การสื่อสารและระบบเครือข่าย

การสื่อสารและระบบเครือข่าย

 Communications and Networks

ระบบสื่อสาร

ระบบการสื่อสารคือระบบอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งทำหน้าที่ส่งข้อมูลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง โดยใช้สายเชื่อมหรือไม่ใช้ก็ได้

ตัวอย่างโปรแกรมประยุกต์สำหรับการติดต่อสื่อสาร

•อีเมลล์ (E-mail)

•อินแสตนท์เมสเสจจิ้ง  (Instant messaging : IM)

•อินเทอร์เน็ตเทเลโฟน (Internet telephone)

•การพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic commerce)

 ระบบการสื่อสาร

•อุปกรณ์ส่งและรับข้อมูล (sending and receiving device)

•ช่องทางสื่อสาร (communication channel)

•อุปกรณ์เชื่อมต่อ (connection device)

•การกำหนดรูปแบบในการขนส่งข้อมูล (data transmission specification)

ช่องทางสื่อสาร

•การเชื่อมต่อแบบมีสาย

•การเชื่อมต่อแบบไร้สาย

สรุปชนิดช่องทางสื่อสาร

อุปกรณ์เชื่อมต่อ

โมเด็ม (MODEM) เป็นอุปกรณ์ในการแปลงสัญญาณ ย่อมาจากโมดูเลชัน-ดีโมดูเลชัน (Modulation Demodulation)

 โมดูเลชัน (modulation) หมายถึง กระบวนการในการเปลี่ยนสัญญาณดิจิทัลเป็นแอนะล็อก

  ดีโมดูเลชัน (demodulation) เป็นกระบวนการเปลี่ยนสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล

ทิศทางการส่งข้อมูล(Transmission Mode) สามารถจำแนกทิศทางการส่งข้อมูลได้ 3 รูปแบบ
          1.  การส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียว (Simplex Transmission)
          2.  การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางสลับกัน (Half-Duplex Transmission)
          3.  การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อมกัน (Full-Duplex Transmission) 
ตัวกลางการสื่อสาร 
          1.  สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย(Wired Media)  สื่อข้อมูลแบบมีสายที่นิยมใช้มี 3 ชนิดดังนี้
               -  สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pair Cable)               
                  สายคู่บิดเกลียว เป็นสายสัญญาณนำข้อมูลไฟฟ้า สายแต่ละเส้นมีลักษณะคล้ายสายไฟทั่วไป จำนวนสายจะมีเป็นคู่ เช่น 2 , 4 หรือ 6 เส้น แต่ละคู่จะมีพันบิดเกลียว การบิดเกลียวนี้จะช่วยลดสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นในการส่งข้อมูล ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ไกลกว่าปกติ
                -  สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable)               
           สายโคแอกเชียล เป็นสายสัญญาณนำข้อมูลไฟฟ้า มีความถี่ในการส่งข้อมูลประมาณ 100 MHz ถึง500 MHz สายโคแอกเชียลมีความมเร็วในการส่งข้อมูลและราคาสูงกว่าสายบิดเกลียว
                -  สายใยแก้วนำแสง(Optical Fiber Cable)               
          สายสัญญาณทำจากใยแก้วหรือสารนำแสงหุ้มด้วยวัสดุป้องกันแสง มีความเร็วในการส่งสูงกับความเร็วแสง สามารถใช้ในการส่งข้อมูลที่มีความถี่สูงได้ สัญญาณที่ส่งผ่านสายใยแก้วนำแสง คือ แสง และ สัญญาณรบกวนจากภายนอกมีเพียงอย่างเดียว คือ แสงจากภายนอก 
          2.  สื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย(Wireless Media) การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย จะใช้อากาศเป็นตัวกลางของการสื่อสาร เช่น
                - แสงอินฟราเรด (Infrared)  เป็นการสื่อสารข้อมูลโดยใช้แสงอินฟราเรดเป็นสื่อกลาง การสื่อสารประเภทนี้นิยมใช้สำหรับการสือสารข้อมูลระยะใกล้ เช่น การสื่อการจากรีโมทคอนโทรลไปยังเครื่องรับวิทยุหรือโทรทัศน์
                -  สัญญาณวิทยุ (Radio Wave)  เป็นสื่อนำข้อมูลแบบไร้สาย (Wireless Media) ที่มีการส่งข้อมูลเป็นสัญญาณคลื่อนวิทยุไปในอากาศไปยังตัวรับสัญญาณ
                -  ไมโครเวฟภาคพื้นดิน (Terrestrial Microwave) เป็นการสื่อสารไรสายอีกประเภทหนึ่ง การสื่อสารประเภทนี้จะมีเสาส่งสัญญาณไมโครเวฟที่อยู่ห่างๆ กัน ทำการส่งข้อมูลไปในอากาศไปยังเสารับข้อมูล
                -  การสื่อสารผ่านดาวเทียม (Satellite Communication)  เป็นการสื่อสารจากพื้นโลกที่มีการส่งสัญญาณข้อมูลไปยังดาวเทียม โดยดาวเทียมจะทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณ เพื่อจัดส่งสัญญาณต่อไปยังสถานีภาพพื้นดินอื่นๆ ระยะทางจะโลกถึงดาวเทียมประมาณ 22,000 ไมล์ 
หลักเกณฑ์การพิจารณาเลือกสื่อนำข้อมูล 
          1.  ราคา
          2.  ความเร็ว
          3.  ระยะทาง
          4.  สัญญาณรบกวนที่อาจจะเกิดขึ้น
          5.  ความปลอดภัยของข้อมูล 
มาตรฐานเครื่อข่ายไร้สาย (Wireless Networking Protocols) 
          1. บลูทูธ (Bluetooth)
          2. ไวไฟ (Wi-Fi)
          3. ไว-แมกซ์ (Wi-MAX)

