บทที่ 7 เรื่องOSI Model

การที่คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งจะส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งได้นั้น จะต้องอาศัยกลไกหลายๆอย่างร่วมกันทำงานต่างหน้าที่กันและเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายเข้าด้วยกัน ปัญหาที่เกิดขึ้นคือการเชื่อมต่อมีความแตกต่าง ระหว่างระบบและอุปกรณ์หรือเป็นผู้ผลิตคนละรายกัน ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้การสร้างเครือข่ายเป็นเรื่องยากมาก เนื่องจากขาดมาตฐานกลางที่จำเป็นในการเชื่อมต่อ

จึงได้เกิดหน่วยงานกำหนดมาตรฐานสากลขึ้นคือ International Standards Organization ขึ้นและทำการกำหนดโครงสร้างทั้งหมดที่จำเป็นต้องใช้ในการสื่อสารข้อมูลและเป็นระบบเปิด เพื่อให้ผู้ผลิตต่างๆสามารถแยกผลิตในส่วนที่ตัวเองถนัด แต่สามารถนำไปใช้ร่วมกันได้ ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัยใหม่จะถูกออกแบบให้มีโครงสร้างทีแน่นอน และเพื่อเป็นการลดความซับซ้อน ระบบเครือข่ายส่วนมากจึงแยกการทำงานออกเป็นชั้นๆ (layer) โดยกำหนดหน้าที่ในแต่ละชั้นไว้อย่างชัดเจน แบบจำลองสำหรับอ้างอิงแบบ OSI (Open System Interconnection Reference Model) หรือที่นิยมเรียกกันทั่วไปว่า OSI Reference Model ของ ISO เป็นแบบจำลองที่ถูกเสนอและพัฒนาโดยองค์กร International Standard Organization (ISO) โดยจะบรรยายถึงโครงสร้างของสถาปัตยกรรมเครือข่ายในอุดมคติ ซึ่งระบบเครือข่ายที่เป็นไปตามสถาปัตยกรรมนี้จะเป็นระบบเครือข่ายแบบเปิด และอุปกรณ์ทางเครือข่ายจะสามารถติดต่อกันได้โดยไม่ขึ้นกับว่าเป็นอุปกรณ์ของผู้ขายรายใด
แบบจำลอง OSI

แบบจำลอง OSI จะแบ่งการทำงานของระบบเครือข่ายออกเป็น 7 ชั้น  ตามรูปด้านล่าง (OSI Model 7 Layer Reference Model) คือ

แต่ละชั้นของแบบการสื่อสารข้อมูลเรียกว่า Layer ประกอบด้วย Layer ย่อยๆทั้งหมด7 Layerแต่ละชั้นทำหน้าที่รับส่งข้อมูลกับชั้นที่อยู่ติดกับตัวเองเท่านั้นจะไม่ติดต่อกระโดดข้ามไปยังชั้นอื่นๆเช่น Layer 6จะติดต่อกับ Layer5 และ Layer7 เท่านั้นและการส่งข้อมูลจะทำไล่จาก Layer7 ลงมาจนถึง Layer1 ซึ่งเป็นชั้นที่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพ จากนั้นข้อมูลจะถูกส่งไปยังเครื่องผู้รับปลายทางโดยเริ่มจาก Layer1 ข้อมูลก็จะถูกถอดรหัส และส่งขึ้นไปตาม Layer จนถึง Layer7 ก็จะประกอบกลับมาเป็นข้อมูล นำไปส่งให้ application นำไปใช้แสดงผลต่อไป

OSI Model ได้แบ่ง ตามลักษณะของออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ได้แก่

Application-oriented Layers เป็น 4 Layer ด้านบนคือ Layer ที่ 7,6,5,4 ทำหน้าที่เชื่อมต่อรับส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับโปรแกรมประยุกต์ เพื่อให้รับส่งข้อมูลกับฮาร์ดแวร์ที่อยู่ชั้นล่างได้อย่างถูกต้อง ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับซอฟแวร์เป็นหลัก

Network-dependent Layers เป็น 3 Layers ด้านล่าง ทำหน้าที่เกี่ยวกับการรับส่งข้อมูลผ่านสายส่ง และควบคุมการรับส่งข้อมูล.ตรวจสอบข้อผิดพลาด รวมทั้งเลื่อกเส้นทางที่ใช้ในการรับส่ง ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์เป็นหลัก ทำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ต่างบริษัทกันได้อย่างไม่มีปัญหา

การส่งผ่านข้อมูลระหว่างชั้น
เมื่อ computer A ต้องการส่งข้อมูลไปยัง computer B จะมีกระบวนการทำงานต่างๆ ตามลำดับดังนี้

1.ข้อมูลจาก Layer 7,6,5 จะถูกนำมาหั่นเป็นท่อนๆ แล้วใส่ข้อมูลบางอย่างตอ่เพิ่มเข้าไปในส่วนหัว เรียกว่า Header เพื่อใช้ในการบันทึกข้อมูลที่จำเป็นเช่น หมายเลข port ต้นทางและหมายเลข port ปลายทาง กลายมาเป็นก้อนข้อมูล(Segment) ใน Layer4 ซึ่งเรียกว่า TCP Segment

2.จากนั้นข้อมูล Layer4 จะถูกส่งผ่านลงไปยัง Layer3 และจะถูกใส่ Header อีกซึ่งเป็นการเพิ่ม header เป็นชั้นๆ เรียกว่า การ Encapsulate ซึ่งในส่วนนี้จะเหมือนกับการเอาเอกสารใส่ซองจดหมายแล้วจ่าหน้าซองระบุผู้ส่งและผู้รับ คือเป็นการบันทึกหมายเลข ip address ของโฮสต์ต้นทางและโฮสต์ปลายทางไว้ด้วย เมื่อการ encapsulate เสร็จสิ้นจะได้ก้อนข้อมูลที่เรียกว่า packet

3.จากนั้น packet ของข้อมูลจะถูกส่งผ่านไปยังระดับล่างอีก คือส่งไปให้ Layer2 ในชั้นนี้ข้อมูลจะถูกใส่ header เพิ่มเข้าไปที่ส่วนหัวเพื่อเก็บ MAC Address ของต้นทางและปลายทาง และยังมีการใส่ข้อมูล่ต่อเพิ่มเข้าไปในส่วนหางด้วย ข้อมูลที่ต่อเพิ่มไปในส่วนหางนี้เรียกว่า Trailer จึงรวมกันกลายเป็นก้อนข้อมูลของ Layer2 ที่เรียกว่า Frame

