ซอฟต์แวร์ด้านความปลอดภัยของIBM

ระบบMAGEN(Masking Gateway for Enterpeise)ของIBMถูกออกแบบมาเพื่อป้องกันการรั่วไหลของ
ข้อมูลและเพิ่มความปลอดภัยให้กับการแลกเปลี่ยนข้อมูล

นักวิจัยของIBMกล่าวว่าในวันนี้พวกเขาได้พัฒนาโปรแกรมที่รู้จำตัวอักษรเพื่อการปกปิดข้อมูลที่มีความ
สำคัญ

MAGENมีการทำงานในระดับของพื้นผิว โดยที่MAGENจะคอยจับข้อมูลก่อนที่มันจะมาที่หน้าจอ การ
วิเคราะห์สิ่งที่ปรากฎบนหน้าจอ และทำการปกปิดข้อมูลที่จำเป็นจะต้องซ่อนจากบุคคลอื่นที่ล็อกอินเข้ามา ความแปลกใหม่ของระบบนี้คือมันสามารถทำงานหลายๆอย่างได้โดยใช้เพียงโปรแกรมเดียว

ระบบของIBMจะปฏิบัติกับหน้าจอข้อมูลเหมือนกับว่าเป็นรูปภาพๆหนึ่ง และใช้การรู้จำตัวอักษรเพื่อจะ
จำแนกส่วนที่เป็นความลับ จากนั้น จะทำการ'mask'ข้อมูลที่จำเป็นต้องปกปิด โดยปราศจากการทำสำเนา
การทำการเปลี่ยนแปลง หรือการประมวลผลข้อมูลนั้นๆ IBMกล่าว

ผู้ใช้สามารถตั้งข้อกำหนดจำเพาะเจาะจงว่าส่วนไหนของหน้าจอที่จะทำการmask การกระทำดังกล่าว
สามารถแบ่งเป็นต่อหน้าจอหรือต่อแอพพลิเคชั่นก็ได้ แต่ละส่วนจะถูกตั้งค่าตามความต้องการของลูกค้าได้เลย

MAGENไม่ได้เปลี่ยนข้อมูลหรือโปรแกรม เพราะว่ามันจะกลั่นกรองข้อมูลก่อนที่มันจะมาถึงหน้าจอ
คอมพิวเตอร์ของลูกค้า และไม่ได้บังคับให้บริษัทต้องทำสำเนาบันทึกส่วนที่ทำการmaskด้วย

IBMได้ยกตัวอย่างของMEGENกับบริษัทที่เกี่ยวกับการดูแลสุขภาพที่ได้จ้างบุคคลภายนอกมาบริการลูกค้า และเรียกร้องกระบวนการการทำงานไปยังมือที่สาม ถึงแม้ว่าข้อมูลส่วนตัวทางการแพทย์ของผู้ป่วยจะไม่สามารถแชร์กับผู้ทำสัญญาได้ ตัวแทนของฝ่ายบริการลูกค้าก็ต้องการสิทธิ์ในการเข้าไปดูบันทึกของผู้ป่วย ในเคสนี้ MAGENสามารถทำการซ่อนข้อมูลส่วนตัวได้ เพื่อที่ตัวแทนของบริษัทจะได้ไม่ทราบข้อมูลดังกล่าว

หนึ่งในนักวิจัยของIBMสามารถทำให้คอมพิวเตอร์ทำการคำนวณข้อมูลที่ต้องเข้ารหัสโดยที่ไม่ถอดรหัสมันเลยได้ IBMบอกว่าเทคโนโลยีนี้จะทำให้บริการทางคอมพิวเตอร์ เช่น Google ให้สามารถวิเคราะห์ข้อมูลของลูกค้าได้อย่างเต็มรูปแบบโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายราคาแพง และปราศจากการละเมิดความเป็นส่วนตัว

ไอเดียคือผู้ใช้สามารถหาข้อมูลซึ่งจำเป็นต้องใช้คำค้นหาที่ต้องเข้ารหัส และได้ผลลัพธ์ออกมาโดยที่พวกเขาต้องไปถอดรหัสเอง อีกอย่างนึงคือการใช้ตัวกรองเพื่อที่จะแยกแยะspamในอีเมล์ หรือป้องกันข้อมูลในบันทึกการแพทย์ และในวันนึงข้างหน้ามันสามารถทำให้ผู้ใช้สามารถหาข้อมูลได้มีความเป็นส่วนตัวมากขึ้น

และเมื่อปีที่แล้วนักวิจัยIBMได้คิดค้นอุปกรณ์ชนิดหนึ่งที่พวกเขาเรียกว่า"security on a stick" ลูกค้า
สามารถนำสิ่งนี้ต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เพื่อป้องกันการทำธุรกรรมออนไลน์และสามารถค้นหาโทรจันที่จะ
ขโมยข้อมูลทางการเงินได้อีกด้วย

Michael Baentschนักวิจัยอาวุโสแห่งศูนย์วิจัยIBMที่ซูริคกล่าวว่าเจ้าสิ่งนี้ยังเป็นเพียงต้นแบบและกำลัง
ทำการทดลองหลายๆอย่างอยู่ในยุโรป IBMได้ตั้งชื่ออุปกรณ์นี้อย่่างเป็นทางการว่า"Zone Trusted
Information Channel" เพราะว่าเจ้าUSBตัวเล็กๆนี้จะทำการติดตั้งช่องที่มีความปลอดภัยให้กับเว็บของ
ธนาคารที่รองรับอุปกรณ์นี้

Week 13 ... 22 September 2009

Application Layer and WWW and HTTP

Application Architecture

มี 3 แบบแบ่งตาม Application Program คือ
1. Host-based Architecture
การทำงานทุกอย่างจะอยู่ที่ Server และ Client ทำหน้าที่เป็นเพียง Terminal ทำหน้าที่ แสดงผล และรับข้อมูลจาก User เท่านั้น ภาระงานการประมวลผลยกให้ Host ทั้งหมด โดย เครื่อง Terminal จะเป็น Terminal จริง ๆ หรือ PC ที่จำลองตัวเองเป็น Terminal ก็ได้ 2 แบบนี้ต่างกันตรงที่ ถ้า Host ปิด(Down) Terminal จริง ๆ จะไม่สามารถทำงานใด ๆ ได้เลย แต่ถ้าเป็น PC ที่จำลองเป็น Terminal จะยังสามารถทำงานเป็น PC ธรรมดาได้ เราควรใช้ Host-based Architecture เมื่อต้องการควบคุมข้อมูลหรือ ฐานข้อมูลเพียงที่เดียว และ งานมีขนาดใหญ่มาก

2. Client-based Architecture
การทำงานทุกอย่างจะอยู่ที่ Client และ Server ทำหน้าที่เป็น Data Storage แบบนี้ไม่ค่อยเป็นที่นิยม เนื่องจากคอขวดของระบบอยู่ที่เครือข่ายเพราะสถาปัตยกรรมแบบนี้ ใช้ Bandwidth ค่อนข้างสูง

3. Client-Server Architecture
การทำงานจะแบ่งกันทำ โดยงานใดอยู่ใกล้ User ก็จะนำไปไว้ในฝั่ง Client เช่น Presentation logic และ Application logic ส่วนงานที่เกี่ยวข้องกับ Server เช่น Data storage และ Data access logic จะนำไปไว้ในฝั่ง Server ในการ Update ข้อมูล Application logic จะส่ง SQL ไปที่ Server เพื่อให้ Update record ให้ ดังนั้น Traffic จะน้อยกว่าแบบ Client-based


DNS (Domain names service)
เป็นระบบจัดการแปลงชื่อ (Domain Name) ให้เป็นหมายเลข IP address (name-to-IP address mapping) โดยมีโครงสร้างฐานข้อมูลแบบลำดับชั้นเพื่อใช้เก็บข้อมูลที่เรียกค้นได้อย่างรวดเร็ว หรือพูดง่าย ๆ ก็คือ การจดจำตัวเลข IP สำหรับแต่ละที่อยู่เว็บไซต์ มีความยากลำบาก ในทางปฏิบัติ จึงได้มีระบบการแปลงเลข IP ให้เป็นชื่อที่ประกอบขึ้นจากตัวอักษร คำ หรือ วลี เพื่อให้ง่ายต่อการจดจำ ซึ่งเรียกว่า โดเมนเนม (Domain Name) เมื่อเราป้อนที่อยู่เว็บไซต์ หรือโดเมนเนม ให้กับโปรแกรม Browser คอมพิวเตอร์จะทำการ แปลงโดเมนเนมให้เป็นชุดตัวเลข IP เพื่อให้คอมพิวเตอร์ด้วยกันเอง เข้าใจระบบที่ใช้แปลง ค่าระหว่างโดเมนเนม และ เลข IP นี้เรียกว่า Domain Name Service (DNS)


WWW (World Wide Web)
เป็นรูปแบบหนึ่งของระบบการเชื่อมโยงเครือข่ายข่าวสาร ใช้ในการค้นหา ข้อมูลข่าวสารบน Internet จากแหล่งข้อมูลหนึ่ง ไปยังแหล่ง ข้อมูลที่อยู่ห่างไกล ให้มีความง่ายต่อการใช้งานมากที่สุด WWW จะแสดงผลอยู่ในรูปแบบของเอกสารที่เรียกว่า ไฮเปอร์เท็กซ์ (Hyper Text)

