บทที่ 1

ความรู้เบื้องต้นการสื่อสารข้อมูลและเครือข่าย

การสื่อสารข้อมูลระหว่างกันมีมาตั้งแต่สมัยโบราณกาล เพื่อส่งข่าวสารข้อมูลระหว่างผู้ส่งและรับข้อมูลซึ่งมีทั้งการสื่อสารในระยะสายตา หรือการสื่อสารระยะที่ไกลเกินกว่าสายตามองเห็นได้ ในส่วนของการสื่อสารในระยะสายตา เช่น การก่อไฟเพื่อสร้างสัญญาณควัน การใช้สัญลักษณ์แสงสะท้อนจากกระจก หรือแสงจากไฟฉาย โดยผู้ส่งและผู้รับนั้นต้องตกลงทำความเข้าใจในสัญลักษณ์ที่ตรงกัน เพื่อมิให้เกิดความสับสนหรือการสื่อความหมายที่คลาดเคลื่อนไปจากข้อตกลง ในส่วนการสื่อสารที่ไกลจากสายตา เช่นการสื่อสารโดยอาศัยนกพิราบนำสาร เป็นต้น ซึ่งในยุคต่อมาก็พัฒนามาเป็นระบบโทรเลข จดหมาย ระบบโทรศัพท์ ระบบวิทยุสื่อสาร การสื่อสารผ่านดาวเทียม การสื่อสารผ่านเคเบิ้ลนำแสง การสื่อสารผ่านระบบอินเตอร์เน็ต เป็นต้น ซึ่งการพัฒนาการของระบบสื่อสารนี้ ทำให้เกิดการสื่อสารระหว่างกันของมนุษย์บนโลกบนใบนี้ได้อย่างง่ายดาย ก่อให้เกิดการพัฒนาเปลี่ยนแปลงด้านสังคม การปกครอง และการทำธุรกิจเป็นอย่างมาก แม้กระทั่งการเดินทางที่ง่ายและสะดวกดังที่เห็นๆกันในปัจจุบัน

1.1 วิวัฒนาการของการสื่อสาร

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการสื่อนำมนุษยชาติไปสู่การมีองค์ความรู้มากมายของโลก ทำให้เกิดความรู้สึกว่าโลกแคบลง เนื่องจากสามารถติดต่อสื่อสารได้ทุกๆจุดบนโลกนี้ โดยการติดต่อสื่อสารข้อมูลในสมัยปัจจุบันจะเป็นการพยายามเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์จำนวนมากหลายเครื่องพร้อมกันเพื่อส่งถ่ายข้อมูลจำนวนมาก โดยอาศัยระบบสื่อสารที่มีอยู่แล้ว เช่น ระบบโทรศัพท์โทรศัพท์เคลื่อนที่ หรือระบบดาวเทียม จนกลายเป็นระบบเครือข่าย (Network System) เกิดขึ้นเนื่องจากปัจจุบันผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์ได้ขยายตัวเป็นอย่างมากทุกบ้านเรือนหรือองค์กรการค้าล้วนมีคอมพิวเตอร์ เพื่อใช้สำหรับรับส่งข้อมูล เช่น การส่งอีเมล์ การค้นหาข้อมูล การทำธุรกรรมต่างๆผ่านทางอินเตอร์เน็ต หรือการสื่อสารทั้งเสียงและภาพผ่านทางระบบอินเตอร์เน็ตมากยิ่งขึ้น จึงทำให้เกิดการคิดค้นและพัฒนาด้านเทคโนโลยีด้านการสื่อสารให้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วเพื่อรองรับความต้องการด้านการสื่อสารข้อมูลของสังคมมนุษย์

1.2 องค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูล

การสื่อสารข้อมูลที่ถูกต้องครบถ้วนสมบูรณ์ของข่าวสารที่ส่งออกไปจากผู้ส่งไปยังยังผู้รับดังในรูปที่ 1.1 นั้นจะมีองค์ประกอบ 5 อย่าง คือ ดังนี้

1) ผู้ส่ง (Sender) คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลข่าวสาร เช่น คอมพิวเตอร์ วิทยุ โทรศัพท์ เป็นต้น1) ผู้ส่ง (Sender) คือ อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลข่าวสาร เช่น คอมพิวเตอร์ วิทยุ โทรศัพท์ เป็นต้น

