สื่อกลางส่งข้อมูลและการรับส่งข้อมูลบนเครือข่าย(บทที่ 3)

1.ระบบเครือข่ายแบบเบสแบนด์ (Baseband)
จะเป็นการสื่อสารข้อมูลที่สายสัญญาณหรือตัวกลางในการส่งผ่านสัญญาณสามารถส่งได้เพียงหนึ่งสัญญาณในเวลาขณะใดขณะหนึ่งเท่านั้น นั่นคือ อุปกรณ์ที่ใช้งานสายสัญญาณในขณะนั้นจะครอบครองช่องสัญญาณทั้งหมดโดยอุปกรณ์อื่นจะไม่สามารถร่วมใช้งานได้เลย ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ ระบบโทรศัพท์ เป็นต้น ซึ่งการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ส่วนมากจะเป็นการสื่อสารแบบ Baseband รวมทั้งการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์อื่น ๆ(เช่น เครื่องพิมพ์ จอภาพ) การสื่อสารผ่าน modems และการสื่อสารผ่านเครือข่ายหลักๆ ด้วย ยกเว้นเครือข่ายแบบ B-ISDN ที่เป็นแบบ Broadband

2.ระบบเครือข่ายแบบบรอดแบนด์ (Broadband)
จะตรงข้ามกับ Baseband นั่นคือ จะเป็นการสื่อสารข้อมูลที่ตัวกลางในการส่งผ่านสัญญาณสามารถมีหลายช่องสัญญาณได้พร้อม ๆ กันโดยใช้วิธีแบ่งช่องความถี่ออกจากกัน ทำให้อุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถสื่อสารกันโดยใช้ช่องความถี่ของตนเองผ่านตัวกลางเดียว ตัวอย่างเช่น ระบบเครือข่าย Cable TV ซึ่งสามารถส่งสัญญาณมาพร้อมกันหลาย ๆ ช่องบนสายสื่อสารเส้นเดียว และผู้รับก็สามารถเลือกช่องความถี่ที่ต้องการชมได้

3.สื่อกลางประเภทมีสาย (Wired Media)
        สื่อกลางประเภทมีสาย หมายถึง สื่อกลางที่เป็นสายซึ่งใช้ในการเชื่อมโยงโดยอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อใช้ในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ และอุปกรณ์ในระยะทางที่ห่างกันไม่มากนัก
            3.1) สายคู่บิดเกลียว(twisted pair)
       ประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก 2 เส้น พันบิดเป็นเกลียว ทั้งนี้เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิล เดียวกันหรือจากภายนอก เนื่องจากสายคู่บิดเกลียวนี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูงผ่านได้ สำหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายคู่บิดเกลียวจะขึ้นอยู่กับความหนาของสายด้วย กล่าวคือ สายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้าง จะสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้ากำลังแรงได้ ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราส่งสูง โดยทั่วไปแล้วสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล สัญญาณที่ส่งเป็นลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยม สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลได้ถึงร้อยเมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางไม่เกินร้อยเมตร เนื่องจากสายคู่บิดเกลียว มีราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี จึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง

       - สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP)
  เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถักชั้นนอกที่หนาอีกชั้นเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีลักษณะเป็นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็นเกลี่ยวเข้าด้วยกันเพื่อลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูก ติดตั้งง่าย น้ำหนักเบาและ การรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ สายโทรศัพท์จัดเป็นสายคู่บิดเกลี่ยวแบบหุ้มฉนวน

        - สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP)
  เป็น สายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้นทำให้สะดวกในการโค้งงอแต่สามารถ ป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่า ชนิดแรก แต่ก็มีราคาต่ำกว่า จึงนิยมใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่าง ของสายสายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน ที่เห็นในชีวิตประจำวันคือ สายโทรศัพท์ที่ใช้อยู่ในบ้าน มีราคาถูกและนิยมใช้กันมากที่สุด ส่วนใหญ่มักใช้กับระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนี้มักจะถูกรบกวนได้ง่าย และไม่ค่อยทนทาน

