มาตรฐานการสื่อสารบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรมเครือข่าย

แบบอ้างอิง OSI (OSI Reference model)

             OSI (Open Systems Interconnect) Model เป็นแบบจาลองที่อธิบายถึงโครงสร้างการทำงานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยแบ่งออกเป็น 7 เลเยอร์ที่มีหน้าที่ต่างๆ กัน โดยได้รับการคิดค้นและพัฒนาขึ้นในปี 1984 โดย Open Systems Interconnect นั่นเอง การเรียงตัวของเลเยอร์จะถูกจัดจากบนลงล่าง โดยประกอบไปด้วยเลเยอร์ Application, Presentation, Session, Transport, Network, Data Link และ Physical  แต่ละเลเยอร์จะมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับเลเยอร์อื่น โดยเป็นการจัดเตรียมการทางานให้กับเลเยอร์ถัดไป และรับช่วงต่อมาจากเลเยอร์ด้านล่าง โดยความหมายและหลักการของแต่ละเลเยอร์ มีดังนี้

 

Layer1: Physical Layer

เป็นเลเยอร์ล่างสุดสำหรับจัดเตรียมอุปกรณ์เกี่ยวกับระบบไฟฟ้า และกลไกการทำงานในการเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย เป็นนิยามของความเกี่ยวเนื่องกันระหว่างอุปกรณ์ฐานล่างและเลเยอร์ในระดับกลาง ตัวอย่างเช่น รูปแบบการจัดวางของพิน การเดินกระแสไฟ สายเคเบิ้ล ฮับ อแดปเตอร์เครือข่าย เป็นต้น

Layer2: Data Link Layer

เป็นเลเยอร์สำหรับการจัดเตรียมหน้าที่ และกระบวนการในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครือข่าย และตรวจสอบความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นใน Physical Layer แรกเริ่มนั้นเลเยอร์นี้จะกล่าวถึงในระบบโทรศัพท์ ที่มีการสื่อสารจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง หรือจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอุปกรณ์รับสัญญาณ จากนั้นจึงพัฒนาต่อมาจนถึงในระบบแลน (LAN) ด้วย ซึ่งมีรูปแบบการสื่อสารที่ซับซ้อนกว่า สำหรับโปรโตคอลที่อยู่ในเลเยอร์นี้ก็คือ TCP (Transport Control Protocol) ที่ทำหน้าที่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์สื่อสารกันได้บนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

Layer3: Network Layer

เป็นเลเยอร์ที่จัดเตรียมหน้าที่ และกระบวนการในการส่งข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางภายในเครือข่าย โดยการดำเนินการจะทำการรับข้อมูลที่ส่งออกจากต้นทาง และรวมข้อมูลหรือแยกส่วนข้อมูลมาเป็นแพ็กเกจ (Package) และเพิ่มข้อมูลตำแหน่งปลายทางที่ส่วนหัวของแพ็กเกจเพื่อใช้ในการส่ง

โปรโตคอลที่รู้จักกันดีซึ่งอยู่ในเลเยอร์นี้ คือ IP (Internet Protocol) ซึ่งจะคอยจัดการเส้นทางการเดินทางของข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

Layer4: Transport Layer

เป็นเลเยอร์ที่ทำหน้าที่จัดเตรียมการส่งผ่านข้อมูลระหว่างผู้ใช้งาน จัดเตรียมข้อมูลที่เชื่อถือได้ให้กับเลเยอร์ถัดไป โดยควบคุมความถูกต้องในการเดินทางของข้อมูล และความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น

สำหรับโปรโตคอลที่ทำงานอยู่บนเลเยอร์นี้ ก็เช่น TCP (Transmission Control Protocol) และ UDP (User Datagram Protocol)

Layer5: Session Layer

เป็นเลเยอร์ที่ควบคุมเซสชั่น (Session) การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย จัดการการสื่อสารระหว่างกัน ทั้งแบบ Full-duplex, Half-duplex และ Simplex โดยมีกระบวนการสร้างจุดตรวจสอบ การเคลื่อนย้ายเซสชั่น การจัดการ และการเริ่มต้นเซสชั่นใหม่ เลเยอร์นี้มักไม่ได้ถูกใช้ในโปรโตคอลเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ต แต่จะถูกนำไปใช้เป็นส่วนของแอพพลิเคชั่น (Application) เพื่อใช้งานเกี่ยวกับกระบวนการ Remote Procedure Calls (RPC)

