บทที่ 5 มาตรฐานการเชื่อมต่อและสถาปัตยกรรมเครือข่าย

มาตรฐานการเชื่อมต่อและสถาปัตยกรรมเครือข่าย

OSI (OSI Reference model)

เป็นแบบจำลอง ที่อธิบายถึงโครงสร้างการทำงานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยแบ่งออกเป็น 7 เลเยอร์ ที่มีหน้าที่ต่างๆ กัน โดยได้รับการคิดค้นและพัฒนาขึ้นในปี 1984 โดย Open Systems Interconnect

Physical Layer

                เป็นเลเยอร์ล่างสุดสำหรับจัดเตรียมอุปกรณ์เกี่ยวกับระบบไฟฟ้า และกลไกการทำงานในการเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย

Data Link Layer

                เป็นเลเยอร์สำหรับการจัดเตรียมหน้าที่ และกระบวนการในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครือข่าย และตรวจสอบความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นใน Physical Layer

Transport Layer

เป็นเลเยอร์ที่ทำหน้าที่จัดเตรียมการส่งผ่านข้อมูลระหว่างผู้ใช้งาน จัดเตรียมข้อมูลที่เชื่อถือได้ให้กับเลเยอร์ถัดไป

Network Layer

เป็นเลเยอร์ที่จัดเตรียมหน้าที่ และกระบวนการในการส่งข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางภายในเครือข่าย

Session Layer

                                เป็นเลเยอร์ที่ควบคุมเซสชั่น (Session) การเชื่อมต่อระหว่างเครื่อง

คอมพิวเตอร์ในเครือข่าย จัดการการสื่อสารระหว่างกัน ทั้งแบบ Full-duplex, Half-

duplex และ Simplex

Presentation Layer

                เป็นเลเยอร์สำหรับจัดเตรียมการรับและจัดโครงสร้างของข้อมูล เพื่อส่งต่อให้เลเยอร์ถัดไป โดยอาจมีการแปลข้อความที่ได้เป็นโค้ด หรือมีการเข้ารหัส/ถอดรหัสข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ

Application Layer

เป็นเลเยอร์ชั้นบนสุด ซึ่งเป็นการจัดเตรียมแอพพลิเคชั่นไว้ให้คอยบริการใช้งาน รูปแบบต่างๆ บนเครือข่าย

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 

เป็นองค์กร สากลที่สร้างและพัฒนามาตรฐานด้านอุตสาหกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับการศึกษาทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รวมไปถึงการสื่อสารและวิทยาการคอมพิวเตอร์มีการประกาศมาตรฐานต่างๆ ไว้มากกว่า 900 มาตรฐาน

เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Ethernet LAN  

หรือเรียกว่าเครือข่ายแลนแบบมีสาย โดยในปัจจุบันแบ่งออกได้เป็น 2 มาตรฐานใหญ่ๆ คือ Fast Ethernet LAN และ Gigabit Ethernet LAN

เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Wireless LAN

เครือข่ายไร้สายเป็นที่นิยมมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถลดค่าใช้จ่ายในส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ เช่น สายสัญญาณ หรือการ์ดเครือข่ายที่ใช้อยู่บนเครือข่าย Ethernet LAN ลงได้

บทที่ 3 การสื่อสารข้อมูล

Data Communications การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล คือ การโอนถ่าย หรือแลกเปลี่ยนข้อมูล(Transmission) กันระหว่างต้นทางกับปลายทางโดยผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์

องค์ประกอบพื้นฐานของระบบสื่อสารข้อมูล

1. ผู้ส่งหรืออุปกรณ์ข้อมูล (Sender) และ ผู้รับหรืออุปกรณ์รับข้อมูล (Receiver)  มี 2 ชนิด คือ

                1.1 DTE (Data Terminal Equipment)

                1.2 DCE (Data Communication Equipment)

2. โปรโตคอล (Protocol) หรือซอฟต์แวร์ (Software)

3. ข่าวสาร (Message)

4. สื่อกลาง (Medium )

Twisted-Pare cable สายคู่บิดเกลียว

ลักษณะของสายคู่บิดเกลียวแต่ละคู่จะทำด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นจะมีฉนวนหุ้ม พันกันเป็นเกลียวเพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

แบ่งเป็น 2 สาย คือ

1.UTP ไม่มีฉนวนป้องกันสัญญาณ

  รบกวน

2.STP แบบที่มีฉนวนป้องกัน

  สัญญาณรบกวน

Coaxial Cable  สายโคแอกเชียล

ประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลกว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า

Fiber Opticสายใยแก้วนำแสง

ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง

Cellular Radio  คลื่นวิทยุ

เป็นสื่อกลางการสื่อสารแบบไร้สายที่สามารถแพร่ได้บนระยะทางไกล เช่น ระหว่างเมืองหรือระหว่างประเทศ

Microwave  คลื่นไมโครเวฟ

เป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี) ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่งแต่ละหอจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30 - 50 กม.