       3.2) สายโคแอกเชียล (coaxial)
          เป็นตัวกลางเชื่อมโยงที่มีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อจากเสาอากาศ สายโคแอกเชียลที่ใช้ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์มซึ่งใช้ส่งข้อมูลแบบดิจิทัล และชนิด 75 โอห์มซึ่งใช้ส่งข้อมูลสัญญาณแอนะล็อก สายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นหนึ่ง เพื่อป้องกันกระแสไฟรั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นเปีย เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก ลวดทองแดงที่ถักเป็นเปียนี้เองเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้สายแบบนี้มีช่วงความถี่สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมาก และนิยมใช้เป็นช่องสื่อสารสัญญาณแอนะล็อกเชื่องโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน
       3.3) เส้นใยนำแสง (fiber optic)
         มีแกนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเส้นใยแก้ว หรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆ เส้นอยู่รวมกัน เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็ดเท่าเส้นผม และภายในกลวง และเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่ง ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง แต่การทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้น และอาศัยหลักการหักเหของแสง โดยใช้ใยแก้วชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง การให้แสงเคลื่อนที่ไปในท่อแก้ว สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลสูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัจจุบันถ้าใช้เส้นใยนำแสง กับระบบอีเธอร์เน็ตจะใช้ได้ด้วยความเร็วหลายร้อยเมกะบิต และเนื่องจากความสามรถในการส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นสูง ทำให้สามารถส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร เสียง ภาพกราฟิก หรือวิดีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน อีกทั้งยังมีความปลอดภัยในการส่งสูง แต่อย่างไรก็มีข้อเสียเนื่องจากการบิดงอสายสัญญาณจะทำให้เส้นใยหัก จึงไม่สามารถใช้สื่อกลางนี้ในการเดินทางตามมุมตึกได้ เส้นใยนำแสงมีลักษณะพิเศษที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงแบบจุดไปจุด ดังนั้น จึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคาร หรือระหว่างเมืองกับเมือง เส้นใยนำแสงจึงถูกนำไปใช้เป็นสายแกนหลัก
        หลักการทั่วไปของการสื่อสาร ในสายไฟเบอร์ออปติกคือการเปลี่ยนสัญญาณ (ข้อมูล)  ไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสงก่อน  จากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์ ของแสง ผ่านสายไฟเบอร์ออปติกสายไฟเบอร์ออปติกทำจากแก้วหรือพลาสติกสามารถส่งลำแสง ผ่านสายได้ทีละหลาย ๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน  ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้นจะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในจนถึงปลายทาง
        จากสัญญาณข้อมูลซึ่งอาจจะเป็นสัญญาณอนาล็อกหรือดิจิตอล จะผ่านอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่มอดูเลตสัญญาณเสียก่อน  จากนั้นจะส่งสัญญาณมอดูเลต ผ่านตัวไดโอดซึ่งมี  2  ชนิดคือ  LED  ไดโอด  (light Emitting Diode)  และเลเซอร์ไดโอด หรือ  ILD ไดโอด  (Injection Leser Diode)  ไดโอดจะมีหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณมอดูเลตให้เป็นลำแสงเลเซอร์ซึ่งเป็นคลื่นแสง ในย่านที่มองเห็นได้  หรือเป็นลำแสงในย่านอินฟราเรดซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้  ความถี่ย่านอินฟราเรดที่ใช้จะอยู่ในช่วง 1014-1015 เฮิรตซ์  ลำแสงจะถูกส่งออกไปตามสายไฟเบอร์ออปติก  เมื่อถึงปลายทางก็จะมีตัวโฟโต้ไดโอด (Photo Diode)  ที่ทำหน้าที่รับลำแสงที่ถูกส่งมาเพื่อเปลี่ยนสัญญาณแสงให้กลับไปเป็นสัญญาณ มอดูเลตตามเดิม  จากนั้นก็จะส่งสัญญาณผ่านเข้าอุปกรณ์ดีมอดูเลต  เพื่อทำการดีมอดูเลตสัญญาณมอดูเลตให้เหลือแต่สัญญาณข้อมูลที่ต้องการ
        สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีแบนด์วิดท์  (BW)  ได้กว้างถึง  3 จิกะเฮิรตซ์ (1 จิกะ = 109) และมีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลได้ถึง  1 จิกะบิต ต่อวินาที  ภายในระยะทาง  100 กม.  โดยไม่ต้องการเครื่องทบทวนสัญญาณเลย  สายไฟเบอร์ออปติกสามารถมีช่องทางสื่อสารได้มากถึง  20,000-60,000  ช่องทาง  สำหรับการส่งข้อมูลในระยะทางไกล ๆ ไม่เกิน  10 กม.  จะสามารถมีช่องทางได้มากถึง 100,000  ช่องทางทีเดียว

4.สื่อกลางประเภทไร้สาย (Wireless Media)

 การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สายนี้สามารถส่งข้อมูลได้ทุกทิศทางโดยมีอากาศเป็นตัวกลางในการสื่อสาร

        4.1) คลื่นวิทยุ (Radio Wave)
         วิธีการสื่อสารประเภทนี้จะใช้การส่งคลื่นไปในอากาศ เพื่อส่งไปยังเครื่องรับวิทยุโดยรวมกับคลื่นเสียงมีความถี่เสียงที่เป็นรูป แบบของคลื่นไฟฟ้า ดังนั้นการส่งวิทยุกระจายเสียงจึงไม่ต้องใช้สายส่งข้อมูล และยังสามารถส่งคลื่นสัญญาณไปได้ระยะไกล ซึ่งจะอยู่ในช่วงความถี่ระหว่าง 104 - 109 เฮิรตซ์ ดังนั้ัน เครื่องรับวิทยุจะต้องปรับช่องความถี่ให้กับคลื่นวิทยุที่ส่งมา ทำให้สามารถรับข้อมูลได้อย่างชัดเจน

       4.2) สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave)
         เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูง ส่งข้อมูลโดยอาศัยสัญญาณไมโครเวฟ ซึ่งเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และจะต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรง ไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกที่มีความโค้งได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับ - ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานีจนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูง ซึ่งจะอยู่ในช่วงความถี่ 108 - 1012 เฮิรตซ์

       4.3) แสงอินฟราเรด (Infrared)
         คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่อยู่ในช่วง 1011 – 1014 เฮิรตซ์ หรือความยาวคลื่น 10-3 – 10-6 เมตร เรียกว่า รังสีอินฟราเรด หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า คลื่นความถี่สั้น (Millimeter waves)ซึ่งจะมีย่านความถี่คาบเกี่ยวกับย่านความถี่ของคลื่นไมโครเวฟอยู่บ้าง วัตถุร้อน จะแผ่รังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 10-4 เมตรออกมา ประสาทสัมผัสทางผิวหนังของมนุษย์สามารถรับรังสีอินฟราเรด ลำแสงอินฟราเรดเดินทางเป็นเส้นตรง ไม่สามารถผ่านวัตถุทึบแสง และสามารถสะท้อนแสงในวัสดุผิวเรียบได้เหมือนกับแสงทั่วไปใช้มากในการสื่อสาร ระยะใกล้

       4.4) ดาวเทียม (satilite)
         ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ - ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก วัตถุประสงค์ในการสร้างดาวเทียมเพื่อเป็นสถานีรับ - ส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ และทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลก ในการส่งสัญญาณดาวเทียมจะต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับ และส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลก 22,300 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้น จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งอยู่กับที่ ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณ จากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้ โดยอาศัยพลังงานที่ได้มาจากการเปลี่ยน พลังงานแสงอาทิตย์ ด้วย แผงโซลาร์ (solar panel)

       4.5) บลูทูธ (Bluetooth)
         ระบบสื่อสารของอุปกรณ์อิเล็คโทรนิคแบบสองทาง ด้วยคลื่นวิทยุระยะสั้น (Short-Range Radio Links) โดยปราศจากการใช้สายเคเบิ้ล หรือ สายสัญญาณเชื่อมต่อ และไม่จำเป็นจะต้องใช้การเดินทางแบบเส้นตรงเหมือนกับอินฟราเรด ซึ่งถือว่าเพิ่มความสะดวกมากกว่าการเชื่อมต่อแบบอินฟราเรด ที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างโทรศัพท์มือถือ กับอุปกรณ์ ในโทรศัพท์เคลื่อนที่รุ่นก่อนๆ และในการวิจัย ไม่ได้มุ่งเฉพาะการส่งข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่ยังศึกษาถึงการส่งข้อมูลที่เป็นเสียง เพื่อใช้สำหรับ Headset บนโทรศัพท์มือถือด้วยเทคโนโลยี บลูทูธ เป็นเทคโนโลยีสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์แบบไร้สายที่น่าจับตามองเป็นอย่าง ยิ่งในปัจจุบัน ทั้งในเรื่องความสะดวกในการใช้งานสำหรับผู้ใช้ทั่วไป และประสิทธิภาพในการทำงาน เนื่องจาก เทคโนโลยี บลูทูธ มีราคาถูก ใช้พลังงานน้อย และใช้เทคโนโลยี short – range ซึ่งในอนาคต จะถูกนำมาใช้ในการพัฒนา เพื่อนำไปสู่การแทนที่อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้สาย เคเบิล เช่น Headset สำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ เป็นต้น ฺิิิ เทคโนโลยีการเชื่อมโยงหรือการสื่อสารแบบใหม่ที่ถูกคิดค้นขึ้น เป็นเทคโนโลยีของอินเตอร์เฟซทางคลื่นวิทยุ ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการสื่อสารระยะใกล้ที่ปลอดภัยผ่านช่องสัญญาณความถี่ 2.4 Ghz โดยที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อลดข้อจำกัดของการใช้สายเคเบิลในการเชื่อมโยงโดยมี ความเร็วในการเชื่อมโยงสูงสุดที่ 1 mbp ระยะครอบคลุม 10 เมตร เทคโนโลยีการส่งคลื่นวิทยุของบลูทูธจะใช้การกระโดดเปลี่ยนความถี่ (Frequency hop) เพราะว่าเทคโนโลยีนี้เหมาะที่จะใช้กับการส่งคลื่นวิทยุที่มีกำลังส่งต่ำและ ราคาถูก โดยจะแบ่งออกเป็นหลายช่องความถึ่ขนาดเล็ก ในระหว่างที่มีการเปลี่ยนช่องความถึ่ที่ไม่แน่นอนทำให้สามารถหลีกหนีสัญญา นรบกวนที่เข้ามาแทรกแซงได้ ซึ่งอุปกรณ์ที่จะได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคโนโลยีบลูทูธ ต้องผ่านการทดสอบจาก Bluetooth SIG (Special Interest Group) เสียก่อนเพื่อยืนยันว่ามันสามารถที่จะทำงานร่วมกับอุปกรณ์บลูทูธตัวอื่นๆ และอินเตอร์เน็ตได้

