บทที่ 5 ส่วนประกอบของเครือข่าย

ส่วนประกอบของเครือข่าย ประกอบด้วย 

1. สายเคเบิล

2. การ์ดเครือข่าย

3. อุปกรณ์เพื่อการเชี่อมโยง

4.เครื่องคอมพิวเตอร์

 
5. ซอฟต์แวร์เครือข่าย 

 
6. โพรโทคอล

 

รีพีตเตอร์/ฮับ  เป็นอุกรณ์ทวนสัญญาณ ที่ทำงานอยู่ในชั้นสื่อสารทางกายภาพบนแบบจำลอง OSI 
โดยอุปกรณ์ฮับก็คือรีพีตเตอร์ชนิดหนึ่ง แต่เป็นรีพีตเตอร์ที่มีหลายๆ พอร์ต การเชื่องโยงเครือข่ายภาพฮับจะช่วยแค่เพียงเชื่อมโยงเครือข่ายด้วยระยะทางไกลเท่านั้น

 
     
บริดจ์ เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายกับสะพานเชี่อมโยงระหว่างเครือข่ายสองเครือข่ายขึ้นไป ทำงานอยู่ในชั้นสือสารกายภาพและชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล สำหรับเครือข่ายที่เชื่อมโยงผ่านอุปกรณ์บริดจ์นั้่น จะทำให้เกิดการแบ่งแยกเครือข่ายออกจากกัน ช่วยลดการคับคั้งของข้อมูลที่สื่อสารบนเครือข่าย

     
สวิตซ์ เป็นอุปกรณ์ที่ผนวกคุณสมบัติระหว่างบิตและฮับเข้าด้วยกันกล่าวคือการทำงานของสวิตซ์จะเหมือนกันบริด์ที่สามารถคัดกลั่นกรองข้อมูลภายในเครือข่ายได้ ในขณะเดียวกัน สวิตซ์ก็มีหลายพอร์เหมือนกันฮับที่สามารถไปเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์หลายเครื่่อง

     แอกเซสพอยต์ เป็นอุปกรณ์สำหรับรับส่งสัญญาณแบบไร้สาย หลังการทำงานคล้ายกับสวิตซ์แต่รับการเชื่อมต่อแบบไร้สาย

     เร้าเตอร์  จะทำงานในสามลำดับชั้น แรกบนแบบจำลอง OSI ซึ้งประกอดด้วยชั้นสื่อสารทางกายภาพ ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล และชั้นสื่อสารควบคุมเครือข่ายเร้าเตอร์จัดเป็นอุปกรณที่สำคัญมากในการเชื่อมโยงเครือข่ายเข้าด้วยกันโดยเฉพาะ เครือข่ายอิเทอร์เน็ต

     เกตเวย์  จะทำงานอยู่บนชั้น 7 ลำดับชั้น โดยมักนำเกตเวย์ไปใช้งานเพื่อเป็นประตูการเชื่อมโยงเครือข่ายกับคอมพิวเตอร์ที่สถาปัตยกรรมระบบที่แตกต่างกัน เช่น เครื่องพีซี กับ เมนเฟรมคอวพิวเตอร์

อ้างอิง

 หนังสือการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

บทที่ 4 การสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

การเชื่อมเครือข่าย สามารถเชื่อมต่อได้ 2 วิธีด้วยกัน คือ

   1.การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด

   2.การเชื่อมต่อแบบหลายจุด

     โทโพโลยีแบบบัส จะมีสายเคเบิลเส้นหนึ่ง ทำหน้าที่เป็นสายแกนหลักสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์บนเครือข่ายทั้งหมด จะมีอุปกรณ์ฮับเป็นศูนย์กลาง โดยทุกๆ โหนดบนเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงสายเคเบิลเข้ากับฮับแห่งนี้

    

โทโพโลยีแบบวงแหวน โหนดแรกและโหนดสุดท้ายจะเชื่อมโยงถึงกัน ทำให้เกิดมุมมองทางกายภาพเป็นรูปวงกลมขึ้นมา แต่ละโหนดบนเครื่อข่ายแแบบวงแหวนจะส่งทอดสัญญานไปในทิศทางเดียวกัน ด้วยการส่งทอดไปยังทีละโหนดถัดไปเรื่อยๆซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องทวนสัญญาน ไปในตัว

        

            

