พื้นฐานระบบเครือข่าย และการสือสารข้อมูล บทที่ 4 พื้นฐานระบบเครือข่าย และการสือสารข้อมูล

หัวข้อบทเรียนที่ 4 การสื่อสารข้อมูลระบบเครือข่ายคืออะไร ประโยชน์ของการใช้ระบบเครือข่าย โครงสร้างระบบเครือข่าย ระบบเครือข่ายภายในบ้าน การประยุกต์ใช้ระบบเครือข่ายในหน่วยงานของรัฐ

1. การสื่อสารข้อมูล การสื่อสาร หมายถึง กระบวนการถ่ายทอดหรือแลกเปลี่ยนสารระหว่างผู้ส่งกับผู้รับ โดยส่งผ่านช่องทางนำสารหรือสื่อ เพื่อให้เกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน การสื่อสารข้อมูล หมายถึง กระบวนการหรือวิธีถ่ายทอดข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ซึ่งมักจะอยู่ในที่ห่างไกลกัน และจำเป็นต้องอาศัยระบบการสื่อสารโทรคมนาคม (Telecommunication) เป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูล

รูปที่ 4.1 การสื่อสารข้อมูลและระบบโทรคมนาคม The analog signal (audible) is sent through telephone lines. 011010001 MODEM MODEM 011010001 Digital signal Digital signal โมเด็มจะแปลงสัญญาณ จาก digital เป็น analog โมเด็มจะแปลงสัญญาณ จาก analog เป็น digital

2. องค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูล ข้อมูล/ข่าวสาร (Message) 01010101 ตัวกลาง (Medium) ผู้ส่ง หรือ อุปกรณ์ส่งข้อมูล (Sender) ผู้รับ หรือ อุปกรณ์รับข้อมูล (Receiver)

องค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูลมีดังนี้ ผู้ส่งหรืออุปกรณ์ส่งข้อมูล (Sender) หน้าที่ เปลี่ยนข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถส่งข้อมูลได้ก่อน ผู้รับหรืออุปกรณ์รับข้อมูล (Receiver) หน้าที่ : รับข้อมูลเพื่อนำข้อมูลไปใช้ประโยชน์ โปรโตคอล (Protocol) คือ กฎ ระเบียบ หรือวิธีการที่ใช้เป็นข้อกำหนดสำหรับการสื่อสาร เพื่อให้ผู้รับและผู้ส่งเข้าใจกันได้ ซอฟต์แวร์ (Software) คือ โปรแกรมสำหรับดำเนินการ และควบคุมการส่งข้อมูลเพื่อให้ได้ข้อมูลตามที่กำหนดไว้ ข่าวสาร (Message) คือ ข้อมูลที่ผู้ส่งทำการส่งไปยังผู้รับ ซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบของตัวอักษร ตัวเลข รูปภาพ และ เสียง ตัวกลาง (Medium) คือ เส้นทางสื่อสารเพื่อนำข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับ

ตัวกลาง (Medium) ตัวกลางหรือสื่อกลางที่ทำหน้าที่นำข่าวสารในรูปแบบต่างๆ จากผู้ส่งหรืออุปกรณ์ส่งต้นทางไปยังผู้รับอุปกรณ์รับปลายทาง ซึ่งตัวกลางของสัญญาณนั้นแบ่งเป็น 2 แบบ ได้แก่ การเชื่อมต่อทางกายภาพ (physical connecting) การเชื่อมต่อไร้สาย (wireless Connection)

การเชื่อมต่อทางกายภาพ (physical connecting) สายโทรศัพท์หรือสายคู่บิดเกลียว (Twisted pair) สายทองแดง (Copper) 2 เส้นมาถักเป็นเกลียวคู่และอาจมีการนำสายหลายๆ คู่มารวบกัน และหุ้มด้วยฉนวนพลาสติก (Outer Insulator) สายมาตรฐานในการส่งเสียงและข้อมูล สายโคแอกเชียล (Coaxial) สายทองแดงเพียงเส้นเดียวที่สามารถส่งข้อมูลความถี่สูง สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) สายโปร่งแสงทำจากทรายและสารบางอย่างทำให้มีค่าดัชนีหักเหของแสงตามต้องการ สามารถส่งข้อมูลได้ความเร็วสูง

การเชื่อมต่อไร้สาย (wireless Connection) ไมโครเวฟ เป็นการสื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุความถี่สูง การสื่อสารแบบเส้นตรง (line-of-sight communication) สำหรับระยะทางไกลจะต้องมีจานหรือเสาอากาศเพื่อรับส่งสัญญาณเป็นทอดๆ ดาวเทียม เป็นการสื่อสารโดยใช้ดาวเทียมโคจรเหนือพื้นโลกประมาณ 22,000 ไมล์ ทำหน้าที่เป็นสถานีส่งต่อคลื่นไมโครเวฟ ระยะทาง 20 ไมล์