4.จากนั้น Frame ข้อมูลจะถูกแปลงให้กลายเป็น bit ของข้อมูลเพื่อส่งไปตามสื่อเข่นสาย UTP,Fiber ต่อไป การส่งสัญญาณทางไฟฟ้าไปตามสื่อต่างๆนี้ เป็นการทำงานในระดับ Layer1 เรียกว่า Physical Layer

หน้าที่ของแต่ละ Layer

Layer7, Application Layer
เป็นชั้นที่อยู่บนสุดของขบวนการรับส่งข้อมูล ทำหน้าที่ติดต่อกับผู้ใช้ โดยจะรับคำสั่งต่างๆจากผู้ใช้ส่งให้คอมพิวเตอร์แปลความหมาย และทำงานตามคำสั่งที่ได้รับในระดับโปรแกรมประยุกต์ เช่นแปลความหมายของการกดปุ่มเมาส์ให้เป็นคำสั่งในการก็อปปี้ไฟล์ หรือดึงข้อมุลมาแสดงผลบนหน้าจอเป็นต้น
ตัวอย่างของ protocol ในชั้นนี้คือ Web Browser,HTTP,FTP,Telnet,WWW,SMTP,SNMP,NFS เป็นต้น

Layer6, Presentation Layer
เป็นชั้นที่ทำหน้าที่ตกลงกับคอมพิวเตอร์อีกด้านหนึ่งในชั้นเดียวกันว่า การรับส่งข้อมูลในระดับโปรแกรมประยุกต์จะมีขั้นตอนและข้อบังคับอย่างไร จุดประสงค์หลักของ Layer นี้คือ กำหนดรูปแบบของการสื่อสาร อย่างเช่น ASCII Text,EBCDIC,Binary และ JPEG รวมถึงการเข้ารหัส (Encription)ก็รวมอยู่ใน Layer นี้ด้วย ตัวอย่างเช่น โปรแกรม FTP ต้องการรับส่งโอนย้ายไฟล์กับเครื่อง server ปลายทาง โปรโตคอล FTP จะอนุญาติให้ผู้ใช้ระบุรูปแบบของข้อมูลที่โอนย้ายกันได้ว่าเป็นแบบ ASCII text หรือแบบ binary
ตัวอย่างของ protocol ในชั้นนี้คือ JPEG,ASCII,Binary,EBCDICTIFF,GIF,MPEG,Encription เป็นต้น


Layer5, Session Layer
เป็น Layer ที่ควบคุมการสื่อสารจากต้นทางไปยังปลายทางแบบ End to End และคอยควบคุมช่องทางการสื่อสารในกรณีที่มีหลายๆ โปรเซสต้องการรับส่งข้อมูลพร้อมๆกันบนเครื่องเดียวกัน (ทำงานคล้ายๆเป็นหน้าต่างคอยสลับเปิดให้ข้อมูลเข้าออกตามหมายเลขช่อง(port)ที่กำหนด) และยังให้อินเตอร์เฟซสำหรับ Application Layer ด้านบนในการควบคุมขั้นตอนการทำงานของ protocol ในระดับ transport/network เช่น socket ของ unix หรือ windows socket ใน windows ซึ่งได้ให้ Application Programming Interface (API) แก่ผู้พัฒนาซอฟแวร์ในระดับบนสำหรับการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงานของ protocol TCP/IP ในระดับล่าง และทำหน้าที่ควบคุม "จังหวะ" ในการรับส่งข้อมูล ของทั้ง 2ด้านให้มีความสอดคล้องกัน (syncronization) และกำหนดวิธีที่ใช้รับส่งข้อมูล เช่นอาจจะเป็นในลักษณะสลับกันส่ง (Half Duplex) หรือรับส่งไปพร้อมกันทั้ง2ด้าน (Full Duplex) ข้อมูลที่รับส่งกันใน Layer5 นี้จะอยู่ในรูปของ dialog หรือประโยคข้อมูลที่สนทนาโต้ตอบกันระหว่างต้านรับและด้านที่ส่งข้อมูล ไม่ได้มองเป็นคำสั่งอย่างใน Layer6 เช่นเมื่อผู้รับได้รับข้อมูลส่วนแรกจากผู้ส่ง ก็จะตอบกลับไปให้ผู้ส่งรู้ว่าได้รับข้อมูลส่วนแรกเรียบร้อยแล้ว และพร้อมที่จะรับข้อมูลส่วนต่อไป คล้ายกับเป็นการสนทนาตอบโต้กันระหว่างผู้รับกับผู้ส่งนั่นเอง เป็น Layer ที่มีหน้าที่หลักในการแบ่งข้อมูลใน Layer บนให้พอเหมาะกับการจัดส่งไปใน Layer ล่าง ซึ่งการแบ่งข้อมูลนี้เรียกว่า Segmentation ,ทำหน้าที่ประกอบรวมข้อมูลต่างๆที่ได้รับมาจาก Layer ล่าง และให้บริการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาเมื่อเกิดข้อผิดพลาดขึ้นระหว่างการส่ง(error recovery) ทำหน้าที่ยืนยันว่าข้อมูลได้ถูกส่งไปถึงยังเครื่องปลายทางและได้รับข้อมูลถูกต้องเรียบร้อยแล้ว
หน่วยของข้อมูลที่ถูกแบ่งแล้วนี้เรียกว่า Segment

Layer4,Transport Layer
เป็น Layer ที่มีหน้าที่หลักในการแบ่งข้อมูลใน Layer บนให้พอเหมาะกับการจัดส่งไปใน Layer ล่าง ซึ่งการแบ่งข้อมูลนี้เรียกว่า Segmentation ,ทำหน้าที่ประกอบรวมข้อมูลต่างๆที่ได้รับมาจาก Layer ล่าง และให้บริการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาเมื่อเกิดข้อผิดพลาดขึ้นระหว่างการส่ง(error recovery) ทำหน้าที่ยืนยันว่าข้อมูลได้ถูกส่งไปถึงยังเครื่องปลายทางและได้รับข้อมูลถูกต้องเรียบร้อยแล้ว
หน่วยของข้อมูลที่ถูกแบ่งแล้วนี้เรียกว่า Segment     ตัวอย่างของ protocol ในชั้นนี้คือ TCP,UDP,SPX

