เครือข่าย Networking: Computer Connections

เครือข่าย Networking: Computer Connections

notebookcomputers Web-enabledPDAs smartphones servers GPS receivers desktopcomputers mainframecomputers set-top boxes Tablet PCs Next การสื่อสาร (Communications) การสื่อสารคอมพิวเตอร์คืออะไร • เป็นกระบวนการทำงานของคอมพิวเตอร์ตั้งแต่2 เครื่องขึ้นไปหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการเคลื่อนย้ายข้อมูล คำสั่งและสารสนเทศ p. 460 Fig. 9-1

Next การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในงานสื่อสาร Internet Web E-Mail InstantMessaging Chat Rooms Newsgroups FTP WebFolders VideoConferencing Fax Machine or Computer Fax/Modem p. 463

Data Communications Systems • การสื่อสารข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์จะส่งข้อมูลผ่านช่องทางการสื่อสาร เช่น โทรศัพท์ หรือสายเคเบิล หรือแบบไร้สาย • History • Centralized data processing เป็นการประยุกต์ใช้ในยุคแรก • Distributed data processing เริ่มต้นใช้ใน ค.ศ. 1960s • Networksเป็นการประยุกต์ใช้กับไมโครคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1980s

พื้นฐานของระบบเครือข่าย • Basic Components • อุปกรณ์การส่งข้อมูล(Sending device) • ตัวเชื่อมสัญญาณ(Communications link) • อุปกรณ์การรับข้อมูล (Receiving device)

Digital and Analog Transmission • Digital transmission • Analog transmission • Modem

Types of Modems • External modem separate from computer • Internal modem inserted into computer • Standard on most computers today • PC Card modem slides into slot on laptop • Roughly credit card size • Cable connects modem to standard phone jack

Modem Data Speeds • ความเร็วจะมีหน่วยวัดเป็นbits per second (bps) • ยุคแรกมีความเร็วประมาณ 300 bps • ปัจจุบันมีความเร็วประมาณ 56,000 bpsหรือ 56 Kbps • Federal Communications Commission (FCC) restrictions prohibit actual speeds faster than 53,000 bps • Actual speed depends on line conditions and other variables

Other Communications Devices • ISDN • DSL • Cable modems • Cellular modems

Coordinating Sender and Receiver • เทคนิคในการส่งข้อมูลไปในระยะทางไกลเพื่อไปยังอุปกรณ์ของผู้รับนั้นมีเทคนิคอยู่ 2 ประการคือ • Asynchronous transmission • Synchronous transmission

Direction of Transmission Flow Simplex • การสื่อสารแบบทิศทางเดียว Eg. pager, radio, TV • Half-Duplex • การสื่อสารแบบ 2 ทิศทางแต่ต่างเวลากัน • Eg. Walky Talky Example: bank teller sends data about a deposit; after data received, a confirmation returns • Full-Duplex • การสื่อสารแบบ 2 ทางในเวลาเดียวกัน • Eg. Telephone Typically used for high-speed data communication

Communications Media • Physical means of data transmission • Bandwidth is measure of the capacity of the communications link

Types of Communications Media • Wire pairs • Coaxial cables • Fiber optics • Microwave transmission • Satellite transmission • Wireless transmission

Twisted-Pair Wire ประกอบด้วยสายทองแดง 2 เส้น พันรอบกัน Advantage: ราคาถูกง่ายต่อการติดตั้ง Disadvantage: ความเร็วช้า ง่ายต่อถูกรบกวน ความเร็วในการส่งข้อมูล100 Mbps Ex. Telephone line สายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน(Unshielded Twisted Pairs : UTP) สายคู่บิดเกลียวหุ้มฉนวน(Shielded Twisted Pairs : STP)

Coaxial Cable • เป็นสายโลหะที่มีฉนวนหุ้มสายที่อยู่ภายในสุดจะแข็งและมีฉนวนกันกับสายที่อยู่ภายนอกและหุ้มด้วยฉนวนอีกครั้งหนึ่ง • สามารถป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าสายtwisted-pair wire. • ความเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง 200 Mbps. • ส่วนมากใช้กับ Cable TV.

