การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
การสื่อสารข้อมูล หมายถึง กระบวนการถ่ายโอนหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ

วิธีการส่งข้อมูลนี้ จะแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณหรือรหัสเสียก่อนแล้วจึงส่งไปยังผู้รับ และเมื่อถึงปลายทาง

หรือผู้รับก็จะต้องมีการแปลงสัญญาณนั้นกลับมาให้อยู่ในรูปที่มนุษย์สามารถที่จะเข้าใจได้ ในระหว่างการส่ง

อาจจะมีอุปสรรคที่เกิดขึ้นก็คือ สิ่งรบกวน (Noise) จากภายนอกทำให้ข้อมูลบางส่วนเสียหายหรือผิดเพี้ยน

ไปได้
ส่วนประกอบพื้นฐานของการสื่อสารข้อมูล ได้แก่1. ตัวส่งข้อมูล 2. ช่องทางการส่งสัญญาณ 3. ตัวรับข้อมูล

การสื่อสารข้อมูลในระดับเครือข่าย

มาตรฐานกลางที่ใช้ในการส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่าย คือ มาตรฐานซึ่งทำให้ทั้ง
คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เชื่อมต่อต่าง ๆ สามารถเชื่อมโยงและใช้งานในเครือข่ายได้
จุดมุ่งหมายของการกำหนดหน้าที่การทำงานในแต่ละชั้น ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 7 ชั้น มีดังต่อไปนี้
1. ไม่แบ่งโครงสร้างออกในแต่ละชั้นจนมากเกินไป
2. แต่ละชั้นมีหน้าที่การทำงานแตกต่างกัน
3. หน้าที่การทำงานคล้ายกันจะถูกจัดให้อยู่ในชั้นเดียวกัน
4. เลือกเฉพาะการทำงานที่เคยใช้ได้ผลประสบสำเร็จมาแล้ว
5. กำหนดหน้าที่การทำงานเฉพาะง่าย ๆ เผื่อว่ามีการออกแบบหรือเปลี่ยนแปลงใหม่ อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะได้ไม่ต้องเปลี่ยนแปลงตาม
6. มีการกำหนดอินเตอร์เฟซมาตรฐาน
7. มีความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลในแต่ละชั้น

รูปมาตรฐาน OSI แบ่งแยกตามส่วนการทำงาน

1. ชั้น Physicalเป็นชั้นล่างสุดของการติดต่อสื่อสาร มีหน้าที่รับ - ส่งข้อมูลจากช่องทางการสื่อสารหรือสื่อระหว่างคอมพิวเตอร์ เทคนิคการมัลติเพล็กซ์แบบต่าง ๆ จะถูกกำหนดอยู่ในชั้นนี้

2. ชั้น Data Linkมีหน้าที่เหมือนผู้ตรวจ คอยควบคุมความผิดพลาดในข้อมูล โดยจะมีการสำเนาข้อมูลไว้จนกว่าจะส่งถึงปลายทางหรือผู้รับ ชั้น Data Link นี้จะป้องกันไม่ให้เครื่องส่งทำการส่งข้อมูลเร็วจนเกินขีดความสามารถของเครื่องรับ

3. ชั้น Networkมีหน้าที่กำหนดเส้นทางของข้อมูลที่ส่ง - รับในการส่งข้อมูลระหว่างต้นทางปลายทาง โดยจะเลือกเส้นทางที่ใช้เวลาในการสื่อสารที่น้อยที่สุด และระยะทางที่สั้นที่สุด

4. ชั้น Transportมีหน้าที่ตรวจสอบและป้องกันข้อมูลให้ข้อมูลที่ส่งมานั้น ไปถึงปลายทางจริง ๆ

5. ชั้น Session มีหน้าที่คอยรวบรวมข้อความ และแปลงรหัสหรือแปลงรูปแบบของข้อมูลให้เป็นรูปแบบการสื่อสารเดียวกัน เพื่อช่วยลดปัญหาต่าง ๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นกับผู้ใช้งานในระบบ

