Week 3: Data Communications

"CHAPTER 2" (con't)

• Physical Layer มีส่วนประกอบคือ

- Bits > เป็นตัวกลางระหว่างผู้ส่งและผู้รับ

- Physical link > เป็นตัวเชื่อมระหว่างผู้ส่งและผู้รับ

• Physical Media แบ่งเป็นประเภทได้ ดังนี้

- Guided media > การส่งผ่านตัวกลางแบบของแข็ง ได้แก่ copper, fiber, coax ซึ่งตัวกลางของแข็งสามารถแบ่งเป็นประเภทได้ ดังนี้

1. Twisted Pair (TP) คือสายที่ใช้ทองแดง 2 เส้น พันกันเป็นเกลียว การที่ต้องพันเป็นเกลียวก็เพื่อที่จะลดสัญญาณรบกวนระหว่างเส้น ซึ่ง TP นี้ จะใช้ระบบสัญญาณไฟฟ้าเป็นตัวนำสัญญาณ
2. Coaxial cable คือสายที่ใช้ทองแดง 2 เส้น เส้นหนึ่งเป็นเส้นตรงใช้เป็นแกน อีกเส้นพันอยู่รอบๆเส้นแรก แบ่งเป็น baseband ที่มีช่องต่อแค่ช่องเดียว ใช้ในสมัยก่อน และ broadband ที่มีช่องต่อหลายช่อง ใช้อยู่กันในปัจจุบัน ซึ่ง coaxial cable ก็ใช้ระบบสัญญาณไฟฟ้าเป็นตัวนำสัญญาณ
3. Fiber optic cable คือสายใยแก้วนำแสง ที่ใช้แสงเป็นตัวนำสัญญาณ ทำให้ไม่มีสัญญาณรบกวน แต่มีราคาแพงทำให้ใช้กันเฉพาะระบบเครือข่ายขนาดใหญ่

- Unguided media > การส่งผ่านตัวกลางแบบอิสระ radio link types สามารถแบ่งเป็นประเภทได้ ดังนี้

1. Terrestrial microwave เป็นคลื่นไมโครเวฟ เดินทางเป็นเส้นตรง และห้ามมีสิ่งขีดขวางการส่งสัญญาณ มีความเร็วสูงสุด 45Mbps
2. LAN เช่น Wifi มีความปลอดภัยต่ำ และถูกรบกวนด้วยสภาพแวดล้อมได้ มีความเร็ว 2Mbps, 11Mbps, 54Mbps
3. Wide-area เช่น สัญญาณโทรศัพท์มือถือ (GPRs, 3G) มีความเร็ว 100kbps
4. Satellite จะเหมือนกับ คลื่นไมโครเวฟ มีอัตรความล่าช้า 270 msec

• Decimal and Binary

1. Binary System
   - การแปลงเลขฐาน 2 เป็น ฐาน 10 > นำเลขฐาน 2 ที่มี มาคูณตั้งแต่ 2ยกกำลัง0 ถึง 2ยกกำลัง7 ตามลำดับ โดยเริ่มทำจากตัวเลขที่อยู่หลังสุดก่อน แล้วจึงนำมาบวกกัน
   - การแปลงเลขฐาน 10 เป็น ฐาน 2 > นำเลขฐาน 10 ที่มี มาหาร 2 แล้วเศษที่ได้ก็คือ เลขฐาน 2 โดยหารไปจนกระทั่งเหลือ 0 เศษที่ได้จากการหารครั้งสุดท้ายจะเป็นตัวแรกสุดของเลขฐาน 2 แล้วไล่ไปจนถึงเศษที่ได้จากการหารครั้งแรก ตามลำดับ
2. Hexadecimal Notation
   - การแปลงเลขฐาน 2 เป็น ฐาน 16 > นำเลขฐาน 2 ที่มี มาแบ่งเป็นชุด ชุดหนึ่งมี 4 ตัว แล้วนำมาคูณตั้งแต่ 2ยกกำลัง0 ถึง 2ยกกำลัง3 ตามลำดับ โดยเริ่มทำจากตัวเลขที่อยู่หลังสุดก่อน แล้วจึงนำมาบวกกัน ก็จะได้เลขฐาน 16 หนึ่งตัว
   - การแปลงเลขฐาน 16 เป็น ฐาน 2 > นำเลขฐาน 16 ที่มี มาหาร 2 แล้วเศษที่ได้ก็คือ เลขฐาน 2 โดยหารไปจนกระทั่งเหลือ 0 เศษที่ได้จากการหารครั้งสุดท้ายจะเป็นตัวแรกสุดของเลขฐาน 2 แล้วไล่ไปจนถึงเศษที่ได้จากการหารครั้งแรก ตามลำดับ เลขฐาน 16 หนึ่งตัวจะได้เลขฐาน 2 สี่ตัว(4 bits)
3. Octal Notation
   - การแปลงเลขฐาน 2 เป็น ฐาน 8 > นำเลขฐาน 2 ที่มี มาแบ่งเป็นชุด ชุดหนึ่งมี 3 ตัว แล้วนำมาคูณตั้งแต่ 2ยกกำลัง0 ถึง 2ยกกำลัง2 ตามลำดับ โดยเริ่มทำจากตัวเลขที่อยู่หลังสุดก่อน แล้วจึงนำมาบวกกัน ก็จะได้เลขฐาน 8 หนึ่งตัว
   - การแปลงเลขฐาน 8 เป็น ฐาน 2 > นำเลขฐาน 8 ที่มี มาหาร 2 แล้วเศษที่ได้ก็คือ เลขฐาน 2 โดยหารไปจนกระทั่งเหลือ 0 เศษที่ได้จากการหารครั้งสุดท้ายจะเป็นตัวแรกสุดของเลขฐาน 2 แล้วไล่ไปจนถึงเศษที่ได้จากการหารครั้งแรก ตามลำดับ เลขฐาน 8 หนึ่งตัวจะได้เลขฐาน 2 สามตัว(3 bits)