5.การพิจารณาสื่อกลางส่งข้อมูล

       ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่าน จากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือ ที่เรียกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็น
จำนวนบิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps)
หลักการพิจารณาเลือกใช้สื่อกลาง
       5.1. ต้นทุน 
         - พิจารณาต้นทุนของตัวอุปกรณ์ที่ใช้
         - พิจารณาต้นทุนการติดตั้งอุปกรณ์
         - เปรียบเทียบราคาของอุปกรณ์ และประสิทธิภาพการใช้งาน
       5.2. ความเร็ว
         - ความเร็วในการส่งผ่านสัญญาณ จำนวนบิตต่อวินาที
         - ความเร็วในการแพร่สัญญาณ ข้อมูลที่สามารถเคลื่อนที่ผ่านสื่อกลางไปได้
       5.3. ระยะทาง
         - สื่อกลางแต่ละชนิดมีความสามารถในการส่งสัญญาณข้อมูลไปได้ในระยะทางต่างกัน ดังนั้นการเลือกใช้สื่อกลางแต่ละชนิดจะต้องทราบข้อจำกัดด้านระยะทาง เพื่อที่จะต้องทำการติดตั้งอุปกรณ์ทบทวนสัญญาณเมื่อใช้สื่อกลางในระยะไกล
       5.4. สภาพแวดล้อม
         - เป็นปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งในเลือกใช้สื่อกลาง เช่น สภาพแวดล้อมที่เป็นโรงงานอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลจะมีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่าง ๆ ดังนั้นการเลือกใช้สื่อกลางควรเลือกสื่อกลางที่ทนทานต่อสัญญาณรบกวนได้ดี
       5.5. ความปลอดภัยของข้อมูล
         - หากสื่อกลางที่เลือกใช้ไม่สามารถป้องกันการลักลอบนำข้อมูลไปได้ ดังนั้นการสื่อสารข้อมูลจะต้องมีการ เข้ารหัสข้อมูลก่อนที่จะส่งไปในสื่อกลาง และผู้รับก็ต้องมีการถอดรหัสที่ใช้หลักเกณฑ์เดียวกัน จึงจะสามารถนำข้อมูลนั้นไปใช้ได้

6.วิธีการเข้าถึงสื่อกลาง
       คือ การนำโพรโทคอลมาใช้เพืี่อควบคุมกลไกการส่งข้อมูล และวิธีแก้ไขเมื่อเกิดการขนกัน
       6.1 CSMA/CD

