เทคโนโลยีสารสนเทศ3

บทที่ 3

เทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูล

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

   ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หมายถึง การติดต่อสื่อสารหรือการเชื่อมต่อกันระหว่างระบบคอมพิวเตอร์ตั้งแต่  2 เครื่องขึ้นไป ผ่านสื่อกลางในการติดต่อสื่อสารหรือการเชื่อมต่อ ได้ทั้งสื่อกลางแบบมีสายหรือสื่อกลางแบบไม่มีสายก็ได้อาทิเช่น สายเคเบิล หรือผ่านคลื่นวิทยุ โดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารหรือใช้ในการติดต่อสื่อสารซึ่งกันและกัน

1. องค์ประกอบของระบบการสื่อสารข้อมูล ประกอบไปด้วย 5 ส่วนสำคัญดังนี้

1.1 ข้อมูล (Data) คือ สิ่งที่เราต้องการส่งไปยังปลายทาง เช่น ข่าวสารหรือสารสนเทศ อาจเป็นข้อความ ภาพ วิดีโอ หรือสื่อประสม (Multimedia

1.2 ฝ่ายส่งข้อมูล (Sender) คือ แหล่งกำเนิดข้าวสาร (Source) หรืออุปกรณ์ที่นำมาใช้สำหรับส่งข้าวสาร ตัวอย่างอุปกรณ์ส่งข้อมูล เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เร้าท์เตอร์ เป็นต้น

1.3 ฝ่ายรับข้อมูล (Receiver) คือ จุดหมายปลายทางของข่าวสาร (Destination) หรืออุปกรณ์ที่นำมาใช้สำหรับรับข่าวสารที่ส่งมาจากฝ่ายส่งข้อมูล เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ วิทยุ โทรทัศน์ เราท์เตอร์ เป็นต้น

1.4 สื่อกลางส่งข้อมูล (Media) คือ ช่องทางการติดต่อสื่อสารที่จะนำเอาข้อมูลข่าวสารจากฝ่ายส่งข้อมูลไปยังฝ่ายรับข้อมูล

1.5 โพรโตคอล (Protocol) คือ มาตรฐานหรือข้อตกลงที่จะใช้ในการติดต่อสื่อสารรวมกันระหว่างฝ่ายผู้ส่งกับฝ่ายผู้รับ นั้นก็คือการสื่อสารจะประสบความสำเร็จหรือไม่ขึ้นอยู่กับว่าผู้รับสารได้เข้าใจสารตรงตามที่ผู้ส่งต้องการหรือไม่

2. องค์ประกอบของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

2.1 คอมพิวเตอร์ คือ ระบบเครือข่ายจะต้องมีคอมพิวเตอร์อย่างน้อย 2 เครื่อง ขึ้นไป โดยคอมพิวเตอร์จะเป็นรุ่นไหน ยี่ห้อไหนก็ใช้งานได้

2.2 การ์ดเชื่อมต่อเครือข่าย (Network Interface Card: NIC) เป็นการ์ดที่เสียบเข้ากับช่องเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และเครือข่าย

2.3 สื่อกลางและอุปกรณ์สำหรับการรับส่งข้อมูล (Physical Media) คือ ช่องทางในการสื่อสารข้อมูลเป็นได้ทางแบบมีสายและแบบไม่มีสาย เช่น สายคู่ตีเกลียว หรือคลื่นวิทยุ

2.4 โพรโตคอล (Protocol) คือมาตรฐานหรือข้อตกลงที่ตั้งขึ้นเพื่อทำให้ผู้ที่จะสื่อสารกันเข้าใจกัน หรือโปรโตคอลเดียวกัน

2.5 ระบบปฏิบัติเครือข่าย (Network Operating System: NOS) คือชุดโปรแกรมที่เป็นตัวช่วยจัดการเกี่ยวกับการใช้งานเครือข่ายของผู้ใช้แต่ละคน หรือเป็นตัวกลางในการควบคุมการใช้ทรัพยากรต่างๆ ของเครือข่าย เช่น Windows server 2008, UNIX (Physical Media) คือ ช่องทางในการสื่อสารข้อมูลเป็นได้ทางแบบมีสายและแบบไม่มีสาย เช่น สายคู่ตีเกลียว หรือคลื่นวิทยุ

3. ประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

3.1 ด้านการใช้ทรัพยากรร่วมกันได้ ซึ่งถือเป็นประโยชน์สูงสุดของการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

3.2 ด้านการลดค่าใช้จ่าย คือ เมื่อมีระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่สามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันได้ส่งผลต่อการลดค่าใช้จ่ายลง

