หน่วยที่ 1 พื้นฐานการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การเรียกช่ือเครือข่าย และลกั ษณะการเชื่อมโยง ความหมายของ ระบบเครือข่าย ประเภทของเครือข่ายต่างๆ เครือข่ายคอมพวิ เตอร์ คอมพวิ เตอร์ เบื้องต้น องค์ประกอบของการส่ือสาร ข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย

ความหมายของเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ คอื การนาเอาเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ตั้งแต่ 2 เคร่ืองมาเชื่อมต่อเข้าด้วยกนั โดยอาศัยสายเคเบลิ เช่ือมระหว่างพอร์ตเครื่องพมิ พ์ในการรับส่ง แฟ้มข้อมูลระหว่างกนั หรืออปุ กรณ์ต่าง ๆ ร่วมกนั ได้

กฏเกณฑ์การทางานภายใต้พืน้ ฐานเดียวกนั ของเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ในระบบเครือข่าย 1. ข้อมูลทส่ี ่งและรับจะต้องถูกต้องและไม่สูญหาย 2. สามารถจาแนกข้อมูลทถ่ี ูกส่งไปยงั เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ เคร่ืองใดได้ 3. สามารถแยกแยะเครื่องคอมพวิ เตอร์ท้งั หมดในระบบได้ 4. มีมาตรฐานการต้งั ช่ือและบ่งชี้ได้ชัดเจน

องค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย ผู้ส่ ง(Sender) ผู้รับ(Receiver) ตวั กลางส่งข้อมูล ผู้รับ ผู้ส่ง

ทาไม ต้องสร้างเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ 1. เพมิ่ ประสิทธิภาพในการใช้งานร่วมกนั 2. ให้ข้อมูลได้จานวนมากในเวลาเดยี วกนั 3. แลกเปลยี่ นความคดิ เห็นได้หลากหลาย 4. เกบ็ ข้อมูลทส่ี าคญั ในศูนย์ข้อมูลส่วนกลาง 5. ลดความซับซ้อนของอปุ กรณ์หรือใช้อปุ กรณ์ร่วมกนั 6. มีความรวดเร็วในการส่ือสารข้อมูล

ประเภทของเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ แบ่งออกเป็ น 3 ประเภทดงั นี้ LAN WAN MAN

เครือข่ายบริเวณเฉพาะท่ี LAN (Local Area Network) 1. เป็ นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้ภายในสานักงานอาคารเดยี วกนั 2. การเชื่อมต่อใช้สายเคเบลิ สายโคแอกซ์ หรือสายใยแก้ว ช่วยเพม่ิ ประสิทธิภาพ การทางานและใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ ร่วมกนั ได้ 3. ใช้ในโรงเรียน มหาวทิ ยาลยั บริษทั ห้างร้าน

ตวั อย่างเครือข่ายบริเวณเฉพาะท่ี LAN (Local Area Network)

เครือข่ายบริเวณนครหลวง MAN (Metropolitan Area Network) 1. เป็ นเครือข่ายในเขตเมืองเดยี วกนั 2. เป็ นเครือข่ายขนาดกลางอานวยความสะดวก ให้แก่ประชาชนของเมืองน้ันหรือเขตการปกครองน้นั 3. ดงั เช่น เครือข่ายของรัฐต่าง ๆ ในอเมริกา

ตัวอย่างเครือข่ายบริเวณนครหลวง MAN (Metropolitan Area Network)

เครือข่ายบริเวณกว้าง WAN ( Wide Area Network) 1. เป็ นเครือข่ายระยะไกลครอบคลมุ ท้งั ประเทศ ระหว่างประเทศ หรือทวั่ โลก 2. ตวั กลางในการส่ือสาร ดาวเทยี ม สายใยแก้วนาแสง หรือคลื่นไมโครเวฟ 3. เครือข่ายประเภทนีค้ ือเครือข่ายอนิ เทอร์เน็ต

เครือข่ายบริเวณกว้าง WAN ( Wide Area Network)

การเช่ือมโยงเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ มอี งค์ประกอบหลกั 2 ส่วนคือ 1. ฮาร์ดแวร์หรือเครือข่ายเชิงกายภาพหรืออุปกรณ์เครือข่ายได้แก่ สายนาสัญญาณ แผงวงจรเครือข่าย เครื่องคอมพวิ เตอร์และ อุปกรณ์อื่น ๆ ในการรับ-ส่งข้อมูล 2. ซอฟต์แวร์ทก่ี าหนดกฎเกณฑ์ในการจดั การเกย่ี วกบั อปุ กรณ์ ให้สามารถทางานร่วมกนั ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