มาตรฐานของระบบเครือข่ายท้องถิ่น
มาตรฐานของ LAN ถูกกำหนดโดยคณะกรรมการจาIEEE ซึ่งมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า IEEE 802 Local and Metropolitan Area Network Standard Committee โดยจะเน้นการกำหนดคุณสมบัติในระดับของ Physical Layer และ Data Link Layer ใน OSI Reference Model มาตรฐานจำนวนมากถูกกำหนดออกมาจากกรรมการกลุ่มนี้ และได้นำมาใช้กำหนดรูปแบบโครงสร้างของระบบเครือข่ายในปัจจุบัน มาตรฐานที่น่าสนใจมีดังต่อไปนี้
รูปที่ 4 IEEE 802 protocol layers เปรียบเทียบ
IEEE 802.3: Ethernet
Ethernet นับเป็นต้นกำเนิดของเทคโนโลยี LAN เนื่องจาก LAN ส่วนมากหรือเกือบทั้งหมดในปัจจุบันใช้ พื้นฐานของเทคโนโลยีนี้ คุณลักษณะเฉพาะในการทำงานของ Ethernet คือการทำงานแบบที่เรียกว่า การเข้าใช้ระบบเครือข่ายโดยวิธีช่วงชิง หรือ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) โดยมีหลักการทำงานดังนี้
CSMA/CD
หลักการทำงานของ CSMA/CD
1.ก่อนที่ผู้ใช้จะส่งข้อมูล จะต้องมีการแจ้งออกไปก่อนเพื่อตรวจสอบดูว่ามีสัญญาณของผู้ใช้คนอื่นช้างานอยู่หรือไม่
2.ถ้าผู้ใช้งานรายอื่นไม่ใช้งาน จึงจะเริ่มส่งข้อมูลออกไปได้
3.หากตรวจพบสัญญาณของผู้ใช้รายอื่นอยู่ จะต้องรอจนกว่าสายจะว่างถึงจะส่งข้อมูลได้
4.ถ้า เกิดปัญหาในการตรวจสอบสัญญาณ ซึ่งอาจเนื่องมาจากระยะทางส่งอยู่ห่างกันมาก อาจจะเกิดการชนกันของข้อมูลขึ้นได้ ในกรณีนี้ให้ทั้งทุกๆ สถานีต้องหยุดการส่งข้อมูลขณะนั้น
5.แล้วะทำการการสุ่มช่วงระยะเวลาในการรอ เพื่อทำการส่งข้อมูลออกไปใหม่เพื่อไม่ให้มีการชนกันเกิดขึ้นอีก
6.ถ้า หากยังมีชนเกิดขึ้นอีก ก็จะต้องหยุดรอโดยเพิ่มช่วงระยะเวลาในการสุ่มเป็นสองเท่าเพื่อให้ลดโอกาสการ ชนกันลงและส่งข้อมูลออกไปใหม่ และทำซ้ำเช่นนี้ จนกว่าข้อมูลจะถูกส่งออกไปได้อย่างสมบูรณ์

แม้ว่าระบบ CSMA/CD ดูเหมือนจะเป็นวิธีจัดระเบียบการส่งสัญญาณในระบบเครือข่ายที่ไม่เรียบร้อย นัก แต่ก็ทำงานได้ผลเป็นอย่างดี แต่เมื่อมีจำนวนโหนดบนเครือข่ายมากขึ้น ก็จะทำให้ความน่าจะเป็นในการปะทะกันของ ข้อมูลเพิ่มมากขึ้นด้วย ซึ่งจะส่งผลให้เครือข่ายทำงานช้าลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
ระบบเครือข่าย Ethernet ยังสามารถแบ่งประเภทได้อีก ตามความเร็วและชนิดของสายเคเบิล ตัวอย่าง
IEEE 802.3 10Base5 (Thick EthernetIEEE 802.3u 1. IEEE 802.4: Token Bus IEEE 802.5: Token Ring IEEE 802.9: Isochronous Networks IEEE 802.11: Wireless
       6.2 Token-passing
วิธีนี้จะมี token ที่ใช้เป็นสื่อกลางในการรับส่งข้อมูล ซึ่งจะวิ่งวนในเครือข่าย ในกรณีที่ token วิ่งมาถึงเครื่องใด เครื่องนั้นก็จะตรวจสอบว่ามีข้อมูลส่งมาถึงหรือเปล่าถ้าไม่มีก็ส่งไปยังเครื่องถัดไป และในกรณีที่ต้องการจะส่งข้อมูลก็จะตรวจสอบว่า token ว่างหรือไม่ ถ้าว่างก็จะบรรจุข้อมูลและระบุที่อยู่ของเครื่องที่จะรับลงใน token แล้วส่งไปยังเครื่องถัดไป
ตัวอย่างระบบเครือข่ายที่ใช้ เช่น Token-Ring

