chapter 9 communications and...

หนวยท 4

ระบบเครอขายคอมพวเตอรและเทคโนโลยสารสนเทศ

วตถประสงค (Objectives)

นกศกษาสามารถบอกองคประกอบของระบบเครอขายคอมพวเตอรได

นกศกษาสามารถจ าแนกประเภทของระบบเครอขายคอมพวเตอรได

นกศกษาสามารถบอกประโยชนของระบบเครอขายคอมพวเตอรได

นกศกษาสามารถอธบายโทโปโลยระบบเครอขายคอมพวเตอรได

นกศกษาสามารถบอกอปกรณทใชในระบบเครอขายคอมพวเตอรได

นกศกษาสามารถประยกตใชการสอสารขอมลในองคกร

ระบบเครอขายคอมพวเตอร (Computer Network)

การเชอมตอคอมพวเตอรตงแต 2 เครองขนไปเขาดวยกนดวยสาย

เคเบล หรอสออนๆ ท าใหคอมพวเตอรสามารถรบสงขอมลแกกนและกนได

การเชอมตอระหวางเครองคอมพวเตอรหลายๆ เครองเขากบเครอง

คอมพวเตอรขนาดใหญทเปนศนยกลาง เราเรยกคอมพวเตอรทเปนศนยกลาง

นวา โฮสต (Host) และเรยกคอมพวเตอรขนาดเลกทเขามาเชอมตอวา

ไคลเอนต (Client)

ประเภทของเครองคอมพวเตอรในระบบเครอขาย

แบงออกตามหนาทการท างานได 2 กลม ดงนเครองแมขาย (Server) ท าหนาทใหบรการตางๆ บนเครอขาย เชน

ไฟลเซรฟเวอร (File Server)เวบเซรฟเวอร (Web Server) บรการโปรโตคอล HTTPพรอกซเซรฟเวอร (Proxy Server)เมลเซรฟเวอร (Mail Server) บรการโปรโตคอล POP3, SMTPอนเทอรเนตเซรฟเวอร (Internet Server)พรนทเซรฟเวอร (Print Server)ดเอนเอสเซรฟเวอร (DNS Server)

เครองลกขาย (Client หรอ Workstation) ท าหนาทใชบรการจากเครองอนๆ บนเครอขายไคลเอนท/เวรคสเตชน (Client หรอ Workstation) เปนคอมพวเตอรทเชอมตอกบเครอขายงานสวนใหญจะถกประมวลผลท ไคลเอนท/เวรคสเตชน แตสามารถเรยกใชบรการจากเครองแมขาย (Server) ไดตามตองการ

เทอรมนล (Terminal) ประกอบดวยจอภาพ แปนพมพ และอปกรณอน แตไมมหนวยประมวลผล

ประเภทของเครอขาย

แบงตามขนาดทางกายภาพของเครอขายเปนเกณฑระบบเครอขายระดบทองถน (Local Area Network : LAN)ระบบเครอขายระดบเมอง (Metropolitan Area Network : MAN) เครอขายบรเวณกวาง (Wide Area Network : WAN)

แบงตามลกษณะหนาทการท างานCentralized Network เปนระบบทมเครองหลกเพยงเครองเดยวประมวลผลClient/Server Network เปนระบบแลนทตองม Server กบ WorkstationPeer-to-Peer Network เปนระบบทคอมพวเตอรทกเครองมสถานะเทาเทยมกนหมด

แบงตามระดบความปลอดภยของขอมลเปนเกณฑ อนเทอรเนต (Internet) ใชโปรโตคอล TCP/IP (Transmission Control

Protocol/Internet Protocol) อนทราเนต (Intranet) หรอเครอขายสวนบคคล มบรการเหมอนกบอนเทอรเนตแตจ ากด

สทธการใชงานภายในองคกรหรอใชสวนตว เอกสทราเนต (Extranet) หรอเครอขายรวม

เครอขายระยะใกล (Local Area Network : LAN)

