Chapter 1 บทนำการสื่อสารข้อมูล (Intro to Data Communications)

1. Chapter 1บทนำการสื่อสารข้อมูล (Intro to Data Communications)

2. การสื่อสารข้อมูล เหตุผลความจำเป็นการสื่อสาร • ปัจจุบันการสื่อสารข้อมูลเข้ามามีบทบาทมาก เช่น ระบบธนาคาร 24 ชม. ระบบโทรศัพท์ ระบบเพจเจอร์ ธุรกิจต่างๆ มีการใช้ระบบเครือข่ายคอยสนับสนุนการสืบค้นข้อมูล ทำธุรกิจเพื่อ การแข่งขัน

3. 1. องค์ประกอบระบบการสื่อสาร

4. Message ข้อมูลที่ส่งออกไป • Sender , source อุปกรณ์ผลิตข้อมูล • Receiver , sink เป้าหมาย อุปกรณ์ปลายทางนำข้อมูลไปใช้ • Medium ตัวกลางนำส่งข้อมูลมีเส้นทางแน่ชัด • Protocol กฏเกณฑ์ ข้อตกลงในการสื่อสารข้อมูล

5. 2. คุณสมบัติพื้นฐาน 3 ประการของการสื่อสารข้อมูล • Delivery • Accuracy • Timeliness

6. 3. Computer Network • ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์(Computer Network) หมายถึงคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปที่เป็นอิสระต่อกัน นำมาเชื่อมต่อถึงกันได้โดยไม่คำนึงถึงระยะทางระหว่างเครื่องทั้งสอง โดยใช้สายเคเบลธรรมดา สายเคเบิลใยแก้ว ใช้คลื่นไมโครเวฟ หรือใช้สัญญาณดาวเทียม

7. 4. การใช้งานระบบเครือข่าย 4.1 งานประยุกต์ทางธุรกิจ (Business Applications) 4.2 เครือข่ายสำหรับคนทั่วไป (Home Applications) 4.3 ผู้ใช้สัญจร (Mobile Users) 4.4 ผลกระทบทางสังคม (Social Issues)

8. 4.1 งานประยุกต์ทางธุรกิจ (Business Applications) มีวัตถุประสงค์ คือ • Resource sharing, Information sharing • Communication medium • E-commerce – B2B • E-commerce through Internet – B2C

9. 4.2 เครือข่ายสำหรับคนทั่วไป (Home Applications) • การติดต่อข้อมูลข่าวสารจากระยะไกล (Access to remote information) e.g. e-banking, e-shopping, e-library, e-newspaper, etc. • การสื่อสารระหว่างบุคคล-ต่อ-บุคคล (Person-to-person communication) e.g. e-mail, instant messaging, chat room, etc. • ความบันเทิงส่วนบุคคล (Interactive entertainment) e.g. video on demand • การพาณิชย์อิเล็คทรอนิกส์ (Electronic commerce) e.g. B2C, G2C, C2C, P2P

10. การพาณิชย์อิเล็คทรอนิกส์ (Electronic commerce)

11. 4.4 Social Issues • ความแตกแยกทางความคิดหรือมีความเข้าใจที่แตกต่างกันออกไปของคนกลุ่มต่างๆของสังคม เช่นข้อมูลทางการเมือง ข้อมูลที่เกี่ยวพันกับศาสนา • ข้อถกเถียงที่ยังคงไม่มีข้อยุติ เช่นสิทธิในการตรวจสอบข้อมูลของหน่วยงานรัฐหรือองค์กรเอกชน • ใช้เป็นสื่อลามกอนาจาร ก่อเกิดอาชญากรรม • โฆษณาชวนเชื่อ

12. 5. การจัดประเภทของเครือข่าย 5.1 เทคโนโลยีสำหรับการถ่ายทอดข้อมูล (Transmission Technology) 5.1.1 การแพร่กระจาย (Broadcast Networks) 5.1.2 จุด - ต่อ - จุด(Point-to-Point Networks) 5.1.3 Client-server 5.1.4 peer-to-peer 5.2 ขนาดของเครือข่าย (Scale) 5.2.1 เครือข่ายเฉพาะพื้นที่ (Local Area Networks: LAN) 5.2.2 เครือข่ายในเขตเมือง (Metropolitan Area Networks:MAN) 5.2.3 เครือข่ายวงกว้าง (Wide Area Networks: WAN) 5.2.4 เครือข่ายส่วนตัว (Personal area network : PAN)