Fiber-Optic Cable • เป็นสายชนิดแท่งแก้วหรือพลาสติก ส่งข้อมูลด้วยแสงมีความเร็วเหนือกว่าใช้พลังงานไฟฟ้า • ไม่มีผลกระทบต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าข้างเคียง • สามารถส่งข้อมูลได้ 100 Mbps to 2.4 Gbps • แต่ละ "on" pulse แทนค่า 1 bit. สายโทรศัพท์ สายเส้นใยนำแสง

The Radio Spectrum

Bandwidth • หมายถึงแถบกว้างของความถี • เป็นช่องว่างระหว่างความถี่สูงสุดและความถี่ต่ำสุดที่ใช้สำหรับส่งข้อมูล • Ex. Cellular phone are on 800-900 MHz , so bandwidth is 100 MHz. แถบกว้างของความถี่กว้างมาก สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง • Broad-band connection • High speed connection

Wireless Transmission Media What is wireless transmission media? Next • Used when inconvenient, impractical, or impossible to install cables • Includes Bluetooth and IrDA p. 494 Fig. 9-40

การสื่อสารแบบไร้สายWireless Communication • คลื่นวิทยุ (Broadcast Radio) • สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave) • แบบภาคพื้นดิน (Terrestrial Microwave) • แบบดาวเทียม (Satellite Microwave) • วิทยุเซลลูลาร์ (Cellular Radio) • วิทยุสเปรดสเปกตรัม (Spread Spectrum Radio) • สัญญาณอินฟราเรด (Infrared)

คลื่นวิทยุ (Broadcast Radio) • มีการแพร่กระจายออกอากาศโดยทั่วไปทั้งในระบบ AM และ FM • มีความถี่อยู่ในช่วง 30 – 300 MHz • การแพร่กระจายคลื่นหรือการส่งออกอากาศจะเกิดขึ้นในทุกทิศทาง (Omni directional) • แม้ว่ารูปแบบของการแพร่คลื่นสัญญาณทั่วไปจะเป็นแบบวงกลม แต่การใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเข้าช่วยจะสามารถสร้างรูปทรงแบบวงรีขึ้นมาได้ เพื่อหลีกเลี่ยงพื้นที่ทับซ้อนของสัญญาณจากสถานีข้างเคียง

Wireless Transmission Media What is a microwave station? Next • เป็นการสื่อสารด้วยจานภาคพื้นดินใช้คลื่นไมโครเวฟ การส่งเป็นแนวสายตาและไม่มีสิ่งกีดขวาง ระยะทางบนพื้นดินไม่เกิน 50 กม. p. 496 Fig. 9-42

ไมโครเวฟ (Microwave) • คลื่นไมโครเวฟที่ใช้ถ่ายทอดสัญญาณมีความถี่สูงมาก (3-30 GHz)ทำให้สามารถส่งข้อมูลออกไปด้วยอัตราความเร็วที่สูงมาก • สัญญาณเดินทางเป็นแนวเส้นตรง (Line-of-Sight Transmission) จึงเรียกว่าเป็นสัญญาณทิศทางเดียว (Unidirectional) • ไมโครเวฟแบ่งออกเป็น 2 ชนิด • ไมโครเวฟชนิดตั้งบนพื้นดิน (Terrestrial Microwave) • ไมโครเวฟชนิดดาวเทียม (Satellite Microwave)

ไมโครเวฟชนิดตั้งบนพื้นดินไมโครเวฟชนิดตั้งบนพื้นดิน • ส่งสัญญาณแลกเปลี่ยนกันระหว่างสถานีบนพื้นดิน (Earth Station) สองสถานี • โดยปกติขนาดของจานรับ-ส่งสัญญาณ (Dish) จะมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10 ฟุต • โดยปกติสถานีบนพื้นดินตั้งอยู่ห่างกันไม่เกิน 40-48 กิโลเมตร และอาจไกลถึง 88 กิโลเมตร ถ้าสถานีทั้งสองตั้งอยู่ห่างจากพื้นดินมากๆ • ระหว่างสองสถานีจะต้องไม่มีวัตถุใดๆ ขวางกั้นระหว่างสองสถานี

ไมโครเวฟชนิดดาวเทียม • ประกอบด้วยดาวเทียมหนึ่งดวง ซึ่งจะต้องทำงานร่วมกับสถานีพื้นดินตั้งแต่สองสถานีขึ้นไป • สถานีพื้นดินถูกนำมาใช้เพื่อการรับและส่งสัญญาณไปยังดาวเทียม • ดาวเทียมทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ทวนสัญญาณ ซึ่งจะถูกส่งกลับลงมาบนพื้นโลก • ดาวเทียมส่วนใหญ่ลอยอยู่เหนือพื้นโลกประมาณ 35,680 กิโลเมตร ตามแนวเส้นศูนย์สูตร • เรียกว่าดาวเทียมวงโคจรสถิตย์ (Geosynchronous Orbiting Satellites: GEOS)