พื้นฐานเครือข่ายคอมพิวเตอร์

           จุดประสงค์ของการประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ใช้ในสมัยแรก ๆ นั้น เพื่อให้คอมพิวเตอร์ได้ทำงานบางอย่างแทนมนุษย์ได้  เช่น  การคำนวณเลข  ซึ่งถ้าเป็นตัวเลขจำนวนมาก ๆ   มนุษย์จะใช้เวลาในการคำนวณมากและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดได้มาก ในขณะที่คอมพิวเตอร์สามารถคำนวณได้เร็วกว่ามาก  อีกทั้งยังมีความแม่นยำและมีความผิดพลาดน้อยกว่ามนุษย์มาก  การทำงานจะให้มีประสิทธิภาพสูงจะ ต้องทำเป็นหมู่คณะ  หรือทีมเวิร์ค  (Teamwork)  คอมพิวเตอร์ก็ซึ่งถูกสร้างมาเพื่อทำงานแทนมนุษย์ก็จำเป็นที่ต้องมีการสื่อสารซึ่งกันและกันเช่นกัน   ฉะนั้นคอมพิวเตอร์เครื่องใดที่ไม่ได้เชื่อมต่อเข้ากับเครื่องอื่นก็เปรียบเสมือนคนที่ชอบความสันโดษ ในการเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายนั้น  เป็นสาเหตุที่เนื่องมาจากการที่ผู้ใช้ต้องการทำงานเป็นกลุ่มหรือทีม ซึ่งการทำงานแบบนี้ย่อมมีประสิทธิภาพมากกว่าการทำงานแบบเดี่ยว ๆ

            หลังจากที่คอมพิวเตอร์ได้คิดค้นขึ้นมาแล้วนั้น ก็ยังได้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วจน ในปัจจุบันเป็นที่ยอมรับมากว่า อุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์เป็นอุตสาหกรรมที่มีการพัฒนารวดเร็วอย่างรวดเร็วมากที่สุดอุตสาหกรรมหนึ่ง ปัจจุบันนี้ก็เป็นยุคข้อมูลข่าวสารโดยการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์เป็น เทคโนโลยีที่รองรับคอมพิวเตอร์ในสมัยแรก ๆ เท่านั้น  เป็นคอมพิวเตอร์ที่ถูกออกแบบให้ใช้งานแบบรวมศูนย์ (Centralized Computing) เช่น เมนเฟรม มินิคอมพิวเตอร์ เป็นต้น ซึ่งคอมพิวเตอร์จะถูกสร้าง และเก็บไว้ในห้อง ๆ หนึ่ง  เนื่องมาจากสมัยนั้นเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีราคาแพงมาก  ผู้ใช้แต่ละคนจะใช้จอภาพ (Dump Terminal) เพื่อเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องเมนเฟรม