2. เครือข่ายคืออะไร      เครือข่าย (Network) คือ กลุ่มของเทคโนโลยี (ประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ ตัวกลาง และอื่นๆ) ที่สามารถเชื่อมโยงเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เหล่านั้นสามารถติดต่อสื่อสารกัน และเปลี่ยนสารสนเทศระหว่างกัน และใช้แหล่งข้อมูลร่วมกันแบบเรียลไทม์ (real time)      Scanner Printer

ตัวอย่างของการนำระบบเครือข่ายไปประยุกต์ใช้งานในองค์กรธุรกิจ Payroll Accounting Billing Order Entry องค์กรแบบไม่มีเครือข่าย ในการสื่อสารข้อมูล องค์กรแบบมีเครือข่าย ในการสื่อสารข้อมูล Server Client

3. ประโยชน์ของการใช้ระบบเครือข่าย ประโยชน์หลักของการใช้ระบบเครือข่าย มีดังนี้ การใช้งานพร้อมกัน การใช้อุปกรณ์รอบข้างร่วมกัน การสื่อสารส่วนบุคคล การสำรองข้อมูลที่ง่ายขึ้น

การใช้งานพร้อมกัน หมายถึง ระบบเครือข่ายจะอนุญาตให้ผู้ใช้หลายๆ คนใช้โปรแกรมและข้อมูลต่างๆ ได้ในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างการใช้งานพร้อมๆกัน ได้แก่ รายงานสรุปยอดขายของบริษัทประจำไตรมาส ซึ่งจะต้องถูกเรียกดูและแก้ไขจากผู้จัดการหลายๆ คน โดยการเก็บข้อมูลไว้ที่เน็ตเวิร์กเซิร์ฟเวอร์ (Network Server)

การใช้งานพร้อมกัน ตัวอย่างการใช้งานโปรแกรมเดียวกัน จะต้องมีการสำเนาและติดตั้งโปรแกรมให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง ซึ่งการติดตั้งโปรแกรมทีละเครื่องมีค่าใช้จ่ายมาจาก 2 อย่าง คือ ซอฟต์แวร์มีราคาแพง กับการติดตั้งและกำหนดค่าต่างๆ ของโปรแกรมในเครื่องคอมพิวเตอร์ต้องเสียเวลาและแรงงานมาก มีวิธีการแก้ไขด้วยวิธีดังนี้ การซื้อโปรแกรมที่เป็นเวอร์ชั่นสำหรับเครือข่าย (Network Version)

การใช้อุปกรณ์รอบข้างร่วมกัน หมายถึง ระบบเครือข่ายจะอนุญาตให้ผู้ใช้หลายๆ คน ใช้อุปกรณ์ต่างๆ ในเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องสแกนเนอร์ เป็นต้น เหตุผลหนึ่งที่ทำให้บริษัททางธุรกิจมีการติดตั้งระบบเครือข่าย คือ อุปกรณ์บางชนิดมีราคาแพง แล ยังมีค่าบำรุงรักษาที่ทำให้ค่าใช้จ่ายสูงขึ้นตาม แต่ถ้าใช้เครื่องพิมพ์ร่วมกันในระบบเครือข่ายแล้ว ค่าใช้จ่ายจะถูกลงและการดูแลรักษาก็ง่ายขึ้น

การสื่อสารส่วนบุคคล หมายถึง ระบบเครือข่ายสามารถทำให้ผู้ใช้ติดต่อสื่อสารกันได้ง่ายขึ้น แอพพลิเคชั่นที่ใช้ในการสื่อสารที่เป็นที่นิยม ได้แก่ จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (electronic mail หรือ e-mail) การประชุมทางไกล (teleconferencing) และการประชุมด้วยวิดีทัศน์ (videoconferencing) เทคโนโลยีระบบเครือข่ายส่งเสริมให้เกิดสิ่งต่างๆ ดังนี้ ซอฟต์แวร์ที่ผู้ใช้สามารถทำงานร่วมกันได้รับความนิยมมากขึ้น เพราะซอฟต์แวร์ประเภทนี้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นผ่านเครือข่ายหรือผ่านโมเด็ม และสามารถเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นบนเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ซอฟต์แวร์ใช้ในการส่งข้อความและเปลี่ยนไฟล์ ซอฟต์แวร์ให้ผู้ใช้หลายคนทำงานบนเอกสารเดียวกันในเวลาเดียวกันได้