2) ผู้รับ (Receiver) คืออุปกรณ์ที่ใช้รับสัญญาณและข่าวสารที่ส่งมีจากผู้ส่ง โดยผู้รับเช่น คอมพิวเตอร์ วิทยุ โทรศัพท์ เป็นต้น

3) ข่าวสาร (Massage) คือข้อมูล ข้อความหรือสารสนเทศต่างๆ เช่น รูปภาพ เสียง วีดีโอ เป็นต้น ที่จะต้องส่งผ่านระบบเครือข่าย

4) สื่อกลาง (Media) คือสื่อกลางในการส่งสัญญาณในการสื่อสาร (Transmission media) เช่น สายเคเบิล สายโทรศัพท์ หรือ แบบไร้สาย คลื่นวิทยุ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการนำส่งสัญญาณจากผู้ส่ง ไปยังผู้รับ

5) โปรโตคอล (Protocal) คือกฏเกณฑ์ กติกา หรือข้อปฏิบัติที่กำหนดขึ้นมาร่วมกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับให้สามารถสื่อสารกันได้เข้าใจ เพื่อการส่งข่าวสารที่ครบถ้วนถูกต้อง เปรียบเหมือน ผู้ส่งและผู้รับ จะต้องใช้ภาษาเดียวกัน จึงจะทำให้การสื่อสารเข้าใจกันได้ หากผู้ส่งและผู้รับใช้คนละภาษา เช่นผู้ส่งพูดภาษาอังกฤษ แต่ ผู้รับ รู้แต่ภาษาไทย ก็ไม่เข้าใจความหมายจากผู้ส่ง

1.3 ลักษณะการสื่อสาร

การสื่อสารข้อมูลนอกจากต้องมีองค์ประกอบตามที่กล่าวมาแล้ว การสื่อสารข้อมูลยังมีรูปแบบหรือลักษณะการสื่อสารแบบต่างๆให้เลือกใช้งาน ขึ้นกับความจำเป็นหรือสภาวะของงานแต่ละแบบที่จะเลือกลักษณะของการสื่อสารแบบใด เช่นวิทยุกระจายเสียง สถานีโทรทัศน์ วิทยุสื่อสาร การสื่อสารดาวเทียม หรือระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ต เป็นต้น ทั้งนี้ลักษณะการสื่อสารที่มีการคิดค้นขึ้นมาตั้งแต่อดีต จนถึงปัจจุบันสามารถสรุปลักษณะการสื่อสารได้เป็น 3 รูปแบบ ดังนี้

1.3.1 การสื่อสารทางเดียว

การสื่อสารทางเดียว (Simplex) เป็นลักษณะการส่งข้อมูลทางเดียวจากผู้ส่ง ไปยัง ผู้รับ เช่นการส่งข้อมูลภาพและเสียงจากดาวเทียมไปยังเครื่องรับสัญญาณ หรือการแพร่กระจายคลื่นภาพและเสียงของสถานีโทรทัศน์ดิจิตอลไปยังเครื่องรับโทรทัศน์ หรือการกระจายสัญญาณจากสถานีวิทยุ เป็นต้น โดยที่ผู้รับสัญญาณไม่ได้มีส่วนหรือช่องทางในการส่งสัญญาณกลับมายังผู้ส่งเลย ดังลักษณะตามรูปที่ 1.2

1.3.2 การสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา

การสื่อสารสองทางกึ่งอัตรา (Haft Duplex) เป็นลักษณะการส่งข้อมูลสองทางบน สื่อกลางเดียวกันแต่คนละเวลา ซึ่งมีลักษณะผลัดการเป็นผู้ส่ง ระหว่างผู้ส่งและผู้รับ ซึ่งผู้รับจะสลับเป็นผู้ส่ง ผู้ส่งสลับเป็นผู้รับสลับกันไปมา ไม่สามารถเป็นทั้งผู้รับและผู้ส่งพร้อมกันในเวลาเดียวกันได้ เช่นลักษณะของการติดต่อของการใช้งานวิทยุสื่อสาร วิทยุสมัครเล่น หรือวิทยุความถี่ประชาชน (CB) ย่านความถี่ 245 MHz หรือเครื่องแดง เวลาสามาชิกในช่องความถี่จะพูดคุยกันต้องผลัดกันพูด จะกดคีย์พูดพร้อมกันไม่ได้ เนื่องจะจากใช้ช่องความถี่เดียวกัน ทำให้เกิดการชนหรือรบกวนกันและกัน และมีลักษณะการสื่อสารดังรูป 1.3

