การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

               การติดต่อสื่อสารเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นควบคู่มากับมนุษย์ เนื่องจากมนุษย์ต้องอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม โดยใช้ภาษาเป็นสื่อในการสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน ซึ่งปัจจุบันการสื่อสารข้อมูลมีการพัฒนาเจริญก้าวหน้ามากยิ่งขึ้น มีการส่งข้อมูลในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยสามารถส่งผ่านข้อมูลได้ทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็นตัวอักษร ตัวเลข สัญลักษณ์ ภาพนิ่ง ภาพเคลื่อนไหว และเสียงผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งการเรียนรู้เกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจเพื่อการพัฒนา และสามารถใช้เทคโนโลยีสำหรับการติดต่อสื่อสารได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลร่วมกันได้ เครือข่ายคอมพิวเตอร์แบ่งออกตามการเชื่อมโยงได้เป็น 4 ชนิด ดังนี้

2.1  เครือข่ายส่วนบุคคล หรือ แพน (Personal Area Network : PAN) เป็นเครือข่ายที่ใช่ส่วนบุคคล ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบไร้สายในระยะใกล้ เช่น เช่น Bluetooth ตัวอย่าง เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง PDA กับ Desktop โดยมีระยะทางไม่เกิน 1เมตร และมีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงมาก (สูงถึง 480 Mbps)การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับเครื่องพีดีเอ เป็นต้น

      PDA ย่อมาจาก Personal Digital Assistant หมายถึง คอมพิวเตอร์แบบพกพาขนาดเล็กเท่าฝ่ามือ มีโปรแกรมพื้นฐาน เช่น Spread Sheet ต่างๆ ช่วยจดบันทึก และการนัดหมายต่างๆ   (Palm)

เกิน 1เมตร และมีอัตราการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงมาก (สูงถึง 480 Mbps)

—

2.2  เครือข่ายเฉพาะที่ หรือ (Local Area Network : LAN) เป็นเครือข่ายขนาดเล็กซึ่งเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสารที่อยู่ในท้องที่บริเวณเดียวกันเข้าด้วยกัน เช่น ภายในอาคาร หรือภายในอง๕การที่มีระยะทางไม่ไกลมากนัก เป็นต้น โดยคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะต่อเข้ากับอุปกรณ์เครือข่าย เช่น ฮับ สวิตช์ เป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์เครือข่ายแต่ละตัวจะเชื่อมต่อกันโดยใช้สายตีเกลียวคู่ สายใยแก้วนำแสงหรือคลื่นวิทยุ และเครือข่ายแลนจะเชื่อมต่อถึงกันด้วยอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) การสร้างเครือข่ายแลนนี้แต่ละองค์กร สามารถดำเนินการเองได้ โดยการวางสายสัญญาณสื่อสารภายในอาคารหรือภายในพื้นที่ของตนเอง เครือข่ายแลนมีตั้งแต่เครือข่ายขนาดเล็กที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปภายในห้องเดียวกัน จนถึงเชื่อมโยงระหว่างห้องหรือองค์กรขนาดใหญ่ เช่น ภายในสำนักงาน ภายในโรงเรียนหรือมหาวิทยาลัย เป็นต้น ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องที่เชื่อมต่อกัน สามารถส่งข้อมูลแลกเปลี่ยนกันได้อย่างสะดวก รวดเร็ว และยังสามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันได้อีกด้วย

        2.3 เครือข่ายนครหลวง หรือแมน (Metropolitan Area Network : MAN) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมโยงแลนที่อยู่ห่างกัน เช่น ระหว่างสำนักงานที่อยู่คนละอาหาร ระบบเคเบิลทีวีตามบ้านในปัจจุบัน เป็นต้นโดยมีลักษณะการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ที่มีระห่างไกลกันในช่วง 5-40 กิโลเมตร ผ่านสายสื่อสารประเภทสายใยแก้วนำแสงสายโคแอกเชียล หรืออาจใช้คลื่นไมโครเวฟ

2.4  เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน (Wide Area Network : WAN) เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงระบบคอมพิวเตอร์ในระยะห่างไกล มีการติดต่อสื่อสารกันในบริเวณกว้าง เช่น เชื่อมโยระหว่างจังหวัด ระหว่างประเทศ เป็นต้น

