ระบบเครือข่ายและการสื่อสาร

ระบบเครือข่ายและการสื่อสาร

1 บทบาทของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

                การติดต่อสื่อสารเป็นการพูดคุยหรือส่งข่าวสารกันของมนุษย์ ซึ่งเป็นการแสดงออกด้วยท่าทาง การใช้ภาษาพูดหรือผ่านทางตัวอักษร โดยส่วนใหญ่เป็นการสื่อสารในระยะใกล้ ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้นมีการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการสื่อสาร ทำให้สามารถสื่อสารได้ในระยะไกลและสะดวดรวดเร็วมากขึ้น เช่น โทรเลข โทรศัพท์ และการสื่อสาร
              สำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเวลาเดียวกันที่เรียกว่า    ระบบเครือข่าย (network system) มีการพัฒนาให้ดีขึ้นเป็นลำดับ จากในอดีตการใช้งานคอมพิวเตอร์จะเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ เช่น เมนเฟรม การใช้งานจะมีการเชื่อมต่อไปยังเครื่องปลายทางหรือเทอร์มินัล (terminal) หลายเครื่อง ซึ่งถือว่าเป็นการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์กับเทอร์มินัลในยุคแรก
                 ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์หรือพีซี ซึ่งมีขีดความสามารถในด้านความเร็วการทำงานสูงขึ้น และมีราคาต่ำลงมากเมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ทำให้การใช้งานแพร่หลายมากยิ่งขึ้น และมีความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเข้าด้วยกัน นอกเหนือจากการเชื่อมต่อเทอร์มินัลเข้ากับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ และได้มีการกำหนดมาตรฐานกลางที่ใช้ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ที่มาจากผู้ผลิตต่างกัน ใช้สามารถติดต่อถึงกันได้ เกิดจากใช้งานระบบเครือข่ายที่ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการทำงาน เช่น การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกัน หรือการใช้ทรัพยากรร่วมกัน ทำให้เกิดความสะดวก และรวดเร็วในการใช้งานมากขึ้น

               การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ก่อให้เกิดประโยชน์ดังนี้

1.ความสะดวกในการแบ่งปันข้อมูล
2.ความถูกต้องของข้อมูล
3.ความเร็วของการรับส่งข้อมูล
4.การประหยัดค่าใช้จ่ายในการสื่อสารข้อมูล
5.ความสะดวกในการแบ่งปันทรัพยากร
6.ความสะดวกในการประสานงาน
7.ขยายบริการขององค์กร
8.การสร้างบริการรูปแบบใหม่บนเครือข่าย
2 การสื่อสารข้อมูล
การสื่อสารข้อมูล หมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูล/ข่างสารโดยผ่านทางสื่อกลางในการสื่อสาร ซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทที่มีสายหรือไร้สายก็ได้ องค์ประกอบพื้นฐานของระบบสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วย
1.ข้อมูล/ข่าวสาร (data/message)    คือ ข้อมูลหรือสารสนเทศต่างๆ ที่ต้องการส่งไปยังผู้รับโดยข้อมูล/ข่าวสารอาจประกอบด้วยข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง วีดิทัศน์ หรือสื่อผสม
2. ผู้ส่ง (Sender) คือ คนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับส่งข้อมูล/ข่าวสาร ซึ้งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ กล้องวีดิทัศน์ เป็นต้น
3. ผู้รับ (Receiver) คือ คนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับรับข้อมูล/ข่าวสารที่ทางผู้ส่งข้อมูลส่งให้ ซึ้งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เป็นต้น
4. สื่อกลางในการรับส่งข้อมูล (Transmission Media) คือ สิ่งที่ทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูล/ข่าวสารไปยังจุดหมายปลายทาง โดยสื่อกลางในการส่งข้อมูลจะมีทั้งแบบสาย เช่น สายเคเบิล สายยูทีพี สายไฟเบอร์ออพติก และสื่อกลางในการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟและดาวเทียม
5.โพรโทคอล (Protocol)  คือ กฎเกณฑ์ ระเบียบ หรือข้อปฏิบัติต่างๆ ที่กำหนดขึ้นมาเพื่อเป็นข้อตกลงในการสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับและผู้ส่ง
  2.1 สัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร แบ่งออกเป็น2ประเภทคือ