     โครงการหมายเลข 802 เป็นโครงการที่ใหญ่มาก ประกอบไปด้วยสมาชิกที่มาจากบริษัทผู้ผลิตและสถาบันการฝึกษาที่น่าสนใจใน หัวข้อเรื่องเครือข่ายท้องถิ่นและอินเตอร์เน็ตเวิร์ก โดยคณะกรรมการ
ย่อยของแต่ละชุดในโครงการ 802 จแยกกันพัฒนามาตราฐานเครือข่ายท้องถิ่นที่แตกต่างกัน มีการใช้เลขจุดทศนิยมเพื่อแบ่งแยกเป็นโครงการย่อยๆ

    IEEE 802.3 เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดมาตราฐานของโพรโทคอลอีเทอร์เน็ต
    IEEE 802.11 เกี่ยวขข้องกับข้อกำหนดมาตราฐานของเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สาย

     ระบบเครือข่ายท้องถิ่น ประกอบด้วย อีเทอร์เน็ต ไอบีเอ็มโทเก้นริง และ เอฟดีดีไอ

     ไอบีเอ็มโทเก้นริง เป็นเครือข่ายที่บริษัทไอบีเอ็มเป็นผู้พัฒนาขึ้นมา ด้วยการใช้โพรโทคอล Token Passing

     เอฟดีดีไอ จะใช้กลไกการส่งข้อมูลแบบ Token Passing  เช่นเดียวกับไอบีเอ็มโทเก้นริง แต่เอฟดีดีไอ จะทำงานด้วยความเร็วสูงแบบไฟเบอร์ออปติก ทั้งนี้เอฟดีดีไอยังสามารถออกแบบเพื่อรองรับความเสียหหายของระบบได้ ด้วยการเพิ่มวงแหวนในเครือข่ายเพิ่มอีก รวมเป็น 2 วงแหวนด้วยกันซึ่งประกอบด้วยวงแหวนปฐมภูมิ และวงแหวนทุติยภูมิ

     อีเทอร์เน็ต ยังสามารถเชื่อต่อได้ 3 รูปแบบด้วยกัน คือ 10Base5, 10Base2, และ 10BaseT ที่ส่งข้อมูลบนควาเร็ว 10เมกะบตต่อวินาที แต่ในปัจจุบันได้พัฒนาความเร็วเป็็นสวิตช์อีเทอร์เน็ต อีเทอร์เน็ตความเร็วสูง และกิกะบิตอีเทอร์เน็ต 

     

อ้างอิง

 หนังสือการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

บทที่ 3 สื่อกลางส่งข้อมูลและการรับส่งข้อมูลบนเครื่อข่าย

             การส่งสัญญาณแบบเบสแบนด์ เป็นการใช้ช่องทางการสื่อสารเพียงช่องทางเดียวสำหรับการส่งสัญญาณดิจิตอลในแต่ละครั้งในครั้งในช่วงเวลาหนึ่ง 

             การส่งสัญญาณแบบบรอดแบนด์ เป็นการใช้ช่องทางการสือสาร หลายช่องทองเพื่อส่งสัญญาณเพื่อส่งสัญญาณแอนะล็อก โดยข้อมูลที่ส่งสามารถลำเลียงอยู่บนช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน

             สื่อกลางส่งข้อมูลแบบใช้สาย จะใช้สายเพื่อจะลำเลียงข้อมูล ตัวอย่างเช่น สายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเชียล และสายใยนำแก้วแสง

             สื่อการส่งข้อมูลแบบไร้สาย จะลำเลียง ข้อมูลภาพทางอากาศ เนื่องจากอากาศมีพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายอยู่ทั่วไป ซึ่งมีทั้งคลื่นความถี่ต่ำและคลื่นคลามถี่สูง ตัวอย่างเช่น คลื่นวิทยุไมโครเวฟ บลูทูธ และอิฟราเรด

             การพิจารณาสื่อกลางส่งข้อมูล
               1. ต้นทุน
               2. ความเร็ว
               3. ระยะทางและการขยาย
               4. สภาพแวดล้อม
               5. ความปลอดภัย

   วิธีการเข้าถึงสื่อกลาง เป็นการนำโพรโทคอลมาใช้เพื่อควบคุมกลไก การส่งข้อมูล และวิธีแก้ไขเมื่อเกิดการฃนกันของกลุ่มข้อมูลขึ้นภายในสายส่ง โพรโทคอลที่นำมามช้การ ได้แก่ CSMA/CD และ Token Passing

    โพรโทคอล CSMA/CD ประกอบด้วยกลไกการทำงาน

     กลไกที่ 1 : การตรวจฟังสัญญาณ
     กลไกที่ 2 : การเข้าถึงสื่อการรวมข้อมูล
     กลไกที่ 3 : การตรวจจับการชนสัญญาณ

