การบ้านเรียนวันที่11 มิถุนายน 2551

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
การสื่อสารข้อมูล (Data Communications)
การรับ – ส่ง โอนย้ายหรือแลกเปลี่ยนข้อมูลและสารสนเทศระหว่างอุปกรณ์สื่อสารต่าง ๆ ผ่านสื่อนำข้อมูล

องค์ประกอบของการสื่อสารข้อมูล
1. ผู้ส่งข้อมูล (sender) หรืออุปกรณ์ส่งข้อมูล คือสิ่งที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปยังจุดหมายที่ต้องการ
2. ผู้รับข้อมูล (Receiver) หรืออุปกรณ์รับข้อมูล คือสิ่งที่ทำหน้าที่รับข้อมูลที่ถูกส่งมาให้
3. ข้อมูล (Data) คือข้อมูลที่ถูกส่ง เช่น เสียง ข้อความ ภาพ และอื่น ๆ
4. สื่อนำข้อมูล (Media) คือสิ่งที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายข้อมูลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง
5. โปรโตคอล (Protocol) คือกฎหรือระเบียบวิธีที่ถูกกำหนดขึ้นเพื่อการสื่อสารข้อมูล ให้ผู้รับและผู้ส่งเข้าใจตรงกันในสิ่งที่ส่ง
................................................................................................

พื้นฐาน Protocol
Protocol คือ ระเบียบวิธีการที่กำหนดขึ้นสำหรับสื่อสารข้อมูล ให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้อย่างถูกต้อง
Transmission Control Protocol (TCP)
เป็น Protocol ที่ให้บริการแบบ Connection-Oriented คือจะทำการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างต้นทาง (Source) และ ปลายทาง (Destination) ก่อนที่จะทำการรับส่งข้อมูล และจะทำการส่งข้อมูลทั้งหมดจนแล้วเสร็จ ทำให้มีความน่าเชื่อถือมาก
Internet Protocol (IP)
เป็น Protocol ที่ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับการรับ-ส่ง Packet เป็น Protocol ที่ให้บริการแบบ Connectionless คือจะไม่ทำการสร้างการเชื่อมต่อระหว่างต้นทาง (Source) และ ปลายทาง (Destination) ก่อนที่จะทำการรับส่งข้อมูล กล่าวคือในการส่งข้อมูลแต่ละครั้งนั้น Source จะทำการส่งข้อมูลออกไปยัง Destination เลยโดยไม่ได้ทำการตกลงกันก่อน ทำให้มีความน่าเชื่อถือน้อยเพราะข้อมูลอาจสูญหายระหว่างทางได้
Media Access Control (MAC) Address
MAC Address คือ หมายเลขประจำตัวของอุปกรณ์ที่ต่ออยู่ในเครือข่าย ซึ่งกำหนดมาจากบริษัทผู้ผลิต H/W เป็นตัวเลขฐาน 16 จำนวน 12 ตัว ซึ่งจะไม่ซ้ำกันและแก้ไขไม่ได้

IP Address
IP Address หรือ หมายเลขไอพี คือ หมายเลขประจำตัวที่ใช้ในการระบุตัวตนของอุปกรณ์ต่างๆ เช่น computer, router และ server ที่อยู่ในเครือข่าย ซึ่งปัจจุบันที่ใช้งานอยู่นี้จะเป็นเวอร์ชั่น 4 (IPV4) ซึ่งจะต่างกับ MAC Address ตรงที่ค่า IP Address นั้นสามารถแก้ไขเปลี่ยนแปลงได้ แต่ในเครือข่ายเดียวกันต้องไม่ซ้ำกันต้อง IP Address เป็นชุดตัวเลขฐานสองขนาด 32 บิต โดยเพื่อให้ง่ายในการจำจึงแบ่งออกเป็น 4 ส่วนๆ ละ 8 บิต (หรือ 1 Byte) คั่นแต่ละส่วนด้วยจุด (.) แล้วแทนค่าเป็นเลขฐาน 10 แต่ละส่วนมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 255 ตัวอย่างเช่น 11000000.00000001.00000010.00000011 เขียนแทนค่าเป็นเลขฐาน 10 ได้เป็น 192.1.2.3

Class ของ IP Address
IP Address นั้นจะแบ่งออกเป็น 5 classes คือ A, B, C, D และ E แต่ขณะนี้ใช้เพียง 3 classes คือ Class A, Class B และ Class C ซึ่งค่า IP Address นั้นจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ดังรูปด้านล่าง ส่วนแรกเป็น Network number ส่วนที่สองเป็น Host number คือ คอมพิวเตอร์ที่อยู่ในเครือข่ายนั้น

