วันพฤหัสบดีที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2556

บทที่ 8 โปรโตคอลแบบต่าง ๆ


 
8.1 โปรโตคอลและการจับมือ (Protocols  and  Hand shaking)

                โปรโตคอล (Protocol)  คือ  ข้อตกลงหรือรูปแบบที่ตกลงกันไว้ทั้งสองฝั่งว่าจะส่งข้อมูลกันในลักษณะใด  และตีความหมายกับข้อมูลนั้นอย่างไร

 

โดยทั่วไปสิ่งที่โปรโตคอลต้องกำหนดมีดังนี้

-                    กฎในการตรวจสอบข้อมูล  เช่น  กำหนด  parity  bit  ตำแหน่งที่เป็น  parity  bit   ที่ส่งมากับข้อมูล

-                   มาตรฐานการบีบอัดข้อมูล  อาจจะมีในกรณีที่ข้อมูลขนาดใหญ่

-                   ข้อตกลงที่บอกให้ผู้รับทราบว่าข้อมูลส่งมาครบแล้ว

-                   ข้อตกลงที่บอกให้ผู้รับทราบว่า  จะส่งข้อมูลส่งมาให้   และให้ผู้รับเตรียมตัวให้พร้อมรับข้อมูลนั้น

-                   กำหนดความเร็วในการส่งข้อมูล

-                   เป็นการส่งข้อมูลแบบ  (Synchronus)  หรืออวิงโครนัส  (Asynchronus)

การจับมือ  (Hand shaking)  เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นก่อนการส่งข้อมูลให้แก่กันระหว่าง 2 อุปกรณ์  เช่น  ซีพียูต้องการส่งข้อมูลให้กับบัสของระบบ  หรืออ่านข้อมูลจากหน่วยความจำเข้าไปประมวลผลที่ซีพียู  เป็นต้น  Hand shaking  จะเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์หนึ่งส่งคำร้องขอไปยังอุปกรณ์หนึ่งเพื่อขอสัญญาณว่างในการสื่อสาร  บางครั้งผู้ส่งอาจจะต้องส่งคำร้องมากกว่าหนึ่งครั้ง  ในกรณีที่ผู้รับไม่สามารถรับข้อมูลในขณะนั้นได้  โดยผู้ส่งจะต้องรอ  และส่งคำขอร้องไปเรื่อย ๆ  จนกว่าจะได้รับคำตอบรับจึงจะเริ่มต้นการส่งข้อมูลได้  ดังนั้นเราจึงกล่าวได้ว่า  Hand shaking  คือขั้นตอนก่อนการส่งผ่านข้อมูล

 

8.2  โปรโตคอล  TCP/IP

                TCP/IP (Transmitsion Control Protocol/Internet Protocol) เป็นชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้ และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ ถึงแม้ว่าในระหว่างทางอาจจะผ่านเครือข่ายที่มีปัญหา โปรโตคอลก็ยังคงหาเส้นทางอื่นในการส่งผ่านข้อมูลไปให้ถึงปลายทางได้

ชุดโปรโตคอลนี้ได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ปี 1960 ซึ่งถูกใช้เป็นครั้งแรกในเครือข่าย ARPANET ซึ่งต่อมาได้ขยายการเชื่อมต่อไปทั่วโลกเป็นเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ทำให้ TCP/IP เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางจนถึงปัจจุบัน

 



8.2.1 Transmission Control Protocol (TCP)

TCP นำบล็อกของข้อมูลขนาดใหญ่จาก application และ กระจายบล็อกของข้อมูลให้เป็น

ส่วนย่อย ๆ (segment) มันจะนับจำนวนและเรียงลำดับแต่ละ segment ดังนั้นที่ปลายทางของ TCP

protocol สามารถใส่ segment ต่าง ๆ กลับไปในคำสั่งของ application ดังที่ตั้งใจไว้ หลังจากที่

segment เหล่านี้ถูกส่ง TCP (บนการส่งของโฮส) จะคอย acknowledgement ของการรับของ

ปลายทางของ TCP virtual circuit session การส่งซ้ำของข้อมูลเหล่านั้นที่ไม่ได้เกิดการ

acknowledged.                                                    

ก่อนการส่งที่โฮสจะเริ่มส่ง Segment ไปตามโครงสร้าง TCP protocol ของผู้ส่งจะเชื่อมโยงไป

ยังปลายทางของ TCP protocol เพื่อสร้างการเชื่อมต่อ สิ่งที่สร้างนี้รู้จักกันในชื่อของ virtual circuit

ประเภทของการสื่อสารนี้ถูกเรียกว่า connection-oriented ระหว่างการจับมือกันในช่วงแรกนี้ สอง

TCP layer จะตกลงกันบนจำนวนของข้อมูลที่กำลังจะถูกส่งก่อน TCP ของผู้รับจะส่งกลับ

acknowledgement กลับไป การตอบรับทุกอย่างจะถูกนำไปปรับปรุง เส้นทางการเดินทางได้ถูกใช้

สำหรับการสื่อสารที่ให้ความน่าเชื่อถือที่จะเข้ามาแทนที่

TCP เป็น full-duplex, connection-oriented, ความน่าเชื่อถือ และprotocolที่ถูกต้อง แต่ว่า

การสร้างเงื่อนไขเหล่านี้ซึ่งรวมทั้งการตรวจ error ไม่ใช่งานเล็ก ๆ TCP ซับซ้อนมากและทั่วไปแล้วมี