3.3 ด้านความสะดวกในด้านการสื่อสาร การใช้คอมพิวเตอร์เพื่อการสื่อสารส่งผลให้การติดต่อเพื่อดำเนินธุรกรรมใด ๆ บรรลุผลได้อย่างสะดวกและรวดเร็ว

 3.4 ด้านความน่าเชื่อถือของระบบงาน

         รูปแบบการสื่อสารข้อมูลบนระบบเครือข่าย

ในการติดต่อสื่อสารกันระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในระบบเครือข่าย จะมีรูปแบบของการสื่อสาร

หลักๆ อยู่ 3 รูปแบบ ดังนี้

1. การสื่อสารแบบ Uncast

ลักษณะการสื่อสารแบบ Uncast เป็นโหมดการรับส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งใน

ระบบเครือข่ายในลักษณะ 1 ต่อ 1 หรือเรียกว่า One-to-One การส่งลักษณะนี้ ตัวเราท์เตอร์ ใช้

โพรโทคอลในการค้นหาเส้นทางระหว่างโหนด เช่น Routing Internet Protocol version 2 (RIP), 

-Open Shortest Path Finding version 2 (OSPF) เป็นต้น

2. การสื่อสารแบบ Broadcast

การสื่อสารแบบ Broadcast โหมดนั้นเป็นการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ต้นทางหนึ่งเครื่องไปยังเครื่อง

ปลายทางทุกเครื่องที่ติดต่ออยู่ในลักษณะของการแพร่กระจายข้อมูล แบบ 1 ต่อ ทั้งหมด หรือเรียกว่า 

One-to-All ปัจจุบันมีการใช้งานอยู่เฉพาะใน (Local Area Network: LAN เท่านั้น เนื่องจากเป็นการยาก

ในการหาเส้นทางเมื่อส่งออกไปยัง (Wide Area Network: WAN) ดังนั้นจึงใช้เฉพาะใน LAN ซึ่งจัดการ

ได้ดีง่ายกว่าบน WAN

3. การสื่อสารแบบ Multicast

โหมดการสื่อสารข้อมูลแบบ Multicast เป็นการส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางหนึ่งไปยังกลุ่มของเครื่อง

ปลายทางเฉพาะกลุ่มที่มีการกำหนดแบบ 1 ต่อกลุ่มเฉพาะ หรือ One-to-N ซึ่ง N ในที่นี้อยู่ตั้งแต่ 0 ถึง 

ทั้งหมด การส่งข้อมูลจะส่งไปยังเฉพาะกลุ่มที่ต้องการรับข้อมูลเท่านั้น

สำหรับการติดต่อสื่อสารกันระหว่างผู้ส่ง มีลักษณะการสื่อสารได้ 3 รูปแบบดังนี้

1. การสื่อสารแบบซิมเพล็กซ์

การสื่อสารแบบซิมเพล็กซ์ (Simplex) หรือการสื่อสารแบบทางเดียวเป็นการสื่อสารที่มีลักษณะผู้ส่งท

หน้าที่ส่งสารอย่างเดียว และผู้รับก็จะมีหน้าที่รับสารอย่างเดียว โดยที่ผู้รับไม่สามารถส่งข่าวสารกลับไป

ยังผู้ส่งได้

2. การสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์

การสื่อสารแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ (Half-Duplex) หรือการสื่อสารแบบทางใดทางหนึ่งที่ผู้รับและผู้ส่งสามารถส่งข่าวสารระหว่างกันได้ แต่ต้องเป็นคนละเวลา คือหากผู้ส่งส่งข้อมูลไปหาผู้รับระหว่างนั้นผู้รับจะไม่สามารถส่งข้อมูลไปหาผู้ส่งได้ต้องรอจนว่าผู้ส่งจะส่งเสร็จจึงสามารถส่งข้อมูลข่าวสารได้ เช่น การใช้วิทยุสื่อสารของตำรวจ

3. การสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์

การสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์ (Full-Duplex) หรือการสื่อสารแบบสองทิศทาง เป็นการ สื่อสารที่ทั้งผู้รับ

และผู้ส่ง สามารถส่งข้อมูลข่าวสารถึงกันได้ในระยะเวลาหนึ่งได้พร้อมกันหรือการติดต่อสื่อสารกันได้

ตลอดทั้งผู้ส่งและผู้รับในเวลาเดียวกัน เช่น การใช้โทรศัพท์

ประเภทของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. แบ่งตามขนาดพื้นที่ให้บริการ

1.1 เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN) หรือเรียกว่าเครือข่ายเฉพาะพื้นที่ เป็นเครือข่ายที่ติดตั้งและใช้งานและมีพื้นที่ให้บริการครอบคลุมระยะใกล้ มักใช้ภายในห้องสำนักงาน

