การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

กลุ่มสาระการเรียนรู้ : วิทยาศาสตร์ (สาระที่ 8 เทคโนโลยี)
เรื่อง : การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

สาระและมาตรฐานการเรียนรู้

         สาระที่ 3 เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อการสื่อสาร
         มาตรฐาน ง 3.1 เข้าใจ เห็นคุณค่า และกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงาน และการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผลและมีคุณธรรม

ตัวชี้วัด

         ง 3.1 ม.2/1 อธิบายหลักการเบื้องต้นของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
         ง 3.1 ม.2/2  อธิบายหลักการและวิธีการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
         ง 3.1 ม.2/3 ค้นหาข้อมูล และติดต่อสื่อสารผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์อย่างมีคุณธรรมและจริยธรรม
         ง 3.1 ม.2/4 ใช้ซอฟต์แวร์ในการทำงาน

จุดประสงค์การเรียนรู้

         ด้านความรู้ (Knowledge)
               1. บอกความหมายและประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล
               2. บอกองค์ประกอบการสื่อสารข้อมูล (Sender,Massage,Receiver,Media)
         ด้านทักษะกระบวนการ (Process)
               1. ทักษะกระบวนการฟัง
               2. ทักษะการสืบค้นข้อมูล
               3. ทักษะการสังเกต
               4. ทักษะการตอบคำถาม
          ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (Attitude)
               1. ซื่อสัตย์สุจริต
               2. มีวินัย
               3. ใฝ่เรียนรู้
               4. มุ่งมั่นในการทำงาน

แบบทดสอบก่อนเรียน

1. การสื่อสาร มีความหมายว่าอย่างไร

  • กระบวนการทางความคิด สติปัญญา
  • กระบวนการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ หรืออภิปรายความรู้ซึ่งกันและกัน
  • กระบวนการอภิปรายผล และให้เหตุผลสำหรับความสามารถในการสื่อสาร
  • กระบวนการถ่ายทอดข้อมูลข่าวสาร ความรู้ ประสบการณ์ ความรู้สึก ความคิดเห็น

2. การสื่อสารข้อมูล ชื่อภาษาอังกฤษเรียกว่าอะไร

  • communication
  • datacommunication
  • telecommunication
  • computer network

3. องค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูลมีอะไรบ้าง

  • ข่าวสาร,ผู้ส่ง,ผู้รับ
  • ข่าวสาร,ผู้ส่ง,ผู้รับ,สื่อกลาง
  • ข่าวสาร,ผู้ส่ง,ผู้รับ,สื่อกลาง,โปรโตคอล
  • ข่าวสาร,ผู้ส่ง,ผู้รับ,สื่อกลาง,โปรโตคอล,ซอฟต์แวร์

4. ประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีกี่ประเภท

  • 1 ประเภท
  • 2 ประเภท
  • 3 ประเภท
  • 4 ประเภท

5. Repeater รีพีเตอร์ เป็นอุปกรณ์ที่ไว้ทำอะไร

  • ช่วยให้ระบบต่าง ๆ สามารถทำงานร่วมกันได้
  • ช่วยให้ระบบที่มีโปรโตคอลต่างกัน สามารถสื่อสารและทำงานร่วมกัน
  • ช่วยให้ระบบสามารถช่วยยืดระยะทางไปได้ไกลกว่าเดิม
  • เป็นอุปกรณ์ที่ดักสัญญาณรบกวนภายในเครือข่าย

6. หน้าที่ของเครื่องคอมพิวเตอร์ แบ่งออกได้เป็นกี่ประเภท ได้แก่อะไรบ้าง

  • 1 ประเภท ได้แก่ Server
  • 2 ประเภท ได้แก่ Server,Client
  • 3 ประเภท ได้แก่ Server,Client,Hardware
  • ไม่มีข้อถูก

7. ข้อใดไม่ได้ถูกกำหนดเป็นการแบ่งชั้นของ OSI

  • Data Link
  • Windows
  • Physical
  • Network

8. การแบ่งชั้นแบบจำลอง OSI แบ่งออกได้เป็นกี่ชั้น

  • 7 ชั้น
  • 14 ชั้น
  • 21 ชั้น
  • 28 ชั้น

9. การเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย Wireless LAN แบ่งออกได้เป็นกี่ลักษณะ

  • 2 ลักษณะ
  • 4 ลักษณะ
  • 6 ลักษณะ
  • 8 ลักษณะ

10. ในปีใดที่ระบบอินเทอร์เน็ตได้รับการพัฒนาการส่งข้อมูลให้มีความเร็วที่ 1 Gbps

  • ปี 1996
  • ปี 1997
  • ปี 1998
  • ปี 1999

บทที่ 1 เรื่อง ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูล

มาตรฐานการเรียนรู้ : ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูล

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

           การสื่อสารข้อมูลมีองค์ประกอบพื้นฐาน แบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท คือ                                                                                                      -ผู้ส่งหรืออุปกรณ์ส่งข้อมูล                  
               -ผู้รับหรืออุปกรณ์รับข้อมูล              
               -ข่าวสาร              
               -สื่อกลางหรือตัวกลางในการส่งข้อมูล,                                                        
               -โปรโตคอล (Protocol)

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. บอกองค์ประกอบพื้นฐานในการสื่อสารได้                                                    
         2. เพื่อให้ทราบถึงทิศทางการสื่อสารข้อมูล                                                    
         3. เพื่อให้ทราบถึงรูปแบบการส่งผ่านข้อมูลได้

บทเรียนบทที่ 1 เรื่อง ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูล

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูล

         นับเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า อย่างเช่นในสำนักงานหนึ่งมีเครื่องอยู่ 30 เครื่อง หรือมากกว่านี้ ถ้าไม่มีการนำระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้ จะเห็นว่าต้องใช้เครื่องพิมพ์อย่างน้อย 5 - 10 เครื่อง มาใช้งาน แต่ถ้ามีระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้แล้วละก็ สามารถใช้อุปกรณ์ หรือเครื่องพิมพ์ประมาณ 2-3 เครื่อง ก็พอต่อการใช้งานแล้ว เพราะว่าทุกเครื่องสามารถเข้าใช้เครื่องพิมพ์เครื่องใดก็ได้ ผ่านเครื่องอื่นๆ ที่ในระบบเครือข่ายเดียวกัน การสื่อสารข้อมูลเป็นการถ่ายทอดความรู้ ความคิด ความรู้สึกจากคนหนึ่งไปสู่อีกคนหนึ่งโดยอาศัยสื่อหรือเครื่องมือต่างๆเป็น ช่องทางในการสื่อสาร เช่น การสื่อสารด้วย ท่าทาง ถ้อยคำ สัญลักษณ์ ภาพวาด จดหมาย โทรเลข เป็นต้น ต่อมาการสื่อสารข้อมูลได้พัฒนาและก้าวหน้าไปอย่างต่อเนื่อง มีการนำเทคโนโลยีด้านเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาประยุกต์ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ทำให้การติดต่อสื่อสารเกิดความสะดวก รวดเร็ว รวมทั้งได้รับข่าวสารทันเหตุการณ์อีกด้วย

ความหมายของการสื่อสาร

         คำว่า การสื่อสาร (communications) มีที่มาจากรากศัพท์ภาษาลาตินว่า communis หมายถึง ความเหมือนกันหรือร่วมกัน การสื่อสาร (communication) หมายถึงกระบวนการถ่ายทอดข่าวสาร ข้อมูล ความรู้ ประสบการณ์ ความรู้สึก ความคิดเห็น ความต้องการจากผู้ส่งสารโดยผ่านสื่อต่างๆ ที่อาจเป็นการพูด การเขียน สัญลักษณ์อื่นใด การแสดงหรือการจัดกิจกรรมต่างๆ ไปยังผู้รับสาร ซึ่งอาจจะใช้กระบวนการสื่อสารที่มีความแตกต่างกันไปตามความเหมาะสม หรือความจำเป็นของตนเองและคู่สื่อสาร โดยมีวัตถุประสงค์ให้เกิดการรับรู้ร่วมกันและมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อกัน บริบททางการสื่อสารที่เหมาะสมเป็น ปัจจัยสำคัญที่จะช่วยให้การสื่อสารสัมฤทธิ์ผล  การสื่อสารข้อมูล (Data Communications) หมายถึง กระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ โดยผ่านช่องทางสื่อสาร เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือ คอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล เพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับเกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง และสามารถสื่อสารข้อมูลกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและ ได้และใช้ทรัพยากรที่อยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ และทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้เป็นจำนวนมาก

ความหมายของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

         การสื่อสาร (communication) หมายถึง กระบวนการถ่ายทอดหรือแลกเปลี่ยนสารหรือสื่อระหว่างผู้ส่งกับผู้รับ โดยส่งผ่านช่องทางนำสารหรือสื่อ เพื่อให้เกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน    
         การสื่อสารข้อมูล (datacommunication) หมายถึง กระบวนการหรือวิธีถ่ายทอดข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ที่มักจะอยู่ห่างไกลกัน และจำเป็นต้องอาศัยระบบการสื่อสารโทรคมนาคม (telecommunication) เป็นสื่อกลางในการรับส่งข้อมูลเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network) หมายถึง การเชื่อมโยงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป เพื่อให้สามารถสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูล รวมทั้งสามารถใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น ฮาร์ดดิสก์ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น

ที่มา : ภาพจากหนังสือเรียนเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร ชั้น ม.4 ของ อจท.

ที่มา : ภาพจากหนังสือเรียนเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร ชั้น ม.4 ของ อจท.

ที่มา : ภาพจากหนังสือเรียนเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร ชั้น ม.4 ของ อจท.

ที่มา : ภาพจากหนังสือเรียนเทคโนโลยี
สารสนเทศและการสื่อสาร ชั้น ม.4 ของ อจท.

องค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูล
การสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีองค์ประกอบ ดังนี้

         1. ข่าวสาร (message) ในทางเทคโนโลยีและการสื่อสาร ข่าวสารเป็นข้อมูลที่ผู้ส่งทำการส่งไปยังผู้รับผ่านระบบการสื่อสาร ซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบ ดังต่อไปนี้
         2. ผู้ส่ง (sender) เป็น อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลที่อยู่ต้นทาง โดยข้อมูลต้องถูกจัดเตรียมนำเข้าสู่อุปกรณ์ส่งข้อมูล เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ โมเด็ม (modem) จานไมโครเวฟ จานดาวเทียม เป็นต้น
         3. ผู้รับ (receiver) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งข้อมูล เช่น เครื่องพิมพ์ คอมพิวเตอร์ โมเด็ม จานดาวเทียม เป็นต้น เพื่อนำข้อมูลไปใช้ประโยชน์ต่อไป
         4. สื่อกลางหรือตัวกลาง (media) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นำข่าวสารรูปแบบต่างๆจากผู้ส่งไปยังผู้รับ ได้แก่สายไฟ ขดลวด สายเคเบิล สายไฟเบอร์ออฟติก เป็นต้น สื่อกลางอาจจะอยู่ในรูปของคลื่นที่ส่งผ่านทางอากาศ เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นดาวเทียม คลื่นวิทยุ เป็นต้น
         5. โพรโตคอล (protocol) เป็นตัวกำหนดคุณลักษณะ กฎระเบียบ หรือวิธีการที่ใช้ในการสื่อสาร เพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งเข้าใจกัน และสามารถสื่อสารกันได้อย่างถูกต้อง
         6. ซอฟต์แวร์ (software) เป็นโปรแกรมสำหรับดำเนินการและควบคุมการส่งข้อมูลผ่านคอมพิวเตอร์เพื่อให้ได้ข้อมูลตามที่กำหนดไว้ ตัวอย่างซอฟต์แวร์ เช่น Microsoft Windows XP/Vista/7, Unix , Internet Explorer , Windows Live Message เป็นต้น

บทที่ 2 เรื่อง พื้นฐานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

มาตรฐานการเรียนรู้ : พื้นฐานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         การสื่อสารข้อมูล คือ กระบวนการถ่ายโอนข้อมูล/สารสนเทศ จากแหล่งกำเนิดข่าวสารผ่านสื่อกลาง เพื่อส่งไปยังจุดหมายปลายทางที่ต้องการ โดยมีวัตถุประสงค์ใช้ในการติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูล ตลอดจนแบ่งปันการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้มีประโยชน์และเกิดประสิทธิภาพสูงสุด

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. บอกความหมายของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้                                    
         2. บอกประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้                                
         3. บอกองค์ประกอบและประเภทเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้

บทเรียนบทที่ 2 เรื่อง พื้นฐานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

พื้นฐานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Basic of Network)

       ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์คืออะไรระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) หมายถึงการนำาเครื่องคอมพิวเตอร์ มาเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน โดยอาศัยช่องทางการสื่อสารข้อมูล เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์และการใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกัน (SharedResource) ในเครือข่ายนั้น

รูปแสดงระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

         - ประเภทของเครือข่ายระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบ่งตามลักษณะการเชื่อมต่อทางภูมิศาสตร์ หรือระยะทางการเชื่อมต่อ สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ ระบบเครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network : LAN) หมายถึง การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ในระยะ ใกล้ครอบคลุมพื้นที่จำากัด เชื่อมโยงกันในรัศมีใกล้ๆ ในเขตพื้นที่เดียวกัน โดยใช้ สายสัญญาณ ได้แก่ สายโทรศัพท์สายโคแอกเชียล หรือ สายใยแก้วนำาแสง เช่น ในอาคารเดียวกัน ห้องเดียวกันภายในตึกเดียวกันหรือหลายๆ ตึกใกล้กัน เป็นต้น โดยไม่ต้องเชื่อมการติดต่อกับองค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย ระบบแลนมีประโยชน์คือ สามารถทำาให้เครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องที่เชื่อมต่อกัน สามารถส่งข้อมูลแลกเปลี่ยนกันได้อย่างสะดวก รวดเร็ว และยังสามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันได้อีกด้วย ระบบเครือข่าย LAN จะเป็นระบบเครือข่ายที่มีการ ใช้งานในองค์กรต่างๆ มากที่สุด

แสดงระบบเครือข่ายท้องถิ่น

               ระบบเครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network :MAN) หมายถึง การเชื่อมต่อ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่มีระยะทางการเชื่อมต่อไกลกว่า ระบบเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) แต่ระยะทางยังคงใกล้กว่าระบบ WAN (Wide Area Network) ได้แก่เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันภายในเมืองเดียวกันหรือจังหวัดเดียวกัน ในเขตเดียวกัน เป็นต้น โดยมีลักษณะการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ที่มีระยะห่างไกลกันในช่วง 5-40 กิ โลเมตร ผ่านสายสื่อสารประเภทต่างๆ เช่น เส้นใยแก้วนำาแสง สายเคเบิลหรือสาย โคแอกเชียล

แสดงระบบเครือข่ายระดับเมือง

               เครือข่ายระยะไกล (Wide Area Network : WAN) หมายถึง การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ระยะไกลกันเข้าด้วยกันเช่น ระหว่างประเทศ การเชื่อมต่อเครือข่ายทั่วโลกเนื่องจากเป็นการติดต่อสื่อสารระยะไกล อัตราการรับส่งข้อมูลจึงต่ำ และมีโอกาสผิดพลาดได้สูง การสื่อสารระยะไกลจำาเป็นต้องมีอุปกรณ์แปลงสัญญาณ คือ โมเด็ม ช่วยในการติดต่อสื่อสาร และสามารถนำาเครือข่าย LAN มาเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายระยะไกลได้ ตัวอย่างของเครือข่ายระยะไกลเช่น อินเทอร์เน็ต แต่เป็นเครือข่ายสาธารณะที่ไม่มีใครเป็นเจ้าของทั้งหมด เครือข่ายระบบงานธนาคารทั่วโลก เครือข่ายของสายการบิน เป็นต้น

โครงสร้างระบบเครือข่าย

         ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามหน้าที่ของคอมพิวเตอร์ ที่กล่าวมาข้างต้นนั้นเป็นการจำาแนกเครือข่ายตามขนาดพื้นที่ ที่เครือข่ายครอบคลุม การจำาแนกประเภทของเครือข่ายยังสามารถจำาแนก ได้ โดยใช้ลักษณะการแชร์ข้อมูลของคอมพิวเตอร์หรือหน้าที่ของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเป็นเกณฑ์ ในการแบ่งประเภทของเครือข่าย ซึ่งเมื่อใช้หลักการนี้แล้วเราสามารถแบ่งเครือข่ายออกได้เป็น 2 ประเภทคือ                  
         - เครือข่ายแบบเท่าเทียม (Peer-to-peer Network)                  
         - เครือข่ายแบบผู้ให้บริการและผู้ใช้บริการ (Client/Server Network)

หน้าที่ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ในเครือข่ายยังแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้