1. ฮาร์ดแวร์หรือเครือข่ายเชิงกายภาพ(Physical Networking) ลกั ษณะการเช่ือมต่อเครือข่ายเชิงกายภาพ แบ่งได้เป็ น 4 แบบ 1. การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ BUS Topology 2. การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Star Topology 3. การเชื่อมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Ring Topology 4. การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Tree Topology

การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ BUS Topology Computer Server Workstation Workstation Workstation Workstation

การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Star Topology Workstation Workstation Workstation Workstation Computer Server Hub Workstation Workstation

การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Ring Topology Client หรือWorkstation ClientหรือWorkstation Ring Computer Server

การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Tree Topology Server Hub Hub Hub Hub Workstation Workstation Workstation

2. ซอฟต์แวร์หรือส่วนการจดั การเครือข่ายเชิงตรรกะ เป็ นซอฟต์แวร์ควบคุมการถ่ายโอนข้อมูลของ เคร่ืองคอมพวิ เตอร์เคร่ืองบริการ(Server)และ เคร่ืองรับบริการ(Client)ให้ทางานร่วมกนั ได้ อย่างมีประสิทธิภาพ ภายใต้มาตรฐานเดยี วกนั

ประเภทของเครื่องคอมพวิ เตอร์ภายในเครือข่ายคอมพวิ เตอร์ จาแนกได้เป็ น 4 ประเภท ดงั นี.้ .. 1. เซิร์ฟเวอร์ (Server) เป็ นเครื่องคอมพวิ เตอร์ทที่ าหน้าทีใ่ ห้บริการต่าง ๆ 2. เวริ ์กสเตชัน (Workstation) เป็ นเครื่องคอมพวิ เตอร์ทว่ั ๆไปทส่ี ามารถ ประมวลผลข้อมูลต่าง ๆได้ 3.ไคลเอนต์(Client) เป็ นเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ทมี่ ีการเรียกใช้ข้อมูลจากเซิร์ฟเวอร์ 4.เทอร์มนิ ัล (Terminal) เป็ นอปุ กรณ์ทปี่ ระกอบด้วย จอภาพ แป้นพมิ พ์ และอปุ กรณ์อ่ืน ๆ เทอร์มนิ ัลไม่สามารถประมวลผลข้อมูลได้ด้วยตนเอง แต่ใช้การ สื่อสารข้อมูลกบั เซิร์ฟเวอร์ให้ทาการประมวลผลและส่งผลข้อมูลปรากฎบนจอภาพได้

การส่ือสารข้อมูล data communication ข้นั ตอน 1. ข้นั ตอน 1. ข้นั ตอน 2. ข้นั ตอน 2. ข้นั ตอน 3. ข้นั ตอน 3. ข้นั ตอน 4. ข้นั ตอน 4. .......... .......... ขอ้ มูล สื่อนาข้อมูล ผู้ส่ง ผ้รู ับ

โมเด็ม MODEM เป็ นอุปกรณ์ทแ่ี ปลงสัญญาณดจิ ติ อลจากเครื่องคอมพวิ เตอร์ ให้เป็ นสัญญาณแอนะลอ็ ก เรียกข้นั ตอนนีว้ ่า modulation และแปลงสัญญาณแอนะลอ็ กจากเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ ให้เป็ นสัญญาณดจิ ิตอล เรียกข้นั ตอนนีว้ ่า demodulation

โมเด็ม MODEM โมเดม็ ภายนอก โมเดม็ ภายใน External modem Internal modem เป็นอุปกรณ์ท่ีแยกจากเครื่องคอมพวิ เตอร์ เป็นการ์ดที่ใชเ้ สียบกบั แผงวงจรหลกั และเช่ือมต่อกบั คอมพวิ เตอร์ทางพอร์ต อนุกรม(serial port)ดว้ ยสายเคเบิ้ล ของคอมพวิ เตอร์ขอ้ ดี ประหยดั พ้ืนที่ ขอ้ ดีคือเคล่ือนยา้ ยไดง้ ่าย ใชง้ านและราคาถูกกวา่ โมเดม็ ภายนอก โมเดม็ ไร้สาย Wireless modem มีลกั ษณะคลา้ ยโมเดม็ ภายนอกโดยโมเดม็ ภายนอกจะเชื่อมตอ่ พอร์ต ( port) โดยใชส้ ายโทรศพั ท์ แตโ่ มเดม็ ไร้สายจะสื่อสารโดยใชเ้ คล่ืนแม่เหลก็ ไฟฟ้า

bps การเชื่อมต่อของโมเดม็ โมเดม็ modulation demodulation HZ บติ เรต(Bit rate) เป็ นอตั ราความเร็วในการส่ง ขอ้ มูลของสัญญาณดิจิตอล เช่น 14,400 bps หมายถึงมีความเร็วใน การส่ง ขอ้ มูลจานวน 14,400 บิตในระยะเวลา 1วนิ าที โมเดม็