1.2 เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network: MAN) หรือเรียกว่าเครือข่ายในพื้นที่เมือง เป็นเครือข่ายที่มีพื้นที่ให้บริการครอบคลุมอาณาบริเวณกว้างกว่าเครือข่ายท้องถิ่น

1.3 เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network: WAN) หรือเรียกว่าเครือข่ายพื้นที่กว่าง เป็นเครือข่ายที่มีพื้นที่ให้บริการครอบคลุมอาณาบริเวณที่ห่างไกลกันมากกว้างกว่าเครือข่ายระดับเมือง

2. แบ่งตามลักษณะการไหลของข้อมูล

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้ตามลักษณะการไหลของข้อมูลออกเป็น

2 ประเภทคือ

2.1 เครือข่ายแบบรวมศูนย์ (Centralized Network) เป็นเครือข่ายที่มีโครงสร้างง่ายที่สุด โดยคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะติดต่อสื่อสารกับผ่านจุดรวมศูนย์เท่านั้น

2.2 เครือข่ายแบบกระจาย (Distributed Network) คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องในเครือข่ายแบบกระจายจะสามารถส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ใดๆ ก็ได้ในเครือข่าย จะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบเครือข่ายได้

3. แบ่งตามลักษณะหน้าที่การทางานของคอมพิวเตอร์ ใช้ลักษณะการแชร์ข้อมูลของคอมพิวเตอร์

3.1 ระบบเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์ (Peer-to-Peer Network) หรือเรียกว่าระบบเครือข่ายแบบเวิร์กกรุ๊ป (Workgroup) เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ไม่มีเครื่องเซิร์ฟเวอร์ และไม่มีการแบ่งชั้นความสำคัญของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย

3.2 ระบบเครือข่ายแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์ (Client Server Network) เป็นระบบที่ส่วนใหญ่ยอมรับว่า เป็นมาตรฐานของการสร้างเครือข่ายในปัจจุบันแล้ว ข้อดี คือ สามารถแชร์ข้อมูล เครื่องพิมพ์ ของแต่ละเครื่องได้ มีระบบ Security ที่ดี

มาตรฐานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. มาตรฐานเครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN)เป็นมาตรฐานที่เป็นที่นิยมใช้กันมากใน

ปัจจุบัน โดยทั่วไปมี 3 แบบ คือ

1.1 Ethernet พัฒนาขึ้นโดยบริษัท Xerox ถือเป็นมาตรฐานของระบบเครือข่ายท้องถิ่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน

1.2 Token-Ring พัฒนาขึ้นโดยบริษัท IBM จะใช้ Access Method แบบ Token Passing ในการเชื่อมต่อสามารถใช้ได้ทั้งสาย Coaxial, UTP, STP หรือสายใยแก้วนำแสง (Fiber optic) ระบบเครือข่ายแบบนี้มีความคงทนต่อความผิดพลาดสูง (Fault-tolerant) ความเร็วในการรับส่งข้อมูลจะอยู่ที่ 4-16 Mbps จะใช้มาตรฐาน IEEE 802.5  

1.3 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) เป็นมาตรฐานเครือข่ายความเร็วสูงที่ ทำงานอยู่ในชั้น Physical ส่วนใหญ่นำไปใช้เชื่อมต่อเป็น Backbone

2. มาตรฐานระบบเครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network: WAN)

2.1 X.25 เป็นโปรโตคอลมาตรฐานของเครือข่ายแบบเก่า ได้รับการออกแบบโดย CCITT ประมาณ ค.ศ.1970 เพื่อใช้เป็นส่วนติดต่อระหว่างระบบเครือข่ายสาธารณะแบบแพ็กเกตสวิตช์ (Packet Switching) กับผู้ใช้ระบบ x.25 เป็นการสื่อสารแบบต่อเนื่อง (Connection-oriented)

2.2 Frame Relay เฟรมรีเลย์เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อจาก X.25 อีกทีหนึ่ง ในการส่งข้อมูล เฟรมรีเลย์จะมีการตรวจเช็คความถูกต้องของข้อมูลที่จุดปลายทาง ทำงานแบบ Packet Switching

2.3 ATM (Asynchronous Transfer Mode) เป็นระบบเครือข่ายความเร็วสูง ปัจจุบันระบบองค์กรใหญ่ๆ นิยมใช้งานอย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรมการสื่อสาร โดยระบบ ATM จะมีการส่งข้อมูล จำนวนน้อยๆ ที่มีขนาดคงทีที่เรียกว่า เซลล์ (Cell)

ระบบเครือข่ายไร้สาย

ระบบเครือข่ายไร้สาย หมายถึง การสื่อสารข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ผ่านระบบเครือข่าย โดยไม่ต้อง

ผ่านสายสัญญาณ แต่จะมีการส่งข้อมูลผ่านการใช้คลื่นความถี่วิทยุในย่านวิทยุ (Radio Frequency: RF) 

และคลื่นอินฟราเรด (infrared) แทน โดยระบบเครือข่ายไร้สายก็ยังมีคุณสมบัติครอบคลุมทุกอย่าง

เหมือนกับระบบเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) แบบใช้สายทั่วไป ระบบเครือข่ายไร้สายพัฒนาขึ้น ในปี ค.ศ. 

