E-book ภูดินันท์ กุมภ์เรศ ณัฐเศรษฐ ไพศาล

ระบบเครือขา่ ยและการสือ่ สาร



คานา รายงานเล่มน้เี ป็นส่วนหน่งึ ของรายวชิ าการจดั การระบบเครือข่ายและการส่อื สารข้อมูลด้วยธรุ กจิ ด้วยคอมพิวเตอร์เพ่ือศกึ ษาและปฏบิ ตั ิเก่ยี วกบั พ้ืนฐานของการส่อื สารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์องคป์ ระกอบของการส่อื สารข้อมูลมคี วามร้คู วามเข้าใจเก่ยี วกบั การส่อื สารข้อมูลระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ สามารถใช้งานในระบบเรือข่ายเหน็ คุณค่าในเร่ืองการส่อื สารข้อมูลบนระบบเครือข่ายและการศกึ ษาเก่ยี วกบั มาตรฐานการส่อื สารข้อมูล โครงสร้างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โปรโตคอล ระบบเครือข่ายบนอนิ เตอร์เนต็ หากรายงานฉบบั น้มี ีข้อผดิ พลาดประการใดทางผู้จัดทาขออภยั มาณ ท่นี ้ีด้วย

สารบญั 1. บทบาทของการส่อื สารข้อมลู และเครือข่ายคอมพิวเตอร์2. การสอ่ื สารขอ้ มลู3. ส่อื กลางในการสือ่ สารข้อมลู4. เครอื ขา่ นคอมพิวเตอร์5. โพโทคอล6. อปุ กรณ์การส่ือสาร7. ตวั อยา่ งการตดิ ตั้งแลนภายในบา้ น

1. บทบาทของการส่อื สารข้อมลู และ เครอื ขา่ ยคอมพิวเตอร์  1. การติดตอ่ สื่อสารข้อมลู สมัยใหม่น้ี มีรากฐานมาจากความพยายามในการเช่อื มต่อระหวา่ งคอมพวิ เตอร์กับคอมพิวเตอร์ โดยอาศยั ระบบสื่อสารท่ีมีอยู่แล้ว เชน่ โทรศพั ท์ ดงั นั้นการสอื่ สารข้อมูลจึงอยใู่ นขอบเขตท่ีจากัด ต่อมาเมอื่ มกี ารใช้คอมพวิ เตอรม์ ากขน้ึความตอ้ งการในการตดิ ต่อระหว่างคอมพิวเตอรห์ ลายเครือ่ งในเวลาเดียวกัน ทีเ่ รยี กว่า ระบบเครือ่ ขา่ ย (Network) ได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้นเปน็ ลาดบั

ความสาคญั ของการสื่อสารขอ้ มูลผา่ นเครือขา่ ยคอมพิวเตอร์จึงเป็นสิ่งที่ตระหนกั กนั อยเู่ สมอ ลองพจิ ารณาถึงประโยชน์ ของการสื่อสารขอ้ มลู ต่อไปน้ี1. การจัดเกบ็ ข้อมูลได้งา่ ยและสื่อสารไดร้ วดเรว็ การจดั เก็บ ข้อมูลซง่ึ อยใู่ นรปู ของสญั ญาณอิเล็กทรอนิกส์ สามารถจดั เกบ็ ไวใ้ นแผ่นบันทึกทม่ี ีความหนาแน่นสงู แผน่ บนั ทึกแผน่ หนึ่ง สามารถบนั ทกึ ขอ้ มลู ได้มากกวา่ 1 ลา้ นตัวอักษร2. ความถูกตอ้ งของขอ้ มลู โดยปกตมิ กี ารสง่ ข้อมลู ด้วยสญั ญาณ ทางอิเล็กทรอนิกสจ์ ากจุดหนง่ึ ไปยงั จุดอ่ืนดว้ ยระบบดิจิทัล วิธีการรบั สง่ น้นั จะมกี ารตรวจสอบสภาพของขอ้ มูล3. 3) ความเรว็ ของการทางาน โดยปกติสญั ญาณของไฟฟ้าจะ เดินทางด้วยความเร็วเทา่ แสง ทาใหก้ ารใชค้ อมพวิ เตอร์ส่ง ข้อมลู จากซกี โลกหนง่ึ ไปยงั อีกซีกโลกหนึ่งหรอื ค้นหาขอ้ มลู จาก ฐานขอ้ มูลขนาดใหญ่ สามารถทาได้รวดเร็ว4. ตน้ ทนุ ประหยดั การเชือ่ มต่อคอมพิวเตอรต์ อ่ เขา้ หากันเปน็ เครือข่ายเพือ่ ส่งหรอื สาเนาขอ้ มูลทาให้ราคาต้นทุนของการใช้ ขอ้ มลู ไมแ่ พง เมอื่ เทียบกบั การจดั ส่งแบบวธิ อี ่ืน นัก คอมพิวเตอรบ์ างคนสามารถส่งโปรแกรมใหก้ ันและกันผ่านทาง สายโทรศพั ท์ได้