IP Address Class A
Class A ใช้ไบต์แรก (8 bit) เป็น Network number และให้บิตแรก เป็น 0 จึงมี Network number ระหว่าง 0 - 127 (126 เครือข่าย) ส่วน Host number ใช้ 3 ไบต์ (24 บิต) จึงมีคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้ถึง 16,777,124 เครื่อง เหมาะสำหรับเครือข่ายส่วนบุคคลช่วงของ IP Address ใน Class A คือ ตั้งแต่ 1.0.0.0 - 127.255.255.255

IP Address Class B
Class B ใช้ 2 ไบต์แรก (16 bit) เป็น Network number และให้ 2 บิตแรก เป็น 10 จึงมี Network number เท่ากับ 2 ยกกำลัง (16-2) หรือ 16,382 เครือข่าย ส่วน Host number ใช้ 2 ไบต์ (16 bit) จึงมีคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้ถึง 65,534 เครื่องช่วงของ IP Address ใน Class B คือ ตั้งแต่ 128.0.0.0 - 191.255.255.255

IP Address Class C
Class C ใช้ 3 ไบต์แรก (24 bit) เป็น Network number และให้ 3 บิตแรก เป็น 110 จึงมี Network number เท่ากับ 2 ยกกำลัง (24-3) หรือ 2,097,152 เครือข่าย ส่วน Host number ใช้ 1 ไบต์ (8 bit) จึงมีคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายได้ถึง 254 เครื่องช่วงของ IP Address ใน Class C คือ ตั้งแต่ 192.0.0.0 - 223.255.255.255

IP Address Class D
Class D จะกำหนดให้ 4 บิตแรก เป็น 1110 ใช้ในการทำ Multicasting ช่วงของ IP Address ใน Class D คือ ตั้งแต่ 224.0.0.0 - 239.255.255.255

IP Address Class E
Class E จะกำหนดให้ 5 บิตแรก เป็น 11110 โดยสงวนไว้สำหรับอนาคต ช่วงของ IP Address ใน Class E คือ ตั้งแต่ 240.0.0.0 - 247.255.255.255

Private IP Address
Private IP Address คือ IP Address ที่กำหนดขึ้นสำหรับการใช้งานส่วนตัวหรือภายในองค์กร โดยสามารถใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องทำการลงทะเบียน ซึ่งค่า Private IP Address นี้หากมีการส่งข้อมูล (Packet) โดยส่วนมากแล้ว Router จะทำการ Drop ทิ้งไปเอง หรือไม่ก็จะทำการส่งต่อไปเรื่อยๆจนหมดอายุไปเอง ค่า IP Address ที่กำหนดให้เป็น Private IP Address นั้นมี ดังนี้Class A10.0.0.0 - 10.255.255.255Class B172.16.0.0 - 172.31.255.255Class C192.168.0.0 - 192.168.255.255

IP Address version 6
IP address เวอร์ชั่น 4 (IPV4) ซึ่งใช้อยู่ปัจจุบันนั้น ทางทฤษฏีสามารถใช้ได้จำนวน 232 เครื่อง แต่จากการแบ่งออกเป็น Class ย่อย และการเพิ่มจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์อย่างมากมาย เป็นผลให้ จำนวน IP Address จะมีไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้งาน โดยทางแก้ของปัญหานี้ทำได้โดยการเพิ่มจำนวนบิตขึ้น และเรียกว่า IPv6 โดยจะมีขนาด 128 bit

Subnet และ Subnet Mask
Subnet คือ การแบ่งเครือข่ายใหญ่ให้เป็นหลายเครือข่ายย่อยโดยการนำเอาบิตที่เป็นส่วนของ Host ID มาเป็น Network ID ผลที่ได้ คือ จำนวน Network ID หรือ เครือข่ายจะเพิ่มขึ้น แต่จำนวนของ Host ID หรือ เครื่องคอมพิวเตอร์จะลดลงSubnet Mask คือ ตัวเลขที่ใช้แสดงว่าส่วนไหนของ IP Address เป็น Network ID และส่วนไหนเป็น Host ID ซึ่ง Subnet Mask จะมีความยาวเท่ากับ IP Address คือ 32 bit โดยในส่วน Network ID นั้นทุก bit จะเป็น 1 และในส่วน Host ID นั้นทุก bit จะเป็น 0
วัตถุประสงค์หรือเหตุผลในการต้องทำ Subnet นั้น ก็เพื่อให้ง่ายต่อการจัดการระบบเครือข่าย และป้องกันการมีข้อมูลที่ไม่จำเป็นมากเกินไปในเครือข่าย โดยเฉพาะใน Class A และ B ซึ่งมีจำนวน Host ได้ 16,777,124 และ 65,534 ตามลำดับ ซึ่งถ้าไม่ทำการแบ่ง Subnet แล้วเครือข่ายจะใหญ่มาก ทำให้ปริมาณ Broadcast มากเกินไป