สัญญาณแอนะล็อก (analog signal)และสัญญาณดิจิทัล (digital signal) สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มีขนาดแอมพริจูด (amplitude) ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและเป็นค่าต่อเนื่อง เช่น เสียงพูด และเสียงดนตรี ส่วนสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณที่ไม่มีความต่อเนื่องที่เรียกว่า ดีสครีต (Discrete) สัญญาณดิจิทัลถูกแทนด้วยระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับเท่านั้นโดยแสดงสถานะเป็น “0” และ “1”ซึ้งตรงกับรหัสตัวเลขฐานสอง
  2.2การถ่ายโอนข้อมูล เป็นการส่งสัญญาณออกจากอุปกรณ์ส่ง ไปยังอุปกรณ์รับ โดยจำแนกได้ 2 แบบ คือ
1) การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละหลายบิตพร้อมกันจากอุปกรณ์รับ ผ่านสื่อกลางนำสัญญาณที่มีช่องทางส่งข้อมูลหลายช่องทาง โดยทั่วไปจะเป็นสายนำสัญญาณหลายๆเส้นที่มีจำนวนสายส่งสัญญาณเท่ากับจำนวนบิตที่ต้องการส่งในแต่ละครั้ง นอกจากการส่งข้อมูลหลักที่ต้องการแล้ว อาจมีการส่งข้อมูลอื่นเพิ่มเติมไปด้วย เช่น บิตพาริตี (Parity Bit) ใช่ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการรับสัญญาณที่ปลายทาง หรือสายที่ควบคุมการตอบโต้ เพื่อควบคุมจังหวะการรับ-ส่งข้อมูลแต่ละชุด
2) การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดรับและจุดส่ง ถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการสื่อกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียวหรือเพียงคู่สายเดียว ค่าใช้จ่ายในด้านของสายสัญญาณจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะทางไกลๆ
 2.3 รูปแบบการรับ-ส่งข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นการรับ-ส่งข้อมูลแบบขนานและอนุกรมสามารถแบ่งได้เป็น 3 แบบดังนี้

                1) การสื่อสารทางเดียว (Simplex Transmission) ข้อมูลสามารถส่งได้ทางเดียวโดยแต่ละฝ่ายจะทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น เป็นผู้รับและผู้ส่ง บางครั้งเรียกการสื่อสารแบบนี้ว่าการส่งทิศทางเดียว (Unidirectional Transmission) เช่น การกระจายเสียงของสถานีโทรทัศน์หรืสถานีวิทยุ
                2) การสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (Half duplex Transmission) สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองฝ่าย แต่จะต้องผลัดกันส่งผลัดกันรับ จะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้ เช่น วิทยุสื่อสาร (Walkie-Talkie Radio)
                3) การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา (Full duplex Transmission) สามารถส่งข้อมูลได้สองทางโดยที่ผู้รับและผู้ส่งสามารถรับข้อมูลได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์
3 สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

                การสื่อสารทุกชนิดต้องอาศัยสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูลเพื่อนำข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทาง เช่น การคุยโทรศัพท์อาศัยสายโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณคลื่นเสียงไปยังผู้รับเป็นต้นสำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์อาจใช้สายเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์เชื่อมต่อหรืออาจใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบไร้สายเป็นสื่อกลางในการเชื่อมต่อก็ได้สื่อกลางในการสื่อสารมีความสำคัญเพราะเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดประสิทธิภาพในการสื่อสาร เช่น ความเร็ว ในการส่งข้อมูล ปริมาณของข้อมูล ที่สามารถนำไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลา รวมถึงคุณภาพของการส่งข้อมูล เราจะกล่าวถึงสื่อกลางในการสื่อสารทั้งในแบบใช้สายและแบบไร้สายดังนี้
 3.1 สื่อกลางแบบใช้สาย

                1) สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair Cable) สายนำสัญญาณแบบแต่ละค่สายที่เป็นสายทองแดงจะถูกพันบิดเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในสายเดียวกัน ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงสายคู่บิดเกลียวมี2ชนิด คือ
                - สายคู่บิดเกลียวแบบไม่ป้องกันสัญญาณรบกวน
                - สายคู่บิดเกลียวแบบป้องกันสัญญาณรบกวน
                2) สายโคแอกซ์ (Coaxial Cable) เป็นสายที่เรารู้จักกันดี โดยใช้กับเสาอากาศที่นำสัญญาณมาให้ทีวี
                3) สายไฟเบอร์ออพติก(Fiber-Optic Cable) ประกอบด้วยกลุ่มของเส้นใยทำจากแก้วหรือพลาสติกที่มีขนาดเล็กประมาณเส้นผม
  3.2 สายสื่อกลางแบบไร้สาย การสื่อสารแบบไร้สายอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อกลางนำสัญญาณ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้ในการสื่อสารหลายชนิด แบ่งตามช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน เนื่องมีความคล่องตัวสูงและสะดวกสบาย มีดังนี้
                1) อินฟราเรด สื่อกลางประเภทนี้มักใช้การสื่อสารข้อมูลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างตัวส่งและตัวรับสัญญาณ