Wireless Transmission Media What is a communications satellite? Next • สถานีดาวเทียมในอวกาศจะรับสัญญาณไมโครเวฟจากภาพพื้นดินและทำการขยายสัญญาณและเปลี่ยนความถี่พร้อมกลับส่งกลับมายังสถานีภาคพื้นดิน p. 496 Fig. 9-43

Wireless Transmission Media What are broadcast radio and cellular radio? Next • Broadcast radio เป็นระบบการสื่อสารด้วยการกระจายคลื่นวิทยุทั้งระยะใกล้และระยะไกล • Cellular radioเป็นการกระจายด้วยคลื่นวิทยุในวงกลมที่มีขอบเขตใช้กับระบบการสื่อสารแบบเคลื่อนที่ p. 494 and 495 Fig. 9-41

วิทยุเซลลูลาร์ (Cellular Radio) • ใช้ในการรับ-ส่งสัญญาณเสียงสนทนาหรือข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ ที่อาศัยสื่อประเภทคลื่นสัญญาณวิทยุ • มีระยะการรับ-ส่งสัญญาณที่จำกัดอยู่ภายในพื้นที่หนึ่ง เรียกว่า “เซลล์” (Cell)

พื้นที่การติดต่อของเซลลูลาร์พื้นที่การติดต่อของเซลลูลาร์

แสงอินฟราเรด (Infrared) • แสงอินฟราเรดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic) ที่มีความถี่ต่ำกว่าแสงสีแดงที่ตามองเห็น และคลื่นวิทยุ • เมื่อก่อนนำมาใช้ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป • ปัจจุบันนำมาใช้ในการสื่อสารไร้สายสำหรับเครือข่าย LAN เรียกว่า การส่งสัญญาณด้วยแสงอินฟราเรด (Infrared Transmission)

Wireless Transmission • เป็นการส่งข้อมูลระยะใกล้โดยไม่ใช้สายสื่อสาร • ตัวอย่าง s • IrDA – ใช้แสง Infrared ในแนวสายตา • Bluetooth – ใช้คลื่นวิทยุเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ไร้สาย • 802.11 standards – เป็นระบบการสื่อสารแบบไร้สาย

Next Wireless LANs802.11? • 802.11 is family of standards for wireless LANs p. 476 Fig. 9-18

Bluetooth • พัฒนาโดย Ericssons, Toshiba และ Intel • เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ส่งคลื่นวิทยุในระยะทางใกล้ๆ ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ • ออกแบบมาให้มีราคาถูกและใช้พลังงานต่ำ • Bluetooth ใช้ช่วงความถี่ระหว่าง 2.402 GHz ถึง 2.480 GHz • ระยะทางที่สามารถใช้ Bluetooth ได้10 เมตร และสามารถเพิ่มกำลังส่งได้ถึง 100 เมตร • สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ได้ 8 ชนิด

Next Bluetooth? • Short-range radio waves transmit databetween Bluetooth devices p. 476 Fig. 9-19

Wifi (Wireless LAN) • มาตรฐาน IEEE 802.11b ในปี 2542 • ใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่ 902 - 928 MHz และ 2.4 - 2.484 GHz • ถ่ายทอดข้อมูลด้วยความเร็ว 1, 2, 5.5, 11, 22 และ 54 Mbps ในปัจจุบัน • มีจุดเด่นตรงที่ไม่ต้องเสียเวลาและค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายสื่อสาร แต่อุปกรณ์จะมีราคาสูงกว่าเครือข่ายแบบใช้สายสื่อสาร

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) • เป็นระบบเครือข่ายความเร็วสูง มีพื้นที่ให้บริการครอบคลุมกว้างขวางได้หลายกิโลเมตร • มาตรฐานเทคโนโลยี WiMAX รุ่นแรกเปิดตัวในปี พ.ศ. 2548 ยังไม่สามารถรองรับการใช้งานอุปกรณ์สื่อสารที่มีการเคลื่อนที่ได้ • ใช้คลื่นความถี่ 2.5, 3.5 และ 5 GHzซึ่งยังไม่ได้รับการจัดสรรเป็นย่านความถี่สาธารณะในประเทศไทยเลย • สามารถให้บริการแก่ผู้ใช้ในรัศมีประมาณ 48 กิโลเมตร • ความเร็วสูงสุดประมาณ 70 Mbps