การสำรองข้อมูลที่ง่ายขึ้น หมายถึง ระบบเครือข่ายสามารถทำให้ผู้ใช้และผู้ดูแลระบบสำรองข้อมูลที่สำคัญได้ง่าย ข้อมูลถูกสำรองไว้ก็คือเก็บข้อมูลไว้ที่หน่วยความจำสำรองที่ผู้ใช้สามารถติดต่อโดยผ่านระบบเครือข่ายได้ ซึ่งต้องใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะในการสำรองข้อมูลที่อยู่ในฮาร์ดดิสก์ของพนักงาน โดยไม่ต้องไปทำงานกับเครื่องแต่ละเครื่องที่ต้องการสำรองข้อมูลแต่อย่างใด

4. โครงสร้างระบบเครือข่าย โครงสร้างระบบเครือข่ายสามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดหลัก คือ แลน (LANs: Local Area Networks) และแวน (WANs: Wide Area Network) ระบบเครือข่ายอื่นๆ คือ แคน (CANs: Campus Area Networks) และ แมน (MANs: Metropolitan Area Networks)

ระบบเครือข่ายแบบแลน (LANs: Local Area Networks) แลน คือระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่อยู่ใกล้ๆ กัน โดยแต่ละเครื่องสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ โดยใช้สายเคเบิล อินฟราเรด หรือสายไฟ ประโยชน์ของ LAN ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถติดต่อสื่อสารกันได้ และแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน ตัวอย่างเช่น สองแผนกในบริษัทต้องการที่จะใช้ข้อมูลร่วมกันระหว่างแผนก ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องเชื่อมระบบเครือข่ายของทั้งสองแผนก ระบบเครือข่ายแลนจะมีโปรโตคอล (protocol) ที่นิยมใช้กันมาก ได้แก่ ทีซีพี/ไอพี (TCP/IP) ไอพีเอ็กซ์/เอสพีเอ็กซ์ (IPX/SPX) เน็ตบียูไอ (NetBEUI)

อุปกรณ์ในการเชื่อมต่อเครือข่าย มีดังนี้ ฮับ (Hub) บริดจ์ (Bridge) เราท์เตอร์ (Router)

HUB ฮับ (Hub) เป็นอุปกรณ์ศูนย์กลางที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน โดยการเสียบสายเคเบิลจากเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเข้าที่ฮับ ทำหน้าที่ กระจายสัญญาณส่งต่อไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับฮับ และทำการรวมสัญญาณจากคอมพิวเตอร์ทุกตัว

บริดจ์ (Bridge) เป็นอุปกรณ์เชื่อมโยงเครือข่ายสองเครือข่ายที่แยกจากกัน บริดจ์จึงเสมือนสะพานเชื่อมระหว่างสองเครือข่าย การติดต่อภายในเครือข่ายเดียวกันมีลักษณะการส่งข้อมูลแบบกระจาย การติดต่อจากภายนอกเครือข่ายเลือกข้อมูลและส่งต่อเฉพาะข้อมูลที่เป็นของอุปกรณ์เครือข่ายเท่านั้น ทำให้ลดปริมาณจราจรที่คับคั่ง ทำให้ระบบเครือข่ายมีประสิทธิภาพมากขึ้น

Significant geographical distance BRIDGE SERVER LAN 1 LAN 2 WAN

เราท์เตอร์ (Router) เป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการการเชื่อมต่อเครือข่ายมากกว่าสองเครือข่ายเข้าด้วยกัน เครือข่ายที่เชื่อมมีลักษณะหลากหลาย ซึ่งเป็นทั้งเครือข่ายแบบแลนและแวน เราเตอร์จะรับข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตเข้ามาตรวจสอบแอดเดรสปลายทาง จากนั้นนำมาเปรียบเทียบกับตารางเส้นทางที่ได้รับการโปรแกรมไว้ เพื่อหาเส้นทางที่ส่งต่อ ปัจจุบันเราเตอร์สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการหาเส้นทางเดินที่สั้นที่สุด หรือเลือกตามความเหมาะสมและแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นเองได้

Significant geographical distance SERVER SERVER ROUTER ROUTER Significant geographical distance SERVER SERVER LAN 1 LAN 2 WAN

ระบบเครือข่ายแบบแคน (CANs: Campus Area Networks) แคนมีกฎเกณฑ์เหมือนกับแลนแต่มีขนาดใหญ่ และหลากหลายมากกว่า แคนทำให้สำนักงานของมหาวิทยาลัย หรือองค์กรต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกันได้ ตัวอย่างเช่น ในมหาวิทยาลัยมีการเชื่อมต่อแผนกการเงินกับแผนกทะเบียนของมหาวิทยาลัย เมื่อนักศึกษาจ่ายเงินค่าลงทะเบียนที่แผนกการเงิน ข้อมูลก็จะถูกส่งไปยังแผนกทะเบียนด้วย ทำให้ขั้นตอนการลงทะเบียนของนักศึกษาสมบูรณ์