เปนการตอเชอมคอมพวเตอรหรอ

อปกรณตอพวงหลายๆ เครองเขา

ดวยกน ในพนทใกลกน เชนในบานหรอ

ในอาคารส านกงาน

คอมพวเตอรเหลานจะท างานและใช

ทรพยากรรวมกน

ถาเครอขายเกดขดของ กยงคงใชงาน

เครอง PC ไดตามปกต

เครอขายระดบเมอง (Manipulation Area Network: MAN)

เปนเครอขายทมขนาดอยระหวาง LAN และ WANเปนการเชอมตอเครอขาย LAN หลายๆ เครอขายภายในเมองใหญหรอระหวาง

เมองใกลกน

เครอขายระยะไกล (Wide Area Network : WAN)

เปนเครอขายทมการเชอมโยงกนเปน

บรเวณกวาง

การเชอมโยงนนอาจใชสายโทรศพท

สายเคเบล เสนใยน าแสง หรอ

ดาวเทยม กได

เครอขายระยะไกลทนยมใชกนทวโลก

คอ ระบบเครอขายอนเตอรเนต

การเชอมสายโทรศพทในเครอขาย WAN

แบบเชาสาย (Leased Line)

เปนการเชอมตอระหวางผรบและผสงโดยตรง

ผานการเชาสายจากองคการโทรศพท

สามารถสงขอมลไดทกเวลาตามทตองการ

การสงขอมลท าไดเรวกวาแบบหมนหมายเลข

แบบหมนหมายเลข (Dial Access)

เปนการขอใชสายโทรศพทธรรมดา

เมอใดทตองการใชสายโทรศพทกใชวธขอตอสายโทรศพท

แบบเดยวกบการใชโทรศพท

ตองตอผานระบบโทรศพทและแผงควบคมโทรศพทซงกอให

เกดสญญาณรบกวนมาก

การสงขอมลเกดความผดพลาดไดงาย

ประเภทเครอขายแบบ WAN

เครอขายสวนตว (Private Network)

เปนเครอขายทมการใชงานเฉพาะองคกรทเปนเจาของเครอขาย

การเชอมตอใชชองทางการสอสารขอมลสาธารณะ

มจดเดนในเรองการรกษาความลบของขอมล

กรณทไมไดสงขอมลตลอดเวลา จะเสยคาใชจายสงมากเมอ

เทยบกบการสงขอมลผานเครอขายสาธารณะ

เครอขายสาธารณะ (Public Data Network)

เปนแวนซงองคกรทไดรบสมปทานท าการจดตงขน

ใหบคคลทวๆไปทไมตองการวางเครอขายเองสามารถแบงกน

เชาใชงานได

Centralized Network

❑ เปนระบบทมเครองหลก (host) เพยงตวเดยวท าหนาทประมวลผล❑ มเครองเทอรมนลมาเชอมตอ❑ เครองคอมพวเตอรทเปนเซรฟเวอรจ าเปนตองมประสทธภาพสง❑ เปนรปแบบการเชอมตอยคแรก แตปจจบนไมคอยเปนทนยม

Client/Server Networks

➢ เครองคอมพวเตอรหนงเครองหรอมากกวาท าหนาทเปนเครองเซรฟเวอร

➢ เครองไคลเอนตสามารถเขาถง (ใชบรการ) ทรพยากรตางๆ บนเครองเซรฟเวอรได

ขอด มประสทธภาพสง ระบบความปลอดภยด ม

ความนาเชอถอสง เหมาะส าหรบระบบเครอขายขนาดใหญ

ขอเสย คาใชจายสง การตดตงท าไดยาก ซบซอน เครองเซรฟเวอรสวนมากจะไมไดใชงาน

ทวๆไป แตจะตงไว คอยใหบรการเครองอนๆโดยไมมผใชงานได

Peer-to-Peer Networking

เปนเครอขายอยางงายทม เครองคอมพวเตอรเชอมตอกนนอยกวา 10 เครอง

แตละเครองมองวามความสามารถเทาเทยมกน (สทธเทากน)

