บทที่9 เครือข่ายคอมพิวเตอร์และการสื่อสารข้อมูล ความหมายของWeblog

เผยแพร่เมื่อ 13 ก.ย. 2014

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
วิชา การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
รหัสวิชา 4123707

 การสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์

  

 การสื่อสารข้อมูล (Data Communications) หมายถึง กระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ โดยผ่านช่องทางสื่อสาร เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล เพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับเกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน

                     วิธีการส่งข้อมูลนี้ จะแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณ หรือรหัสเสียก่อนแล้วจึงส่งไปยังผู้รับ และเมื่อถึงปลายทางหรือผู้รับก็จะต้องมีการแปลงสัญญาณนั้นกลับมาให้อยู่ในรูปที่มนุษย์ สามารถที่จะเข้าใจได้ ในระหว่างการส่งอาจจะมีอุปสรรค์ที่เกิดขึ้นก็คือ สิ่งรบกวน (Noise) จากภายนอกทำให้ข้อมูลบางส่วนเสียหายหรือผิดเพี้ยนไปได้ซึ่งระยะทางก็มีส่วนเกี่ยวข้อง ด้วยเพราะถ้าระยะทางในการส่งยิ่งมากก็อาจจะทำให้เกิดสิ่งรบกวนได้มากเช่นกัน จึงต้องมีหาวิธีลดสิ่งรบกวนเหล่านี้ โดยการพัฒนาตัวกลางในการสื่อสารที่จะทำให้เกิดการรบกวนน้อยที่สุด

 ส่วนประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล ได้แก่

1.  ตัวส่งข้อมูล

2.  ช่องทางการส่งสัญญาณ

3. ตัวรับข้อมูล

4. การสื่อสารข้อมูลในระดับเครือข่าย

มาตรฐานกลางที่ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่าย คือ มาตรฐาน OSI (Open Systems Interconnection Model) ซึ่งทำให้ทั้งคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อต่างๆ สามารถเชื่อมโยงและใช้งานในเครือข่ายได้

จุดมุ่งหมายของการกำหนดมาตรฐาน OSI นี้ขึ้นมาก็เพื่อจัดแบ่งการดำเนินงานพื้นฐานของเครือข่ายและกำหนดหน้าที่การทำงานในแต่ละชั้น ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 7 ชั้น โดยหลักเกณฑ์ในการกำหนดมีดังต่อไปนี้

ไม่แบ่งโครงสร้างออกในแต่ละชั้นจนมากเกินไป  แต่ละชั้นมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน  หน้าที่การทำงานคล้ายกันจะถูกจัดให้อยู่ในชั้นเดียวกัน  เลือกเฉพาะการทำงานที่เคยใช้ได้ผลประสบความสำเร็จมาแล้ว กำหนดหน้าที่การทำงานเฉพาะง่ายๆ เผื่อว่ามีการออกแบบหรือเปลี่ยนแปลงใหม่ อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ และซอฟต์แวร์จะได้ไม่ต้องเปลี่ยนแปลงตามมีการกำหนดอินเตอร์เฟซมาตรฐาน มีความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลในแต่ละชั้น

รูปมาตรฐาน OSI  แบ่งแยกตามส่วนการทำงาน

1.  ชั้น Physical เป็นชั้นล่างสุดของการติดต่อสื่อสาร มีหน้าที่รับ-ส่งข้อมูลจากช่องทางการสื่อสารสื่อระหว่างคอมพิวเตอร์เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่างๆ จะถูกกำหนดอยู่ในชั้นนี้

2.  ชั้น Data Link มีหน้าที่เหมือนผู้ตรวจสอบ คอยควบคุมความผิดำพลาดในข้อมูลโด่ยจะมีการสำเนาข้อมูลไว้จนกว่าจะส่งถึงปลายทางหรือผู้รับ ชั้น Data Link นี้จะป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกินขีดความสามารถของเครื่องรับ

3.  ชั้น Network มีหน้าที่กำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลที่ส่ง-รับในการส่งข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง โดยจะเลือกเส้นทางที่ใช้เวลาในการสื่อสารที่น้อยที่สุด และระยทางที่สั้นที่สุด

4.  ชั้น Transport มีหน้าที่ตรวจสอบและป้องกันขอ้มูลให้ข้อมูลที่ส่งมานั้นไปถึงปลายทางจริงๆ

5.  ชั้น Session มีหน้าที่เชื่อมโยงระหว่างผู้ใช้งานกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ โดยจะกำหนดจุดผู้รับและผู้ส่ง