โพรโทคอล (protocol)

โพรโทคอล  (protocol)  คือ ข้อตกลงอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับวิธีที่คอมพิวเตอร์จะจัดรูปแบบและตอบรับข้อมูลระหว่างการสื่อสาร ซึ่งโพรโทคอลจะมีหลายมาตรฐาน และในแต่ละ

โพรโทคอลจะมีข้อดีข้อเสียต่างกันไป

การติดต่อสื่อสารข้อมูลผ่านทางเครือข่ายนั้น จำเป็นต้องมีโพรโทคอลที่เป็นข้อกำหนดตกลงในการสื่อสารขึ้น เพื่อช่วยให้ระบบสองระบบที่แตกต่างกันสามารถสื่อสารกันอย่างเข้าใจได้ โพรโทคอลนี้เป็นข้อตกลงที่กำหนดเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ต่างๆ ทั้งวิธีการส่งและรับข้อมูล วิธีการตรวจสอบข้อผิดพลาดของการส่งและการรับข้อมูล การแสดงผลข้อมูลเมื่อส่งและรับกันระหว่างเครื่องสองเครื่อง ดังนั้น จะเห็นได้กว่าโพรโทคอลมีความสำคัญมากในการสื่อสารบนเครือข่าย ซึ่งหากไม่มีโพรโทคอลแล้ว การสื่อสารบนเครือข่ายคงไม่สามารถเกิดขึ้นได้

ในปัจจุบันการทำงานของเครือข่ายใช้มาตรฐานโพรโทคอลต่าง ๆ ร่วมกันทำงานมากมาย นอกจากโพรโทคอลระดับประยุกต์แล้ว การดำเนินการภายในเครือข่ายยังมีโพรโทคอลย่อยที่ช่วยทำให้

การทำงานของเครือข่ายมีประสิทธิภาพขึ้น ซึ่งโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในปัจจุบันมีหลายประเภท ตัวอย่างเช่น

1)      โพรโทคอลเอชทีทีพี (Hyper Tex Transfer Protocol : HTTP) เป็นโพรโทคอลหลักในการใช้งานเวิลด์ไวด์เว็บ โดยมีจุดประสงค์เพื่อเป็นช่องทางสำหรับเผยแพร่และแลกเปลี่ยนภาษาเอชทีเอ็มแอล (Hyper Text Markup Language : HTML) ใช้ร้องขอหรือตอบกลับระหว่างเครื่องลูกข่าย ที่ใช้โปรแกรมค้นดูเว็บกับเครื่องแม่ข่าย (web server) โดยทำงานอยู่บนโพรโทคอลทีซีพี (Transfer Control Protocol : TCP)

2)      โพรโทคอลทีซีพี/ไอพี (Transfer Control Protocol/Internet Protocol : TCP/IP) เป็นโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในระบบอินเทอร์เน็ต โดยมีการระบุผู้รับ ผู้ส่งในเครือข่าย และแบ่งข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็ตส่งผ่านไปทางอินเทอร์เน็ต ซึ่งหากการส่งข้อมูลเกิดความผิดพลาดจะมีการร้องขอให้ส่งข้อมูลใหม่

3)      โพรโทคอลเอสเอ็มทีพี (Simple Mail Transfer Protocol : SMTP) คือ โพรโทคอลสำหรับส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ (electronic mail) หรืออีเมล (Email) ไปยังจุดหมายปลายทาง

4)      บลูทูท (Bluetooth) เป็นโพรโทคอลที่ใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.4 GHz ในการรับส่งข้อมูล คล้ายกับระบบแลนไร้สาย เพื่อได้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงไร้สาย เช่น เครื่องพิมพ์ เมาส์ คีย์บอร์ด โทรศัพท์เคลื่อนที่ หูฟัง เป็นต้น เข้าด้วยกันได้สะดวก

  

ปัจจุบันมีโพรโทคอลในระดับประยุกต์ใช้งานมากมาย นอกจากโพโทคอลที่กล่าวมาข้างต้น เช่น การโอนย้ายแฟ้มข้อมูลระหว่างกัน ใช้โพรโทคอลชื่อเอฟทีพี (File Transfer Protocol : FTP) การโอนย้ายข่าวสารระหว่างกันใช้โพรโทคอลชื่อเอ็นเอ็นทีพี (Network News Transfer Protocol : NNTP)เป็นต้น จะเห็นได้ว่าการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในทุกวันนี้ เป็นผลมาจากการพัฒนาโพรโทคอลต่างๆขึ้นใช้งาน ซึ่งการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งจำเป็นต้องผ่านการใช้งานโพรโทคอลต่างๆ หลายโพรโทคอลร่วมกัน

อุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ให้กลายเป็นระบบเครือข่ายได้นั้น จะต้องอาศัยอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครื่องคอมพิวเตอร์ (network device) ซึ่งทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลโดยผ่านทางสื่อกลาง ไม่ว่าจะเป็นสื่อกลางแบบใช้สาย และสื่อกลางแบบไร้สาย ซึ่งอุปกรณ์สื่อสารในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีดังนี้

1)      เครื่องทวนสัญญาณ (repeater) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับสัญญาณดิจิทัล แล้วส่งต่อออกไปยังอุปกรณ์ตัวอื่น เหตุที่ต้องใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณ เนื่องจากการส่งสัญญาณไปในตัวกลางที่เป็นสายสัญญาณนั้น เมื่อระยะทางมากขึ้นแรงดันของสัญญาณจะลดลงเรื่อยๆ ทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลๆ ได้ ดังนั้น การใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณจะทำให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้น โดยสัญญาณไม่สูญหาย

2)      ฮับ (hub) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่ง หรือเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้าด้วยกัน สัญญาณที่ส่งมาจากฮับจะกระจายไปยังทุกเครื่องที่ต่อยู่กับฮับ ซึ่งแต่ละเครื่องจะเลือกรับเฉพาะข้อมูลที่ส่งมาถึงตนเองเท่านั้น

3)      บริดจ์ (bridge) ใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน โดยจะต้องเป็นเครือข่ายที่ใช้โพรโทคอลตัวเดียวกัน ซึ่งมีความสามารถมากกว่าฮับและอุปกรณ์ทวนสัญญาณ คือ สามารถกรองข้อมูลที่จะส่งต่อได้ โดยการตรวจสอบว่า ข้อมูลที่ส่งนั้นมีปลายทางอยู่ที่ใด หากเครื่องปลายทางอยู่ภายในเครือข่ายเดียวกันกับเครื่องส่ง ก็จะส่งข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น ไม่ส่งไปยังเครือข่ายอื่น แต่หากข้อมูลมีปลายทางอยู่ที่เครือข่ายอื่น ก็จะส่งข้อมูลไปในเครือข่ายที่มีเครื่องปลายทางอยู่เท่านั้น ทำให้สามารถจัดการกับความหนาแน่นของข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

4)      อุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) สามารถกรองข้อมูลได้เช่นเดียวกับบริดจ์ แต่จะมีความสามารถมากกว่า ตรงที่สามารถหาเส้นทางในการส่งกลุ่มข้อมูล (data packer) ไปยังเครื่องปลายทางในระยะทางที่สั้นที่สุดได้

5)      สวิตช์ (switch) นำความสามารถของฮับกับบริดจ์มารวมกัน แต่การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งจะไม่กระจายไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องเหมือนกับฮับ เพราะสวิตช์จะทำหน้าที่รับกลุ่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์เครื่องใด แล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์เป้าหมาย ซึ่งช่วยลดปัญหาการชนหรือความคับคั่งของข้อมูล

                      6)      เกตเวย์ (gateway) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ เข้าด้วยกัน ไม่ว่าเครือข่ายนั้นจะใช้โพรโทคอลตัวใดก็ตาม เนื่องจากเกตเวย์สามารถแปลงรูปแบบแพ็กเก็ตของโพรโทคอลหนึ่งไปเป็นรูปแบบของอีกโพรโทคอลหนึ่งได้ เพื่อให้เหมาะสามกับการใช้งานในเครือข่าย ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ ได้อย่างไม่มีข้อจำกัด แต่ในปัจจุบันนี้ได้รวมการทำงานของเกตเวย์ไว้ในอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router)แล้ว ทำให้อุปกรณ์จัดเส้นทางสามารถทำงานเป็นเกตเวย์ได้ จึงไม่จำเป็นต้องซื้อเกตเวย์อีก