เหมาะส าหรบระบบขนาดเลกและมงานบนเครอขายไมมาก

ขอด ประหยดคาใชจาย การตดตงท าไดงาย ใชงานไดทกเครอง ไมตองมเครองทใช

ท าเซรฟเวอร ขอเสย

ระบบความปลอดภยไมด ความนาเชอถอนอย

ประสทธภาพต า

Internet, Intranet and Extranet

❑ อนเทอรเนต (Internet):o เปนระบบเครอขายสาธารณะทสามารถเชอมโยงเขาดวยกนทวโลกดวย TCP/IP

• อนทราเนต (Intranet) : o เปนระบบเครอขายทใชภายในองคกร ทใชพนฐานอนเทอรเนตและ WWW

• เอกซทราเนต (Extranet) : o เปนอนเทอรเนตทใชภายในองคกร ยอมใหภายนอกองคกรสามารถเขามาใชงานไดแตตองไดรบ

อนญาต (authorized)

Internet, Intranet, and Extranet

InternetPublic infrastructure

IntranetThe organization's private networks

FirewallHardware or software placed between an

organization’s internal network and external

network

ExtranetPrivate intranets extended to

authorized users outside company

สถาปตยกรรมของระบบเครอขาย (Topology)

แบบวงแหวน (Ring Topology) แบบบส (Bus Topology) แบบดาว (Star Topology)

แบบวงแหวน (Ring Topology)

เชอมตอคอมพวเตอรตงแต 2 ถงกวา 100 เครองภายในเครอขายเดยวกน

คอมพวเตอรเครองท 1 จะตอไปทเครองท 2,3… จนถงเครอง สดทายแลวตอเขากบเครองท 1

ขอมลจะถกสงตอกนไปรอบๆ วงแหวนในทศทางเดยว

ขอด ใชสายเคเบลนอย มประสทธภาพสง แมวา

การจราจรของขอมลในเครอขายจะมาก

ขอเสย ถามเครองทมปญหา หรอมการเชอมตอเครอง

ใหมเครอขายอาจตองหยดระบบกอนชวคราว การตรวจหาปญหาไดยาก

แบบบส (Bus Topology)

เชอมตอคอมพวเตอรตงแต 2 ถงหลายสบเครอง ขอมลจะถกสงผานไปมาระหวางแตละเครองตลอดเวลา โดยไมตองผานทศนยกลาง ความเรวในการถายทอดขอมลชากวาแบบวงแหวน ถาเครองเพมมากขนท าใหการท างานชาลง

ขอด ใชสายเคเบลนอย และรปแบบการ

วางสายงายทสด ขอเสย

ตรวจหาจดทเปนปญหาไดยากมาก ระบบจะมประสทธภาพลดลง ถาม

การจราจรของขอมลสง

แบบดาว (Star Topology)

ทกอปกรณจะเชอมเขากบอปกรณทเปนศนยกลาง (Hub หรอ switch)

ขอมลทสงทงหมดจากคอมพวเตอรเครองหนงไปยงเครองคอมพวเตอรเครองอนๆ จะผาน hub หรอ switch เสมอ

ขอด ขยายระบบสามารถท าไดงายและไมกระทบกบเครองอน เปลยนรปแบบการวางสายไดงาย ตรวจสอบจดทเปนปญหาไดงาย

ขอเสย ถาอปกรณรวมสายสญญาช ารดท าใหระบบเครอขายหยดชะงกทงหมด มคาใชจายเกยวกบสายและอปกรณ

รวมสญญาณสง

องคประกอบพนฐานของการสอสารขอมล ผสงขาวสาร (Sender) ไดแกอปกรณ DTE, DCE ผรบขาวสาร (Receiver) ไดแกอปกรณ DTE, DCE สอกลาง (Medium) โปรโตคอล (Protocol) และซอฟตแวร (Software) ขาวสาร (Message) เชน เสยง (Voice), ขอมล (Data), ขอความ (Text), ภาพ

(Image)

ทศทางขอมล

ผสง ผรบ

สอกลาง

มาตรฐานในการสงขอมล

หลกการส าคญเพอใหอปกรณสอสารตาง ๆ สอสารกนไดอยางอตโนมต

องคกร ISO จงก าหนดมาตรฐาน OSI (Open System

Interconnection Model) เพอใหการสอสารเปนมาตรฐานเดยวกน

มาตรฐานในการสงขอมล (ตอ)