โดยการทำ Subnet นั้นมีหลักการอยู่ 2 ข้อ คือ
1. หมายเลขส่วนที่เป็น Subnet (Subnet ID) นั้นไม่สามารถเป็น 0 ได้ทั้งหมด โดยหากเป็น 0 ทั้งหมดจะเป็นการอ้างถึง " Network "
2. หมายเลขส่วนที่เป็น Subnet (Subnet ID) นั้นไม่สามารถเป็น 1 ได้ทั้งหมด โดยหากเป็น 1 ทั้งหมดจะใช้สำหรับการ " Broadcast "วิธีการระบุ Network ของ Subnetการระบุ Network ของ Subnet นั้นทำได้โดยการ AND กันระหว่าง IP Address กับ Subnet Mask เช่น IP Class B 172.20.33.24 และ Subnet Mask 255.255.224.0

การคำนวณจำนวน Network และ Host
จำนวน Host ใน Subnet = 2n - 2 เมื่อ n คือ จำนวน bit ของหมายเลข Host
จำนวน Subnet = 2n - 2 เมื่อ n คือ จำนวน bit ของหมายเลข Subnet
...............................................................................................



แบบฝึกหัด

แปลง IP-209.123.226.168
=11010001.01110001.11100010.10101000

-198.60.70.81
=11000110.00111100.01000110.01010001

CIDR-บอกหมายเลข
Subnet Mask-บอกจำนวน Host CIDR ที่ให้คือ
/22
Subnet Mask = 11111111.11111111.11111100.00000000
= (255+255+252+0)
= (255.255.252.0)
Hostจะได้ 2^10 = 1024 -2 คือลบด้วยHostแรกและHostสุดท้าย=1022
..................................................................................................

/18
Subnet Mask = 11111111.11111111.11000000.00000000
= (255+255+192+0)
= ( 255.255.192.0)
Hostจะได้ 2^14 = 16384 – 2 คือลบด้วยHostแรกและHostสุดท้าย = 16382
...................................................................................................

/27
Subnet Mask = 11111111.11111111.11111111.11100000
= (255.255.255.224)
= (255.255.255.224)
Host จะได้ 2^5 = 32- 2 คือลบด้วยHostแรกและHostสุดท้าย = 30

.....................................................................................................


คำถาม
ข้อสอบเรื่อง IP 5 ข้อ
1. IP Address สามารถแบ่งออกได้เป็นกี่ classes
ก. 2 classes
ข. 3 classes
ค. 4 classes
ง. 5 classes

2. IP Address เป็นชุดตัวเลขฐานสองมีขนาดกี่บิต
ก. 8 บิต
ข. 16 บิต
ค. 32 บิต
ง. 64 บิต

3. การแบ่งตัวเลขออกเป็น 4 ส่วนๆ ละ 8 บิตจะมีค่าเป็นกี่ไบต์
ก. 1 ไบต์
ข. 2 ไบต์
ค. 3 ไบต์
ง. 4 ไบต์

4. การแทนค่าเป็นเลขฐาน แต่ละส่วนมีค่าอยู่ระหว่าง 0 - 255 คือเลขฐานใด
ก. เลขฐาน 2
ข. เลขฐาน 8
ค. เลขฐาน 10
ง. เลขฐาน 16

5. IP Address Class A สามารถเชื่อมต่อได้กี่เครือข่าย
ก. 100 เครือข่าย
ข. 112 เครือข่าย
ค. 120 เครือข่าย
ง. 126 เครือข่าย



ข้อสอบเรื่อง CIDR 5 ข้อ
1. Internet Protocol ดั้งเดิมกำหนด IP address เป็นกี่ชั้น
ก. 1 ชั้น
ข. 2 ชั้น
ค. 3 ชั้น
ง. 4 ชั้น

2. CIDR network address จะมีลักษณะแบบใด
ก. 10.10.20.1
ข. 182.167.0.1
ค. 192.30.280.00/18
ง. 193. 182.167.1

3. การเชื่อมต่อสายการสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ จำแนกได้กี่ประเภท
ก. 1 ประเภท
ข. 2 ประเภท
ค. 3 ประเภท
ง. 4 ประเภท

4. ทิศทางการส่งข้อมูลจำแนกได้เป็น กี่รูปแบบ
ก. 2 รูปแบบ
ข. 3 รูปแบบ
ค. 4 รูปแบบ
ค. 5 รูปแบบ

5. ขั้นตอนการแปลงสัญญาณดิจิตอลจากคอมพิวเตอร์เป็นสัญญาณอนาลอก นี้เรียกว่า
ก. Modulation
ข. Demodulation
ค. Media
ง. sender