6.  ชั้น Presentation มีหน้าที่คอยรวบรวมข้อความ และแปลงรหัสหรือแปลงรูปแบบของข้อมูลให้เป็นรูปแบบการสื่อสารเดียวกัน เพื่อช่วยลดปัญหาต่างๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นกับผู้ใช้งานในระบบ

7. ชั้น Application เป็นชั้นบนสุดของมาตรฐาน OSI มีหน้าที่ติดต่อระหว่างผู้ใช้โดยตรง เช่น เทอร์มินัลหรือคอมพิวเตอร์ โดยแปลงข้อมูลจากภาษาที่มนุษย์เข้าใจไปเป็นภาษาที่เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจ

การส่งสัญญาณข้อมูล

หมายถึง การส่งข้อมูลจากเครื่องส่งหรือผู้ส่ง ผ่านสื่อกลางไปยังเครื่องรับหรือผู้รับ สัญญาณที่ใช้ส่งก็ได้แก่สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สัญญาณเสียง หรือแสงก็ได้

 รูปแบบของการส่งสัญญาณข้อมูล

1. แบบทิศทางเดียวหรือซิมเพล็กซ์ (One-way หรือ Simplex)
     เป็นการส่งข้อมูลในทิศทางเดียว คือข้อมู่ลถูกส่งไปในทางเดียว เช่น สถานีวิทยุกระจายเสียง การแพร่ภาพทางโทรทัศน์

2. แบบกิ่งทางคู่หรือครึ่งดูเพล็กซ์ (Half-Duplex)
     เป็นการส่งข้อมูลแบบสลับการส่งและรับข้อมูลไปมา จะทำในเวลาเดียวกันไม่ได้ เช่น การใช้วิทยุสื่อสาร คือจะต้องสลับกันพูด เพราะจะต้องกดปุ่มก่อนแล้วจึงจะสามารถพูดได้

3. แบบทางคู่หรือดูเพล็กซ์เต็ม (Full – Duplex )
เป็นการส่งข้อมูลแบบที่สามารถส่ง และรับข้อมูลได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งวิธีนี้ทำให้การทำงานเร็วขึ้นมาก เช่นการพูด ทางโทรศัพท์

ลักษณะของวิธีการสื่อสาร

1. แบบมีสาย

เช่น สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนำแสง เป็นต้น สื่อที่จัดอยู่ในการสื่อสารแบบมีสายที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่

สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน (Unshield Twisted Pair)                 

 มีราคาถูกและนิยมใช้กันมากที่สุด ส่วนใหญ่มักใช้กับระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนี้มักจะถูกรบกวนได้ง่าย และไม่ค่อยทนทาน

สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair)

มีลักษณะเป็นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็นเกลียวเข้าด้วยกันเพื่อลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูก ติดตั้งง่าย น้ำหนักเบาและการรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ สายโทรศัพท์จัดเป็นสายคู่บิดเกลี่ยวแบบหุ้มฉนวน

 สายโคแอคเชียล (Coaxial)

สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติกกั้นสายโคแอกเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลหว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า

ใยแก้วนำแสง (Optic Fiber)

ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับความเร็วของแสง

ข้อดีของใยแก้วนำแสดงคือ
1. ป้องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้าได้มาก
2. ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยายสัญญาณ
3. การดักสัญญาณทำได้ยาก ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่งแบบอื่น
4. ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงและสามารถส่งได้มาก ขนาดของสายเล็กและน้ำหนักเบา

2. แบบไม่มีสาย

 เช่น ไมโครเวฟ และดาวเทียม

ไมโครเวฟ (Microwave) สัญญาณไม่โครเวฟเป็นคลื่นวิทยุเดินทางเป็นเส้นตรง อุปกรณ์ที่ใช้ในการรับ-ส่งคือจานสัญญาณไม่โครเวฟ ซึ่งมักจะต้องติดตั้งในที่สูงและมักจะให้อยู่ห่างกันประมาณ 25-30 ไมล์

ข้อดี ของการส่งสัญญาณด้วยระบบไมโครเวฟ ก็คือ สามารถส่งสัญญาณด้วยความถื่กว้างและการรบกวนจากภายนอกจะน้อยมากจนสัญญาณไม่ดี หรืออาจส่งสัญญาณไม่ได้ การส่งสัญญาณโดยใช้ระบบไมโครเวฟนี้จะใช้ในกรณ๊ที่ไม่สามารถจะติดตั้งสายเคเบิลได้ เช่น อยู่ในเขตป่าเขา
ดาวเทียม (Setellite)

มีลักษณะการส่งสัญญาณ คล้ายไมโครเวฟ แต่ต่างกันตรงที่ ดาวเทียมจะมีสถานีรับส่งสัญญาณลอยอยู่ในอวกาศ