เครือข่ายคอมพิวเตอร์คืออะไร

                    เครือข่ายคอมพิวเตอร์  (Computer  Network)  คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง   และก็สื่อสารข้อมูลกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ  ซึ่งทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกันได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทรัพยากร(Resources) ที่มีอยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ ซีดีรอม สแกนเนอร์ ฮาร์ดดิสก์ เป็นต้น

                     แนวคิดในการสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั้น เริ่มมาจากการที่ผู้ใช้ต้องการที่จะแลกเปลี่ยนข้อมูลกันอย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว คอมพิวเตอร์เดี่ยวๆ เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลในปริมาณมากอย่างรวดเร็วอยู่แล้ว แต่ข้อเสียคือ  ผู้ใช้ไม่สามารถแชร์ข้อมูลนั้นกับคนอื่นอย่างมีประสิทธิภาพได้ก่อนที่จะมีเครือข่ายคอมพิวเตอร์

องค์ประกอบพื้นฐานของเครือข่าย
                 การที่คอมพิวเตอร์จะเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้ ต้องมีองค์ประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้
                - คอมพิวเตอร์ อย่างน้อย  2  เครื่อง
                - เน็ตเวิร์ดการ์ด  หรือ  NIC ( Network  Interface  Card) เป็นการ์ดที่เสียบเข้ากับช่องที่ เมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์  ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และเครือข่าย
                - สื่อกลางและอุปกรณ์สำหรับการรับส่งข้อมูล  เช่น  สายสัญญาณ  ส่วนสายสัญญาณที่นิยมที่ใช้กันในเครือข่ายก็เช่น  สายโคแอ็กเชียล  สายคู่เกลียวบิด  และสายใยแก้วนำแสง  เป็นต้น ส่วนอุปกรณ์ เครือข่าย  เช่น  ฮับ สวิตช์ เราท์เตอร์ เกตเวย์ เป็นต้น
                - โปรโตคอล  ( Protocol) โปรโตคอลเป็นภาษาที่คอมพิวเตอร์ใช้ติดต่อสื่อสารกันผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่สามารถสื่อสารกันได้นั้นจำเป็นที่ต้องใช้  “ภาษา” หรือใช้โปรโตคอลเดียวกันเช่น  OSI,  TCP/IP,  IPX/SPX เป็นต้น
                - ระบบปฏิบัติการเครือข่าย  หรือ NOS (Network Operating System)ระบบปฏิบัติการเครือข่ายจะเป็นตัวคอยจัดการเกี่ยวกับการใช้งานเครือข่ายของผู้ใช้แต่ละคน

1  เน็ตเวิร์คการ์ด
             เน็ตเวิร์คการ์ดจะเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ และระบบเครือข่าย ส่วนใหญ่จะเรียกว่า “NIC (Network Interface Card)” หรือบางทีก็เรียกว่า “LAN การ์ด (LAN Card)” อุปกรณ์เหล่านี้จะทำการแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณที่สามารถส่งไปตามสายสัญญาณหรือสื่อแบบอื่นได้  ปัจจุบันนี้ก็ได้มีการแบ่งการ์ดออกเป็นหลายประเภท   ซึ่งจะถูกออกแบบให้สามารถใช้ได้กับเครือข่ายประเภทแบบต่าง  ๆ  เช่น  อีเธอร์เน็ตการ์ด  โทเคนริงการ์ด  เป็นต้น  การ์ดในแต่ละประเภทอาจใช้กับสายสัญญาณบางชนิดเท่านั้น  หรืออาจจะใช้ได้กับสายสัญญาณหลายชนิด