1. โครงสร้างเครือข่ายคอมพวิ เตอร์แบบบสั (but topology) เครื่องคอมพิวเตอร์จะเช่ือมตอ่ เขา้ กบั สายขอ้ มูลหลกั สัญญาณขอ้ มูลส่งไปบนสายเคเบิ้ล และมีการแบ่งเวลาการใชส้ ายเคเบิ้ลของแตล่ ะเคร่ือง ข้อดี 1.ใช้ส่ือนาข้อมลู น้อย ข้อเสีย 1.การตรวจจดุ ทเ่ี สียทาได้ยาก 2.เคร่ืองใดเสียไม่กระทบ 2.เคร่ืองคอมฯมีมากเกนิ ไปการส่ง ต่อการทางานระบบรวม ข้อมูลชนกนั มากจนเป็ นปัญหา

2. โครงสร้างเครือข่ายคอมพวิ เตอร์แบบวงแหวน ( ring topology ) การส่งขอ้ มูลจะเป็นทิศทางเดียวกนั เป็นวงกลม ข้อดี 1.ใช้สายเคเบลิ น้อย ข้อเสีย เคร่ืองคอมพวิ เตอร์เคร่ือง 2.ตัดเครื่องทเี่ สียออก ใดเครื่องหนึ่งขดั ข้องเครือข่ายชนิดน้ี ระบบทางานต่อไปได้ปกติ ไม่สามารถทางานต่อไปได้ 3.จะไม่มกี ารชนกนั ของข้อมูล

3. โครงสร้างเครือข่ายคอมพวิ เตอร์แบบดาว (star topology) จะตอ้ งมีจุดศูนยก์ ลางในการควบคุมการเชื่อมต่อ และจะส่ือสารผ่านฮับก่อนที่จะส่งขอ้ มูลไปยงั เคร่ืองอื่นๆ ฮับ hub ข้อดี ถ้าต้องการเชื่อมต่อคอมพวิ เตอร์ ข้อเสีย 1.ค่าใช้จ่ายการใช้สายเคเบิล้ สูง เคร่ืองใหม่สามารถทาได้ง่ายและ 2. ถ้าฮับไม่ทางานทัง้ ระบบ ไม่กระทบต่อเคร่ืองคอมพวิ เตอร์อื่น ๆ กจ็ ะหยดุ ทางานไปด้วย

การเช่ือมโยงคอมพวิ เตอร์เครือข่ายแบบ Tree Topology Server Hub Hub Hub Hub Workstation Workstation Workstation

โพรโทคอลในการสื่อสารข้อมูล โปรโตคอลของระบบเครือข่าย (Network Protocal) หรือทน่ี ิยมเรียกกนั ว่า โปรโตคอลสแตก (Protocal stack) คือ ชุดชองกฎหรือข้อตกลงในการแลกเปล่ียนข้อมูลผ่าน เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพ่ือให้แต่ละสถานีในเครือข่าย สามารถรับส่ งข้อมูลระหว่างกันได้อย่างถูกต้อง เช่น ใช้ IPX/SPX สาหรับ Network และใช้ TCP/IP ในการติดต่อ กบั UNIX ผ่าน LAN แบบ Ethernet พร้อม ๆ กนั

1. โพรโทคอลสแตก็ (Protool Stack) เป็ นชุดของโพรโท คอล ซ่ึงใช้ในการติดต่อส่ือสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย โดยเป็ นการแบ่งแยกการทางานให้ชัดเจนตามข้นั ตอนท่ีกาหนด 2. โพรโทคอลไอพเี อ็กซ์/เอสพเี อก็ ซ์ (IPX/SPX) เป็ นการ รวมสองโพรโทคอลเข้าด้วยกนั เพ่ือให้เป็ นโพรโทคอลตัวหลักในการ ติดต่อส่ือสารในเครือข่ายที่ใช้ในระบบปฏิบตั ิการ

IPX (Internetwork Packet Exchange) ใช้ในการรับส่ง ข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ในเครือข่ายต่างกนั e เมื่อโพรโทคอล IPX ส่งข้อมูลจะไม่มกี ารตรวจสอบความผดิ พลาดในการส่งข้อมูล SPX (Sequenced Packet Exchange) เป็ นโพรโทคอลที่ ขยายความสามารถของโพรโทคอล IPX เม่ือโพรโทคอล SPX ส่ งข้อมูลมันจะเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์สองเครือข่ายและคอย ตรวจสอบการส่ งข้อมูลเพื่อการรับประกันว่าการส่ งข้อมูลไม่มี ข้อผดิ พลาด