1.3.3 การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา

การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา (Full Duplex) เป็นลักษณะของการสื่อสารสองทาง ได้พร้อมกันในเวลาเดียวกันได้ เนื่องจากมีการแยกช่องสื่อเป็นสองช่องทางที่ชัดเจน ช่องทางแรกช่องทางส่งข้อมูล อีกช่องเป็นช่องรับข้อมูล ทำให้สามารถทั้งส่งและรับข้อมูลในเวลาเดียวกันได้ ทำให้การสื่อสารข้อมูลทำได้รวดเร็วกว่าและทบทวนความถูกต้องของข้อมูล ได้ดีกว่าสองลักษณะการสื่อสารที่กล่าวมา การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา เช่น การติดต่อสื่อสารของระบบโทรศัพท์ โทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่สามารถพูดสวนกันได้ในเวลาเดียวกัน นั่นคือในเวลาเดียวกัน เป็นได้ทั้งผู้ส่งและผู้รับในเวลาเดียวกัน ดังลักษณะในรูปที่ 1.4 นอกจากนี้ลักษณะการสื่อสารสองทางเต็มอัตรานี้ยังมีการนำไปใช้งานอีกเยอะแยะมากมาย เช่นการถ่ายข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ของคอมพิวเตอร์ หรือระหวางคอมพิวเตอร์ หรือแม้กระทั่งระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันก็ใช้ลักษณะของการสื่อสารสองทางเต็มเวลาแทบทั้งสิ้น

1.4 ประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ในยุคเมื่อสิบกว่าปัก่อนนั้น คอมพิวเตอร์ในองค์กรธุรกิจยังไม่มีระบบการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กันเป็นระบบเครือข่ายนั้น กระบวนการถ่านโอนข้อมูลของแต่ละแผนกจะมีความยุ่งยาก ต้องส่งไฟล์ข้อมูลกันทางแผ่นดิสก์ จากงานของแผนกหนึ่งที่ต้องเชื่อมโยงข้อมูลไปอีกแผนกหนึงก็ต้องใช้วิธีการนำส่งข้อมูลกันทางแผ่นดิสก์ ซึ่งพอจะนึกภาพได้ถึงความยากและความล่าช้าในการส่งและแลกเปลี่ยนข้อมูลขององค์กร ปัจจุบันเมื่อมีการสร้างระบบเครือข่ายการติดต่อสื่อสารข้อมูลกันระหว่างคอมพิวเตอร์ทำให้เกิดประโยชน์ต่างๆได้ดังนี้

1. การใช้ทรัพยากรร่วมกัน ดังจะเห็นว่าเมื่อเป็นระบบเครือข่ายแล้วสามารถแชร์ (share) ข้อมูล ไฟล์ เครื่องพริ้นเตอร์ ให้คอมพิวเตอร์เครื่องอื่นในเครือข่ายที่ได้รับอนุญาต มาคัดลอก หรือใช้ทรัพยากรของคอมพิวเตอร์อีกเครื่องได้ เช่นหากสำนักงานมีคอมพิวเตอร์อยู่ 10 เครื่องที่ต้องพิมพ์เอกสารสี แต่มีเครื่องปริ้นเตอร์สีเพียงเครื่องเดียว หากสร้างระบบให้คอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายแล้ว คอมพิวเตอร์ทั้ง หมดในเครือข่ายก็สามารถสั่งพิมพ์งานไปยังเครื่องปริ้นเตอร์ได้ทุกเครื่อง

