หน่วยที่ 1 ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เรื่อง ระบบเครือข่ายและการเชื่อมต่อ

____________________________________________________________________________

ประวัติของระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ต
       อินเตอร์เน็ต ถูกพัฒนาโดยกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา ซึ่ง เป็นหน่วยงานที่ทำหน้าที่ดูแลเครือข่ายที่มีชื่อว่า ARPA (Advanced Research Project Agency) โดยเรียกชื่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์นี้ ว่า “ARPANET” สร้างขึ้นเพื่อใช้งานทางราชการทหาร

ความหมายโปรโตคอล

          Protocol หมายถึง ข้อกำหนดหรือข้อตกลงในการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ ในกรณีที่คอมพิวเตอร์ 2 เครื่องต้องการสื่อสารกันแต่ใช้คนละภาษา จะต้องมี ตัวกลางในการแปลง Protocol ที่เรียกว่า Gateway

ระบบเครือข่ายและการเชื่อมต่อ

1. เครื่องลูกเครือข่ายและเครืองให้บริการ

เครื่องลูกข่าย (End system or Client) คือ เป็นคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้าระบบเครือข่าย ซึ่งอาจเรียกว่าเวิร์กสเตชั่ นโดยมักเป็นเครื่องของผู้ใช้งานทั่วไปสำหรับติดต่อเพื่อขอใช้ บริการจากเซิร์ฟเวอร์ เครื่องลูกข่ายอาจเป็นคอมพิวเตอร์ที่ไม่จำเป็นต้องมีสมรรถนะสูง ซึ่ง อาจเป็นเครื่องเดสก์ทอปคอมพิวเตอร์ทั่วไป

เครื่องให้บริการ (Server) เป็นคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่บริการทรัพยากรให้กับเครื่องลูกข่าย บนเครือข่าย เช่น บริการไฟล์ (FileServer), การบริการงานพิมพ์ (PrintServer) เป็นต้น เครื่องเซิร์ฟเวอร์อาจเป็นคอมพิวเตอร์ระดับเมนเฟรม มินิคอมพิวเตอร์

2. การเชื่อมต่อกับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต

การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ เข้ากับระบบเครือข่าย ต้องพิจารณาถึงรูปแบบของ application ในการใช้งานด้วย รวมถึงการเชื่อมต่อทางกายภาพ เช่น สายสัญญาณต่าง ๆ  ปัจจุบันการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายแบบไร้สายสัญญาณเป็นที่นิยมของผู้ใช้งานทั่วไป เนื่องจากช่วยลดข้อจำกัดในด้านต่าง ๆ เช่น ความยาวของสายสัญญาณ มีความ สะดวกสบายในการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ต่าง ๆ และไม่จำกัดพื้นที่ในการให้บริการ โดยเฉพาะพื้นที่ ที่สายสัญญาณไม่สามารถเข้าถึงได้

          2.1 การเชื่อมต่อด้วยการหมุนโทรศัพท์ (Dial-Up)

เป็นการเชื่อต่อเข้ากับระบบ เครือข่ายด้วยการใช้โทรศัพท์ โดย เครื่องคอมพิวเตอร์จะเชื่อต่อกับ ระบบเครือข่ายผ่านทาง สายโทรศัพท์ด้วยอุปกรณ์ที่ เรียกว่า “Modem” ความเร็ว ในการรับส่งข้อมูลประมาณ 56-128 Kbps

2.2 DSL (Digital Subscriber Line)

คือ เทคโนโลยีในการเชื่อมต่อเครือข่ายอินเตอร์เน็ตความเร็วสูงด้วยสายโทรศัพท์โดยมีการเข้ารหัส สัญญาณข้อมูลในย่านความถี่สูง กว่าการใช้งานโทรศัพท์ทั่วไปทำให้สามารถรับ-ส่งข้อมูลได้ใน ขณะที่ใช้งานโทรศัพท์ โดยจะแบ่งช่องความถี่ออกเป็น 3ส่วน คือ

- 0 ถึง 4 KHz ใช้ รับ-ส่ง สัญญาณโทรศัพท์

- 4 ถึง 50 KHz ใช้เป็นช่องสัญญาณ  Upstream สำหรับส่งข้อมูล

- 50 KHz ถึง 1 MHz ใช้เป็นช่องสัญญาณ  Downstream สำหรับรับข้อมูล

ตารางแสดงการเปรียบเทียบรูปแบบของเทคโนโลยี DSL

2.3 การเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยเคเบิล

Cable Television System เป็นการเชื่อมต่อที่นำระบบเคเบิลทีวีมาใช้ เนื่องจากในสหรัฐฯและประเทศในแถบยุโรปมีผู้ใช้เป็นจำนวนมากที่ใช้บริการ เคเบิลทีวี ทำให้ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการขยายเครือข่ายเพิ่มเติม 

