บทที่1 เครือข่ายการสื่อสาร

เครือข่าย

เครือข่าย (network) หมายถึง ระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ และยังสามารถใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ สแกนเนอร์ การใช้ทรัพยากรเหล่านี้ผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากเมื่อมีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆที่อยู่ห่างไกล เช่น ระบบอินเตอร์เน็ต ซึ่งเป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทั่วโลก

ตัวอย่างของเครือข่าย ได้แก่ เครือข่ายของโทรศัพท์ เครือข่ายดาวเทียม เครือข่ายวิทยุ หรือเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยช่องทางที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารกัน เรียกว่า ช่องสัญญาณ (communication channel)

       ระบบVOIP  

          วีโอไอพี(VoIP) นั้นย่อมาจาก วอยซ์โอเวอร์ไอพี (Voice over Internet Protocol) หรือชื่ออื่น (IP Telephony, Internet telephony, หรือ Digital Phone) เป็นการสื่อสารทางเสียงผ่านโครงข่ายอินเทอร์เน็ต หรือโครงข่ายอื่นๆ ที่ใช้อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล สัญญาณเสียงจะถูกตัดแบ่งเป็นแพ็คเก็ตวิ่งผ่านไปบนโครงข่ายที่ใช้สำหรับการสื่อสารข้อมูลทั่วไป แทนการใช้วงจรเฉพาะตามวิธีการสื่อสารในระบบโทรศัพท์แบบดั้งเดิม เปรียบได้กับการให้รถยนต์วิ่งแทรกกันได้ตามช่องว่างที่มีอยู่ของถนน เปรียบได้กับการให้รถยนต์คันเดียวจองถนนวิ่งแบบผูกขาด นอกจากนี้การใช้งานโทรศัพท์ผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตนั้นไม่เสียค่าใช้จ่ายในการโทรศัพท์และสามารถโทรศัพท์ไปได้ทุกที่ทั่วโลก โดยปลายทางนั้น จะต้องมีการเชื่อมต่อเข้าอินเทอร์เน็ตด้วย และต้องใช้บริการ VoIP ในเครือข่ายเดียวกันกับต้นทาง
-ข้อดีของ(VOIP) คือ ลดค่าใช้จ่าย ตัวอุปกรณ์ PABX ส่วนกลาง มีการดูแลและจัดการระบบ เพิ่มความยืดหยุ่นในการติดต่อสื่อสาร สามารถจัดการระบบเครือข่ายได้ง่ายขึ้น มีการรองรับการขยายตัวของระบบ มีการพัฒนาร่วมกับการสื่อสารไร้สายได้ เเละไม่มีขีดจำกัดและข้อจำกัดในการขยายเครือข่ายสามารถขยายเครือข่ายได้ทุกที่ ทั่วโลก ที่สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้
-ข้อเสียของ(VOIP) คือ มีปัจจัยด้านไฟฟ้าเข้ามาเกี่ยวข้อง เช่น หัวเครื่องโทรศัพท์ อุปกรณ์กระจายสัญญาณเครือข่าย ระบบVOIPหากเครือข่ายอินเทอร์เน็ตล่มระบบโทรศัพท์ก็จะล่มด้วย หัวเครื่องมีราคาสูงกว่าเครื่อง analog ในบางครั้งคุณภาพของเสียงอาจไม่ดีเท่ากับการใช้งานโทรศัพท์แบบปกติ เสียงอาจจะมีการดีเลย์หรือสัญญาณเสียงเดินทางมาช้าในบางคราว และต้องรอให้อีกฝ่ายพูดให้จบก่อน จึงจะสามาถพูดโต้ตอบได้

ส่วนประของระบบสื่อสารข้อมูล

1. ผู้ส่ง (Sender) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการส่งข่าวสาร (Message) เป็นต้นทางของการสื่อสารข้อมูลมีหน้าที่เตรียมสร้างข้อมูล เช่น ผู้พูด โทรทัศน์ กล้องวิดีโอ เป็นต้น

2. ผู้รับ (Receiver) เป็นปลายทางการสื่อสาร มีหน้าที่รับข้อมูลที่ส่งมาให้ เช่น ผู้ฟัง เครื่องรับโทรทัศน์ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น