Week 12 ... 15 September 2009

IPv4 (IP Address version4)
IPv4 มีขนาด 32 bit ถูกแบ่งออกเป็น 4 ชุดด้วยเครื่องหมายจุด โดยแต่ละชุดมีขนาด 8 bitClassful Addressingเริ่มแรกเลย IPv4 มีการแบ่ง IP Address ออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่ Network ID และ Host ID ซึ่งการแบ่งเป็น 2 ส่วนนี้ (Two-level addressing hierarchy) จะมีชื่อเรียกว่า Classful addressing อย่างไรก็ตามการนำ IP Address แบ่งเป็น2 ส่วนนี้ ทำให้การใช้งาน IP Address ไม่มีประสิทธิภาพ
Subnet mask
Subnet 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

IPv6 (IP Address version6)
- มี Address ประมาณ 1 พันล้าน addresses
- ประมาวลผลได้เร็วกว่า IPv4
- มีการรองรับการจัดการ เพื่อให้สามารถส่งขอ้มูลได้รวดเร็ว ทำให้สื่อสารแบบ Real time ได้

IPv6 Addressing

มีขนาด 16 ไบต์ หรือ 128 บิต ในการเขียน Address ของ IPv6 จะใช้เลขฐาน 16 โดยแบ่งบิตข้อมูลออกเป็น 8 ส่วนๆ ละ 2 ไบต์ ดังนั้นต้องใช้ตัวเลข 4 หลักสำหรับแต่ละส่วน แล้วใช้ ":" (Gap) คั่นระหว่างส่วนต่าง ๆ เพื่อใช้ในการเขียน Address แบบย่อ โดยย่อส่วนที่มีเลข 0 ต่อเนื่องกัน เช่น
- 1080:0000:0000:0000:0000:008:200C:417A สามารถอ่านเขียนย่อโดยใช้ 0 ตัวเดียว แทน 0000

- 1080::0008:0800:200C:417A เลขศูนย์ที่ติดกันต่อเนื่องเป็นชุด สามารถใช้สัญลักษณ์ "::" แทนเลขศูนย์ทั้งชุดได้
 
Dynamic Addressing
เป็นการกำหนด IP address ให้เปลี่ยนแปลงไปตามระยะเวลา ถ้าหาก address ใดไม่ถูกใช้งานก็จะสามารถนำไปแจกต่อให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นที่ ต้องการใช้งานต่อไปได้ โดยจะใช้ Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 
Mac Address
เป็น Address ที่มาพร้อมกับการ์ด LAN ซึ่งเป็น Address ที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และเป็นAddress ที่ไม่มีโอกาสซ้ำกันไม่ว่าจะอยู่ในเครือข่ายใดก็ตาม เนื่องจากเป็น Address ที่ถูกบรรจุอยู่บนไมโครชิป และถูกกำหนดไว้เรียบร้อยแล้วจากบริษัทผู้ผลิตการ์ด LAN

การสื่อสารหรือการค้นหา MAC Address บนเครือข่ายทำได้โดยการเผยแพร่ข่าวสาร ส่วนที่เป็น Address ออกมาที่เครือขาย โดยมีการระบุ Address ของผู้ส่งและ Address ของปลายทาง หากผู้รับมีตัวตนบนเครือข่าย มันก็จะตอบกลับมายังผู้ส่ง พร้อมด้วย MAC Address ของมัน แต่หากผู้รับปลายทางไม่ได้อยู่ในเครือข่ายเดียวกัน แต่อยู่คนละเครือข่าย ตัวเราเตอร์จะเป็นผู้ติดต่อกลับไปยังผู้ส่งแทน

Week 11 ... 8 September 2009

Network Layer : Logical Addressing

IP Address

IP Address คือ ที่อยู่ (Address) ของอุปกรณ์ในระบบเครือข่าย เปรียบเสมือนกับเลขที่บ้านของเครื่องคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์เครือข่ายที่เชื่อมต่อกัน

IP version 4 (IPv4)

- มีขนาด 4 byte
- แต่ละ byte มีขนาด 8 bit
- ดังนั้น IPv4 จึงมีขนาดเท่ากับ 32 bit
- 32 bit ก็คือ 232 ทำให้สามารถมีหมายเลข IP Address 4,294,967,296 หมายเลข

ส่วนประกอบของ IP Address

IP Address Class

เหตุผลของการแบ่ง Class คือเพื่อให้ง่ายต่อการจัดสรร

Week 10 ... 1 September 2009

Process to Process Delivery

การสื่อสารในอินเทอร์เนตจะใช้การแลกเปลี่ยนข้อมูลจริงๆจะเกิดขึ้นที่โพรเซส ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการส่งข้อมูลจากโพรเซสถึงโพรเซส เพื่อให้การส่งข้อมูลเป็นไปด้วยความถูกต้อง จึงต้องมีกลไกลในการส่งข้อมูลระหว่างในโพรเซสให้ถูกต้องด้วย โดยจะต้องรู้ว่าโปรเซสไหนต้นทาง โพรเซสไหนปลายทาง

Connectionless

บริการนี้เป็นแพ็กเก็ตที่จะต้องถูกส่งออกไปนั้นสามารถส่งออกไปได้เลยโดยไม่ต้องมีการสร้างการติดต่อระหว่างโพรเซสกันก่อน แต่ละแพ็กเก็ตอาจจะไม่ได้เดินทางไปในทางเดียวกัน ทำให้มีโอกาสที่จะไปถึงผู้รับไม่พร้อมกันและไม่เรียงลำดับกัน และจะไม่ได้รับการตอบรับจากผู้รับ ในแบบจำลองอิเทอร์เนตมี    โพรโตคอลที่อยู่ในทรานสปรอตเลเยอร์ที่เรียกว่า UDP จะให้บริการแบบนี้

Connection-Oriented

ทั้งผู้ส่งผู้รับจะต้องมีการสร้างการติดต่อกันก่อน จึงจะสามารถส่งข้อมูลกันได้ เมื่อเสร็จแล้วจะต้องทีการยกเลิกการติดต่อ โพรโตคอลในทรานสปอตเลเยอร์ที่เรียกว่า TCP จะให้บริการนี้

UDP (User Datagram Protocol)

UDP เป็นโพรโตคอลในทรานสปอตเลเยอร์ที่ให้บริการแบบ Connectionless และไม่รับประกันความถูกต้องของข้อมูล จึงไม่มีการเพิ่มบริการใดๆให้กับIP นอกจากจะวัดการกับการส่งข้อมูลจากโพรเซสถึง   โพรเซส และจะเหมาะสมในการส่งข้อมูลเล็กๆที่ไม่ต้องสนใจในเรื่องความถูกต้องมากนัก

TCP (Transmission Control Protocol)
TCP เป็นโพรโตคอลในทรานสปอตเลเยอร์ที่ให้บริการแบบ Connection-Oriented และรับประกันความถูกต้องของข้อมูล ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติเหล่านี้เพื่อให้บริการกับIP

Week 9 ... 25 August 2009

HDLC

High-level Data link Control (HDLC) เป็นโพรโตคอลที่ถูกออกแบบมาให้สามารถสื่อสารได้ทั้งแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์และฟูลดูเพล็กซ์ บนพื้นฐานการเชื่อมโยงอุปกรณ์สื่อสารทั้งแบบจุดต่อจุด(point-to-point) และ แบบหลายจุด (multipoint)หรือ (multidrop) HDLC มีวิธีการสื่อสาร 2 แบบ คือ NRM และ ABM

NRM (Normal response mode)

เป็นวิธีการสื่อสารที่ต้องมีสถานีหลัก (primary station) 1 สถานี ส่วนสถานีรอง (secondary station) สามารถมีได้หลายสถานี

ABM (Asynchronous balanced mode)

จะใช้กับการเชื่อมโยงอุปกรณ์สื่อสารแบบจุดต่อจุด โยทุกสถานีจะท าหน้าที่เป็นสถานีหลักและสถานีรองในเวลาเดียวกัน

เฟรมข้อมูลของ HDLC

ในการออกแบบเฟรมข้อมูลของ HDLC จะต้องให้ยืดหยุ่นกับวิธีการสื่อสารทั้งแบบ NRM และ ABM ดังนั้นจึงได้มีการก าหนดเฟรมข้อมูลไว้ 3 ชนิด ดังนี้

- I-frame (information frame) เป็นเฟรมที่ใช้ส าหรับบรรจุข้อมูลของผู้ใช้ และควบคุมความผิดพลาดของข้อมูลจากการสุญหาย เสียหาย หรือส่งซ้ า

- S-frame (supervisory frame) เป็นเฟรมที่จะใช้ส าหรับควบคุมความผิดพลาดของข้อมูลจากการสูญหาย เสียหายหรือส่งซ้ า