จึงไม่มีปัญหาเรื่องส่วนโค้งของผิวโลกก่อนส่งกลับมายังพื้นโลก

ข้อดี ของการสื่อสารผ่านดาวเทียมคือ ส่งข้อมูลได้มาก และมีความผิดพลาดน้อย

ส่วนข้อเสีย คือ อาจจะมีความล่าช้าเพราะระยะทางระหว่างโลกกับดาวเทียม หรือถ้าสภาพอากาศไม่ดีก็อาจจะก่อให้เกิดความผิดพลาดได้

 เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์หลายเครื่องมาเชื่อมต่อกันเพื่อวัตถุประสงค์คือ
  เพื่อให้ผู้ใช้สามารถติดต่อสื่อสารกัน
  เพื่อให้ใช้ทรัพยากรร่วมกัน
  เพื่อใช้ข้อมูลหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน

ประเภทของระบบเครือข่าย

โดยแบ่งตามลักษณะการติดตั้งทางภูมิศาสตร์ แบ่งได้เป็น
1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network : Lan)

 เป็นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้บริเวณเฉพาะที่เช่น ภายในอาคารเดียวกัน หรือภายในบิรเวณเดียวกัน ระบบแลนจะช่วยให้มีการติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ร่วมกัน และใช้ข้อมูลร่วมกันได้อย่างคุ้มค่า
2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network : Man)

 เป็นเครือข่ายขนาดกลางใช้ภายในเมืองหรือจังหวัด ตัวอย่างเช่น เคเบิลทีวี
3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network : Wan)

เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ ติดตั้งใช้งานบริเวณกว้างมีสถานีหรือจุดเชื่อมมากมาย และใช้สื่อกลางหลายชนิด เช่น ไมโครเวฟ ดาวเทียม
4. เครือข่ายระหว่างประเทศ (International Network)

เป็นเครือข่ายที่ใช้ติดต่อระหว่างประเทศ โดยใช้สายเคเบิล หรือดาวเทียม

รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย

การเชื่อมต่อเครือข่ายมีอยู่ด้วยกันหลายลักษณะ แต่ลักษณะที่นิยมใช้นั้นมีอยู่ด้วยกัน 4 ลักษณะ ได้แก่ 

1. แบบดาว (StarNetwork)  

เป็นรูปแบบที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในเครือข่าย จะต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตัวกลางตัวหนึ่งที่เรียกว่า ฮับ (HUB) หรือสวิตช์ (Switch) หรือเครื่อง ๆ หนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อสายสัญญาญที่มาจากเครื่องต่าง ๆ ในเครือข่าย และควบคุมเส้นทางการสื่อสาร ทั้งหมด เมื่อมีเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลไปยังเครื่องอื่น ๆ ที่ต้องการในเครือข่าย เครื่องนั้นก็จะต้องส่งข้อมูลมายัง HUB หรือเครื่องศูนย์กลางก่อน แล้ว HUB ก็จะทำหน้าที่กระจายข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายต่อไป

ข้อดี
  ติดตั้งและดูแลง่าย
  แม้ว่าสายที่เชื่อมต่อไปยังบางโหลดจะขาด โหลดที่เหลืออยู่ก็ยังจะสามารถทำงานได้ ทำให้ระบบเน็ตเวิร์กยังคงสามารถทำงานได้เป็นปกติ
  การมี Central node อยู่ตรงกลางเป็นตัวเชื่อมระบบ ถ้าระบบเกิดทำงานบกพร่องเสียหาย ทำให้เรารู้ได้ทันทีว่าจะไปแก้ปัญหาที่ใด
 ข้อเสีย
  เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น central node และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในสถานีงาน
  การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้งจะต้องเกี่ยวเนื่องกับโหลดอื่นๆ ทั้งระบบ
  เครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางมีราคาแพง

2. แบบ วงแหวน (Ring Network)

การเชื่อมต่อแบบวงแหวน (Ring Network) มีลักษณะการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์คล้าย วงแหวนหรือวงกลม ซึ่งไม่มีจุดสิ้นสุดของสัญญาณ ง่ายต่อการติดตั้งและแก้ไขดัดแปลงระบบเครือข่าย แต่หากว่าเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งเสีย จะทำให้ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเสียหายไม่สามารถใช้งานได้
  ข้อดี
  ใช้เคเบิลและเนื้อที่ในการติดตั้งน้อย
  คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
 ข้อเสีย
  หากโหลดใดโหลดหนึ่งเกิดปัญหาขึ้นจะค้นหาได้ยากว่าต้นเหตุอยู่ที่ไหน และวงแหวนจะขาดออก 

อ้างอิง:https://bewhands.wordpress.com