Layer6: Presentation Layer

เป็นเลเยอร์สำหรับจัดเตรียมการรับและจัดโครงสร้างของข้อมูล เพื่อส่งต่อให้เลเยอร์ถัดไป โดยอาจมีการแปลข้อความที่ได้เป็นโค้ด หรือมีการเข้ารหัส/ถอดรหัสข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ โดยกำหนดรูปแบบของการสื่อสาร อย่างเช่น ASCII Text, EBCDIC, Binary และ JPEG รวมถึงการเข้ารหัส (Encryption) ก็รวมอยู่ในเลเยอร์นี้ด้วย ตัวอย่างเช่น โปรแกรม FTP ต้องการรับส่งโอนย้ายไฟล์กับเครื่อง Server ปลายทาง โปรโตคอล FTP จะอนุญาตให้ผู้ใช้ระบุรูปแบบของข้อมูลที่โอนย้ายกันได้ว่าเป็นแบบ ASCII Text หรือแบบ Binary เป็นต้น

Layer7: Application Layer

เป็นเลเยอร์ชั้นบนสุด ซึ่งเป็นการจัดเตรียมแอฟฟลิเคชั่นไว้ให้คอยบริการใช้งาน รูปแบบต่างๆ บนเครือข่าย ซึ่งจะร้องขอจาก Presentation Layer เพื่อดำเนินการตามกระบวนการลงไปชั้นเลเยอร์ต่างๆ สำหรับบริการโปรโตคอลที่เกี่ยวกับเลเยอร์นี้ เช่น FTP (File Transfer Protocol) Mail Transfer (SMTP/POP3/MAP Protocol) และเว็บเบราเซอร์ที่ทำงานอยู่บน HTTP (Hypertext Markup Language Protocol)

การแบ่งกลุ่มของเลเยอร์ (Layer) 

OSI Model ได้แบ่งลักษณะของเลเยอร์ (Layer) ออกเป็น 2 กลุ่ม

 

1. Application-oriented Layers เป็น 4 เลเยอร์ด้านบน คือ เลเยอร์ ที่ 7, 6, 5 และ 4 (Application, Presentation, Session และ Transport) ทำหน้าที่เชื่อมต่อรับส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับโปรแกรมประยุกต์ เพื่อให้รับส่งข้อมูลกับฮาร์ดแวร์ที่อยู่ชั้นล่างได้อย่างถูกต้อง ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับซอฟแวร์เป็นหลัก

 

2. Network-dependent Layers เป็น 3 เลเยอร์ด้านล่าง (Network, Data Link และ Physical) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับส่งข้อมูลผ่านสายส่ง และควบคุมการรับส่งข้อมูล.ตรวจสอบข้อผิดพลาด รวมทั้งเลือกเส้นทางที่ใช้ในการรับส่ง ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์เป็นหลัก ทำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ต่างบริษัทกันได้อย่างไม่มีปัญหา

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) เป็นองค์กรสากล ที่สร้างและพัฒนามาตรฐานด้านอุตสาหกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับการศึกษาทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ รวมไปถึงการสื่อสารและวิทยาการคอมพิวเตอร์มีการประกาศมาตรฐานต่างๆ ไว้มากกว่า 900 มาตรฐาน ซึ่งมาตรฐานของ IEEE เป็นผู้นำในการสร้างมาตรฐานให้กับแวดวงอุตสาหกรรมต่างๆ สำหรับมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารข้อมูลที่คุ้นเคยกันก็เช่น IEEE 802 ที่กำหนดมาตรฐานให้กับการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบ LAN/MAN โดยมี IEEE 802.3 เป็นมาตรฐานให้กับเทคโนโลยีเครือข่าย Ethernet LAN และมาตรฐาน IEEE 802.11 สำหรับเครือข่ายไร้สาย เป็นต้น

เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ถูกนำไปใช้ในการสร้างเครือข่ายกันอย่างแพร่หลายทั้งที่บ้านและภายในองค์กรขนาดเล็ก ที่รู้จักกันดีก็คือ

 

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

เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Wireless LAN หรือเครือข่ายไร้สายเป็นที่นิยมมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถลดค่าใช้จ่ายในส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ เช่น สายสัญญาณ หรือการ์ดเครือข่ายที่ใช้อยู่บนเครือข่าย Ethernet LAN ลงได้