Satellite สัญญาณดาวเทียม

ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast) 

Bluetooth สัญญาณบลูทูธ

ใช้ความถี่ในการส่งสัญญาณข้อมูล 2.5 GHz. สื่อสารได้ในระยะทางไม่เกิน 10 เมตร

Infrared อินฟราเรด

เป็นคลื่นความถี่สั้น ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับคลื่นไมโครเวฟตรงที่การส่งสัญญาณเป็นแนวเส้นตรงในระดับสายตาเหมือนกัน คลื่นอินฟราเรดนิยมนำมาใช้งานสำหรับการสื่อสารระยะใกล้ โดยมีอุปกรณ์หลายชิ้นในปัจจุบัน เช่น รีโมตคอนโทรล คอมพิวเตอร์ และรวมถึงอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เครื่องพิมพ์ เมาส์ และกล้องดิจิทัล

Wireless สัญญาณไวเลส

ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN : WLAN) หมายถึง เทคโนโลยีที่ช่วยให้การติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่อง หรือกลุ่มของเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารกันได้ ร่วมถึงการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์เครือข่ายคอมพิวเตอร์ด้วยเช่นกัน โดยปราศจากการใช้สายสัญญาณในการเชื่อมต่อ แต่จะใช้คลื่นวิทยุเป็นช่องทางการสื่อสารแทน

 

บทที่ 2 องค์ประกอบพื้นฐานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

- เน็ตเวิร์คการ์ด หรือ NIC (Network Interface Card) เป็นการ์ดที่เสียบเข้ากับช่องบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นชุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และเครือข่าย

                          ภาพNIC (Network Interface Card)

- Protocol  โปรโตคอลเป็นภาษาที่คอมพิวเตอร์ใช้สื่อสารกันผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์

- ระบบปฏิบัติการเครือข่าย หรือ NOS (Network Operating System) 

ระบบปฏิบัติการเครือข่ายจะเป็นตัวที่คอยจัดการเกี่ยวกับการใช้งานเครือข่ายของผู้ใช้แต่ละคน หรือเป็นตัวจัดการและควบคุมการใช้ทรัพยากรต่างๆ ของเครือข่าย ระบบปฏิบัติการเครือข่ายที่เป็นที่นิยม เช่น Windows Server 2007 Novell NetWare, Sun Solaris และ Red Hat Linux เป็นต้น

ปัจจุบันมีสายสัญญาณที่ใช้เป็นมาตรฐานในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์อยู่  3 ประเภท คือ

            1. สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable)

            2. สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs)

            3. สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic)

            สายสัญญาณแต่ละประเภทมีทั้งข้อดีข้อเสียแตกต่างกัน และเหมาะกับการใช้งานในรูปแบบที่แตกต่างกัน ซึ่งการเลือกใช้สัญญาณเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับประเภทและแบนด์วิธของเครือข่าย รวมทั้งงบประมาณด้วย

ฮับ (Hub) 

เป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่ใช้ในการเชื่อมต่อเครื่องจำนวนมากเข้าด้วยกันในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยที่ฮับจะมีพอร์ต (Port) หรือช่องสำหรับต่อสาย RJ-45 เข้ามาจากเครื่องคอมพิวเตอร์ และทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการกระจายข้อมูล ไปยังเครื่องอื่นๆ 

สวิตช์ (Switch)

 สวิตช์เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายลักษณะเดียวกับฮับและมีหน้าที่คล้ายกับฮับมาก แต่มีความแตกต่างที่วงจรการทำงานภายในจะใช้หลักการของวงจรสวิตชิ่งที่สลับการส่งข้อมูลในแต่ละพอร์ตไปมา ไม่ได้แบ่งช่องทางการส่งผ่านข้อมูลเหมือนฮับจึงทำให้แต่ละพอร์ต

มีความสามารถในการส่งข้อมูลได้สูงกว่าฮับ

รีพรีทเตอร์ (Repeater)

รีพีตเตอร์ เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมต่อสายเคเบิล 2 เส้นเข้าด้วยกัน เพื่อเพิ่มระยะทางการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย หรือช่วยในการขยายสัญญาณข้อมูล

บริทจ์ (Bridge)