2. การสือ่ สารข้อมูล 2. การสือ่ สารขอ้ มูลการสือ่ สารขอ้ มูล(Data Communications) หมายถงึกระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปล่ียนข้อมูลกนั ระหว่างผู้ส่งและผู้รับโดยผ่านช่องทางส่อื สาร เช่น อปุ กรณอ์ เิ ลก็ ทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล เพ่ือให้ผู้ส่งและผู้รับเกดิความเข้าใจซ่ึงกนั และกนั

1. การถ่ายโอนขอ้ มูลแบบขนานการถา่ ยโอนขอ้ มูลแบบขนาน ทาได้โดยการส่งข้อมลู ออกทลี ะ 1 ไบต์ หรือ 8 บติ จากอปุ กรณส์ ่งไปยงั อปุ กรณร์ ับ อปุ กรณต์ วั กลางระหว่างสองเคร่ืองจงึ ต้องมชี ่องทางให้ข้อมูลเดินทางอย่างน้อย 8 ช่องทาง เพ่ือให้กระแสไฟฟ้ าผ่านโดยมากจะเป็นสายสญั ญาณแบบขนานระยะทางของสายสญั ญาณแบบขนานระหว่างสองเคร่ืองไม่ควรยาวเกนิ 100 ฟุต เพราะอาจทาให้เกดิ ปัญหาสญั ญาณสญูหายไปกบั ความต้านทานของสาย นอกจากน้ีอาจมปี ัญหาท่เี กดิจากระดบั ไฟฟ้ าสายดินท่จี ุดรับผดิ ไปจากจุดส่ง ทาให้เกดิ การผดิ พลาดในการรับสญั ญาณทางฝ่ ายรับ

2. การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลจะถูกส่งออกมาทลี ะบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การส่งข้อมูลแบบน้ีจะช้ากว่าแบบขนาน การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการตัวกลางสาหรับการส่อื สารเพียงช่องเดียวหรือสายเพียงคู่เดียว ค่าใช้จ่ายจะถูกกว่าแบบขนานสาหรับการส่งระยะทางไกลๆ โดยเฉพาะเม่อื เรามีระบบการส่อื สารทางโทรศัพทไ์ ว้ใช้งานอยู่แล้ว ย่อมจะเป็นการประหยดักว่าท่จี ะทาการติดต่อส่อื สารทลี ะ 8 ช่อง

3 สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล ตวั กลางหรือสายเช่ือมโยง เป็นส่วนท่ที าให้เกดิ การ เช่ือมต่อระหว่างอปุ กรณต์ ่างๆ เข้าด้วยกนั และอปุ กรณท์ ่ยี อมให้ข่าวสารข้อมูลเดนิ ทางผ่านจากผู้ส่งไปส่ผู ู้รับ ส่อื กลางท่ใี ช้ในการส่อื สารข้อมูลมอี ยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมคี วามแตกต่างกนั ในด้านของปริมาณข้อมูลท่สี ่อื กลางน้ันๆ สามารถนาผ่านไป ได้ในเวลาขณะใดขณะหน่งึ การวดั ปริมาณหรือ ความจุในการนาข้อมูลหรือท่เี รียกกนั ว่า แบนด์ วิดธ์ (bandwidth) มีหน่วยเป็น จานวน บติ ข้อมูลต่อวินาที