                2) ไมโครเวฟ เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกล โดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอาการพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง

                3) คลื่นวิทยุ เป็นสื่อกลางที่ใช้ส่งข้อมูลไปในอากาศ สามารถส่งในระยะใกล้และไกล

                4) ดาวเทียมสื่อสาร พัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับส่งไมโครเวฟบนผิวโลก

4 เครือข่ายคอมพิวเตอร์

                เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเข้ากันเพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลและทรัพยากรร่วมกัน
                เครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามพื้นที่ที่ครอบคลุมการใช้งานเครือข่าย ดังนี้
                 1.เครือข่ายส่วนบุคคล หรือแพน (Personal Area Network : PAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ส่วนบุคคล
                 2.เครือข่ายเฉพาะที่หรือแลน (Local  Area Network : LAN)  เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยง
คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ ที่อยู่ในพื้นที่เดียวกันหรือใกล้กัน
                 3.เครือข่ายนครหลวงหรือแมน (Metropolitan  Area Network : MAN)  เป็นเครือข่ายที่ใช้ใน
การเชื่อมโยงแลนที่ไกลออกไป
                 4.เครือข่ายวงกว้างหรือแวน (Wide Area Network : WAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยง
กับเครือข่ายอื่นที่อยู่ไกลจากกัน
             4.1 ลักษณะเครือข่าย ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกันสามารถแบ่งลักษณะของเครือข่ายตามบทบาทของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการสื่อสารได้ดังนี้
                1. เครือข่ายแบบรับหรือให้หริการ (Client-Server Network)
                2. เครือข่ายระดับเดียวกัน (Peer-to-Peer Network: P2P Network)
             4.2 รูปร่างของเครือข่าย
                1. เครือข่ายแบบบัส (Bus Topology) เป็นรูปแบบที่มีเค้าโครงไม่ยุ่งยาก
                2. เครือข่ายแบบวงแหวน (Ring Topology) เป็นการเชื่อมแต่ละสถานีเข้าด้วยกัน
                3. เครือข่ายแบบดาว (Star Topology) เป็นการเชื่อมต่อสถานีในเครือข่ายโดยทุกสถานีจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลาง
                4. เครือข่ายเมช (Mesh Topology) เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อที่มีความนิยมมากและมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากถ้ามีเส้นทางการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดออกจากกัน การติดต่อสื่อสารระหว่างคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จัดเส้นทาง () จะทำการเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังปลายทาง
 5  โพรเทคอล
การเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เครือข่ายที่ผลิตจากผู้ผลิตหลายรายผ่านทางระบบเครือข่ายชนิดต่างๆกัน ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกันได้ เช่น การติดต่อสื่อสารระหว่างเมนเฟรมของบริษัทไอบีแอ็ม (IBM Mainframe) ไม่สามารถติดต่อสื่อสารกันได้โดยตรงกับเครื่องแมคอินทอชของบริษัทแอปเปิล (Apple Macintosh) ดังนั้นต้องมีการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูลที่ส่งและกำหนดมาตรฐานทั้งในด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เพื่อให้อุปกรณ์สามารถติดต่อสื่อสารกันได้โดยมีองค์กรกลาง เช่น IEEE , ISO และ ANSI เป็นผู้กำหนดมาตรฐานขึ้นมา
                สำหรับโพรโทคอลที่ใช้เป็นมาตรฐานในการสื่อสารแบบใช้สาย และแบบไร้สาย ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น
 ทีซีพี/ไอพี (Transmission Control Protocol / Internet Protocol : TCP/IP) เป็นโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในระบบอินเทอร์เน็ต โดยมีการระบุผู้รับผู้ส่งในเครือข่ายและจัดการแบ่งข้อมูลเป็นชิ้นเล็กๆที่เรียกว่า แพ็กเก็ต (Packet) ส่งผ่านไปยังอินเทอร์เน็ตและมั่นใจได้ว่าข้อมูลที่ส่งไปนั้นจะได้รับอย่างถูกต้องครบถ้วน
 ไวไฟ (Wireless Fidelity : Wi-fi) มักถูกนำไปอ้างถึงเทคโนโลยีเครือข่ายแบบไร้สาย ตามมาตรฐาน IEEE 802.11 ซึ่งใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.4GHz เป็นสื่อกลางในการติดต่อสื่อสาร ไวไฟเกิดจากการรวมกลุ่มกันของผู้ผลิตอุปกรณ์ เพื่อทดสอบว่าอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นทำงานได้ตามมาตรฐานของ IEEE 802.11 โดยเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองจากไวไฟ จะสามารถติดต่อสื่อสารถึงกันได้