 แหล่งที่มา
1.การส่งสัญญาณแบบเบสแบนด์ http://iteiei.blogspot.com/2012/04/baseband-broadband.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
2.การส่งสัญญาณแบบบรอดแบนด์ http://iteiei.blogspot.com/2012/04/baseband-broadband.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
3.สื่อกลางส่งข้อมูลแบบใช้สาย https://sites.google.com/site/41238pb/sux-klang-prapheth/sux-klang-prapheth-mi-say-wired-media สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
4.สื่อกลางส่งข้อมูลแบบไร้สาย https://sites.google.com/site/41238pb/sux-klang-prapheth/sux-klang-prapheth-ri-say-wireless-media สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
5.การพิจารณาสื่อกลางส่งข้อมูล http://nunew2.blogspot.com/2011/09/blog-post_1827.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
6.โพรโทคอล CSMA/CD http://it-clubz.blogspot.com/2008/12/csmacd.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
7.โพรโทคอล Token Passing http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/computer/network/net_media5.htm สืบค้นเมื่อ 11/11/2559

แบบจำลองเครือข่าย(บทที่ 2)

1.ISO คืออะไร

       ISO ย่อมาจาก International Organization for Standardization คือ องค์การมาตรฐานสากล หรือองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน เป็นองค์กรที่ออกมาตรฐานต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับธุรกิจ และอุตสาหกรรม ส่วนมาตรฐานที่องค์กรนี้ออกมา ก็ใช้ชื่อนำหน้าว่า ISO เช่น ISO 9000 และ ISO 14000 ซึ่งก็เป็นมาตรฐานที่ว่าด้วยระบบบริหารคุณภาพ และระบบบริหารสิ่งแวดล้อม

2.แบบจำลอง OSI สำหรับเครือข่ายกระบวนการ สื่อสารข้อมูลบนเครือข่ายจำเป็นต้องมีมาตรฐานในการสื่อสาร ซึ่งมาตรฐานดังกล่าวจะครอบคลุมเรื่องการรับส่งข้อมูล การเข้ารหัส การตรวจจับข้อมูลผิดพลาด ดังนั้นหน่วยงานกำหนดมาตรฐาน หรือที่เรียกสั้นๆว่า ISO ซึ่งเป็นหน่วยงานหนึ่งที่มีบทบามสำคัญต่อการกำหนดมาตรฐานสากล โดย ISO ได้มีการกำหนดระบบเปิดที่เรียกว่าแบบจำลง OSI (Open Systems Interconnection) เพื่อใช้สำหรับเป็นแบบจำลองเพื่อการอ้างอิงบนเครือข่ายตามมาตรฐานสากลแบบจำลอง OSI ประกอบไปด้วยชั้นสื่อสาร 7 ชั้นด้วยกัน

 

       2.1 ชั้นสื่อสารทางกายภาพ (Physical Layer) จะมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะทางกายภาพด้านการสื่อสารระหว่งอุปกรณ์ ด้วยการกำหนดวิธีควบลคุมการรับส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในระดับ บิต จะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าใด ใช้สายเคเบิลชนิดใดในการรับส่งสัญญาณ การส่งข้อมูลเป็ฯแบบทิศทางเดียวหรือสองทิศทาง จะต้องเริ่มต้นติดต่อหรือสิ้นสุดการติดต่ออย่างไร รวมถึงลักษณะการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายในเครือข่ายเป็นต้น

       2.2 ชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล (Data Link Layer) เป็นชั้นสิ่สารที่รวบรวมข้อมูลจากชั้นสื่อสารทางกายภาพ ด้วยการกำหนดรูปแบบของข้อมูลที่ส่งผ่านยภายในเครือข่ายให้อยู่ในรูปแบบของ เฟรม (Frame) ทั้งนี้จะรวมถึงวิธีหรือกลไกในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลด้วย กล่าวคือ การส่งข้อมูลในเครือข่าย ข้อมูลที่ถูกส่งไปมีโอกาสที่จะสูญหายหรือมีความเสียหายบางส่วนได้ ดังนั้นชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลนี้จะดำเนินการตรวจสอบความผิดปกติเหล่า นี้ได้ โดยหากพบความผิดปกติขึ้น ก็จะแจ้งข้อมูลกลับไปยังผู้ส่งให้รับทราบเพื่อส่งข้อมูลชุดเดิมซ้ำกลับมา ใหม่ แต่อย่างไรก็ตาม การส่งข้อมูลซ้ำกลับมาใหม่ในบางครั้งอาจทำให้เกิดข้อมูลชุดเดียวกันซ้ำกัน ถึง 2 เฟรมก็ได้ เนื่องจากชุดข้อมูลที่ส่งไปครั้งแรกความจริงแล้วอาจไม่ได้สูญหายไปไหน แต่อาจเกิดปัญหาระหว่างการเดินทางส่งผลให้ต้องใช้เวลาเดินทางไปยังจุดหมาย ปลายทางมากกว่าปกติทั่วไป ดังนั้นกรณีที่ค้นพบข้อมูลชุดเดียวกันซ้ำถึง 2 เฟรม ก็จะต้องมีกลบไกในการกำจัดเฟรมข้อมูลซ้ำซ้อนเหล่านี้ออก
       2.3 ชั้นสื่อสารควบคุมเครือข่าย (Network Layer) จะทำหน้าที่จัดการกับรูปแบบข้อมูลที่เรียกว่า แพ็กเก็ต (Packet) ที่จัดส่งไปยังจุดหมายปลายทางที่ประกอบไปด้วยเครือข่ายย่อยต่างๆจำนวนมากมาย โดยมีวัตถุประสงค์คือ จะต้องมีการวางเส้นทางเดินของข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางอย่างไร เพื่อให้โหนดที่ทำหน้าส่งข้อมูล สมารถส่งข้อมูลไปยังโหนดปลายทางได้ในที่สุด
       2.4 ชั้นสื่อสารเพื่อนำส่งข้อมูล (Trasport Layer) เป็น ชั้นสื่อสารที่ทำหน้าที่ตรวจสอบข้อมูลทั้งหมดที่มีการรับส่งกันระหว่างโหนด ต้นทางจนกระทั่งถึงโหนดปลายทาง ด้วยการรับประกันว่าข้อมูลจะถูกส่งไปถึงมือผู้รับอย่างแน่นอน และอาจจำเป็นต้องมีการส่งข้อมูลใหม่ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดขึ้น
       2.5ชั้นสื่อสารควบคุมหน้าต่างสื่อสาร (Session Layer) ชั้นสื่อสารนี้จะดูแลและจัดการการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ปลายทาง โดยเริ่มตั้งแต่การสร้างคอนเน็กชั่นเพื่อการติดต่อสื่อสารไปจนกระทั่งยุติ การสารสื่อด้วยการยกเลิกคอนเน็กชั่นระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมโยงระหว่างกัน อย่างไรก็ตาม หสกการสื่อสารในชั้นนี้เกิดความล้มเหลวขึ้นมา ย่อมทำให้ข้อมูลเสียหาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเริ่มต้นการทำงานรอบใหม่บนหน้าต่างสื่อสารนั้น ตัวอย่างเช่น มีการเปิดหน้าต่างสื่อสารเพื่อการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างต้นทางไปยังปลายทาง หากเกิดการส่งข้อมูลล้มเหลวไปกลางคัน ก็อาจจำเป็นต้องยกเลิกหน้าต่างสื่อสารนั้น และเปิดหน้าต่างสื่อสารใหม่เพื่อดำเนิการถ่ายโอนข้อมูลกันรอบใหม่ เป็นต้น
       2.6ชั้นสื่อสารนำเสนอข้อมูล (Presentatiion Layer) จะดำเนินการแปลงรูปแบบข้อมูลที่ได้รับมาจากชั้นสื่อสาการประยุกต์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับรหัสแทนข้อมูลที่อาจมาจากระบบคอมพิวเตอร์ที่มีแพลตฟอร์ม ที่แตกต่างกัน เช่น เมนเฟรมคอมพิวเตอร์ใช้รหัสแทนข้อมูลแบบ EBCDIC ในขณะที่เครื่องพีซีคอมพิวเตอร์ใช้รหัสแทนข้อมูลแบบ ASCII ดังนั้นชั้นสื่อสารนี้จะดำเนินการจัดการเพื่อให้ทั้งสองฝั่งสามารถเข้าใจ ความหมายและรับทราบข้อมูลที่ตรงกัน ถึงแม้คอมพิวเตอร์ที่สื่อสารกันจะใช้รหัสแทนข้อมูลที่แตกต่างกันก็ตาม
