ICT + Agenda

1. ICT+ Introduction to Networksดร. สุรศักดิ์ มังสิงห์E-mail: surasak.mu@spu.ac.th mungsing@gmail.com URL: http://www.spu.ac.th/~surasak.mu

2. ICT+ Agenda

3. ICT+ Introduction to Networks Computer Network Topology and Basic Protocols

4. Computer Network ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์(Computer Network) หมายถึงคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปที่เป็นอิสระต่อกัน นำมาเชื่อมต่อถึงกันได้โดยไม่คำนึงถึงระยะทางระหว่างเครื่องทั้งสอง โดยใช้สายเคเบลธรรมดา สายเคเบิลใยแก้ว ใช้คลื่นไมโครเวฟ หรือใช้สัญญาณดาวเทียม ความเป็นอิสระต่อกันหมายถึงคอมพิวเตอร์หลายๆเครื่องที่ทำงานร่วมกันผ่านระบบเครือข่ายสื่อสาร

5. Uses of Computer Networks • งานประยุกต์ทางธุรกิจ (Business Applications) • เครือข่ายสำหรับคนทั่วไป (Home Applications) • ผู้ใช้สัญจร (Mobile Users) • ประเด็นทางสังคม (Social Issues)

6. Business Applications • Resource sharing, Information sharing • Communication medium • E-commerce – B2B • E-commerce through Internet – B2C A network with two clients and one server

7. Processes in Client-Server model The client-server model involves requests and replies.

8. Home Network 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, C2C, P2P

9. Peer-to-Peer system In peer-to-peer system there are no fixed clients and servers. ตัวอย่างการสื่อสารแบบ peer-to-peer ที่ได้รับความนิยมมากคือบริการที่เรียกว่า “Napster” ซึ่งมีสมาชิกจากทั่วโลกกว่า 50 ล้านคน http://www.arip.co.th/2006/news.php?id=103480http://www.blognone.com/node/4261

10. Mobile Network Users เครือข่ายไร้สาย (Wireless network) และ การทำงานแบบสัญจร (mobile computing) Portable office, PDA for store inventory Desktop computers in office May Be No A notebook computer used in a hotel room May Be Yes Networks in older, unwired buildings Yes No Yes Yes

11. Social Issues • ความแตกแยกทางความคิดหรือมีความเข้าใจที่แตกต่างกันออกไปของคนกลุ่มต่างๆของสังคม เช่นข้อมูลทางการเมือง ข้อมูลที่เกี่ยวพันกับศาสนา • ข้อถกเถียงที่ยังคงไม่มีข้อยุติ เช่นสิทธิในการตรวจสอบข้อมูลของหน่วยงานรัฐหรือองค์กรเอกชน

12. Network taxonomy

13. การจัดประเภทของเครือข่ายการจัดประเภทของเครือข่าย • เทคโนโลยีสำหรับการถ่ายทอดข้อมูล(Transmission Technology) • การแพร่กระจาย (Broadcast Networks) • จุด - ต่อ - จุด(Point-to-Point Networks) • ขนาดของเครือข่าย(Scale) • เครือข่ายเฉพาะพื้นที่ (Local Area Networks) • เครือข่ายในเขตเมือง (Metropolitan Area Networks) • เครือข่ายวงกว้าง (Wide Area Networks)

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

15. Point-to-Point Networks • เป็นการเชื่อมต่อระหว่างผู้ส่งข่าวกับผู้รับข่าว • ข้อมูลที่อยู่ใน packet จะต้องระบุที่อยู่ของผู้รับแล้วจึงส่งเข้าไปในเครือข่าย • packet จะได้รับการส่งต่อไปตามอุปกรณ์เลือกทางเดินข้อมูล (router) ซึ่งเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายกลุ่มต่างๆ จนกระทั่ง packet ถึงผู้รับ • เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ • บางครั้งเรียกว่า Unicasting

16. การจัดประเภทโดยพิจารณาจากขนาดของเครือข่ายการจัดประเภทโดยพิจารณาจากขนาดของเครือข่าย Classification of interconnected processors by scale.