ประเภทของเครือข่าย

ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามขนาดทางภูมิศาสตร์

1. LAN (Local Area Network) หรือเครือข่ายทองถิ่น  เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ครอบคลุมพื้นที่เล็กๆ ภายในห้องเดียวกัน ภายในชั้นเดียวกันหรือภายในอาคารเดียวกัน ทำให้คอมพิวเตอร์ทั้งหมดสามารถเข้าถึงเครื่องอื่นๆ ที่ต่ออยู่ในเครือข่าย และสามารถใช้ทรัพยากรต่างๆ รวมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ โปรแกรมต่างๆ ไฟล์ข้อมูล ถ้าหากอุปกรณ์ใดต้องการให้ความสำคัญกับผู้ใช้ก็สามารถให้ผู้ใช้แต่ละคนมีรหัสผ่านในการเขาถึงทรัพยากรต่างๆ ได้อีกด้วย

2. MAM (Metropolitan Area Network) หรือเครือข่ายในเขตเมือง เครือขายแมนเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่กว่าเครือขายแลน เป็นเครือข่ายในเขตเมืองครอบคลุมพื้นที่ในอำเภอหรือจังหวัดเดียวกัน โดยอาจเป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ขององค์กรเข้าด้วยกัน  เช่น การต่อคอมพิวเตอร์ของสาขาต่างๆ ในเขตเมือง เพื่อสื่อสารข้อมูลระหวางองค์กร  การส่งข้อมูลของเครือข่ายแมนจะขึ้นกับช่องทางการสื่อสาร ที่อาจมีความเร็วปานกลางจนถึงความเร็วสูง ระบบการส่งข้อมูลที่ใช้ในเครือขายแมนนั้นมีทั้งแบบใช้สายสัญญาณและแบบไม่ใช้สายสัญญาณ แต่จะใช้คลื่นไมโครเวฟหรือคลื่นวิทยุแทนก็ได้

3. WAN (Wide Area Network) หรือเครือข่ายบริเวณกว้าง  เครือข่าย WAN เป็นเครือขายคอมพิวเตอร์ที่ครอบคลุมบริเวณกว้าง โดยจะนำเครือข่าย LANตั้งแต่สองเครือข่ายขึ้นไปมาต่อกันโดยใช้สายส่งข้อมูลความเร็วสูงครอบคลุมพื้นที่วงกว้าง เช่น บริษัทที่มีเครือข่ายอยู่หลายจังหวัดต้องการสื่อสารข้อมูลเขาด้วยกัน เครือข่ายที่มีการสื่อสารระหว่างเมืองหลวงหรือข้ามพรมแดนประเทศ สำหรับวิธีการเชื่อมโยงสัญญาณอาจทำได้โดยใช้สายเคเบิ้ล ไมโครเวฟ หรือดาวเทียม เพื่อเชื่อมโยงกันเป็นบริเวณกว้างขึ้น

ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามหน้าที่ของคอมพิวเตอร์

1. Peer to Peer Network หรือเครือข่ายแบบเท่าเทียมเป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน โดยเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะสามารถแบ่งทรัพยากรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟล์หรือเครื่องพิมพ์ซึ่งกันและกันภายในเครือข่ายได้ เครื่องแต่ละเครื่องจะทำงานในลักษณะที่ทัดเทียมกัน ไม่มีเครื่องใดเครื่องเครื่องหนึ่งเป็นเครื่องหลักเหมือนแบบ Client/Server แต่ก็ยังคงคุณสมบัติพื้นฐานของระบบเครือข่ายไวเหมือนเดิม การเชื่อมต่อแบบนี้มักทำในระบบที่มีขนาดเล็กๆ เช่น หน่วยงานขนาดเล็กที่มีเครื่องใช้ไม่เกิน 10 เครื่อง การเชื่อมต่อแบบนี้มีจุดอ่อนในเรื่องของระบบรักษาความปลอดภัย แต่ถ้าเป็นเครือข่ายขนาดเล็กและเป็นงานที่ไม่มีข้อมูลที่เป็นความลับมากนัก เครือข่ายแบบนี้ ก็เป็นรูปแบบที่น่าเลือกนำมาใช้ได้เป็นอย่างดี

2. Client/Server Network หรือเครือข่ายแบบผู้ใช้บริการและผู้ให้บริการ  เป็นระบบที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีฐานะการทำงานที่เหมือนๆ กัน เท่าเทียมกันภายในระบบเครือข่าย แต่จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง ที่ทำหน้าที่เป็นเครื่อง Server ที่ทำหน้าที่ให้บริการทรัพยากรต่างๆ ให้กับ เครื่อง Client หรือเครื่องที่ขอใช้บริการ ซึ่งอาจจะต้องเป็นเครื่องที่มีประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูง ถึงจะทำให้การให้บริการมีประสิทธิภาพตามไปด้วย ข้อดีของระบบเครือข่าย Client -Server เป็นระบบที่มีการรักษาความปลอดภัยสูงกว่าระบบแบบ Peer To Peer เพราะว่าการจัดการในด้านรักษาความปลอดภัยนั้น จะทำกันบนเครื่อง Server เพียงเครื่องเดียว ทำให้ดูแลรักษาง่าย และสะดวก มีการกำหนดสิทธิการเข้าใช้ทรัพยากรต่างๆ ให้กับเครื่องผู้ขอใช้บริการ หรือเครื่อง Client