     โพรโทคอล Token Passing เป็นวิธีการเข้าถึงสือการที่ไมมีการชน กันของกลุ่มข้อมูลเลย ทั้งนี้จะมีรหัสโทเก้นคอยวิ่งอยู่บนสายส่ง เพื่อให้โหนดที่ต้องการส่งได้ตรอบครองโดยโหนดที่ครอบครองรหัสโทเก้นเท่านั้น ที่จะสามารถส่งข้อมูลบนเครือข่ายได้ เมื่อส่งข้อมูลเสร็จสมบูรณ์จึงค่อยปลดรหัสโทเก้น เพื่อให้โหนดอื่นครอบครองต่อไป

 

อ้างอิง

    หนังสือการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

บทที่ 1 การสื่อสารข้อมูลในและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การสื่อสารข้อมูล เป็นการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างสองอุปกรณ์ โดยมีจุดประสงค์หลักคือ ต้องการส่งข่าวสารจากที่หนึ่งไปยังอีกที่ 1

    สัญญาณแอนะล็อก เป็นสัญญาณที่เป็นรูปคลื่นขึ้นลงสลับกันไปแบบต่อเนื่อง สามารถส่งข้อมูลออกไปได้บนระยะทางที่ไกล

    สัญญาณดิจิตอล เป็นสัญญาณที่มีรูปแบบไม่ต่อเนื่อง รูปแบบของแรงดันไฟฟ้าจะมีค่า   0 หรือ 1 เท่านั้น ข้อดีของสัญญาณชนิดนี้ก็คือ เป็นสัญญาณที่ทนต่อสัญญาณรบกวนได้ดี

ส่วนประกอบของระบบการสื่อสาร ประกอบด้วย
    1. ข่าวสาร
    2. ผู้ส่ง ( แหล่งกำเนิดข่าวสาร )
    3. ผู้รับ ( จุดมุ่งหมายปลายทาง )
    4. สื่อกลางส่งข้อมูล
    5. โพรโทคอล

 คุณสมบัติพื้นฐาน 3 ประการของการสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วย
    1. การส่งมอบ
    2. ความถูกต้องแน่นอน
    3. ระยะเวลา

    ทิศทางการส่งข้อมูล ในระบบการสื่อสารมี 3 รูปแบบด้วยกัน คือ

1. การสื่อสารแบบทิศทางเดียว (Simplex)

2. การสื่อสารแบบกึ่งสองทิศทาง (Half-Duplex)

3. การสื่อสารแบบสองทิศทาง (Full-Duplex)

   การสื่อสารโทรคมนาคม เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องส่งทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถส่งผ่านตัวกลางไปยังจุดหมายปลายทางที่อยู่ระยะไกลได้ ตัวอย่างเทคโนโลยีการสื่อสารโทรคมนาคม เช่น โทรเลข โทรพิมพ์ โทรสาร โทรศัพท์ โทรทัศน์ วิทยุกระจายเสียงไมโครเวฟ และดาวเทียม

    เครือข่ายคอมพิวเตอร์  เป็นการนำกลุ่มคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปมาเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่าย และสามารถแชร์ทรัพยากรบนเครือข่าย เช่น ไฟล์ข้อมูล หรือเครื่องพิมพ์ เพื่อใช้งานร่วมกันบนเครือข่ายได้

    ประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่แบ่งแยกตามภูมิศาสตร์ มีอยู่ 3 ประเถทด้วยกันคือ
1.เครือข่ายท้องถิ่น(LAN)
2.เครือข่ายระดับเมือง(MAN)
3.เครือข่ายระดับประเทศ(WAN)

    ประโยชน์ของเครือข่ายท้องถิ่น ประกอบด้วย
1.การใช้ทรัพยากรร่วมกัน
2.ช่วยลดต้นทุน
3.เพิ่มความสะดวกในด้านการสื่อสาร
4.ความเชื่อถือและความปลอดภัยของระบบ

    การติดตั้งเครือข่ายเพื่อใช้งาน ยังสามารถเลือกการเชื่อต่อตามสถาปัตยกรรมเครือข่ายที่เหมาะสมอันได้แก่ เครือข่ายแบบ Peer-to-Peer และแบบ Client/Server

เกณฑ์วัดประสิทธิภาพของเครือข่าย สามารถพิจารณาจากกฎเกณฑ์ต่อไปนี้
1.สมรรถนะ ได้แก่ จำนวนผู้ใช้งานชนิดสื่อกลางที่ใช้ อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ และซอฟต์แวร์
2.ความน่าเชื่อถือ ได้แก่ ความถี่ของความล้มเหลว ระยะเวลาในการกู้คืน และความคงทนต่อความล้มเหลว
3.ความปลอดภัย ได้แก่ การป้องกันบุคคลที่ไม่มีสิทธิ์ในการเข้าถึงข้อมูล และ การป้องกันไวรัสคอมพิวเตอร์