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

18. Bus Network • Bus network ยอมให้ส่งข้อมูลทีละคน ผู้ใช้คนอื่นต้องรอจนกว่าสายเคเบิลจะว่าง • ถ้าส่งข้อมูลพร้อมกันจะเกิดการชนกันของข้อมูล (collision) เมื่อเกิดการชนกันผู้ส่งต้องหยุดส่งแล้วรอเป็นระยะเวลาที่ต่างกัน แล้วพยายามส่งข้อมูลใหม่ • มาตรฐานที่ใช้ควบคุม IEEE 802.3 (Ethernet)

19. Ring Network • ในโครงสร้างแบบ Ring network ข้อมูลแต่ละบิตภายในวงแหวนจะถูกส่งจนครบรอบวงโดยอิสระ • มีกฎเกณฑ์ใช้ในการควบคุมไม่ให้เกิดการชนกันของข้อมูล • มาตรฐานที่ใช้ควบคุม IEEE 802.5 (IBM Token Ring) • เป็นระบบที่ทำงานด้วยความเร็ว 4 และ 16 Mpbs หรือระบบ FDDI

20. Local Area Networks Two broadcast networks (a) Bus (b) Ring

21. Local Area Network

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

23. Metropolitan Area Network

24. 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

25. Wide Area Networks Relation between hosts on LANs and the subnet.

26. Packet Switching network A stream of packets from sender to receiver.

27. Wide Area Network

28. Internetwork (Internet)

29. Protocols and OSI standards

30. สถาปัตยกรรมโปรโตคอล มาตรฐานบน 2 โปรโตคอล ที่เป็นที่รู้จัก: • TCP/IP: มีการนำมาใช้อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะกับระบบอิเทอร์เน็ต • OSI: มีการใช้งานที่น้อยกว่า แต่ก็ยังคงมีประโยชน์สำหรับนำมาเป็นแบบจำลองเพื่ออธิบายแนวทางการทำงานของโปรโตคอลในปัจจุบัน

31. Reference Model of Open Systems Interconnection • กำหนดโดย International Standard Organization (ISO) เป็นรูปแบบโครงสร้างมาตรฐานสากลสำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งมีอยู่ทั้งหมด 7 ชั้น • ตัวโครงสร้างเน้นความสำคัญของรูปแบบการสื่อสารระหว่างระบบเปิด(open system) กับระบบเปิด

32. สถาปัตยกรรมโปรโตคอลรูปแบบ  OSI • ค.ศ.1977 จัดตั้งองค์กร ISO  (International Organization for Standard)  เพื่อทำการศึกษาจัดรูปแบบมาตรฐาน  และพัฒนาสถาปัตยกรรมเครือข่าย • ค.ศ.1983  องค์กร ISO  ออกประกาศรูปแบบของสถาปัตยกรรมเครือข่ายมาตรฐานในชื่อของ "รูปแบบ OSI"   (Open Systems Interconnection Model)  เพื่อใช้เป็นรูปแบบมาตรฐานในการเชื่อมต่อระบบคอมพิวเตอร์ • อักษร "O"  หรือ " Open" ก็หมายถึง การที่คอมพิวเตอร์หรือระบบคอมพิวเตอร์หนึ่งสามารถ  "เปิด" กว้างให้ คอมพิวเตอร์หรือระบบคอมพิวเตอร์อื่นที่ใช้มาตรฐาน  OSI เหมือนกันสามารถติดต่อไปมาหาสู่ระหว่างกันได้

33. The OSI reference model

34. สถาปัตยกรรมโปรโตคอลรูปแบบ  TCP/IP • TCP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) • เกิดขึ้นประมาณปี 1969 จากการค้นคว้าวิจัยของ Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) เป็นผู้พัฒนาเครือข่ายประเภท Packet Switching เครือข่ายแรกที่พัฒนาขึ้นมาชื่อว่า ARPANET ซึ่งเป็นรากฐานของเครือข่าย Internet ในปัจจุบันนี้ • ไม่มีหน่วยงานใดเป็นเจ้าของในการกำหนดความเป็นมาตรฐานการนำมาใช้

35. Application Layer Transport Layer Internet Layer Network Access Layer Physical Layer 5 ระดับชั้นของโปรโตคอล TCP/IP

36. The OSI vs TCP/IP

37. TCP/IP and the OSI Model

38. Layers of the OSI reference model 3. Network 2. Data Link 1. Physical 7. Application layer 6. Presentation layer 5. Session layer 4. Transport layer Upper layers Lower layers