3.1 ส่ือกลางประเภทมีสาย สายคู่บดิ เกลียว (Twisted – Pair Cable)สายคู่บดิเกลียวประกอบด้วยสายทองแดง ท่หี ุ้มด้วยฉนวนพลาสติก หลังจากน้ันกน็ าสายท้งั สองมาถกั กนั เป็นเกลียวคู่ เช่น สายคู่บดิ เกลียวท่ใี ช้กบัเครือข่ายท้องถ่นิ (CAT5) การนาสายมาถกั เป็นเกลยี วเพ่ือช่วยลดการแทรกแซงจากสญั ญาณรบกวนสายคู่บิดเกลียวมีอยู่ 2 รปู แบบคือ สายคู่บดิ เกลียวแบบไม่มีชีลด์ และแบบมชี ิลด์

ดาวเทยี มการใช้ดาวเทยี มสาหรับการส่งข้อมูลแบบดิจติ อลกเ็ หมือนกบั การส่งแบบไมโครเวฟน่ันเองค่ะ ดาวเทยี มน้ันจะต้องรับและส่งสญั ญาณแบบสนั ตรง ดาวเทยี มจะช่วยส่งสญั ญาณในระยะไกลซ่ึงทาได้มากข้นึ ในลักษณะของการข้ามภมู ภิ าค ข้ามทวีป ซ่ึงสญั ญาณไมโครเวฟน้ันไม่สามารถทาได้เน่ืองจาก ดาวเทยี มน้ันจะมีฟุตพร้ิน(Footprint) สาหรับฟุตพร้ิน(Footprint) กค็ อื จานวนพ้ืนท่บี นผวิ โลกท่ดี าวเทยี มหน่ึงครอบคลุมการส่งสญั ญาณได้น่ันเองค่ะในปัจจุบันน้ีมกี ารใช้สญั ญาณดาวเทยี มท่โี คจร

4 เครือข่ายคอมพวิ เตอร์ ธรรมชาติมนุษยต์ ้องอยู่รวมกนั เป็นกลุ่ม มกี ารตดิ ต่อส่อื สารระหว่างกนั ร่วมกนั ทางานสร้างสรรสงั คมเพ่ือให้ ความเป็นอยู่โดยรวมดขี ้ึนจากการดาเนินชีวิตร่วมกนั ท้งั ในด้านครอบครัว การทางานตลอดจนสงั คมและการเมือง ทาให้ต้องมีการพบปะแลกเปล่ียนข้อมูลระหว่างกนั เม่อื มนุษยม์ คี วามจาเป็นท่จี ะตดิ ต่อส่อื สารระหว่างกนั พัฒนาการทางด้านคอมพิวเตอร์จงึ ต้องตอบสนองเพ่ือให้ใช้งานได้ตามความต้องการ แรกเร่ิมมกี ารพัฒนาคอมพิวเตอร์แบบ

5 โพรโทคอล  โปรโตคอล ( Protocol) หมายถงึ ข้อกาหนดหรือข้อตกลง ในการส่อื สารระหว่างคอมพิวเตอร์ซ่งึ มอี ยู่ด้วยกนั มากมายหลาย ชนิด แต่ละชนดิ กม็ ขี ้อดี ข้อเสยี และใช้ในโอกาสหรือสถานการณ์ แตกต่างกนั ไป คล้ายๆ กบั ภาษามนุษยท์ ่มี ที ้งั ภาษาไทย จนี ฝร่ัง หรือภาษาใบ้ ภาษามอื หรือจะใช้วิธยี กั ค้วิ หล่ิวตาเพ่ือส่งสญั ญาณ กจ็ ดั เป็นภาษาได้เหมือนกนั ซ่ึงจะส่อื สารกนั ร้เู ร่ืองได้จะต้องใช้ ภาษาเดียวกนั ในบางกรณถี ้าคอมพิวเตอร์ 2 เคร่ืองส่อื สารกนั คนละภาษากนั และต้องการนามาเช่ือมต่อกนั จะต้องมีตวั กลางใน การแปลงโปรโตคอลกลับไปกลบั มาซ่ึงนยิ มเรียกว่า Gateway ถ้าเทยี บกบั ภาษามนุษยก์ ค็ อื ล่าม ซ่ึงมอี ยู่ท้งั ท่ี เป็นเคร่ืองเซิร์ฟเวอร์แยกต่างหากสาหรับทาหน้าท่นี ้โี ดยเฉพาะ หรือาจะเป็นโปรแกรมหรือไดรฟ์ เวอร์ท่สี ามารถติดต้งั ในเคร่ือง คอมพิวเตอร์น่นั ๆได้เลย