3. สื่อกลาง (Medium) หรือตัวกลาง เป็นเส้นทางการสื่อสารเพื่อนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง สื่อส่งข้อมูลอาจเป็นสายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเชียล สายใยแก้วนำแสง หรือคลื่นที่ส่งผ่านทางอากาศ เช่น เลเซอร์ คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุภาคพื้นดิน หรือคลื่นวิทยุผ่านดาวเทียม

4. ข้อมูลข่าวสาร (Message) คือสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งผ่านไปในระบบสื่อสาร ซึ่งอาจถูกเรียกว่า สารสนเทศ (Information) โดยแบ่งเป็น 5รูปแบบ ดังนี้

4.1 ข้อความ (Text) ใช้แทนตัวอักขระต่าง ๆ ซึ่งจะแทนด้วยรหัสต่าง ๆ เช่น รหัสแอสกี เป็นต้น

4.2 ตัวเลข (Number) ใช้แทนตัวเลขต่าง ๆ ซึ่งตัวเลขไม่ได้ถูกแทนด้วยรหัสแอสกีแต่จะถูกแปลงเป็นเลขฐานสองโดยตรง

4.3 รูปภาพ (Images) ข้อมูลของรูปภาพจะแทนด้วยจุดสีเรียงกันไปตามขนาดของรูปภาพ

4.4 เสียง (Audio) ข้อมูลเสียงจะแตกต่างจากข้อความ ตัวเลข และรูปภาพเพราะข้อมูลเสียงจะเป็นสัญญาณต่อเนื่องกันไป

4.5 วิดีโอ (Video) ใช้แสดงภาพเคลื่อนไหว ซึ่งเกิดจากการรวมกันของรูปภาพหลาย ๆ รูป

5. โปรโตคอล (Protocol) คือ วิธีการหรือกฎระเบียบที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลเพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งสามารถเข้าใจกันหรือคุยกันรู้เรื่อง โดยทั้งสองฝั่งทั้งผู้รับและผู้ส่งได้ตกลงกันไว้ก่อนล่วงหน้าแล้ว ในคอมพิวเตอร์โปรโตคอลอยู่ในส่วนของซอฟต์แวร์ที่มีหน้าที่ทำให้การดำเนินงาน ในการสื่อสารข้อมูลเป็นไปตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น X.25, SDLC, HDLC, และ TCP/IP เป็นต้น

ประโยชน์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายที่ทำงานรวมกันเป็นกลุ่มงาน เรียกว่า  Workgroup  เมื่อเชื่อมโยงหลาย ๆ กลุ่มงานเข้าด้วยกันจะเป็นเครือข่ายขององค์กร  จะเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่   สามารถประยุกต์ใช้งานได้อย่างกว้างขวางโดยเครือข่ายคอมพิวเตอร์จะเกิดการเชื่อมโยงอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกันและสื่อสารถึงกันได้  เช่น

1.  การใช้ฐานข้อมูลร่วมกัน   เครือข่ายที่ให้บริการเก็บข่าวสาร  ตัวเลขหรือข้อมูลใช้งานจะใช้ฐานข้อมูลเดียวกันได้ เช่น  ราคาสินค้า  บัญชีสินค้า  ฯลฯ

2.  การแบ่งปันทรัพยากรในเครือข่าย  อุปกรณ์ต่าง ๆ ใช้ร่วมกันได้ เช่น  การพิมพ์เอกสารจะใช้เครื่องพิมพ์เครื่องเดียวกับคอมพิวเตอร์เครือข่ายหลายเครื่องก็ได้ เป็นต้น

3.  การติดต่อสื่อสารระหว่างกันบนเครือข่าย  เมื่อมีการเชื่อมโยงสถานีงานเข้าด้วยกันก็จะสามารถโอนย้ายข้อมูลระหว่างกันได้  การดำเนินการต่าง ๆ ควรเป็นไปตามกฎเกณฑ์ที่ฝ่ายบริหารเครือข่ายขององค์กรได้กำหนดไว้

4.  สำนักงานอัตโนมัติ  แนวคิดคือต้องการลดการใช้กระดาษ  หันมาใช้ระบบการทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ที่แลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้ทันที  โดยการใช้สัญญาณอิเลคทรอนิกส์แทน  จะทำให้การทำงานคล่องตัวและรวดเร็วการใช้งานเครือข่ายยังมีการประยุกต์ได้หลายอย่างตั้งแต่ การโอนย้ายแฟ้มข้อมูลระหว่างกัน  การทำงานเป็นกลุ่ม  การใช้ทรัพยากรร่วมกัน  การนัดหมายการส่งงาน  แม้แต่ในห้องเรียนก็ใช้เครือข่ายเพื่อการเรียนการสอน  ใช้เป็นแหล่งเรียนรู้ให้เรียกค้นข้อมูลเป็นต้น