CANs

ระบบเครือข่ายแบบแมน (MANs: Metropolitan Area Networks) แมน คือ ระบบเครือข่ายขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงเครือข่ายแลนหลายๆ ระบบเครือข่ายเข้าไว้ด้วยกัน เครือข่ายแมนอยู่กระจายห่างกันทั่วเมือง ระบบเครือข่ายแบบแมน จะไม่มีองค์กรใดองค์กรหนึ่งเป็นเจ้าของ สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารต่างๆ จะดูแลโดยบริษัทหรือกลุ่มของผู้ให้บริการระบบเครือข่าย แมนเป็นระบบเครือข่ายที่มีความเร็วสูง และทำให้สามารถใช้แหล่งข้อมูลต่างๆ ร่วมกันได้

MANs

ระบบเครือข่ายแบบแวน (WANs: Wide Area Network แวน คือ ระบบเครือข่ายแลนสองระบบเครือข่ายหรือมากกว่าเชื่อมต่อกัน โดยส่วนมากจะครอบคลุมพื้นที่กว้าง เช่น อินเทอร์เน็ต ตัวอย่างเช่น บริษัทแห่งหนึ่งมีสำนักงานขนาดใหญ่ และฝ่ายการผลิตตั้งอยู่ที่เมืองหนึ่ง ฝ่ายการตลาดตั้งอยู่อีกเมืองหนึ่ง แต่ละแผนกต้องมีการใช้ทรัพยากร ข้อมูล และโปรแกรม นอกจากนี้แต่ละแผนกต้องการใช้ข้อมูลร่วมกับแผนกอื่นด้วย ดังนั้นจึงต้องมีการส่งข้อมูลระหว่างแผนก บริษัทสามารถติดตั้งเราท์เตอร์เพื่อสร้างระบบแวนผ่านสายโทรศัพท์

WANs

ระบบเครือข่ายภายในบ้าน ระบบเครือข่ายภายในบ้านได้รับความนิยมมากขึ้นเนื่องจากมีการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์และจำนวนผู้ใช้ที่ต้องการติดต่อสื่อสารมากขึ้น ผู้ใช้จัดสรรการทรัพยากรร่วมกันไม่ว่าจะเป็นเครื่องพิมพ์ ดิสก์ และการสำรองข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ ระบบปฏิบัติการที่รองรับการใช้งานระบบเครือข่ายภายในบ้าน ได้แก่ วินโดวส์ 98 วินโดวส์ 2000 ผู้ใช้ตามบ้านสามารถหมุนโทรศัพท์เพื่อเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต  ใช้อินเทอร์เน็ตร่วมกัน วินโดวส์เอ็กซ์พีโฮมเอดิชัน สามารถติดตั้งและกำหนดค่าต่างๆ ของระบบเครือข่ายภายในบ้านได้ง่าย โดยใช้ความสามารถของ Home Networking  ใช้อุปกรณ์รอบข้างภายในบ้านร่วมกัน และใช้อินเทอร์เน็ตร่วมกัน

ระบบเครือข่ายภายในบ้าน อนาคตเครื่องคอมพิวเตอร์พีซีจะสามารถติดต่อสื่อสารกับเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ เทคโนโลยีต่างๆ ของระบบเครือข่ายภายในบ้านมีให้เลือกใช้มากขึ้น เช่นสายคู่บิดเหลียว และฮับ แต่การใช้วิธีนี้ต้องมีการติดตั้งสายเพิ่ม เทคโนโลยีอื่นๆ ที่มีผู้นำไปใช้งานระดับหนึ่งก็คือ ระบบเครือข่ายแบบไร้สาย ซึ่งบางชนิดเหมาะกับตึกหรืออาคารที่ไม่สามารถติดตั้งสายในการเชื่อมต่อได้ เช่น ตึกที่มีโครงสร้างเป็นคอนกรีตหรืออิฐ

แบบฝึกหัด จงตอบคำถามต่อไปนี้ ให้นักศึกษาสำรวจห้องปฏิบัติการ C 304 / C 309/ C310 มีการต่อระบบเครือข่ายหรือไม่ ถ้ามีเป็นโครงสร้างระบบเครือข่ายแบบใด นักศึกษาค้นหาข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตว่ามีหน่วยงานรัฐบาลใดบ้างที่นำเอาระบบเครือข่ายเข้าใช้ประยุกต์ใช้กับระบบงาน และนำไปประยุกต์ใช้อย่างไร