OSI 7-Layer Reference Model (OSIModel) โดยโครงสร้างการส่อื สารข้อมูลท่กี าหนดข้ึนมีคุณสมบตั ิดงั น้ีคือ ในแต่ละช้ันของแบบการส่อื สารข้อมูลเราจะเรียกว่า Layer หรือ \"ช้ัน\"ของแบบการส่อื สารข้อมูล ประกอบด้วยช้ันย่อยๆ 7 ช้ัน ในแต่ละช้ันหรือแต่ละ Layer จะเสมอื นเช่ือมต่อเพ่ือส่งข้อมูลอยู่กบั ช้ันเดียวกนั ในคอมพิวเตอร์อกี ด้านหน่งึ แต่ในการเช่ือมกนั จริงๆ น้นั จะเป็นเพียงการเช่ือมในระดับ Layer1 ซ่ึงเป็นช้ันล่างสดุ เทา่ น้นั ท่มี ีการรับส่งข้อมูลผ่านสายส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ท้งั สองโดยท่ี Layer อ่นื ๆ ไม่ได้เช่ือมต่อกนัจริงๆ เพียงแต่ทางานเสมือนกบั ว่ามีการติดต่อรับส่งข้อมูลกบั ช้ันเดียวกนั ของคอมพิวเตอร์อกี ด้านหน่งึ

6 อปุ กรณ์เครือข่าย คงมหี ลายๆท่านท่คี ิดจะติดต้งั ระบบเครือข่ายเพ่ือใช้งานภายในบ้านหรือในสานกั งานของตัวเอง เพราะต้องการแชร์ ทรัพยากรท่มี ีอยู่เช่นเคร่ืองพิมพ์ ข้อมูล เคร่ืองสแกนและอ่นื ๆ ให้เคร่ืองคอมฯหลายๆเคร่ืองใช้ร่วมกนั อกี ท้งั ต้องการความสะดวกในการติดต่อส่อื สารภายในองคก์ รทางอเี มล์ ซ่ึงทา่ นกล็ องคดิ ดูว่าถ้าทา่ นทางานอยู่ช้ันส่ีแล้วเคร่ืองพิมพ์อยู่ช้ันสามถ้าไม่มรี ะบบเครือข่ายจะทายงั ไงถ้าต้องพิมพ์งาน กค็ งต้อง Save งานใส่แผ่นแล้วกเ็ ดนิ ลงไปพิมพ์ท่ชี ้ันสาม

การด์ แลนเป็นอปุ กรณท์ ่ที าหน้าท่ใี นการรับส่งข้อมูลจากเคร่ืองคอมฯเคร่ืองหน่ึงไปส่อู กี เคร่ืองโดยผ่านสายแลน การ์ดแลนเป็นอปุ กรณท์ ่สี ามารถต่อพ่วงกบั พอร์ตแทบทุกชนิดของเคร่ืองคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็น ISA, PCI, USB,Parallel, PCMCIA และ Compact Flashซ่ึงท่เี หน็ ใช้กนั มากท่สี ดุ กจ็ ะเป็นแบบ PCI เพราะถ้าเทยี บราคากบั ประสทิ ธภิ าพแล้วถือว่าค่อนข้างถูก มีหลายราคา ต้งั แต่ไม่ก่รี ้อยบาทจนถงึ หลักพัน ส่วนแบบ USB, Parallel,PCMCIA ส่วนใหญ่จะเหน็ ใช้กนั มากกบั เคร่ืองโนต๊ บุค๊เพราะกอ็ ย่างท่ที ราบกนั อยู่ว่าการตดิ อปุ กรณล์ งในพอร์ตภายในของเคร่ืองโนต๊ บุค๊ เป็นเร่ืองยาก ดังน้ันการต่ออปุ กรณต์ ่อพ่วงจงึต้องอาศยั พอร์ตภายนอกดังท่กี ล่าวมา