3. โพรโทคอลเน็ตบีอยี ูไอ (NetBEUI) NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) เป็ นโพร โทคอลขนาดเลก็ ทมี่ ีประสิทธิภาพสูงเน่ืองจากตวั มนั ไม่ต้องการหน่วย ความจาและพลงั ในการประมวลผลในการทางานมาก 4. โพรโทคอลทซี ีพ/ี ไอพี (ICP/IP) โพรโทคอล TCP/IP เป็ นโพรโทคอลที่นิยมใช้ในการ ติดต่อ ส่ือสารระหว่างเครือข่ายและเป็ นโพรโทคอลหลักของ เครือข่ายอนิ เทอร์เน็ต 42

ฮาร์ดแวร์สาหรับเครือข่าย 1. คอมพวิ เตอร์และอปุ กรณ์ในระบบเครือข่าย เคร่ืองคอมพวิ เตอร์แต่ละเคร่ืองจะทาหน้าทเ่ี ป็ นโหนด (Node) ท่มี ีความสามารถในการรับ - ส่งข้อมูลกับโหนดอ่ืน ๆ ได้ และจะต้อง มีหมายเลขท่ีอยู่บนเครือข่ายท่ีเรียกว่า เน็ตเวิร์กแอดเดรส (Network Address) ท่ีไม่ซ้ากันเลย เช่น เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มนิ ิคอมพวิ เตอร์ PC เทอร์มินัล เซิร์ฟเวอร์คอมพวิ เตอร์

2. Repeater (อปุ กรณ์ทวนสัญญาณ) ทาหน้าทีร่ ับสัญญาณดจิ ิตอลเข้ามาแล้วสร้างใหม่ ให้เป็ นเหมือน สัญญาณเดมิ ทสี่ ่งมาจากต้นทาง จากน้ันค่อยส่งต่อออกไปยงั อุปกรณ์ ตัวอ่ืนๆ เน่ืองจากการส่งสัญญาณไปในตัวกลางท่ีเป็ นสายสัญญาณ ในระยะทางมากขึ้นแรงดันของสัญญาณจะลดลงเร่ือยๆ จึงใช้ Repeater มาทบทวนสัญญาณให้ส่งได้ไกลขนึ้ โดยทส่ี ัญญาณไม่สูญ หาย

3. ฮับ (HUB) เป็ นอปุ กรณ์ทใ่ี ช้เชื่อมต่อระหว่างเคร่ืองคอมพวิ เตอร์ใน เครือข่าย LAN โดยทาหน้าท่ีในการทวนสัญญาณเหมือน Repeater แต่จะ กระจายสัญญาณทที่ วนออกไปยงั เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ทุกๆเครื่อง ที่มกี ารเชื่อมต่อระหว่างเคร่ืองคอมพวิ เตอร์กบั ฮับ

4. Bridge เ ป็ น อุ ป ก ร ณ์ ท่ี ใ ช้ ส า ห รั บ เชื่อมต่อ Segment ของ เครือข่าย 2 Segment หรือ มากกว่าเข้าด้วยกัน แต่มี ความสามารถมากกว่า Hub และ Repeater กล่าวคือ สามารถกรองข้อมูลทจ่ี ะส่งต่อ ได้ โดยตรวจสอบว่าข้อมูลที่ ส่งน้ันมปี ลายทางอยู่ทใี่ ด

5. Router เป็ นอุปกรณ์ทเ่ี ช่ือมต่อเครือข่าย 2 เครือข่าย หรือ มากกว่าเข้าด้วยกนั และสามารถกรองข้อมูลได้ เช่นเดยี วกบั Bridge แต่มีความสามารถมากกว่า ตรงทส่ี ามารถค้นหา เส้นทางในการส่งแพค็ แกต็ ข้อมูลไปยงั ปลายทางได้ส้ันทสี่ ุด

6. Switch มอี ยู่ด้วยกนั 2 ชนิด คือ 1. Layer-2 Switch /L 2 Switch กค็ ือ Bridge แต่เป็ น Bridgeท่ีมี Interfaceในการเชื่อมต่อกับ Segment มากขึน้ ทาให้สามารถแบ่งเครือข่าย Lan ย่อย ๆ เพ่ือประโยชน์ในการบริหารจัดการเครือข่ายได้ดีย่ิงขึน้ และมี ประสิทธิภาพในการทางานสูงกว่า Bridgeทาให้ในปัจจุบันนิยมใช้ L2 Switch แทน Bridge