       2.7 ชั้นสื่อสารการประยุกต์ (Application Layer) เป็นชั้นสื่อสารที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของโปรแกรมประยุกต์ต่างๆที่ใช้ สำหรับการติดต่อสื่อสาร ผู้ใขช้งานสามารถใช้โปรแกรมประยบุกต์ต่างๆเพื่อเข้าถึงเครือข่าย โดยจะมีอินเตอร์เฟซเพื่อให้การโต้ตอบกันระหว่างผู้ใช้งานกับคอมพิวเตอร์ที่ สื่อสารกันจะใช้รหัสแทนข้อมูลที่แตกต่างกันก็ตาม
สำหรับแนวความคิดในการแบ่งลำดับชั้นสื่อสารแบบจำลอง OSI สามารถสรุปได้เป็นข้อ ๆ ดังต่อไปนี้
      -เพื่อลดความวับซ้อน ทำให้ง่ายต่อการเรียนรู้และเข้าใจ
      -เพื่อให้แต่ละลำดับชั้นมีบทบาทหน้าที่ที่ชัดเจน และแตกต่างกัน
      -เพื่อให้แต่ละลำดับชั้นปฏิบัติงานตามหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย
      -เพื่อให้ฟังก์ชันการทำงานในแต่ละลำดับชั้นที่ได้กำหนดขึ้นมานั้น สอดคล้องกับมาตรฐานสากล
จากขอบเขตความรับผิดชอบในแต่ลำดับชั้น ทำให้มีการสื่อสารในแต่ละลำดับชั้นมีความคล่องตัว และเพื่อป้องกันในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงบนเลเยอร์หนึ่ง ๆ แล้วส่งผลกระทบต่อเลเยอร์อื่น ๆจำนวน ลำดับชั้นจะต้องมีจำนวนมากเพียงพอ และเหมาะสมต่อการจำแนกหน้าที่การทำงานให้กับแต่ละชั้นเท่าที่จำเป็น ซึ่งไม่ใช่มีจำนวนลำดับชั้นมากมายเทอะทะเกินความจำเป็น                          
3.TCP/IP คืออะไรการที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกเชื่อมโยงกันไว้ในระบบ  จะสามารถติดต่อสื่อสารกันได้นั้น จำเป็นจะต้องมีภาษาสื่อสารที่เรียกว่า โปรโตคอล (Protocol ) ซึ่งในระบบInternet จะใช้ภาษาสื่อสารมาตรฐานที่ชื่อว่า TCP/IP เป็นภาษาหลัก ดังนั้นหากเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นเครื่องระดับไมโครคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ หรือเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ ก็สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่อินเทอร์เน็ตได้TCP  ย่อมาจากคำว่า   Transmission Control ProtocolIP   ย่อมาจากคำว่า   Internet  ProtocolTCP/IP คือชุดของโปรโตคอลที่ถูกใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถใช้สื่อสารจากต้นทางข้ามเครือข่ายไปยังปลายทางได้และสามารถหาเส้นทางที่จะส่งข้อมูลไปได้เองโดยอัตโนมัติ
       TCP และ IP มีหน้าที่ต่างกัน คือ
         3.1 TCP จะทำหน้าที่ในการแยกข้อมูลเป็นส่วน ๆ หรือที่เรียกว่า Package ส่งออกไป ส่วน TCP ปลายทาง ก็จะทำการรวบรวมข้อมูลแต่ละส่วนเข้าด้วยกัน เพื่อนำไปประมวลผลต่อไป โดยระหว่างการรับส่งข้อมูลนั้นก็จะมีการตรวจสอบความถูกต้องของ ข้อมูลด้วย ถ้าเกิดผิดพลาด TCP ปลายทางก็จะขอไปยัง TCP ต้นทางให้ส่งข้อมูลมาใหม่
         3.2 IP จะทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลจากเครื่องต้นทางไปยังเครื่องปลายทางโดยอาศัย IP Address 

แหล่งที่มา
 1.ISO http://www.mindphp.com/%E0%B8%84%E0%B8%B9%E0%B9%88%E0%B8%A1%E0%B8%B7%E0%B8%AD/73-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3/2186-iso-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
2. แบบจำลอง OSI https://sites.google.com/site/30801chotklom/home/kherux-khay-thorsaphth/khwam-ru-phun-than-keiyw-kab-kherux-khay/prayochn-khxng-kherux-khay-khxm-phw-texr/hnwy-ngan-kahnd-matrthan/baeb-calxngosi-sahrab-kheux-khay สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
3. แนวคิดของการแบ่งเป็นชั้นสื่อสาร http://thidaratph51.blogspot.com/2010/08/osi.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559
4. TCP/IP http://www.mindphp.com/%E0%B8%84%E0%B8%B9%E0%B9%88%E0%B8%A1%E0%B8%B7%E0%B8%AD/73-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3/2042-tcp-ip-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3.html สืบค้นเมื่อ 11/11/2559