อ้างอิง

หนังสือการสื่อสารข้อมูลในเครือข่าย
http://dtv.mcot.net/data/epost/pic1311726331.gif

บทที่ 2 แบบจำลองเครือข่าย

ISO เป็นองค์กรมาตรฐานสากลที่ก่อตั้งขึ้นมาเพื่อสนับสนุนการกำหนดมาตรฐานระหว่างชาติ โดยแบบจำลอง OSI จัดเป็นมาตรฐานหนึ่งที่ถูกนำมาใช้เป็นมาตรฐานสำหรับการสื่อสารบนเครือข่ายแบบจำลอง OSI มีการแบ่งการทำงานออกเป็นลำดับชั้น ที่เรียกว่าชั้นการสื่อสาร โดยมีทั้งสิ้น 7 ชั้นด้วยกันคือ

1.ชั้นสื่อสารทางกายภาพ (PhysicalLayer)
            จะมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะทางกายภาพด้านการสื่อสารระหว่งอุปกรณ์ด้วยการกำหนดวิธีควบลคุมการรับส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในระดับบิตจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าใด ใช้สายเคเบิลชนิดใดในการรับส่งสัญญาณการส่งข้อมูลเป็ฯแบบทิศทางเดียวหรือสองทิศทางจะต้องเริ่มต้นติดต่อหรือสิ้นสุดการติดต่ออย่างไรรวมถึงลักษณะการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายในเครือข่ายเป็นต้น

2.ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล (Data Link Layer)
            เป็นชั้นสิ่สารที่รวบรวมข้อมูลจากชั้นสื่อสารทางกายภาพ ด้วยการกำหนดรูปแบบของข้อมูลที่ส่งผ่านยภายในเครือข่ายให้อยู่ในรูปแบบของ เฟรม (Frame) ทั้งนี้จะรวมถึงวิธีหรือกลไกในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลด้วย กล่าวคือ การส่งข้อมูลในเครือข่าย ข้อมูลที่ถูกส่งไปมีโอกาสที่จะสูญหายหรือมีความเสียหายบางส่วนได้ ดังนั้นชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลนี้จะดำเนินการตรวจสอบความผิดปกติเหล่านี้ได้ โดยหากพบความผิดปกติขึ้น ก็จะแจ้งข้อมูลกลับไปยังผู้ส่งให้รับทราบเพื่อส่งข้อมูลชุดเดิมซ้ำกลับมาใหม่ แต่อย่างไรก็ตาม การส่งข้อมูลซ้ำกลับมาใหม่ในบางครั้งอาจทำให้เกิดข้อมูลชุดเดียวกันซ้ำกันถึง 2 เฟรมก็ได้ เนื่องจากชุดข้อมูลที่ส่งไปครั้งแรกความจริงแล้วอาจไม่ได้สูญหายไปไหน แต่อาจเกิดปัญหาระหว่างการเดินทางส่งผลให้ต้องใช้เวลาเดินทางไปยังจุดหมายปลายทางมากกว่าปกติทั่วไป ดังนั้นกรณีที่ค้นพบข้อมูลชุดเดียวกันซ้ำถึง 2 เฟรม ก็จะต้องมีกลบไกในการกำจัดเฟรมข้อมูลซ้ำซ้อนเหล่านี้ออก

3.ชั้นสื่อสารควบคุมเครือข่าย (Network Layer)
          จะทำหน้าที่จัดการกับรูปแบบข้อมูลที่เรียกว่าแพ็กเก็ต (Packet) ที่จัดส่งไปยังจุดหมายปลายทางที่ประกอบไปด้วยเครือข่ายย่อยต่างๆจำนวนมากมาย โดยมีวัตถุประสงค์คือ จะต้องมีการวางเส้นทางเดินของข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางอย่างไร เพื่อให้โหนดที่ทำหน้าส่งข้อมูล สมารถส่งข้อมูลไปยังโหนดปลายทางได้ในที่สุด

4.ชั้นสื่อสารนำส่งข้อมูล (Trasport Layer)
           เป็นชั้นสื่อสารที่ทำหน้าที่ตรวจสอบข้อมูลทั้งหมดที่มีการรับส่งกันระหว่างโหนดต้นทางจนกระทั่งถึงโหนดปลายทางด้วยการรับประกันว่าข้อมูลจะถูกส่งไปถึงมือผู้รับอย่างแน่นอน และอาจจำเป็นต้องมีการส่งข้อมูลใหม่ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดขึ้น