- U-frame (unnumbered frame) เป็นเฟรมที่ใช้ส าหรับการจัดการระบบ เช่น การสร้างการติดต่อ หรือ การยกเลิกการติดต่อ เป็นต้น

โครงสร้างเฟรมข้อมูล (Frame format)

ประกอบด้วย 6 ฟิลด์ ดังรูปที่ 15 โดยจะมีฟิลด์แฟล็กเริ่มต้น ฟิลด์แอดเดรส ฟิลด์ควบคุม ฟิลด์ควบคุม ฟิลด์ข้อมูล ฟิลด์ตรวจสอบ และฟิลด์แฟล็กสิ้นสุด ถ้ามีเฟรมข้อมูลหลายๆ เฟรมฟิลด์แฟล็กสิ้นสุดของเฟรมหนึ่งสามารถเป็นฟิลด์แฟล็กเริ่มต้นของอีกเฟรมหนึ่งได้

- ฟิลด์แฟล็ก จะมีทั้งหมด 8 บิต โดยจะมีรูปแบบเป็น 01111110 ซึ่งบิตเหล่านั้น หมายถึง การเริ่มต้นและสิ้นสุดของเฟรมแต่ละเฟรม

- ฟิลด์แอดเดรส จะใช้ในการเก็บแอดเดรสของสถานีรอง ขนาดของฟิลด์จะขึ้นอยู่กับจ านวนของสถานีรองภายในเครือข่าย เช่น ถ้าฟิลด์นี้มีขนาด 1 ไบต์ หมายความว่า ในเครือข่ายนั้นมีสถานีรองได้ทั้งหมด 128 สถานี

- ฟิลด์ควบคุม จะมีขนาด 1 หรือ 2 ไบต์ ใช้ส าหรับในการควบคุมอัตราการไหลและความผิดพลาดของการส่งข้อมูล

- ฟิลด์ข้อมูล จะใช้ในการเก็บข้อมูลของผู้ใช้ที่ส่งมาจากเน็ตเวิร์กเลเยอร์ หรือเก็บข้อมูลส าหรับการจัดการระบบ ขนาดของฟิลด์จะขึ้นอยู่กับชนิดของเครือข่ายเป็นเครือข่ายแบบไหน

- ฟิลด์ตรวจสอบ หรือ ฟิลด์ FCS (frame check sequence) เก็บกลุ่มของบิตสำหรับตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูล ซึ่งจะมีขนาด 2 หรือ 4 ไบต์ ส่วนวิธีการตรวจสอบนั้นจะใช้วิธีการของ ITU-T-CRC

ชนิดของเฟรม (frame type)

HDLC จะมีเฟรมอยู่ 3 ชนิด คือ I-frame, S-frame และ U-frame

I-Frame

ออกแบบมาเพื่อรับข้อมูลจากเน็ตเวิร์กเลเยอร์ สามารถเพิ่มบิตส าหรับควบคุมการไหลของข้อมูลและการตรวจสอบความผิดพลาดชองการส่งข้อมูลได้ด้วย (piggybacking)

กลุ่มของบิตที่อยู่ในฟิลด์ควบคุมของ I-frame มีความหมายดังนี้

- ถ้าบิตแรกในฟิลด์ควบคุมมีค่าเป็น 0 หมายความว่า เฟรมนี้เป็น I-frame

- 3 บิตถัดมาจะเรียกว่า N(S) จะเก็บหมายเลขล าดับของกลุ่มแต่ละเฟรม

- บิตถัดไปจะเรียกว่า P/F (poll/final) บิตนี้จะมีค่าเป็น “1” ก็ต่อเมื่อสถานีหลักได้ทำการโพลไปยังสถานีรอง แต่ถ้าบิตนี้เป็น “0” หมายถึงสถานีรองได้ส่งข้อมูลกลับมาให้สถานีหลัก

- 3 บิตสุดท้าย เรียกว่า N(R) จะใช้กลุ่มบิตนี้เมื่อเป็น piggybacking โดย N(R) จะบอกว่าเฟรมถัดไปที่ต้องการรับคือเฟรมอะไร ซึ่งก็ต่อ ACK นั่นเอง

S-Frame

ใช้ส าหรับควบคุมอัตราการไหลของข้อมูลและการตรวจสอบความผิดพลาดของการส่งข้อมูล จะมีการใช้ก็ต่อเมื่อไม่มีการท า piggybacking ดังนั้น S-frame จะเป็นเพียง acknowledgment เท่านั้น จะไม่มีการส่งข้อมูลใดๆ ไปพร้อมกับเฟรมนี้

กลุ่มของบิตที่อยู่ในฟิลด์ควบคุมของ S-frame มีความหมายดังนี้

- ถ้า 2 บิตแรกของฟิลด์ควบคุมมีค่า “10” หมายความว่าเฟรมนี้เป็น S-frame

- 2 บิตถัดมา จะเป็นการบอกถึงประเภทของ S-frame มีอยู่ 4 ประเภทคือ RR,

RNR, REJ, และ SREJ

1. Receiver ready (RR) จะแทนด้วย “00” เป็นเฟรม acknowledgment บอกว่าผู้รับได้รับเฟรมข้อมูลที่ส่งมาเรียบร้อยแล้ว และพร้อมที่จะรับเฟรมต่อไปจากผู้ส่ง

2. Receiver not ready (RNR) จะแทนด้วย “10” คล้ายกับ RR คือบอกว่าผู้รับได้รับเฟรมข้อมูลที่ส่งมาเรียบร้อยแล้ว แต่จะบอกว่ายังไม่พร้อมที่จะรับเฟรมถัดไป ซึ่ง S-frame ชนิดนี้จะมีไว้ส าหรับควบคุมการแน่นขนัด

3. Reject (REJ) จะแทนด้วย “01” เป็น negative acknowledgment (NAK) บอกว่าผู้ส่งว่าให้ส่งเฟรมข้อมูลมาใหม่ ซึ่งการท างานจะเหมือน Go-Back-N

4. Selective reject (SREJ) จะแทนด้วย “11” เป็น negative acknowledgment ซึ่งจะใช้กับโพรโตคอล Selective reject

ส่วนบิตที่ 5 คือ P/F

- 3 บิตสุดท้าย เรียกว่า N(R) คือค่าของ ACK หรือ NAK

U-frame

เป็นเฟรมใช้ส าหรับบริหารจัดการโดยจะมีฟิลด์ที่ใช้เก็บข้อมูลที่เหี่ยวข้องกับการ

บริหารระบบเท่านั้น ไม่ได้เก็บข้อมูลผู้ใช้ U-frame จะเก็บรหัส ของการควบคุมไว้

2 ส่วนคือ 2 บิตหน้าบิต P/F และอีก 3 บิตหลังบิต P/F ดังนั้นจึงมีรหัสที่ใช้

ส าหรับควบคุมระบบได้ถึง 5 บิต (32 รหัส)

Week 8 ... 18 August 2009

Data Link Control

1.การควบคุมอัตราการไหลและควบคุมความผิดพลาดของข้อมูล
-Flow Control
เป็นการกล่าวถึงขั้นตอนกระบวนการที่ควบคุมจานวนของข้อมูลที่ส่งออกไปให้อยู่ในปริมาณที่เหมาะสม ก่อนที่จะได้รับการยืนยันจากผู้รับข้อมูล สาเหตุที่ต้องมีการควบคุมการไหลก็เพราะผู้รับอาจมีความเร็วในการรับข้อมูลไม่เท่ากับผู้ส่ง หรือมีหน่วยความจาอย่างจากัด หรือมีความเร็วประมวลผลต่า
-Error Control
หมายถึง การที่ผู้ส่งต้องส่งข้อมูลไปใหม่อีกครั้งหนึ่ง ถ้าผู้รับไม่สามารถรับข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง สาเหตุที่ต้องมีการควบคุมก็เนื่องจากว่าข้อมูลจะต้องเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีที่หนึ่ง จึงมีความเป็นไปได้ที่ข้อมูลนั้นจะเกิดการเสียหายหรือสูญหายในระว่างการเดินทางได้
กลไกในการควบคุมอัตราการไหลและควบคุมความผิดพลาดของข้อมูลกลไกที่ใช้ในการควบคุมมีอยู่ 3 วิธี คือ Stop-and-wait, Go-Back-N และSelective-Repeat ถึงแม้บางครั้งจะเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า “โพรโตคอล” แต่เพื่อง่ายต่อการทาความเข้าใจจึงขอใช้คาว่า “กลไก” (mechanisms)