2.4 Fiber-To-The-Home (FTTH)

เป็นการเชื่อมต่อชุมสายโทรศัพท์ (Central Office: CO) ด้วยสายใยแก้วนำแสง เพื่อเชื่อมต่อระหว่าง  CO กับที่พักอาศัย โดยเรียกว่า “Fiber-To-The-Home” ทำให้สามารถให้บริการอินเตอร์เน็ตความเร็วสูง โทรศัพท์ และส่งสัญญาณ โทรทัศน์ไปพร้อมกันได้ เรียกบริการลักษณะดังกล่าวว่า “FiberOptic Service: FIOS”  โดยเทคโนโลยีที่มีความนิยมเป็นอย่างสูงคือ “Passive Optical Network :PON”

2.5 Ethernet

อีเทอร์เน็ต (Ethernet) เป็นชื่อเรียกวิธีการสื่อสารในระดับล่างหรือที่เราเรียกว่า ProtocolของLANชนิดหนึ่งที่พัฒนาขึ้นโดย 3 บริษัทใหญ่คือบริษัทXerox Corporation, Digital EquipmentCorporation (DEC)และIntelในปี ค.ศ. 1976 โดยถูกจัดให้เป็นมาตรฐานของIEEE 802.3

2.6 WiFi

WiFi (Wireless Fidelity) เป็นมาตรฐานเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สาย (IEEE 802.11) โดยอุปกรณ์ทุกตัวที่ต่างยี่ห้อกันแต่ได้รับการตรวจสอบหรือมีมาตรฐานตามเกณฑ์ที่ กำหนดไว้จนได้รับการรับรองที่เรียนกว่า “WiFi Certified” ทำให้สามารถติดต่อกัน ได้โดยไม่เกิดปัญหา และเป็นที่มาของ LAN แบบไร้สาย หรือ Wireless LAN

2.7 WIMAX

WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) คือการออกแบบโครงสร้าง และอุปกรณ์สื่อสารแบบไร้สายที่ได้ถูกพัฒนามาจาก WirelessLAN หรือ Wi-Fiผลดีคือ ระยะทำการ ที่ครอบคลุมมากกว่าเครือข่ายแบบ WirelessLAN หลายเท่า สามารถเชื่อมต่อระหว่างตึกต่าง ๆ ได้ ง่ายไม่มีข้อจำกัดในเรื่องของภูมิประเทศ

สายสัญญาณ (Cable)

ในการเชื่อมต่อแบบต่าง ๆ จะต้องใช้สายเคเบิลเป็นตัวกลาง (Media) ซึ่งการใช้งานจะขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อ เช่นแบบ Bus จะใช้สายเคเบิล Coaxial, แบบ Star จะใช้สายเคเบิล UTP สายเคเบิลที่ใช้งานในระบบเน็ตเวิร์กจะมีอยู่ 3 ประเภทคือ

1.      สายโคแอ็กเชียล (Coaxial Cable)

 

เป็นสายเส้นเดียวมีลวดทองแดงเป็นแกนกลางหุ้ม ด้วยฉนวนสายยาง โดยจะมีลวดถักหุ้มฉนวนสายยางอีกชั้น (shield) ป้องกันสัญญาณรบกวน และมีฉนวนด้านนอกเป็นยาง สีดำหุ้มอีกชั้น จะมีอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ อย่างหนา (thick) อย่างบาง (thin) ส่วนมากจะใช้งานบนระบบ Ethernet โดยที่ปลายสายทั้ง 2 ด้านจะต้องมีตัว terminator ปิดด้วย มีความเร็วในการส่งข้อมูลต่ำกว่าสายแบบ UTP สาย Coaxial อย่างบาง (thin) มีข้อเสียคือ ไม่สามารถใช้รับ-ส่งสัญญาณได้เกิน 185 เมตร อาจต้องใช้ตัวทวนสัญญาณ (Repeater) ช่วยขยายสัญญาณ

2.       สายตีเกลียว (Twisted-Pair Cable)

เป็นสายเส้นเล็กจำนวน 8 เส้นตีเกลียวคู่ มีอยู่ 4 คู่ ประกอบด้วย สายทองแดงที่หุ้ม ด้วยฉนวนป้องกันที่มีหลายสี

3.       สายไฟเบอร์ออปติก (Fiber-optic-cable)

สายไฟเบอร์ออปติกหรือสายใยแก้วนำแสง ทำมาจากท่อแก้วหรือ พลาสติก โดยจะส่งสัญญาณในรูปของแสง