39. Physical Layer ของ OSI • รับผิดชอบเรื่องการส่งผ่านข้อมูลระดับบิท • โดยทั่วไป จะลงไปในขั้นตอนการทำงานของฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์สื่อสาร • ระบุหน้าที่ เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อทางกลและทางไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น พอร์ต RS-232 • ส่ง-รับข้อมูลจริง ๆ จากช่องทางการสื่อสาร (สื่อกลาง) ระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ • มาตรฐานสำหรับระดับชั้นนี้จะกำหนดว่าแต่ละคอนเนคเตอร์ (Connector)  เช่น RS-232-C  มีกี่พิน  (PIN)  แต่ละพินทำหน้าที่อะไรบ้าง ใช้สัญญาณไฟกี่โวลต์  เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่าง ๆ ก็จะถูกกำหนดอยู่ในเลเยอร์ชั้นนี้

40. Data Link Layer ของ OSI • ให้ความสำคัญด้านความน่าเชื่อถือของกระบวนการส่งผ่านข้อมูลที่รับช่วงต่อมาจากการทำงานในระดับ physical • รับผิดชอบในการทำให้กระบวนการส่งผ่านข้อมูล ปราศจากข้อมูลผิดพลาด (error-free) และ เกิดความน่าเชื่อถือ (reliable transfer)ในกระบวนการส่งผ่านข้อมูล • เกี่ยวข้องกับกระบวนการส่งผ่านข้อมูล: • การจัดกลุ่มข้อมูลที่จะส่งผ่านออกไป เรียกว่า “เฟรม : frames” • การเข้าจังหวะระหว่าง ตัวส่ง กับ ตัวรับข้อมูล (synchronization) • การควบคุมความผิดพลาด (error control) • การควบคุมการเคลื่อนไหลข้อมูล (flow control) • มีการใช้สัญญาณ ACK(Acknowledge) และ NAK (Negative Acknowledge) เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกิดขีดความสามารถของเครื่องผู้รับจะรับข้อมูลได้

41. Network Layer ของ OSI • รับผิดชอบเกี่ยวกับการกำหนดเส้นทางใช้ติดต่อบนเครือข่าย • รับรู้ชนิด ประเภทเครือข่ายที่ติดต่อ • ควบคุมเส้นทางใช้ส่งผ่านชิ้นข้อมูล เช่นที่เกิดขึ้นในเครือข่าย Packet Switching • กำหนดเส้นทางการเดินทางของข้อมูลที่ส่ง-รับในการส่งผ่าน ข้อมูลระหว่างต้นทางและปลายทาง • มีหน้าที่เลือกเส้นทางที่ใช้เวลาในการสื่อสารน้อยที่สุดและระยะทางสั้นที่สุดด้วย • ข่าวสารที่รับมาจากเลเยอร์ชั้นที่  4 จะถูกแบ่งออกเป็นแพ็กเก็ต ในชั้นที่  3 

42. Transport Layer ของ OSI • รับหน้าที่ส่ง message จาก เลเยอร์ต่ำขึ้นไปยังเลเยอร์ที่สูงกว่า • แบ่งย่อย message ออกเป็นส่วนเล็กๆ • คอยตรวจสอบเรื่องคุณภาพช่องทางการสื่อสาร • เลือกส่วนบริการการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ(เหมาะสม)ให้กับกระบวนการการสื่อสาร ณ ขณะนั้น • ทำหน้าที่ตรวจสอบว่าข้อมูลที่ส่งมาจากระดับชั้น  Session  นั้นไปถึงปลายทางจริง ๆ หรือไม่ • บางครั้งเรียกว่า ระดับชั้น Host-to-Host

43. Session Layer ของ OSI • สร้างและรักษาการเชื่อมโยงการติดต่อระหว่างระบบ • จัดการด้านการพิสูจน์สิทธิ์การเข้าใช้ระบบ (log-on, password exchange, log-off) • รับรู้ตำแหน่งที่ตั้งของไฟล์(physical location) ทั้งสองด้านที่จะมีการโอนย้าย • ในบางเครือข่ายทั้งระดับชั้น Session  และระดับชั้น Transport อาจจะเป็นชั้นเดียวกัน