Layer3,Network Layer
เป็น Layer ที่มีหน้าที่หลักในการส่ง packet จากเครื่องต้นทางให้ไปถีงปลายทางด้วยความพยายามที่ดีที่สุด (best effort delivery) layer นี้จะกำหนดให้มีการตั้ง logical address ขึ้นมาเพื่อใช้ระบุตัวตน ตัวอย่างของ protocol นี้เช่น IP และ logical address ที่ใช้คือหมายเลข ip นั่นเอง layer นี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ซึ่งที่ทำงานอยูบน Layer นี้คือ router นั่นเอง
protocol ที่ทำงานใน layer นี้จะไม่ทราบว่าpacketจริงๆแล้วไปถึงเครื่องปลายทางหรือไม่ หน้าที่ยืนยันว่าข้อมูลได้ไปถึงปลายทางจริงๆแล้วคือหน้าที่ของ Transport Layer นั่นเอง ซึ่ง หน่วยของ layer นี้คือ packet รับผิดชอบในการส่งข้อมูลบน network แต่ละประเภทเช่น Ethernet,Token ring,FDDI, หรือบน WAN ต่างๆ ดูแลเรื่องการห่อหุ้มข้อมูลจาก layer บนเช่น packet ip ไว้ภายใน Frame และส่งจากต้นทางไปยังอุปกรณ์ตัวถัดไป layer นี้จะเข้าใจถึงกลไกและอัลกอริทึ่มรวมทั้ง format จอง frame ที่ต้องใช้ใน network ประเภทต่างๆเป็นอย่างดี ในnetworkแบบEthernet layer นี้จะมีการระบุหมายเลข address ของเครื่อง/อุปกรณ์ต้นทางกับเครื่อง/อุปกรณ์ปลาทางด้วย hardware address ที่เรียกว่า MAC Address
MAC Address เป็น address ที่ฝังมากับอุปกรณ์นั้นเลยไม่สามารถเปลี่ยนเองได้ MAC Address เป็นตัวเลขขนาด 6 byte, 3 byte แรกจะได้รับการจัดสรรโดยองค์กรกลาง IEEE ให้กับผู้ผลิตแต่ละราย ส่วนตัวเลข 3 byte หลังทางผู้ผลิตจะเป็นผู้กำหนดเอง
หน่วยของ layer นี้คือ Frame

Layer2, Data Link Layer
รับผิดชอบในการส่งข้อมูลบน network แต่ละประเภทเช่น Ethernet,Token ring,FDDI, หรือบน WAN ต่างๆ ดูแลเรื่องการห่อหุ้มข้อมูลจาก layer บนเช่น packet ip ไว้ภายใน Frame และส่งจากต้นทางไปยังอุปกรณ์ตัวถัดไป layer นี้จะเข้าใจถึงกลไกและอัลกอริทึ่มรวมทั้ง format จอง frame ที่ต้องใช้ใน network ประเภทต่างๆเป็นอย่างดี ในnetworkแบบEthernet layer นี้จะมีการระบุหมายเลข address ของเครื่อง/อุปกรณ์ต้นทางกับเครื่อง/อุปกรณ์ปลาทางด้วย hardware address ที่เรียกว่า MAC Address
MAC Address เป็น address ที่ฝังมากับอุปกรณ์นั้นเลยไม่สามารถเปลี่ยนเองได้ MAC Address เป็นตัวเลขขนาด 6 byte, 3 byte แรกจะได้รับการจัดสรรโดยองค์กรกลาง IEEE ให้กับผู้ผลิตแต่ละราย ส่วนตัวเลข 3 byte หลังทางผู้ผลิตจะเป็นผู้กำหนดเอง
หน่วยของ layer นี้คือ Frame

Layer1, Physical Layer
Layer นี้เป็นการกล่าวถึงข้อกำหนดมาตรฐานคุณสมบัติทางกายภาพของฮาร์ดแวร์ที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ทั้ง2ระบบ  สัญญาณทางไฟฟ้าและการเชื่อมต่อต่างๆของสายเคเบิล,Connectorต่างๆ เช่นสายที่ใช้รับส่งข้อมูลเป็นแบบไหน ข้อต่อหรือปลั๊กที่ใช้มีมาตรฐานอย่างไร ใช้ไฟกี่โวลต์ ความเร็วในการรับส่งเป็นเท่าไร สัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูลมีมาตรฐานอย่างไร Layer1 นี้จะมองเห็นข้อมูลเป็นการรับ-ส่งที่ละ bit เรียงต่อกันไปโดยไม่มีการพิจารณาเรื่องความหมายของข้อมูลเลย การรับส่งจะเป็นในรูป 0 หรือ 1 หากการรับส่งข้อมูลมีปัญหาเนื่องจากฮาร์ดแวร์ เช่นสายขาดก็จะเป็นหน้าที่ของ Layer1 นี้ที่จะตรวจสอบและแจ้งข้อผิดพลาดนั้นให้ชั้นอื่นๆที่อยู่เหนือขึ้นไปทราบ
หน่วยของ layer นี้คือ bits

บทที่ 6 เรื่องระบบเครือข่ายและโทโปโลยี

ระบบเครือข่ายเป็นระบบเชื่อมโยงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป เพื่อให้สามารถทำการสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลทางอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกันได้

ประเภทของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network หรือ LAN)
2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network :MAN)
3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network : WAN)

เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network หรือ LAN)เป็นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้กันอยู่ในบริเวณไม่กว้างนัก อาจอยู่ในองค์กรเดียวกัน หรืออาคารที่ใกล้กัน เช่น ภาพในสำนักงาน ภายในโรงเรียนหรือมหาวิทยาลัย   ระบบเครือข่ายท้องถิ่นจะช่วยให้ติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ

เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network :MAN)เป็นเครือข่ายขนาดกลาง ใช้ภายในเมือง หรือจังหวัดที่ใกล้เคียงกัน เช่น ระบบเคเบิลทีวีที่มีสมาชิกตามบ้านทั่วไปที่เราดูกันอยู่ทุกวันก็จัดเป็นระบบเครือข่ายแบบ MAN

เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network : WAN)เป็นระบบเครือข่ายขนาดใหญ่ ใช้ติดตั้งบริเวณกว้าง มีสถานีหรือจุดเชื่อมต่อมากมาย มากกว่า 1 แสนจุด ใช้สื่อกลางหลายชนิด เช่น ระบบคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ หรือดาวเทียม   เช่น องค์กรที่มีสาขาอาจทำการสร้างระบบเครือข่าย เพื่อเชื่อมต่อระหว่างสำนักงานใหญ่กับสาขาที่มีอยู่ เป็นต้น  เช่น ธนาคาร

โทโปโลยี

โทโปโลยีแบบดาว (Star Topology)เป็นโครงสร้างที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แต่ละตัวเข้ากับคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง การรับส่งข้อมูลทั้งหมดจะต้องผ่านคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเสมอ

ข้อดี
1.การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่สามารถทำได้ง่ายและไม่กระทบกับเครื่องอื่นในระบบเลย
2.ความทนทานของระบบ นั่นคือถ้าอุปกรณ์หรือสายใดเสีย จะมีผลเฉพาะอุปกรณ์นั้นไม่กระทบกระเทือนถึงระบบทั้งหมด
3.ระบุอุปกรณ์หรือสายที่เสียได้ง่าย
4.ไม่มีปัญหาการชนกันของข้อมูล ที่ทำการรับส่งในเครือข่าย
ข้อเสีย
1.มีค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับสายสูง
2.ถ้าคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเสียระบบเครือข่ายจะหยุดชะงักทั้งหมดทันที

โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology)เป็นโครงสร้างที่เชื่อมคอมพิวเตอร์แต่ละตัวด้วยสายเคเบิลที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งสายเคเบิลหรือบัสนี้เปรียบเสมือนกับถนนที่ข้อมูลจะถูกส่งผ่านไปมาระหว่างแต่ละเครื่องได้ตลอดเวลา โดยไม่ต้องผ่านไปที่ศูนย์กลางก่อน

 ข้อดี   ที่ใช้สายน้อย และถ้ามีเครื่องเสียก็ไม่มีผลอะไรต่อระบบโดยรวม
ข้อเสีย    ก็คือตรวจหาจุดที่เป็นปัญหาได้ยาก

โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)เป็นโครงสร้างที่เชื่อมคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเข้าเป็นวงแหวน ข้อมูลจะถูกส่งต่อๆ กันไปในวงแหวนจนกว่าจะถึงเครื่องผู้รับที่ถูกต้อง

ข้อดี  ของโครงสร้างแบบนี้คือ ใช้สายเคเบิลน้อย
 ข้อเสีย  คือหากมีเครื่องที่มีปัญหาอยู่ในระบบจะทำให้เครือข่ายไม่สามารถทำงานได้เลย และการเชื่อมต่อเครื่องเข้าสู่เครือข่ายอาจต้องหยุดระบบทั้งหมดลงก่อน

โทโปโลยีแบบเมช (mesh topology) การเชื่อมโยงแบบเมชนี้เป็นรูปแบบเครือข่ายที่นิยมใช้ในกรณีการสื่อสารข้อมูลถึงกันในปริมาณสูงและเป็นการส่งระยะไกล เนื่องจากคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถ ติดต่อถึงกันได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่านเครื่องอื่นๆ หรือผ่านเครื่องอื่นน้อย
ในการเชื่อมต่อจริงๆ นั้นการเชื่อมต่อแบบเมชนั้นมีการใช้งานน้อยมาก

 

โทโปโลยีแบบผสม (Hybrid Topology) เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานโทโพโลยีแบบต่างๆ เข้าด้วยกัน เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่เพียงเครือข่ายเดียว เช่น การเชื่อมเครือข่ายแบบวงแหวน แบบดาว และแบบบัสเข้าเป็นเครือข่ายเดียวกัน

ข้อดี  คือ การมีเส้นทางสำรองข้อมูล จึงได้มีการประยุกต์ใช้การเชื่อมต่อแบบเมซบางส่วน หรือการเชื่อมต่อแบบเมซที่ไม่สมบูรณ์ กล่าว คือ จะเชื่อมต่อเฉพาะสิ่งที่จำเป็นหรือสำคัญเท่านั้น

ข้อเสีย คือการเชื่อมต่อหลายจุด ใช้สายเยอะ ค่าใช้จ่ายสูง

บทที่ 5 เรื่องโปรโตคอลและไอพีแอดเดรส

โปรโตคอล   คือ    ระเบียบวิธีที่กำหนดขึ้นสำหรับการสื่อสารข้อมูลให้สามารถส่งผ่านข้อมูลไปยังปลายทางได้ถูกต้องหรือถ้าจะเป็นการเปรียบเทียบอย่างที่พูดไว้ข้างต้นก็คือ   ภาษาที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการติดต่อสื่อสารกันนั่นเอง ซึ่งปัจจุบันพบว่ามีหลายภาษาหรือหลาย protocol เช่น โปรโตคอล
พัฒนาขึ้นโดยบริษัท Novell     ซึ่งเป็นผู้พัฒนาระบบ ปฎิบัติการ Netware แบ่งออกเป็น protocol หลัก  2
protocol คือ IPX (Internet Packet Exchange)และ SPX (Sequence Packet  Exchange) โดย IPX
ทำหน้าที่ในระดับ network layer มีกลไกการส่งผ่านข้อมูลแบบ connectionless  , unrealiable หมายความว่า
ผู้ส่งข้อมูลไม่ต้องรอสัญญาณยืนยันการรับข้อมูลจากผู้รับและไม่มีการตรวจสอบว่าผู้รับได้รับข้อมูลหรือไม่ส่วน   SPX  ทำหน้าที่ในระดับtransport layer     โดยส่งผ่านข้อมูลในแบบตรงข้าม IPX คือจะมีการตรวจสอบสัญญาณการยืนยัน การรับ-ส่งข้อมูลจากผู้รับและมีการส่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือ ปกติ Novell ใช้ IPX    เพื่อส่งและรับ Packet   และใช้ SPX เพื่อจัดการเครือข่าย

 TCP/IP ในการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์จะต้องมีมาตรฐานหรือระเบียบที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารที่เรียกว่า โปรโตคอล
สำหรับการติดต่อผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตซึ่งมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันและมีผู้ใช้บริการจำนวนมากมายมหาศาล
ก็จำเป็นต้องมีการกำหนดวิธีการที่ใช้เป็นมาตรฐาน โดยใช้โปรโตคอลชื่อว่า โปรโตคอลทีซีพี/ไอพี (TCP/IP)
ซึ่งย่อมาจากคำว่า Transmission Control Protocol/Internet Protocol โปรโตคอลทีซีพี/ไอพี จะมีการกำหนดกฎเกณฑ์ รูปแบบการเชื่อมต่อของเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย การโอนย้ายข้อมูล การแสดงสถานะที่ใช้ในการเชื่อมต่อข้อมูลระหว่างเครื่องต้นทางและเครื่องปลายทางที่มียี่ห้อมากมายหลายระดับ (ตั้งแต่ระดับคอมพิวเตอร์พีซีแสตนอโลน เวิร์คสเตชั่น เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ เครื่องเมนเฟรมหรือเครื่องซุปเปอร์คอมพิวเตอร์) ให้สามารถติดต่อสื่อสารและทำงานร่วมกันได้อย่างดี ไม่มีความเสียหายเกิดขึ้น โดยโปรโตคอลทีซีพี/ไอพี จะใช้เทคนิคในการรับส่งข้อมูลที่มีความน่าเชื่อถือมากที่เรียกว่า แพ็คเก็ตสวิตชิ่งเน็ตเวิร์ค (Packet Switching Network) โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ต้นทางที่เป็นผู้ส่งข้อมูลจะทำการแตกย่อยข้อมูลที่ส่งผ่านระบบอินเทอร์เน็ตเป็นข้อมูลย่อยหลายส่วน ข้อมูลย่อยแต่ละส่วนเรียกว่า แพ็คเก็ต (Packet) ในการส่งจะนำแพ็คเก็ตเหล่านี้ส่งผ่านเครือข่ายไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางที่เป็นผู้รับข้อมูลในเส้นทางที่ต่างกัน (มีข้อมูลย่อยพิเศษส่วนหนึ่งที่ระบุถึงเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางที่เป็นผู้รีบข้อมูลที่จะนำส่ง) เมื่อส่งข้อมูถึงเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางที่ระบุไว้ เครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางจะทำหน้าที่รวบรวมแพ็คเก็ตย่อยเหล่านี้และจะนำมาจัดเรียงใหม่ตามลำดับที่ถูกต้องเพื่อประกอบเป็นข้อมูลเดิม

