะไรต่อระบบโดยรวม

ข้อเสีย - ตรวจหาจุดที่มีปัญหาได้ยาด

- ระบบมีประสิทธิภาพลดลง ถ้ามีการจราจรของข้อมูลสูง

​

โครงสร้างแบบดาว

• โครงสร้างแบบดาว (Star Topology)

โครงสร้างที่เชื่อมต่อเครื่องPCแต่ละเครื่องเข้ากับเครื่อง server โดยใช้อุปกรณ์ hub การรับส่งข้อมูลทั้งหมดต้องผ่าน server เสมอ

ข้อดี - การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่สามารถทำได้ง่าย และไม่กระทบกับเครื่องอื่นในระบบ

- ถ้ามีเครื่องเสียก็ไม่มีผลอะไรต่อระบบโดยรวม และ เปลี่ยนรูปแบบการวางสายได้ง่าย

- ตรวจสอบจุดที่เป็นปัญหาได้ง่าย

- รับส่งข้อมุลได้รวดเร็ว

ข้อเสีย - มีค่าใช้จ่ายสุง เนื่องจากค่าสายส่งข้อมูล

- ถ้า server เสียระบบเครือข่ายจะหยุดชะงักทั้งหมดทันที

​

• โครงสร้างแบบวงแหวน (Ring Topology)

โครงสร้างที่เชื่อมต่อเครื่องPCแต่ละเครื่องเข้ากับเครื่อง server เข้าเป็นลักษณะวงแหวน การรับส่งข้อมูลทั้งหมดจะส่งผ่านกันไปในวงจนกว่าจะถึงเครื่องผู้รับที่ถูกต้อง

ข้อดี - ใช้สายเคเบิลน้อย

- ระบบมีประสิทธิภาพสูง แม้การจราจรของข้อมูลสูง ไม่มีการชนของข้อมูล เพราะข้อมูลวิ่งในทิศทางเดียว

ข้อเสีย - ถ้า มีเครื่องที่มีปัญหา อาจมีผลให้ระบบเครือข่ายจะหยุดชะงักทั้งหมดทันที

- ตรวจหาจุดที่มีปัญหาได้ยาด

- เปลี่ยนรูปแบบการวางสายได้ยาก ต้องหยุดชะงักการทำงานของเครือข่าย

​

Star Topology

Bus Topology

Ring Topology

Mesh Topology

Hybrid Topology

มาตรฐานการเชื่อมต่อเครือข่าย�ที่เป็นที่นิยมแพร่หลาย

• Ethernet� ความเร็ว 10 Mbps ใช้สาย 10base-2 , 10base-5 � 10base-T หรือ UTP
• Fast Ethernet� ความเร็ว 100 Mbps ใช้สาย 100base-T
• Gigabit Ethernet ความเร็ว 1000 Mbps

อุปกรณ์สื่อสารข้อมูล

• อุปกรณ์รวมสัญญาณ
• มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) นิยมเรียกว่า มัก (mux) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการรวมข้อมูลจากเครื่องเทอร์มินัลจำนวนหนึ่งเข้าด้วยกัน และส่งผ่านสายสื่อสารเช่นสายโทรศัพท์ และปลายทางของ มัก อีกตัวจะทำหน้าที่ แยกข้อมุลส่งไปยังจุดหมายปลายทาง
• Concentrator นิยมเรียกว่า คอนเซน สามารถทำการเก็บข้อมูลเพื่อส่งต่อ โดยใช้หน่วยความจำ buffer ทำให้สามารถเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ที่มีความเร็วสูงกับความเร็วต่ำได้
• Hub เรียกอีกอย่างว่า LAN Concentrator เพราะทำหน้าที่เหมือนคอนเซน แต่มีราคาถูกกว่า
• Front-End Processor พบมากในระบบขนาดใหญ่ เพื่อช่วยลดภาระในการติดต่อกับอุปกรณ์รอบข้างเครื่อง คอมพิวเตอร์หลัก

อุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่าย

• เครื่องทวนสัญญาณ (Repeater) เป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในระดับ physical layer ทำหน้าที่ เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อสำหรับขยายสัญญาณให้กับเครือข่าย เพื่อเพิ่มระยะทางในการรับส่งข้อมูล
• บริดจ์ (Bridge) ใช้ในการเชื่อมต่อวง LAN เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถขยายขอบเขต LAN ออกไปได้
• Switch เรียกอีกอย่างว่า Ethernet Switch เป็น บริดจ์แบบหลายช่องทาง ช่วยลดการจราจรระหว่างเครือข่ายที่ไม่จำเป็น
• Router เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับ Network layer ทำให้สามารถใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอลเครือข่ายต่างกัน และสามารถทำการกรองเลือกชนิดของข้อมูลที่ระบุไว้ ช่วยลดภาระปัญหา การจราจร ของข้อมูล และเพิ่มความปลอดภัยของเครือข่าย การจราจร

ประโยชน์ที่ได้รับจากระบบเครือข่าย

Simultaneous Access

ผู้ใช้หลายคนสามารถใช้ข้อมูลจากที่ เดียวกันได้

Shared Peripheral Devices

การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน

Personal Communication

การสื่อสารระหว่างบุคคล

Personal Communication: �Video Conferencing

การสื่อสารในกลุ่มผู้ใช้ที่อยู่ต่างสถานที่กัน โดยได้ทั้งภาพและเสียง

วิธีการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

• ระบบการประมวลผลข้อมูลที่ศูนย์กลาง (Centralized Data Processing)

การประมวลผลทั้งหมดจะเกิดขึ้นที่เครื่องหลักเพียงเครื่องเดียว ในระยะแรกผู้ใช้ต้องไปใช้งานที่ศูนย์คอมพิวเตอร์เท่านั้น แต่ในปัจจุบัน จะเป็นการประมวลผลทางไกล (TeleProcessing) ซึ่งเป็นการทำให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อมาใช้งานคอมพิวเตอร์ที่ศูนย์กลางได้จากระบบการสื่อสารต่าง ๆ แต่การประมวลผลจะอยู่ที่ศูนย์เช่นเดิม เครื่องที่เชื่อมต่อเข้ามามีหน้าที่เพียงแสดงผลที่เครื่องศูนย์กลางส่งมาเท่านั้น

• ระบบการประมวลผลข้อมูลไคลเอนต์-เซิร์ฟเวอร์ (Client-Server Processing)

เป็นการแบ่งการประมวลผลมาทำงานที่เครื่องพีซี โดยเครื่องพีซีจะเรียกใช้งานโปรแกรมที่ทำหน้าที่คุยกับโปรแกรมที่คอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง และรับหน้าที่ในการนำข้อมูลที่ผ่านการประมวลผลจาก server แล้วมาแสดงผลในรูปแบบต่าง ๆที่เหมาะสม รวมทั้งรับหน้าที่ในส่วนของการโต้ตอบและรับข้อมูลจากผู้ใช้ด้วย

• ระบบการประมวลผลข้อมูลแบบกระจาย (Distributed Processing)

เป็นการกระจายภาระการประมวลผลไปยังเครื่องต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อกันเป็นเครือข่าย และนำผลลัพธ์ที่ได้มารวมกัน ซึ่งเป็นการทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลของระบบโดยรวม รวมทั้งยังสามารถลดจำนวนข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่ายได้ด้วย