2  สายสัญญาณ
ปัจจุบันมีสายสัญญาณที่ใช้เป็นมาตรฐานในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์อยู่3 ประเภท
              2.1  สายคู่บิดเกลียวสายคู่บิดเกลียว  ( twisted   pair )  ในแต่ละคู่ของสายทองแดงซึ่งจะถูกพันกันตามมาตรฐาน    เพื่อต้องการลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับคู่สายข้างเคียงได้แล้วผ่านไปยังสายเคเบิลเดียวกัน  หรือจากภายนอกเท่านั้น    เนื่องจากสายคู่บิดเกลียวนั้นมีราคาไม่แพงมากใช้ส่งข้อมูลได้ดี  แล้วน้ำหนักเบา ง่ายต่อการติดตั้ง  จึงทำให้ถูกใช้งานอย่างกว้างขวางตัวอย่างคือสายโทรศัพท์สายแบบนี้มี 2 ชนิดคือ
             ก. สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน   (Shielded  Twisted   Pair : STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่หนาอีกชั้นดังรูป  เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

การจำแนกประเภทของเครือข่าย

                    เครือข่ายสามารถจำแนกออกได้เป็นหลายประเภทแล้วแต่เกณฑ์ที่ใช้ คล้ายกับการจำแนกของ รถยนต์ ถ้าใช้ขนาดเป็นเกณฑ์ จะสามารถแบ่งออกได้ โดยทั่วไปจำแนกประเภทของเครือข่ายมีอยู่  3  วิธีคือ

                     1.ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามขนาดทางภูมิศาสตร์

                     ถ้าใช้ขนาดทางกายภาพเป็นเกณฑ์  เครือข่ายก็ต้องสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทคือ  LAN หรือเครือข่ายท้องถิ่น  และ MAN หรือเครือข่ายในบริเวณกว้าง LAN เป็นเครือข่ายที่มีใช้ในขนาดเล็กที่ครอบคลุมพื้นที่ในบริเวณจำกัด เช่น  ภายในห้อง หรือภายในอาคาร  หรืออาจครอบคลุมไปถึงหลายอาคารที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง เช่น ในวิทยาเขตของมหาวิทยาลัย ซึ่งบางทีเรียกว่า “เครือข่ายวิทยาเขต(Campus  Network ) ”  จำนวนของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันใน  LAN   อาจมีตั้งแต่สองพันเครื่องไปจนถึงหลายพันเครื่อง  แต่ในส่วนของ WAN เป็นเครือข่ายที่ครอบคลุมบริเวณกว้าง เช่น ในพื้นที่เมือง หรืออาจจะ ครอบคลุมทั่วโลกก็ได้ เช่น เครือข่ายอินเตอร์เน็ต

                     1.1  เครือข่ายท้องถิ่น  (Local Area Network หรือ Lan)  เป็นเครือข่ายระยะใกล้ใช้กันอยู่ในบริเวณที่ไม่กว้างมากนัก  อาจอยู่ในองค์กรเดียวกัน  หรืออาคารที่ใกล้กัน

                     1 อีเธอร์เน็ต  Ethernet

อีเธอร์เน็ต  (Ethernet ) เป็นชื่อที่เรียกวิธีการสื่อสารในระดับล่างหรือที่เราเรียกว่า โปรโตคอล (Protocol)  ในระบบ LAN ชนิดหนึ่ง ที่พัฒนาขึ้นโดย 3 บริษัทใหญ่

                     2 โทเคนริง  (Token Ring)

IEEE 802.5 หรือโทเคนริง (Token Ring) หรือมักจะเรียกอีกอย่างว่า ไอบีเอ็มโทเคนริง จัดเป็นเครือข่ายที่ใช้ในโทโปโลยีแบบวงแหวนนี้ด้วยสายคู่บิดเกลียว หรือเส้นใยนำแสง

                     3  ATM  ย่อมาจากคำว่า“ Asynchronous Transfer Mode” ไม่ได้มีความหมายถึงตู้ATM ( Automatic  Teller  Machine) ที่เราใช้ถอนเงินสดจากธนาคาร แต่บางทีตู้ ATM ที่เราใช้ถอนเงินสดอาจจะเชื่อมต่อ เข้าศูนย์กลางด้วยระบบเครือข่ายแบบ ATM   ก็ได้  ATM เป็นมาตรฐานการรับส่งข้อมูลที่กำหนดโดยITU-T  (International  Telecommunication  Union-Telecommunication  Standard  Sector)