บทที่ 4 เรื่องทิศทางการถ่ายทอดข้อมูล

                                4.3 ทิศทางการถ่ายทอดสัญญาณ               อุปกรณ์สื่อสารที่นำมาใช้งานร่วมกับสายสัญญาณจะเป็นตัวบังคับให้ข้อมูลถูกถ่ายทอดออกไปยังเป้าหมายที่ต้องการ การถ่ายทอดหรือการที่ข้อมูลถูกส่งออกไปทางสายสื่อสารจะต้องได้รับการกำหนดขั้นตอนที่แน่นอนเพื่อที่ผู้ส่งจะได้ทราบว่าเมื่อใดจึงจะส่งข้อมูลออกไป และส่งออกไปอย่างไร ส่วนทางผู้รับก็จะได้ทราบว่าข้อมูลจะมาถึงเมื่อใดและจะนำข้อมูลไปใช้ได้อย่างไร การกำหนดขั้นตอนเหล่านี้สามารถควบคุมได้ในหลายระดับ ในระดับล่างสุดที่ติดต่อกับอุปกรณ์โดยตรงมีวิธีการควบคุมทิศทางการส่งข้อมูล (Transmission Direction) สามวิธีคือแบบทิศทางเดียว แบบกึ่งสองทิศทาง และแบบสองทางสมบูรณ์
                              4.3.1 การถ่ายทอดสัญญาณแบบทิศทางเดียว       การควบคุมทิศทางการส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียว (Simplex Transmission) ยอมให้มีการส่งข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับเท่านั้น ทางฝั่งผู้รับไม่สามารถส่งข้อมูลย้อนกลับมายังผู้ส่งได้ การไหลของน้ำออกทางท่อประปาเป็นตัวอย่างที่ชัดเจน ท่อประปาเปรียบเสมือนสายสื่อสารโดยมีก๊อกเป็นอุปกรณ์สื่อสาร และน้ำคือข้อมูลที่ถูกส่งออกมาจากโรงงานผลิตน้ำประปา จะเห็นได้ว่าเมื่อผู้ใช้น้ำประปา เปิดก๊อก น้ำก็จะไหลออกมาซึ่งจะหยุดก็ต่อเมื่อปิดก็อกหรือโรงผลิตน้ำประปาหยุดส่งน้ำ ส่วนผู้ใช้น้ำประปาเองก็ไม่สามารถที่จะส่งน้ำกลับไปยังโรงผลิตน้ำประปาได้ การส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียวก็มีวิธีการทำงานเช่นเดียวกัน อุปกรณ์บางชนิด เช่น จอภาพ CRT เชื่อมต่อเข้ากับโฮสต์แบบทิศทางเดียว ข้อมูลจากโฮสต์จะถูกส่งมาแสดงบนจอภาพได้ แต่ตัวจอภาพเองไม่สามารถส่งข้อมูลใด ๆ กลับไปยังโฮสต์ได้
                              ตัวอย่างการส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียวกันได้แก่ การถ่ายทอดข้อมูลราคาซื้อ-ขายหุ้นจากตลาดหลักทรัพย์แห่งประเทศไทยไปยังสมาชิกซึ่งมักจะใช้เครื่องพีซีติดต่อเข้ามาจากที่บ้านหรือที่ทำงาน ข้อมูลจะถูกส่งไปเก็บไว้ที่ฐานข้อมูลที่เครื่องพีซีของผู้ใช้ ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเลือกดูราคาหุ้น ทั้งหมดหรือหุ้นบางตัวที่สนใจได้โดยไม่ต้องส่งข้อมูลใด ๆ กลับมาที่ตลาดหลักทรัพย์ฯ และเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ตลาดหลักทรัพย์ฯ เพียงแค่ส่งข้อมูลส่วนที่มีการเปลี่ยนแปลงมายังสมาชิกเท่านั้น
                           
                              4.3.2 การถ่ายทอดสัญญาณแบบกึ่งสองทิศทาง           การถ่ายทอดสัญญาณแบบกึ่งสองทิศทาง (Half-duplex Transmission) ยินยอมให้ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้และผู้รับก็สามารถส่งข้อมูลกลับมายังผู้ส่งข้อมูลได้เช่นกัน แต่มีเงื่อนไขว่าทั้งผู้ส่งและผู้รับจะส่งข้อมูลพร้อมกันไม่ได้ ตัวอย่างได้แก่ การใช้วิทยุสื่อสารของตำรวจ หรือวิทยุ สื่อสารใช้งานทั่วไป (CB Radio) ผู้พูดสามารถพูดไปอีกฝ่ายหนึ่งได้ แต่จะพูดพร้อมกันไม่ได้ คือในขณะที่ฝ่ายหนึ่งเป็นผู้พูด อีกฝ่ายหนึ่งจะต้องเป็นผู้ฟัง ในระบบนี้ไม่มีการบังคับอย่างชัดเจนว่าฝ่ายใดจะพูด ดังนั้นในการใช้งานจริงจึงต้องอาศัยประสบการณ์ของผู้ใช้งานเป็นสำคัญมิฉะนั้นก็อาจจะมีแต่ผู้พูดไม่มีใครยอมเป็นผู้ฟัง ในการสื่อสารข้อมูล จะไม่เกิดการแย่งกันส่งข้อมูลเด็ดขาดเนื่องจากการสื่อสารจะต้องมีโพรโทคอลหรือกฎการสื่อสารข้อมูลเป็นตัวบังคับ
                              การสื่อสารแบบกึ่งสองทางซึ่งเป็นที่นิยมในการนำมาใช้งานมากกว่าแบบแรกเพราะมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าแต่ใช้งานได้ใกล้เคียงกัน ซึ่งเครื่องพีซีเครื่องหนึ่งสามารถส่งข้อมูลไปยังพีซีอีกเครื่องหนึ่งได้ ส่วนพีซีที่เป็นฝ่ายรับข้อมูลจะต้องรอจนกว่าพีซีผู้ส่งหยุดส่งข้อมูลและปล่อยให้สายสื่อสารเป็นอิสระเสียก่อน จึงจะสามารถส่งข้อมูลกลับไปได
                              การใช้งานโมเด็มนั้นจะเกิดปัญหาขึ้นเล็กน้อย คือในระหว่างที่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลอยู่นั้นผู้ใช้ระบบจะต้องเสียเวลาไปส่วนหนึ่งเรียกว่าเวลาการปรับตัวของโมเด็ม (Modem Turnaround Time) ในทุกครั้งที่มีการผลัดเปลี่ยนทิศทางการส่งข้อมูล “จากผู้ส่งไปยังผู้รับ” กลับมาเป็น “จากผู้รับไปยังผู้ส่ง” หรือกลับกัน เวลาการปรับตัวของโมเด็มคือเวลาที่โมเด็มแต่ละเครื่องปรับสภาพการทำงานจากการทำหน้าที่ส่งข้อมูล (Transmission Mode) ไปเป็นการทำหน้าที่รับข้อมูล (Receiving Mode) หรือกลับกัน ปกติช่วงเวลานี้จะกินเวลาประมาณ 20 ถึง 100 มิลลิวินาที การติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่องผ่านโมเด็มจะเกิดกระบวนการเรียกว่า กระบวนการประสานมือ (Handshaking) เพื่อทำให้โมเด็มทั้งสองเครื่องนั้นรู้จักกันและสามารถเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้