 

ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามระดับความปลอดภัยของข้อมูล

1. เครือขายอินเทอร์เน็ต (Internet) หรือเครือข่ายสาธารณะ เครือข่ายอินเทอร์เน็ตเป็นการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายคอมพิวเตอร์สองเครือข่ายขึ้นไป โดยใช้อุปกรณ์เครือข่าย อย่างเช่น เราท์เตอร์ เพื่อให้เกิดการส่งข้อมูลไปมาระหว่างกัน โดยเครือข่ายอินเทอร์เน็ตเริ่มต้นจากความพยายามเชื่อมต่อเครือข่ายที่มีความแตกต่างกันทางเทคโนโลยี ทำให้เกิดการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการในการเชื่อมต่อเครือข่ายแลนหลายๆ เครือข่าย และรวมไปถึงเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบอื่นๆ เช่น เครือข่ายแมน

2. เครือข่ายอินทราเน็ต (Intranet) หรือเครือข่ายส่วนบุคคล  อินทราเน็ตเป็นระบบเครือข่ายที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และใช้ระบบโปรโตคอล TCP/IP เช่นเดียวกับอินเทอร์เน็ต แต่เครือข่ายอินทราเน็ตเป็นเครือข่ายที่อยู่ภายในองค์กร ไม่ได้เผยแพร่ข้อมูลสู่โลกภายนอกเหมือนอินเทอร์เน็ต โดยมีเทคโนโลยีที่คอยให้บริการเหมือนกับอินเทอร์เน็ต

3. เอ็กส์ทราเน็ต (Extranet) หรือเครือข่ายรวม  เอ็กส์ทราเน็ต คือ เครือข่ายที่เชื่อมต่อระหว่างอินทราเน็ตของสององค์กร ดังนั้นจะมีบางส่วนของเครือขายที่เป็นเจ้าของรวมกันระหว่างสององค์กรหรือ บริษัท การสร้างอินทราเน็ตจะไม่จำกัดด้วยเทคโนโลยี แต่จะยากตรงนโยบายที่เกี่ยวกับการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่ทั้งสอง องค์กรจะต้องตกลงกัน เช่น องค์กรหนึ่งอาจจะอนุญาตให้ผู้ใช้ของอีกองค์กรหนึ่งล็อกอินเข้าสูระบบ อินทราเน็ตของตัวเองหรือไม่ เป็นตน การสร้างเอ็กส์ทราเน็ตจะเน้นที่ระบบการรักษาความปลอดภัยข้อมูล รวมถึงการติดตั้งไฟร์วอลล์หรือระหว่างอินทราเน็ตและการเข้ารหัสข้อมูลและ สิ่งที่สำคัญที่สุดก็คือ นโยบายการรักษาความปลอดภัยข้อมูลและการบังคับใช้

การสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูล คือ การโอนถ่าย หรือแลกเปลี่ยนข้อมูล (Transmission) กันระหว่างต้นทางกับปลายทางโดยผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือคอมพิวเตอร์ ระบบการสื่อสารข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ต้องอาศัยอุปกรณ์ หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ช่วยในการถ่ายโอนหรือเคลื่อนย้ายข้อมูล รวมทั้งยังต้องอาศัยสื่อกลางในการนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง

องค์ประกอบพื้นฐานของระบบสื่อสารข้อมูล

1.      ผู้ส่งหรืออุปกรณ์ข้อมูล (Sender) และ ผู้รับหรืออุปกรณ์รับข้อมูล (Receiver) ทั้งอุปกรณ์รับและส่งข้อมูลอาจจะเป็นอุปกรณ์ชนิดเดียวกันก็ได้อุปกรณ์รับ/ส่งข้อมูลมี 2 ชนิดคือ

     1.1 DTE (Data Terminal Equipment) เป็นแหล่งกำเนิดและรับข้อมูล เช่น คอมพิวเตอร์ เทอร์มินัลคอมพิวเตอร์ เมนเฟรม เครื่องพิมพ์ เป็นต้น

1.2 DCE (Data Communication Equipment) เป็นอุปกรณ์ในการรับ/ส่งข้อมูล เช่น โมเด็ม จานไมโครเวฟ หรือจานดาวเทียม Fibrotic Infrared Wireless เป็นต้น