                      2.ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามหน้าที่ของคอมพิวเตอร์
ที่กล่าวมาข้างต้น เป็นเพียงการจำแนกประเภทของเครือข่ายตามขนาดพื้นที่ที่ครอบคลุมถึงเท่านั้น  การจำแนกประเภทของเครือข่ายยังสามารถจำแนกได้  โดยใช้ลักษณะการแชร์ข้อมูลของคอมพิวเตอร์  หรือหน้าที่ของคอมพิวเตอร์ในแต่ละเครือข่ายเป็นเกณฑ์  เพื่อเป็นการแบ่งประเภทของเครือข่าย ซึ่งเมื่อใช้หลักการนี้แล้วเราสามารถแบ่งเครือข่ายออกได้เป็น  2  ประเภทคือ
                     3.ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามระดับความปลอดภัยของข้อมูล
อีกวิธีหนึ่งในการแบ่งประเภทของเครือข่ายคือ  การใช้ระดับความปลอดภัยของข้อมูล  ซึ่งจะแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทด้วยกันก็คือ อินเตอร์เน็ต (Internet) ,อินทราเน็ต (Intranet) ,เอ็กส์ตราเน็ต (Extranet )

                      3.1  อินเตอร์เน็ต(Internet)
อินเตอร์เน็ต  (Internet) นั้นเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์     ที่นำก่อตั้งโดยกระทรวงกลาโหม ประเทศสหรัฐอเมริกา  อินเตอร์เน็ตในสมัยยุคแรก ๆ เมื่อประมาณปี  พ.ศ. 2512   เป็นเพียงการนำคอมพิวเตอร์จำนวนไม่กี่เครื่องนั้นมาเชื่อมต่อกันเท่านั้น โดยมีเพียงสายส่งสัญญาณ เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์

                      3.2  อินทราเน็ต (Internet)
ตรงกันข้ามกับอินเตอร์เน็ต  อินทราเน็ตเป็นเครือข่ายส่วนบุคคลที่ใช้เทคโนโลยีอินเตอร์เน็ต  เช่น  เว็บ,อีเมลล์,FTP แต่อินทราเน็ตใช้โปรโตคอล TCP/IP แต่ใช้สำหรับการรับ- ส่งข้อมูลเช่นเดียวกับอินเตอร์เน็ตซึ่งโปรโตคอลนี้สามารถใช้ได้กับฮาร์ดแวร์หลายประเภท และสายสัญญาณหลายประเภทฮาร์ดแวร์ที่ใช้สร้างเครือข่ายนี้ไม่ใช่ปัจจัยหลักของอินทราเน็ต แต่เป็นซอร์ฟแวร์ที่มีมาให้อินทราเน็ตทำงานได้  อินทราเน็ตเป็นเครือข่ายที่องค์กรสร้างขึ้น  สำหรับให้กับพนักงานขององค์กรที่ใช้เพียงเท่านั้น

                      3.3  เอ็กส์ตราเน็ต  (Extranet)
เอ็กส์ตราเน็ต(Extranet) เป็นเครือข่ายแบบกึ่งอินเตอร์เน็ตกึ่งอินทราเน็ต    เอ็กส์ตราเน็ต คือ  เครือข่ายที่เชื่อมต่อระหว่างอินทราเน็ตของ 2 องค์กร  ดังนั้นจะมีบางส่วนของเครือข่ายที่เป็นเจ้าของร่วมกันระหว่าง 2 องค์กรหรือบริษัท การสร้างอินทราเน็ตจะไม่จำกัดด้วยเทคโนโลยี แต่จะยากตรงนโยบายที่เกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่ทั้ง 2 องค์กรจะต้องตกลงกัน  การสร้างเอ็กส์ตราเน็ตจะเน้นที่ระบบการรักษาความปลอดภัยข้อมูลกับรวมถึงการติดตั้งไฟร์วอลหรือ ระหว่างอินทราเน็ตและการเข้ารหัสข้อมูลและสิ่งที่สำคัญที่สุดก็คือ  นโยบายการรักษาความปลอดภัยข้อมูลและการบังคับใช้

ที่มาเกี่ยวกับภาพ ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เบื้องต้นhttps://www.google.co.th/webhp?sourceid=chrome-instant&ion

ขอบคุูนเนื้อ หาจาก อ. จรัญญ์ ตะวงษา