บทที่ 3 เรื่องอุปกรณ์การสื่อสารข้อมูล

ฮับ หรือ รีพีทเตอร์ (Hub, Repeater)
          เป็นอุปกรณ์ที่ทวน และขยายสัญญาณ เพื่อส่งต่อไปยังอุปกรณ์อื่น ให้ได้ระยะทางที่ยาวไกลขึ้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลก่อนและหลัง การรับ-ส่ง และไม่มีการใช้ซอฟท์แวร์ใดๆ มาเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ชนิดนี้ การติดตั้งจึงทำได้ง่าย ข้อเสียคือ ความเร็วในการส่งข้อมูล จะเฉลี่ยลดลงเท่ากันทุกเครื่อง เมื่อมีคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อมากขึ้น

สวิทช์ หรือ บริดจ์ (Switch, Bridge) 
          เป็นอุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อ เครือข่ายท้องถิ่น หรือ แลน (LAN) ประเภทเดียวกัน ใช้โปรโตคอลเดียวกัน สองวงเข้าด้วยกัน เช่น ใช้เชื่อมต่อ อีเธอร์เน็ตแลน (Ethernet LAN) หรือ โทเคนริงก์แลน (Token Ring LAN) ทั้งนี้ สวิทช์ หรือ บริดจ์ จะมีความสามารถในการเชื่อมต่อ ฮาร์ดแวร์ และตรวจสอบข้อผิดพลาด ของการส่งข้อมูลได้ด้วย ความเร็วในการส่งข้อมูล ก็มิได้ลดลง และติดตั้งง่าย

 เร้าเตอร์ (Router)             เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานคล้าย สวิทช์ แต่จะสามารถเชื่อมต่อ ระบบที่ใช้สื่อ หรือสายสัญญาณต่างชนิดกันได้ เช่น เชื่อมต่อ อีเธอร์เน็ตแลน
(Ethernet LAN) ที่ส่งข้อมูลแบบ ยูทีพี (UTP: Unshield Twisted Pair) เข้ากับ อีเธอร์เน็ตอีกเครือข่าย แต่ใช้สายแบบโคแอ็กเชียล
(Coaxial cable) ได้ นอกจากนี้ยังช่วยเลือก หรือกำหนดเส้นทางที่จะส่งข้อมูลผ่าน และแปลงข้อมูลให้เหมาะสมกับการนำส่ง แน่นอนว่าการติดตั้งย่อมยุ่งยากมากขึ้น

เกทเวย์ (Gateway)
           เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถสูงสุด ในการเชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ เข้าด้วยกัน โดยไม่มีขีดจำกัด ทั้งระหว่างเครือข่ายต่างระบบ หรือแม้กระทั่ง โปรโตคอล จะแตกต่างกันออกไป เกทเวย์ จะแปลงโปรโตคอล ให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่ต่างชนิดกัน จัดเป็นอุปกรณ์ที่มีราคาแพง และติดตั้งใช้งานยุ่งยาก เกตเวย์บางตัว จะรวมคุณสมบัติในการเป็น เร้าเตอร์ ด้วยในตัว หรือแม้กระทั่ง อาจรวมเอาฟังก์ชั่นการทำงาน ด้านการรักษาความปลอดภัย ที่เรียกว่า ไฟร์วอลล์ (Firewall) เข้าไว้ด้วยกัน
โมเดม (Modem)

บทที่ 2 สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล

สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล
       
         ตัวกลางหรือสายเชื่อมโยง เป็นส่วนที่ทำให้เกิดการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และอุปกรณ์นี้ยอมให้ข่าวสารข้อมูลเดินทางผ่าน จากผู้ส่งไปสู่ผู้รับ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีอยู่หลายประเภท แต่ละประเภทมความแตกต่างกันในด้านของปริมาณข้อมูล ที่สื่อกลางนั้น ๆ สามารถนำผ่านไปได้ในเวลาขณะใดขณะหนึ่ง การวัดปริมาณหรือความจุในการนำข้อมูลหรือ ที่เรียกกันว่าแบบด์วิดท์ (bandwidth) มีหน่วยเป็นจำนวน
บิตข้อมูลต่อวินาที (bit per second : bps) ลักษณะของตัวกลางต่างๆ มีดังต่อไปนี้
 
สื่อกลางประเภทมีสาย 
             เช่น สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนำแสง เป็นต้น สื่อที่จัดอยู่ในการสื่อสารแบบมีสายที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่
 สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน (Unshield Twisted Pair)  มีราคาถูกและนิยมใช้กันมากที่สุด ส่วนใหญ่มักใช้กับระบบโทรศัพท์ แต่สายแบบนี้มักจะถูกรบกวนได้ง่าย และไม่ค่อยทนทาน

สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน (Shield Twisted Pair)   มีลักษณะเป็นสองเส้น มีแนวแล้วบิดเป็นเกลี่ยวเข้าด้วยกันเพื่อลดเสียงรบกวน มีฉนวนหุ้มรอบนอก มีราคาถูก ติดตั้งง่าย น้ำหนักเบาและ การรบกวนทางไฟฟ้าต่ำ สายโทรศัพท์จัดเป็นสายคู่บิดเกลี่ยวแบบหุ้มฉนวน