ฮับเป็นอปุ กรณท์ ่ที าหน้าท่เี สมอื นกบั ชุมทางข้อมูล มีหน้าท่เี ป็นตัวกลาง คอยส่งข้อมูลให้คอมพิวเตอร์ในเครือข่าย ซ่ึงลักษณะการทางาน ให้ลองนกึ ถงึ ภาพการออกอากาศโทรทศั น์ ท่เี ม่อื มีเคร่ืองคอมพิวเตอร์เคร่ืองใดเคร่ืองหน่ึงกาลังส่งข้อมูล เคร่ืองท่อี ยู่บนเครือข่ายทุกเคร่ืองจะได้รับข้อมูลเหมอื นๆ กนั ทุกเคร่ือง ซ่ึงเม่อื แต่ละเคร่ืองได้รับข้อมูลกจ็ ะดูว่า เป็นข้อมูลของตวั เองไหม ถ้าใช่กจ็ ะรับเข้ามาประมวลผล ถ้าไม่ใช่กไ็ ม่รับเข้ามา ซ่ึงจากากรทางานในลักษณะน้ี ในเครือข่ายท่ใี ช้ฮับเป็นตวั กระจ่ายสญั ญาณ จะสามารถส่งข้อมูลส่เู ครือข่ายได้ทลี ะเคร่ือง ถ้ามคี อมพิวเตอร์เคร่ืองใดเคร่ืองหน่ึงกาลังสง่ ข้อมูล เคร่ืองอ่นื ๆ กต็ ้องรอให้การส่งข้อมูลเสรจ็ ส้นิ เสยี ก่อน เม่อื ช่องสญั ญาณว่าง จึงจะสามารถส่งข้อมูลได้

7 รูปร่างเครือข่าย  โทโพโลยี หมายถงึ รปู แบบการเช่ือมต่อคอมพิวเตอร์และอปุ กรณ์คอมพิวเตอร์ เข้าด้วยกนั ให้เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซ่ึงในการกล่าวถงึ โทโพโลยีจะกล่าวถงึ ใน 2 ลักษณะ คอื โทโพโลยีทางตรรกะ(logical topology) และโทโพโลยที างกายภาพ(Physical Topology) โทโพโลยที างตรรกะ แสดงถงึ การเช่ือมโยงระหว่างอปุ กรณ์ต่างๆของเครือข่ายเป็นแผนภาพ ส่วนโทโพโลยีทางกายภาพ หมายถงึการเช่ือมโยงทางกายภาพของเคร่ืองคอมพิวเตอร์และอปุ กรณต์ ่างๆซ่ึงเป็นการเช่ือมโยงทางวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ โทโพโลยีท่วั ไปในเครือข่ายคอมพิวเตอร์มักจะหมายถงึ โทโพโลยที างตรรกะ ซ่ึงมีรปู แบบการเช่ือมโยงหลายรปู แบบรปู แบบท่สี าคญั มดี งั น้ี

การเชือ่ มโยงแบบสมบูรณ์ (CompleteInterconnect) การเช่ือมโยงแบบสมบูรณ์ เป็นการเช่ือมโยงคอมพิวเตอร์ทุกเคร่ืองในเครือข่ายเข้าด้วยกนั แบบจุดต่อจุด ดงั แสดงในรูปภาพการเช่ือมโยงแบบน้ีทาให้มีความเรว็ ในการส่อื สารข้อมูลสงู โปรแกรมท่ใี ช้ในการควบคุมการส่อื สารกเ็ ป็นแบบพ้ืนฐานไม่ซับซ้อนมากนัก และไม่จาเป็นต้องมีหน่วยประมวลผลกลาง การส่อื สารในการเลอื กเส้นทางส่อื สารเน่ืองจากเป็นการเช่ือมโยงโดยตรงถงึ เคร่ืองคอมพิวเตอร์ ทุกเคร่ือง การเช่ือมโยงแบบน้ีมีความเช่ือม่นั ในการส่อื สารสงู และหากได้เพ่ิมหน่วยประมวลผลการส่อื สารเข้าไปในระบบอกี จะทาให้การส่อื สารเป็นไปอย่างมปี ระสทิ ธภิ าพมากย่งิ ข้ึน