มาตรฐานในการสงขอมล (ตอ)

การแบงกลมยอยในการท างานภายใน OSI Model

➢ กลม 1: Network Support Layers

ระดบชนทสนบสนนงานดานเครอขาย โดยจะเกยวของกบการเคลอนยายขอมลจากจดหนงไปยงอกจดหนง ประกอบดวย (1) Physical Layer, (2)

Data Link Layer และ (3) Network Layer

➢ กลม 2: Transport Layers

เปนระดบชนทมการควบคม และการนตถงขอมลทท าการสงจะถงปลายทางไดอยางถกตอง ประกอบดวย (4) Transport Layer

➢ กลม 3: User Support Layers

เปนระดบชนในการน าขอมลมาผานกระบวนการเพอแสดงผล หรอน าไปใชงานในลกษณะตางๆ ประกอบดวย (5) Session Layer, (6)

Presentation Layer, (7) Application Layer

OSI Model

Physical Layerเปนระดบต าสด (Layer 1) ซงจะเกยวของกบตวกลางทใชในการสงขอมล และรปแบบของสญญาณทใชสงขอมลระหวางกน

OSI Model

Data link Layer

เปนระดบทใชรบสงขอมล โดยมการจดรปแบบขอมลในลกษณะทเรยกวา Frame โดยมสวนควบคมตางๆ เพมเตม เพอใหการสงขอมล เกดความถกตองและครบถวน เชน มการท า Flow

Control และ Error Control เปนตน

OSI Model

Data link Layer

เปนระดบทใชรบสงขอมล โดยมการจดรปแบบขอมลในลกษณะทเรยกวา Frame โดยมสวนควบคมตางๆ เพมเตม เพอใหการสงขอมล เกดความถกตองและครบถวน เชน มการท า Flow

Control และ Error Control เปนตน

OSI Model

Network Layer

เปนระดบทใชก าหนดทศทาง การสงขอมลโดยมการจดรปแบบของขอมลเรยกวา แพกเกต (Packet)

ซงภายใน Packet แตละตวจะมขอมลก าหนดทศทางการไหลของขอมลเพอสงใหถงปลายทาง ตวอยางอปกรณทท างานใน Layer น เชน Router เปนตน

หนาทความรบผดชอบของ Network

Layer➢ ก าหนดต าแหนง Logical Address

(หมายเลข IP)

➢ ก าหนดและเลอกเสนทางการสงขอมล (Routing)

OSI Model

Transport Layer➢ เปนระดบทมการรบขอมลจาก Upper

Layer แลวน ามาจดแบงเปน Segments เพอสงใหกบ Network Layer ท าการสงตอ โดยในชนนจะมการควบคมเกยวกบการจดสง การรวบรวมหรอการประกอบรวมขอมล การดกจบขอผดพลาด และการแกไขขอผดพลาด

หนาทความรบผดชอบของ Transport

Layer

▪ ก าหนด Port Address เพอใหสามารถสอสารกบโปรแกรมหลายๆ โปรแกรมไดในเวลาเดยวกน

Protocol Port

HTTP 80

FTP 20 and 21

SMTP 25

POP3 110

Telnet 23

WHOIS 43

Finger 79

OSI Model

Session Layer➢ ท าหนาทในการสรางการเชอมตอ และจดการแตละการเชอมตอระหวาง

โปรแกรมตนทางกบโปรแกรมปลายทาง รวมถงยกเลกการเชอมตอนนดวย ➢ ควบคม “จงหวะ” ในการรบสงขอมลของคอมพวเตอรทงสองดาน ทรบสง

แลกเปลยนขอมลกนใหมความสอดคลองกน (Synchronization) และก าหนดวธทใชในการรบสงขอมล

OSI Model

Presentation Layer

❑ ท าหนาทในการน าเสนอขอมล (แปลงขอมล) ใหอยในรปแบบทสามารถแลกเปลยนกนไดระหวางโปรแกรมตนทางกบปลายทาง

❑ มการเขารหสขอมล (Encrypts) และถอดรหสขอมล (Decode)