 6 อุปกรณ์การสื่อสาร
อุปกรณ์การสื่อสาร (Communication Devices) ทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งและรับข้อมูล โดยมีการส่งผ่านตัวกลางดังที่กล่าวมา
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายมีหลายแบบด้วยกัน เช่น การต่อผ่านโทรศัพท์บ้าน การต่อผ่านเคเบิลทีวี การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบใช้สายและไร้สาย ซึ่งจำเป็นต้องมีอุปกรณ์สนับสนุนในการเชื่อมต่อในแต่ละแบบ อุปกรณ์การสื่อสารประเภทต่างๆ ที่มีใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เช่น
             1) โมเด็ม(Modem) เป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณแอนะล็อก และแปลง
สัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัลเพื่อให้ข้อมูลส่งผ่านสายโทรศัพท์ได้ โมเด็มแบ่งตามลักษณะการใช้งานได้ดังนี้
             1.1 โมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์ (Dial-up Modem) เป็นโมเด็มที่ใช้ต่อเข้ากับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่านทางสายโทรศัพท์ การเชื่อมต่อใช้วิธีการหมุนโทรศัพท์
             1.2 ดิจิทัลโมเด็ม (Digital Modem) เป็นโมเด็มที่ใช้รับและส่งข้อมูลผ่านสายเชื่อมสัญญาณแบบดิจิทัล  การเชื่อมต่อโมเด็มแบบนี้ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องหมุนโทรศัพท์ไปที่ผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ต
             2) การ์ดแลน (LAN care) เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์กับสายตัวนำสัญญาณทำให้
คอมพิวเตอร์สามารถรัยและส่งข้อมูลกับระบบเครือข่ายได้
             3)ฮับ (Hub) เป็นอุปกรณ์ที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหรือเครื่องหลาย ๆ เครื่องเข้า
ด้วยกัน ข้อมูลที่รับส่งผ่านฮับจากเครื่องหนึ่งจะกระจายไปยังทุกสถานีที่ต่ออยู่บนฮับนั้น
            4)สวิตช์ (Switch) เป็นอุปกรณ์รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหรือเครื่องคอมพิวเตอร์หลาย
เครื่องเช่นเดียวกับฮับ แต่มีข้อแตกต่างจากฮับ คือการรับส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ตัวหนึ่งจะไม่กระจายไปยังทุกจุดเหมือนฮับ ทั้งนี้เพราะสวิตช์จะรับกลุ่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ใดแล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เป้าหมาย
            5)อุปกรณ์จัดเส้นทาง (Router) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานในการเชื่อมโยงเครือข่าย หลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน
ดังนั้น จึงมีเส้นทางการเข้าออกของข้อมูลได้หลายเส้นทาง
            6)จุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย (Wireless Access Point) ทำหน้าที่คล้ายกับฮับของเครือข่ายแบบใช้สายเพื่อใช้สำหรับ
ติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์แบบไร้สายโดยจะต้องใช้งานร่วมกับการ์ดแลนไร้สายที่ติดตั้งอยู่กับคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์
            7 ตัวอย่างการติดตั้งแลนภายในบ้าน
การติดตั้งแลนภายในบ้านอย่างง่าย สามารถทำโดย เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์อย่างน้อย สองเครื่องเข้าด้วยกันโดยผ่านสวิตช์และทำการปรับตั้งค่าของ โพรโทคอล การสื่อสารที่เกี่ยวข้อง เช่น ที่อยู่ของไอพีของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง จะทำให้คอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารข้อมูลกันได้ และถ้าต้องการเชื่อมต่อแลนดังกล่าว เข้ากับอินเตอร์เน็ตจะต้องทำการเชื่อมต่อสวิตช์เข้ากับอุปกรณ์จัดเส้นทาง จากนั้นผู้ใช้งานจะสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเส้นทางเข้ากับอินเตอร์เน็ตได้โดยขอใช้บริการจากผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ต

 ที่มาของข้อมูลhttp://kitima5732040035.blogspot.com/

 ขอบคุณรูปภาพ http://thn228455.blogspot.com/