6. ชั้น Application เป็นชั้นบนสุดของมาตรฐาน OSI มีหน้าที่ติดต่อระหว่างผู้ใช้โดยตรง เช่น เทอร์มินัลหรือคอมพิวเตอร์ โดยแปลงข้อมูลจากภาษาที่มนุษย์เข้าใจไปเป็นภาษาที่เครื่องเข้าใจ

การส่งสัญญาณข้อมูล

การส่งสัญญาณข้อมูล หมายถึง การส่งข้อมูลจากเครื่องส่งหรือผู้ส่งผ่านสื่อกลางไปยังเครื่องรับส่งหรือผู้รับ
รูปแบบของการส่งสัญญาณข้อมูล

1. แบบทิศทางเดียวหรือ ซิมเพล็กซ์ เป็นการส่งข้อมูลในทิศทางเดียว คือ ข้อมูลถูกส่งไปในทางเดียว เช่น สถานีวิทยุกระจายเสียง การแพร่ภาพทางโทรทัศน์

2. แบบกึ่งทิศทางคู่หรือครึ่งดูเพล็กซ์ เป็นการสงข้อมูลแบบสลับการส่งและการรับไปมา จะทำในเวลาเดียวกันไม่ได้

3. แบบทางคู่หรือดูเพล็กเต็ม เป็นการส่งข้อมูลแบบที่สามารถส่ง และรับข้อมูลได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน ซึ่งวิธีนี้ทำให้การทำงานเร็วขึ้นมาก เช่น การพูดโทรศัพท์
ลักษณะของวิธีการสื่อสาร

แบบมีสายเช่น สายโทรศัพท์ เคเบิลใยแก้วนำแสง เป็นต้น สื่อที่จัดอยู่ในการสื่อสารแบบมีสายที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ สายทองแดงแบบไม่หุ้มฉนวน สายทองแดงแบบหุ้มฉนวน สาย Coaxial ใยแก้วยำแสง
ข้อดีของใบแก้วนำแสง คือ1. ป้องกันการรบกวนจากสัญญาณไฟฟ้าได้มาก2. ส่งข้อมูลได้ระยะไกลโดยไม่ต้องมีตัวขยายสัญญาณ3. การดักสัญญาณทำได้ยาก ข้อมูลจึงมีความปลอดภัยมากกว่าสายส่งแบบอื่น4. ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงและสามารถส่งได้มาก ขนาดของสายเล็กและน้ำหนักเบา
แบบไม่มีสาย

เช่น ไมโครเวฟ และดาวเทียม

ไมโครเวฟ (Microwave)

สัญญาณไมโครเวฟเป็นคลื่นวิทยุเดินทางเป็นเส้นตรง อุปกรณ์ที่ใช้ในการรับ – ส่ง คือ จานสัญญาณไมโครเวฟ ซึ่งมักจะต้องติดตั้งในที่สูงและมักจะให้อยู่ห่างกันประมาณ 25 – 30 ไมล์ ข้อดีของการส่งสัญญาณด้วยระบบไมโครเวฟ ก็คือ สามารถส่งสัญญาณด้วยความถี่กว้าง และการรบกวนจากภายนอกจะน้อยมากจนแทบไม่มีเลย แต่ถ้าระหว่างจานสัญญาณไมโครเวฟมีสิ่งกีดขวางก็จะทำให้การส่งสัญญาณไม่ดีหรืออาจส่งสัญญาณไม่ได้

ดาวเทียม (Satellite)

มีลักษณะการส่งสัญญาณคล้ายไมโครเวฟ แต่ต่างกันตรงที่ ดาวเทียมจะมีสถานีรับ – ส่งสัญญาณลอยอยู่ในอวกาศ จึงไม่มีปัญหาเรื่องส่วนโค้งของผิวโลกเหมือนไมโครเวฟ ดาวเทียมจะทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณให้แรงเพิ่มขึ้นก่อนส่งกลับมายังพื้นโลก ข้อดีของการสื่อสารผ่านดาวเทียม คือ ส่งข้อมูลได้มากและมีความผิดพลาดน้อย ส่วนข้อเสีย คือ อาจจะมีความล่าช้าเพราะระยะทางระหว่างโลกกับดาวเทียม หรือ ถ้าสภาพอากาศไม่ดีก็อาจจะก่อให้เกิดความผิดพลาดได้

เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ประกอบด้วย เครื่องคอมพิวเตอร์หลายเครื่องมาเชื่อมต่อกันเพื่อวัตถุประสงค์ คือ- เพื่อให้ผู้ใช้สามารถติดต่อสื่อสารกัน- เพื่อให้ใช้ทรัพยากรร่วมกัน- เพื่อใช้ข้อมูลหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน

ประเภทของระบบเครือข่าย

โดยแบ่งตามลักษณะการติดตั้งทางภูมิศาสตร์ แบ่งได้เป็น

1. เครือข่ายท้องถิ่น เป็นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้บริเวณเฉพาะที่เช่น ภายในอาคารเดียวกัน หรือ ภายในบริเวณเดียวกัน ระบบแลนจะช่วยให้มีการติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ร่วมกัน และใช้ข้อมูลร่วมกันได้อย่างคุ้มค่า
2. เครือข่ายระดับเมือง เป็นเครือข่ายขนาดกลาง ใช้ภายในเมืองหรือจังหวัด ตัวอย่าง เช่น เคเบิลทีวี
3. เครือข่ายระดับประเทศ เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ ติดตั้งใช้งานบริเวณกว้างมีสถานีหรือจุดเชื่อมมากมาย และใช้สื่อกลางหลายชนิด ตัวอย่าง เช่น ไมโครเวฟ ดาวเทียม
4. เครือข่ายระหว่างประเทศ เป็นเครือข่ายที่ใช้ติดต่อระหว่างประเทศ โดยใช้สายเคเบิล หรือ ดาวเทียม
แบบวงแหวน

เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ระหว่างจุดโดยต่อเป็นวงแหวน ซึ่งคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางก็จะรวมอยู่ด้วย การทำงานแต่ละเครื่องจะทำงานของตนเองและการเชื่อมโยงจะทำให้มีการแบ่งงานกันทำและการใช้ทรัพยากรบางอย่างร่วมกัน การส่งข้อมูลจะส่งผ่านไปตามสายวงแหวนดดยกำหนดแอดเดรสของปลายทางเอาไว้เพื่อให้ทราบว่าต้องการส่งไปยังเครื่องใด ซึ่งข้อมูลที่ส่งผ่าน ๆ ทุกจุดในวงแหวน ซึ่งหากมีปัญหาขัดข้องที่สถานีใดก็จะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถติดต่อกันได้ เครือข่ายแบบนี้มักใช้เครื่องมินิคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์

ข้อดี1. สามารถควบคุมการส่งข้อมูลได้ง่าย เพราะระบบวงแหวนเป็นวงปิดเหมาะกับการใช้สื่อเป็นเส้นใยแก้วนำแสง2. สามารถส่งไปยังผู้รับได้หลาย ๆ สถานีพร้อมกัน3. ครอบคลุมพื้นที่กว้าง4.ไม่เปลืองสายสื่อสารข้อเสีย1. หากเกิดขัดข้องที่สถานีใดก็จะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถใช้งานได้2. การตรวจสอบข้อผิดพลาดจะต้องตรวจสอบไปทีละสถานี3. เวลาจะส่งข้อมูล จะต้องให้สายข้อมูลนั้นว่างเสียก่อนจึงจะส่งออกไปได้4. ติดตั้งยากกว่าแบบบัสและใช้สายสื่อสารมากกว่า