L7 data

To application layer

L6 data

From session layer

Presentatio

n layerDecoded, decrypted and

decompressed dataH6

L7 data

From application layer

L6 data

Presentatio

n layerEncoded, Encrypted

and Compressed dataH6

To session layer

OSI Model

➢ Application Layer

เปนระดบบนสดทใกลชดกบผใชมากทสด ซงจะเกยวของกบโปรแกรมตางๆ ทผใช ใชงานเพอตดตอสอสาร เชน FTP, Email, Internet Browser เปนตน

ทศทางในการสอสารขอมล (Transmission Direction)

แบบทศทางเดยว (Simplex) เชน จอภาพ CRT เชอมตอกบโฮส

แบบกงทางค (Half Duplex) เชน วทยสอสาร, กระบวนการปรบตว

ของโมเดม (Modem Turnaround Time)

ทศทางในการสอสารขอมล (Transmission Direction)

แบบทางค (Full Duplex) เชน โมเดมทไดรบมาตรฐาน CCITT v.32

และ CCITT v.34, ระบบโทรศพท (เปนไดทงแบบกงทางคและแบบทางค)

สญญาณทใชในระบบสอสารขอมล

สญญาณแบบดจทล

สญญาณแบบอนาลอก

สญญาณแบบดจทลสญญาณแบบอนาลอก

ประเภทของการสงสญญาณขอมล

การสอสารแบบขนาน

(Parallel Transmission)

การสอสารแบบอนกรม

(Serial Transmission)

สอกลางในการสงสญญาณ

แบงไดเปน 2 ประเภทสอน าขอมลแบบมสาย

สอน าขอมลแบบไรสาย

ชนดของสอกลางแบบมสาย

สอกลางส าหรบการถายโอนขอมล

➢ ลวด สายเคเบล และวสดทจบตองไดอนๆ ทใชเพอสงสญญาณของการสอสาร

ชนดของสอกลางทางกายภาพ(2) สายคบดเกลยว (Twisted Pair Cable)

ประกอบดวยสายทองแดง 2 เสนขนไปบดกนเปนเกลยว หมดวยฉนวน

ใชหวตอเชอมแบบ RJ-45

แบงออกเปน 2 ประเภท คอ

- STP (แบบหนา)- UTP (แบบบาง)

ชนดของสอกลางทางกายภาพ(3) สายโคแอกเชยล (Coaxial Cable)

เปนสายสญญาณทคลายกบสายอากาศทว

มลวดทองแดงอยตรงกลาง

มชนของตวเหนยวน าหมอย 2 ชน และคนดวยฉนวนหนา

ใช T-Connector เปนตวกลางในการเชอมตอระหวางเครอง

แบงออกเปน 2 ประเภท คอ

- สายแบบบาง (Thinnet)

- สายแบบหนา (Thicknet)

ชนดของสอกลางทางกายภาพ(4) สายไฟเบอรออปตก (Fiber Optic Cable)

มใยแกวหรอพลาสตกอยตรงกลางของสาย

ใชใยแกวอกชนดหนงเปนตวหม และใชฉนวนหมอกชน

มความปลอดภยสง (มความไวตอสงรบกวนนอย)

มการตดตงและบ ารงรกษายาก

ราคาแพง

ชนดของสอกลางไรสาย

What is wireless transmission media?➢ ใชเมอไมสะดวกในการตดตงสอกลางแบบใชสายหรอสอกลางแบบใชสายใชไมได➢ รวมถง Bluetooth และ IrDA

ชนดของสอกลางไรสาย(2)

What are broadcast radio and cellular radio?

➢ Broadcast radioสญญาณวทยแบบกระจายในระยะไกลและระยะสน

➢ Cellular radioคอรปแบบของการใชสญญาณวทยแบบกระจายส าหรบการสอสารของอปกรณเคลอนท

ชนดของสอกลางไรสาย(3)

ไมโครเวฟ (Microwave)

เปนการรบ-สงสญญาณจากสถานหนงไปยงอกสถานหนง

นยมใชในกรณทการตดตงสายเคเบลท า

ไดไมสะดวก

เปนคลนทมยานความถสง (2-10GHz)

จานรบ-สงสญญาณมเสนผาศนยกลางประมาณ 10 ฟต

แตละสถานครอบคลมพ นทประมาณ 30

ไมลหรอ 30-50 กม.

ชนดของสอกลางไรสาย(4) ดาวเทยม (Satellite)

ขยายและทบทวนสญญาณขอมล

รบและสงสญญาณจาก สถานพ นโลกกบ

ดาวเทยม

ดาวเทยมจะหมนไปตาม การหมนของ

โลก

การสงสญญาณขอมล ข นไปหาดาวเทยม

เรยกวา “Uplink”

การสงสญญาณขอมลกลบ มาสพ นโลก

เรยกวา “Downlink”

อปกรณการสอสารขอมล

มลตเพลกซเซอร (Multiplexer) หรอ มก (MUX) รวมสญญาณ (Multiplex)

แยกสญญาณ (Demultiplex)

อปกรณการสอสารขอมล (2)

คอนเซนเตรเตอร (Concentrator)

เปนมลตเพลกเซอรทมคณภาพสง

เกบขอมลเพอสงตอ (store and forward)

บบอดขอมล (compress)

อปกรณการสอสารขอมล (3)

ฟรอนทเอนโปรเซสเซอร (Front-end-Processor)

ท าหนาทเหมอนกบคอนเซนเตรเตอร

เชอมตอระหวางโฮสกบสายสอสารหรออปกรณ

ใชส าหรบแบงเบาภาระการท างานของเครองคอมพวเตอรหลก (Host)

อปกรณการสอสารขอมล (4) ฮบ (Hub)

ท าหนาทเชอมสายสญญาณจากหลายๆจดเขา

เปนจดเดยว

นยมใชในเครอขาย LAN รนใหมๆ

แบงออกเปน 2 ประเภท คอ

- Passive Hub- Active Hub

อปกรณการสอสารขอมล (5)

เกตเวย (Gateway)

อปกรณแปลงขอมลระหวางเครอขายทแตกตางกน (โปรโตคอล,

สถาปตยกรรม)

ท างานท Transport Layer ข นไป

อปกรณการสอสารขอมล (6) บรดจ (Bridge)

ท าหนาทเชอมเครอขายแลน 2 เครอขายเขาดวยกน

เปนไดทงฮารดแวรและซอฟตแวร

ท างานท Data Link Layer

อปกรณการสอสารขอมล (7) เราทเตอร (Router)

เชอมเครอขายหลาย ๆ เครอขายเขาดวยกน

คนหาเสนทางในการสงแพกเกต

มการสลบชองทางในการสงขอมล (packet

Switching)

ท างานแบบเกบไวแลวสงตอ (store and

forward)

ท างานท Network Layer

อปกรณการสอสารขอมล (8)

สวตซ (Switch)

เปนอปกรณทท าหนาทสงขอมล มความเรวสง

มการสงขอมลไปเฉพาะเสนทางปลายทาง

เปน Hardware ท างานท Data Link Layer และ Network Layer

อปกรณการสอสารขอมล (9) รพทเตอร (Repeater)

เปนอปกรณทท าหนาทขยายสญญาณ

จะสงผานขอมลทเปน บต (bit)

เชอมตอสอกลางชนดเดยวกนหรอตางชนดกน

ท างานท Physical Layer

อปกรณการสอสารขอมล (10)

โมเดม (Modem)

Modulator- Digital → Analog

Demodulator- Analog → Digital

ADSL

อปกรณการสอสารขอมล (11)

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)?

➢ DSL (Digital

Subscriber Line)

➢ รบ - สงขอมลพรอมกนได▪ Ideal for Internet

access

มาตรฐานเครอขายการสอสาร

What are TCP/IP and 802.11 (Wi-Fi)?➢ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

เทคโนโลยการถายโอนขอมลการแบงขอมลออกเปนชนเลกๆ หรอเรยนวา packet

▪ ปกตใชส าหรบการถายโอนขอมลบนอนเทอรเนต➢ 802.11 (Wi-Fi) เปนมาตรฐานตระกลส าหรบ wireless LAN