13. 5.1.1 Broadcast Networks • มี 1 ช่องทางสื่อสาร คอมพิวเตอร์ในเครือข่ายใช้งานร่วมกัน • ข่าวสารถูกจัดให้อยู่ในรูปของ packet เมื่อถูกส่งออกไปแล้วแพร่กระจายทั้งระบบ ใครที่เชื่อมต่อกับระบบสามารถนำ packet ไปใช้ได้ • จะมีการระบุชื่อผู้รับไว้ใน packet ซึ่งทุกคนต้องตรวจดู หากเป็นข่าวสารของผู้อื่นก็ไม่นำไปใช้ • การ broadcasting มีรหัสพิเศษแทนที่อยู่ของผู้รับข่าวสารใน packet ผู้รับแม้ไม่ใช่ที่อยู่ของตนก็สามารถนำข้อมูลไปใช้ได้ • Multicasting แบ่งเครือข่ายเป็นกลุ่มย่อย มีการกำหนดหมายเลขกลุ่มเป็นผู้รับ • เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดเล็ก

14. 5.1.2 Point-to-Point Networks • เป็นการเชื่อมต่อระหว่างผู้ส่งข่าวกับผู้รับข่าว • เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ • บางครั้งเรียกว่า Unicasting • มีการส่งข้อมูลทั้งแบบต่อเนื่องและแบบที่เป็น - ถ้า แบบต่อเนื่อง จะต้องจองเส้นทางการสื่อสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับระหว่างการส่งตลอดเวลา - ถ้า แบบ packet ข้อมูลที่อยู่ใน packet จะต้องระบุที่อยู่ของผู้รับแล้วจึงส่งเข้าไปในเครือข่าย packet จะได้รับการส่งต่อไปตามอุปกรณ์เลือกทางเดินข้อมูล (router) ซึ่งเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายกลุ่มต่างๆ จนกระทั่ง packet ถึงผู้รับ

15. Point-to-Point Networks ได้แก่เครือข่าย เครือข่ายสวิตช์ชิ่ง Switching Network แบ่งได้ 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ 1. Circuit Switching Network • เป็นระบบการส่งข้อมูลแบบดั้งเดิมผ่านเครือข่ายโทรศัพท์ (PSDN) โดยมีหลักการดังนี้ 1) เมื่อสถานี A ต้องการส่งข้อมูลให้กับ สถานี B จะต้องมีการสร้างเส้นทางเสียก่อน โดยที่ฝั่งที่รับข้อมูลจะต้องตอบว่าพร้อมรับข่าวสาร (Establishment/ Connection)

16. 2) เมื่อสร้างเส้นทางการส่งข้อมูลเรียบร้อย ตลอดเวลาของการ สื่อสารจะใช้เส้นทางเดิมตลอด และไม่มีบุคคลอื่นมาใช้เส้นทาง นั้น 3) มีอัตราความเร็วในการส่งเท่ากันทั้งด้านรับและด้านส่ง 4) มีการทำ Error Control และ Flow Control ทุกๆชุมสาย 5) ในขณะทำการส่งข้อมูล ข้อมูลจะถูกส่งด้วยความเร็วคงที่ และไม่มีการหน่วงเวลา(Delay ) 6) เมื่อส่งข้อมูลเสร็จจะยกเลิกเส้นทางที่ได้เชื่อมต่อขึ้นมาเพื่อให้เครื่องอื่นได้ใช้เส้นทางได้

17. Circuit Switching Network

18. Simple Switched Network

19. 2. Packet Switching Network • เนื่องจากต้อง Share วงจรกัน เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ใดผู้หนึ่งผูกขาดการใช้งาน ต้องกำหนดขนาดข้อมูลสูงสุดที่ผู้ส่ง ส่งได้ในแต่ละครั้ง = MTU, Maximum Transfer Unit • ถ้าข้อมูลใหญ่กว่านั้น ต้องแบ่ง หรือตัดข้อมูลเป็น Packet ย่อยๆ แต่ละ Packet มีส่วนหัว นอกเหนือจาก Address/VC แล้ว จะต้องมี Sequence Number • กระทำโดย Protocol ผู้ใช้ (Application) ไม่ต้องทำ • นี่คือ Packet Swithching Network

22. Network จะจัดการ Packet สองแบบ (การทำงานของ Network ในระดับ Layer 3) • Datagram • Virtual circuit

23. การทำงานของ Datagram • Each packet treated independently • Packets can take any practical route • Packets may arrive out of order • Packets may go missing • Up to receiver(ปลายทาง) to re-order packets and recover from missing packets • สรุปแล้ว การทำงานของ Network ประเภทนี้จะไม่ Guarantee การส่งข้อมูล

25. การทำงานของ Virtual Circuit • Preplanned route established before any packets sent เส้นทางจะถูกกำหนดในช่วงการ Connection • Call request and call accept packets establish connection (handshake) กำหนด Connection ด้วยตัวเลข คือ VC Number • Each packet contains a virtual circuit identifier instead of destination address • No routing decisions required for each packet ดูจาก VC # ก็เพียงพอ • Clear request to drop circuit เมื่อจบ • Not a dedicated path แต่มองจากผู้ใช้เหมือน Circuit Switching