"CHAPTER 3"

Data:

• Data > ข้อมูล สามารถเป็นแบบ analog หรือ digital ก็ได้ ซึ่งการส่งข้อมูลเป็นการส่งแบบสัญญาณไฟฟ้า
• Analog data > ข้อมูลที่มีค่าต่อเนื่องกัน
• Digital data > ข้อมูลที่ค่าไม่ต่อเนื่องกัน

Signals:

• Signals > สัญญาณ สามารถเป็น analog หรือ digital ก็ได้
• Analog signals > สามารถมีค่าตัวแปรได้ไม่จำกัดภายในขอบเขต
• Digital signals > มีค่าตัวแปรที่จำกัด

ใน data communication จะใช้สัญญาณ analog แบบคงที่ และ ใช้สัญญาณ digital แบบไม่คงที่

Week 2: Data Communications

"CHAPTER 1" (con't)

• Protocols คือ การตั้งกฎ ที่ทำให้ผู้ส่งกับผู้รับ มีความเข้าใจในรายละเอียดของข้อมูลที่ตรงกัน ซึ่งมีส่วนประกอบดังนี้

- Syntax คือ โครงสร้างหรือชนิดของข้อมูล

- Semantics คือ ความหมายของหน่วยของข้อมูล(bits)

- Timing คือ เวลาในการส่งข้อมูล

• Standards คือ มาตรฐานของการติดต่อสื่อสารสำหรับ hardware and/or software system สามารถแยกประเภทได้ดังนี้

- Formal standards คือ มาตรฐานที่พัฒนาโดย ภาครัฐบาล หรือ ภาคอุตสาหกรรม

- De-facto standards คือ มาตรฐานที่พัฒนาโดย บริษัทใหญ่ หรือ จากความนิยมในด้านการตลาด (De-facto standards อาจกลายเป็น Formal standards ได้)

• Major Standards BOdies

- ISO เป็นผู้พัฒนาและกำหนดมาตรฐาน OSI (Open Systems Interconnection)

- ITU-T (formal name is CCITT) เป็นผู้กำหนดความต้องการพื้นฐาน ด้านการสื่อสาร เช่น โทรศัพท์ modem

- ANSI คือ องค์กรในการให้มาตรฐานของสหรัฐอเมริกา

- IEEE คือ ผู้กำหนดมาตรฐานของ networks เช่น LANs

- IETF เป็นผู้พัฒนามาตรฐานของ internet

- W3C เป็นผู้กำหนดมาตรฐานของ website

"CHAPTER 2"

Network Models:

• Implementation of Communications Functions

- Single layer implementation คือ การส่งข้อมูลระหว่างเครื่อง(เครื่องที่ใช้ต้องยี่ห้อและรุ่นเดียวกัน) แบบ one layer ข้อดีคือ สามารถทำงานได้รวดเร็วแต่ก็มีข้อเสียคือ หากเกิดข้อผิดพลาด จะต้องแก้ไขทั้งหมด

- Multi layer implementation คือ การส่งข้อมูลระหว่างเครื่อง(เครื่องที่ใช้ไม่จำเป็นต้องยี่ห้อและรุ่นเดียวกัน) แบบ กำหนดหลาย layers การทำงานจะช้ากว่าแบบ Single layer และหากเกิดข้อผิดพลาด สามรถแก้ไขที่ layer นั้นๆได้