5.ชั้นสื่อสารควบคุมหน้าต่างสื่อสาร (Session Layer)
           ชั้นสื่อสารนี้จะดูแลและจัดการการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ปลายทางโดยเริ่มตั้งแต่การสร้างคอนเน็กชั่นเพื่อการติดต่อสื่อสารไปจนกระทั่งยุติการสารสื่อด้วยการยกเลิกคอนเน็กชั่นระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมโยงระหว่างกันอย่างไรก็ตาม หสกการสื่อสารในชั้นนี้เกิดความล้มเหลวขึ้นมา ย่อมทำให้ข้อมูลเสียหาย
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเริ่มต้นการทำงานรอบใหม่บนหน้าต่างสื่อสารนั้น ตัวอย่างเช่นมีการเปิดหน้าต่างสื่อสารเพื่อการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างต้นทางไปยังปลายทางหากเกิดการส่งข้อมูลล้มเหลวไปกลางคัน ก็อาจจำเป็นต้องยกเลิกหน้าต่างสื่อสารนั้นและเปิดหน้าต่างสื่อสารใหม่เพื่อดำเนิการถ่ายโอนข้อมูลกันรอบใหม่ เป็นต้น

6.ชั้นสื่อสารการนำเสนอข้อมูล (Presentatiion Layer)
          จะดำเนินการแปลงรูปแบบข้อมูลที่ได้รับมาจากชั้นสื่อสาการประยุกต์ซึ่งเกี่ยวข้องกับรหัสแทนข้อมูลที่อาจมาจากระบบคอมพิวเตอร์ที่มีแพลตฟอร์มที่แตกต่างกัน เช่น เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ใช้รหัสแทนข้อมูลแบบ EBCDIC ในขณะที่เครื่องพีซีคอมพิวเตอร์ใช้รหัสแทนข้อมูลแบบ ASCII ดังนั้นชั้นสื่อสารนี้จะดำเนินการจัดการเพื่อให้ทั้งสองฝั่งสามารถเข้าใจความหมายและรับทราบข้อมูลที่ตรงกัน ถึงแม้คอมพิวเตอร์ที่สื่อสารกันจะใช้รหัสแทนข้อมูลที่แตกต่างกันก็ตาม

7.ชั้นสื่อสารประยุกต์ (Application Layer)
           เป็นชั้นสื่อสารที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของโปรแกรมประยุกต์ต่างๆที่ใช้สำหรับการติดต่อสื่อสารผู้ใขช้งานสามารถใช้โปรแกรมประยบุกต์ต่างๆเพื่อเข้าถึงเครือข่ายโดยจะมีอินเตอร์เฟซเพื่อให้การโต้ตอบกันระหว่างผู้ใช้งานกับคอมพิวเตอร์ที่สื่อสารกันจะใช้รหัสแทนข้อมูลที่แตกต่างกันก็ตาม

แนวคิดของการแบ่งชั้นสื่อสาร คือ
          1.เพื่อลดความซับซ้อนทำให้ง่ายต่อการเรียนรู้และทำความเข้าใจ
          2.เพื่อให้แต่ล่ะชั้นสื่อสารมีบทบาทที่ที่ชัดเจนและแตกต่างกัน
          3.เพื่อให้แต่ละชั้นสื่อสารปฏิบัติงานตามมมฟังก์ชั้นหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย และสามารถคล้องกับมาตราฐานสากล
          4.จากขอบเขตความรับผิดชอบในแต่ละชั้นสื่อสารทำให้เกิดความคล่องตัวและเพื่อเป็นการป้องกันกรณีเกิดการเปลี่ยนแปลงบนชั้นสื่อสารหนึ่งๆแล้วส่งผลกระทบต่อชั้นสื่อสารอื่นๆ
          5.จำนวนชั้นสื่อสารจะต้องมีจำนวนมากเพียงพอและเหมาะสมต่อการจำแนกหน้าที่การทำงานให้กับแต่ละชั้นสื่อสารและไม่ควรมีมากจนดูเทอะทะ เกินความจำเป็น


TCP/IP เป็นโพรโทคอลมาตรฐานบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ซึ่งแบบจำลอง TCP/IP ประกอบด้วยชั้นสื่อสารต่างๆ ดังนี้
1.ชั้นสื่อสารทางกายภาพ
2.ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล
3.ชั้นสื่อสารควบคุมเครือข่าย
4.ชั้นสื่อสารเพื่อนำส่งข้อมูล
5.ชั้นสื่อสารประยุกต์

อ้างอิง

หนังสือการสื่อสารข้อมูลในเครือข่าย