บริดจ์ เป็นอุปกรณ์เชื่อมโยงเครือข่ายหรือเป็นเสมือนตัวแบ่งแยกข้อมูลระหว่างเครือข่ายให้มีการสื่อสารภายในเครือข่ายของตน ไม่ปะปนไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง เพื่อลดปัญหาปริมาณข้อมูลกระจายในสายสื่อสารมากเกินไป

เราท์เตอร์ (Router)

เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายซึ่งทำหน้าที่เสมือนสะพานสำหรับเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่น หรือระบบเครือข่าย LAN (Local Area Network) เข้ากับระบบเครือข่าย WAN (Wide Area Network) ขนาดใหญ่

เกตเวย์ (Gateway)

อุปกรณ์ชนิดนี้สามารถเชื่อมต่อระบบเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอลใน Data link และ Network Layer ที่แตกต่างกันได้มากกว่า 2 ระบบเกตเวย์สามารถเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลจากเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง หรือเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูลในโปรแกรมประยุกต์ได้ 

โปรโตคอล (Protocol) 

เป็นมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลของคอมพิวเตอร์ หรืออาจกล่าวได้ว่า โปรโตคอลเป็น ภาษา ที่คอมพิวเตอร์ใช้สื่อสารกัน 

ระบบปฏิบัติการหรือ OS 




ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับการเข้าใช้ทรัพยากรต่างๆ ของโปรแกรมที่รันบนคอมพิวเตอร์ เช่น หน่วยความจำ ฮาร์ดดิสก์ จอภาพ คีย์บอร์ด เมาส์ เป็นต้น ถ้าไม่มีระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ก็จะรันโปรแกรมต่างๆ ไม่ได้ ระบบเครือข่ายก็เช่นกัน จำเป็นต้องมีระบบปฏิบัติการเครือข่าย หรือ NOS เพื่อทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่าย และการเข้าใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ในเครือข่าย เช่น เครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์ ฐานข้อมูล เป็นต้น

บทที่ 4 ประเภทของเครือข่าย

Local Area Network: LAN  เครือข่ายท้องถิ่น

 เป็นรากฐานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั่วไป กล่าวคือ เกือบทุกๆ เครือข่ายต้องมี LAN เป็นองค์ประกอบ เครือข่ายแบบ LAN อาจเป็นได้ตั้งแต่เครือข่ายแบบง่ายๆ เช่น มีคอมพิวเตอร์สองเครื่องเชื่อมต่อกันด้วยสายสัญญาณ ไปจนถึงเครือข่ายที่ซับซ้อน เช่น มีคอมพิวเตอร์เป็นร้อยๆ เครื่องและมีอุปกรณ์เครือข่ายอีกมาก

Metropolitan Area Network: MAN เครือข่ายในเขตเมือง

เครือข่ายแมนเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่กว่าเครือข่ายแลน เป็นเครือข่ายในเขตเมืองครอบคลุมพื้นที่ในอำเภอหรือจังหวัดเดียวกัน โดยอาจเป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ขององค์กรเข้าด้วยกัน เช่น การต่อคอมพิวเตอร์ของสาขาต่างๆ ในเขตเมือง เพื่อสื่อสารข้อมูลระหว่างองค์กร

Wide Area Network: WAN เครือข่ายบริเวณกว้าง

เป็นเครือข่ายที่ครอบคลุมพื้นที่บริเวณกว้าง หรืออาจจะครอบคลุมทั่วโลกก็ได้ ตัวอย่างเช่น เครือข่าย

อินเตอร์เน็ตที่เรารู้จักกันดี WAN จะใช้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่าง LAN ที่อยู่ห่างไกลกัน เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายของสำนักงานย่อยที่อยู่ห่างไกลกัน

Peer to Peer Network  เครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์  

เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันโดยเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะสามารถแบ่งทรัพยากรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟล์หรือเครื่องพิมพ์ซึ่งกันและกันภายในเครือข่ายได้ เครื่องแต่ละเครื่องจะทำงานในลักษณะที่ทัดเทียมกัน

Client/Server Network เครือข่ายแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์

เป็นระบบที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีฐานะการทำงานที่เหมือนๆ กัน เท่าเทียมกันภายในระบบเครือข่าย แต่จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง ที่ทำหน้าที่เป็นเครื่อง Server ที่ทำหน้าที่ให้บริการทรัพยากรต่างๆ ให้กับ เครื่อง Client หรือเครื่องที่ขอใช้บริการ

SPOOL  (Simultaneous Peripheral Operation On-Line)

 เป็นระบบที่ใช้ในการทำงานของ Print Server ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้สามารถพิมพ์งานได้พร้อมกันหลายคน