2. Stop-and-wait
- ผู้ส่งข้อมูลจะต้องทาการสาเนา เฟรมข้อมูลที่จัดส่งไปเอาไว้ก่อน จนกว่าผู้รับจะยืนยันว่าได้รับเฟรมข้อมูลนั้นแล้ว เพราะถ้าเฟรมข้อมูลเกิดการเสียหายจะได้ส่งไปใหม่
- ในการยืนยันตอบรับเฟรมข้อมูลของผู้รับนั้น ผู้รับจะต้องส่งเฟรม acknowledgment (ACK) มาให้กับผู้ส่ง ซึ่งการส่งเฟรม ACK จะเป็นการบ่งบอกว่าได้รับเฟรมอะไร และเฟรมข้อมูลที่ต้องการส่งถัดไปนั้นคือเฟรมอะไร เช่น ผู้รับส่งเฟรม ACK1 มาให้ จะมีความหมายว่าได้รับเฟรม 0 แล้ว ให้ส่งเฟรม 1 มาได้เลย เป็นต้น
- ถ้าผู้รับข้อมูลได้รับข้อมูลผิดพลาด ผู้รับจะทาการทิ้งเฟรมนั้นไป หรือถ้าได้รับเฟรมที่ไม่ต้องการ จะทาการทิ้งเฟรมนั้นไปเช่นกัน
- ผู้ส่งจะใช้ตัวแปร S ในการเก็บข้อมูลว่าได้ส่งเฟรมข้อมูลนั้นออกไป ส่วนผู้รับจะใช้ตัวแปร R ในการเก็บข้อมูลว่าเฟรมถัดไปที่ต้องการคือเฟรมอะไร
- ผู้ส่งจะมีการกาหนดเวลาเอาไว้หลังจากส่งเฟรมข้อมูลออกไปแล้ว ถ้าไม่ได้รับเฟรม ACK กลับมาในเวลาที่กาหนด จะต้องทาการส่งเฟรมข้อมูลนั้นกลับไปอีกครั้ง
- ผู้รับจะส่งเฟรมACK กลับไปเมื่อได้รับเฟรมข้อมูลที่ไม่มีความผิดพลาดและเป็นเฟรมข้อมูลที่ต้องการ ถ้าผู้รับได้รับเฟรมที่ผิดพลาดหรือเฟรมที่ไม่ต้องการจะไม่มีการส่งเฟรมใดๆ ตอบกลับไป
- กลไกการทางาน
ในการส่งเฟรมข้อมูลออกไปนั้น เราสามารถแบ่งสถานการณ์ที่เกิดขึ้นออกเป็น 4 กรณีด้วยกัน คือกรณีปกติ กรณีเฟรมข้อมูลสุญหาย กรณีเฟรม ACK สูญหาย และกรณีเฟรม ACK ล่าช้า
- กรณีปกติ
ถ้าการส่งเฟรมข้อมูลเป็นไปอย่างปกติ คือผู้ส่งได้ส่งเฟรม 0และจะทาการคอยรับเฟรม ACK 1 เมื่อได้รับเฟรม ACK 1แล้วจึงจะส่งเฟรม 1 ออกไป จากนั้นทาการคอยรับเฟรม ACK 0 ต่อไป ซึ่งกลไกจะเป็นอย่างนี้เรื่อยๆ ในการที่คอยรับเฟรม ACK นั้นผู้ส่งจะมีระยะเวลาที่แน่นอนในการรอคอย
-กรณีเฟรมข้อมูลสูญหายหรือเสียหาย
กรณีนี้ผู้รับจะทาเหมือนกัน คือ ถ้าได้รับเฟรมข้อมูลที่มีความผิดพลาดหรือเสียหาย ผู้รับจะทิ้งเฟรมข้อมูลนั้นไป ซึ่งเปรียบเสมือนว่าผู้รับไม่ได้รับเฟรมข้อมูลนั้นเอง ถ้าผู้รับไม่ได้รับเฟรมข้อมูลที่ต้องการ ผู้รับไม่ต้องส่ง ACK กลับไปตัวอย่างรูปที่ 2 เมื่อผู้ส่งได้ส่งเฟรม 1 แต่เฟรมนั้นได้สูญหายในระหว่างการส่ง ผู้รับจะไม่ต้องส่ง ACK กลับไป ดังนั้นตัวแปร R จะยังคงเท่ากับ 1 เมื่อผู้ส่งไม่ได้รับเฟรมACK กลับมาในเวลาที่กาหนด ผู้ส่งจะต้องส่งเฟรมข้อมูลกลับไปใหม่อีกครั้ง
- กรณีเฟรมACK สูญหายจะกระทาเหมือนกรณีเฟรมข้อมูลสูญหายหรือเสียหาย
จะกระทำเหมือนกรณีเฟรมข้อมูลสูญหายหรือเสียหาย
-กรณีเฟรม ACK ล่าช้า
เฟรมACK ได้เกิดความล่าช้า เมื่อครบระยะเวลาที่กาหนดแล้วผู้ส่งยังไม่ได้รับเฟรม ACK 1 ผู้ส่งจะทาการส่งเฟรม 0 ไปใหม่อีกครั้ง แต่อย่างไรก็ตามผู้รับจะไม่รับเฟรมนี้ เนื่องจาก R=1 ซึ่งมีความหมายว่าผู้รับต้องการเฟรม 1 ไม่ใช่ 0

3. Go-Back-N
เป็นการส่งเฟรมข้อมูลออกไปคราวละหลายๆเฟรม ก่อนที่จะได้รับเฟรม ACK ตอบกลับมา เพื่อเป็นการใช้สายสื่อสารได้อย่างเต็มประสิทธิภาพมากขึ้นGo-Back-N จะทาการส่งเฟรมข้อมูลจานวน W เฟรม ก่อนที่จะได้รับเฟรม ACK ผู้ส่งจะต้องทาการสาเนาเฟรมข้อมูลทั้ง W เฟรมเอาไว้ด้วย ในเฮดเดอร์ของเฟรมข้อมูลทุกเฟรมจะต้องมีหมายเลขลาดับ เพื่อที่จะได้ทราบว่าเป็นเฟรมที่เท่าใด โดยจะใส่หมายเลขลาดับนี้ก่อน เริ่มต้นจากหมายเลข 0 เป็นต้นไป และเริ่มจากซ้ายไปขวาตัวอย่างหมายเลขลาดับเป็นดังนี้0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,2,3,4,5,6,7,0,1,...
- การเลื่อนหน้าต่างของผู้ส่งข้อมูล(Sender Sliding Window)
ผู้ส่งข้อมูลจะต้องทาการเก็บเฟรมข้อมูลที่ส่งออกไปเอาไว้ในบัฟเฟอร์ก่อน จนกระทั้งได้รับเฟรม ACK กลับมาจึงจะทาการลบเฟรมข้อมูลนั้นทิ้งได้ หลักการของการเลือนหน้าต่าง จะเหมือนกับการมีหน้าต่างมาครอบเฟรมข้อมูลไว้ แล้วใช้การเลือนหน้าต่างไปมา เฟรมข้อมูลที่อยู่ด้านซ้ายหน้าต่างจะหมายถึงเฟรมที่ได้รับ ACK แล้ว สามารถลบทิ้งเฟรมนั้นออกจากบัฟเฟอร์ได้ ส่วนเฟรมที่อยู่ด้านขวาหน้าต่าง เป็นเฟรมที่ยังไม่ได้มีการส่งออกไป จะต้องรอจนหน้าต่างเลื่อนมาถึงจึงจะสามารถส่งเฟรมข้อมูลได้ ตัวอย่างเช่น ในรูปที่ 6a เฟรม 0 ถึงเฟรม 6 ได้ส่งข้อมูลออกไปและกาลังรอเฟรมACK ตอบกลับจากผู้รับ ส่วนรูปที่ 6b เมื่อผู้ส่งได้รับเฟรม ACK ตอบกลับมาแล้วว่าผู้รับได้รับเฟรม 0 และเฟรม 1เรียบร้อยแล้ว ผู้ส่งจะทาการเลื่อนหน้าต่างไปทางด้านขวา 2 เฟรม

Week 7 ... 11 August 2009

Error Detection and Correction

• Types of errors

- Single Bit error ความผิดพลาดของข้อมูลแบบบิตเดียว

- Burst error ความผิดพลาดของข้อมูลแบบหลายบิต

• Error detection

- Parity Check 1. Simple Parity Check วิธีการนี้ใช้บิตตรวจสอบ หรือ parity ส่งไปพร้อมกับบิตข้อมูลจริง ก่อนที่จะส่งข้อมูลออกไปได้จะต้องคำนวณหา parity เสียก่อน และหาได้ 2 วิธี คือ Evev parity และ Odd parity

2. Two Dimensional Parity Check สามารถตรวจสอบความผิดพลาดได้ดีกว่าแบบ Simple Parity Check จะนำบิตของข้อมูลที่ต้องการส่งออกมาทำเป็นตาราง โดยจะคำนวณหา parity ทั้งแนวนอนและแนวตั้ง

- Cyclic Redundancy Check (CRC) หลักการทำงานจะแตกก่างจาก parity โดย CRC จะใช้การหาร และจะต้องนำบิตที่ได้จากการตรวจสอบไปต่อท้ายของข้อมูล

การหาบิตตรวจสอบ ใช้กระบวนการหารแบบ modulo 2 ซึ่งจะไม่มีการทดสำหรับการบวกและไม่มีการยืมสำหรับการลบ การลบแบบนี้จะเหมือนการนำบิตข้อมูลมา XOR กัน การตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูล เมื่อผู้รับได้รับบิตข้อมูลรวมทั้งบิตตรวจสอบที่อยู่ส่วนท้ายของบิตข้อมูลแล้ว จะใช้วิธีการหารแบบ modulo 2 เช่นกันถ้าเศษของการหารเท่ากับ 0 หรือหารลงตัว แสดงว่าข้อมูลชุดนี้เป็นข้อมูลที่ถุกต้อง