แบบบัส
มีลักษณะคล้ายวงแหวน แต่ไม่ต่อเป็นวงกลม มีสายสื่อสาร 1 สาย โดยแต่ละสถานีจะถูกต่อเข้ากับสายโดยไม่มีตัวใดเป็นตัวควบคุม การส่งข้อมูลระหว่าง 2 สถานี จะทำผ่านทางสายหรือบัสนี้ การต่อแบบนี้ไม่มีตัวศูนย์กลางควบคุม ดังนั้นถ้าหลาย ๆ สถานีต้องการส่งข้อมูล ในเวลาเดียวกันก็จะทำให้เกิดการชนกันของข้อมูลได้ วิธีแก้ก็คือ จะต้องรอจนกว่าสายจะว่าง แล้วจึงส่งใหม่ซ้ำอีกครั้งหนึ่งข้อดี1. โครงสร้างง่ายต่อการติดตั้ง เพราะมีสายส่งข้อมูลเพียงเส้นเดียว2. ประหยัดเพราะสายส่งไม่ยาวมากนัก3. การเพิ่มสถานีทำได้ง่ายกว่าแบบอื่น ๆ4. หากสถานีใดหรือจุดใดติดขัดก็จะทำให้ใช้งานไม่ได้เฉพาะที่จุดนั้น ๆ แต่ระบบก็ยังสามารถใช้งานได้ปกติข้อเสีย1. หากระบบมีข้อผิดพลาดก็จะหาได้ยาก2. หาสายส่งข้อมูลเสียหายก็จะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถทำงานได้
อุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์

โมเด็ม

โมเด็มเป็นฮาร์ดแวร์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณแอนะล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิทัล เมื่อข้อมูลถูกส่งมายังผู้รับ และแปลงสัญญาณดิจิทัลให้เป็นอนาล็อกเมื่อต้องการข้อมูลไปบนช่องสื่อสาร

เกตเวย์

เกตเวย์ เป็นอุปกรณือิเล็กทรอนิกส์อีกอย่างหนึ่งที่ช่วยในการสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์ หน้าที่หลัก คือ ช่วยให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 2 เครือข่าย หรือมากกว่าซึ่งลักษณะไม่เหมือนกัน สามารถติดต่อสื่อสารกันได้เหมือนเป็นเครือข่ายเดียวกัน

เราเตอร์

เราเตอร์ เป็นอุปกรณ์ในระบบเครือข่ายที่ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงเครือข่ายที่มีขนาดหรือมาตรฐานในการส่งข้อมูลต่างกัน สามารถติดต่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้ เราเตอร์จะทำงานอยู่ในชั้น Network หน้าที่ของเราเตอร์ก็คือ ปรับโปรโตคอล (Protocol) (โปรโตคอลเป็นมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์) ที่ต่างกันให้สามารถสื่อสารกันได้

บริดจ์

บริดจ์มีลักษณะคล้ายเครื่องขยายสัญญาณ บริดจ์จะทำงานอยู่ในชั้น Data Link บริดจ์ทำงานคล้ายเครื่องตรวจตำแหน่งของข้อมูล โดยบริดจ์จะรับข้อมูลจากต้นทางและส่งให้กับปลายทาง โดยที่บริดจ์จะไม่มีการแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลงใด ๆ แก่ข้อมูล บริดจ์ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายมีประสิทธิภาพลดการชนกันของข้อมูลลง บริดจ์จึงเป็นสะพานสำหรับข้อมูลสองเครือข่าย

รีเพอร์เตอร์

รีพีตเตอร์ เป็นเครื่องทบทวนสัญญาณข้อมูลในการส่งสัญญาณข้อมูลในระยะทางไกล ๆ สำหรับสัญญาณแอนะล็อกจะต้องมีการขยายสัญญาณ ข้อมูลที่เริ่มจะเบาบางลงเนื่องจากระยะทาง และสำหรับสัญญาณดิจิทัลก็จะต้องมีการทบทวนสัญญาณ เพื่อป้องกันการขาดหายของสัญญาณเนื่องจากการส่งระยะทางไกล ๆ เช่นกัน รีพีตเตอร์จะทำงานอยู่ในชั้น Physical