2. การลดต้นทุน ดังตัวอย่างจากการใช้ทรัพยากรร่วมกันแล้วจะเห็นว่าประโยชน์ที่ พ่วงต่อมาคือทำให้เกิดการลดต้นทุน แทนทีจะซื้อเครื่องพิมพ์สีหลายเครื่อง ก็ซื้อเพียงเครื่องเดียวก็นำมาใช้ร่วมกันได้ หรือหากมีการส่งข้อมูลระยะทางไกลๆ ข้ามประเทศ ก็สามารถลดต้นทุนของการขนส่งลงไปได้ เช่น การซื้อขาย ซอฟแวร์ในปัจจุบันทำได้โดยการโหลดไฟล์ซอฟแวร์กันผ่านทางระบบอินเตอร์เน็ตแล้วจ่ายเงินผ่านบัตรเครดิต ก็ลดต้นทุนจากการขนส่งได้

3. ก่อให้เกิดความสะดวกรวดเร็วในการสื่อสาร เมื่อเป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ แล้ว การจะส่งไฟล์ข้อมูลของงานต่างๆ จากแผนกนี้ ไปยังแผนกโน่น หรือส่งข้ามทวีป ประเทศ ย่อมทำรวดเร็วและสะดวก ซึ่งสามารถส่งได้ทันทีผ่านระบบเครือข่าย ไม่ต้องคัดลอกลงแผ่นดิสก์แล้วต้องนำส่งแผ่นดิสก์เหมือนสมัยก่อน

4. ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ การส่งไฟล์หรือข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย คอมพิวเตอร์มีความปลอดภัยจากการรั่วไหลของข้อมูลไปยังบุคคลอื่นๆได้ เหมือนกับการนำส่งข้อมูลผ่านแผ่นดิสก์ หากไฟล์ข้อมูลนั้นๆ มีความสำคัญมากๆ ดังจะเห็นในภาพยนต์ที่เกี่ยวกับการจารกรรมไฟล์ซอฟแวร์กันนั้น และระบบเครือข่ายมีการป้องกันมิให้ผู้ที่ไม่ได้รับอนุญาตได้เข้าถึงข้อมูลได้ ซึ่งมีระบบบริหารจัดการการใช้ทรัพยากรและเข้าใช้เครือข่ายอยู่มากมาย อีกทั้งการเข้ารหัสลับต่างๆ ทำให้เกิดความปลอดภัยและมีความน่าเชื่อถือว่าไฟล์ข้อมูลต่างๆ ได้ถูกส่งถึงผู้รับแน่นอนดังจะเห็นตัวอย่างจากการนำส่งจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ หรืออีเมล์ (E-mail) เป็นต้น

1.5 ประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การนำคอมพิวเตอร์มาเชื่อมโยงกันเป็นเครือข่าย ซึ่งจะเป็นระบบเครือข่ายขนาดใด ขึ้นอยู่กับจำนวนของคอมพิวเตอร์และพืนที่บริเวณ โดยแบ่งประเภทของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้ดังนี้

1.5.1 เครือข่ายท้องถิ่น

เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network : LAN) หรือนิยมรียกสั้นว่าเครือข่ายแลน ทำหน้าทีเชื่อมโยงการสื่อสารข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อื่น เพื่อใช้งานหรือสื่อสารถึงกัน ซึ่งเป็นเครือข่ายขนาดเล็ก มีคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายไม่มากนัก เช่นเครือข่ายแลนของสำนักงานต่างๆ ที่อยู่ในอาคารเดียวกัน หรือใกล้เคียงกัน โดยเครือข่ายแลนสามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปถึงเป็นร้อยเครื่อง ด้วยระบบสาย หรือไร้สาย ซึ่งอาจเป็นรูปแบบดาว แบบบัส เป็นต้น ซึ่งระบบเครือข่ายแลนเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถแชร์ไฟล์ข้อมูล โปรแกรม เครื่องพิมพ์ เป็นต้นให้สามารถใช้งานร่วมกันได้ โดยปัจจุบันความเร็วในการสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายแลนมีความเร็วสูงถึง 100 แมกะบิตต่อวินาที (Mbps) หรือ 1,000 แม็กกะบิตต่อวินาทีทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการเลือกความเร็วของอุปกรณ์เครือข่าย โดยมีอุปกรณ์เชื่อมโยงเครือข่ายแบบต่างๆ เช่น ฮับ สวิตช์ สายนำสัญญาณต่างๆ เป็นต้น ดังมีลักษณะดังในรูปที่ 1.7