- Polynomial ปกติแล้วในการแทนบิตข้อมูลของตัวหารจะไม่ใช้รูปฐานสอง แต่จะเขียนให้อยู่ในรูปของ Polynomial และในการเลือกตัวหารเพือที่จะนำมาใช้ในกับวิธีแบบ CRC นั้น ควรจะต้องมีคุณสมบัติอย่างน้อยดังนี้ ไม่ควรที่จะถูกหารด้วย x ลงตัว ควรที่จะหารด้วย x + 1 ลงตัว

- Checksum

การหาบิตตรวจสอบ จะต้องแบ่งข้อมูลออกเป็นเซกเมนต์ก่อน โดยแต่ละเซกเมนต์จะต้องมีข้อมูล n บิต จากนั้นนำข้อมูลมาบวกกันด้วยวิธี 1's complement ซึ่งจะได้ผลลัพธ์ออกมาเป็น n บิต แล้วนำผลลัพธ์มาทำ complement ผลที่ได้จะต้องนำไปต่อท้ายของบิตข้อมูลก่อนที่จะส่งออกไป การตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูล เมื่อข้อมูลถึงผู้รับ 1. รวบรวมข้อมูลแต่ละเซกเมนต์ๆละ n บิต 2. นำข้อมูลมาบวกกันด้วยวิธี 1' s complement 3. นำผลรวมมาทำ complement 4. ถ้าผลที่ได้เท่ากับ 0 แสดงว่าข้อมูลชุดนี้ถูกต้อง

• Error Correction

- Retranmission เมื่อผู้รับตรวจสอบแล้วว่ามีความผิดพลาดของข้อมูล จะต้องทำการส่งไปบอกกับทางผู้ส่งว่าให้ส่งข้อมูลกับมาอีกครั้ง

- Forward Error Correction เป็นเทนนิคที่ทำให้ผู้รับข้อมูลที่ผิดพลาดนั้นมาสารถที่จะแก้ไขความผิดของได้เอง แต่มีความยุ่งยากและต้องการจำนวนบิตตรวจสอบที่มากขึ้น เทคนิคนี้สามารถใช้ได้กรณีข้อมูลที่มีความผิดพลาดเกิดขึ้นบิตเดียว โดยกำหนดให้ m เป็นบิตข้อมูล ส่วน r เป็นบิตตรวจสอบ ดังนั้นข้อมูลที่ต้องส่งจริงคือ m + r

Week 6 ... 21 July 2009

• ADSL (Asynchronous Digital Subscriber Line)

เป็นเทคโนโลยีโมเด็มแบบใหม่ที่สามารถเปลี่ยนแปลงคู่สายโทรศัพท์ที่เป็นแบบสายคู่ตีเกลียวที่มีอยู่เดิม ให้กลายเป็นเส้นทางเข้าถึงมัลติมีเดียและการสื่อสารข้อมูลด้วยความเร็วสูงได้ โดย ADSL สามารถสื่อสารด้วยความเร็วกว่า 6 Mbps ไปยังผู้ใช้บริการ และได้เร็วถึงกว่า 640 Kbps ในสองทิศทาง ซึ่งอัตราความเร็วดังกล่าวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพความจุของสายโทรศัพท์แบบเดิมได้กว่า 50 เท่า โดยไม่ต้องลงทุนวางสายเคเบิลใหม่
ADSL สามารถแปลงโครงข่ายข้อมูลข่าวสารพื้นฐานที่มีอยู่จากที่เคยจำกัดเพียงการให้บริการด้านเสียง ข้อความ และกราฟิกที่มีรายละเอียดไม่มากนัก ให้กลายเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพสูง ใช้ได้กับมัลติมีเดีย รวมทั้งการส่งภาพเคลื่อนไหวที่สมบูรณ์แบบไปยังบ้านเรือนต่าง ๆ ในทศวรรษนี้ได้อย่างแพร่

ต่อมามีการพัฒนา ADSL Lite หรือที่เรียกกันว่า G.Lite ซึ่งสามารถเพิ่มระยะทางในการส่งข้อมูลได้ไกลสุดที่ประมาณ 5 กิโลเมตร สามารถส่งสัญญาณ Upstream ได้ที่ 384 Kbps และ Downstream ได้ที่ 6 Mbps และยังมีการพัฒนาเทคโนโลยี ADSL ออกไปอีกเพื่อให้สามารถรับ-ส่งข้อมูลให้สูงขึ้นจนเป็น ADSL2 และ ADSL2+ ซึ่งเทคโนโลยี ADSL2 สามารถทำอัตราส่งสัญญาณขาออกได้ที่ 3.5 Mbps และขารับข้อมูลที่ 12 Mbps ในระยะทางการเชื่อมต่อได้ที่ประมาณ 2.5 กิโลเมตร และในส่วนของ ADSL2+ นั้นจะเป็นการขยายช่องสัญญาณจากปกติที่ 1.1 MHz เป็น 2.2 MHz ทำให้สามารถรองรับอัตราการรับข้อมูลที่ 24 Mbps และอัตราการส่งข้อมูลที่ 3.5 Mbps แต่ได้ระยะทางน้อยกว่า ADSL2 คือที่ระยะประมาณ 1.5

- ADSL Modem

รองรับการสื่อสารข้อมูลในอัตราเดียวกันกับ digital hierachies ของอเมริกาเหนือและยุโรป ผู้ใช้บริการสามารถเลือกซื้อบริการที่อัตราความเร็ว และความสามารถต่าง ๆ ได้ตามต้องการ ทั้งนี้รูปแบบต่ำสุดให้ดาวน์สตรีมได้ 1.5 หรือ 2.0 Mbps และช่องดูเพล็กซ์ 16 Kbps อีกหนึ่งช่อง ส่วนรูปแบบอื่น ๆ ให้บริการได้ในอัตรา 6.1 Mbps และ 64 Kbps ดูเพล็กซ์

- DSLAM ( Digital Subscriber Line Access Multiplexers )

ในระหว่างทางการเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้งานอินเตอร์เน็ต กับ ชุมสายโทรศัพท์ จะมีอุปกรณ์ที่ชื่อว่า DSLAM อยู่ตรงกลางซึ่งอุปกรณ์ DSLAM ทำหน้าที่แยกสัญญาณออกจากเส้นทองแดงและส่งต่อ ดังนี้

1. ในกรณีที่ผูใช้ ทำการเชื่อมต่อใช้งานอินเตอร์เน็ตความเร็วสูง (ADSL) DSLAM จะทำการเชื่อต่อ กับ ผู้ให้บริการอินเตอร์เน็ต( ISP ) เพื่อใช้งาน อินเตอร์เน็ต
2. ในกรณีที่ผู้ใช้ ยกหูโทรศัพท์เพื่อติดต่อกับปลายทางโดยใช้โทรศัพท์ DSLAM จะส่งให้กับชุมสายโทรศัพท์เพื่อทำการใช้งานโทรศัพท์

• Multiplexing

Multiplexing ก็คือ การรวมให้ช่องสัญญาณที่มีขนาดความจุของข่าวสารต่ำ สามารถใช้งานผ่านสื่อสัญญาณ(transmission Media)ที่มีขนาดความจุสูงชุดเดียวกันได้ ทำให้ความจุของระบบสื่อสัญญาณนั้นถูกใช้งานอย่างคุ้มค่าที่สุด

- Frequency Division Multiplexing (FDM)

1. ใช้เกี่ยวกับสัญญาณ Analog ใช้ต่อเมื่อสายส่งสัญญาณกว้างพอที่จะรองรับหลาย ๆ สัญญาณได้
2. ประโยชน์คือความกว้างของสัญญาณมาก
3. ในแต่ละสัญญาณถูกเปลี่ยนโดยใช้ carrier frequency
4. หลังจากส่งแต่ละสัญญาณจะไม่กวนกันเช่น broadcast radio
5. ช่องสัญญาณถูกยกให้แม้ไม่มีข้อมูลที่จะส่ง

- Wavelength Division Multiplexing (WDM)

1. มี concept ให้ FDM ยกเว้น DeMultiplexing ที่รวมและส่งในสาย fiber optic
2. รวมเอาคลื่นที่มีความถี่แตกต่างกันที่มีความถี่สูงออกไปพร้อม ๆ กัน
3. หลักการง่าย ๆ แต่เทคโนโลยีซับซ้อน
4. แยกคลื่นแสงไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลักการเหมือน FDM เพราะใช้ความถี่ในการทำ
   แต่เทคโนโลยีซับซ้อนเพราะมีการหักเหของแสง

- Time - Division Multiplexing (TDM)

TDM คือการประมวผล digital ความจุของ link จะต้องใหญ่กว่าข้อมูลที่ต้องการส่งหรือรับ