         - เซิร์ฟเวอร์ (Server) คือ คอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการต่างๆ ให้แก่คอมพิวเตอร์เครื่องอื่น                  
         - ไคลเอนท์ (Client) คือ คอมพิวเตอร์ที่เข้าไปใช้บริการต่างๆ ของเซิร์ฟเวอร์ โดยปกติเมื่อมีคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องถูกเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายแล้ว มักจะมีคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งที่เป็น "เซิร์ฟเวอร์" ซึ่งจะทำาหน้าที่ให้บริการต่างๆ เช่น เป็นศูนย์กลางในการจัดข้อมูล ไฟล์หรือ โปรแกรมต่างๆ นอกจากนี้ยังทำาหน้าที่จัดการเกี่ยวกับทรัพยากรที่อยู่ในระบบเครือข่าย เช่น เครื่องพิมพ์ CD-ROM เป็นต้น ซึ่งการใช้ทรัพยากรเหล่านี้ร่วมกันทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในอุปกรณ์เหล่านี้ได้ ส่วนคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเซิร์ฟเวอร์เพื่อที่จะใช้บริการดังกล่าวเรียกว่า "ไคลเอนท์" การที่เซิร์ฟเวอร์จะให้บริการแก่ผู้ใช้หลายๆ คนจำาเป็นต้องเป็นเครื่องที่มีประสิทธิภาพดีพอ ดังนั้นเครื่องที่เป็นเซิร์ฟเวอร์ปกติจะมีราคาแพงกว่าเครื่องไคลเอนท์ทั่วไป ในระบบเครือข่ายขนาดเล็กที่มีคอมพิวเตอร์จำานวนไม่กี่เครื่อง ไม่จำาเป็นต้องมีคอมพิว เตอร์ที่ทำาหน้าที่เป็นเซิร์ฟเวอร์อย่างเดียวเสมอไปการสื่อสารอาจเป็นไปในรูปแบบเพียร์ทูเพียร์หรือคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องทำาหน้าที่เป็นทั้งเซิร์ฟเวอร์และไคลเอนท์ ในเวลาเดียวกัน คำว่า "Peer" แปลว่าเท่าเทียมกัน ดังนั้นเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์นี้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะทำหน้าที่คล้ายกันคอมพิวเตอร์ ในเครือข่ายแบบนี้ยังคงสามารถที่จะรับส่งข้อมูลถึงกันและกันได้ สามารถถ่ายโอน ไฟล์ ไปยังฮาร์ดดิสก์ของอีกเครื่องหนึ่งได้ หรือแม้แต่ ใช่เครื่องพิมพ์ร่วมกันได้ อย่างไรก็ตามเมื่อเครือข่ายมีการขยายใหญ่ขึ้น การมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์จะมีความสะดวกต่อการจัดการระบบเครือข่าย เช่น การจัดการพื้นที่เก็บข้อมูล การควบคุมการใช้เครื่องพิมพ์และการอัพเกรด โปรแกรมต่างๆ เป็นต้น              
         เครือข่ายทั้งสองประเภทคือ เครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์และเครือข่ายแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์นั้นมีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกัน ซึ่งการเลือกใช้จะขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานของเครือข่าย สิ่งที่ต้องพิจารณามีดังนี้
         - จำานวนผู้ใช้ หรือจำานวนคอมพิวเตอร์
         - การรักษาความปลอดภัยของข้อมูล
         - การดูแลและจัดการระบบ
         - ปริมาณข้อมูลที่รับส่งผ่านเครือข่าย
         - ความต้องการใช้ทรัพยากรเครือข่ายของผู้ใช้แต่ละคน
         - งบประมาณ
         เครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์ (Peer-to-Peer Network) เครือข่ายประเภทนี้จะไม่มีเครื่องเซิร์ฟเวอร์และไม่มีการแบ่งชั้นความสำาคัญของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะมีสิทธิเท่าเทียมกันในการจัดการใช้เครือข่าย ซึ่งเรียกว่าเพียร์ (Peer) นั่นเองคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะทำาหน้า ที่เป็นทั้งไคลเอนท์และเซิร์ฟเวอร์แล้วแต่การใช้งานของผู้ใช้เครือข่ายระเภทนี้ไม่จำาเป็นต้องมีผุ้ดูและและจัดการระบบ หน้าที่นี้จะกระจายไปยังผุ้ใช้แต่ละคนเนื่องจากผู้ใช้คอมพิว เตอร์แต่ละเครื่องจะเป็นคนกำาหนดว่าข้อมูลหรือทรัพยากรใดบ้างของเครื่องนั้นที่ต้องการแชร์กับผู้ใช้อื่นๆ
         การใช้งานแบบเพียร์ทูเพียร์บางทีก็เรียกว่า "เวิร์คกรุ๊ป (Workgroup)" หรือกลุ่มของคนที่ทำางานร่วมกันเป็นทีม ซึ่งส่วนมากจะมีจำานวนน้อยกว่าสิบคน เครือข่ายประเภทนี้จะเป็นแบบง่ายๆ ไม่ซับซ้อนมากเนื่องจากคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องทำาหน้าที่เป็นทั้งไคลเอนท์และเซิร์ฟเวอร์ฉะนั้นจึงไม่จำาเป็นที่ต้องมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งมีราคาแพงมาก ดังนั้นราคารวมของเครือข่ายจึงถูกกว่าเครือข่ายแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์เพราะต้องมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ที่มีราคาแพงทำาหน้าที่จัดการเครือข่ายระบบปฏิบัติการที่ใช้ ในเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์นี้ไม่จำาเป็นต้องเป็นซอฟต์แวร์ที่มีฟังก์ชัน และระบบรักษาความปลอดภัยเท่ากับระบบปฏิบัติการที่ใช้ ในเครื่องเซิร์ฟเวอร์เช่น ระบบปฏิบัติการที่ใช้ ในคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในเครือข่าย แบบเพียร์ทูเพียร์อาจจะใช้แค่วิน โดวส์ 95/98/Me ในขณะที่เครื่องเซิร์ฟเวอร์อาจต้องใช้วินโดวส์เซิร์ฟเวอร์2000/2003 ซึ่งราคาของระบบปฏิบัติการนี้จะแพงกว่ากันมากเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์นี้เหมาะสำาหรับสภาพแวดล้อมดังต่อไปนี้
         - มีผู้ใช้เครือข่าย 10 คน หรือน้อยกว่า
         - มีทรัพยากรเครือข่ายที่ต้องแชร์กันไม่มากนัก เช่น ไฟล์เครื่องพิมพ์เป็นต้นซึ่งยัง ไม่จำาเป็นต้องมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ที่หน้าที่ทางด้านนี้โดยเฉพาะ
         - ยังไม่มีความจำเป็นในการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล
         - การขยายตัวของเครือข่ายไม่มากนักในอนาคตอันใกล้เมื่อสถานการณ์เป็นดังที่ว่านี้ ก็ควรจะสร้างเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์เนื่องจากเหมาะสมกว่าที่จะสร้างเครือข่ายแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์ซึ่งเป็นเครือข่ายที่ต้องมีค่าใช้จ่ายสูงกว่ามาก ถึงแม้ว่าเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์นี้ จะเหมาะกับเครือข่ายขององค์กรขนาดเล็ก แต่ก็ไม่เหมาะสมกับทุกๆ สภาพแวดล้อมเสมอไปสำาหรับองค์กรที่มีคอมพิวเตอร์และเครือข่ายใช้ ควรที่จะมีบุคลากรที่ทำาหน้าที่ดูแลและจัดการรระบบ ซึ่งจะทำาหน้าที่ดังต่อไปนี้
         - ให้การช่วยเหลือผู้ใช้เกี่ยวกับการใช้ซอฟต์แวร์ต่างๆ และการใช้เครือข่าย
         - ดูแลข้อมูลและกำาหนดการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล
         - สร้างการแชร์ทรัพยากรต่างๆ
         - ดูแลรักษาซอฟต์แวร์ เช่น การติดตั้งและอัพเกรดซอฟต์แวร์ต่างๆ รวมทั้งระบบปฏิบัติการ
         - บำรุงรักษาอุปกรณ์เครือข่าย และแก้ปัญหาต่างๆ ของเครือข่าย ในเครือข่ายหนึ่งผู้ใช้ทุกคนสามารถกำาหนดการแชร์ทรัพยากรที่มีอยู่ในเครื่องตัวเองได้ซึ่งทรัพยากรเหล่านี้จะรวมถึงไดเร็คทอรีที่จะแชร์ ในฮาร์ดดิสก์ตัวเอง เครื่องพิมพ์แฟกซ์เป็นต้น ในสภาพแวดล้อมทั่วๆไป ของเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์นั้น ผู้ใช้ที่เป็นเจ้าของเครื่องจะใช้ทรัพยากรส่วนใหญ่ของคอมพิวเตอร์ตัวเอง ส่วนผู้ใช้คนอื่นจะใช้ทรัพยากรบางส่วนผ่านทางเครือข่าย ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่มีคนใช้เครื่องเซิร์ฟเวอร์นอกจากผู้ดูแลระบบที่ใช้เครื่องในการจัดการต่างๆ เท่านั้นการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล หมายถึง การทำาให้ข้อมูลปลอดภัยจากการนำาไปใช้ โดยผู้ที่ไม่ ได้รับอนุญาตหรือมีสิทธิส่วนวิธีการนั้น อาจมีหลายวิธี เช่น การควบคุมการเข้าถึงข้อมูล หรือกำาหนดรหัสลับ ในการเข้าใช้ข้อมูลที่ได้แชร์ไว้ เป็นต้น ในสภาพแวดล้อมแบบเพียร์ทูเพียร์ผู้ใช้แต่ละคนต้องกำาหนดรหัสลับกับทุกทรัพยากรที่แชร์ ไว้ซึ่งวิธีการนี้ทำให้ ไม่สามารถรวมศูนย์ควบคุมเพื่อการรักษาความปลอดภัย การทำาเช่นนี้อาจก่อให้เกิดช่องโหว่เพราะผู้ใช้บางคนอาจจะไม่ได้กำาหนดระดับความปลอดภัยในเครื่องตัวเองเลย ถ้าหากความปลอดภัยของทรัพยากรเหล่านี้ถูกเก็บรวมไว้ที่เครื่องเซิร์ฟเวอร์จึงทำาให้ง่ายต่อการค้นหาและจัดการมากกว่าทรัพยากรที่ถูกเก็บไว้กระจัดกระจายตามเครื่อง ไคลเอนท์ต่างๆ เหมือนดังในเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์

บทที่ 3 เรื่อง แบบจำลอง OSI

มาตรฐานการเรียนรู้ : แบบจำลอง OSI

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         มาตรฐานกลางที่ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่าย คือ มาตรฐาน OSI  (Open System Interconnection Model) ซึ่งทำให้คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์การเชื่อมต่อต่างๆ สามารถเชื่อมโยงและใช้งานในเครือข่ายได้ จุดมุ่งหมายของการกำหนดมาตรฐาน OSI นี้ขึ้นมาก็เพื่อจัดเเบ่งการดำเนินพื้นฐานของเครือข่ายและกำหนดหน้าที่การทำงานในแต่ละชั้น ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 7 ชั้น 

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. บอกความหมายของสถาปัตยกรรมเครือข่ายได้                
         2. เพื่อให้ทราบถึงแบบจำลอง OSI              
     

บทเรียนบทที่ 3 เรื่อง แบบจำลอง OSI

แบบจำลอง OSI

         แบบจำลอง OSI (Open Systems Interconnection model : OSI model) (ISO/IEC 7498-1) เป็นรูปแบบความคิดที่พรรณนาถึงคุณสมบัติพิเศษและมาตรฐานการทำงานภายในของระบบการสื่อสารโดยแบ่งเป็นชั้นนามธรรม และโพรโทคอลของระบบคอมพิวเตอร์ พัฒนาขึ้นโดยองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO)
         แบบจำลองนี้จะทำการจับกลุ่มรูปแบบฟังก์ชันการสื่อสารที่คล้ายกันให้อยู่ในชั้นใดชั้นหนึ่งในเจ็ดชั้นตรรกะ ชั้นใดๆจะให้บริการชั้นที่อยู่บนและตัวเองได้รับบริการจากชั้นที่อยู่ด้านล่าง ตัวอย่างเช่นชั้นที่ให้การสื่อสารที่ error-free ในเครือข่ายจะจัดหาเส้นทางที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันชั้นบน ในขณะที่มันเรียกชั้นต่ำลงไปให้ส่งและรับแพ็คเก็ตเพื่อสร้างเนื้อหาของเส้นทางนั้น งานสองอย่างในเวลาเดียวกันที่ชั้นหนึ่งๆจะถูกเชื่อมต่อในแนวนอนบนชั้นนั้นๆ ตามรูปผู้ส่งข้อมูลจะดำเนินงานเริ่มจากชั้นที่ 7 จนถึงชั้นที่ 1 ส่งออกไปข้างนอกผ่านตัวกลางไปที่ผู้รับ ผู้รับก็จะดำเนินการจากชั้นที่ 1 ขึ้นไปจนถึงชั้นที่ 7 เพื่อให้ได้ข้อมูลอันนั้น

การแบ่งชั้นในแบบจำลองโอเอสไอ
โมเดลนี้ได้ถูกแบ่งย่อยออกเป็น 7 ชั้น ตามลำดับจากบนลงล่าง ได้แก่ 

         1. Application
         2. Presentation
         3. Session
         4. Transportation
         5. Network
         6. Data Link
         7. Physical

         เหตุผลที่โมเดลนี้ถูกแบ่งออกเป็น 7 ชั้นก็เพื่อให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจว่าแต่ละชั้นนั้นมีความสำคัญอย่างไร และสัมพันธ์กันอย่างไรระหว่างชั้น ซึ่งโดยหลักๆแล้วแต่ละชั้นจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับชั้นที่อยู่ติดกันกับชั้นนั้นๆ

Application Layer

         ชั้นที่ 7 เป็นชั้นที่อยู่ใกล้ผู้ใช้มากที่สุดโดยเป็นชั้นแอปพลิเคชันของ OSI มีปฏิสัมพันธ์กันโดยตรงกับผู้ใช้ด้วยซอร์ฟแวร์แอปพลิเคชัน ฟังก์ชันของชั้นนี้จะรวมถึงการระบุคู่ค้าการสื่อสาร โดยพิจารณาตัวตนและความพร้อมของคู่ค้าสำหรับการประยุกต์ใช้กับข้อมูลที่จะส่ง เมื่อพิจาณาถึงความพร้อมของทรัพยากร, แอปพลิเคชันเลเยอร์จะต้องตัดสินใจว่ามีเครื่อข่ายเพียงพอหรือมีเครือข่ายที่ได้ร้องขอไปอยู่แล้วหรือไม่ ในการสื่อสารให้ตรงกัน, ทุกการสื่อสารระหว่างแอปพลิเคชันทั้งหมดต้องการความร่วมมือที่จะถูกบริหารจัดการโดยแอปพลิเคชันเลเยอร์นี้ ตัวอย่างบางส่วนของการใช้งานแอปพลิเคชันเลเยอร์ ได้แก่
         บน OSI stack :
File Transfer and Access Management Protocol (FTAM)
X.400 Mail
Common Management Information Protocol (CMIP)
บน TCP/IP stack :
Hypertext Transfer Protocol (HTTP),
File Transfer Protocol (FTP),
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
Simple Network Management Protocol (SNMP)

Presentation Layer

         ชั้นที่ 6 เป็นชั้นที่รับผิดชอบเรื่องรูปแบบของการแสดงผลเพื่อโปรแกรมต่างๆที่ใช้งานระบบเครือข่ายทำให้ทราบว่าข้อมูลที่ได้เป็นประเภทใด เช่น [รูปภาพ, เอกสาร, ไฟล์วีดีโอ
         ชั้นของการนำเสนอจะจัดทำอรรถาธิบายระหว่าง entities ในชั้นแอปพลิเคชัน ในที่ซึ่ง entities ในเลเยอร์ที่สูงกว่าอาจใช้ไวยากรณ์และกฏเกณฑ์ในแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน ชั้นการนำเสนอจึงต้องจัดหาการ mapping ระหว่าง entities เหล่านั้น ถ้าการทำ mapping มีอยู่ ข้อมูลจะถูก encapsulate ให้อยู่ในรูปโพรโทคอลของเลเยอร์เซสชันแล้วส่งต่อลงไปในชั้นต่อไป
         ชั้นการนำเสนอนี้เป็นอิสระจากการแสดงข้อมูล (เช่นการเข้ารหัส) โดยการแปลระหว่างรูปแบบของแอปพลิเคชันเลเยอร์และรูปแบบของเครือข่ายเลเยอร์ ชั้นการนำเสนอจะแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่แอปพลิเคชันเลเยอร์ยอมรับ เลเยอร์นี้จะ format และเข้ารหัสข้อมูลที่จะส่งไปในเครือข่าย บางครั้งถูกเรียกว่าชั้นไวยากรณ์ (syntax layer)
         โครงสร้างการนำเสนอเดิมใช้ syntax แบบ Basic Encoding Rules of Abstract Syntax Notation One(ASN.1) ด้วยความสามารถเช่นการแปลงไฟล์ข้อความแบบ EBCDIC ให้เป็นแฟ้มแบบ ASCII หรือการแปลงโครงสร้างแบบอนุกรมของวัตถุหรือโครงสร้างข้อมูลอื่น ๆ ให้เป็นแบบ XML หรือกลับกัน