สายโคแอคเชียล (Coaxial)   สายแบบนี้จะประกอบด้วยตัวนำที่ใช้ในการส่งข้อมูลเส้นหนึ่งอยู่ตรงกลางอีกเส้นหนึ่งเป็นสายดิน ระหว่างตัวนำสองเส้นนี้จะมีฉนวนพลาสติก กั้นสายโคแอคเชียลแบบหนาจะส่งข้อมูลได้ไกลหว่าแบบบางแต่มีราคาแพงและติดตั้งได้ยากกว่า
            สายเคเบิลแบบโคแอกเชียลหรือเรียกสั้น ๆ ว่า  "สายโคแอก"  จะเป็นสายสื่อสารที่มีคุณภาพที่กว่าและราคาแพงกว่า สายเกลียวคู่  ส่วนของสายส่งข้อมูลจะอยู่ตรงกลางเป็นลวดทองแดงมีชั้นของตัวเหนี่ยวนำหุ้มอยู่  2  ชั้น  ชั้นในเป็นฟั่นเกลียวหรือชั้นแข็ง  ชั้นนอกเป็นฟั่นเกลียว และคั่นระหว่างชั้นด้วยฉนวนหนา  เปลือกชั้นนอกสุดเป็นฉนวน  สายโคแอกสามารถม้วนโค้งงอได้ง่าย  มี  2  แบบ คือ  75  โอมห์ และ  50 โอมห์  ขนาดของสายมีตั้งแต่  0.4 - 1.0  นิ้ว   ชั้นตัวเหนี่ยวนำทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากแผ่รังสี  เปลือกฉนวนหนาทำให้สายโคแอก
มีความคงทนสามารถฝังเดินสายใต้พื้นดินได้  นอกจากนั้นสาย  โคแอกยังช่วยป้องกัน  "การสะท้อนกลับ" (Echo)  ของเสียงได้อีกด้วยและลดการ รบกวนจากภายนอกได้ดีเช่นกัน

ใยแก้วนำแสง (Optic Fiber)
              ทำจากแก้วหรือพลาสติกมีลักษณะเป็นเส้นบางๆ คล้าย เส้นใยแก้วจะทำตัวเป็นสื่อในการส่งแสงเลเซอร์ที่มีความเร็วในการส่งสัญญาณเท่ากับ ความเร็วของแสง
              หลักการทั่วไปของการสื่อสารในสายไฟเบอร์ออปติกคือการเปลี่ยนสัญญาณ (ข้อมูล)  ไฟฟ้าให้เป็นคลื่นแสงก่อน  จากนั้นจึงส่งออกไปเป็นพัลส์ ของแสง ผ่านสายไฟเบอร์ออปติกสายไฟเบอร์ออปติกทำจากแก้วหรือพลาสติกสามารถส่งลำแสง ผ่านสายได้ทีละหลาย ๆ ลำแสงด้วยมุมที่ต่างกัน  ลำแสงที่ส่งออกไปเป็นพัลส์นั้นจะสะท้อนกลับไปมาที่ผิวของสายชั้นในจนถึงปลายทาง
ข้อดีของใยแก้วนำแสดงคือ
1. ป้องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้าได้มาก
2. ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยายสัญญาณ
3. การดักสัญญาณทำได้ยาก ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่งแบบอื่น
4. ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงและสามารถส่งได้มาก ขนาดของสายเล็กและน้ำหนักเบา

สื่อกลางประเภทไม่มีสาย

ระบบไมโครเวฟ  (Microwave System)
               การส่งสัญญาณข้อมูลไปกลับคลื่นไมโครเวฟเป็นการส่งสัญญาณข้อมูลแบบรับช่วงต่อๆ กันจากหอ (สถานี)  ส่ง-รับสัญญาณหนึ่งไปยังอีกหอหนึ่ง  แต่ละหาจะครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณประมาณ 30-50  กม.  ระยะห่างของแต่ละหอคำนวณง่าย ๆ ได้จาก
สูตร
                  d  = 7.14 (1.33h)1/2 กม.
         เมื่อ     d = ระยะห่างระหว่างหอ  h = ความสูงของหอ  
การสื่อสารด้วยดาวเทียม  (Satellite Transmission)
             ที่จริงดาวเทียมก็คือสถานีไมโครเวฟลอยฟ้านั่นเอง  ซึ่งทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล  รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียม ที่อยู่บนพื้นโลก  สถานีดาวเทียมภาคพื้นจะทำการส่งสัญญาณข้อมูล ไปยังดาวเทียมซึ่งจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียมกับ ตำแหน่งบนพื้นโลก  ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ  23,300  กม.  เครื่องทบทวนสัญญาณของดาวเทียม (Transponder)  จะรับสัญญาณข้อมูลจากสถานีภาคพื้นซึ่งมีกำลังอ่อนลงมากแล้วมาขยาย   จากนั้นจะทำการทบทวนสัญญาณ และตรวจสอบตำแหน่งของสถานีปลายทาง  แล้วจึงส่งสัญญาณข้อมูลไปด้วยความถี่ในอีกความถี่หนึ่งลงไปยังสถานีปลายทาง  การส่งสัญญาณข้อมูลขึ้นไปยังดาวเทียมเรียกว่า  "สัญญาณอัปลิงก์"
(Up-link) และการส่งสัญญาณข้อมูลกลับลงมายังพื้นโลกเรียกว่า "สัญญาณ ดาวน์-ลิงก์ (Down-link)

บทที่ 1 ระบบการสื่อสารข้อมูล

ระบบการสื่อสารข้อมูล
         
            การสื่อสารข้อมูล (Data Communications) หมายถึง กระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ โดยผ่านช่องทางสื่อสาร เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือคอมพิวเตอร์เป็นตัวกลางในการส่งข้อมูล เพื่อให้ผู้ส่งและผู้รับเกิดความเข้าใจซึ่งกันและกัน
           วิธีการส่งข้อมูล จะแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณ หรือรหัสเสียก่อนแล้วจึงส่งไปยังผู้รับ และเมื่อถึงปลายทางหรือผู้รับก็จะต้องมีการแปลงสัญญาณนั้น
กลับมาให้อยู่ในรูปที่มนุษย์สามารถที่จะเข้าใจได้ ในระหว่างการส่งอาจจะมีอุปสรรค์ที่เกิดขึ้นก็คือสิ่งรบกวน(Noise)จากภายนอกทำให้ข้อมูลบางส่วนเสียหาย หรือผิดเพี้ยนไปได้ซึ่งระยะทางก็มีส่วนเกี่ยวข้อง ด้วยเพราะถ้าระยะทางในการส่งยิ่งมากก็อาจจะทำให้เกิดสิ่งรบกวนได้มากเช่นกัน จึงต้องมีหาวิธีลดสิ่งรบกวน
เหล่านี้ โดยการพัฒนาตัวกลางในการสื่อสารที่จะทำให้เกิดการรบกวนน้อยที่สุด