แบบจำลองโอเอสไอ(OSI)

แบบจำลองโอเอสไอ OSI(Open Systems Interconnection)

ในปี พ.ศ. 2512 องค์กร ISO (International Organization for Standardization) ได้เห็นถึงปัญหาการเข้ากันไม่ได้ของระบบคอมพิวเตอร์จากบริษัทผู้ผลิตต่างๆ ทำให้ไม่สะดวกต่อผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ จึงได้ร่างกรอบมาตรฐานของการใช้งานคอมพิวเตอร์ให้เป็นระบบเปิด เพื่อให้ระบบคอมพิวเตอร์จากบริษัทต่างๆ สามารถใช้งานร่วมกันได้ โดยกำหนดมาตรฐานกลางในการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขึ้น เรียกว่า มาตรฐานการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเปิด (Open Systems Interconnection; OSI) หรือเรียกว่าแบบจำลองโอเอสไอ ซึ่งช่วยส่งเสริมและอำนวยความสะดวกให้เกิดการพัฒนาให้บริการเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระหว่างประเทศ และทำให้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สะดวกมากขึ้นในการเลือกใช้งานระบบต่างๆ แบบจำลองโอเอสไอแบ่งกลุ่มการทำงานตามหน้าที่ในแต่ละระดับออกเป็น 7 ระดับ

1. ชั้นประยุกต์ (Application)
                            เป็นชั้นบนสุดของแบบจำลองโอเอสไอ ช่วยอำนวยความสะดวกให้ผู้ใช้ในการติดต่อกับระบบเครือข่าย ประกอบด้วยโพรโตคอลหลายตัว เช่น เทลเน็ต(Telnet) ที่ใช้ติดต่อกับเครื่องเซิฟเวอร์ เอฟทีพี(FTP) ใช้ถ่ายโอนแฟ้มข้อมูล เอชทีทีพี(HTTP) ใช้นำเสนอข้อมูลแบบไฮเปอร์เท็กซ์บนอินเตอร์เน็ต เอสเอ็มทีพี(SMTP) ใช้ส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์
2. ชั้นนำเสนอ (Presentation)
                             ทำหน้าที่จัดรูปแบบของข้อมูลที่แตกต่างกันให้เหมาะสมที่หน่วยรับและส่งสามารถเข้าใจกันได้ และยังบีบอัดข้อมูลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการส่ง การเข้ารหัสข้อมูลเพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการส่ง
3. ชั้นพิจารณา (Session)
                             ทำหน้าที่จัดการการเชื่อมต่อ คือสร้างการเชื่อมต่อ จัดการการเชื่อมต่อ ตัดการเชื่อมต่อ จัดการข้อมูลให้ส่งตรงกับโปรแกรมประยุกต์ทำให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลที่รับส่งถูกต้องและครบถ้วน ถึงแม้จะเปิดใช้งานโปรแกรมหลายโปรแกรม
4. ชั้นเคลื่อนย้าย (Transport)
                             เป็นชั้นที่อยู่ตรงกลาง ระหว่าง 3 ชั้นล่าง และ 3 ชั้นบน ทำหน้าที่รับข้อมูลมาจากชั้นพิจารณา แล้วแบ่งข้อมูลออกมาเป็นหน่วยเล็กๆ เรียกว่าแพ็กเกจแล้วส่งต่อให้ชั้นเครือข่าย นอกจากนี้ยังทำการตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาด จัดลำดับ วิธีอ้างอิงตำแหน่งผู้รับปลายทาง วิธีรวมข้อมูล ความเร็วในการรับส่งข้อมูล โพรโตคอลที่ใช้มากที่สุดในชั้นนี้คือ โพรโตคอลทีซีพี(Transmission Contrrol Protocol; TCP)
5. ชั้นเครือข่าย (Network)      
                            ทำหน้าที่เลือกเส้นทางของข้อมูลจากต้นทางไปปลายทาง ควบคุมความคับคั่งของข้อมูล ในเส้นทางของเครือข่าย โดยแยกแยะเครื่องปลายทางจากหมายเลขประจำเครื่อง โพรโตคอลที่ใช้ในชั้นนี้คือ ไอพี(Internet Protocol) และไอซีเอ็มพี(Internet Control Message Protocol; ICMP) อุปกรณ์เชื่อมต่อในชั้นนี้ได้แก่ เร้าเตอร์ และเกตเวย์
  6. ชั้นเชื่อมโยงข่อมูล (Data link)
                            ทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลกลุ่มข้อมูลเข้าด้วยกันเป็นชุด เฟรม(frame) กำหนดเลขลำดับเฟรมข้อมูล กำหนดจุดเริ่มต้นจุดสิ้นสุดของลำดับข้อมูลที่ต้องการส่ง ควบคุมเวลาและอัตราการไหลของข้อมูล ดูและข้อผิดพลาดของการส่งข้อมูล หากเกิดการสูญหายข้อมูลไม่ไปถึงจุดหมายตามเวลา ก็จะให้ส่งข้อมูลไปใหม่ อุปกรณ์ในชั้นนี้คือ บริดจ์
7. ชั้นกายภาพ (Physical)
                            ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานทางกายภาพของอุปกรณ์และระบบเชื่อมต่อ ทำให้การติดต่อสื่อสารระหว่างกันสามารถสื่อความหมายได้ถูกต้อง เช่น การกำหนดคุณลักษณะทางกายภาพ ใช้สายสัญญาณแบบไหน ความเร็วเท่าใด

ประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายสามารถจำแนกออกได้ หลายประเภทแล้วแต่เกณฑ์ที่ใช้ เช่น ขนาด ลักษณะการแลกเปลี่ยนข้อมูลของคอมพิวเตอร์ เป็นต้น โดยทั่วไปการจำแนกประเภทของเครือข่ายมีอยู่ 3 ประเภทคือ

1. LAN (Local Area Network) : ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่น

เป็นระบบเครือข่ายที่ใช้งานอยู่ในบริเวณที่ ไม่กว้างนัก     อาจใช้อยู่ภายในอาคารเดียวกันหรืออาคารที่อยู่ใกล้กัน เช่น  ภายในมหาวิทยาลัย  อาคารสำนักงาน  คลังสินค้า หรือโรงงาน เป็นต้น  การส่งข้อมูลสามารถทำได้ด้วยความเร็วสูง และมีข้อผิดพลาดน้อย ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่นจึงถูกออกแบบมาให้ช่วยลดต้นทุนและเพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพในการทำงาน และใช้งานอุปกรณ์ต่าง ๆ ร่วมกัน

2. MAN (Metropolitan Area Network) : ระบบเครือข่ายระดับเมือง

เป็นระบบเครือข่ายที่มีขนาดอยู่ระหว่าง Lan และ Wan เป็นระบบเครือข่ายที่ใช้ภายในเมืองหรือจังหวัดเท่านั้น การเชื่อมโยงจะต้องอาศัยระบบบริการเครือข่ายสาธารณะ จึงเป็นเครือข่ายที่ใช้กับองค์การที่มีสาขาห่างไกลและต้องการเชื่อมสาขา เหล่านั้นเข้าด้วยกัน เช่น ธนาคาร   เครือข่ายแวนเชื่อมโยงระยะไกลมาก จึงมีความเร็วในการสื่อสารไม่สูง เนื่องจากมีสัญญาณรบกวนในสาย เทคโนโลยีที่ใช้กับเครือข่ายแวนมีความหลากหลาย มีการเชื่อมโยงระหว่างประเทศด้วยช่องสัญญาณดาวเทียม เส้นใยนำแสง คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ สายเคเบิล

3. WAN (Wide Area Network) : ระบบเครือข่ายระดับประเทศ หรือเครือข่ายบริเวณกว้าง

เป็น ระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานอยู่ในบริเวณกว้าง เช่น ระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานทั่วโลก เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลกันเข้าด้วย กัน อาจจะต้องเป็นการติดต่อสื่อสารกันในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลกก็ได้ ในการเชื่อมการติดต่อนั้น จะต้องมีการต่อเข้ากับระบบสื่อสารขององค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่ง ประเทศไทยเสียก่อน เพราะจะเป็นการส่งข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารกันโดยปกติมี อัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาด การส่งข้อมูลอาจใช้อุปกรณ์ในการสื่อสาร เช่น โมเด็ม (Modem)