6. Switch 2. Layer-3 Switch/ L 3 Switch ก็ คือ Router ที่ได้รับ การปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นแต่มีราคาถูกลง โดย L3 Switch นีจ้ ะสามารถจัดการกบั เครือข่ายท่มี ี Segment มากๆ ได้ ดกี ว่า Router

7. Firewall เป็ นได้ท้ังอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่องค์กรต่าง ๆ มี ไว้เพ่ือป้องกนั เครือข่ายคอมพวิ เตอร์ของตนจากอนั ตรายท่ีมาจาก เครื อข่ายคอมพิวเตอร์ ภายนอก เช่ น ผู้บุกรุก หรื อ Hacker Firewall จะอนุญาตให้เฉพาะข้อมูลที่มีคุณลักษณะตรงกบั เงื่อนไขทีก่ าหนดไว้ผ่านเข้าออกระบบเครือข่ายเท่าน้ัน

8. Gateway เป็ นอุปกรณ์ท่ีทาหน้าท่ีเช่ือมต่อระหว่างเครือข่ายต่าง ๆ เข้าด้วยกัน ซึ่งในปัจจุบันนีไ้ ด้รวมการ ทางานของ Gateway ไว้ใน Router แล้ว ทาให้ Router สามารถทางานเป็ น Gateway ได้ จงึ ไม่จาเป็ นต้องซื้ออปุ กรณ์ตวั นีอ้ กี แล้ว

9. โมเดม็ (Modem) MODEM ส่ง D/A Modulator รับ A/D Demodulator

10. MODEM เป็ น อปุ กรณ์เช่ือมต่อข้อมูล สู่ช่องทางการสื่อสารในระบบโทรศัพท์ มหี น้าท่ีในการเปลยี่ น สัญญาณข้อมูลระหว่างอะนาลอ็ กและดจิ ติ อล • เปลย่ี นดจิ ติ อลเป็ นอะนาลอ็ ก (D/A) ในกรณกี ารส่งข้อมูล • เปลยี่ นอะนาลอ็ กเป็ นดจิ ติ อล (A/D) ในกรณกี ารรับข้อมูล

11. การ์ดเช่ือมต่อเครือข่ายหรือแลนการ์ด (Network Interface Card : NIC) เป็ นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่ติดต้ังถาวร ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ใช้ในการสื่อสารระยะใกล้ (Local Area) ช่วยในการควบคุม การรับส่งข้อมูล

ตัวกลางในการเชื่อมโยง สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน (Unshield Twisted Pair ) มีราคา ถูกและนิยมใช้กนั มากทสี่ ุด ส่วนใหญ่มักใช้กบั ระบบโทรศัพท์ แต่ สายแบบนีม้ กั จะถูกรบกวนได้ง่ายและไม่ค่อยทนทาน

สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน ( Shielded Twisted Pair ) มีลักษณะเป็ นสอบเส้น มีแนวแล้วบิดเป็ นเกลยี วเข้าด้วยกัน เพ่ือลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูกติดต้ังง่าย นา้ หนักเบาและการรบกวนทางไฟฟ้าตา่ สายโทรศัพท์จดั เป็ นส่วนคู่ บดิ เกลยี วแบบหุ้มฉนวน

สายคู่ตเี กลยี วไม่มหี ุ้มฉนวน (Unshielded twisted pair - UTP) เป็ นสายตวั นาทนี่ ิยมนามาใช้ในการสื่อสารข้อมูลใน ระบบเครือข่ายในปัจจุบัน เน่ืองจากให้ประสิทธิภาพใน การส่งสัญญาณข้อมูลได้ดี และราคาไม่แพงจนเกนิ ไป

สายโคแอคเชียล (Coaxial Cable) สายแบบนีจ้ ะประกอบด้วยตัวนาที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้น หน่ึงอยู่ตรงกลางอกี เส้นหนึ่งเป็ นสายดนิ ระหว่างตวั นาสองเส้นนี้ จะมีฉนวนพลาสติกก้ันสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่ งข้ อมูลได้ ไกลกว่าแบบบางแต่มรี าคาแพงและติดต้งั ได้ยากกว่า

ใยแก้วนาแสง (Fiber-Optic) ทาจากแก้วหรือพลาสตกิ มีลกั ษณะเป็ นเส้นบาง ๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทาตวั เป็ นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ ทมี่ ีความเร็วใน การส่งสัญญาณเท่ากบั ความเร็วของแสง ข้อดตี รงทสี่ ่งสัญญาณได้ ระยะทางไกลโดยไม่มี สัญญาณรบกวน