Synchronous TDM

1. จะได้เวลาในการส่งเท่ากันทุกตัว
2. ถึงแม้ผู้ส่งไม่มีอะไรจะส่งก็ต้องจองเวลาไว้ให้
3. อุปกรณ์แต่ละตัว จะอยู่ในกระบวนการ Interleaved
4. อยู่ในระดับของ bit ใน block
5. Time Slot จะมีขนาดคงที่เท่ากันทุกตัว
6. Time Slot จะแบ่งเวลาไว้ให้แม้ไม่มีข้อมูล
7. จะแบ่งเวลาไปให้เครื่องอื่นไม่ได้จะถูกจองไว้เฉพาะเครื่อง
   

- Statistical TDM

1. ใน synchronous จะมี slot เท่ากันทุกตัว
2. จะสร้าง slot ตามความต้องการในการส่งข้อมูล
3. Multiplexing จะตรวจสอบข้อมูลใน line และส่งข้อมูลจนกระทั่ง frame เต็ม
4. อัตราข้อมูลที่ส่งตํ่ากว่าอุปกรณ์ที่จะส่ง

Week 5 ... 14 July 2009

Chapter 4 Digital Transmission

• Coding

ข้อมูลต่างๆที่ถูกเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็น ตัวอักษร รูปภาพ เสียง วีดีโอ เป็นต้น จะถูกจัดเก็บในรูปแบบของบิตข้อมูล (1 หรือ 0) และการที่เราจะสามารถส่งบิตข้อมูลจากเครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งจะต้องแปลงให้อยู่ในรูปของสัญญานเสียก่อนจึงสามารถส่งผ่านสื่อกลางชนิดต่างๆได้ ซึ่งกระบวนการแปลงบิตข้อมูลให้อยู่ในรูปของสัญญานดิจิตอล จะเรียกว่า Line coding

• Manchester

วิธีการนี้จะมีการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากบวกเป็นลบเมื่อบิตข้อมูลมีค่าเป็น '0' แลวถ้าบิตข้อมูลมีค่าเป็น '1' จะมีการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากลบเป็นบวก นอกจากนั้นแล้วการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้านั้นจะมีการเปลี่ยนช่วงตรงกลางของบิตข้อมูล

• Sampling

- Pulse Amplitude Modulation (PAM)

เทคนิคแบบนี้จะทำการ sampling หรือ สุ่มสัญญาณ Analog ตามช่วงเวลาต่างๆ โดยจะแบ่งแต่ละช่วงเวลาของการ sampling ให้เท่าๆกัน ผลที่ได้จากการ sampling จะเป็นลักษณะลำดับของ pluse และขนาดของ pluse จะเป็นสัดส่วนโดนตรงกับสัญญาน Analog

- Pluse Code Modulation (PCM)

เทคนิคการแปลงสัญญานแบบ PCM นี้สัญญาน analog จะถูกควอนไตซ์ หรือกำหนดค่าตัวเลขให้กับ Pluse และขนาดของ Pluse ที่ได้จากการ sampling จะถูกให้เปลี่ยนอยู่ในรูปของเลขฐานสอง เมื่อได้กลุ่มตัวเลขที่เป็นบิตของข้อมูลแล้วก็จะสามารถแปลงให้อยู่ในรูปสัญญาน digital ได้ โดยการให้เทคนิคของ lind coding

• Transmission Modes

- Parallel Mode

เป็นการส่งข้อมูลออกไปพร้อมกันได้คราวละหลายบิต แต่วิธีการนี้ถ้าเราต้องการที่จะส่งข้อมูลจำนวน n บิตแล้ว จะต้องใช้สายตามจำนวน n สายด้วย

- Serial Mode

เป็นกานส่งข้อมูลที่ใช้สายส่งเพียงเส้นเดียว ดังนั้นบิตของข้อมูลที่ถูกส่งจะเรียงตามลำดับกันออกไป โดยปกติแล้วการส่งข้อมูลภายในเครื่องคอมพิวเตอร์จะใช้วิธีการส่งข้อมูลแบบขนาน แต่การส่งข้อมูลกับอุปกรณ์ภายนอกแล้วอาจจะเป็นการส่งข้อมูลแบบอนุกรมก็ได้

- Asynchronous transmission

เป็นการส่งข้อมูลครั้งละไบต์ การส่งข้อมูลแบบนี้ไม่ต้องอาศัยสัญญานนาฬิกาในการคุมจังหวะของการส่งข้อมูล ดังนั้นฝ่ายรับข้อมูลจึงไม่สามรถทราบเวลาที่แน่นอนของข้อมูลที่จะเข้ามาได้ ดังนั้นในแต่ละไบต์ที่ส่งออกไปจึงต้องบิตเริ่มต้น (start bit) ซึ่งกำหนดค่าเป็น '0' และบิตสุดสิ้นสุด (stop bit) ซึ่งจะกำหนดค่าให้เป็น '1' วิธีการนี้ต้องอาศัยบิตเริ่มต้นและบิตสิ้นสุด โดยแต่ละไบต์นั้นมีช่องว่างเกิดขึ้นระหว่างไบต์ของ ขู้อมูลด้วย เนื่องจากการส่งข้อมูลแบบนี้ไม่ต้องอาศัยสัญญานใดๆคอยควบคุมการส่งข้อมูล ดังนั้นวิธีการนี้จึงเหมาะกับอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่ำ เช่น key board เป็นต้น

- Synchronous

วิธีการส่งข้อมูลแบบนี้ไม่ต้องอาศัยบิตเริ่มต้นและบิตสิ้นสุด อีกทั้งยังสามารถส่งข้อมูลได้ครั้งละหลายๆไบต์ต่อเนื่องกันเป็น 'เฟรม'ได้ โดยไม่จำเป็นต้องมีช่องว่าง (gap) ระหว่างไบต์ของข้อมูล ฝ่ายรับข้อมูลจะต้องทำหน้าที่ในการแยกเฟรมข้อมูลที่ได้ออกมาเป็นไบต์เอง

• Analog Modulation

เป็นการส่งข้อมูล digital ในสายวงจร analogue

มี 3 วิธีในการส่งข้อมูล digital โดยใช้สัญญาณ analogue โดย modulate ข้อมูลเข้ากับคลื่น carrier เรียกว่าการ keying

- ASK : amplitude shift keying

- FSK : frequency shift keying

- PSK : phase shift keying

- ASK :amplitudeshiftkeying

สัญญาณมี amplitude 2 ค่าต่างกันแทนค่า bit 0,1

On-off keying แทนรูปแบบที่ง่ายโดยใช้คลื่น carrier

วิธี On-off keying ใช้ได้ดีกับการส่งแบบ optical fiber

วิธีนี้ไม่น่าเชื่อถือกรณีมีสัญญาณรบกวนมากทำให้ระดับความสูงสัญญาณลดลงผู้รับไม่สามารถตีความได้

ถ้าส่งสัญญาณเสียงสามารถเร็วได้ 1200 bps

- FSK : frequency shift keying

ใช้ความต่างของความถี่แทนbit ที่มีค่า 1 หรือ 0

การ modulate ความถี่นั้นจะมี noise น้อยกว่า ASK

สามารถส่งเป็น full duplex สัญญาณความถี่ต่างกันในการรับ ส่งสัญญาณ

ถ้าส่งสัญญาณเสียงสามารถเร็วได้ 1200 bps

ใช้ในการส่งคลื่นวิทยุความถี่สูง

- PSK : phase shift keying

อาศัยการเปลี่ยนมุมของคลื่น carrier แทนข้อมูล

วิธีนี้ความถูกต้องสูง ทนทานต่อ noise แต่ซับซ้อน

PSK กลับ phase 180 องศาถ้ามีการเปลี่ยนค่า bit และ DPSK จะมีการกลับเฟส 180 องศาเมื่อพบ bit = 1 แต่ bit = 0 ไม่ต้องกลับเฟส

• Bit rate and baud rate

Baud rate คือจำนวนสัญญาณหรือ symbol ในหนึ่งหน่วยเวลาไม่จำเป็นต้องเท่า bit rate

บางที่เรียก modulation rate หรือ signaling rate

สัญญาณ 2 ระดับ bit rate = baud rate

จำนวน bit ต่อ element b=log2M R=bit rate,D=baud rate,b=signal element

Week 4 ... 23 June 2009

• Composite signal

- คลื่น sine wave หนึ่งมีความถี่เดียว
- คลื่นซับซ้อนประกอบด้วยหลายความถี่
- สัญญาณสามารถสร้างได้จากสัญญาณ wave แบบง่ายมารวมกัน เช่น sine wave
- การแยกคลื่นเหล่านี้ออกมา โดยการใช้ Fourier Analysis

• Time และ Frequency domain

ปกติเรามองสัญญาณใน time-domain แต่เราสามารถ plot เป็น frequency-domain ได้

• Spectrum & Bandwidth

Spectrum คือ ช่วงความถี่ของคลื่น
Bandwidth คือ ค่าความแตกต่างระหว่างช่วงของความถี่สูงที่สุด ถึงช่วงความถี่ต่ำสุด BW = fmax – fmin

• ปริมาณการส่งข้อมูลของช่องทางการสื่อสาร (Channel Capacity)

- อัตราในการส่งข้อมูลของช่องทางการสื่อสาร อยู่ภายใต้ข้อจำกัดในการสื่อสารต่างๆ
- ปริมาณในการส่งข้อมูลขึ้นอยู่กับ

1. Data rate อัตราในการส่งข้อมูล มีหน่วยเป็น บิตต่อวินาที (bps)
2. Bandwidth ความกว้างของช่องทางในการส่งข้อมูล ซึ่งขึ้นอยู่กับตัวส่งข้อมูล และตัวกลางในการส่งข้อมูล มีหน่วยเป็น Hertz
3. Noise คลื่นสัญญาณรบกวน
4. Error rate อัตราความผิดพลาดในการส่งข้อมูล

- กรณีไม่มีสัญญาณรบกวน

1. Noise ทำให้ความสามารถในการเคลื่อนย้ายข้อมูลลดลง
2. Signal-to-noise ratio อธิบายระดับของการรบกวน
3. S=กำลังส่งสัญญาณ (watts) , N=กำลัง noise (watts)
4. SNR วัดเท่าของกำลังสัญญาณส่งกับกำลัง noise

SNR สูงสัญญาณคุณภาพดี
SNR ต่ำสัญญาณคุณภาพไม่ดี

5. Data rate สูงสุดถ้ามี noise หาจากสูตร shannon

• Exponential Function

ฟังก์ชันที่สามารถเขียนได้ในรูป y = a-x เมื่อ a > 0 และ a ¹ 1 เช่น y = 2x
- y = a0 = 1
- y = a ¹ = a
- y = a-x = 1/ax
- y = am+ an= am+n

• Logarithmic Function

ฟังก์ชันที่เขียนในรูป y = logax เมื่อ x เป็นจำนวนจริงบวกและ a เป็นจำนวนจริงบวกที่ไม่เท่ากับ 1logax อ่านว่า ลอการิทึมของเอกซ์ฐานเอ
- loga1 = 0
- logaa = 1
- loga1/x = -logax
- loga(x*y) = logax + logay
- loga(x/y) = logax - logay
- logaxy = ylogax

Week 3 ... 16 June 2009

• Transmission Media

Media ที่ใช้สำหรับ รับ/ส่งข้อมูลสามารถจำแนกออกได้ 2 ประเภท

- Guided Media

1. Twisted-Pair Cable (สายตีเกลียว) ประกอบด้วยตัวนำสองเส้น (มักใช้ทองแดง) โดยแต่ละเส้นจะมีฉนวนหุ้ม ตีเกลียวคู่กันไป ทั้งนี้เพื่อหักล้าง สัญญาณรบกวน ที่อาจเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในสายทั้งสองเส้นสำหรับสายคู่ตีเกลียว สายเส้นหนึ่งจะใช้เป็นตัวนำสัญญาณ ในขณะที่อีกเส้นหนึ่งจะใช้เป็น Ground อ้างอิง ซึ่งอุปกรณ์ทางด้านรับจะพิจารณาสัญญาณจาก ความต่างศักดิ์ระหว่างสายทั้งสอง
2. Coaxial Cable คือ สายนำสัญญาณที่มีแกนกลางทำจากทองแดง 2 เส้นเป็นตัวนำสัญญาณโดยแบ่งออกเป็น
- Baseband คือ การส่งสัญญาณที่มีเพียงช่องสัญญาณเดียวใน Cable ใช้ในสมัยก่อน
- Broadband คือ การส่งสัญญาณที่มีหลายช่องสัญญาณใน Cable ใช้ในปัจจุบัน
โดยทั้ง Twisted Pair และ Coaxial Cable ต่างใช้ Electrical Signal (สัญญาณไฟฟ้า) เป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณ
3. Fiber Optic Cable คือ สายนำสัญญาณใยแก้วที่ใช้แสงเป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณ มีการรับส่งข้อมูลตั้งแต่ 10 Gps ขึ้นไป และไม่มีสัญญาณรบกวน

- Unguided Media

1. Terrestrial Microwave (สัญญาณไมโครเวฟ) เป็นสัญญาณที่เวลาส่งระหว่างผู้รับกับผู้ส่งต้องไม่มีอะไรมาบังสัญญาณ ถ้ามีก็จะส่งไม่ได้ โดยสามารถเพิ่มความเร็วได้ถึง 45 Mbps/Channel
2. LANS ตัวอย่างเช่น Wi-Fi เป็นต้น Wi-Fi เป็นสัญญาณที่ส่งกันในระยะทางใกล้ๆ โดยมีความเร็วตั้งแต่ 2 Mbps, 11 Mbps, 54 Mbps จนถึง 74 Mbps (อันนี้อยู่ในขั้นทดลอง) และสามารถถูกรบกวนได้โดยสภาพแวดล้อม
3. Wide-area ตัวอย่างเช่น ระบบ 3G บนมือถือเป็นต้นซึ่งมีอัตราการรับส่งอยู่ที่ 100 kbps
4. Satellite (สัญญาณดาวเทียม) คือ ระบบที่มีการส่งสัญญาณเหมือนสัญญาณไมโครเวฟ โดยสามารถเพิ่มความเร็วได้ถึง 45 Mbps/Channel หรือ แบ่งเป็น ช่องเล็กๆหลายๆช่องก็ได้ มี Delay อยู่ที่ 270 msec เท่านั้น

• Decimal and Binary

ฐาน 2 มีเลข 0,1
ฐาน 8 มีเลข 0,1,2,3,4,5,6,7
ฐาน 10 มีเลข 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
ฐาน 16 มีเลข 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

Chapter 3 Data and Signals

• Data

คือ ข้อมูลหรืออะไรต่างๆที่เข้ามาและมีความหมาย เช่น ไฟล์ในคอมพิวเตอร์ เพลงในแผ่น CD

• Signals

คือ รูปแบบสัญญาณไฟฟ้า หรือแม่เหล็กที่แทนข้อมูลเช่น สัญญาณเสียงของโทรศัพท์
สัญญาณแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ Analog signals , Digital
signal

- Analog Data
สัญญานไฟฟ้าในแบบต่อเนื่อง (continuous signal)
ลักษณะสัญญาณมีพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลงความถี่ (frequency) ในแบบแกว่งขึ้นลง (oscillation) เช่น เดียวกับรูปแบบ sine wave
ตัว อย่างสัญญานอะนาล็อก เช่นที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์เครื่องเล่นเสียง เกิดจากแหล่งกำเนิดเสียงอย่างไมโครโฟน มีรูปของสัญญานเปลี่ยนแปลงแบบต่อเนื่องในลักษณะ ขึ้น-ลงแบบ sine wave ตลอดช่วงหนึ่งของเวลา

- Digital Signal
สร้างจากข้อมูลดิจิตอลด้วยการใช้สัญลักษณ์ เช่น (1 หรือ 0) ใช้การเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณทางไฟฟ้า
อัตรา และความสามารถในการส่งผ่านช่องทางสื่อสาร(channel) วัดอยู่ในหน่วย บิท ต่อ วินาที (bit per second) เช่น โมเด็ม มีอัตราการส่งผ่านข้อมูล 56 Kbit / sec. (56 * 1000 bps)
ข้อมูล 0, 1 แทนที่ด้วย ระดับแรงไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาหนึ่ง 0 ด้วย low voltage, 1 แทนด้วย high voltage

• Periodic and Aperiodic signal

1. Periodic signal คือสัญญาณมีลักษณะซ้ำเมื่อถึงช่วงเวลาหนึ่งหรือเมื่อครบรอบเวลาหนึ่งAperiodic
2. signal คือสัญญาณที่ไม่มีรูปแบบซ้ำ เหมือนการ random สัญญาณ ทั้งสัญญาณ analog และ digital สามารถเป็นทั้ง Periodic และ Aperiodic

• องค์ประกอบสัญญาณ Analogue

1. แอมปลิจูด (Amplitude): วัดจากค่าแรงดันไฟฟ้า มีหน่วยเป็น (volt)
2. ความถี่ (Frequency): จำนวนของไซเคิลต่อวินาที มีหน่วยเป็น เฮิรตซ์ (Hz)
3. คาบ (Period): ระยะเวลาที่สัญญาณเปลี่ยนแปลงครบหนึ่งรอบ มีหน่วยเป็น วินาที , T=1/f
4. เฟส (Phase): มุมองศาของสัญญาณเมื่อเวลาเปลี่ยนไป

Week 2 ... 9 June 2009

• Protocol
  

ข้อกำหนดหรือกฎของการสื่อสารข้อมูล เช่น การรับส่งข้อมูลจะต้องทำอย่างไรบ้าง หรือเมื่อไหร่จึงจะทำการรับส่งข้อมูลกันได้

- องค์ประกอบหลัก

1. Syntax หมายถึง format or structure ของข้อมูล
   
2. Semantics หมายถึง ความหมายของข้อมูลที่ได้รับมา
3. Timing เป็นข้อกำหนดของเวลาในการรับส่งข้อมูล

• Standard
  

มาตรฐานจำเป็นต้องมีเพื่อให้เกิดความเป็นสากลและยังถูกกำหนดเพื่อให้อุปกรณ์ทุกชิ้นสามารถที่จะทำงานร่วมกันได้

- รูปแบบของมาตรฐาน

1. De facto เป็นมาตรฐานที่เกิดขึ้นจากการยอมรับจากคนทั่วไป ไม่ต้องมีองค์กรใดทำหน้าที่ในการตรวจสอบและรับรองมาตรฐานนี้
2. De jure เป็นมาตรฐานที่ได้ผ่านการรับรองอย่างถูกกฎหมายแล้ว

- องค์ประกอบที่กำหนดมาตรฐาน

1. ISO (International Organization for Standardization) เป็นองค์กรที่มีสมาชิกจากทั่วโลกมาช่วยกันกำหนดมาตรฐานขึ้นโดยจะเน้นกำหนดมาตรฐานทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และเศรษฐกิจ
   
2. ITU-T (International Telecommunications Union Telecom Group) เป็นองค์กรหนึ่งที่กำหนดมาตรฐานในเรื่องของการสื่อสารข้อมูลและโทรศัพท์
   
3. ANSI (American National Standards Institute) เป็นองค์กรอิสระที่ถูกจัดตั้งขึ้นโดยไม่มุ่งเน้นในเรื่องของการแสดงหาผลกำไรและไม่ขึ้นอยู่กับรัฐบาลกลางของAmerica
4. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) เป็นองค์กรที่เป็นศูนย์รวมของนักวิชาการทางด้านวิศวกรรมและเหล่าบรรดาวิศวกรที่ใหญ่ที่สุดในโลก
   
5. IETF (Internet Engineering Task Force) เป็นองกรค์ที่กำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับ Internet

Chapter 2 Network Models

• Layered Tasks

- รูปแบบของ Layered Tasks

1. Single layer implementation คือ การทำงานแบบชั้นเดียวที่รวมทุกอย่างไว้ในชั้นเดียว
2. Multi layer implementation คือ การทำงานแบบหลายชั้น ทำงานจากการสั่งจากชั้นบนลงสู่ชั้นล่าง

• The OSI Model

Seven layers of the OSI model
- Physical Layer
- Data Link Layer
- Network Layer
- Transport Layer
- Session Layer
- Presentation Layer
- Application Layer

• TPC/IP Protocol Suite

- Physical Layer and Data Link Layers
- Network Layer
- Transport Layer
- Application Layer

• Addressing

- Specific Address
- Port Address
- Logical Address
- Physical Address

Week 1 ... 2 June 2009

Chapter 1 Introduction

• Data Comm.

การสื่อสารข้อมูล เป็นการแลกเปลี่ยนข่าวสารหรือข้อมูลกันระหว่างอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสาร โดยต้องมีสื่อในการโอนข้อมูลกัน แต่การสื่อสารนั้นจะต้องอาศัยทั้ง Hardware & Software

- องค์ประกอบของการสื่อสาร

1. Message ทั้งข้อความ ตัวเลข ภาพ เสียง หรือ วีดีโอ
   
2. Sender เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ส่งข้อมูลได้ เช่น คอมฯ โทรศัพท์ กล้องวีดีโอ
   
3. Receiver เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รับข้อมูลได้ เช่น คอมฯ โทรศัพท์ กล้องวีดีโอ
4. Medium เป็นสื่อการที่ใช้ในการส่งข้อมูล
   
5. Protocol เป็นกฎหรือข้อกำหนดในการสื่อสาร

- การสื่อสารแบบ Simplex
การ สื่อสารแบบนี้จะสามารถเดินได้ทางเดียวเท่านั้น คือ ผู้ส่งจะทำหน้าที่ในการส่งอย่างเดียว สำหรับผู้รับก็จะทำหน้าที่รับอย่างเดียวเช่นกัน ตัวอย่างการสื่อสารแบบ Simplex เช่น คีย์บอร์ดและจอภาพบางชนิด

- การสื่อสารแบบ Half-Duplex
การ สื่อสารแบบนี้ทั้งผู้ส่งผู้รับสามารถทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลได้ เพียงแต่ไม่สามารถกระทำพร้อมกันได้เท่านั้น ณ เวลาใดๆจะมีเพียงแค่อุปกรณ์เดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลได้ ตัวอย่างการสื่อสารแบบ Half-Duplex เช่น วิทยุสื่อสาร

- การสื่อสารแบบ full-Duplex
เป็น การสื่อสารที่ทั้งผู้รับและผู้ส่งสามารถรับ-ส่งข้อมูลพร้อมๆกันได้ ในการส่งข้อมูลแบบนี้อาจต้องใช่สื่อในการส่งข้อมูลร่วมกัน โดยจะต้องมีการแบ่งช่องสัญญานสำหรับการรับหรือการส่งข้อมูล ตัวอย่างการสื่อสารแบบ full-Duplex เช่น โทรศัพท์

• Network
  

หมาย ถึง กลุ่มของอุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารหรือที่เรียกกันว่า"โหนด" ที่ทำการเชื่อมโยงกันโดยใช้สื่อในการรับส่งข้อมูล เช่น คอมฯ พรินเตอร์ หรืออะไรก็ตามที่สามารถรับส่งข้อมูลกับอุปกรณ์อื่นได้

- ประเภทของการเชื่อมโยง

1. Point to Point เป็นการเชื่อมโยงที่ต้องใช้สื่อในการส่งข้อมูลเพียงสายเดียวระหว่างโหนด 2 โหนด ถ้ามีโหนดมากกว่านั้นจะต้องเพิ่มสื่อที่ใช้ในการส่งข้อมูลด้วย เนื่องจากไม่สามารถใช้สื่อร่วมกันได้ ดังนั้นสื่อที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อกันของโหนดจะต้องถูกจองอยู่ตลอดเวลา ถึงแม้ว่าจะไม่มีการรับส่งข้อมูลกันในขณะนั้นก็ตาม
2. Multipoint เป็นการเชื่อมโยงแบบหลายจุด Multidrop เป็นการเชื่อมโยงกันระหว่างโหนดหลายๆโหนดโดยใช้สื่อเพียงเส้นดียวหรือเป็น การใช้สื่อในการส่งข้อมูลร่วมกันนั่นเอง

- Topology

1. Mest Topology โหนดแต่ละโหนดจะเชื่อมโยงกันแบบจุดต่อจุด
2. Star Topology จะมีโหนดเป็นโหนดเป็นศูนย์กลางเรียกว่า Hub โดยที่โหนดทุกโหนดจะไม่เชื่อมโยงกันโดยตรงเหมือน Mest แต่จะทำการเชื่อมโยงเข้ากับ Hub แบบจุดต่อจุด
3. Bus ใช้การเชื่อมโยงแบบหลายจุด โดยที่โหนดทุกโหนดจะต้องเชื่อมโยงกับสายสื่อสารหลักที่เรียกว่า Bus ซึ่งทำหน้าที่เป็น backbone ของระบบ
4. Ring โหนดแต่ละโหนดจะเชื่อมโยงกันแบบจุดต่อจุด โดยที่โหนดหนึ่งจะเชื่อมโยงอยู่กับโหนกไกล้เคียงอีก 2 โหนด สัญญานจะถูกส่งกันเป็นทอดๆ และการส่งนั้นจะเป็นไปในทิศทางเดียวกันจนกระทั่งถึงปลายทาง

- Network types

1. Local Area Networks (LANs) เป็นเครื่อข่ายที่อุปกรณ์ต่างๆจะอยู่บริเวณไม่ไกลกันมากนัก ใช้งานในองค์กรเล็กๆ เช่นภายในสำนักงาน ภายในมหาวิทยาลัย
2. Backbone Networks มีการทำงานคล้าย LANs แต่ได้ในระยะที่ไกลกว่า
3. Metropolitan Area Networks (MAN) ใหญ่กว่า LANs มีพื้นที่ครอบคลุมทั้งเมือง เอาไว้ติดต่อระหว่างจังหวัด
4. Wide Area Networks (WANs)
   เครือข่ายมีขนาดใหญ่ อาจจะเป็นการส่งระหว่างประเทศ ทวีป หรือทั่วโลก

• Internet

- Internet types

1. Point-to-point access ซึ่งแบ่งออกเป็น 56kbs ซึ่งไม่สามารถใช้โทรศัพท์ไปพร้อมกันได้และ ADSL ที่สามารถใช้โทรศัพท์ไปพร้อมกันได้
2. Cable modem เป็นการเชื่อมต่อผ่านทาง Cable ซึ่งมีอัตราการรับ-ส่งข้อมูลมากกว่า ADSL

- Intranet VS Extranet

1. Intranet คือ Private LANs ที่ใช้เทคโนโลยีเดียวกับ Internet โดยที่ไม่มีใครสามารถเชื่อมต่อผ่านทาง Internet เข้ามาใช้ได้
2. Extranet คือ Private LANs ที่ใช้เทคโนโลยีเดียวกับ Internet โดยที่บุคคลภายนอกที่ได้รับอนุญาตสามารถเชื่อมต่อผ่านทาง Internet เข้ามาใช้ได้