2. โปรโตคอล (Protocol) หรือซอฟต์แวร์ (Software)  

โปรโตคอล คือ วิธีการ หรือ กฎระเบียบที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลเพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งข้อมูลเข้าใจกันสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ ตัวอย่างคือ x.25, SDLC, TCP/IP

ซอฟต์แวร์ คือ ส่วนที่ทาหน้าที่ในการดาเนินงานในการสื่อสารข้อมูลเป็นไปตามที่โปรแกรกำหนด

ตัวอย่างคือ Windows, Novell’s Netware

3. ข่าวสาร (Message) ข่าวสาร คือสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งผ่านไปในระบบสื่อสาร บางครั้งเรียกว่าสารสนเทศ (Information) รูปแบบของข่าวสารมี 4 รูปแบบคือ

          - เสียง (Voice)

          - ข้อมูล (Data)

          - ข้อความ (Text)

          - ภาพ (Picture)

4. สื่อกลาง (Medium) เป็นสื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลจากต้นกำเนิดไปยังปลายทางสื่อกลางนี้อาจจะเป็น เส้นลวด สายไฟ สายเคเบิล หรือสายไฟเบอร์ออปติก เป็นต้น หรืออาจจะเป็นคลื่นที่ส่งผ่านในอากาศ เช่น คลื่นไมโครเวฟ คลื่นดาวเทียม หรือคลื่นวิทยุ เป็นต้น

สื่อกลางส่งข้อมูล

1. การส่งสัญญาณบนสื่อกลางแบบเบสแบนด์ (Baseband) เป็นการใช้ช่องทางการสื่อสารเพียงช่องทางเดียวสำหรับการส่งสัญญาณดิจิทัลในแต่ละครั้งในช่วงเวลาหนึ่ง โดยเครือข่ายคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มักใช้การส่งสัญญาณชนิดนี้ เนื่องจากเป็นวิธีการที่ไม่ซับซ้อนและสามารถจัดการควบคุมง่าย

2. การส่งสัญญาณบนสื่อกลางแบบบรอดแบนด์ (Broadband) เป็นการใช้ช่องทางการสื่อสารหลายช่องทางเพื่อส่งสัญญาณอนาล็อก โดยแต่ละครั้งข้อมูลสามารถจัดส่งหรือลำเลียงบนช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน ดังนั้นการส่งสัญญาณชนิดนี้จะมีระบบการจัดการที่ยุ่งยากกว่าการส่งสัญญาณแบบเบสแบนด์มาก เพราะ จะต้องจัดการกับจำนวนข้อมูลต่างๆ ที่ลำเลียงอยู่บนหลายช่องความถี่บนสายส่ง สำหรับสื่อกลางข้อมูลที่นำมาใช้เพื่อส่งสัญญาณแบบบรอดแบนด์นั้น จะรับรองความเร็วที่สูงกว่าแบบเบสแบนด์ และมีต้นทุนสูงกว่า

ชนิดของสื่อกลางข้อมูล

1. สื่อกลางส่งข้อมูลแบบใช้สาย สื่อกลางชนิดนี้จะใช้สายเพื่อการลาเลียงข้อมูลระหว่างกัน ซึ่งประกอบด้วยสายเคเบิลชนิดต่างๆ เช่น สายคู่บิดเกลียว สายโคแอกเชียล และสายใยแก้วนาแสง สายเคเบิลทั้งสามชนิดนี้ ปกติมันนามาใช้งานภายในตึกสำนักงานหรือฝังไว้ใต้ดิน

1.1 สายคู่บิดเกลียว (Twisted-Pare cable) ลักษณะของสายคู่บิดเกลียวแต่ละคู่จะทำด้วยสายทองแดง 2 เส้น แต่ละเส้นจะมีฉนวนหุ้ม พันกันเป็นเกลียวเพื่อป้องกันการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้สายคู่บิดเกลียวยังสามารถแบ่งออกเป็นประเภทที่ไม่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน หรือเรียกว่าสายยูทีพี (UTP: Unshielded Twisted-Pare Cable) กับแบบที่มีฉนวนป้องกันสัญญาณรบกวน หรือเรียกว่าสายเอสทีพี (STP: Shielded Twisted-Pare cable)

1.2 สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลกว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า

 

1.3 สายใยแก้วนาแสง (Fiber Optic) ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง

 