27. เปรียบเทียบการส่งทั้ง 3 แบบ

28. 5.1.3 Client server • Server เป็นคอมพิวเตอร์ หรือ node ที่เก็บข้อมูลต่างๆ หรือเป็นแหล่งร่วมทรัพยากร และให้บริการข้อมูล อาทิ พวกโปรแกรม ปริ้นเตอร์ เป็นต้น • Client เป็น node ที่จะเข้าไปรับบริการ ข้อมูลรวมทั้งทรัพยากรในเครื่องเซิฟเวอร์ ซึ่ง client แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ - Thin จะทำหน้าที่ดึงข้อมูลอย่างเดียว - Fat จะดึงพร้อมกับทำการประมวลผลไปด้วย

31. 5.1.4 Peer-to-Peer system ทุกเครื่องมีความสำคัญเท่ากัน ไม่มี server ในระบบเครือข่าย

32. การจัดประเภทโดยพิจารณาขนาดของเครือข่ายการจัดประเภทโดยพิจารณาขนาดของเครือข่าย

33. 5.2.1 เครือข่ายเฉพาะพื้นที่ (LAN) • ขนาดเล็ก ใช้งานเฉพาะกลุ่ม ระยะทางไม่เกิน 2-3 ก.ม. • เวลาที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลสามารถคำนวณได้ล่วงหน้าใกล้เคียงความเป็นจริง • ใช่สายเคเบิลชนิดเดียวต่อเชื่อมระบบเข้าด้วยกัน • ปกติมีความเร็ว 10 Mbps หรือ 100 Mbps • มีระยะเวลาในการรอคอยเฉลี่ยเพื่อส่งข้อมูล 100 sec • มีโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดน้อยมาก • โครงสร้างที่นิยมคือ Bus network และ Ring network , Star network

35. 5.2.2 เครือข่ายในเขตเมือง(MAN) • มีลักษณะเช่นเดียวกับเครือข่ายเฉพาะพื้นที่แต่มีขนาดใหญ่กว่า • มีขีดความสามารถในการให้บริการทั้งรับ-ส่งและโทรศัพท์ไปพร้อมกันได้ ครอบคลุมถึง cable TV ด้วย • ระบบมีสายเคเบิลเพียง 1 หรือ 2 เส้น โดยไม่มีอุปกรณ์สลับเปลี่ยนช่องสัญญาณ (switching elements) • มาตรฐานที่ใช้ควบคุม IEEE 802.16

38. 5.2.3 เครือข่ายวงกว้าง (WAN) • WAN (Wide Area Networks) เป็นเครือข่ายที่ใหญ่ขึ้นไปอีกระดับหนึ่ง โดยเป็นการรวมกันทั้ง LAN และ MAN มาเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่เครือข่ายเดียวกัน ดังนั้นเครือข่ายนี้จึงครอบคลุมพื้นที่กว้าง ซึ่งอาจจะครอบคลุมไปทั้งประเทศ ทั้งทวีป หรือทั่วโลก เช่น Internet ก็จัดว่าเป็นเครือข่าย WAN ประเภทหนึ่ง แต่เป็นเครือข่ายสาธารณะที่ไม่มีใครเป็นเจ้าของทั้งหมด สำหรับเครือข่าย WAN ของบริษัทเอกชน เรียกว่า Enterprise Network

39. เครือข่ายวงกว้าง (WAN) • ขอบเขตการเชื่อมต่อครอบคลุมไปเป็นภูมิภาค • ระบบประกอบด้วยคอมพิวเตอร์หลักที่เรียกว่า hostcomputer ทำหน้าที่คอยให้บริการแก่ผู้ใช้ทั้งหมดที่เป็นสมาชิกของกลุ่ม host จะเชื่อมต่อกับเครือข่ายย่อยซึ่งทำหน้าที่ให้บริการรับ-ส่งข้อมูลระหว่าง host ต่างๆ • ระบบเครือข่ายย่อยใน WAN ประกอบด้วยอุปกรณ์สำคัญ 2 อย่างคือ สายสื่อสาร (transmission line) และ อุปกรณ์สลับช่องสื่อสาร (switching element) • สายสื่อสารเรียกกันหลายชื่อ เช่น circuit, channel, trunk • อุปกรณ์สลับช่องสื่อสารเรียกกันต่างๆ ได้แก่ packet switching, nodes, intermediate system, data switching exchanges, router

41. 5.2.4 Personal area network (PAN) • เครือข่ายส่วนตัว • มีขนาดไม่ใหญ่มาก ไม่กี่เมตร • เช่นPDAs,Notebook,Mobile ใช้อินฟราเรด,สัญญาณวิทยุ สื่อสารระหว่างกัน