1971 บนเกาะฮาวาย โดยเป็นผลงานของนักศึกษาของมหาวิทยาลัยฮาวาย ที่ชื่อว่า “ALOHNET”

มาตรฐานของระบบเครือข่ายไร้สาย

1. มาตรฐาน IEEE802.11

พัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2540 อุปกรณ์สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 1 และ 2 Mbps ผ่านการส่งข้อมูล

แบบอินฟาเรด (Infrared) หรือ คลื่นความถี่วิทยุ 2.4, 5 GHz มีระบบรักษาความปลอดภัยโดยใช้ระบบ 

WEP

2. มาตรฐาน IEEE802.11a

พัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2542 สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 54 Mbps ผ่านการส่งข้อมูลด้วยสัญญาณ

วิทยุย่านความถี่ 5 GHz ใช้เทคนิคการส่งข้อมูลแบบ OFDM (Orthogonal Frequency Division 

Multiplexing)

3. มาตรฐาน IEEE802.11b

พัฒนาขึ้นพร้อมกับ IEEE802.11a ในปี พ.ศ. 2542 อุปกรณ์สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 11 Mbps 

ใช้เทคนิคการส่งข้อมูลแบบ CCK (Complimentary Code Keying) และ DSSS (Direct Sequence 

Spread Spectrum) ใช้ย่านความถี่ 2.4 GHz ซึ่งเป็นย่านความถี่ ISM (Industrial Scientific and 

Medical) สำหรับการสื่อสารทางด้านวิทยาศาสตร์, อุตสาหกรรม, และการแพทย์

4. มาตรฐาน IEEE802.11g

พัฒนาขึ้นขึ้นในปี พ.ศ. 2546 ใช้เทคนิคการส่งข้อมูลแบบ OFDM และใช้ย่านความถี่ 2.4 GHz อุปกรณ์

สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 54 Mbps และสามารถทำงานกับมาตรฐานเก่า IEEE802.11b ได้ 

(Backward-Compatible) จึงทำให้มาตรฐาน IEEE802.11g นั้นเป็นที่นิยม

5. มาตรฐาน IEEE802.11n

พัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2548 เป็นมาตรฐานที่กำลังเข้ามาแทนที่มาตรฐาน IEEE802.11g โดยในมาตรฐาน

IEEE802.11n นี้ได้มีการพัฒนาให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ในระดับ 100-540 Mbps

การประยุกต์ใช้งานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. ด้านการติดต่อสื่อสาร

  1.1 บริการกระดานข่าวอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Bulletin Boards services) หรือ เว็บบอร์ด (Web board)

  1.2 จดหมายและจดหมายเสียงทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail and Voice Mail)

  1.3 การประชุมระยะไกลทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Teleconference)

  1.4 การสนทนาแบบออนไลน์ การพูดคุยตอบโต้กันในเครือข่ายได้ในเวลาเดียวกัน

2. ด้านการค้นหาข้อมูล  หรือบริการสารสนเทศทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Information services) เป็นประโยชน์ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

3. ด้านธุรกิจและการเงิน

  3.1 การแลกเปลี่ยนข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Data Interchange - EDI)

  3.2 การโอนเงินทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Funds Transfer -EFT) การทำธุรกรรมทางเงินกับธนาคาร พบได้ในชีวิตประจำวัน

  3.3 การสั่งซื้อสินค้าทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Shopping) บริการการสั่งซื้อสินค้าทางอิเล็กทรอนิคส์ มีแนวโน้มของการค้าโลกในยุคต่อไป

4. ด้านการศึกษา

   ปัจจุบันสามารถระบบเครือข่ายมีส่วนช่วยด้านการศึกษาอย่างมากเช่น การเรียนการสอนผ่าน

อินเทอร์เน็ต และการค้นหาความรูปต่างๆ บนอินเทอร์เน็ต

5. ด้านการแพทย์

   ตามโรงพยาบาลใหญ่ๆ มีการนำเอาระบบเครือข่ายเข้าไปใช้งานกันมาก ที่เห็นได้ชัดเจน คือการจัดเก็บ

ข้อมูลคนไข้ ปัจจุบันสามารถเรียกผ่านอินเทอร์เน็ตได้แล้ว