เงื่อนไขของเน็ตเวิร์คมาก และตั้งแต่ที่เน็ตเวิร์คในทุกวันนี้มีความน่าเชื่อถือมากกว่าเมื่อก่อนที่ไม่ค่อย

จะจำเป็นเท่าไร

8.2.2   IP (Internet Protocol)
IP เป็นโปรโตคอลในระดับเน็ตเวิร์คเลเยอร์ ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับแอดเดรสและข้อมูล และควบคุมการส่งข้อมูลบางอย่างที่ใช้ในการหาเส้นทางของแพ็กเก็ต ซึ่งกลไกในการหาเส้นทางของ IP จะมีความสามารถในการหาเส้นทางที่ดีที่สุด และสามารถเปลี่ยนแปลงเส้นทางได้ในระหว่างการส่งข้อมูล และมีระบบการแยกและประกอบดาต้าแกรม (datagram) เพื่อรองรับการส่งข้อมูลระดับ data link ที่มีขนาด MTU (Maximum Transmission Unit) ทีแตกต่างกัน ทำให้สามารถนำ IP ไปใช้บนโปรโตคอลอื่นได้หลากหลาย เช่น Ethernet ,Token Ring หรือ Apple Talk

การเชื่อมต่อของ IP เพื่อทำการส่งข้อมูล จะเป็นแบบ connectionless หรือเกิดเส้นทางการเชื่อมต่อในทุกๆครั้งของการส่งข้อมูล 1 ดาต้าแกรม โดยจะไม่ทราบถึงข้อมูลดาต้าแกรมที่ส่งก่อนหน้าหรือส่งตามมา แต่การส่งข้อมูลใน 1 ดาต้าแกรม อาจจะเกิดการส่งได้หลายครั้งในกรณีที่มีการแบ่งข้อมูลออกเป็นส่วนย่อยๆ (fragmentation) และถูกนำไปรวมเป็นดาต้าแกรมเดิมเมื่อถึงปลายทาง

 


เฮดเดอร์ของ IP โดยปกติจะมีขนาด 20 bytes ยกเว้นในกรณีที่มีการเพิ่ม option บางอย่าง ฟิลด์ของเฮดเดอร์ IP จะมีความหมายดังนี้

• Version : หมายเลขเวอร์ชันของโปรโตคอล ที่ใช้งานในปัจจุบันคือ เวอร์ชัน 4 (IPv4) และเวอร์ชัน 6 (IPv6)
• Header Length : ความยาวของเฮดเดอร์ โดยทั่วไปถ้าไม่มีส่วน option จะมีค่าเป็น 5 (5*32 bit)
• Type of Service (TOS) : ใช้เป็นข้อมูลสำหรับเราเตอร์ในการตัดสินใจเลือกการเราต์ข้อมูลในแต่ละดาต้าแกรม แต่ในปัจจุบันไม่ได้มีการนำไปใช้งานแล้ว
• Length : ความยาวทั้งหมดเป็นจำนวนไบต์ของดาต้าแกรม ซึ่งด้วยขนาด 16 บิตของฟิลด์ จะหมายถึงความยาวสูงสุดของดาต้าแกรม คือ 65535 byte (64k) แต่ในการส่งข้อมูลจริง ข้อมูลจะถูกแยกเป็นส่วนๆตามขนาดของ MTU ที่กำหนดในลิงค์เลเยอร์ และนำมารวมกันอีกครั้งเมื่อส่งถึงปลายทาง แอพพลิเคชั่นส่วนใหญ่จะมีขนาดของดาต้าแกรมไม่เกิน 512 byte
• Identification : เป็นหมายเลขของดาต้าแกรมในกรณีที่มีการแยกดาต้าแกรมเมื่อข้อมูลส่งถึงปลายทางจะนำข้อมูลที่มี identification เดียวกันมารวมกัน
• Flag : ใช้ในกรณีที่มีการแยกดาต้าแกรม
• Fragment Offset : ใช้ในการกำหนดตำแหน่งข้อมูลในดาต้าแกรมที่มีการแยกส่วน เพื่อให้สามารถนำกลับมาเรียงต่อกันได้อย่างถูกต้อง
• Time to Live (TTL) : กำหนดจำนวนครั้งที่มากที่สุดที่ดาต้าแกรมจะถูกส่งระหว่าง hop (การส่งผ่านข้อมูลระหว่างเน็ตเวิร์ค) เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการส่งข้อมูลโดยไม่สิ้นสุด โดยเมื่อข้อมูลถูกส่งไป 1 hop จะทำการลดค่า TTL ลง 1 เมื่อค่าของ TTL เป็น 0 และข้อมูลยังไม่ถึงปลายทาง ข้อมูลนั้นจะถูกยกเลิก และเราเตอร์สุดท้ายจะส่งข้อมูล ICMP แจ้งกลับมายังต้นทางว่าเกิด time out ในระหว่างการส่งข้อมูล
• Protocol : ระบุโปรโตคอลที่ส่งในดาต้าแกรม เช่น TCP ,UDP หรือ ICMP
• Header Checksum : ใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลในเฮดเดอร์
• Source IP Address : หมายเลข IP ของผู้ส่งข้อมูล
• Destination IP Address : หมายเลข IP ของผู้รับข้อมูล
• Data : ข้อมูลจากโปรโตคอลระดับบน

 