2. สื่อกลางส่งข้อมูลแบบไร้สาย สื่อกลางชนิดนี้จะใช้ลำเลียงข้อมูลผ่านอากาศ ซึ่งภายในอากาศจะมีพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายอยู่ทั่วไป โดยคลื่นดังกล่าวจะมีทั้งคลื่นความถี่ต่ำและคลื่นความถี่สูง ดังแสดง ดังรายละเอียดต่อไปนี้

2.1 คลื่นวิทยุ (Cellular Radio) ลักษณะของระบบสื่อสารวิทยุ เป็นสื่อกลางการสื่อสารแบบไร้สายที่สามารถแพร่ได้บนระยะทางไกล เช่น ระหว่างเมืองหรือระหว่างประเทศ และยังไม่รวมถึงการแพร่บนระยะทางสั้นๆ อย่างไรก็ตาม คลื่นวิทยุนั้นมีความเร็วค่อนข้างต่ำ อีกทั้งไวต่อสัญญาณรบกวน แต่ข้อดีคือมีความยืดหยุ่นสูง สะดวกต่อการใช้งาน และผู้ใช้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่าย

2.2 คลื่นไมโครเวฟ (Microwave) การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี) ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่งแต่ละหอจะครอบคลุมพื้นที่ รับสัญญาณประมาณ 30 - 50 กม.

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

2.4 สัญญาณบลูทูธ (Bluetooth) ลักษณะของบลูทูธเป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ ใช้ความถี่ในการส่งสัญญาณข้อมูล 2.5 GHz. สื่อสารได้ในระยะทางไม่เกิน 10 เมตร สื่อสารระหว่างอุปกรณ์หลาย ๆ อุปกรณ์ได้

2.5 อินฟราเรด (Infrared) ลักษณะของแสงอินฟราเรดเป็นคลื่นความถี่สั้น ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับคลื่นไมโครเวฟตรงที่การส่งสัญญาณเป็นแนวเส้นตรงในระดับสายตาเหมือนกัน คลื่นอินฟราเรดนิยมนามาใช้งานสำหรับการสื่อสารระยะใกล้ โดยมีอุปกรณ์หลายชิ้นในปัจจุบัน เช่น รีโมตคอนโทรล

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

 

องค์ประกอบพื้นฐานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การที่คอมพิวเตอร์จะสามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้ ต้องมีองค์ประกอบพื้นฐาน ดังต่อไปนี้

- คอมพิวเตอร์อย่างน้อย 2 เครื่อง

 

- เน็ตเวิร์คการ์ด หรือ NIC (Network Interface Card) เป็นการ์ดที่เสียบเข้ากับช่องบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นชุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และเครือข่าย

- สื่อกลางและอุปกรณ์สาหรับการรับส่งข้อมูล

สายสัญญาณ

1.สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable) มีลักษณะคล้ายกับสายเคเบิลทีวี คือ มีแกนเป็นทองแดงห่อหุ้มด้วยฉนวน แล้วหุ้มด้วยตาข่ายโลหะ ชั้นนอกสุดเป็นวัสดุป้องกันสายสัญญาณ

 

2.สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pairs) เป็นสายสัญญาณมาตรฐานที่นิยมใช้มากที่สุดในระบบเครือข่ายปัจจุบัน สายสัญญาณจะประกอบด้วยสายทองแดงที่ห่อหุ้มด้วยฉนวน 2 เส้นแล้วบิดเป็นเกลียว เหตุที่บิดเป็นเกลียวก็เพื่อลดสัญญาณรบกวนนั่นเอง

3.สายใยแก้วนาแสง (Fiber Optic) เป็นสายที่ใช้แสงเป็นสัญญาณ และแก้วหรือพลาสติกใสเป็นสื่อนาสัญญาณ ในขณะที่สายคู่เกลียวบิดและสายโคแอ็กเชียลใช้สัญญาณไฟฟ้าและโลหะเป็นสื่อ ข้อเสียของสายสัญญาณประเภทโลหะคือ จะถูกรบกวนจากแหล่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ ได้ง่าย

 

อุปกรณ์เครือข่าย

1.ฮับ (Hub) เป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่ใช้ในการเชื่อมต่อเครื่องจำนวนมากเข้าด้วยกันในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยที่ฮับจะมีพอร์ต (Port) หรือช่องสำหรับต่อสาย RJ-45 เข้ามาจากเครื่องคอมพิวเตอร์ และทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการกระจายข้อมูล ไปยังเครื่องอื่นๆ ในระบบเครือข่าย ความเร็วของฮับมีหน่วยเป็น Megabit per second (Mbps)

 