Internet อินเทอร์เน็ต

                                เครือข่ายสาธารณะหรืออินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายที่ครอบคลุมทั่วโลก ซึ่งมีคอมพิวเตอร์เป็นล้านๆ เครื่องเชื่อมต่อเข้ากับระบบและยังขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ ทุกปี อินเทอร์เน็ตมีผู้ใช้ทั่วโลกหลายร้อยล้านคน และผู้ใช้เหล่านี้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารกันได้อย่างอิสระ โดยที่ระยะทางและเวลาไม่เป็นอุปสรรค นอกจากนี้ผู้ใช้ยังสามารถเข้าดูข้อมูลต่างๆ ที่ถูกตีพิมพ์ในอินเทอร์เน็ตได้

Intranet อินทราเน็ต

                เครือข่ายส่วนบุคคลหรือตรงกันข้ามกับอินเทอร์เน็ต อินทราเน็ตเป็นเครือข่ายส่วนบุคคลที่ใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต เช่น เว็บ, อีเมล, FTP เป็นต้น  อินทราเน็ตเป็นเครือข่ายที่องค์กรสร้างขึ้นสำหรับให้พนักงานขององค์กรใช้เท่านั้น การแชร์ข้อมูลจะอยู่เฉพาะในอินทราเน็ต

Extranet  เอ็กส์ทราเน็ต

                เครือข่ายร่วม หรือเอ็กส์ทราเน็ต (Extranet) เป็นเครือข่ายกึ่งอินเทอร์เน็ตกึ่งอินทราเน็ต กล่าวคือ เอ็กส์ทราเน็ตคือเครือข่ายที่เชื่อมต่อระหว่างอินทราเน็ตของสององค์กร ดังนั้นจะมีบางส่วนของเครือข่ายที่เป็นเจ้าของร่วมกันระหว่างสององค์กรหรือ บริษัท การสร้างอินทราเน็ตจะไม่จำกัดด้วยเทคโนโลยี แต่จะยากตรงนโยบายที่เกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่ทั้งสอง องค์กรจะต้องตกลงกัน

บทที่ 1 ความหมายของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network)

หรือ ระบบเครือข่าย (Network) ประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องที่มีความสามารถติดต่อกันเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้   โดยติดต่อผ่านช่องทางการสื่อสารต่างๆ เช่น สายโทรศัพท์ สายไฟฟ้า หรือผ่านทางสื่อแบบอื่นๆ ได้แก่ โมเด็มไมโครเวฟสัญญาณอินฟราเรด

เป็นต้น

Share Disks pace 
เป็นการใช้งานร่วมกันของเนื้อหาที่ใช้ในการเก็บข้อมูล ซึ่งรวม Hard disk และ CD ROMS ซึ่งจะใช้ Hard disk หรือ CD ROMS จากเครื่องคอมพิวเตอร์ (PC) ที่เรียกว่า File Server โดย File Server นี้จะเป็นเครื่องที่ใช้ในการเก็บข้อมูลของ   User และ Software ของระบบทั้งหมด รวมทั้งควบคุมการทำงานของระบบ Network ด้วย

Share Communication Devices

      เป็นอุปกรณ์สื่อสารของระบบคอมพิวเตอร์มาใช้ร่วมกัน เช่น Modem ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนถ่ายข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ด้วยกัน
Share Software Packages

   ในปัจจุบันสิ่งที่เป็นปัญหาอยู่ก็คือ เรื่องของลิขสิทธิ์ทาง Software ถ้ามีเครื่องมือคอมพิวเตอร์ (PC) แต่ละเครื่องใช้งานแยกกันอยู่ก็จำเป็นที่จะต้องซื้อ Software ที่มีลิขสิทธิ์ถูกต้องตามกฎหมายมาใช้งาน นั้นคือ 1 ชุดต่อ 1 เครื่อง รวมทั้งยังต้องคอยระวังในเรื่องของการ Copy Software มาใช้งานเองของ User 

แต่ละคนด้วย การนำระบบ Network มาใช้งานจะช่วยลดปัญหาของการทำผิดทางกฎหมายทางด้านลิขสิทธิ์ได้

การใช้ระบบ Multi-users

หมายถึง User สามารถใช้โปรแกรมหรือข้อมูลเดียวกันได้ครั้งละหลายๆ คนซึ่ง Network นั้นสามารถใช้งานระบบนี้ได้เป็นอย่างดี ทำให้ในปัจจุบันผู้ใช้งานระบบ Multi-users หรือ Mini Computer ได้หันมาเล็งเห็นถึงความสำคัญ ของระบบ Network และเริ่มใช้งานระบบนี้มากยิ่งขึ้น