องค์ประกอบขั้นพื้นฐานของระบบ

           องค์ประกอบขั้นพื้นฐานของระบบสื่อสารโทรคมนาคม สามารถจำแนกออกเป็นส่วนประกอบได้ดังต่อไปนี้

             1. ผู้ส่งข่าวสารหรือแหล่งกำเนิดข่าวสาร(source)อาจจะเป็นสัญญาณต่างๆเช่น สัญญาณภาพ ข้อมูล และเสียงเป็นต้น ในการติดต่อสื่อสารสมัยก่อน
อาจจะใช้แสงไฟ ควันไฟ หรือท่าทางต่างๆก็นับว่าเป็นแหล่งกำเนิดข่าวสาร จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน
             2. ผู้รับข่าวสารหรือจุดหมายปลายทางของข่าวสาร (sink) ซึ่งจะรับรู้จากสิ่งที่ผู้ส่งข่าวสาร หรือแหล่งกำเนิดข่าวสารส่งผ่านมาให้ตราบใด ที่การติดต่อ
สื่อสารบรรลุวัตถุประสงค์  ผู้รับสารหรือจุดหมายปลายทางของข่าวสารก็จะได้รับข่าวสารนั้นๆถ้าผู้รับสาร หรือจุดหมายปลายทางไม่ได้รับข่าวสาร ก็แสดงว่าการสื่อสารนั้นไม่ประสบความสำเร็จ  กล่าวคือไม่มีการสื่อสารเกิดขึ้นนั่นเอง 

             3. ช่องสัญญาณ(channel)ในที่นี้อาจจะหมายถึงสื่อกลางหรือตัวกลางที่ข่าวสารเดินทางผ่านอาจจะเป็นอากาศ สายนำสัญญาณต่างๆหรือแม้กระทั่ง
ของเหลว เช่น น้ำ น้ำมัน เป็นต้น เปรียบเสมือนเป็นสะพานที่จะให้ข่าวสารข้ามจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่ง
              4. การเข้ารหัส(encoding)เป็นการช่วยให้ผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารมีความเข้าใจตรงกันในการสื่อความหมายจึงมีความจำเป็นต้องแปลงความหมายนี้
การเข้ารหัสจึงหมายถึงการแปลงข่าวสารให้อยู่ในรูปพลังงาน ที่พร้อมจะส่งไปในสื่อกลาง ทางผู้ส่งมีความเข้าใจต้องตรงกันระหว่าง ผู้ส่งและผู้รับ หรือมีรหัสเดียวกัน การสื่อสารจึงเกิดขึ้นได้
              5. การถอดรหัส(decoding)หมายถึงการที่ผู้รับข่าวสารแปลงพลังงานจากสื่อกลางให้กลับไปอยู่ในรูปข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่งข่าวสาร โดยมีความเข้าในหรือรหัสตรงกัน
              6. สัญญาณรบกวน(noise)เป็นสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาต มักจะลดทอนหรือรบกวนระบบ อาจจะเกิดขึ้นได้ทั้งทางด้านผู้ส่งข่าวสาร ผู้รับข่าวสาร
และช่องสัญญาณ แต่ในการศึกษาขั้นพื้นฐานมักจะสมมติให้ทางด้านผู้ส่งข่าวสารและผู้รับข่าวสารไม่มีความผิดพลาดตำแหน่งที่ใช้วิเคราะห์ มักจะเป็นที่ตัวกลางหรือช่องสัญญาณ เมื่อไรที่รวมสัญญาณรบกวนด้านผู้ส่งข่าวสารและด้านผู้รับข่าวสาร ในทางปฎิบัติ มักจะใช้ วงจรกรอง(filter)กรองสัญญาณ
แต่ต้นทาง เพื่อให้การสื่อสารมีคุณภาพดียิ่งขึ้นแล้วค่อยดำเนินการ เช่นการเข้ารหัสแหล่งข้อมูล เป็นต้น

ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล

          

           1. การจัดเก็บข้อมูลได้ง่าย และสื่อสารได้รวดเร็ว การจัดเก็บซึ่อยู่ในรูปของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ สามารถจัดเก็บไว้ในแผ่นบันทึกที่มีความหนาแน่นสูงแผ่นบันทึกแผ่นหนึ่งสามารถบันทึกข้อมูล ได้มากกกว่า 1 ล้านตัวอักษร สำหรับการสื่อสารข้อมูลนั้น ถ้าข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ได้ในอัตรา 120 ตัวอักษรต่อวินาทีแล้วจะส่งข้อมูล 200 หน้าได้ในเวลา 40 นาที โดยไม่ต้องเสียเวลานั่งป้อนข้อมูลเหล่านั้นซ้ำใหม่อีก
           2. ความถูกต้องของข้อมูล โดยปกติวิธีส่งข้อมูลด้วยสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งด้วยระบบดิจิตอล วิธีการส่งข้อมูลนั้นมีการตรวจสอบสภาพของข้อมูล หากข้อมูลผิดพลาดก็จะมีการรับรู้ และพยายามหาวิธีแก้ไขให้ข้อมูลที่ได้รับมีความถูกต้อง โดยอาจให้ทำการส่งใหม่ หรือกรณีที่ผิดพลาดไม่มากนัก ฝ่ายผู้รับอาจใช้โปรแกรมของตนแก้ไขข้อมูลให้ถูกต้องได้
           3. ความเร็วของการทำงาน โดยปกติสัญญาณทางไฟฟ้าจะเดินทางด้วยความเร็วเท่าแสง ทำให้การใช้คอมพิวเตอร์ส่งข้อมูลจากซีกโลกหนึ่ง ไปยังอีก
ซีกโลกหนึ่ง หรือค้นหาข้อมูลจากฐานข้อมูลขนาดใหญ่ สามารถทำได้รวดเร็ว ความรวดเร็วของระบบทำให้ผู้ใช้สะดวกสบายยิ่งขึ้น เช่น บริษัทสายการบินทุกแห่งสามารถทราบข้อมูลของทุกเที่ยวบินได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การจองที่นั่งของสายการบินสามารถทำได้ทันที
           4.  ต้นทุนประหยัด การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าหากันเป็นเครือข่าย เพื่อส่งหรือสำเนาข้อมูล ทำให้ราคาต้นทุนของการใช้ข้อมูลประหยัดขึ้น เมื่อเทียบกับการจัดส่งแบบวิธีอื่น สามารถส่งข้อมูลให้กันและกันผ่านทางสายโทรศัพท์ได้