• Seven layers of the OSI model

1. Physical layer > ใช้ส่งข้อมูลเพียงอย่างเดียว(ไม่ตรวจสอบข้อมูล) ส่งเป็นสัญญาณไฟฟ้า ไม่ได้ใช้ส่งข้อมูลระหว่าง computer-computer เพียงอย่างเดียว สามารถใช้ส่งระหว่าง computer-router หรือ router-router ได้ด้วย
2. Data link layer > ใช้ตรวจสอบข้อมูล และมีหน้าที่ส่ง frames(ข้อมูลหลายๆ bits มารวมกัน) จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง
3. Network layer > มีหน้าที่รวมข้อมูลแบบเป็น packet แล้วจึงส่งข้อมูล การส่งข้อมูลแบบ network layer เป็นการส่งข้อมูลระหว่างเครื่องกับเครื่อง (about machine)
4. Transport layer > มีหน้าที่ใช้ program เพื่อส่งข้อมูล เป็นการส่งข้อมูลแบบกระบวนการหนึ่งไปยังอีกกระบวนการหนึ่ง (about program)
5. Session layer > เป็นการกำหนดจุดเริ่มและจุดสิ้นสุดของการส่งข้อมูล และมีการบันทึกการส่งข้อมูลด้วย หากการส่งข้อมูลเกิดการผิดพลาด ก็ไม่ต้องเริ่มส่งข้อมูลใหม่ตั้งแต่ต้น
6. Presentation layer > มีหน้าที่แปลง, บีบอัด, เข้ารหัสข้อมูล แล้วจึงส่งไปยังเป้าหมาย และเมื่อเป้าหมายได้รับ ก็จะแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปที่สามารถเข้าใจและใช้งานได้
7. Application layer > ทำหน้าที่บริการข้อมูลให้กับ user (ไม่ใช่ web browser) โดยการเรียก HTTP ที่ถูกต้องมาที่ web browser และแสดงให้ user

• TCP/IP Protocol suite คือ การเอาการส่งข้อมูลแบบ Seven layers of the OSI model มาทำให้เหลือ 5 layers ได้แก่ Physical, Data link, Network, Transport, and Application

Week 1: Data Communications

"CHAPTER 1"

Data Communications มีหัวข้อหลัก 3 หัวข้อ ได้แก่

• Fundamental concepts of networking
• Technologies in use today
• Management of networking technologies

Fundamental concepts of networking:

• Datacom Basics แบ่งเป็น

- Telecommunications คือ การส่งข้อมูลจำพวก video, voice, data แบบระยะทางไกล

- Data Communications คือ การส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมกับเครื่องคอมแบบระยะทางใกล้

เมื่อนำทั้ง 2 อย่างมารวมกันจะเรียกว่า Broadband Communications ซึ่งคล้ายกับระบบ ADSL

• Data flow แบ่งเป็น

- Simplex คือ การส่งข้อมูลทางเดียว เช่น TV

- Half-duplex คือ การส่งข้อมูลที่สามารถโต้ตอบได้ แต่ไม่สามารถส่งข้อมูลพร้อมกันได้ เช่น วิทยุสื่อสาร

- Full-duplex คือ การส่งข้อมูลที่สามารถโต้ตอบได้ และส่งข้อมูลพร้อมกันได้ เช่น โทรศัพท์

• Selection of Data Flow Method แบ่งเป็น Main factor: Application (การใช้ข้อมูล) กับ Capacity may be a factor too (ปริมาณข้อมูล)

• Network Types (ขึ้นอยู่กับขนาด) สามารถแบ่งได้ ดังนี้

- Local Area Networks (LANs) คือ ระบบที่ใช้เชื่อมต่อภายในตึกหรืออาคาร

- Backbone Networks (BNs) คือ ระบบที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างอาคาร แต่มีขอบเขตไม่เกิน 1 กิโลเมตร

- Metropolitan Area Networks (MAN) คือ ระบบที่ใช้เชื่อมต่อภายในเมือง

- Wide Area Networks (WANs) คือ ระบบที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างเมืองหรือระหว่างประเทศ

• Components of a Local Area Network ได้แก่

- Server แบ่งเป็น File Server, Web Server, Print Server

- Circuits

- Client computer

• Types of connections แบ่งเป็น Point-to-point และ Multipoint
• Categories of topology (รูปแบบของการเชื่อมต่อ) แบ่งเป็น 4 แบบ ได้แก่

- Mesh คือ การส่งข้อมูลแบบที่ station ทุก station เชื่อมต่อกันหมด ข้อดี คือ การส่งข้อมูลจะรวดเร็ว และหากมีส่วนเชื่อมต่ออันใดอันหนึ่งเสีย ก็ยังสามารถใช้งานต่อได้

- Star คือ การส่งข้อมูลแบบที่มี hub เป็นตัวกลาง แต่ถ้า hub เสียจะทำให้ station ไม่สามารถใช้งานได้เลย

- Bus คือ การส่งข้อมูลแบบครั้งล่ะ 1 ข้อมูล เช่น ถ้ามีการส่งข้อมูลอยู่ จะทำให้ station อื่นส่งข้อมูลไม่ได้ ต้องรอให้ station ที่ส่งก่อนหน้านี้ทำการส่งข้อมูลเสร็จก่อน

- Ring คือ การส่งข้อมูลแบบที่มี TOKEN (กล่องใส่ข้อมูล) การส่งจะนำข้อมูลเข้าทุก station และถ้าส่งข้อมูลถึง station ปลายทาง ก็จะมีการตอบกลับไปที่ station ต้นทางด้วย

• A hybrid topology จะคล้ายกับแบบ star รวมกับ bus คือมี hub เป็นตัวกลาง และมี three bus networks
• WANs แบ่งเป็น 2 แบบ คือ

- Switched WAN คือ การส่งข้อมูลแบบต้องผ่านตัวกลาง (= internet)

- Point-to-point WAN คือ การส่งข้อมูลแบบเชื่อมต่อโดยตรง (= LANs)