Session Layer

         ชั้นที่ 5 ทำหน้าที่ในการจัดการกับเซสชั่นของโปรแกรม ชั้นนี้เองที่ทำให้ในหนึ่งโปรแกรมยกตัวอย่างเช่น โปรแกรมค้นดูเว็บ (Web browser) สามารถทำงานติดต่ออินเทอร์เน็ตได้พร้อมๆกันหลายหน้าต่าง
         เลเยอร์เซสชั่นจะควบคุมการหารือ (การเชื่อมต่อ) ระหว่างคอมพิวเตอร์หลายตัว มันจัดทำ, บริหารจัดการ, และยุติการเชื่อมต่อการใช้งานระหว่างภายในกับระยะไกล มันทำงานแบบดูเพล็กเต็ม,ดูเพล็กซ์ครึ่ง หรือ ซิมเพล็กซ์และจัดทำวิธีการตรวจสอบ, การเสร็จสิ้น, การเลิกดำเนินการ และการเริ่มต้นใหม่ แบบจำลอง OSI ทำให้เลเยอร์นี้ทำหน้าที่รับผิดชอบในการปิดเซสชั่นอย่างสง่างาม ซึ่งเป็นทรัพย์สินอย่างหนึ่งของ Transmission Control Protocol และยังรับผิดชอบสำหรับเซสชั่น checkpointing and recovery ที่ไม่ค่อยได้ถูกนำมาใช้ใน Internet Protocol สวีท เลเยอร์เซสชั่นปกติจะดำเนินการร่วมกันอย่างชัดเจนกับแอปพลิเคชันในสภาพแวดล้อมที่เรียกกระบวนการจากระยะไกล

Transport Layer

         ชั้นที่ 4 ทำหน้าที่ดูแลจัดการเรื่องของความผิดพลาดที่เกิดขึ้นจากการสื่อสาร ซึ่งการตรวจสอบความผิดพลาดนั้นจะพิจารณาจากข้อมูลส่วนที่เรียกว่า checksum และอาจมีการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นๆ โดยพิจารณาจาก ฝั่งต้นทางกับฝั่งปลายทาง (End-to-end) โดยหลักๆแล้วชั้นนี้จะอาศัยการพิจารณาจาก พอร์ต (Port) ของเครื่องต้นทางและปลายทาง
         เลเยอร์การขนส่งทำการโอนอย่างโปร่งใสของข้อมูลระหว่าง end users, ให้บริการการโอนข้อมูลที่เชื่อถือได้ไปยังเลเยอร์ชั้นบน, ควบคุมความน่าเชื่อถือของการเชื่อมโยงโดยการควบคุมการไหลของข้อมูล, การทำ segmentation/desegmentation, และควบคุมความผิดพลาด. บางโพรโทคอลเป็น state- and connection-oriented ซึ่งหมายความว่าชั้นของการขนส่งสามารถติดตาม segment และส่งอีกครั้งสำหรับ segment ที่ล้มเหลว ชั้นของการขนส่งยังมีการรับรู้ของการส่งผ่านข้อมูลที่ประสบความสำเร็จและส่งข้อมูลตัวต่อไปถ้าไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นOSI กำหนดการกู้คืนเป็นห้าชั้นของโพรโทคอลการขนส่งแบบ connection-mode ตั้งแต่ class 0 (ซึ่งเป็นที่รู้จักกันว่าเป็น TP0 (Transport Protocol 0) และมีคุณสมบัติน้อยสุด) จนถึง class 4 (TP4 มีคุณสมบัติมากสุด, ได้รับการออกแบบสำหรับเครือข่ายที่เชื่อถือได้น้อย, คล้ายกับอินเทอร์เน็ต) ชั้น 0 ไม่มีการกู้คืนและถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานบน network layers ที่ให้การเชื่อมต่อปราศจากข้อผิดพลาด ชั้น 4 ใกล้เคียงกับ TCP ถึงแม้ว่า TCP มีฟังก์ชันเช่น graceful close ซึ่ง OSI กำหนดให้อยู่ใน session layer นอกจากนี้ทุก OSI TP connection-mode protocol classes ให้ข้อมูลเร่งด่วนและการเก็บรักษาของ record boundaries ลักษณะรายละเอียดของ class TP0-4 แสดงในตารางต่อไปนี้

         วิธีที่ง่ายที่จะเห็นภาพชั้นการขนส่งก็คือการเปรียบเทียบกับที่ทำการไปรษณีย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดส่งและการจัดหมวดหมู่ของจดหมายและพัสดุที่ส่ง อย่างไรก็ตาม พึงจำไว้ว่า ที่ทำการไปรษณีย์จัดการกับซองจดหมายที่อยู่ด้านนอก เลเยอร์ที่สูงขึ้นอาจจะเทียบเท่ากับซองจดหมายสองซอง เช่นการบริการที่นำเสนอการเข้ารหัสลับที่สามารถอ่านได้โดยผู้รับเพียงอย่างเดียว พูดอีกอย่างคือ โพรโทคอล tunneling ทำงานที่ชั้นการขนส่ง เช่นการดำเนินการที่เป็น non-IP โพรโทคอล เช่น SNA ของไอบีเอ็ม หรือ IPX บนเครือข่ายไอพีของโนเวลล์หรือการเข้ารหัสแบบ end-to-end ด้วย IPsec ในขณะที่ Generic Routing Encapsulation (GRE) อาจดูเหมือนจะโพรโทคอลชั้นเครือข่าย, ถ้า encapsulation ของ payload ที่ใช้งานที่ปลายทาง, GRE กลายเป็นใกล้ชิดกับโพรโทคอลการขนส่งที่ใช้ IP headers แต่ประกอบด้วยเฟรมหรือแพ็กเกตเพื่อส่งมอบให้กับปลายทาง, L2TP ขนส่งเฟรม PPP ภายในแพ็คเก็ตการขนส่ง
         แม้ว่าจะไม่ได้รับการพัฒนาภายใต้ OSI Model อ้างอิงและไม่เคร่งครัดในการสอดคล้องกับคำนิยามของ OSI ชั้นการขนส่ง, Transmission Control Protocol (TCP) และ User Datagram Protocol (UDP) ของชุด Internet Protocol ถูกจัดให้อยู่ในชั้น 4 ของ OSI

Network Layer

         ชั้นที่ 3 เป็นชั้นที่ออกแบบหรือกำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลที่จะส่ง-รับในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง ซึ่งแน่นอนว่าในการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายการสื่อสารจะ ต้องมีเส้นทางการส่ง-รับข้อมูลมากกว่า 1 เส้นทาง ดังนั้นเลเยอร์ชั้น Network นี้จะทำหน้าที่เลือกเส้นทางที่ ใช้เวลาในการสื่อสารน้อยที่สุด และระยะทางสั้นที่สุดด้วย ข่าวสารที่รับมาจากเลเยอร์ชั้นที่ 4 จะถูกแบ่งออกเป็น แพ็กเกจ ๆ ในชั้นนี้เลเยอร์เครือข่ายให้กรรมวิธีและขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลความยาวแปรจากโฮสต์ต้นทางบนเครือข่ายหนึ่งไปยังโฮสต์ปลายทางบนอีกเครือข่ายหนึ่งที่แตกต่างกัน (ในทางตรงกันข้ามกับชั้น data link layer ที่เชื่อมต่อกับโฮสต์ภายในเครือข่ายเดียวกัน) ในขณะที่รักษาคุณภาพของการบริการที่ถูกร้องขอโดยชั้นของการขนส่ง เลเยอร์เครือข่ายทำหน้าที่หาเส้นทางและยังอาจดำเนินการแยกข้อมูลออกเป็นชิ้นเล็กๆและรวมกลับมาใหม่ และรายงานข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล เราเตอร์ทำงานอยู่ในชั้นนี้ จะการส่งข้อมูลไปทั่วเครือข่ายและทำให้อินเทอร์เน็ตเป็นไปได้ address ที่ใช้เป็นแบบลอจิคคอล -คือค่าจะถูกเลือกโดยวิศวกรเครือข่าย การใช้ address ไม่ได้เป็นแบบลำดับชั้นสูงต่ำ

เลเยอร์เครือข่ายอาจจะถูกแบ่งออกเป็นสาม sublayers :

         1. subnetwork access - จะพิจารณาโพรโทคอลที่จัดการกับอินเตอร์เฟซกับเครือข่ายเช่น X.25;
         2. subnetwork dependent convergence - เมื่อจำเป็นที่จะต้องยกระดับของเครือข่ายการขนส่งไปที่ระดับของเครือข่ายข้างใดข้างหนึ่ง
         3. ubnetwork independent convergence - จัดการการโอนข้ามหลายเครือข่าย
         ตัวอย่างของกรณีหลังนี้คือ CLNP หรือ IPv6 ISO 8473 จะจัดการโอนแบบ connectionless ของข้อมูลครั้งละหนึ่ง hop, จากปลายระบบถึงเราเตอร์ขาเข้า, จากเราเตอร์หนึ่งไปเราเตอร์หนึ่ง, และจากเราเตอร์ขาออกไประบบปลายทาง มันไม่ได้รับผิดชอบในการส่งมอบที่เชื่อถือได้ไปยัง hop ต่อไป แต่รับผิดชอบสำหรับการตรวจสอบของแพ็กเก็ตที่ผิดพลาดที่อาจถูกตัดทิ้งได้เท่านั้น ในรูปแบบนี้ IPv4 และ IPv6 จะต้องถูกจัด classe กับ X.25 ว่าเป็นโพรโทคอลการเข้าถึงของเครือข่ายย่อยเพราะพวกมันใช้อินเตอร์เฟซแอดเดรสมากกว่าโหนดแอดเดรส
         โพรโทคอลการจัดการเลเยอร์เป็นจำนวนมากที่ฟังก์ชันที่กำหนดไว้ในภาคผนวกบริหาร, ISO 7498/4 เป็นของเลเยอร์เครือข่าย รวมทั้ง routing protocols, multicast group management, network-layer information and error, and network-layer address assignment มันเป็นหน้าที่ของ payload ที่ทำให้เหล่านี้เป็นเลเยอร์เครือข่าย, ไม่ใช่โพรโทคอลที่ carries พวกมัน

Data Link Layer

        ชั้นที่ 2 จะเป็นเสมือนผู้ตรวจสอบ หรือควบคุมความผิดพลาดในข้อมูลโดยจะแบ่งข้อมูลที่จะส่งออกเป็นแพ็กเกจหรือเฟรม ถ้าผู้รับได้รับข้อมูลถูกต้องก็จะส่งสัญญาณยืนยันกลับมาว่า ได้รับข้อมูลแล้ว เรียกว่า สัญญาณ ACK (Acknowledge) ให้กับผู้ส่ง แต่ถ้าผู้ส่งไม่ได้รับสัญญาณ ACK หรือได้รับ สัญญาณ NAK (Negative Acknowledge) กลับมา ผู้ส่งก็อาจจะทำการส่งข้อมุลไปให้ใหม่ อีกหน้าที่หนึ่ง ของเลเยอร์ชั้นนี้คือป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกินขีดความสามารถของเครืองผู้รับจะรับข้อมูลได้
         ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลให้ฟังชั่นการทำงานและขั้นตอนการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างหน่วยงานเครือข่ายและการตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดอาจเป็นไปได้ที่อาจเกิดขึ้นในชั้นกายภาพ แต่เดิมชั้นนี้มีไว้สำหรับสื่อจุดต่อจุดและจุดต่อหลายจุดหรือลักษณะของสื่อบริเวณกว้างในระบบโทรศัพท์ พื้นที่สถาปัตยกรรมของแลนซึ่งรวมถึงสื่อการเข้าถึงที่สามารถการออกอากาศได้จะได้รับการพัฒนาต่างหากใน ISO IEEE 802. ในทางปฏิบัติที่ทันสมัย การตรวจสอบข้อผิดพลาดเท่านั้นที่ปรากฏในโพรโทคอลการเชื่อมโยงข้อมูลเช่น Point-to-Point Protocol (PPP) ไม่ใช่ flow control ที่ใช้ sliding window. และในเครือข่ายท้องถิ่น IEEE 802.2 ชั้น LLC ไม่ได้ถูกใช้เป็นโพรโทคอลส่วนใหญ่บน Ethernet และบนแลนอื่น ๆ flow control และกลไกการรับรู้ก็ไม่ค่อยมีการใช้ Sliding window flow control และ acknowledgment ถูกนำไปใช้ที่ชั้นการขนส่งโดยโพรโทคอลเช่น TCP แต่ยังคงใช้ในช้องว่างที่ X.25 เสนอข้อได้เปรียบด้านความสามารถ มาตรฐาน ITU-T G.hn ซึ่งให้บริการเครือข่ายพื้นที่ท้องถิ่นความเร็วสูงบนสายเคเบิลที่มีอยู่ (สายไฟฟ้า, สายโทรศัพท์และสาย coaxial) จะรวมถึงชั้นเชื่อมโยงข้อมูลอย่างสมบูรณ์ซึ่งจัดให้มีทั้งการแก้ไขข้อผิดพลาดและการควบคุมการไหลโดยใช้วิธีการคัดเลือก ซ้ำ ของ Sliding Window Protocol
         บริการของทั้งแวน และ แลน จัดวางบิตจากชั้นกายภาพให้เป็นลำดับทางตรรกะที่เรียกว่าเฟรม ไม่ใช่ทุกบิตในชั้นกายภาพที่จำเป็นต้องใส่ไปลงในเฟรม เพราะบางส่วนของบิตเหล่านี้มีความตั้งใจที่จะใช้สำหรับฟังก์ชันในชั้นกายภาพเท่านั้น ตัวอย่างเช่นทุกบิตที่ห้าของกระแสบิต FDDI ไม่ได้ถูกใช้โดยชั้นนี้

สถาปัตยกรรม WAN โพรโทคอล

         โพรโทคอลการเชื่อมต่อข้อมูล WAN แบบ Connection-oriented รวมกันกับการเข้าเฟรม ทำการตรวจหาและอาจแก้ไขข้อผิดพลาด โพรโทคอลพวกนี้ยังมีความสามารถในการควบคุมอัตราของการส่งผ่าน ชั้นเชื่อมโยงข้อมูลของ WAN อาจใช้กลไกของ sliding window flow control and acknowledgment เพื่อให้การส่งมอบของเฟรมที่เชื่อถือได้ นั่นคือกรณีของ Synchronous Data Link Control (SDLC) และ HDLC, และอนุพันธ์ของ HDLC เช่น LAPB และ LAPD

สถาปัตยกรรม IEEE 802 LAN

         ในทางปฏิบัติ LANs แบบ connectionless เริ่มต้นด้วยคุณสมบัติ pre-IEEE Ethernet ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของ IEEE 802.3 ชั้นนี้จะบริหารจัดการการปฏิสัมพันธ์ของอุปกรณ์กับสื่อที่ใช้ร่วมกันซึ่งเป็นหน้าที่ของลเยอร์ย่อยชื่อ media access control (MAC). เหนือ MAC sublayer นี้ตือ media-independent IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC) sublayer ซึ่งเกี่ยวข้องกับที่อยู่และ multiplexing บนสื่อการเข้าถึงทั้งหลาย
         ในขณะที่ IEEE 802.3 เป็นที่โดดเด่นของโพรโทคอล LAN แบบมีสาย และ IEEE 802.11 เป็นของ LAN แบบไร้สาย ชั้น MAC ล้าสมัยได้แก่ Token Ring และ FDDI. sublayer MAC ตรวจพบข้อผิดพลาด แต่ไม่ได้แก้ไข

Physical Layer

         เป็นชั้นล่างที่สุดของการติดต่อสื่อสาร แต่เป็นชั้นแรกของสื่อที่ใช้ในการติดต่อสื่อสาร ทำหน้าที่ส่ง-รับข้อมูลจริง ๆ จากช่องทางการสื่อสาร (สื่อกลาง) ระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ มาตรฐานสำหรับ เลเยอร์ ชั้นนี้จะกำหนดว่าแต่ละคอนเนคเตอร์ (Connector) เช่น RS-232-C มีกี่พิน(pin) แต่ละพินทำหน้า ที่อะไรบ้าง ใช้สัญญาณไฟกี่โวลต์ เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่างๆ ก็จะถูกกำหนดอยู่ในเลเยอร์ชั้นนี้ ซึ่งอาจจะเป็นทั้งแบบที่ใช้สายหรือไม่ใช้สาย ตัวอย่างของสื่อที่ใช้ได้แก่ Shield Twisted Pair (STP), Unshield Twisted Pair (UTP), Fibre Optic และอื่นๆ
         ชั้นกายภาพกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์และสื่อกลางในการส่งผ่านเช่นสายทองแดงหรือเส้นใยแก้วนำแสง ซึ่งรวมถึงรูปแบบของขา, แรงดันไฟฟ้า, ความต้านทานสาย, รายละเอียดเคเบิล, เวลาสัญญาณ, ฮับ, รีพีทเทอร์, อะแดปเตอร์เครือข่าย, อะแดปเตอร์บัสโฮสต์ (HBA ใช้ในเครือข่ายพื้นที่จัดเก็บ) และอื่นๆ
         ฟังก์ชันที่สำคัญและการบริการที่ดำเนินการโดยชั้นกายภาพดังต่อไปนี้ : เริ่มและจบการเชื่อมต่อการสื่อกลางการสื่อสาร
         การมีส่วนร่วมในกระบวนการ เพื่อใช้ทรัพยากรของการสื่อสารร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างผู้ใช้ทั้งหลาย เช่นความพอใจ การแก้ปัญหาและการควบคุมการไหล
         การมอดดูเลทหรือการแปลงระหว่างข้อมูลดิจิตอลในอุปกรณ์ของผู้ใช้กับสัญญาณที่สอดคล้องกันเพื่อส่งผ่านช่องทางสื่อสาร สัญญาณเหล่านี้เดินทางในสายเคเบิลทางกายภาพ (เช่นทองแดงและใยแก้วนำแสง) หรือผ่านทางสัญญาณวิทยุ
         บัส SCSI แบบขนานทำงานในชั้นนี้ แม้ว่า logical SCSI protocol เป็นโพรโทคอลของชั้นขนส่ง ที่วิ่งอยู่บนบัสนี้ มาตรฐานต่างๆของชั้นกายภาพของอีเธอร์เนท ก็อยู่ในชั้นนี้เช่นกัน; อีเธอร์เน็ตรวมชั้นนี้และชั้นเชื่อมโยงข้อมูลเข้าด้วยกัน วิธีนี้นำไปใช่เหมือนกันกับเครือข่ายท้องถิ่นพื้นที่อื่นๆ เช่น token ring, FDDI, ITU-T G.hn และ IEEE 802.11 เช่นเดียวกับเครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลเช่นบลูทูธ และ IEEE 802.15.4

ฟังก์ชันข้ามชั้น
         มีฟังก์ชันหรือบริการบางอย่างที่ไม่ได้ผูกติดอยู่กับชั้นที่กำหนดให้ แต่พวกนี้สามารถมีผลกระทบมากกว่าหนึ่งชั้น ตัวอย่างเช่นต่อไปนี้

         บริการรักษาความปลอดภัย (โทรคมนาคม) ตามที่กำหนดโดยคำแนะนำ ITU-T X.800
         ฟังก์ชันการจัดการ เช่นฟังก์ชันที่อนุญาตให้มีการ configure, กำหนดค่าอินสแตนซ์, ตรวจสอบ, ยุติการสื่อสารของสอง entities หรือมากกว่า: มีโพรโทคอลประยุกต์เฉพาะชั้น common management information protocol (CMIP) และการให้บริการที่สอดคล้องกัน, common management information service (CMIS) พวกนี้จำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์กับทุกชั้นเพื่อที่จะจัดการกับกรณีของพวกเขา
         Multiprotocol Label Switching (MPLS) ทำงานที่ชั้น OSI ที่โดยทั่วไปถือว่าอยู่ระหว่างชั้น 2 (ชั้นเชื่อมโยงข้อมูล) และชั้น 3 (ชั้นเครือข่าย) และดังนั้นจึงมักจะถูกเรียกว่าเป็นโพรโทคอล"ชั้น 2.5 " มันถูกออกแบบมาเพื่อให้เป็นบริการขนส่งข้อมูลเบ็ดเสร็จสำหรับลูกค้าทั้ง circuit-based และลูกค้า packet-switching ที่ให้การบริการแบบ datagram-based มันสามารถใช้ในการขนส่งที่มีการจราจรหลากหลายรวมทั้ง IP แพ็กเกต, native ATM, SONET และอีเธอร์เน็ตเฟรม

ส่วนต่อประสาน

         ทั้ง OSI Model อ้างอิงหรือโพรโทคอล OSI ไม่ได้เป็นตัวระบุส่วนต่อประสานใด ๆ การเขียนโปรแกรมนอกเหนือไปจากข้อกำหนดของบริการที่อิสระและเป็นนามธรรม ข้อกำหนดของโพรโทคอลกำหนดส่วนต่อประสานไว้อย่างชัดเจนระหว่างคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกัน แต่ซอฟต์แวร์ที่อินเตอร์เฟซภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่รู้จักกันเป็นซ็อกเก็ตเครือข่าย เป็นแบบ implementation-specific
         ตัวอย่างเช่น Winsock ของ Microsoft Windows, และ Berkeley sockets and System V Transport Layer Interface ของ Unix, เป็นส่วนต่อประสานระหว่างโปรแกรมประยุกต์ (ชั้น 5 และสูงกว่า) กับชั้นการขนส่ง (ชั้น 4). NDIS และ ODI เป็นส่วนต่อประสานระหว่างชั้นสื่อ (ชั้น 2) กับชั้นเครือข่าย (ชั้น 3)
         ส่วนต่อประสานมาตรฐาน, ยกเว้นสำหรับชั้นกายภาพกับสื่อ, เป็นการใช้งานโดยประมาณของข้อกำหนดการบริการของ OSI

เปรียบเทียบกับแบบจำลอง TCP/IP

         ในแบบจำลอง TCP/IP ของอินเทอร์เน็ต, โพรโทคอลมีการออกแบบที่จงใจจะไม่เข้มงวดในเลเยอร์เหมือนแบบจำลอง OSI. RFC 3439 มีหมวดหมู่ชื่อ "การตั้งเลเยอร์ที่ถือว่าเป็นอันตราย." อย่างไรก็ตาม, TCP / IP ก็ยังตระหนักถึงสี่ชั้นในวงกว้างของการทำงานซึ่งจะได้มาจากขอบเขตการดำเนินงานของโพรโทคอลที่มีของพวกเขาคือขอบเขตของการใช้ซอฟแวร์, การเชื่อมต่อการขนส่งแบบ end-to-end, ช่วงของ Internetworking และขอบเขตของการเชื่อมโยงโดยตรงไปยังโหนดอื่นๆ บนเครือข่ายท้องถิ่น
         แม้ว่าแนวความคิดจะแตกต่างจากแบบจำลอง OSI, ชั้นเหล่านี้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับแบบจำลองของ OSI ในลักษณะดังต่อไปนี้ :
         Internet application layer ประกอบด้วย OSI application layer, presentation layer, และส่วนใหญ่ของ session layer
         end-to-end transport layer ประกอบด้วย ฟังก์ชันที่เหลือของ session layer กับ transport layer
         internetworking layer (Internet layer) เป็นส่วนย่อยของชั้น OSI network layer
         link layer ประกอบด้วย OSI data link layers และ physical layers, และบางส่วนของ OSI network layer

บทที่ 4 เรื่อง TCP-IP

มาตรฐานการเรียนรู้ - TCP-IP

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) เป็นชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสาร ผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้ และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ ถึงแม้ว่าในระหว่างทางอาจจะผ่านเครือข่ายที่มีปัญหา โปรโตคอลก็ยังคงหาเส้นทางอื่นในการส่งข้อมูลไปให้ถึงปลายทางได้

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. บอกความหมายของ TCP/IP ได้              
         2. บอกจุดประสงค์ของการสื่อสารข้อมูลได้          
         3. บอกโครงสร้างของ TCP/IP ได้

บทเรียนบทที่ 4 เรื่อง TCP-IP

TCP/IP คืออะไร

         การที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกเชื่อมโยงกันไว้ในระบบ  จะสามารถติดต่อสื่อสารกันได้นั้น จำเป็นจะต้องมีภาษาสื่อสารที่เรียกว่า โปรโตคอล (Protocol ) ซึ่งในระบบInternet จะใช้ภาษาสื่อสารมาตรฐานที่ชื่อว่า TCP/IP เป็นภาษาหลัก ดังนั้นหากเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเครื่องระดับไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ก็สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่อินเทอร์เน็ตได้TCP  ย่อมาจากคำว่า   Transmission Control ProtocolIP   ย่อมาจากคำว่า   Internet  ProtocolTCP/IP คือชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ TCP และ IP มีหน้าที่ต่างกัน คือ1. TCP จะทำหน้าที่ในการแยกข้อมูลเป็นส่วน ๆ หรือที่เรียกว่า Package ส่งออกไป ส่วน TCP ปลายทาง ก็จะทำการรวบรวมข้อมูลแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป โดยระหว่างการรับส่งข้อมูลนั้นก็จะมีการตรวจสอบความถูกต้องของ ข้อมูลด้วย ถ้าเกิดผิดพลาด TCP ปลายทางก็จะขอไปยัง TCP ต้นทางให้ส่งข้อมูลมาใหม่ 2. IP จะทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทางโดยอาศัย IP Address
         TCP  ย่อมาจากคำว่า   Transmission Control Protocol
         IP   ย่อมาจากคำว่า   Internet  Protocol
         TCP/IP คือ ชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้ และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ 

TCP และ IP มีหน้าที่ต่างกัน คือ

         1. TCP จะทำหน้าที่ในการแยกข้อมูลเป็นส่วน ๆ หรือที่เรียกว่า Package ส่งออกไป ส่วน TCP ปลายทาง ก็จะทำการรวบรวมข้อมูลแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป โดยระหว่างการรับส่งข้อมูลนั้นก็จะมีการตรวจสอบความถูกต้องของ ข้อมูลด้วย ถ้าเกิดผิดพลาด TCP ปลายทางก็จะขอไปยัง TCP ต้นทางให้ส่งข้อมูลมาใหม่
         2. IP จะทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทางโดยอาศัย IP Address

ชุดโพรโทคอลอินเทอร์เน็ต

         ชุดโพรโทคอลอินเทอร์เน็ต เป็นมาตรฐานที่ทำให้คอมพิวเตอร์ภายในระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต สามารถเชื่อมต่อเข้าหากัน และติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ เป็นมาตรฐานที่ว่าด้วยการกำหนดวิธีการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ โดยใช้แนวคิดของการแบ่งลำดับชั้นโปรโตโคล

ลำดับชั้นของโพรโทคอลในระบบอินเทอร์เน็ต

         ลำดับชั้นของโพรโทคอลในระบบอินเทอร์เน็ต มีลำดับชั้นที่น้อยกว่าโครงสร้างลำดับชั้นของโอเอสไอ โดยในโอเอสไอมีลำดับชั้นของโพรโทคอลทั้งหมด 7 ชั้น แต่ในระบบอินเทอร์เน็ตมีทั้งหมดเพียง 4 ชั้นเท่านั้น

ชั้นการเชื่อมต่อ

         ชั้นการเชื่อมต่อ หรือ Link layer สามารถเทียบได้กับชั้นที่ 1 และ 2 ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ เป็นลำดับชั้นที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับระบบอินเทอร์เน็ตโดยตรง แต่เป็นระบบพื้นฐานของการเชื่อมต่อที่ระบบอินเทอร์เน็ตใช้ส่งข้อมูลภายในเครือข่ายโดเมน         หน้าที่ของชั้นนี้สำหรับการส่งข้อมูล เนื่องจากตัวแบบ ทีซีพี/ไอพี ไม่ได้กำหนดมาตรฐานในข้อตอนนี้อย่างมากนัก กำหนดไว้เพียงว่าให้สามารถส่งข้อมูลสู่เครือข่ายได้เท่านั้น ทำให้ไม่สามารถระบุเนื้อหาหน้าที่ที่ชัดเจนได้ ดังนั้นจึงอาจจะยกระบบของ โครงสร้างแบบ โอเอสไอทั้งสองชั้นแรกมาซึ่งได้แก่การจัดเตรียมข้อมูลเพื่อให้เหมาะสมก่อนที่จะส่งไปตามสายส่งไปยังที่หมายปลายทาง ซึ่งได้แก่การจัดเตรียมPacket Header การควบคุมระบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่จะใช้ในการจัดส่ง เช่น การเชื่อมต่อกับNetwork card และการใช้งาน Device Driver หน้าที่สำหรับการรับข้อมูลคือ คอยรับกรอบของข้อมูลที่ได้รับ นำข้อมูลส่วนหัวออกมา และจัดเตรียมข้อมูลเพื่อส่งต่อไปยังชั้นเครือข่าย

ชั้นอินเทอร์เน็ต

         ชั้นอินเทอร์เน็ต หรือ Internet Layer เทียบได้กับชั้นที่ 3 ซึ่งคือ Network Layer ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ เป็นชั้นที่มีหน้าที่ส่งข้อมูลจากจุดเริ่มต้นไปยังปลายทาง โดยหาเส้นทางที่ข้อมูลจะใช้เดินทางผ่านเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่งจนกระทั่งถึงปลายทาง โพรโทคอลที่ใช้ในชั้นนี้คือ อินเทอร์เน็ตโพรโทคอล หรือ ไอพี ทำหน้าที่เปรียบเสมือนซองจดหมายซึ่งระบุถึงที่อยู่ของต้นทางและปลายทาง โดยมีบุรุษไปรษณีย์ทำหน้าที่ส่งจดหมายนั้นผ่านกรมการไปรษณีย์ในพื้นที่ต่าง ๆ จนถึงจุดหมายปลางทาง ที่อยู่บนซองจดหมายในอินเทอร์เน็ตโพรโทคอลเรียกว่า หมายเลขไอพี ที่ทำการไปรษณีย์คือเราเตอร์ที่ทำหน้าที่ค้นหาเส้นทางที่เหมาะสมเพื่อส่งข้อมูลไปตามสายส่งจนกระทั่งถึงปลายทาง

ชั้นขนส่ง

         ชั้นขนส่ง หรือ Transport layer เทียบได้กับชั้นที่ 4 ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ เป็นชั้นที่มีหน้าที่ควบคุมการส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์สองเครื่องที่ติดต่อกัน ซึ่งอาจแบ่งได้สองลักษณะคือ บริการการส่งข้อมูลแบบที่สถาปณาการเชื่อมต่อ(สร้างเส้นทางการเชื่อมต่อก่อนที่จะส่ง) และบริการการส่งข้อมูลแบบไม่สถาปณาการเชื่อมต่อ(ไม่สร้างเส้นทางการเชื่อมต่อก่อนที่จะส่ง โดยการส่งออกไปเลย) และจัดส่งข้อมูลไปยังapplicationที่ต้องการข้อมูล โพรโทคอลที่นิยมใช้ในชั้นนี้ได้แก่ TCP, UDP, RTP

ชั้นการประยุกต์ใช้งาน

         ชั้นการประยุกต์ใช้งาน หรือ Application layer เทียบได้กับชั้นที่ 5 ถึง 7 ในโครงสร้างแบบ โอเอสไอ จะครอบคลุมบริการที่เกี่ยวข้องกับการรักษาความปลอดภัย การเข้ารหัส การเชื่อมต่อระหว่างโปรแกรมประยุกต์ และเป็นชั้นที่โปรแกรมประยุกต์ใช้งานโดยตรง โดยโพรโทคอลที่อยู่บนชั้นนี้จะถูกออกแบบให้เหมาะสำหรับประเภทของโปรแกรมประยุกต์เฉพาะทาง เช่น โปรแกรมอีเมลใช้โพรโทคอล SMTP สำหรับส่งอีเมล ใช้โพรโทคอล POP3 สำหรับรับและเรียกดูอีเมล, ส่วนโปรแกรมเว็บเบราว์เซอร์ใช้โพรโทคอล HTTP สำหรับเรียกดูเว็บเพจ เป็นต้น

ขั้นตอนการรับส่งข้อมูลผ่านโครงสร้างแบบทีซีพี/ไอพี

         โปรแกรมประยุกต์จะส่งผ่านข้อมูลซึ่งก็คือโพรโทคอลที่ตนใช้งานเช่น HTTP หรือ SMTP ผ่านไปยังลำดับชั้นต่างๆของ โครงสร้างแบบ TCP/IP เริ่มต้นที่ชั้นขนส่ง (Transport Layer) ซึ่งโปรแกรมประยุกต์จะต้องกำหนดหมายเลขท่า (Port Number)ของตนว่าจะใช้หมายเลขใด เพื่อให้ข้อมูลที่ใช้รับส่งสามารถส่งถึงโปรแกรมประยุกต์ที่เรียกใช้งานได้ถูกต้อง ที่ชั้นนี้ข้อมูลจะถูกแบ่งเป็นส่วนๆเรียกว่า Segment จากนั้นจะส่งผ่านไปยังชั้นเครือข่าย (Internetwork Layer) โดยในชั้นนี้จะมีหมายเลขไอพี (IP address) เป็นที่อยู่ของอุปกรณ์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานโปรแกรมประยุกต์อยู่ ข้อมูลจาก Segment จะถูกห่อหุ้มและส่งในรูปแบบของ Packet โดยที่ Packet ต่างๆจะถูกกำหนดเส้นทางที่จะเริ่มต้นส่งออกไปยังระบบเครือข่าย ซึ่งข้อมูลนี้จะถูกกำหนดอยู่ในส่วนหัวของ Packet เรียกว่า Packet Header สุดท้ายข้อมูลจะถูกส่งไปชั้นสุดท้ายคือชั้นการเชื่อมต่อ ซึ่งหมายถึงการเชื่อมต่อของคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ต่างๆภายในเครือข่าย โดยแต่ละจุดเชื่อมต่อจะเรียกว่าโหนด (node) ข้อมูลจะถูกส่งไปยังโหนดต่างๆที่มีการเชื่อมต่อจากโหนดเริ่มต้นไปยังโหนดต่อไปและต่อไปเรื่อยๆจนกระทั่งถึงโหนดปลายทาง

บทที่ 5 เรื่อง สื่อกลางในการส่งข้อมูล

มาตรฐานการเรียนรู้ : สื่อกลางในการส่งข้อมูล

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์ที่ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่านจากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูลที่สื่อกลางนั้นๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือที่เรียกกันว่า แบรนด์วิดธ์ (Brandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวน บิตข้อมูลต่อวินาที (bits per second : bps)

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. บอกลักษณะและคุณสมบัติของสื่อกลางการส่งข้อมูลแบบใช้สายและไม่ใช้สายได้                  
         2. เพื่อให้ทราบถึงคลื่นไร้สายในแต่ละประเภท ที่นำมาใช้กับระบบการสื่อสารได้        
         

บทเรียนบทที่ 5 เรื่อง สื่อกลางในการส่งข้อมูล

สื่อกลางในการส่งข้อมูล

         ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่าน จากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือ ที่เรียกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวนบิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดังต่อไปนี้

สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางได้ หรือ ระบบไร้สาย

         1. สายคู่บิดเกลียวลักษณะของสายคู่บิดเกลี่ยวแต่ละคู่จะทำด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นจะมีฉนวนหุ้ม พันกันเป็นเกลียวเพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทของสายคู่บิดเกลียว แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ
         1. สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่มีฉนวนโลหะหุ้ม (Unshield Twisted Pairs)
         - ประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียว 4 คู่ (8 เส้น)
         - เหมาะสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่มีระยะห่างไม่เกิน 30 เมตร
         - ราคาถูก
         - ถูกรบกวนได้ง่าย
         - ไม่ค่อยทนทาน

Heading 1 text goes here

2. สายคู่บิดเกลียวชนิดมีฉนวนหุ้ม (Shield Twisted Pairs)          - ประกอบด้วยสายคู่บิดเกลียว 4 คู่ (8 เส้น)
         - สายแต่ละเส้นมีฉนวนหุ้มโลหะเพื่อป้องการรบกวนจากภายนอก
         - คุณภาพการใช้งานสูงกว่าสาย UTP
         - ราคาแพงกว่าสาย UTP
         - ถูกรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ


2. สายโคแอกเชียล (Coaxial)

         สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลกว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกสั้นๆ ว่า  "สายโคแอก"
         - เป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพที่กว่า
         - ราคาแพงกว่า สายเกลียวคู่  
         - ชั้นตัวเหนี่ยวนำทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากแผ่รังสี  
         - ส่วนของสายส่งข้อมูลจะอยู่ตรงกลางเป็นลวดทองแดงมีชั้นของตัวเหนี่ยวนำหุ้มอยู่  2  ชั้น  
         - สายโคแอกสามารถส่งสัญญาณได้ ทั้งในช่องทางแบบเบสแบนด์และแบบบรอดแบนด์
         -  เปลือกฉนวนหนาทำให้สายโคแอกมีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พื้นดิน
         - ลักษณะชั้นในเป็นฟั่นเกลียวหรือชั้นแข็ง  ชั้นนอกเป็นฟั่นเกลียว และคั่นระหว่างชั้นด้วยฉนวนหนา
         - เปลือกชั้นนอกสุดเป็นฉนวน  
         - สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย  มี  2  แบบ คือ  75  โอมห์ ใช้ส่งข้อมูลแบบ Analog- และ  50 โอมห์ใช้ส่งข้อมูลแบบ Digital  

         - ขนาดของสายมีตั้งแต่  0.4 - 1.0  นิ้ว นอกจากนั้นสาย  โคแอกยังช่วยป้องกัน  "การสะท้อนกลับ" (Echo)  ของเสียงได้อีกด้วยและลดการ รบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน

         ตัวอย่างการใช้สายโคแอกในการส่งสัญญาณข้อมูลที่ใช้กันมากในปัจจุบัน คือสายเคเบิลทีวี  และสายโทรศัพท์ทางไกล (อนาล็อก)  สายส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายท้องถิ่น  หรือ  LAN (ดิจิตอล)  หรือใช้ในการเชื่อมโยงสั้น ๆ ระหว่างอุปกรณ์

         3. สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic)     ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง

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

สัญญาณดาวเทียม

สื่อกลางที่กำหนดเส้นทางไม่ได้ หรือ ระบบไร้สาย

1. สัญญาณดาวเทียม

         - ลักษณะของการรับส่งสัญญาณข้อมูลอาจจะเป็นแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point)  หรือแบบแพร่สัญญาณ (Broadcast)  
         - สถานีดาวเทียม 1 ดวง สามารถมีเครื่องทบทวนสัญญาณดาวเทียมได้ถึง  25 เครื่อง
         - เครื่อง   และสามารถครอบคลุมพื้นที่การส่งสัญญาณได้ถึง  1 ใน 3 ของพื้นผิวโลก- เครื่องทบทวนสัญญาณของดาวเทียมเรียกว่า (Transponder)
         - ไปยังสถานีปลายทาง  การส่งสัญญาณข้อมูลขึ้นไปยังดาวเทียมเรียกว่า  "สัญญาณอัปลิงก์"
         - และการส่งสัญญาณข้อมูลกลับลงมายังพื้นโลกเรียกว่า "สัญญาณ ดาวน์-ลิงก์"

ข้อเสีย ของการส่งสัญญาณข้อมูลทางดาวเทียมคือ 
         - สัญญาณข้อมูลสามารถถูกรบกวนจากสัญญาณภาคพื้นอื่นๆได้  
         - ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้่ง่าย เช่น ฝนตก ฟ้าผ่า พายุ
         - เกิดความล่าช้าของสัญญาณข้อมูล เรียกว่า ความหน่วยในการแพร่สัญญาณ (Delay Time)
         - ในการส่งสัญญาณเนื่องจากระยะทางขึ้น-ลง ของสัญญาณ  และที่สำคัญคือ มีราคาสูงในการลงทุนทำให้ค่าบริการสูงตามขึ้นมาเช่นกัน

ระบบไมโครเวฟ

2. คลื่นไมโครเวฟ     

         การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี)  ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่ง  แต่ละหอจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30-50  กม. 

ข้อเสีย
         - การส่งสัญญาณข้อมูลไมโครเวฟมักใช้กันในกรณีที่การติดตั้งสายเคเบิลทำได้ไม่สะดวก
         - ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้่ง่าย เช่น ฝนตก ฟ้าผ่า พายุ
         - แต่ละสถานีไมโครเวฟจะติดตั้งจานส่ง
         -รับสัญญาณข้อมูล 
         - แพร่หลาย  สำหรับการสื่อสารข้อมูลในระยะทางไกลๆ หรือ ระหว่างอา่คาร
         - ไมโครเวฟยังมีราคาถูกกว่า และติดตั้งได้ง่ายกว่า และสามารถส่งข้อมูลได้คราวละมาก ๆ 


3. บลูทูธ (Bluetooth) 

ลักษณะของบลูทูธ
         - เป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ เกิดขึ้นประมาณปี ค.ศ.1998
         - ใช้ความถี่ในการส่งสัญญาณข้อมูล 2.5 GHz.- สื่อสารได้ในระยะทางไม่เกิน 10 เมตร
         - สื่อสารระหว่างอุปกรณ์หลายๆ อุปกรณ์ได้

ข้อดี
         - เป็นระบบการสื่อสารที่มีมาตรฐาน สามารถนำไปใช้งานได้ทั่วโลก 
         - เป็นระบบสื่อสารที่ใช้งานได้ทั้งข้อมูลเสียง และ multimedia

ข้อเสีย
         - เนื่องจากสามารถสื่อสารระหว่างอุปกรณ์หลายๆ อุปกรณ์ จึงทำให้เกิดการชนกันของข้อมูล

4. อินฟราเรด (Infrared)

ลักษณะของแสงอินฟราเรด
         - ใช้ในการสื่อสารข้อมูลระยะใกล้เท่านั้น
         - ใช้ในการสื่อสารข้อมูลระหว่าง 2 อุปกรณ์เท่าั้นั้น
         - มีอัตราความเร็วในการส่งข้อมูลไม่สูง

ข้อดี
          - ราคาถูก
         - ใช้งานได้โดยไม่ต้องขอคลื่นความถี่จากองค์กรควบคุมการสื่อสาร

ข้อเสีย
         - แสงอินฟราเรดไม่สามารถผ่านวัตถุทึบแสงได้
         - แสงอินฟราเรดถูกรบกวนด้วยแสงอาทิตย์ได้ง่าย

5. ระบบสื่อสารวิทยุ (Radio Link)

ลักษณะของระบบสื่อสารวิทยุ
         - ระบบสื่อสารวิทยุ 1 ช่องสัญญาณ สามารถใช้ได้กับหลายสถานี โดยมีการควบคุมสัญญาณข้อมูลไม่ให้ชนกันโดยวิธี CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
         - ใช้ความถี่ในการส่งสัญญาณข้อมูลในช่วง 400-900 MHz.

ข้อดี
         - สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องขอความถี่จากองค์กรควบคุมการสื่อสาร
         - สามารถส่งสัญยาณข้อมูลกับสถานีเคลื่อนที่ได้จึงสามารถสร้างเครือข่ายที่มีอาณาเขตกว้างไกล
         - มีค่าแบนด์วิตธ์สูง ซึ่งมีผลทำให้อัตราความเร็วการส่งข้อมูลสูงด้วย

ข้อเสีย
         - เป็นสื่อกลางที่ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ง่าย
         - ระบบสื่อสารวิทยุเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบแพร่กระจาย ดังนั้นความปลอดภัยข้อมูลจึงต่ำ

6. wire Less

         ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN : WLAN) หมายถึง เทคโนโลยีที่ช่วยให้การติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่อง หรือกลุ่มของเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารกันได้ ร่วมถึงการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์เครือข่ายคอมพิวเตอร์ด้วยเช่นกัน โดยปราศจากการใช้สายสัญญาณในการเชื่อมต่อ แต่จะใช้คลื่นวิทยุเป็นช่องทางการสื่อสารแทน การรับส่งข้อมูลระหว่างกันจะผ่านอากาศ ทำให้ไม่ต้องเดินสายสัญญาณ และติดตั้งใช้งานได้สะดวก ระบบเครือข่ายไร้สายใช้แม่เหล็กไฟฟ้าผ่านอากาศ เพื่อรับส่งข้อมูลข่าวสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ และระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์เครือข่ายโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้อาจเป็นคลื่นวิทย (Radio) หรืออินฟาเรด (Infrared) ก็ได้การสื่อสารผ่านเครือข่ายไร้สายมีมาตราฐาน IEEE802.11 เป็นมาตราฐานกำหนดรูปแบบการสื่อสาร ซึ่งมาตราฐานแต่ละตัวจะบอกถึงความเร็วและคลื่นความถี่สัญญาณที่แตกต่างกันในการสื่อสารข้อมูล เช่น 802.11b และ 802.11g ที่ความเร็ว 11 Mbps และ 54 Mbps ตามลำดับ

 

บทที่ 6 เรื่อง ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี FDDI

มาตรฐานการเรียนรู้ : ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี FDDI

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         เครือข่ายสามารถจำแนกออกได้หลายประเภทแล้วแต่เกณฑ์ที่ใช้ เช่น ขนาด ลักษณะการแลกเปลี่ยนข้อมูลของคอมพิวเตอร์ เป็นต้น โดยทั่วไปการจำแนกประเภทของเครือข่ายมีอยู่ 3 วิธี คือ
         1. เครือข่าย LAN (Local Area Network) ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่น
         2. เครือข่าย MAN (Metropolitan Area Network) ระบบเครือข่ายระดับเมือง
         3. เครือข่าย WAN (Wide Area Network) ระบบเครือข่ายระหว่างประเทศ หรือ เครือข่ายบริเวณกว้าง

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. เพื่อให้ทราบถึงระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ประเภทต่างๆ                
         2. เพื่อให้ทราบถึงรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย (Topology)                
         3. บอกข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีเครือข่ายรูปแบบต่างๆได้

บทเรียนบทที่ 6 เรื่อง ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยี FDDI

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

         ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือ คอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ก (computer network) คือเครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคมระหว่างคอมพิวเตอร์จำนวนตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างๆในเครือข่าย (โหนดเครือข่าย) จะใช้สื่อที่เป็นสายเคเบิลหรือสื่อไร้สาย เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่รู้จักกันดีคือ อินเทอร์เน็ตการที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน เพราะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกัน เพื่อเพิ่มความสามารถของระบบให้สูงขึ้น และลดต้นทุนของระบบโดยรวมลงการโอนย้ายข้อมูลระหว่างกันในเครือข่าย ทำให้ระบบมีขีดความสามารถเพิ่มมากขึ้น การแบ่งการใช้ทรัพยากร เช่น หน่วยประมวลผล, หน่วยความจำ, หน่วยจัดเก็บข้อมูล, โปรแกรมคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีราคาแพงและไม่สามารถจัดหามาให้ทุกคนได้ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องกราดภาพ (scanner) ทำให้ลดต้นทุนของระบบลงได้อุปกรณ์เครือข่ายที่สร้างข้อมูล,ส่งมาตามเส้นทางและบรรจบข้อมูลจะเรียกว่าโหนดเครือข่ายโหนดประกอบด้วยโฮสต์เช่นเซิร์ฟเวอร์, คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและฮาร์ดแวร์ของระบบเครือข่าย อุปกรณ์สองตัวจะกล่าวว่าเป็นเครือข่ายได้ก็ต่อเมื่อกระบวนการในเครื่องหนึ่งสามารถที่จะแลกเปลี่ยนข้อมูลกับกระบวนการในอีกอุปกรณ์หนึ่งได้เครือข่ายจะสนับสนุนแอปพลิเคชันเช่นการเข้าถึงเวิลด์ไวด์เว็บ,การใช้งานร่วมกันของแอปพลิเคชัน,การใช้เซิร์ฟเวอร์สำหรับเก็บข้อมูลร่วมกัน, การใช้เครื่องพิมพ์และเครื่องแฟ็กซ์ร่วมกันและการใช้อีเมลและโปรแกรมส่งข้อความโต้ตอบแบบทันทีร่วมกัน

เอฟดีดีไอ (FDDI) คืออะไร

         เอฟดีดีไอ หรือเรียกอีกชื่อเต็มว่า Fiber Distributed Data Interface:FDDI คือ หน่วยงาน ANSI ได้ทำการกำหนดโปรโตรคลอที่ใช้งานบนเครือข่ายท้องถิ่น โดยมีการควบคุมแบบโทเค็ริง ด้วยการส่งข้อมูลที่มีความเร็วถึง 100 เมกะบิตต่อวินาทีบนสายเคเบิลใยแก้วนำแสง กลไกการส่งข้อมูลบนเครือข่ายเอฟดีดีไอจะใช้ Token Passing เช่นเดียวกับไอบีเอ็มโทเค็นริง แต่เอฟดีดีไอ(FDDI) จะทำงานด้วยความเร็วที่สูงกว่า ประกอบกับเครือข่ายเอฟดีดีไอยังสามารถที่จะออกแบบเพื่อรอบรับในความเสียหาของระบบได้ดี ด้วยการเพิ่มวงแหวนในระบบเครือข่ายอีก รวมเป็น 2 วงแหวนด้วยกัน ซึ่งประกอบด้วยวงแหวนปฐมภูมิและวงแหวนทุติยภูมิ
         วงแหวนปฐมภูมิ(Primary Ring) คือ วงแหวนหลักด้านนอกซึ่งใช้เป็นสายส่งข้อมูลหลักภายในระบบเครือข่าย โดยรหัสโทเค็นจะวิ่งวนรอบวงแหวนทิศทางใดก็ทิศทางหนึ่ง
         วงแหวนทุติยภูมิ(Secondary Ring) คือวงแหวนสำรองที่อยู่ด้านในสุด โทเค็นที่อยู่ในวงแหวนด้านในจะวิ่งในทิศทางตรงกันข้ามกับวงแหวนด้านนอก โดยวงแหวนทุติยภูมิจะถูกใช้งานก็ต่อเมื่อวงแหวนปฐมภูมิเกิดปัญหาเท่านั้น เช่น สายเคเบิลที่วงแหวนในปฐมภูมิเกิดการขาด และเมื่อเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้น วงจรภายในวงแหวนทุติยภูมิก็จะเริ่มทำงานทันทีด้วยการเชื่อมต่อเข้ากับวงแหวนปฐมภูมิ ทำให้สามารถประคับประคองระบบให้ยังคงสามารถทำงานต่อไปได้ โดยเทเค็นเองก็ยังคงสามารถวิ่งภายในรอบวงแหวนได้เช่นเดิม ทำให้เครือข่ายสามารถดำเนินการต่อได้ตามปกติ
         FDDI ( Fiber Distribution Data Interface ) เป็นเครือข่ายแบบส่งผ่านโทเคน ( Token Passing ) และมีแบนวิธที่ 100 Mbps โดยใช้สายใยแก้วนำแสงต่อสถานีเป็นวงแหวนสองวง ส่วนใหญ่จะใช้ FDDI เป็นแบ็คโบนของเครือข่ายเนื่องจากแบนด์วิธที่สูง และสามารถเชื่อมต่อสถานีได้ไกลกว่าสายทองแดงมาก ล่าสุดได้มีการพัฒนา CDDI ( Copper Distribution Data Interface ) โดยใช้สายสัญญาณคู่เกลียวบิดแทนสายใยแก้วนำแสง แต่ยังคงใช้โปรโตคอลของ FDDI ในตอนนี้เราจะเน้นที่ FDDI และจะขอกล่าวโดยคร่าวๆ เกี่ยวกับ CDDI
         FDDI จะใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อสถานีเป็นวงแหวนสองวง โดยทิศทางการไหลของข้อมูลในวงแหวนทั้งสองวงจะตรงกันข้ามกัน วงแหวนวงหนึ่งจะทำหน้าที่เป็นเส้นทางหลักในการรับส่งข้อมูล ส่วนวงที่สองจะเป็นเส้นทางสำรอง การที่ออกแบบ FDDI ให้มีแบบนี้ก็เพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้และความแข็งแรงให้กับเครือข่าย

ลักษณะของเครือข่าย FDDI

         FDDI พัฒนาโดย ANSI ( American National Standard Institute ) เมื่อตอนประมาณกลางทศวรรษ 1980 ในช่วงนั้นเวิร์คสเตชันแบบไคลเอนท์เชิร์ฟเวอร์เริ่มใช้แบนด์วิธเครือข่ายมากขึ้น ดังนั้นจึงมีความต้องการใช้สายสัญญาณประเภทใหม่เพื่อรองรับอัตราข้อมูลได้มากกว่า ในขณะเดียวกันแอพพลิเคชั่นบางตัวต้องการความเชื่อถือได้ในเครือข่าย และยังมีความต้องการการให้ความสำคัญกับเชิร์ฟเวอร์ที่สำคัญ จุดประสงค์ของการพัฒนา FDDI เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้นั้นเอง เมื่อ ANSI พัฒนา FDDI เสร็จได้เสนอมาตรฐานนี้แก่ ISO เพื่อทำให้เป็นมาตรฐานนานาชาติต่อไป

สายสัญญาณของ FDDI

        เครือข่าย FDDI จะใช้สายไฟเบอร์เป็นสายสัญญาณหลัก แต่ก็มีมาตรฐานที่ใช้สาย UTP แทนซึ่งจะเรียกเครือข่ายนี้ว่า “CDDI” สายไฟเบอร์จะมีข้อได้เปรียบสาย UTP อยู่หลายประการ เช่น ความปลอดภัย ความเชื่อถือได้ และประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการรับส่งข้อมูล สายสัญญาณที่ส่งด้วยสายไฟฟ้า ( สายทองแดง ) สามารถดูข้อมูลในสายได้โดยการเชื่อมต่อกับสายนั้น แต่การเชื่อมต่อกับสายไฟเบอร์จะทำได้ยากมาก อีกอย่างสายข้อมูลที่ส่งในสายไฟเบอร์จะไม่ถูกรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กได้ โดยทั่วไปแล้วสายไฟเบอร์แบบมัลติโหมดจะมีประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลดีกว่าและได้ระยะทางที่ไกลกว่าสาย UTP มาก เช่น ถ้าใช้สายไฟเบอร์แบบมัลติโหมดจะส่งข้อมูลได้ไกลถึง 2 กิโลเมตร และจะเร็วกว่าถ้าใช้สายแบบซิงเกิลโหมด ส่วนสาย UTP จะส่งสัญญาณได้ไกลสุดแค่ 100 เมตรเท่านั้น

มาตรฐาน FDDI

         โปรโตคอลส่วนที่เป็น FDDI จะอยู่ในชั้น Physical Layer และ Data Link Layer ของแบบอ้างอิง ISO เท่านั้น FDDI จะแบ่งโปรโตคอลออกเป็น 4 ส่วน ซึ่งเมื่อทำงานร่วมกันทำให้โปรโตคอลที่อยู่เหนือกว่า เช่น TCP/ IP สามารถส่งผ่านข้อมูลไปบนสายไฟเบอร์ได้ข้อกำหนด 4 อย่างของ FDDI คือ
         · MAC ( Media Access Control ) : ในส่วนของ MAC จะกำหนดเกี่ยวกับการเข้าถึงสื่อกลางรับส่งข้อมูล และรวมถึงรูปแบบของเฟรมข้อมูล , การจัดการเกี่ยวกับโทเคน, ที่อยู่, วิธีการคำนวณค่าตรวจสอบข้อผิดพลาดของข้อมูล ( Cyclic Redundancy Check หรือ CRC ) และกลไกเกี่ยวกับการกู้คืนข้อมูลที่เกิดข้อผิดพลาด
         · PHY ( Physical Layer Protocol ) : ในส่วนของ PHY จะกำหนดเกี่ยวกับขั้นตอนการเข้ารหัสข้อมูล ( Data Encoding/Decoding ) , สัญญาณนาฬิกา และการจัดเฟรมข้อมูล
         · PMD ( Physical-Medium Dependent ) : ส่วน PMD จะกำหนดเกี่ยวกับคุณสมบัติของสายสัญญาณที่ใช้ ซึ่งจะร่วมถึงสายไฟเบอร์, ระดับกำลังของสายสัญญาณ , อัตราการเกิดข้อผิดเพลาด , ส่วนต่างๆ ของไฟเบอร์ และหัวเชื่อมต่อที่ใช้
         · SMT ( Station Management ) : ในส่วน STM จะกำหนดเกี่ยวกับลักษณะการเชื่อมต่อกันของแต่ละสถานี ข้อกำหนดเกี่ยวกับการควบคุมสถานีที่เชื่อมต่อเข้ากับวงแหวน เช่น การเพิ่มสถานี , การนำสถานีออกจากเครือข่าย , การแยกจุดเสียและการกู้คืน , การกำหนดค่าเกี่ยวกับเวลา และการเก็บค่าสถิติต่างๆ
         จุดประสงค์หลักของ FDDI ก็เหมือนกับอีเธอร์เน็ตและโทเคนริง คือ จะให้บริการกับโปรโตคอลที่อยู่เหนือกว่า เช่น TCP/IP ในการส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์เครือข่ายและสายสัญญาณ

ประเภทของสถานี

         ลักษณะเฉพาะตัวอย่างหนึ่งของ FDDI คือ มีหลายวิธีที่สามารถเชื่อมต่อสถานีเข้ากับเครือข่าย FDDI ได้ โดยการแบ่งประเภทของสถานีที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้
         · SAS ( Single-Attachment Station ) สถานีประเภท SAS เป็นสถานีที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายวงแหวนเดียว โดยเชื่อมผ่านตัวเชื่อมต่อ หรือคอนเซ็นเตอร์ ( Concentrator) ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบนี้ก็คือ สถานะของสถานีจะไม่มีผลต่อการทำงานของระบบเครือข่าย กล่าวคือ ไม่ว่าสถานประเภทนี้จะเสียหรือปิดเครื่องก็จะไม่มีผลอย่างไร หน้าที่ต่างๆ จะรับผิดชอบโดยคอนเน็กเตอร์นั่นเอง
         · DAS ( Data-Attachment Station) สถานีประเภท DAS จะเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายทั้งสองวงแหวน ซึ่งจุดเชื่อมต่อทั้งสองจะเรียกว่า พอร์ต A และ B สถานีประเภทนี้จะมีผลต่อการทำงานของเครือข่ายถ้ามีการเปลี่ยนแปลง เช่น การปิดเครื่อง หรือเครื่องหยุดทำงาน
         · DAC ( Dual-Attachment Station) DAC จะเป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเข้ากับทั้งสองวงแหวนหลักและสำรอง ทำหน้าที่แทน SAS ในการรับส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย ทำให้การทำงานของ SAS ไม่มีผลต่อระบบทั้งหมด DAC จะมีประโยชน์เมื่อใช้ในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ เช่น PC ที่ต้องเปิดปิดบ่อยๆ

กลไกการจัดการข้อผิดพลาด

         FDDI มีการออกแบบเพื่อป้องกันความล้มเหลวของเครือข่าย ( Fault Tolerance) หลายอย่าง เช่น การออกแบบให้เส้นทางส่งข้อมูลสองวงแหวน ( Dual-Ring) , การใช้สวิตซ์ทางเบี่ยง ( Bypass Switch) และ การเชื่อมต่อเข้ากับ DAC ( Dual-Homing) ก็เป็น 3 ฟีเจอร์หลักที่ช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ให้กับ FDDI

เส้นทางข้อมูลแบบวงแหวนคู่ ( Dual-Ring )

         คุณสมบัติที่สำคัญของ FDDI คือ การมีเส้นทางส่งข้อมูลสองเส้น หรือที่เรียกว่าวงแหวนสองวง หรือดูอัลริง Dual-Ring วงหนึ่งจะใช้เป็นเส้นทางหลักในการรับส่งข้อมูล ส่วนอีกวงจะเป็นเส้นทางสำรอง เส้นทางสำรองนี้จะใช้ในกรณีที่เส้นทางหลักใช้ไม่ได้หรือสถานีใดสถานีหนึ่งเกิดล้มเหลว หรือสายสัญญาณหลักขาด FDDI ก็จะเชื่อมต่อวงแหวนสองวงให้เป็นวงเดียว ซึ่งจะทำให้ระบบยังคงทำงานได้เหมือนเดิม แต่วงแหวนจะมีขนาดใหญ่เป็นเท่าตัว
         เมื่อสายข้อมูลหลักเกิดชำรุดหรือสถานีใดสถานีหนึ่งหยุดทำงาน สถานีที่อยู่ข้างเคียงก็จะทำการเชื่อมสายสัญญาณหลักและสำรองเข้าด้วยกัน ทำให้เครือข่ายยังคงสามารถรับส่งข้อมูลได้เช่นเดิม การเกิดจุดเสียจะมีอยู่สองกรณีหลักคือ ไม่สถานีหยุดทำงานก็สายสัญญาณขาด ในกรณีสถานีหยุดทำงาน สองสถานีที่เชื่อมต่ออยู่ข้างๆ ก็จะทำการเชื่อมต่อระหว่างวงแหวนหลักและวงแหวนสำรอง ส่วนกรณีที่สายสัญญาณชำรุด สถานีที่ใช้สายสัญญาณนั้นก็จะทำการเชื่อมต่อเส้นทางข้อมูลหลักและสำรองให้เป็นวงแหวนเดียวกัน
         อย่างไรก็ตาม FDDI จะแก้ปัญหาได้เฉพาะกรณีที่มีจุดชำรุดแค่จุดเดียวเท่านั้น ถ้ามีจุดชำรุดมากกว่าหนึ่งวงแหวนก็จะถูกแยกออกเป็นสองส่วน ซึ่งแต่ละส่วนจะติดต่อกันไม่ได้ แต่ปัญหาที่ว่านี้มีโอกาสเกิดขึ้นได้ยาก

Optical Bypass Switch

         ในกรณีสถานีใดสถานีหนึ่งหยุดทำงาน สถานีที่อยู่ติดกันก็จะทำการเชื่อมสายข้อมูลหลักและรองเข้าด้วยกัน ทำให้รับส่งข้อมูลได้เช่นเดิม แต่ระยะการเดินทางของข้อมูลก็จะเพิ่มเป็นสองเท่าเพราะต้องวนในวงแหวนถึงสองวง เราสามารถแก้ปัญหานี้โดยการใช้บายพาสส์สวิตซ์ ( Bypass Switch ) ซึงสวิตซ์นี้จะทำงานเป็น DAC ตัวหนึ่งคือเชื่อมต่อ SAS กับวงแหวนข้อมูล ถ้าสถานีที่เชื่อมต่อเกิดชำรุดหรือหยุดทำงาน สวิตซ์นี้ก็จะทำงานต่อตรงสายสัญญาณโดยไม่ผ่านสถานีนั้นๆ ทำให้ข้อมูลยังคงเดินทางผ่านได้ เสมือนไม่มีสถานีเชื่อมต่ออยู่

Dual Homing

         บางสถานีที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอาจมีความสำคัญมาก เช่น เราท์เตอร์ หรือเซิร์ฟเวอร์ ถ้าสถานีนี้เชื่อมต่ออยู่กับ DAC และถ้า DAC เสียก็จะทำให้สถานีเหล่านี้ขาดการเชื่อมต่อกับเครือข่าย ซึ่งไม่เป็นสิ่งที่ต้องการ FDDI มีวิธีการแก้ปัญหานี้โดยเชื่อมต่อสถานีที่สำคัญเหล่านี้เข้ากับ DAC มากกว่าหนึ่งเครื่อง ถ้า DAC ตัวแรกเกิดเสีย สถานีเหล่านี้ก็สามารถติดต่อกับเครือข่ายโดยผ่าน DAC เครื่องที่สองได้FDDI เคยเป็นเทคโนโลยี LAN ที่มั่นคง ความเร็วสูง และมีความเชื่อถือของระบบสูง แต่ราคาค่อนข้างแพง ปัจจุบันการใช้เครือข่ายค่อนข้างน้อยมาก หรืออาจกล่าวได้ว่าเครือข่าย FDDI เป็นเครือข่ายที่ล้าสมัยไปแล้ว แต่แนวคิดในการออกแบบยังคงใช้เป็นฐานแนวความคิดในการออกแบบเครือข่ายสมัยใหม่หลายระบบ

จุดเด่นของเส้นใยแก้วนำแสง

         จุดเด่นของเส้นใยแก้วนำแสงมีหลายประการ โดยเฉพาะจุดที่ได้เปรียบสายตัวนำทองแดง ที่จะนำมาใช้แทนตัวนำทองแดง จุดเด่นเหล่านี้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง และดีขึ้น เรื่อยๆ ซึ่งประกอบด้วย

ความสามารถในการรับส่งข้อมูลข่าวสาร

         เส้นใยแก้วนำแสงที่เป็นแท่งแก้วขนาดเล็ก มีการโค้งงอได้ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใช้กันมากคือ 62.5/125 ไมโครเมตร เส้นใยแก้วนำแสงขนาดนี้เป็นสายที่นำมาใช้ภายใน อาคารทั่วไป เมื่อใช้กับคลื่นแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้มากกว่า 160 เมกะเฮิรตซ์ ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าใช้ความยาวคลื่น 1,300 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้กว่า 500 นาโนเมตร ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าลดความยาวลงเหลือ 100 เมตร จะใช้กับความถี่ของสัญญาณมากกว่า 1 กิกะเฮิรตซ์ได้ ดังนั้นจึงดีกว่า สายยูทีพีแบบแคต 5 ที่ใช้กับสัญญาณได้ 100 เมกะเฮิรตซ์กำลังสูญเสียต่ำ
         เส้นใยแก้วนำแสงมีคุณสมบัติในเชิงการให้แสงวิ่งผ่านได้ การบั่นทอนแสงมีค่าค่อนข้างต่ำ ตามมาตรฐานของเส้นใยแก้วนำแสง การใช้เส้นสัญญาณนำแสงนี้ใช้ได้ยาวถึง 2,000 เมตร หากระยะทางเกินกว่า 2,000 เมตร ต้องใช้รีพีตเตอร์ทุก ๆ 2,000 เมตร การสูญเสียในเรื่องสัญญาณจึงต่ำกว่าสายตัวนำทองแดงมาก ที่สายตัวนำทองแดงมีข้อ กำหนดระยะทางเพียง 100 เมตร
         หากพิจารณาในแง่ความถี่ที่ใช้ ผลตอบสนองทางความถี่มีผลต่อกำลังสูญเสียโดยเฉพาะในลวดตัวนำทองแดง เมื่อใช้เป็นสายสัญญาณ คุณสมบัติของสายตัวนำทองแดงจะ เปลี่ยนแปลงเมื่อใช้ความถี่ต่างกัน โดยเฉพาะเมื่อใช้ความถี่ของสัญญาณที่ส่งในตัวนำทองแดงสูงขึ้น อัตราการสูญเสียก็จะมากตามแต่กรณีของเส้นใยแก้วนำแสงเราใช้สัญญาณ รับส่งข้อมูล จึงไม่มีผลกับกำลังสูญเสียทางแสง

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถรบกวนได้

         ปัญหาที่สำคัญของสายสัญญาณแบบทองแดงคือการเหนี่ยสนำ โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัญหานี้มีมาก ตั้งแต่เรื่องการรบกวนระหว่างตัวนำหรือเรียกว่าครอสทอร์ค การไม่ แมตช์พอดีทางอิมพีแดนซ์ ทำให้มีคลื่นสะท้อนกลับ การรบกวนจากปัจจัยภายนอกที่เรียกว่า EMI ปัญหาเหล่านี้สร้างให้ผู้ใช้ต้องหมั่นดูแล
         แต่สำหรับเส้นใยแก้วนำแสงแล้วปัญหาเรื่องเหล่านี้จะไม่มี เพราะแสงเป็นพลังงานที่มีพลังงานเฉพาะและไม่ถูกรบกวนโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเดินทางในเส้นแก้วก็ปราศจาก การรบกวนของแสงจากภายนอก

น้ำหนักเบา

         เส้นใยแก้วนำแสงมีน้ำหนักเบากว่าเส้นลวดตัวนำทองแดง น้ำหนักของเส้นใยแก้วนำแสงขนาด 2 แกนที่ใช้ทั่วไปมีน้ำหนักเพียงประมาณ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของสายยูทีพี แบบแคต 5

ขนาดเล็ก

         เส้นใยแก้วนำแสงมีขนาดทางภาคตัดขวางแล้วเล็กกว่าลวดทองแดงมาก ขนาดของเส้นใยแก้วนำแสงเมื่อรวมวัสดุหุ้มแล้วมีขนาดเล็กกว่าสายยูทีพี โดยขนาดของสายใยแก้วนี้ใช้ พื้นที่ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของเส้นลวดยูทีพีแบบแคต 5

มีความปลอดภัยในเรื่องข้อมูลสูงกว่า

         การใช้เส้นใยแก้วนำแสงมีลักษณะใช้แสงเดินทางในข่าย จึงยากที่จะทำการแท๊ปหรือทำการดักฟังข้อมูล

มีความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน

         การที่เส้นใยแก้วนำแสงเป็นฉนวนทั้งหมด จึงไม่นำกระแสไฟฟ้า การลัดวงจร การเกิดอันตรายจากกระแสไฟฟ้าจึงไม่เกิดขึ้น

ความเข้าใจผิดบางประการ

         แต่เดิมเส้นใยแก้วนำแสงมีใช้เฉพาะในโครงการใหญ่ หรือใช้เป็นเครือข่ายแบบแบ็กโบน เทคโนโลยีเกี่ยวกับเส้นใยแก้วนำแสงก็ยังไม่เป็นที่เปิดเผยมากนัก ทำให้เกิดความเข้าใจผิด บางประการเกี่ยวกับคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้งาน

แตกหักได้ง่าย

         ด้วยความคิดที่ว่า "แก้วแตกหักได้ง่าย" ความคิดนี้จึงเกิดขึ้นกับเส้นใยแก้วด้วย เพราะวัสดุที่ทำเป็นแก้ว ความเป็นจริงแล้วเส้นใยแก้วมีความแข็งแรงและทนทานสูงมาก การออกแบบใยแก้วมีเส้นใยห้อมล้อมไว้ ทำให้ทนแรงกระแทก นอกจากนี้แรงดึงในเส้นใยแก้วยังมีความทนทานสูงกว่าสายยูทีพี หากเปรียบเทียบเส้นใยแก้วกับสายยูทีพีแล้วจะ พบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีแล้วจะพบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีมีคุณสมบัติหลายอย่างต่ำกว่าเส้นใยแก้ว เช่น การดึงสาย การหักเลี้ยว เพราะลักษณะคุณสมบัติทางไฟฟ้า ที่ความถี่สูงเปลี่ยนแปลงได้ง่ายกว่า

เส้นใยแก้วนำแสงมีราคาแพง

         แนวโน้มทางด้านราคา มีการเปลี่ยนแปลงราคาของเส้นใยแก้วนำแสงลดลง จนในขณะนี้ยังแพงกว่าสายยูทีพีอยู่บ้าง แต่ก็ไม่มากนัก นอกจากนี้หลายคนยังเข้าใจว่า การติดตั้ง เส้นใยแก้วนำแสงมีข้อยุ่งยาก และต้องใช้คนที่มีความรู้ความชำนาญ เสียค่าติดตั้งแพง ความคิดนี้ก็คงไม่จริง เพราะการติดตั้งทำได้ไม่ยากนัก เนื่องจากมีเครื่องมือพิเศษ ช่วยได้มาก เครื่องมือพิเศษนี้สามารถเข้าหัวสายได้โดยง่ายกว่าแต่เดิมมาก อีกทั้งราคาเครื่องมือก็ถูกลงจนมีผู้รับติดตั้งได้ทั่วไป

เส้นใยแก้วนำแสงยังไม่สามารถใช้กับเครื่องที่ตั้งโต๊ะได้

         ปัจจุบันพีซีที่ใช้ส่วนใหญ่ต่อกับแลน แบบอีเธอร์เน็ต ซึ่งได้ความเร็ว 10 เมกะบิต การเชื่อมต่อกับแลนมีหลายมาตรฐาน โดยเฉพาะปัจจุบันหากใช้ความเร็วเกินกว่า 100 เมกะบิต สายยูทีพีรองรับไม่ได้ เช่น เอทีเอ็ม 155 เมกะบิต แนวโน้มของการใช้งานระบบเครือข่ายมีทางที่ต้องใช้แถบกว้างสูงขึ้นมาก โดยเฉพาะเมื่อต้อการให้พีซีเป็นมัลติมีเดียเพื่อแสดง ผลเป็นภาพวิดีโอ การใช้เส้นใยแก้วนำแสงดูจะเป็นทางออก พัฒนาการของการ์ดเชื่อมต่อที่ใช้กับพีซีโดยเฉพาะเอทีเอ็มการ์ดก็ได้พัฒนาไปมาก เอทีเอ็มการ์ดใช้ความเร็ว 155 เมกะบิต ย่อมต้องใช้เส้นใยแก้วนำแสงรองรับ การใช้เส้นใยแก้วนำแสงสามารถใช้ในการส่งรับวิดีโอคอนเฟอเรนซ์ หรือสัญญาณประกอบอื่นๆได้ดี

เส้นใยแก้วนำแสงมีกี่แบบ

         คุณสมบัติของเส้นใยแก้วนำแสงแบ่งแยกได้ตามลักษณะคุณสมบัติของตัวนำแสง ที่มีลักษณะการใช้แสงส่องทะลุในลักษณะอย่างไร คุณสมบัติของเนื้อแก้วนี้จะกระจายแสงออก ซึ่งในกรณีนี้การสะท้อนของแสงกลับต้องเกิดขึ้นโดยผนังแก้วด้านข้างต้องมีดัชนีหักเหของแสงที่ทำให้แสงสะท้อนกลับ เพื่อลดการสูญเสียของพลังงานแสง วิธีการนี้เราแบ่งแยก ออกเป็นสองแบบคือ แบบซิงเกิลโหมด และมัลติโหมด

ซิงเกิลโหมด

         เป็นการใช้ตัวนำแสงที่บีบลำแสงให้พุ่งตรงไปตามท่อแก้ว โดยมีการกระจายแสงออกทางด้านข้างน้อยที่สุด ซิงเกิลโหมดจึงเป็นเส้นใยแก้วนำแสงที่มีกำลังสูญเสียทางแสงน้อยที่สุด เหมาะสำหรับในการใช้กับระยะทางไกล ๆ การเดินสายใยแก้วนำแสงกับระยะทางไกลมาก เช่น เดินทางระหว่างประเทศ ระหว่างเมือง มักใช้แบบซิงเกิลโหมด

มัลติโหมด

         เป็นเส้นใยแก้วนำแสงที่มีลักษณะการกระจายแสงออกด้านข้างได้ ดังนั้นจึงต้องสร้างให้มีดัชนีหักเหของแสงกับอุปกรณ์ฉาบผิวที่สัมผัสกับแคล็ดดิง ให้สะท้อนกลับหมด หาก การให้ดัชนีหักเหของแสงมีลักษณะทำให้แสงเลี้ยวเบนทีละน้อย เราเรียกว่าแบบเกรดอินเด็กซ์ หากใช้แสงสะท้อนโดยไม่ปรับคุณสมบัติของแท่งแก้วให้แสงค่อยเลี้ยวเบนก็เรียกว่า แบบ สเต็ปอินเด็กซ์
         เส้นใยแก้วนำแสงที่ใช้ในเครือข่ายแลนส่วนใหญ่ใช้แบบมัลติโหมด โดยเป็นขนาด 62.5/125 ไมโครเมตร หมายถึงเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อแก้ว 62.5 ไมโครเมตร และของ แคล็ดดิงรวมท่อแก้ว 125 ไมโครเมตร คุณสมบัติของเส้นใยแก้วนำแสงแบบสเต็ปอินเด็กซ์มีการสูญเสียสูงกว่าแบบเกรดอินเด็กซ์

ตัวส่งแสงและรับแสง

         การใช้เส้นใยแก้วนำแสงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณแสง อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณแสงหรือเป็นแหล่งกำเนิดแสงคือ LED หรือเลเซอร์ไดโอด อุปกรณ์ส่งแสงนี้ทำหน้าที่เปลี่ยนคลื่นไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสง ส่วนอุปกรณ์รับแสงและเปลี่ยนกลับมาเป็นสัญญาณไฟฟ้า คือ โฟโต้ไดโอด

         อุปกรณ์ส่งแสงหรือ LED ใช้พลังงานเพียง 45 ไมโครวัตต์ สำหรับใช้กับเส้นใยแก้วนำแสงแบบ 62.5/125 การพิจารณาอุปกรณ์นี้ต้องดูที่แถบคลื่นแสง โดยปกติใช้คลื่นแสงย่าน ความยาวคลื่นประมาณ 25-40 นาโนเมตร ดังนั้นข้อกำหนดเชิงพิกัดของเส้นใยแก้วนำแสง จึงกล่าวถึงความยาวคลื่นแสงที่ใช้ในย่าน 850 นาโนเมตรตัวรับแสงหรือโฟโตไดโอดเป็นอุปกรณ์ที่ใช้รับสัญญาณแสงและมีความไวต่อความเข้มแสง คลื่นแสงที่ส่งมามีการมอดูเลตสัญญาณข้อมูลเข้าไปร่วมด้วยอุปกรณ์ตัวรับและตัวส่งแสงนี้มักทำมาสำเร็จเป็นโมดูล โดยเฉพาะเชื่อมต่อเข้ากับสัญญาณข้อมูลที่เป็นไฟฟ้าได้โดยตรง และทำให้สะดวกต่อการใช้งาน

การเชื่อมต่อและหัวต่อ

         ที่ปลายสายแต่ละเส้นจะมีหัวต่อที่ใช้เชื่อมต่อกับเส้นใยแก้วนำแสง แสงจะผ่านหัวต่อไปยังอีกหัวต่อโดยเสมือนเชื่อมต่อกันเป็นเส้นเดียวได้เมื่อเอาเส้นใยแก้วมาเข้าหัวที่ปลายแก้ว จะมีลักษณะที่ส่งสัญญาณแสงออกมาได้ และต้องให้กำลังสูญเสียต่ำที่สุด ดังนั้นจึงมีวิธีที่จะทำให้ปลายท่อแก้วราบเรียบที่จะเชื่อมสัญญาณ แสงต่อไปได้
         ดังนั้นก่อนที่จะเข้าหัวต่อจึงต้องมีการฝนปลายท่อแก้ว วิธีการฝนปลายท่อแก้วนี้หลายวิธี เช่น การฝนแบบแบนราบ (Flat) การฝนแบบ PC และแบบ APC แต่ละแบบแสดงได้ ดังรูปที่ 4 การกระทำแต่ละแบบจะให้การลดทอนสัญญาณต่างกัน และยังต้องให้มีแสงสะท้อนกลับน้อยสุดเท่าที่จะน้อยได้ ลักษณะของหัวต่อเมื่อเชื่อมถึงกันแล้วจะต้องให้ผิวสัมผัส การส่งแสงส่องทะลุถึงกัน เพื่อให้กำลังสูญเสียความเข้มแสงน้อยสุด โดยปกติหัวต่อที่ทำการฝนแก้วแบบแบนราบมีกำลังสูญเสียสูงกว่าแบบอื่น คือประมาณ -30 dB แบบ PC มีการสูญเสียประมาณ -40 dB และแบบ APC มีการสูญเสียความเข้มน้อยสุดคือ -50 dB ลักษณะของหัวต่อเมื่อเชื่อมต่อถึงกัน
         

บทที่ 7 เรื่อง ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN)

มาตรฐานการเรียนรู้ : ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN)

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         ปัจจุบันนี้โลกของเราเป็นยุคแห่งการติดต่อสื่อสารเทคโนโลยีต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อการดำเนินธุรกิจและการใช้ชีวิตประจำวัน ความต้องการข้อมูลและการบริการต่างๆ มีความจำเป็นสำหรับนักธุรกิจ เทคโนโลยีที่สนองต่อความต้องการเหล่านั้นมีมากมาย เช่น โทรศัพท์มือถือ เครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค เครื่องปาร์มได้ถูกนำมาใช้เป็นอย่างมากและผู้ที่น่าจะได้ประโยชน์จากการใช้ระบบเครือข่ายไร้สายมีมากมาย ไม่ว่าจะเป็นนักเรียนนักศึกษา ครู อาจารย์ เป็นต้น

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. เข้าใจรายละเอียดพื้นฐานของเครือข่ายไร้สาย                
         2. บอกประโยชน์ของระบบเครือข่ายไร้สายได้                  
         3. เพื่อให้ทราบถึงรูปแบบการเชื่อมต่อของระบบเครือข่ายไร้สาย

บทเรียนบทที่ 7 เรื่อง ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN)

ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN)

         ระบบเครือข่ายไร้สาย หรือ ระบบเครือข่ายแบบ Wireless LAN หรือ WLAN  เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายแบบไร้สาย (ไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิ้ล) เหมาะสำหรับการติดตั้งในสถานที่ที่ไม่สะดวกในการเดินสาย หรือในสถานที่ที่ต้องการความสวยงาม เรียบร้อย และเป็นระเบียบ เช่น สนามบิน โรงแรม ร้านอาหาร เป็นต้น

หลักการทำงานของระบบ Wireless LAN

         การทำงานจะมีอุปกรณ์ในการส่งสัญญาณ และกระจายสัญญาณ หรือที่เราเรียกว่า Access Point และมี PC Card ที่เป็น LAN card สำหรับในการเชื่อมกับ access point โดยเฉพาะ การทำงานจะใช้คลื่นวิทยุเป็นการรับส่งสัญญาณ โดยมีให้เลือกใช้ตั้งแต่ 2.4 to 2.4897 Ghz และสามารถเลือก config ใน Wireless Lan (ภายในระบบเครือข่าย Wireless Lan ควรเลือกช่องสัญญาณเดียวกัน)

ระยะทางการเชื่อมต่อของระบบ Wireless LAN

        ภายในอาคาร 

      1. ระยะ 50 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 11 Mbps 

      2. ระยะ 80 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 5.5 Mbps 

      3. ระยะ 120 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 2 Mbps 

      4. ระยะ 150 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 1 Mbps 

        ภายนอกอาคาร 

      1.ระยะ 250 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 11 Mbps 

      2. ระยะ 350 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 5.5 Mbps 

      3. ระยะ 400 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 2 Mbps 

      4. ระยะ 500 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 1 Mbps

การเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย Wireless LAN มี 2 ลักษณะ ดังนี้
         1. การเชื่อมโยงระบบแบบ Ad-hoc (Peer to Peer) 

         โครงสร้างการเชื่อมโยงระบบแบบ Ad-hoc หรือ Peer to Peer เป็นการสื่อสารข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายและอุปกรณ์ต่าง ๆ ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป โดยที่ไม่มีศูนย์กลางควบคุมอุปกรณ์ทุกเครื่องสามารถสื่อสารข้อมูลถึงกันได้เอง ตัวส่งจะใช้วิธีการแพร่กระจายคลื่นออกไปในทุกทิศทุกทางโดยไม่ทราบจุดหมายปลายทางของตัวรับว่าอยู่ที่ใด ซึ่งตัวรับจะต้องอยู่ในขอบเขตพื้นที่ให้บริการที่คลื่นสามารถเดินทางมาถึงแล้วคอยเช็คข้อมูลว่าใช่ของตน หรือไม่ ด้วยการตรวจสอบค่า Mac Address ผู้รับปลายทางในเฟรมข้อมูลที่แพร่กระจายออกมา ถ้าใช่ข้อมูลของตนก็จะนำข้อมูลเหล่านั้นไปประมวลผลต่อไป
         การเชื่อมโยงเครือข่ายไวร์เลสแลนที่ใช้โครงสร้างการเชื่อมโยงแบบ Ad-hoc ไม่สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่ระบบเครือข่ายอีเธอร์เน็ตได้ เนื่องจากบนระบบไม่มีการใช้สัญญาณเลย

         2. การเชื่อมโยงระบบแบบ Infrastructure (Client/Server)

         โครงสร้างการเชื่อมโยงระบบแบบ Infrastructure หรือ Client / Server มีข้อพิเศษกว่าระบบแบบ Ad-hoc ตรงที่มีแอ็กเซสพอยน์เป็นศูนย์กลางการเชื่อมโยง (ทำหน้าที่คล้ายฮับ) และเป็นสะพานเชื่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายอุปกรณ์ไวร์เลสแลนเข้าสู่เคลือข่ายอีเธอร์เน็ตแลนหลัก (Ethernet Backbone) รวมถึงการควบคุมการสื่อสารข้อมูลอุปกรณ์ไวร์เลสแลน

อุปกรณ์สำหรับการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย Wireless LAN
         1. แลนการ์ดไร้สาย (Wireless LAN Card)

         ทำหน้าที่ในการ แปลงข้อมูล ดิจิตอล ที่ได้จากการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็นคลื่นวิทยุแล้วส่งผ่านสายอากาศให้กระจายออกไป และทำหน้าที่ในการรับเอาคลื่นวิทยุที่แพร่กระจายแปลงเป็น ข้อมูลดิจิตอล ส่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ประมวลผล Wireless LAN ที่ผลิตออกมาจำหน่าย มีหลายรูปแบบแบ่งตามลักษณะช่องเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ได้ดังนี้
         - แลนการ์ดแบบ PCI
         - แลนการ์ดแบบ PCMCIA
         - แลนการ์ดแบบ USB
         - แลนการ์ดแบบ Compact Flash (CF)

         2. อุปกรณ์เข้าใช้งานเครือข่าย (Wireless Access Point)

         ทำหน้าที่เสมือน ฮับ เชื่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายและอุปกรณ์ไวร์เลสแลนแบบต่าง ๆเข้าด้วยกัน อีกทั้งเป็นสะพานเชื่อมต่อ เครื่องไวร์เลสแลนเข้ากับเครื่องอีเธอร์เนตทำให้ระบบทั้งสองสามารถสื่อสารกันได้ 

         3. สะพานเชื่อมโยงไร้สาย (Wireless Bridge)

         ทำหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมโยงระบบ เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแลนตั้งแต่สองระบบขึ้นไปเข้าด้วยกันแทนการใช้สายสัญญาณ ข้อมูลที่สื่อสารระหว่างเครือข่ายอีเธอร์เน็ตจะถูกแปลงเป็นคลื่นวิทยุแล้วถูกแปลงไปยังปลายทาง

         4. Wireless Broadband Router

         ทำหน้าที่ในการต่อเข้ากับระบบอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านคู่สายโทรศัพท์ (ADSL) หรือ เคเบิลทีวี (UBC) ด้วยเทคโนโลยี Broadband Router ซึ่งมีฟังชันการทำงานเป็นตัวค้นหาเส้นทาง, NAT (Network Address Translation) , Firewall , VPN ๆลๆ มาผสมผสานเข้ากับ Access Point ทำให้ผู้ใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายสามารถสื่อสารข้อมูลไปยังระบบอินเทอร์เน็ต

         5. Wireless Print Server

         อุปกรณ์การแชร์เครื่องพิมพ์บนระบบเครือข่าย Wireless LAN

         6. Power Over Ethernet Adapter 

         ทำหน้าที่แยกสาย UTP ที่มีสายทองแดงตีเกลียวอยู่ข้างใน 4 คู่โดยสายทองแดงสำหรับใช้สื่อสารข้อมูลใช้เพียง 2 คู่เท่านั้น ส่วนสายทองแดงอีก 2 คู่สามารถใช้อุปกรณ์ตัวนี้นำมาใช้เป็นเส้นทางสำหรับส่งแรงดันไฟฟ้าไปให้กับตัว Access Point ได้ 

         7. สายอากาศ (Antenna) 

         ทำหน้าที่เปลี่ยนข้อมูลในรูปของกระแสไฟฟ้าที่ส่งออกมาจากภาคส่งของอุปกรณ์ไวร์เลสแลนให้กลายเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายออกไปในอากาศและสายอากาศยังทำหน้าที่รับเอาคลื่นที่อุปกรณ์ไวร์เลสแลนเครื่องอื่น ๆ ส่งออกมาแปลงกลับให้อยู่ในรูปของกระแสไฟฟ้าส่งให้ภาครับต่อไป

ประโยชน์ของระบบ Wireless LAN

         1. สะดวกในการเคลื่อนย้าย ติดตั้ง เนื่องจาก WLAN ไม่จำเป็นต้องมีสายเคเบิ้ลในการต่อพ่วง 

         2. ง่ายในการติดตั้ง เพราะไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิ้ล 

         3. ลดค่าใช้จ่าย เนื่องจากไม่ต้องจำเป็นต้องเสียค่าบำรุงรักษา ในระยะยาว 

         4. สามารถขยายเครือข่ายได้ไม่จำกัด

ข้อเสียของระบบ Wireless LAN

         1. มีอัตราการลดทอนสัญญาณสูง นั่นหมายความว่า “ ส่งสัญญาณได้ระยะสั้น ”

         2. มีสัญญาณรบกวนสูง

         3. ต้องแชร์กันใช้ช่องสัญญาณคลื่นความถี่เดียวกัน

         4. ยังมี หลายมาตรฐาน ตามผู้ผลิต แต่ละราย ทำให้มีปัญหาในการใช้งานร่วมกัน

         5. ราคาแพงกว่าระบบเครือข่ายแบบมีสาย 

         6. มีความเร็วไม่สูงมากนัก

บทที่ 8 เรื่อง เครือข่าย-Ethernet

มาตรฐานการเรียนรู้ : เครือข่าย-Ethernet

มาตรฐานการเรียนรู้         

         มาตรฐาน ง 4.1 เข้าใจเห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล การเรียนรู้ การสื่อสาร การแก้ปัญหา การทำงานและการทำอาชีพอย่างมีประสิทธิภาพ ประสิทธิผล และมีคุณธรรม

สาระสำคัญ         

         ปี ค.ศ. 1973 บ็อบ เม็ทคาลเฟล (Bob Metcalfe) ได้คิดค้นระบบอีเธอร์เน็ตในการรับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์และสามารถส่งข้อมูลไปยังเครื่องพิมพ์ได้ หลังจากนั้นอีเธอร์เน็ตได้ถูกพัฒนาต่อที่ PARC  (Pale Alto Research Center) ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยของบริษัทซีร็อกซ์ (Xerox) จุดประสงค์ของการสร้างอีเธอร์เน็ตในตอนเเรกนั้นเพื่อให้นักวิจัยสามารถแชร์ข้อมูลร่วมกันเท่านั้น ในสมัยแรกจะใช้สายโคแอ็กแบบหนา เป็นสายสัญญาณในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เท่านั้น

ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง         

         1. บอกประวัติของเครือข่าย อีเธอร์เน็ตได้ (Ethernet)        
         2. บอกอุปกรณ์ที่จำเป็นบนเครือข่ายอีเธอร์เน็ตได้ (Ethernet)

บทเรียนบทที่ 8 เรื่อง เครือข่าย-Ethernet

อีเทอร์เน็ต (Ethernet) 

         เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เป็นฐานหลักของเทคโนโลยีสารสนเทศทั้งหมด เนื่องจากเป็นเทคโนโลยี LAN ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เทคโนโลยีนี้ได้ถูกพัฒนาและปรับปรุงภายใต้ความดูแลรับผิดชอบของ IEEE
         สิ่งสำคัญที่ได้รับการเปลี่ยนแปลงปรับปรุง คือ "ความเร็วในการรับส่งข้อมูล (Bandwidth)" โดยมีการปรับปรุงความเร็วจาก 10 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) เป็น 100 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งเรียก Ethernet นี้ว่า Fast Ethernet มีทั้งระบบการส่งสัญญาณแบบกึ่งทางคู่ (Half-Duplex) และแบบทางคู่ (Full-Duplex) ซึ่งได้รับความนิยมมากกว่า ATM (Asynchronous Transfer Mode)
         ในปี 1999 ได้มีการพัฒนาระบบการส่งข้อมูลของอีเทอร์เน็ต ให้มีความเร็วที่ 1000 Mbps หรือ 1 กิกะบิตต่อวินาที (Gbps) โดยใช้การส่งสัญญาณจาก 2 คู่สาย เป็น 4 คู่สาย โดยยังคงใช้พอร์ตการเชื่อมต่อแบบเดิมที่ระบบ 100 Mbps และ 10 Mbps ใช้อยู่ (Registered Jack 45: RJ45) และยังคงสามารถเลือกใช้งานระบบการส่งสัญญาณแบบกึ่งทางคู่ และแบบทางคู่ ได้ เช่นเดียวกับระบบ 100 Mbps
         คอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบอีเทอร์เน็ตที่ทำงานที่ 100 Mbps จะยังคงสามารถต่อกับ อุปกรณ์ 1000 Mbps ได้ แต่ความเร็วจะลดลงมาแค่ที่การส่งข้อมูลที่อัตราความเร็ว 100 Mbps เช่นเดียวกับ คอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบอีเทอร์เน็ต 1000 Mbps มาเชื่อมต่อกับ อุปกรณ์ 100 Mbps
         ปัจจุบัน ได้มีการพัฒนาระบบอีเทอร์เน็ตให้มีอัตราการส่งข้อมูลที่ 10 กิกะบิตต่อวินาที (10000 Mbps) โดยยังคงมีความสามารถ เช่นเดียวกับระบบ 1 กิกะบิตต่อวินาที (เลือกการส่งสัญญาณแบบทางคู่หรือกึ่งทางคู่ได้, นำอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้ามาเชื่อมต่อได้)

แบบทดสอบหลังเรียน

1. ข้อใดไม่ใช่องค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูล (ความจำ knowledge)

  • ข้อมูล
  • โปรโตคอล
  • ระยะเวลา
  • สื่อนำข้อมูล

2. ข้อใดให้ความหมายของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้ถูกต้อง (ความเข้าใจ Comprehend)

  • การนำเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ ๒ เครื่องขึ้นไป มาเชื่อมต่อเพื่อใช้ในการสื่อสารข้อมูล
  • ระบบใดๆ ก็ตามที่ข้อมูลหรือข่าวสารสามารถถูกส่งผ่านสื่อประเภทต่างๆ ได้ระบบใดๆ ก็ตามที่ข้อมูลหรือข่าวสารสามารถถูกส่งผ่านสื่อประเภทต่างๆ ได้
  • สิ่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง
  • การรับส่ง โอนย้ายหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลและสารสนเทศระหว่างอุปกรณ์สื่อสารต่างๆ ผ่านสื่อนำข้อมูล

3. โปรโตคอล (Protocol) คือข้อใด (ความจำ knowledge)

  • สิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปยังจุดหมายที่ต้องการ
  • สิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลที่ถูกส่งมาให้
  • สิ่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง
  • กฎหรือระเบียบวิธีที่ถูกกำหนดขึ้นเพื่อการสื่อสารข้อมูล ให้ผู้รับและผู้ส่งเข้าใจตรงกันในสิ่งที่ส่ง

4. ข้อใดจัดเป็นการส่งข้อมูลสองทิศทางพร้อมกัน (การวิเคราะห์ Analysis)

  • การใช้วิทยุสื่อสาร
  • การชมภาพยนตร์ วีซีดี
  • การเรียนผ่านดาวเทียม
  • การคุยกันผ่านทางโทรศัพท์มือถือ

5. ข้อใดจัดเป็นสื่อนำข้อมูลแบบมีสายที่ป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีที่สุด (การวิเคราะห์ Analysis)

  • สายไฟฟ้าแรงสูง
  • สายคู่บิดเกลียว
  • สายใยแก้วนำแสง
  • สายโคแอกเชียล

6. ข้อใดคือเทคโนโลยีหลักของการสื่อสารด้วยแสง (ความเข้าใจ Comprehend)

  • ดาวเทียม
  • สายทองแดง
  • สายโคแอกเชียล
  • สายใยแก้วนำแสง

7. รูปแบบการเชื่อมต่อแบบใดที่มี Host Computer เป็นเครื่องศูนย์กลาง (ความเข้าใจ Comprehend)

  • Star
  • Bus
  • Ring
  • Bridge

8. ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบบัสคือข้อใด (การวิเคราะห์ Analysis)

  • หากเกิดขัดข้องที่สถานีใดจะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถใช้งานได้
  • หากสายส่งข้อมูลเสียหายจะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถทำงานได้
  • หากคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางขัดข้อง จะทำให้ระบบใช้งานไม่ได้ทันที
  • การตรวจสอบข้อผิดพลาดจะต้องตรวจสอบไปทีละสถานี

9. ข้อใดมีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นแอนะล็อก (ความเข้าใจ Comprehend)

  • ฮับ (Hub)
  • โมเด็ม (Modem)
  • เราเตอร์ (Router)
  • เกตเวย์ (Gateway)

10. ข้อใดคือการทำงานเราเตอร์ (Router) (ความจำ knowledge)

  • เชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ เข้าด้วยกัน
  • เชื่อมต่อเครือข่ายย่อยสองเครือข่ายเข้าด้วยกัน
  • แปลงสัญญาณดิจิทัล
  • สามารถเชื่อมต่อระบบที่ใช้สื่อหรือสายสัญญาณต่างชนิดกันได้

11.  การส่งข้อมูลทิศทางเดียวมีลักษณะอย่างไร (ความเข้าใจ Comprehend)

  • ส่งและรับข้อมูลโดยไม่ได้โต้ตอบกัน
  • ส่งและรับข้อมูลโดยสามารถโต้ตอบกันได้ทันที
  • ส่งและรับข้อมูลโดยจะโต้ตอบกันทางโทรศัพท์
  • ส่งและรับข้อมูลโดยไม่สามารถโต้ตอบกันได้ในเวลาเดียวกัน

12. สื่อนำข้อมูลแบบมีสาย ที่มีส่วนประกอบเป็นทองแดง เป็นคุณสมบัติของตัวกลางประเภทใด

  • สายคู่บิดเกลียว
  • สายโคแอกเชียล
  • สายไฟฟ้าแรงสูง
  • สายใยแก้วนำแสง

13. การสื่อสารข้อมูลสามารถแบ่งออกได้กี่ยุค (ความจำ knowledge)

  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

14. ข้อใดคือลักษณะของการสื่อสารในยุคเกษตรกรรม (ความเข้าใจ Comprehend)

  • เป็นยุคที่มีเครื่องมือการสื่อสารที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพสูง
  • มีการใช้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือในการสื่อสาร
  • มีการติดต่อสื่อสาร และแลกเปลี่ยนข่าวสาร ศิลปวัฒนธรรมระหว่างชุมชน
  • สื่อสารกันด้วยท่าทาง

15. อุปกรณ์ใดหาเส้นทางการส่งข้อมูลที่เหมาะสมโดยอัตโนมัติ (ความเข้าใจ Comprehend)

  • Switch Hub
  • Modem
  • Bridge
  • Gateway

16. ถ้านักเรียนต้องการติดตั้งเครือข่ายเพื่อใช้ร่วมกันภายในอาคาร หรือบริเวณเดียวกัน นักเรียนจะเลือกใช้เครือข่ายแบบ (การประยุกต์ Application)

  • MAN
  • LAN
  • WAN
  • VAN

17. ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบดาวคือข้อใด (ความเข้าใจ Comprehend)

  • เป็นระบบที่ยากต่อการติดตั้ง
  • มีการแย่งใช้สายสื่อสาร
  • การรับ-ส่งภายในระบบทั้งหมดขึ้นอยู่กับเครื่อง Host
  • หากเครื่อง Host ขัดข้องทั้งระบบก็จะใช้งานไม่ได้

18. การเชื่อมต่อแบบวงแหวน เหมาะกับการใช้สื่อชนิดใด

  • สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน
  • สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน
  • สายโคแอกเชียล
  • ใยแก้วนำแสง

19. เหตุการณ์ใดที่สามารถเกิดขึ้นได้การเชื่อมต่อแบบบัส (การวิเคราะห์ Analysis)

  • การแย่งสายสื่อสาร
  • การชนกันของข้อมูล
  • การหล่นหายของข้อมูล
  • ถูกทุกข้อ

20. ข้อใดเป็นวัตถุประสงค์ของการใช้เครือข่ายแบบผสม (ความเข้าใจ Comprehend)

  • เพื่อให้การทำงานมีความสะดวกรวดเร็ว
  • เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการทำงาน
  • เพื่อลดปัญหาการซ้ำซ้อนของการส่งข้อมูล
  • เพื่อขจัดปัญหาที่เกิดจากเครือข่ายแบบต่างๆ ให้ได้มากที่สุด

21. ขั้นตอนแรกในการแก้ปัญหาคือข้อใด (ความจำ knowledge)

  • วิเคราะห์ปัญหา
  • หาแนวทางแก้ไขปัญหา
  • ค้นหาสาเหตุแห่งปัญหา
  • กำหนดจุดหมายในการแก้ปัญหา

22. จงเรียงลำดับกระบวนการในการแก้ปัญหา (ความเข้าใจ Comprehend) ๑. การเลือกเครื่องมือ ๒. การตรวจสอบ ๓. การวิเคราะห์ ๔. การดำเนินการ

  • 1 - 2 - 3 - 4
  • 4 - 3 - 1 - 2
  • 3 - 4 - 2 - 1
  • 3 - 1 - 4 - 2

23. การจำลองความคิด หมายถึงข้อใด (ความจำ knowledge)

  • การกำหนดสถานการณ์
  • การบรรยายเหตุการณ์
  • การลำดับเหตุการณ์
  • การแสดงขั้นตอนของเหตุการณ์

24. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหามีองค์ประกอบในการวิเคราะห์อย่างไรบ้าง (ความเข้าใจ Comprehend)

  • ข้อมูลนำเข้า ข้อมูลออก ออกแบบขั้นตอนวิธี
  • ข้อมูลนำเข้า ข้อมูลออก กำหนดวิธีการประมวลผล
  • ข้อมูลนำเข้า ออกแบบขั้นตอนวิธี กำหนดวิธีการประมวลผล
  • ข้อมูลนำเข้า ข้อมูลออก เลือกโปรแกรมที่ใช้ในการเขียนโปรแกรม

25. เครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์ขั้นตอนวิธีในการแก้ปัญหา ที่นิยมใช้ได้แก่ข้อใด (การประเมินค่า (Evaluation)

  • ผังงาน (Flowchart)
  • ทรีชาร์ต (Treechart)
  • ผังองค์กร (Organization)
  • แผนที่ความคิด (Mind Mapping)

26. การเขียนโปรแกรม หมายถึงข้อใด (ความจำ knowledge)

  • กระบวนการใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ปัญหา
  • กระบวนการกำหนดโครงสร้าง
  • กระบวนการจำลองความคิด
  • กระบวนการออกแบบโปรแกรม

27. ข้อใดไม่ใช่ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรม (ความจำ knowledge)

  • จาวา
  • อ๊อบเจกต์
  • ซี
  • โคบอล

28. ครงสร้างแบบลำดับมีลักษณะอย่างไร (ความเข้าใจ Comprehend)

  • มีรูปแบบการทำงานซ้ำซ้อนหลายขั้นตอน
  • มีรูปแบบการทำงานแต่ละขั้นตอนถูกประมวลผลครั้งเดียว
  • มีรูปแบบการทำงานที่ซ้ำกันหลายๆรอบ
  • มีรูปแบบการทำงานโดยแสดงทางเลือกให้มีทางออก ๒ ทาง

29. วิธีพื้นฐานใดที่มนุษย์ใช้ในการแก้ปัญหา (ความจำ knowledge)

  • การใช้เหตุผล
  • วิธีขจัด
  • การลองผิดลองถูก
  • การใช้ตารางความสัมพันธ์

30. การตัดข้อมูลที่เป็นไปไม่ได้ออกจนเหลือข้อมูลที่เป็นไปได้เป็นการแก้ปัญหาด้วยวิธีใด (ความเข้าใจ Comprehend)

  • การใช้เหตุผล
  • วิธีขจัด
  • การลองผิดลองถูก
  • การใช้ตารางความสัมพันธ์