8.3  UDP

 UDP : (User Datagram Protocol)
เป็นโปรโตคอลที่อยู่ใน Transport Layer เมื่อเทียบกับโมเดล OSI โดยการส่งข้อมูลของ UDP นั้นจะเป็นการส่งครั้งละ 1 ชุดข้อมูล เรียกว่า UDP datagram ซึ่งจะไม่มีความสัมพันธ์กันระหว่างดาต้าแกรมและจะไม่มีกลไกการตรวจสอบความสำเร็จในการรับส่งข้อมูล
กลไกการตรวจสอบโดย checksum ของ UDP นั้นเพื่อเป็นการป้องกันข้อมูลที่อาจจะถูกแก้ไข หรือมีความผิดพลาดระหว่างการส่ง และหากเกิดเหตุการณ์ดังกล่าว ปลายทางจะได้รู้ว่ามีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น แต่มันจะเป็นการตรวจสอบเพียงฝ่ายเดียวเท่านั้น โดยในข้อกำหนดของ UDP หากพบว่า Checksum Error ก็ให้ผู้รับปลายทางทำการทิ้งข้อมูลนั้น แต่จะไม่มีการแจ้งกลับไปยังผู้ส่งแต่อย่างใด การรับส่งข้อมูลแต่ละครั้งหากเกิดข้อผิดพลาดในระดับ IP เช่น ส่งไม่ถึง, หมดเวลา ผู้ส่งจะได้รับ Error Message จากระดับ IP เป็น ICMP Error Message แต่เมื่อข้อมูลส่งถึงปลายทางถูกต้อง แต่เกิดข้อผิดพลาดในส่วนของ UDP เอง จะไม่มีการยืนยัน หรือแจ้งให้ผู้ส่งทราบแต่อย่างใด

มีรายละเอียดดังนี้

• Source Port Number : หมายเลขพอร์ตต้นทางที่ส่งดาต้าแกรมนี้
• Destination Port Number : หมายเลขพอร์ตปลายทางที่จะเป็นผู้รับดาต้าแกรม
• UDP Length : ความยาวของดาต้าแกรม ทั้งส่วน Header และ data นั่นหมายความว่า ค่าที่น้อยที่สุดในฟิลด์นี้คือ 8 ซึ่งเป็นขนาดของ Header
• Checksum : เป็นตัวตรวจสอบความถูกต้องของ UDP datagram และจะนำข้อมูลบางส่วนใน IP Header มาคำนวณด้วย

8.4  IPX/SPX

                โปรโตคอล IPX/SPX ซึ่งเป็นโปรโตคอลที่โด่งดังมาจากระบบปฏิบัติการ Netware ของบริษัท Novell โดยใช้กันมากในสมัยก่อนที่ Windows NT Server จะเกิด แต่ถึงแม้จะมี Windows ทุกรุ่นโดยตั้งชื่อใหม่เป็น Microsoft IPX/SPX Compatible Protocol ซึ่งนับเป็นการตัดสินใจที่

ชาญฉลาดมาก เนื่องจากผู้ใช้สามารถที่จะใช้ Windows ติดต่อกับเซิร์ฟเวอร์ที่เป็น Netware ได้โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งโปรแกรม Netware Client

ของ Novell อย่างไรก็ตาม โปรโตคอล IPX/SPX ที่มีอยู่ในตัว Windows นั้นอาจไม่สามารถทำงานบางอย่างได้เหมือนกับ IPX/SPX ขนานแท้ของ Netware ได้ ซึ่งในกรณีนี้อาจต้องเปลี่ยนไปติดตั้งโปรแกรม Netware Client แทน ปัจจุบันโปรโตคอล IPX/SPX ก็ลดบทบาทลงไปมากพอสมควร แม้แต่ตัว Netware รุ่นใหม่ๆ (Netware5) ก็ยังเปลี่ยนไปใช้โปรโตคอลTCP/IPเป็นหลักในปัจจุบันโปรแกรมที่ยังคงใช้ปัจจุบันที่ยังคงใช้ประโยชน์ มากโปรโตคอล IPX/SPX  คือโปรแกรมเกมที่เล่นผ่านระบบ LAN

          8.4.1 SPX

SPX  พัฒนาเริ่มต้นมาจากโปรโตคอล  Sequenced Packet Protcol  (SPP)  จากบริษัท  Xerox  Network  Services  (XNS)  จะทำงานเหมือนโปรโตคอล  TCP  คือเป็นแบบ  Connection-oriented

8.4.1 IPX

IPX  พัฒนาเริ่มต้นมาจากโปรโตคอล Internetwork Datagram Packet (DIP)  ของ  XNS  โปรโตคอล  IPX   จะทำงานเหมือนโปรโตคอล  IP  คือเป็นแบบ  Connectionless  และทำหน้าที่ในการะบุหมายเลขปลายทางผู้รับ


8.5  NetBEUI

                NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) เป็นโปรแกรมที่ให้คอมพิวเตอร์ติดต่อภายในเครือข่าย ซึ่ง NetBEUI เป็นเวอร์ชันส่วนขยายของ NetBIOS โดยโปรแกรมที่มี Frame format (การจัดการสารสนเทศในการส่งข้อมูล) ที่ไม่ได้ระบุด้วย NetBIOS การพัฒนา NetBEUI ทำโดย IBM สำหรับใช้กับผลิตภัณฑ์ประเภท LAN manager และมีการปรับปรุงโดย Microsoft สำหรับ Windows NT, LAN manager และ Window for Workgroups

NetBEUI มีการทำงานที่ดีมาก สำหรับการติดต่อภายในระบบ LAN เดี่ยว แต่ไม่สนับสนุนระบบ Routing กับเครือข่ายอื่น ถ้าต้องการปรับปรุงการอินเตอร์เฟซต้องใช้โปรโตคอลตัวอื่น เช่น Internetwork Pocket Exchange หรือ TCP/IP จึงมีการแนะนำวิธีติดตั้ง NetBEUI และ TCP/IP ในเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง และตั้งค่าบนเครื่องแม่ข่ายให้ใช้ NetBEUI ในการติดต่อภายใน LAN และ TCP/IP สำหรับการติดต่อนอกเหนือจาก LAN

 8.6 NetBIOS

ถูกออกแบบมาเพื่อเป็น protocol ที่เป็นตัวเชื่อม (interface) ระหว่างระบบปฏิบัติการกับฮาร์ดแวร์ เพื่อให้application สามารถสื่อสารกับเครือข่ายได้โดยเป็นอิสระจากฮาร์ดแวร์ ทั้งนี้ application จะสามารถเข้าถึงเลเยอร์สูงสุดของ OSI model ได้เท่านั้น ซึ่งทำให้ application ที่สร้างขึ้นมาสามารถทำงานได้ในเครือข่ายที่มีnetwork environment ไม่เหมือนกัน ทั้งนี้ NetBIOS จะทำหน้าที่ขนส่งข้อมูลไปยัง application ที่อยู่บนเครื่องอื่นในเครือข่ายให้
               ใน ช่วงเริ่มต้นนั้น NetBIOS ถูกออกแบบให้ทำงานได้กับ IBM's PC LAN เท่านั้น แต่ปัจจุบันNetBIOS ได้กลายเป็นพื้นฐานของ network application ไปแล้ว โดย NetBIOS เป็นโปรโตคอลที่ถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย มันสามารถทำงานได้บน Ethernet, Token ring, IBM PC Network
               NetBIOS ถูกออกแบบมาให้เป็นตัวเชื่อม เป็นส่วนขยายของ BIOS ที่ช่วยให้สามารถติดต่อใช้งานบริการบนเครือข่ายได้ จึงกล่าวได้ว่า NetBIOS ถูกออกแบบให้เป็น Application Program Interface (API)ในขณะเดียวกัน NetBIOS ก็ถือว่าเป็นโปรโตคอลได้เช่นเดียวกันกับ TCP/IP เพราะมีชุดของโปรโตคอลชั้นล่างลงไปที่สามารถทำงานร่วมกันได้

8.7  DHCP

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)  คือ โปรโตคอลที่ใช้ในการกำหนด IP Address อัตโนมัติแก่เครื่องลูกข่ายบนระบบ ที่ติดตั้ง TCP/IPสำหรับ DHCP server มีหน้าที่แจก IP ในเครือข่ายไม่ให้ซ้ำ เป็นการลดความซ้ำซ้อน เมื่อเครื่องลูกเริ่ม bootก็จะขอ IP address, Subnet mark, หมายเลข DNS และ Default gateway
   ขั้นตอนการเชื่อมต่อของเครื่องลูกกับ DHCP server
   1. เครื่องลูกค้นหาเครื่อง DHCP server ในเครือข่าย โดยส่ง DHCP discover เพื่อร้องขอ IP address
   2. DHCP server  จะค้นหา IP  ที่ว่างอยู่ในฐานข้อมูล แล้วส่ง DHCP offer กลังไปให้เครื่องลูก
   3. เมื่อเครื่องลูกได้รับ IP  ก็จะส่งสัญญาณตอบกลับ DHCP Request ให้เครื่องแม่ทราบ
   4. DHCP server ส่งสัญญาณ DHCP Ack กลับไปให้เครื่องลูก เพื่อแจ้งว่าเริ่มใช้งานได้

8.8 RARP

 RARP (Reverse Address Resolection Protocol) เป็นโปรโตคอล ซึ่งเครื่องทางกายภาพ ในเครือข่าย LAN สามารถขอเรียนรู้ IP Address จากเครื่องแม่ข่าย gateway หรือตาราง Address Resolution Protocol ผู้บริหารเครือข่ายสร้างตารางใน gateway router ของเครือข่าย LAN ที่ใช้จับคู่ address ของเครื่องทางกายภาพ (หรือ Media Access Control address) ที่ตรงกับ Internet Protocol address เมื่อมีการติดตั้งเครื่องใหม่ โปรแกรมลูกข่ายของ RARP จะขอ RARP server จาก routerให้ส่ง IP address มาให้ สมมติว่ามีการตั้งค่าในตาราง router แล้ว RARP server จะส่งกลับ IP address ไปที่เครื่องซึ่งจะเก็บไว้สำหรับการใช้ต่อไป  RARP มีให้กับเครือข่าย LAN แบบ Ethernet, Fiber Distributed-Data Interface และ Token ring


8.9 BOOTP

BOOTP (Bootstrap Protocol) เป็นโปรโตคอลที่ให้ผู้ใช้เครือข่าย สามารถทำการคอนฟิกโดยอัตโนมัติ (รับIP address) และมีการบู๊ตระบบปฏิบัติการหรือเริ่มต้นจะไม่มีการเกี่ยวข้องของผู้ใช้ เครื่องแม่ข่าย BOOTPได้รับการบริหารโดยผู้บริการเครือข่าย ซึ่งจะกำหนด IP address อย่างอัตโนมัติจากกองกลางของ IP addressสำหรับช่วงเวลาที่แน่นอน  BOOTP เป็นพื้นฐานสำหรับโปรโตคอลแบบ network manager ระดับสูงอื่น ๆ เช่น Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

 

 

บทที่ 7 วิธีการรับส่งข้อมูล


7.1  สัญญาณ  (Signal)

เนื่องจากอุปกรณ์ที่จะทำการสื่อสารข้อมูลกันเป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้า  ดังนั้นลักษณะของข้อมูลจะต้องเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าด้วย  โดยสัญญาณทางไฟฟ้ามีอยู่สองรูปแบบคือ  สัญญาณแบบอนาลอก  (Analog)  และสัญญาณแบบดิจิตอล  (Digital)

สัญญาณอนาลอก (Analog Signal) หมายถึง สัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงหรือการเคลื่อนที่ของ ข้อมูลแบบต่อเนื่อง (Continuouse Data) โดยสัญญาณจะมีขนาดไม่คงที่ มีการเปลี่ยนแปลงขนาดของ สัญญาณแบบค่อยเป็นค่อยไป และจะมีลักษณะเป็นเส้นโค้งต่อเนื่องกันไป ยกตัวอย่างเช่น การที่เราโยน ก้อนหินลงน้ำ บนผิวน้ำเราจะเห็นว่า น้ำจะมีการเคลื่อนตัวเป็นคลื่น กระจายออกเป็นวงกลมรอบจุดที่หินจม ระดับคลื่นจะสังเกตุได้ว่าเริ่มจากจุดกลางแล้วขึ้นสูง แล้วกลับมาที่จุดกลางแล้วลงต่ำ แล้วกลับมาที่จุดกลาง เป็นลักษณะนี้ติดต่อกันไป แต่ละครั้งของวงรอบเราเรียกว่า 1 Cycle โดยการเคลื่อนที่ของสัญญาณ อนาล็อก (Analog Signal) นี้ จะมีระยะทางและเวลาเป็นตัวกำหนดด้วย จึงทำให้มีผลต่อการส่งสัญญาณ อนาล็อก (Analog Signal) ส่วนใหญ่จึงสามารถถูกรบกวนได้ง่าย ไม่ว่าจะเป็นจากสิ่งแวดล้อมภายนอก หรือจากตัวของระบบอุปกรณ์เอง เพราะสัญญาณที่ส่งออกไปนั้นจะเป็นสัญญาณจริง และเมื่อถูกรบกวนก็อาจ จะทำให้คลื่นสัญญาณมีการเปลี่ยนไป จึงทำให้ผู้รับหรือปลายทางนั้นมีการแปลความหมายผิดพลาดได้ เช่น สัญญาณเสียง เป็นต้น

สัญญาณดิจิตอล มักเป็นสัญญาณที่ไม่มีในธรรมชาติ และถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในการรับส่งข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ เป็นสัญญาณที่ไม่มีความต่อเนื่องสัญญาณจะถูกแยกออกเป็นชิ้นๆ บางครั้งเรียกว่าดิสครีต (Discrete) ในระบบดิจิตอลเราจะพบลักษณะสัญญาณเป็นระบบเลขฐานสอง (Binary) ซึ่งจะแทนค่าแรงดันไฟฟ้าสองระดับเท่านั้น เลขฐานสองแต่ละหลักที่ใช้ในระบบดิจิตอล เรียกว่า หลักหรือดิจิต (Digit) สัญญาณดิจิตอลมีการเปลี่ยนแปลงระดับอย่างรวดเร็ว จุดอ่อนที่สำคัญของสัญญาณดิจิตอล คือ เดินทางได้ไม่ไกลมากนัก เนื่องจากมีการลดทอนสูง ดิจิทัลมีระบบที่สามารถตัดสัญญาณความถี่ต่างๆได้ที่เรียกว่า วงจรกรองความถี่ดิจิทัล (digital filter) ” ซึ่งสามารถทำงานำได้ดี ในปัจจุบันวงจรต่างที่ซับซ้อนจะเป็นวงจรประเภทดิจิตอลทั้งสิ้น มีผู้พัฒนาอุปกรณ์สำหรับผสมสัญญาณดิจิทัลเข้ากับสัญญาณอะนาล็อก เพื่อใช้ส่งข้อมูลดิจิทัลไปในระยะที่ไกลขึ้น

7.2 รหัสแทนข้อมูล  (data  code)

                การเก็บข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์นั้นจะถูกเก็บอยู่ในรูปของเลขฐานสอง  ไม่ว่าจะเป็นตัวเลข  หรือตัวอักขระ  ข้อมูลต่าง ๆ จะถูกเก็บอยู่ในรูปรหัสเลขฐานสองที่แทนด้วยค่า  0  และค่า  “1”  โดยระบบจะนำค่าลอจิก  “0”  และลอจิก “1” เหล่านี้มาจัดกลุ่มกัน  เรียกว่า  รหัสแทนข้อมูล  สำหรับรหัสที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน  ได้แก่

รหัสเอสกี  (ASCII  Code)

                มาจากคำว่า (American Standard Code for Information Interchange)  รหัสเอสกี่นี้เป็นการนำเลขฐานสองจำนวน  7  บิต  มาแทนจำนวนลักขระจำนวนหนึ่งตัว  รวมทั้งรหัสควบคุมต่าง ๆ ด้วย  ทำให้สามารถแทนข้อมูลได้  128  ชนิด  ต่อมาได้พัฒนาให้รหัสแอสกีมีขนาดเป็น  8  บิต  เพื่อให้สามารถแทนข้อมูลต่าง ๆ ได้มากขึ้น


รหัสเอ็บซีดิก  (EBCDIC Code)

                มาจากคำว่า  (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code : EBCDIC) พัฒนาโดยบริษัทไอบีเอ็ม รหัสแทนข้อมูลนี้ไม่เป็นที่นิยมใช้แล้วในปัจจุบัน   การกำหนดรหัสจะใช้ 8 บิต ต่อหนึ่งอักขระ เหมือนกับรหัสแอสกี แต่แบบของรหัสที่กำหนดจะแตกต่างกัน โดยรหัสเอ็บซิดิกจะเรียงลำดับแต่ละบิตที่ใช้แทนอักขระ


รหัสยูนิโค้ด (Unicode)

เนื่องจากรหัสแบบเก่า  แทนตัวอักขระได้น้อย  ทำให้ไม่พอใช้สำหรับตัวอักษรบางประเทศ  จึงมีการนำรหัสนี้มาใช้  โดยหนึ่งตัวอักขระจะใช้เลขฐานสองแทนจำนวน  16  บิต  หรือ  2  ไบต์


7.3  การส่งข้อมูล  (Data  transmission)

การโอนถ่าย (Transmission) ข้อมูลหรือการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างต้นทางกับปลายทาง โดยใช้อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีตัวกลาง เช่น ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์สำหรับควบคุมการส่งและการไหลของข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง นอกจากนี้อาจจะมีผู้รับผิดชอบในการกำหนดกฎเกณฑ์ในการส่งหรือรับข้อมูลตามรูปแบบที่ต้องการ

7.4  ลักษณะการส่งข้อมูล

วิธีการสื่อสารข้อมูล  ลักษณะของการสื่อสารข้อมูล มี 2 รูปแบบคือ การสื่อสารแบบอนุกรม (serial data transmission) และการสื่อสารแบบขนาน(parallel data transmission) การสื่อสารแต่ละรูปแบบมีรายละเอียดดังนี้

การสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรม (serail data transmission) เป็นการส่งข้อมูลครั้งละ 1 บิต ไปบนสัญญาณจนครบจำนวนข้อมูลที่มีอยู่ สามารถนำไปใช้กับสื่อนำข้อมูลที่มีเพียง1ช่องสัญญาณได้ สื่อนำข้อมูลที่มี 1 ช่องสัญญาณนี้จะมีราคาถูกกว่าสื่อนำข้อมูลที่มีหลายช่องสัญญาณ และเนื่องจากการสื่อสารแบบอนุกรมมีการส่งข้อมูลได้ครั้งละ 1 บิตเท่านั้น การส่งข้อมูลประเภทนี้จึงช้ากว่าการส่งข้อมูลครั้งละหลายบิต

การสื่อสารข้อมูลแบบขนาน (parallel data transmission) เป็นการส่งข้อมูลครั้งละหลายบิตขนานกันไปบนสื่อนำข้อมูลที่มีหลายช่องสัญญาณ วิธีนี้จะเป็นวิธีการส่งข้อมูลที่เร็วกว่าการส่งข้อมูลแบบอนุกรมจากรูป เป็นการแสดงการสื่อสารข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ 2 ตัว ที่มีการส่งข้อมูลแบบขนาน โดยส่งข้อมูลครั้งละ 8 บิตพร้อมกัน

7.5  วิธีการส่งข้อมูล

7.5.1 การส่งข้อมูลแบบอซิงโครนัส (Asynchronous transmission)    เป็นการส่งข้อมูลแบบไม่เป็นจังหวะ โดยจะมีบิตเริ่มและบิตจบอยู่ครอบหน้าหลังของข้อมูล เพื่อบอกให้ผู้รับได้รู้ว่าจะมีการเริ่มต้นส่งข้อมูลมาแล้ว และบอกว่าการส่งข้อมูลได้สิ้นสุดลงแล้ว เช่น ข้อมูล1ตัวอักษรมี8บิตแต่ต้องส่ง10บิตโดย2บิตที่เพิ่มขึ้นมาจะเป็นบิตเริ่มต้นและบิตสิ้นสุด  เช่น  1  0100  0001  0  เป็นต้น
         7.5.2 การส่งข้อมูลแบบซิงโครนัส
(synchronous transmission) เป็นการส่งข้อมูลแบบเป็นจังหวะ ตามสัญญาณอนาฬิกา โดยสัญญาณนาฬิกาจะเป็นตัวควบคุมจังหวะ การส่งข้อมูลแบบนี้จะไม่มีการใช้บิตเริ่ม บิตจบ เหมือนอซิงโครนัส จะมีก็เฉพาะบิตที่ใช้ตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลเท่านั้น ซึ่งการไม่มีบิตเริ่มและบิตจบ ทำให้ปริมาณข้อมูลมีน้อยลง และสามารถประหยัดเวลาในการรับส่งได้


บทที่ 6 เครือข่ายไร้สาย


               เครือข่ายไร้สาย Wireless LANs ซึ่งใช้คลื่นไฟฟ้า (คลื่นวิทยุ และ Infrared) ที่ทำการเชื่อมต่อกับภายนอกที่อาศัยอุปกรณ์อื่นเชื่อมต่อ คลื่นวิทยุส่งพลังงานไปยังเครื่องรับวิทยุที่อยู่ห่างไกลโดยส่งข้อมูลไปพร้อมกับตัวนำคลื่นวิทยุ ข้อมูลจะไปถึงผู้รับได้อย่างแน่นอน Configuration ของ Wireless LANs เป็นทั้งเครื่องรับและเครื่องส่งเรียก Access Point ติดต่อกับเครือข่ายแบบไร้สาย ระบบแลนไร้สายนั้นประกอบด้วย 2 ส่วน คือ Access Point และ Client LAN Adapter

6.1   จุดเด่นของเครือข่ายไร้สาย

                ในความเป็นจริงแล้วระบบเครือข่ายไร้สายมีอยู่มากมาย  ระบบแลนไร้สาย  หรือ  WLAN   หมายถึงการให้บริการการติดต่อระบบเครือข่ายผ่านทางระบบไร้สาย   ต่อมาเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายนั้นจะมีมาตรฐานที่ถูกกำหนดจากองค์กรสำคัญที่ทำหน้าที่ออกแบบและวางข้อกำหนดทางวิศวกรรมไฟฟ้า  ในหลักสหรัฐอเมริกาคือ   IEEE  (Institute of Electrical and Electronics Engineers  : IEEE)  ว่าเป็นมาตรฐานแบบ  802.11  หรือ  IEEE   802.11  จึงทำให้ระบบเครือข่ายไร้สายที่ใช้มาตรฐานนี้เรียกว่า  Wi – Fi  เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์ดังนี้

อำนวยความสะดวกในการทำงาน  :  เครือข่ายไร้สายอำนวยความสะดวกในการทำงาน  โดยเอื้อต่อการใช้คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ระหว่างสำนักงานและที่บ้าน  ทำให้พนักงานสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง

สะดวกต่อการติดตั้ง :  เครือข่ายไร้สายจะต้องการ  access point  เป็นจุดกระจายสัญญาณเพื่อให้เครือข่ายทำงานได้  แทนการใช้สัญญาณเพิ่มและฮับหรือสวิตซ์  เพื่อทำการติดตั้งเครื่องคอมพิวเตอร์ใหม่เข้ากับระบบ

สะดวกต่อการขยายเครือข่าย  : เครือข่ายไร้สายสามรถเพิ่มเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายได้ไม่จำเป็นต้องรอความพร้อมของสัญญาณ  และสามารถจัดตำแหน่งต่าง ๆ ใหม่ได้  เมื่อต้องการย้ายตำแหน่งที่ตั้งของเครื่องคอมพิวเตอร์

ประหยัด  :  เครือข่ายไร้สาย  จะลดต้นทุนของการนำสัญญาณ  และยังช่วยลดต้นทุนการติดตั้งสัญญาณอีกด้วย


6.2  ข้อด้อยของเครือข่ายไร้สาย

                ความปลอดภัย  :  เนื่องจากเครือข่ายไร้สายใช้สัญญาณวิทยุเป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล  ซึ่งจะทำการส่งสัญญาณออกไปทุกทิศทาง  ข้อมูลนี้สามารถรับได้โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีอุปกรณ์รับส่งสัญญาณเครือข่ายไร้สายที่อยู่ในระยะของสัญญาณที่ไปถึงได้ 

ระยะทาง  :  ระยะทางการทำงานเครือข่ายไร้สายนั้นจะมีระยะทางที่จำกัด  ซึ่งไม่เหมาะกับการติดตั้งในอาคารขนาดใหญ่  เพราะจะต้องใช้อุปกรณ์ทวนสัญญาณ เพิ่มเติม

ความน่าเชื่อถือ :  การใช้สัญญาณวิทยุเป็นตัวกลางการรับส่งข้อมูลนั้น   เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในจุดอับสัญญาณอาจเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ยาก  หรืออาจจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ยาก  หรืออาจเชื่อมต่อกับเครือข่ายไม่ได้เลย

ความเร็วการเชื่อมต่อ  :  ความเร็วในการรับส่งข้อมูลจริงจะต่ำกว่าความเร็วที่แสดงในการเชื่อมต่อมาก

6.3  ระบบเครือข่ายแลนไร้สาย  (Wireless  LAN)

ระบบเครือข่ายไร้สาย หรือ ระบบเครือข่ายแบบ Wireless LAN หรือ WLAN เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายแบบไร้สาย (ไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิ้ล) เหมาะสำหรับการติดตั้งในสถานที่ที่ไม่สะดวกในการเดินสาย หรือในสถานที่ที่ต้องการความสวยงาม เรียบร้อย และเป็นระเบียบ เช่น สนามบิน โรงแรม ร้านอาหาร เป็นต้น

การทำงานจะมีอุปกรณ์ในการส่งสัญญาณ และกระจายสัญญาณ หรือที่เราเรียกว่า Access Point และมี PC Card ที่เป็น LAN card สำหรับในการเชื่อมกับ access point โดยเฉพาะ การทำงานจะใช้คลื่นวิทยุเป็นการรับส่งสัญญาณ โดยมีให้เลือกใช้ตั้งแต่ 2.4 to 2.4897 Ghz และสามารถเลือก config ใน Wireless Lan (ภายในระบบเครือข่าย Wireless Lan ควรเลือกช่องสัญญาณเดียวกัน)

6.3.1  มาตรฐานระบบแลนไร้สาย

IEEE 802.11a - ทำงานบนย่านความถี่ 5 GHz โดยที่สามารถให้อัตราการส่งถ่ายข้อมูล 54 Mbps และเนื่องด้วยการที่มาตรฐานนี้ ใช้การเชื่อมต่อที่ความถี่สูงๆ ทำให้มาตรฐานนี้ มีระยะการรับส่งที่ค่อนข้างใกล้ คือ ประมาณ 35 เมตร ในโครงสร้างปิด(เช่น ในตึก ในอาคาร) และ 120 เมตรในที่โล่งแจ้งและด้วยความที่ส่งข้อมูลด้วยความถี่สูงนี้ ทำให้การส่งข้อมูลนั้นไม่สามารถทะลุทะลวงโครงสร้างของตึกได้มากนัก อุปกรณ์ไร้สายที่รองรับเทคโนโลยี IEEE 802.11a นี้ไม่สามารถเข้ากันได้กับอุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11b และ IEEE 802.11g ที่จะอธิบายด้านล่างนี้ได้

IEEE 802.11b - ทำงานบนย่านความถี่ 2.4 GHz โดยที่สามารถให้อัตราการส่งถ่ายข้อมูล 11 Mbps เนื่องจากการใช้คลื่นความถี่ที่ต่ำกว่าอุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11a ทำให้อุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐานนี้จะมีความสามารถในการส่งคลื่นสัญญาณไปได้ไกลกว่าคือประมาณ 38 เมตรในโครงสร้างปิดและ 140 เมตรในที่โล่งแจ้ง รวมถึง ทะลวงสัญญาณสามารถทะลุโครงสร้างตึกได้มากกว่าอุปกรณ์ที่รองรับกับมาตรฐาน IEEE 802.11a ด้วย

IEEE 802.11g - ทำงานบนย่านความถี่ 2.4 GHz เหมือนกับ อุปกรณ์ที่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11b แต่ว่าสามารถให้อัตราการส่งถ่ายข้อมูลได้สูงถึง 54 Mbps เหมือนกับ อุปกรณ์มาตรฐาน IEEE 802.11a

IEEE 802.11n (มาตรฐานล่าสุด) - ทำงานบนย่านความถี่ 2.4 และ 5 GHz โดยที่สามารถให้อัตราการส่งถ่ายข้อมูลสูงสุดถึง 300 Mbps มีความสามารถในการส่งคลื่นสัญญาณ ได้ระยะประมาณ 70 เมตรในโครงสร้างปิด และ 250 เมตรในที่โล่งแจ้ง

6.3.2 รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สาย

การเชื่อมต่อเครื่องต่อเครื่อง  Peer-to-peer ( ad hoc mode )
             รูปแบบการเชื่อมต่อระบบแลนไร้สายแบบ Peer to Peer เป็นลักษณะ การเชื่อมต่อแบบโครงข่ายโดยตรงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ จำนวน 2 เครื่องหรือมากกว่านั้น เป็นการใช้งานร่วมกันของ wireless adapter cards โดยไม่ได้มีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายแบบใช้สายเลย โดยที่เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีความเท่าเทียมกัน สามารถทำงานของตนเองได้และขอใช้บริการเครื่องอื่นได้ เหมาะสำหรับการนำมาใช้งานเพื่อจุดประสงค์ในด้านความรวดเร็วหรือติดตั้งได้โดยง่ายเมื่อไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่จะรองรับ ยกตัวอย่างเช่น ในศูนย์ประชุม, หรือการประชุมที่จัดขึ้นนอกสถานที่
 




Infrastructure  หรือ  Distribution  system

ระบบเครือข่ายไร้สายแบบ Client / server หรือ Infrastructure mode เป็นลักษณะการรับส่งข้อมูลโดยอาศัย Access Point (AP) หรือเรียกว่า “Hot spot” ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่างระบบเครือข่ายแบบใช้สายกับเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย (client) โดยจะกระจายสัญญาณคลื่นวิทยุเพื่อ รับ-ส่งข้อมูลเป็นรัศมีโดยรอบ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในรัศมีของ AP จะกลายเป็น เครือข่ายกลุ่มเดียวกันทันที โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ จะสามารถติดต่อกัน หรือติดต่อกับ Server เพื่อแลกเปลี่ยนและค้นหาข้อมูลได้ โดยต้องติดต่อผ่านAP เท่านั้น ซึ่ง AP 1 จุด สามารถให้บริการเครื่องลูกข่ายได้ถึง 15-50 อุปกรณ์ ของเครื่องลูกข่าย เหมาะสำหรับการนำไปขยายเครือข่ายหรือใช้ร่วมกับระบบเครือข่ายแบบใช้สายเดิมในออฟฟิต, ห้องสมุด หรือในห้องประชุม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานให้มากขึ้น

 



 
6.4  เครือข่ายไร้สายอื่น ๆ

ดาวเทียม : การเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยสัญญาณดาวเทียมนั้น จะใช้จานรับสัญญาณดาวเทียมเพื่อรับส่งข้อมูล โดยดาวเทียมนี้ก็คือตัวทวนสัญญาณไมโครเวฟที่ลอยอยู่บนอากาศนั่นเอง

ซึ่งจะทำให้ครอบคลุมพื้นที่ได้มากขึ้น

โทรศัพท์ : เทคโนโลยีการสื่อสารในปัจจุบัน คือ 2G และ 3G เทคโนโลยี 3G รองรับความเร็วประมาณ 100 kbps ความสามารถในการเชื่อมต่อจะขึ้นกับสัญญาณโทรศัพท์จาก ผู้ให้บริการ และ ความเร็วนั้นจะขึ้นกับความชัดของสัญญาณ

เทคโนโลยี WiMax : คำว่า WiMax มาจากคำว่า Worldwide Interoperability for Microwave Access โดยจะนำเทคโนโลยีแบบไมโครเวฟมาให้บริการเครือข่ายไร้สาย โดยออกแบบเสาอากาศให้คลื่นสามารถเคลื่อนที่เฉพาะทิศทาง หรือเคลื่อนที่แบบเป็นเส้นตรงและไม่เป็นเส้นตรงได้ โดยเทคโนโลยีนี้สามารถทำให้เครือข่ายไร้สายส่งได้ไกลมากขึ้นและส่งได้ด้วยความเร็วสูงมากขึ้น เทคโนโลยีนี้จะใช้มาตรฐานที่มีชื่อว่า IEEE 802.16