2. สวิตช์ (Switch)  สวิตช์เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายลักษณะเดียวกับฮับและมีหน้าที่คล้ายกับฮับมาก แต่มีความแตกต่างที่วงจรการทำงานภายในจะใช้หลักการของวงจรสวิตชิ่งที่สลับการส่งข้อมูลในแต่ละพอร์ตไปมา ไม่ได้แบ่งช่องทางการส่งผ่านข้อมูลเหมือนฮับจึงทาให้แต่ละพอร์ต (Port) มีความสามารถในการส่งข้อมูลได้สูงกว่า

3. รีพรีทเตอร์ (Repeater)  รีพีตเตอร์ เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมต่อสายเคเบิล 2 เส้น เข้าด้วยกัน เพื่อเพิ่มระยะทางการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย สายสัญญาญแต่ละชนิดที่เลือกใช้จะมีความสามารถในการขนส่งข้อมูลไปในระยะทาง ที่จากัดระยะหนึ่ง ตามมาตรฐานของสายสัญญาณแต่ละชนิด

4. บริทต์ (Bridge)  บริดจ์ เป็นเสมือนสะพานเชื่อมระหว่างสองเครือข่าย การติดต่อภายในเครือข่ายเดียวกันมีลักษณะการส่งข้อมูลแบบแพร่กระจาย ดังนั้นจึงกระจายได้เฉพาะเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น การรับส่งภายในเครือข่ายมีข้อกำหนดให้แพ็กเก็ตที่ส่งกระจายไปยังตัวรับได้ ทุกตัว แต่ถ้ามีการส่งมาที่แอดเดรสต่างเครือข่ายบริดจ์จะนำข้อมูลเฉพาะแพ็กเก็ตนั้น ส่งให้บริดจ์จึงเป็นเสมือนตัวแบ่งแยกข้อมูลระหว่างเครือข่ายให้มีการสื่อสาร ภายในเครือข่ายของตน 

5. เราท์เตอร์ (Router)  เราท์เตอร์เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายซึ่งทำหน้าที่เสมือนสะพานสำหรับเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่น หรือระบบเครือข่าย LAN เข้ากับระบบเครือข่าย WAN ขนาดใหญ่ และเมื่อเครือข่าย LAN ถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้เราท์เตอร์ เครือข่าย LAN แต่ละฝั่งจะยังคงมีเครือข่ายที่เป็นของตนเอง ไม่เกี่ยวข้องกับเครือข่ายของอีกฝั่งหนึ่ง ซึ่งเป็นประโยชน์ในการบริหารจัดการเครือข่ายภายใน

6. เกตเวย์ (Gateway) เก ตเวย์เป็นอุปกรณ์ระบบเครือข่ายที่มีความซับซ้อนมากกว่าเราท์เตอร์หรือบริดจ์ เพราะอุปกรณ์ชนิดนี้สามารถเชื่อมต่อระบบเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอลใน Data link และ Network Layer ที่แตกต่างกันได้มากกว่า 2 ระบบ

- โปรโตคอล (Protocol) โปรโตคอลเป็นภาษาที่คอมพิวเตอร์ใช้สื่อสารกันผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่สามารถสื่อสารกันได้นั้นจาเป็นต้องใช้ภาษา หรือโปรโตคอลเดียวกัน เช่น OSI, TCP/IP, IPX/SPX เป็นต้น

 

- ระบบปฏิบัติการเครือข่าย หรือ NOS (Network Operating System) ระบบปฏิบัติการเครือข่ายจะเป็นตัวที่คอยจัดการเกี่ยวกับการใช้งานเครือข่ายของผู้ใช้แต่ละคน หรือเป็นตัวจัดการและควบคุมการใช้ทรัพยากรต่างๆ ของเครือข่าย ระบบปฏิบัติการเครือข่ายที่เป็นที่นิยม เช่น Windows Server 2007, Novell NetWare, Sun Solaris และ Red Hat Linux เป็นต้น

ความหมายของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

Computer Network  ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือเรียกสั้นๆ ว่า ระบบเครือข่าย(Network) ประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องที่มีความสามารถติดต่อกันเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ การติดต่อจะผ่านช่องทางการสื่อสารต่างๆ เช่น สายโทรศัพท์ สายไฟฟ้า หรือผ่านทางสื่อแบบอื่นๆได้แก่ โมเด็ม (Modem) ไมโครเวฟ (Microwave) สัญญาณอินฟราเรด (Infrared) เป็นต้น

         สามารถแบ่งประเภทของการแลกเปลี่ยนข้อมูลได้ดังนี้

1. การใช้ Hardware ร่วมกัน  ระบบเครือข่าย (Network) จะช่วยให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายในเรื่อง Hardware ลงไปได้ ทั้งนี้เนื่องจากจะสามรถนำ Hardware บางประเภทมาใช้งานร่วมกันได้ ได้แก่ 