44. Presentation Layer ของ OSI • ให้ความสำคัญด้านการรับรู้รูปแบบข้อมูล(data format) และการแปลงรหัสเพื่อให้เกิดความตรงกันบนต่างระบบ • ตัวอย่างเช่น • การแปลงรหัสแสดงอักขระจากแอสกี(ASCII) ใช้บนเครื่อง PC ไปเป็นรหัสเอ็บดิก(EBDIC) บนเครื่อง IBM คอมพิวเตอร์ • รวมถึงการกำหนดคุณลักษณะพิเศษ(attribute) บางอย่างให้แก่ตัวอักขระเช่นการแสดงอักขระ แบบตัวหนา ตัวเอนหรืออื่นๆ

45. Application Layer ของ OSI • เป็นระดับชั้นบนสุดของรูปแบบ OSI • กำหนด รายละเอียดสำหรับการเข้าถึงเครือข่ายให้แก่ผู้ใช้ปลายทาง • ผู้ใช้สามารถเลือกรายการที่ต้องการกระทำจากเลเยอร์นี้ • แอพพลิเคชันในระดับชั้นนี้สามารถนำเข้า หรือออกจากระบบเครือข่ายได้โดยไม่จำเป็นต้องสนใจว่าจะมีขั้นตอนการทำงานอย่างไร  เพราะจะมีระดับชั้น Presentation  เป็นผู้รับผิดชอบแทนอยู่แล้ว

46. โปรแกรม FTP(File Transfer Protocol) จัดเป็นซอฟท์แวร์สื่อสารทำงานในระดับ Application Layer การทำงานของ Application Layer ถูกส่งผ่านไปยังส่วน Presentation Layer ซึ่งมีการปรับรูปแบบข้อมูลให้เหมาะสม แล้วจึงส่งผ่านต่อไปยัง Session Layer Session Layer แจ้งความต้องการถึงการติดต่อ โดยส่งผ่านไปยัง Transport Layer Transport Layer แตกชิ้นไฟล์ข้อมูลออกเป็นส่วนๆเพื่อส่งต่อไปยัง Network Layer Network Layer ทำการพิจารณาเลือกเส้นทางข้อมูล แล้วส่งต่อไปยัง Data Link Layer Data Link Layer เพิ่มเติมส่วนการตรวจสอบความผิดพลาด ก่อนที่ส่งต่อไปยัง Physical Layer ที่ระดับ Physical Layer จะเป็นระดับการส่งผ่านข้อมูลจริงๆ(บิท) โดยรวมสารสนเทศที่เกิดขึ้นในแต่ละเลเยอร์ก่อนหน้านี้เข้าไปด้วย OSI กับการโอนย้ายไฟล์ จาก อุปกรณ์ตัวส่ง

47. ที่ระดับ Physical Layer จะรับบิทข้อมูลแล้วส่งต่อไปยังดาต้าลิงค์ Data Link Layer จะตรวจสอบข้อมูลผิดพลาด ก่อนที่จะส่งต่อไปให้กับ Network Layer Network Layer ทำการตรวจสอบเส้นทางที่จะใช้ในเครือข่ายก่อนติดต่อไปยัง Transport Layer ที่ระดับ Transport Layer จะทำการประกอบชิ้นข้อมูลก่อนที่ส่งต่อไปยัง Session Layer ที่ระดับ Session Layer ทำการพิจารณาว่า การโอนย้ายไฟล์นั้น สมบูรณ์หรือไม่ ซึ่งอาจสิ้นสุดที่ขั้นตอนนี้ก็ได้ Presentation Layer อาจทำการปรับรูปแบบให้เหมาะสม(แปลงข้อมูล) ก่อนส่งต่อไปยัง Application Layer Application Layer แสดงผลลัพธ์ที่ส่งมาให้แก่ผู้ใช้ (เช่นแสดงรายการปรับปรุงเกิดจากโปรแกรม (FTP) OSI กับการโอนย้ายไฟล์ด้านอุปกรณ์ตัวรับ

49. Data Link Layer Protocol Basic -Flow Control,Error Detection and Correction

50. Data Link Layer