1.5.2 เครือข่ายระดับเมือง

เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network : MAN) หรือเรียกว่าแมน เป็นเครือข่ายที่เชื่อมโยงการสื่อสารข้อมูลของคอมพิวเตอร์ระหว่างเมือง หรือจังหวัด ซึ่งครอบคลุมหรือไกลกว่าเครือข่ายท้องถิ่นหลายกิโลเมตรและจำนวนคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายมีจำนวนมากขึ้น กว่าระดับแลน ใช้สำหรับการเชื่อมโยงการสื่อสารข้อมูลระหว่างสำนักงานสาขาต่างๆ หรือของมหาวิทยาลัยกับวิทยาเขตต่างๆ เป็นต้น ซึ่งมีต้นทุนที่สูงมากเนื่องจากต้องรองรับการสื่อสารของคอมพิวเตอร์จำนวนมาก จะต้องออกแบบให้ระบบสื่อสารมีความเร็วสูง ซึ่งอาจจะติดตั้งระบบการสื่อสารความเร็วสูงเองด้วยเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงหรือเช่าช่องสัญญาณความเร็วสูงจากผู้ให้บริการ ดังลักษณะในรูปที่ 1.8 ซึ่งมีการจัดเก็บระบบฐานข้อมูลต่างๆที่เกี่ยวข้องกับสินค้าไว้ที่ส่วนกลางคือสำนักงานใหญ่ ดังนั้นเมื่อแต่ละฝ่ายต้องการข้อมูลหรือการปรับปรุงฐานข้อมูลจะต้องทำการเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์เครือข่ายต่างๆ เข้ายังเซิฟเวอร์สำนักงานใหญ่

ซึ่งในอาคารของแต่ละฝ่ายจะมีคอมพิวเตอร์หลายๆตัวที่เชื่อมต่อเป็นเครือข่ายแลน แต่ละรูปแบบ เช่นแบบบัส แบบริง หรือแบบดาวเป็นต้น ดังนั้นจึงเป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายแลนแต่ส่วนเข้าด้วยกัน ซึ่งหากต้องการลดค่าใช้จ่ายอาจจะต้องเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายสาธารณะดังลักษณะในรูปที่ 1.9

1.5.3 เครือข่ายระดับประเทศ

เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network : WAN) หรือเรียกว่าเครือข่ายแวน เป็นเครือข่ายที่เชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์กรขนาดใหญ่ เพื่อเชื่อมโยงข้อมูลระหว่างประเทศหรือทวีปซึ่งครอบคลุมไกลสุด ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีโทรคมนาคมหลายๆอย่างช่วยกัน เช่น สายเคเบิลใต้น้ำ การสื่อสารผ่านไมโครเวฟ การสื่อสารผ่านดาวเทียม ระบบโทรศัพท์ ดังในรูปที่ 1.10 ทั้งนี้ เพื่อให้การสื่อสารได้ครอบคลุมทั้งโลก หากเป็นการวางระบบใช้งานเฉพาะองค์กร จะมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงมากๆ แต่จะทำให้ข้อมูลขององค์มีความเป็นปัจจุบันและมีความปลอดภัยจากการบุกรุกโจรกรรมข้อมูลจากผู้ไม่ประสงค์ดี เนื่องจากไม่ได้ใช้เครือข่ายร่วมกับหน่วยงานอื่นๆ

เครือข่ายแวนหากนำมาเชื่อมต่อกันผ่านเครือข่ายสาธารณะ ซึ่งมีผู้ให้บริการเพื่อเช่า ช่องสัญญาณสื่อสาร ซึ่งอาจจะต้องมีการใช้ทรัพยากรร่วมกับผู้ใช้รายอื่นๆ จะทำให้ลดค่าใช้จ่าย การเชื่อมโยงเครือข่ายลงได้เป็นอย่างมาก แต่จะมีความเสี่ยงต่อการบุกรุก หรือโจมตีเซิฟเวอร์จากผู้ไม่หวังดีเนื่องจากเป็นการแชร์ช่องการสื่อสารข้อมูลร่วมกัน และเมื่อมีการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์กันมากขึ้น ก็กลายเป็นระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน