บทที่ 5 โปรโตรคอล

บทที่ 5  โปรโตคอล

โปรโตคอล คืออะไร

           ในการสื่อสารทางเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จำต้องมีการสื่อสารข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในระบบ ซึ่งเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต่ออยู่ในเครือข่ายเดียวกันนี้ อาจจะมีฮาร์ดแวร์,ซอฟท์แวร์ที่แตกต่างกัน ดังนั้นเมื่อทำการส่งข้อมูลถึงกันและตีความหมายได้ตรงกัน จึงต้องมีการกำหนดระเบียบวิธีการติดต่อให้ตรงกัน โปรโตคอล ( Protocol ) คือระเบียบวิธีที่กำหนดขึ้นสำหรับการสื่อสารข้อมูล โดยสามารถส่งผ่านข้อมูลไปยังปลายทางได้อย่างถูกต้อง ซึ่งตัวโปรโตคอลที่นิยมใช้ในปัจจุบันคือ TCP/IP นอกจากนี้ยังมีการออกแบบโปรโตคอลตัวอื่นๆขึ้นมาใช้งานอีก เช่น โปรโตคอล IPX/SPX,โปรโตคอล NetBEUI และ โปรโตคอล Apple Talk

โปรโตคอล IPX/SPX

ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท Novell ซึ่งทำการพัฒนามาจากตัวโปรโตคอล XNS ของบริษัท Xerox Corporation ซึ่งโครงสร้างเมื่อทำการเปรียบเทียบ

กับ OSI Model ดังรูป

ตัวโปรโตคอล IPX/SPXแบ่งออกเป็น 2 โปรโตคอลหลักคือ Internetwork Packet Exchange   ( IPX) และ Sequenced Packet Exchange (SPX) โดยโปรโตคอล IPX ทำหน้าที่ในระดับ network layer ตามาตรฐาน OSI Model มีกลไกการส่งผ่านข้อมูลแบบ connectionless,unrerelibleหมายความว่า เมื่อมีการส่งข้อมูล โดยไม่ต้องทำการสถาปนาการเชื่อมต่อกันระหว่าง host กับเครื่องที่ติดต่อกันอย่างถาวร ( host , เครื่องเซิร์ฟเวอร์ที่ให้บริการใดๆในเครือข่าย ) และไม่ต้องการรอสัญญานยืนยันการรับข้อมูลจากปลายทาง โดยตัวโปรโตคอลจะพยายามส่งข้อมูลนั้นไปยังปลายทางให้ดีที่สุด สำหรับโปรโตคอล SPX ทำหน้าที่ในระดับ transport layer ตามมาตรฐาน OSI Model โดยส่งผ่านข้อมูลตรงข้ามกับโปรโตคอล IPXคือ ต้องมีการทำการสถาปนาการเชื่อมโยงกันก่อนและมีการส่งผ่านข้อมูลที่เชื่อถือได้ ด้วยการตรวจสอบสัญญาณยืนยันการรับส่งข้อมูลจากปลายทาง

โปรโตคอล NetBEUI

โปรโตคอล NetBEUI หรือ NetBIOS Enhanced User Interface นั้น เป็นโปรโตคอลที่ไม่มี ส่วนในการระบุเส้นทางส่งผ่านข้อมูล (Non-routable Protocol)โดยจะใช้วิธีการ Broadcast ข้อมูลออกไปในเครือข่าย และหากใครเป็นผู้รับที่ถูกต้องก็จะนำข้อมูลที่ได้รับไปประมวลผล ข้อจำกัดของโปรโตคอลประเภทนี้ก็คือไม่สามารถทำการ Broadcast ข้อมูลข้ามไปยัง Physical Segment อื่นๆที่ไม่ใช่ Segment เดียวกันได้ เป็นการแบ่งส่วนของเครือข่ายออกจากกันทางกายภาพ หากต้องการเชื่อมต่อเครือข่ายถึงกันจะต้องใช้อุปกรณ์อย่างเช่น Router มาทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างเครือข่าย

เนื่องมาจากอุปกรณ์บางอย่างเช่น Router ไม่สามารถจะ Broadcast ข้อมูลต่อไปยังเครือข่ายอื่นๆได้ เพราะถ้าหากยอมให้ทำเช่นนั้นได้ จะทำให้การสื่อสารระหว่างเครือข่ายคับคั่งไปด้วยข้อมูลที่เกิดจากการ Broadcast จนเครือข่ายต่างๆไม่สามารถที่จะสื่อสารกันต่อไปได้ โปรโตคอล NetBEUI จึงเหมาะที่จะใช้งานบนเครือข่ายขนาดเล็กที่มีจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่เกิน 50 เครื่องเท่านั้น NetBEUI เป็นหนึ่งในสองทางเลือกสำหรับผู้ใช้งาน NetBIOS ( Network Basic Input Output System ) ซึ่งสามารถทำงานได้ทั้งบนโปรโตคอล TCP/IP และ NetBUEI

โปรโตคอล AppleTalk

จุดเริ่มต้นของโปรโตคอล AppleTalk เกิดขึ้นในปีค.ศ.1983 ซึ่งเป็นช่วงที่บริษัท Apple Computer ต้องการออกแบบชุดโปรโตคอลสื่อสารข้อมูลของตนเองขึ้น เพื่อใช้เชื่อมโยงเครือข่ายของเครื่องแบบแมคอินทอช และสามารแชร์กับอุปกรณ์ต่างๆ นอกจากนี้ยังขยายไปสู่การเชื่อมโยงเป็นเครือข่ายของเซิร์ฟเวอร์,เครื่องพิมพ์, Gateway และ Router ของผู้ผลิตรายอื่นๆด้วยต่อจากนั้นเครื่องแมคอินทอชและอุปกรณ์ต่างๆที่บริษัทผลิตออกมาก็ได้มีการเพิ่มส่วนของฮาร์ดแวร์และซอฟท์แวร์ให้สามารถรองรับโปรโตคอลตัวนี้ได้ รวมถึงระบบปฏิบัติการ MacOS รุ่นใหม่ๆก็ได้มีการผนวกฟังก์ชั่นให้รองรับโปรโตคอลตัวนี้ได้เช่นกัน ทำให้กลุ่มผู้ใช้เครื่องแมคอินทอชสามารถเชื่อมโยงกันเป็นเครือข่ายได้ง่ายโดยไม่ต้องไปหาซื้อ อุปกรณ์เพิ่มเติมอีก

โปรโตคอล Apple Talk ถูกออกแบบมาให้ทำงานเป็นเครือข่ายในแบบ peer-to-peer ซึ่งถือว่าเครื่องทั้งหมดที่เชื่อมต่ออยู่ในเครือข่ายสามารถเป็นเซิร์ฟเวอร์ได้ทุกเครื่องโดยไมต้องจัดให้บางเครื่องทำหน้าที่เป็นเซิร์ฟเวอร์ที่ให้บริการโดยเฉพาะขึ้นมา ต่อมาปีค.ศ. 1989 ได้มีการพัฒนาโปรโตคอล AppleTalk ให้สนับสนุนเครือข่ายที่ใหญ่มากขึ้นได้ สามารถมีเครื่องลูกข่ายและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อในเครือข่ายได้มากกว่าเดิมเรียกว่าเป็นโปรโตคอล Apple Talk Phase 2 นอกจากนี้ยังเพิ่มโปรโตคอลที่ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายแบบ Ethernet และ Token Ring ได้ โดยเรียกว่า EtherTalk และ TokenTalk ตามลำดับ

โปรโตคอลTCP/IP ( RFC1180 )

โปรโตคอล TCP/IP เป็นชื่อเรียกของชุดโปรโตคอลที่สำคัญ มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายตามการขยายตัวของอินเทอร์เนท/อินทราเนท ความจริงแล้วโปรโตคอล TCP/IP เป็นกลุ่มของโปรโตคอลหลายตัวที่ประกอบกันเป็นชุดให้ใช้งานโดยมีคำเต็มว่าTransmission Control Protocol /Internet Protocol ซึ่งจะเห็นได้ว่ามีโปรโตคอลประกอบกันทำงาน 2 ตัว คือ TCP และ IP

ตัวอย่างของกลุ่มโปรโตคอลในชุดของ TCP/IP ที่เราพบและใช้งานบ่อยๆ (ส่วนใหญ่จะไม่ได้ใช้งานโดยตรง แต่จะใช้งานผ่านแอพพลิเคชั่นต่างๆหรือทำงานโดยอ้อม เช่น Internet Protocol,Address Resolution Protocol(ARP) ,Internet Control Message Protocol (ICMP) ,User Datagram Protocol (UDP) ,Transprot Control Protocol (TCP) และ Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

โปรโตคอลที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานในเครือข่ายอินเทอร์เนทคือ Internet Protocol (โปรโตคอล IP) เนื่องจากเมื่อโปรโตคอลอื่นๆต้องการส่งผ่านข้อมูลข้ามเครือข่ายในอินเทอร์เนทนั้น จะต้องอาศัยการผนึกข้อมูล ไปกับโปรโตคอล IP ที่มีกลไกการระบุเส้นทาง ผ่าน Gateway หรือ

Router เพื่อนำข้อมูลไปยังเครือข่ายและเครื่องปลายทางที่ถูกต้อง เนื่องจากกลไกการระบุเส้นทางจะทำงานที่โปรโตคอล IP เท่านั้นและด้วยเหตุนี้เราจึงเรียก ว่าเป็นโปรโตคอลที่มีความสามารถในการระบุเส้นทางการส่งผ่านของข้อมูลได้(Routable)

การที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะสามารถสื่อสารกันได้จำต้องมีการระบุแอดเดรสที่ไม่ซ้ำกัน เพราะไม่เช่นนั้นข้อมูลที่ส่งอาจจะไม่ถึงปลายทางได้ ซึ่งแอดเดรสจะมีข้อกำหนดมาตรฐาน ซึ่งในการใช้งานโปรโตคอล TCP/IP ที่เชื่อมโยงเครือข่ายนี้ จะเรียกว่า IP Address ( Internet Protocol Address )

บทที่ 4 การส่งข้อมูลในระบบเครือข่าย

บทที่ 4 การส่งข้อมูลในระบบเครือข่าย

เทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง
1.1 การส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์ (Baseband)
     การส่งข้อมูลในระบบเบสแบนด์นั้น จะมีช่องทางสื่อสารเพียงช่องทางเดียว ดังนั้นจึงต้องมีเทคนิคในการจัดการข้อมูล เพื่อป้องกันการชนกันของข้อมูล ซึ่งเทคนิคที่นิยมใช้กันคือเทคนิค CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ) โดยอุปกรณ์ที่จะส่งข้อมูลนั้นจะ
คอยตรวจสอบว่า มีอุปกรณ์อื่นกำลังส่งข้อมูลอยู่หรือไม่ ถ้ามีก็จะคอยก่อน ถ้าไม่มีหรือว่าง ก็จะทำการส่งข้อมูลทันที ซึงระบบเครือข่าย LAN จะใช้วิธีการส่ง
ข้อมูลแบบชนิดนี้
1.2 การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์ (Broadband)
     การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์นี้ จะเป็นการส่งข้อมูลหลายช่องทาง ด้วยความถี่ที่แตกต่างกันโดยใช้สายสัญญาณของคลื่นวิทยุในการส่งข้อมูล
สัญญาณเดียวหรือหลายสัญญาณบนสายส่งข้อมูลเส้นเดียว เช่นการส่งข้อมูลพร้อมกับเสียงและสัญญาณวีดิโอ สายสัญญาณชนิดนี้ราคาค่อนข้างแพง
เมื่อเทียบกับสายแบบเบสแบนด์ 

การแบ่งกันใช้สายเพื่อส่งข้อมูล
     เนื่องจากในระบบเครือข่ายนั้น จะมีสายสัญญาณชุดเดียวกัน เพื่อใช้ในการติดต่อส่งข้อมูลซึ่งกันและกัน จึงต้องมีวิธีการที่จะต้องแบ่งเวลาในการใช้สาย
ให้ทั่วถึงกัน โดยทั่วไปจะมีอยู่ด้วยกัน 2 แบบด้วยกัน คือ
2.1 CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) 
     วิธีนี้จะใช้สายสัญญาณชุดเดียวกันในการส่งข้อมูล โดยวิธีการนี้จะเป็นวิธีที่ให้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องคอยฟังและตรวจสอบว่า สายว่างหรือไม่
( Carrier Detection ) ถ้าว่างก็จะเริ่มทำการส่งสัญญาณออกมา และถ้าสายว่างข้อมูลที่ส่งไปก็จะถึงผู้รับทันที แต่ในการเริ่มส่งสัญญาณนี้อาจจะตรง
กับสถานีอื่น ๆ ก็ได้ ดังนั้นก็จะเกิดสัญญาณชนกัน ทำให้ข้อมูลนั้นไม่สามารถที่จะส่งไปให้ถึงผู้รับได้ เมื่อเกิดสัญญาณชนกันแล้ว แต่ละเครื่องที่จะส่ง
ข้อมูลมานั้นก็จะหยุดส่ง และรอ โดยจะทำการนับถอยหลังของเวลาที่สุ่มมาให้แตกต่างกันระหว่างแต่ละเครื่องเมื่อครบเวลาที่นับถอยหลังในแต่ละเครื่อง
แล้ว ก็จะทำการส่งข้อมูลไปใหม่ โดยการส่งครั้งใหม่นี้ก็จะไม่มีการชนกันระหว่างข้อมูลคู่เดิมอีก เนื่องจากใช้เวลาในการรอส่งข้อมูลที่แตกต่างกัน โดย CSMA/CD นี้แพร่หลายในระบบ LAN ทั่วไป โดยเฉพาะที่เป็นเครือข่ายแบบ Ethernet แต่สำหรับข้อเสียนั้นก็คือในเรื่องของสัญญาณชนกัน ในระหว่างส่งข้อมูลโดยหากในระบบมีปริมาณการส่งข้อมูลมาก ก็จะมีการชนของข้อมูลมากเช่นกัน

2.2 Token Passing
     วิธีการนี้สามารถใช้กับ Topology หลายแบบด้วยกัน เช่น Bus, Star, Ring โดยวิธีการนี้จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง
ที่มีสิทธิในการส่งข้อมูล โดยมีรหัส Token เก็บไว้ และเมื่อทำการส่งข้อมูลออกไปแล้ว ก็จะทำการส่งรหัส Token นี้ออกไปให้เครื่องอื่น ๆ ตามลำดับ
ที่ได้กำหนดไว้ เมื่อเครื่องใดได้รับรหัสแล้ว ถ้าเครื่องนั้นไม่ต้องการส่งข้อมูลก็จะส่งรหัสนี้ต่อไปยังเครื่องอื่นต่อไป ถ้าเครื่องนั้นต้องการส่งข้อมูลก็ให้ส่ง
ข้อมูลออกมาก่อน แล้วค่อยส่งรหัสออกไปให้เครื่องอื่นทราบตามลำดับ ซึ่งวิธีนี้ จะทำให้ทุกเครื่องในเครือข่ายจะได้รับสิทธิในการส่งข้อมูล 1 ครั้ง ภายใน 1 รอบการทำงาน ทำให้สามารถจำกัดเวลาได้ว่าจะส่งข้อมูลออกไปได้ภายในเวลาไม่เกินกี่ millisecond

บทที่ 1 หลักการเบื้องต้นของการสื่อสาร

บทที่ 1 หลักการเบื้องต้นของการสื่อสาร

            ถ้าจะกล่าวกันว่าการสื่อสารสร้างโลก  จะเห็นว่าคำกล่าวนี้น่าจะเป็นจริง  เพราะจะเห็นว่าในการดำรงชีวิตของมนุษย์โลกและกิจกรรมตลอดจนธุรกิจต่างๆ  จะสำเร็จลงได้ด้วยดีก็ย่อมต้องมีการสื่อสารที่ดีเป็นส่วนประกอบที่สำคัญ  ซึ่งการสื่อสารนั้นสามารถทำได้หลายรูปแบบ  แต่ที่จะกล่าวถึงก็คือการสื่อสารข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์

ความหมายของการสื่อสารข้อมูล

          การสื่อสารข้อมูล (Data Communication)  คือ  การส่งข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งซึ่งเรียกว่าจุดเริ่มต้น  ผ่านพาหนะนำส่งข้อมูล  ซึ่งเรียกว่าตัวกลาง  เพื่อจะให้ข้อมูลนั้นสามารถไปยังจุดหมายปลายทาง  ซึ่งเรียกว่าผู้รับ

พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล

            การสื่อสารข้อมูลต้องมีองค์ประกอบ 3 ส่วนคือ

1. แหล่งกำเนิด (Source) คือตังส่งข้อมูล  เช่น  ครื่องคอมพิวเตอร์

2. พาหนะนำสัญญาณ หรือตัวกลาง (Medium) เช่นสายโทรศัพท์  สายเคเบิ้ล  คลื่นวิทยุ เป็นต้น

3. ตัวรับข้อมูล (Snik) เช่น  เครื่องคอมพิวเตอร์  หรือ  เทอร์มินัล

แหล่งกำเนิด ผู้รับ ตัวกลาง

แสดงองค์ประกอบพื้นฐานของการสื่อสาร

ความรู้พื้นฐานของการสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์

                การสื่อสารข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์  คือ  การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทางโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์  ซึ่งเชื่อมต่อกันอยู่ด้วยสื่อกลางชนิดใดชนิดหนึ่ง

                ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์  คือ  ระบบเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ตั้งแต่  2  ตัวขึ้นไป  เพื่อให้สามารถติดต่อสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกันได้

บทที่ 3 มาตรฐานและเทคโนโลยีของระบบเครือข่าย

บทที่ 3 มาตรฐานและเทคโนโลยีของระบบเครือข่าย

โทโปโลยี
โทโปโลยีของเครือข่าย (Network Topology) จะอธิบายถึงแผนผังการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ลักษณะทางกายภาพ (Physical Topology) หรือทางตรรกะ (Logical Topology) ซึ่งจะแสดงถึงตำแหน่งของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ และ เส้นทางการเชื่อมต่อของอุปกรณ์เหล่านี้ โทโปโลยีเครือข่ายอาจจะมีผลต่อสมรรถนะของเครือข่ายได้ การเลือกโทโปโลยีอาจมี ผลต่อประเภทของอุปกร์ที่ใช้ในเครือข่าย สมรรถนะของอุปกรณ์เหล่านั้น ความสามารถในการขยายของเครือข่าย และวิธีการดู แลและจัดการเครือข่าย     การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ โทโปโลยีที่ใช้ต้องสัมพันธ์กับสายสัญญาณ เน็ตเวิร์คการด์ ระบบปฏิบัติการเครือข่าย และ อุปกรณ์ เครือข่ายอื่นๆ ที่จะเชื่อมกันเป็นเครือข่าย การเลือกโทโปโลยีของเครือข่ายต้องมีการวางแผนที่ดี เพราะโทโปโลยีจะมี ผลต่อชนิดของสายสัญญาณที่ใช้ รวมถึงลักษณะการเดินสายสัญญาณด้วย โทโปโลยียังเป็นตัวกำหนดลักษณะการสื่อสารกัน ระหว่างคอมพิวเตอร์ด้วย ต่างโทโปโลยีกันต้องใช้วิธีการสื่อสารข้อมูลที่ต่างกัน และวิธีการนี้จะมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพ ของเครือข่าย รูปแบบของโทโปโลยีของเครือข่ายหลักๆ มีดังต่อไปนี้                1. โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology) เป็นโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุด ลักษณะการทำงานคือ อุปกรณ์ ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสารหลักที่เรียกว่า"บัส" (BUS) เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะ ส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนด หนึ่งภายในเครือข่าย จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่าบัสว่างหรือไม่ ถ้าหากไม่ว่างก็ไม่สามารถจะ ส่งข้อมูลออกไปได้ ทั้งนี้เพราะสายสื่อสารหลักมีเพียงสายเดียว ในกรณีที่มีข้อมูลวิ่งมาในบัส ข้อมูลนี้จะวิ่งผ่านโหนดต่างๆ ไป เรื่อยๆ ในขณะที่แต่ละโหนดจะคอยตรวจสอบข้อมูลที่ผ่านมาว่าเป็นของตนเองหรือไม่ หากไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้ข้อมูลวิ่งผ่านไป แต่หากเลขที่อยู่ปลายทาง ซึ่งกำกับมากับข้อมูลตรงกับเลขที่อยู่ของของตน โหนดนั้นก็จะรับข้อมูลเข้าไป
รูปที่ 39 โทโปโลยีแบบบัส
ข้อดีของโทโปโลยีแบบบัส                 1. ใช้สายส่งข้อมูลน้อยและมีรูปแบบที่ง่ายในการติดตั้ง ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษา                2. สามารถเพิ่มอุปกรณ์ชิ้นใหม่เข้าไปในเครือข่ายได้ง่าย ข้อเสียของโทโปโลยีแบบบัส                1. ในกรณีที่เกิดการเสียหายของสายส่งข้อมูลหลัก จะทำให้ทั้งระบบทำงานไม่ได้                2. การตรวจสอบข้อผิดพลาดทำได้ยาก ต้องทำจากหลาย ๆจุด
2. โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology) เป็นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้ากันเป็นวงกลม ข้อมูลข่าวสารจะถูกส่ง จากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่ง วนอยู่ในเครือข่ายไปใน ทิศทางเดียวเหมือนวงแหวน (ในระบบเครือข่ายรูปวงแหวนบาง ระบบสามารถส่งข้อมูลได้สองทิศทาง) ในแต่ละโหนดหรือสถานี จะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด1 ตัว ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข่าว สารที่จำเป็นต่อการสื่อสาร ในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด และมีหน้าที่รับแพ็กเกจข้อมูลที่ ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูลที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้นส่งต่อไป ให้กับโหนดของตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยังรีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป
รูปที่ 40 โทโปโลยีรูปวงแหวน
ข้อดีของโทโปโลยีรูปวงแหวน                 1. การส่งข้อมูลสามารถส่งไปยังผู้รับหลาย ๆ โหนดพร้อมกันได้ โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลง ในส่วนหัว ของแพ็กเกจข้อมูล รีพีตเตอร์ของแต่ละโหนดจะตรวจสอบเองว่ามีข้อมูลส่งมาให้ที่โหนดตนเองหรือไม่                2. การส่งข้อมูลเป็นไปในทิศทางเดียวกัน จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณข้อมูล ข้อเสียของโทโปโลยีรูปวงแหวน                 1. ถ้ามีโหนดใดโหนดหนึ่งเกิดเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังโหนดต่อไปได้ และจะทำให้เครือข่ายทั้ง เครือข่ายขาดการติดต่อสื่อสาร                2. เมื่อโหนดหนึ่งต้องการส่งข้อมูล โหนดอื่น ๆ ต้องมีส่วนร่วมด้วย ซึ่งจะทำให้เสียเวลา องค์กรในการจัดการมาตรฐาน (standard organization) องค์กรที่มีบทบาทต่อการกำหนดมาตรฐาน เนื่องจากหน่วยงานที่มีหน้าที่กำหนดมาตรฐาน มีบทบาทสำคัญสำหรับการพัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่าย เราจึงพบชื่อย่อของหน่วยงานต่างๆ ที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานในเอกสารหรือ บทความทางเทคนิคบ่อยๆ ในส่วนต่อไปนี้ จะอธิบายเกี่ยวกับองค์กรกำหนดมาตรฐาน ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบ เครือข่ายและเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ANSI ANSI (American National Standards Institute) เป็นองค์กรอาสาสมัครที่ไม่มีผลกำไรจากการ ดำเนินงาน ประกอบด้วยกลุ่มนักธุรกิจและกลุ่มอุตสาหกรรมในประเทศสหรัฐอเมริกา ก่อตั้งในปี ค.ศ. 1918 มี สำนักงานใหญ่อยู่ที่นิวยอร์ค ANSI ทำหน้าที่พัฒนามาตรฐานต่างๆ ของอเมริการให้เหมาะสมจากนั้นจะรับรองขึ้นไปเป็นมาตรฐานสากล ANSI ยังเป็นตัวแทนของอเมริกาในองค์กรมาตรฐานสากล ISO (International Organization for Standardization) และ IEC (International Electrotechnical Commission) ANSI เป็นที่รู้จักในการเสนอภาษาการเขียนโปรแกรม ได้แก่ ANSI C และยังกำหนดมาตรฐานเทคโนโลยีระบบเครือข่ายอีกหลายแบบ เช่นระบบเครือข่ายความเร็วสูงที่ใช้เคเบิลใยแก้วนำแสง SONET เป็นต้น IEEE IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) เป็นสมาคมผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิค ก่อตั้งเมื่อปี ค.ศ. 1884 ตั้งอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกา มีสมาชิกจากประเทศต่างๆ ทั่วโลกประมาณ 150 ประเทศ IEEE มุ่งสนใจทางด้านไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรม และวิทยาการคอมพิวเตอร์ มีชื่อเสียงอย่างมากในการกำหนด คุณลักษณะเฉพาะต่างๆ ของระบบเครือข่าย เกณฑ์การจัดตั้งเครือข่ายต่างๆ ถูกกำหนดเป็นกลุ่มย่อยของคุณลักษณะเฉพาะมาตรฐาน 802 ตัวอย่างที่รู้จักกันดีได้แก่ IEEE802.3 ซึ่งกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่าย Ethernet IEEE802.4 กำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่ายแบบ Token-Bus และ IEEE802.5 ซึ่งกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่ายแบบ Token-Ring เป็นต้น ISO ISO (International Standard Organization หรือInternational Organization for Standardization) เป็นองค์กรที่รวบรวมองค์กรมาตรฐานจากประเทศต่างๆ 130 ประเทศ ISO เป็นภาษากรีกหมายถึงความเท่าเทียมกัน หรือความเป็นมาตรฐาน (Standardization) ISO ไม่ใช่องค์กรของรัฐ มีจุดมุ่งหมายในการส่งเสริมให้มีมาตรฐานสากล ซึ่งไม่เพียงแต่ในเรื่องที่เกี่ยวกับเทคโนโลยีและการสื่อสาร แต่ยังรวมไปถึงการค้า การพาณิชย์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ สำหรับในส่วนของระบบเครือข่ายนั้น ISO เป็นผู้กำหนดมาตรฐานโครงสร้าง 7 เลเยอร์ของ ISO/OSI Reference Model นั่นเอง IETF IEFT (Internet Engineering Task Force) เป็นกลุ่มผู้ให้ความสนใจเรื่องระบบเครือข่ายและการเติบโตของเครือข่ายอินเตอร์เน็ต การเป็นสมาชิกของ IETF นั้นเปิดกว้าง โดยองค์กรนี้มีการแบ่งคณะทำงานออกเป็นหลายกลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มมุ่งสนใจเฉพาะในเรื่อง ต่างๆ กัน เช่น การกำหนดเส้นทางการส่งข้อมูล ระบบรักษาความปลอดภัย และระบบการออกอากาศข้อมูล (Broadcasting) เป็นต้น นอกจากนี้ IETF ยังเป็นองค์กรที่พัฒนาและจัดทำ คุณสมบัติเฉพาะที่เรียกว่า RFC (Requests for Comment) สำหรับมาตรฐานของ TCP/IP ที่ใช้บนระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ตอีกด้วย EIA EIA (Electronics Industries Association) เป็นองค์กรกำหนดมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ด้านฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์ทางด้านโทรคมนาคม และการสื่อสารของเครื่องคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่นคุณลักษณะในการเชื่อมต่อผ่าน RS-232 เป็นต้น W3C W3C (World Wide Web Consortium) ก่อตั้งในปี ค.ศ.1994 โดยมีเครือข่ายหลักอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น โดยมีภารกิจหลักในการส่งเสริมและพัฒนามาตรฐานของเว็บ ข้อเสนอที่ได้รับการพิจารณาและรับรองโดย W3C จะเป็นมาตรฐานในการออกแบบการแสดงผลเว็บเพจ เช่น Cascading, XML, HTML เป็นต้น สถาปัตยกรรมเครือข่าย tcp/ip (tcp/ip architecture) TCP/IP เริ่มมาจากการศึกษาวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐเมริกา (DoD,U.S.DepartmentofDefense) โดยช่วงแรกมีเป้าหมายในการเชื่อมโยงข้อมูลระหว่าง มหาวิทยาลัยต่างๆตลอดจนหน่วยงานของรัฐโดยการใช้สายเช่าโทรศัพท์ในการเชื่อมโยงของ เครือข่ายและให้บริการส่งข้อมูลซึ่งเป็นการให้บริการแบบ Connection-oriented และเรียกเครือข่ายนี้ว่า อาร์พาเน็ต (ARPANET) ต่อมาเมื่อมีการขยายเครือข่ายใช้งานกันแพร่หลายมากขึ้น ทำให้มีความจำเป็น ในการกำหนดเป็นสถาปัตยกรรมเครือข่าย เพื่อให้สามารถบริการส่งข้อมูลผ่าน เครือข่ายได้ทั้งแบบ Connection-oriented และ Connectionless ซึ่งสถาปัตยกรรมนี้เรียกกันทั่วไป ว่า ตัวแบบ TCP/IP (TCP/IP Reference Model) ตามโปรโตคอล TCP (Transmission Control Protocol) ในระดับชั้นทรานสปอร์ตและโปรโตคอล IP(InternetProtocol) ในระดับชั้นเน็ตเวิร์กซึ่งเป็นโปรโตคอลสำคัญ ของสถาปัตยกรรมเครือข่ายนี้ตัวแบบ TCP/IP เมื่อเปรียบเทียบกับตัว OSI ได้แสดงดังรูป ในที่นี้จะอธิบายโดยสังเขปถึงเนื้อหาสาระของระดับชั้นต่าง ๆ ของตัวแบบนี้ แสดงตัวแบบ TCP/IP และตัวแบบ OSI 1. ระดับชั้นโฮสต์-ทู-เน็ตเวิร์ก (Host-to-network) ในระดับชั้นนี้สาระสำคัญเพียงแต่ระบุว่าโฮสต์จะต้องติดต่อเข้ากับเครือข่ายโดยอาศัย โปรโตคอลอย่างใด อย่างหนึ่งเพื่อที่จะส่งแพ็กเกตผ่านเครือข่ายไปได้ในการที่ตัวแบบ TCP/IP ไม่กำหนดโปรโตคอลที่ใช้ในการ ติดต่อระหว่างโฮสต์กับเครือข่ายนั้น ทำให้ตัวแบบ TCP/IP สามารถใช้งานได้ดีทั้งกับแลนและแวน แต่อย่างไรก็ตามมีผู้ออกแบบ โปรโตคอลเพื่อใช้ในการส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้เข้าสู่อินเทอร์เน็ต เช่น โปรโตคอน SLIP (Serial Line IP) และโปรโตคอล PPP (Point-to-Point Protocol) เป็นต้น 2. ระดับชั้นอินเทอร์เน็ต สาระสำคัญของระดับชั้นอินเตอร์เน็ตนี้เป็นการหาเส้นทางส่งข้อมูล (routing) ในการส่ง ข้อมูลจากโฮสต์ต้นทางให้ถึงโฮสต์ปลายทางได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพซึ่งคล้ายกับสาระสำคัญ ของระดับชั้นเน็ตเวิร์กของ ISO ในระดับชั้นนี้จะมีโปรโตคอลที่ถูกออกแบบมาให้บริการส่งข้อมูล แบบ Connectionless โดยโฮสต์ต้นทางสามารถส่งแพ็กเกตข้อมูลเข้าไปในเครือข่ายใดๆได้แล้วโปรโตคอนนี้ จะส่งแพ็กเกตผ่านเครือข่ายต่างๆไปถึงปลายทางโดยที่แต่ละแพ็กเกตจะถูกส่งอย่างอิสระจากกันและกันกล่าวคือ อาจจะผ่านเส้นทางแตกต่างกันและเมื่อไปถึงปลายทางอาจจะมีลำดับที่แตกต่างจากตอนส่งก็ได้ ซึ่งก็ต้องเป็นหน้าที่ของระดับชั้นทรานสปอร์ต ( ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในเครื่องโฮลต์ ) ในการควบคุมความผิดพลาด ของการส่งข้อมูล   3. ระดับชั้นทรานสปอร์ต ระดับชั้นทรานสปอร์ตของตัวแบบ TCP/IP ถูกออกแบบมาให้ทำหน้าที่ควบคุมการส่ง ข้อมูลระหว่างโฮสต์ ปลายทางทั้งสอง ซึ่งก็คล้ายกับหน้าที่ของระดับชั้นทราน สปอร์ตของตัวแบบ ISO ในระดับชั้นทรานสปอร์ต ของ TCP/IP มีโปรโตคอลที่ถูกใช้ 2 ตัว โปรโตคอลแรกคือ TCP ซึ่งให้บริการส่งข้อมูลเป็นแบบ Connection oriented กล่าวคือควบคุมให้ฝั่งส่งและฝั่งส่งและฝั่งรับสามารถส่งข้อมูลแบบByte stream ผ่านเครือข่าย อินเทอร์เน็ตได้อย่างถูกต้อง โดยที่ TCP จะแบ่ง ข้อมูลที่ได้รับมาจาหระดับชั้นบนออกเป็นบล็อกที่เหมาะสม กับการส่งผ่านเครือข่าย และส่งข้อมูลไปยังระดับชั้นอินเทอร์เน็ตส่วน TCP ปลายทางจะรวบรวมบล็อกข้อมูล ที่ได้รับมาและส่งไบต์ ข้อมูลที่ถูกต้องให้แก่ระดับชั้นข้างบน หรับโปรโตคอลแบบที่สองคือ UDP (UserDatagramProtocol) ซึ่งให้บริการส่งข้อมูลแบบ Connectionless โดนไม่เน้นความถูกต้องของลำดับ ของข้อมูลโปรโตคอลนี้จะเหมาะสำหรับงานประยุกต์ที่ต้องการความเร็วของการส่งข้อมูลมากกว่าความถูกต้อง ของข้อมูล เช่นการส่งข้อมูลเสียงหรือข้อมูลภาพเคลื่อนไหวนอกจากนั้นยังใช้สำหรับงานประยุกต์แบบถามตอบ ข้อมูล (request-reply) และงานประยุกต์ที่ต้องการแพร่กระจายข้อมูลไปยัง ผู้ใช้หลายคนพร้อมกัน  แสดงตัวอย่างโปรโตคอลและเครือข่ายภายในตัวแบบ TCP/IP 4. ระดับชั้นแอปพลิเคชั่น ในระดับแอปพลิเคชันมีโปรโตคอลที่ผู้ใช้หรือโปรแกรมประยุกต์สามารถใช้บริการได้หลายชนิด เช่น -Telnet ซึ่งเป็นโปรโตคอลสำหรับเทอร์มินัลเสมือนโดยทำให้ผู้ใช้สามารถใช้คอมพิวเตอร์ที่อยู่ไกลออกไป และแสดงผลลัพธ์ของตนเองในการที่จะเข้าไปใช้งาน (login) เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ไกลออกไปและแสดงผลลัพธ์ บนหน้าจอเครื่องตนเอง  - FTP (File Transfer Protocol) ซึ่งบริการส่งแฟ้มข้มูลจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งอย่างประสิทธิภาพ - SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) ซึ่งใช้ส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ผ่าน อินเทอร์เน็ต - DNS (Domain Name System) ซึ่งช่วยเปลี่ยนชื่อของเครื่องโฮสต์ ( เช่น cs.yale.edu) ให้เป็นไอพีแอดเดรส (IP address) ที่ใช้ในการส่งข้อมูลในอินเทอร์เน็ต - HTTP (HypirText Transfer Protocol) ซึ่งใช้ในการดึงข้อมูลจากเว็บไซต์บนเวิลด์ไวด์เว็บ เป็นต้น

บทที่ 2 ระบบเครือข่ายและการสื่อสารข้อมูล

บทที่ 2 ระบบเครือข่ายและการสื่อสารข้อมูล

1.1 ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์พื้นฐาน (Network Basic) ความหมายของระบบเครือข่าย ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร ์(ComputerNetwork) คือระบบที่มีการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป ผ่านช่องทางการสื่อสารอย่างใดอย่างหนึ่ง และระบบเครือข่ายใดๆ สามารถมีระบบเครือข่ายย่อยมากกว่า1 เครือข่ายอยู่ภายใน
ความสำคัญของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 1. ทำให้เกิดการทำงานในลักษณะกลุ่มในระหว่างเครื่อง และอุปกรณ์ประกอบคอมพิวเตอร์ 2. เกิดการใช้ทรัพยากรร่วมกันขึ้น โดยผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่อยู่ในเครือข่าย สามารถใช้ แฟ้มข้อมูล ชุดคำสั่ง ข่าวสารสารสนเทศต่างๆ ตลอดใช้อุปกรณ์ประกอบคอมพิวเตอร์ที่มีราคาแพงร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์ สแกนเนอร์ ซีดีรอม โมเด็ม ฯลฯ  3. ช่วยลดความซ้ำซ้อนและสามารถกำหนดมาตรฐานการรักษาความปลอดภัยให้กับแฟ้มข้อมูลต่างๆได้สะดวก  4. สามารถขยายอาณาเขตในการสื่อสารข้อมูลได้ครอบคลุมกว้างไกลยิ่งขึ้นจากเครือข่ายขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกัน ด้วยคอมพิวเตอร์เพียงสองสามเครื่องภายในหน่วยงานหรือบริษัทเล็กๆไปจนถึงเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ นับล้านๆเครื่องทั่วโลกครอบคลุมไปเกือบทุกประเทศที่รู้จักกันดีคือเครือข่ายอินเทอร์เน็ตซึ่งเป็นเครือข่ายที่ใหญ่ ที่สุดในโลก
องค์ประกอบระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Network Elements)องค์ประกอบของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มี 7 องค์ประกอบด้วยกันประกอบด้วย  1. จุดเชื่อมต่อ (Node) อย่างน้อย 2 จุดขึ้นไป ซึ่งอาจจะเป็น Personal Computer , Host Computer, Workstation และ Printer  2.การ์ดแลน(Network Interface Card : NIC)เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณและควบคุมการรับส่งข้อมูล ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องที่เชื่อมต่อกับระบบเครือข่าย รูปการ์ดแลน10/100และการ์ดแลน10/10  3. สื่อกลางในการส่งข้อมูล (Media)ได้แก่สายเคเบิล คลื่นวิทยุ คลื่นอินฟราเรด เป็นต้น ซึ่งรายละเอียดเกี่ยวกับ สื่อกลางในการส่งข้อมูล จะอธิบายอย่างละเอียดในบทต่อไป 4. แพกเกจของข้อมูล (Data Packets) เป็นสัญญาณที่วิ่งระหว่าง Node ภายในระบบ เครือข่าย 5. ที่อยู่ (Address) เปรียบเสมือนบ้านเลขที่ของแต่ละ Node ในระบบเครือข่ายซึ่งจะไม่ ซ้ำกัน 6. ซอฟต์แวร์ในการสื่อสารข้อมูล (CommunicationSoftware)เป็นโปรแกรมที่ติดตั้งในเครื่องคอมพิวเตอร์แม่ข่าย (Server) เพื่อควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย ได้แก่ Netware, Window NT/ Windows 2000 Server, Linux และ Unix เป็นต้น -Netware เป็นระบบปฏิบัติการที่มีผู้นิยมใช้งานในระบบเครือข่ายมากสำหรับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ในยุคแรกๆ พัฒนาโดยบริษัท Novell จัดเป็นระบบปฏิบัติการเครือข่ายที่ทำงานภายใต้ MS-DOS - Window NT, Windows 2000 Server เป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนาโดยบริษัท ไมโครซอฟต์ จำกัด สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ เริ่มต้นไมโครซอฟต์ต้องการพัฒนาเป็นแอปปลิเคชั่น เซอร์ฟเวอร์ แต่ปัจจุบันสามารถประยุกต์ได้เป็นดาต้าเบส เซอรฟ์เวอร์ และอินเทอร์เน็ตเซอร์ฟเวอร์ -Unixเป็นระบบปฏิบัติการที่กำเนิดมาบนเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่(Mainframe)ที่รองรับผู้ใช้จำนวนมาก สำหรับระบบเครือข่ายในหน่วยงานใหญ่ๆ เป็นโปรแกรมจัดการระบบงาน (Operating system) ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระบบหนึ่ง ได้รับการออกแบบโดยห้องปฏิบัติการเบลล์ของบริษัท AT&T ในปี ค.ศ. 1969 ถึงแม้ว่าระบบUnixจะคิดค้นมานานแล้วแต่ยังเป็นที่นิยมใช้กันมากมาจนถึงปัจจุบันโดยเฉพาะระบบพื้นฐานของ อินเตอร์เนต เนื่องจากมีความคล่องตัวสูง ตลอดจนสามารถใช้ได้กับเครื่องคอมพิวเตอร์หลายชนิด นอกจากนั้น Unix ยังเป็นระบบ ใช้ในลักษณะผู้ใช้ร่วมกันหลายคน (Multiuse) และงานหลายงานในขณะเดียวกัน (Multitasking) ผู้ใช้สามารถดัดแปลง หรือเพิ่มคำสั่งใน Unix ด้วยตนเองเพื่อความสะดวกได้  - Linux เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับระบบเครือข่าย ที่อยู่ในกลุ่มของ Free Ware ที่มี คุณภาพและประสิทธิภาพสูง Linux พัฒนาขึ้นโดยนายไลนัส ทอร์วัลด์ (Linus Torvalds) ขณะที่ยังเป็นนักศึกษาของมหาวิทยาลัยเฮซิงกิ ประเทศฟินแลนด์ เขาได้ส่งซอร์สโค้ด(Source Code)ให้นักพัฒนาทั่วโลกร่วมกันพัฒนา โดยข้อดีของ Linux สามารถทำงานได้พร้อมกัน(Multitasking) และใช้งานได้พร้อมกันหลายคน(Multiuse)ทำให้เป็นที่นิยมแพร่หลาย บางคนกล่าวว่า "Linuxก็คือน้องของUnix"แต่จริงๆแล้วLinuxมีข้อดีกว่ายูนิกซ์(Unix)คือสามารถทำงานได้ บนเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) ที่ใช้งานอยู่ทั่วๆ ไป เพราะว่า Linux เป็นระบบปฏิบัติ  7. รูปแบบในการเชื่อมต่อเครือข่าย (Topology) ซึ่งเป็นแผนผังทางกายภาพที่จะบอกว่าสัญญาณข้อมูลจะวิ่งจาก Node หนึ่งไปยังอีก Node หนึ่งในลักษณะอย่างไร ซึ่งมี 3 รูปแบบ คือ Bus Topology0, Ring Topology และ Star Topology 8. อัตราการส่งข้อมูล (Data Transmission Rate) เป็นความเร็วที่แพกเกตจำนวนหนึ่งสามารถเดินทางจาก Node หนึ่ง ไปยังอีก Node หนึ่งในระบบเครือข่าย เช่น ความเร็ว 1 Mbps (Megabits per second) , 1Gbps (Gigabits per second)