Network Communications Standards What areUWB, IrDA,RFID, WiMAX, and Wireless Applications Protocol (WAP)? Next UWB เป็นการกำหนดการเคลื่อนย้ายข้อมูล แบบไร้สายด้วยคลื่นวิทยุช่วงแคบ IrDA เป็นการกำหนดการเคลื่อนย้ายข้อมูล แบบไร้สายด้วยคลื่นแสงอินฟราเรด Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX or 802.16) เป็นมาตรฐานการกำหนดระบบไร้สาย ของการสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายระยะไกล p. 478 - 480

Network Communications Standards What areUWB, IrDA,RFID, WiMAX, and Wireless Applications Protocol (WAP)? Radio Frequency Identification (RFID)ใช้คลื่นวิทยุในการสื่อสารข้อมูลระหว่าง tag ที่ติดตั้งอยู่บนวัตถุ Wireless Applications Protocol (WAP)ใช้กับอุปกรณ์ไร้สายที่เคลื่อนที่เพื่อเข้าถึงอินเตอร์เน็ต

Setting Standards • Protocol – หมายถึงกฎ ระเบียบพิธีการในการสื่อสารข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ • Agreement on how data is to be sent and receipt acknowledged • Needed to allow computers from different vendors to communicate • Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) permits any computer to communicate with the Internet

Next เครือข่าย (Networks) • หมายถึงการรวบรวมคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์และตัวกลางของระบบสื่อสาร p. 469 Fig. 9-9

Next Networks • LANหมายถึงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระยะใกล้มีพื้นที่จำกัดเช่นในบ้านหรือสำนักงาน • local area network (LAN)? • Metropolitan area network (MAN) เป็นการนำเอาระบบ LAN หลายเครือข่ายในเขตเมืองใหญ่เข้าด้วยกัน p. 471 Fig. 9-10

Next Networks • WAN เป็นเครือข่ายระยะไกล เช่นระหว่างจังหวัดหรือประเทศ โดยตัวกลางในการสื่อสารข้อมูลหลายชนิด • wide area network (WAN)? • Internet is world’s largest WAN p. 472 Fig. 9-11

Next เครือข่าย (Networks) • client/server network? • เป็นระบบเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หนึ่งหรือมากกว่าเข้าด้วยกันโดยให้คอมพิวเตอร์หลักทำหน้าที่เป็น serverและคอมพิวเตอร์อื่นๆทำหน้าที่เป็น clients,เพื่อทำการเข้าถึงข้อมูลจาก server p. 472 Fig. 9-12

Next Networks • เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันน้อยกว่า 10 เครื่อง • peer-to-peer network? • คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะเป็นผู้ให้บริการและผู้รับบริการ p. 473 Fig. 9-13

Next Networks • Internet peer-to-peer (P2P)? • เครือข่ายอินเตอร์เน็ตเป็นการเชื่อมโยงแบบP2P ที่ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับฮาร์ดดิสก์คอมพิวเตอร์เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลได้โดยตรง p. 473 Fig. 9-14

Next Network Topology • bus network? • เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายทั้งหมดผ่านบัสกลาง • ตัวอย่าง network topology (layout of devices in network) • Popular topologies are bus, ring, and star p. 474 Fig. 9-15

Next Network Topology • สายเคเบิลจะมีการต่อแบบวงแหวนหรือ loop ที่ให้คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ในเครือข่ายเชื่อมต่อเป็นลักษณะวงกลม • ring network? • การเดินทางของข้อมูลจะเดินทางจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งผ่านคอมพิวเตอร์อื่นๆเป็นแบบวงแหวนในทิศทางเดียวกัน p. 474 Fig. 9-16

Next Network Topology • คอมพิวเตอร์ทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่เป็นศูนย์กลางเราเรียกว่า hub • star network? • ข้อมูลจะส่งผ่านจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งโดยผ่าน hub p. 475 Fig. 9-17

Local Area Network (LAN) • เป็นเครือข่ายระยะใกล้ที่นำคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อเพื่อใช้ทรัพยากรฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ร่วมกัน • Typically personal computers • Typically within an office or building

LAN Components • Network cable • Network interface card (NIC) • Router • Gateway • Wireless access point

เครือข่าย Networking: Computer Connections