          - Share Disks pace เป็นการใช้งานร่วมกันของเนื้อหาของที่ที่ใช้ในการเก็บข้อมูล ซึ่งรวม Hard disk และ CD ROMS (Computer-Disk Read-Only Memory) ซึ่งจะใช้ Hard disk หรือ CD ROMS จากเครื่องคอมพิวเตอร์ (PC) ที่เรียกว่า File Server โดย File Server นี้จะเป็นเครื่องที่ใช้ในการเก็บข้อมูล (Data) ของ User และ Software ของระบบทั้งหมด รวมทั้งควบคุมการทำงานของระบบ Network ด้วย

          - Share Printer เครื่องพิมพ์เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripherals) ที่ใช้งานมากที่สุดโดยเฉพาะในปัจจุบันมี Printer ราคาสูงเกิดขึ้นมากมายโดยเฉพาะ Laser Printer และเครื่องพิมพ์สี(Color Printer) ซึ่งมีราคาแพงและจะเป็นที่จะต้องนำมาใช้งานร่วมกันเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุด

          -Share Communication Devices เป็นอุปกรณ์สื่อสารของระบบคอมพิวเตอร์มาใช้ร่วมกัน เช่น Modem ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนถ่ายข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ด้วยกันโดยอาศัยสายโทรศัพท์

2. การใช้ Software ร่วมกัน Software ที่ใช้บนระบบ Network แบ่งออกเป็น Software Packages และ Data เมื่อใช้ระบบ Network สามารถที่จะนำ Software ทั้ง 2 ชนิด มาใช้งานร่วมกันได้

          - Share Software Packages ในปัจจุบันสิ่งที่เป็นปัญหาอยู่ก็คือ เรื่องของลิขสิทธิ์ทาง

Software ถ้ามีเครื่องมือคอมพิวเตอร์ (PC) แต่ละเครื่องใช้งานแยกกันอยู่ก็จำเป็นที่จะต้องซื้อ Software ที่มีลิขสิทธิ์ถูกต้องตามกฎหมายมาใช้งาน นั้นคือ 1 ชุดต่อ 1 เครื่อง รวมทั้งยังต้องคอยระวังในเรื่องของการ Copy Software มาใช้งานเองของ User แต่ละคนด้วย การนำระบบ Network มาใช้งานจะช่วยลดปัญหาของการทำผิดทางกฎหมายทางด้านลิขสิทธิ์ได้

          - Share Data  ปัญหาที่เกิดขึ้นแน่นอนสำหรับการใช้งานคอมพิวเตอร์ (PC) แยกกันก็คือในกรณีที่เราต้องการข้อมูลของเครื่องคอมพิวเตอร์ (PC) เครื่องหนึ่งจะต้อง Copy ลงในแผ่นดิสก์แล้วนำไปเรียกใช้จากเครื่องคอมพิวเตอร์ (PC) อีกเครื่องหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าข้อมูลนั้นมีขนาดใหญ่ หรือต้องการใช้งานข้อมูลร่วมกันบ่อยๆ จะทำให้เสียเวลาในการ Copy ข้อมูลมาก ถ้านำระบบ Network มาใช้ข้อมูลของ User แต่ละคนจะถูกเก็บไว้ในที่เดียวกัน คือ Hard disk ของ File Server ดังนั้น User แต่ละคนจะสามรถเรียกใช้ข้อมูลซึ่งกันและกันได้ทันที

3. การเชื่อต่อระบบอื่น ในระบบงานของคอมพิวเตอร์ (PC) เมื่อต้องการนำเครื่องคอมพิวเตอร์(PC) มาเชื่อมต่อกับระบบอื่น เช่น Mainframe หรือ Mini Computer จะต้องมีอุปกรณ์เชื่อมต่อพิเศษเพื่อให้ เครื่องคอมพิวเตอร์ (PC) นั้นสามารถ ทำงานร่วมกับระบบอื่นได้จะเรียกขบวนการนี้ว่า Terminal  Emulation

4. การใช้ระบบ Multi-users การใช้ระบบ Multi-users หมายถึง User สามารถใช้โปรแกรม

หรือข้อมูลเดียวกันได้ครั้งละหลายๆ คนซึ่ง Network นั้นสามารถใช้งานระบบนี้ได้เป็นอย่างดี ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนของการทำงานในระบบ Multi-usersได้แก่   E-mail (Electronic Mail)   Schedule หรือ 
Group Calendar    Database