คำถามท้ายบท ครั้งที่ 3

อุปกรณ์การสื่อสารข้อมูลมีอะไรบ้าง มีหลักการทำงานอย่างไร และใช้ประโยชน์อย่างไร จงยกตัวอย่าง

ตอบ 1 มัลติเพล็กเซอร์
คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะต้องมีช่องต่อเชื่อมอุปกรณ์อย่างน้อยหนึ่งพอร์ต (Port) คำว่าพอร์ตหมายถึงปลั๊กชนิดหนึ่งที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีไว้สำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่นเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างในเครื่องพีซี ได้แก่ ช่องเสียบสายเครื่องพิมพ์ (Printer Port) ช่องเสียบสายโมเด็มแบบภายนอก (Serial Port) ช่องเสียบเม้าส์ (Mouse Port) และช่องเสียบแป้นพิมพ์ (Keyboard Port) เป็นต้น เนื่องจากขนาดของตัวเครื่องคอมพิวเตอร์มีพื้นที่จำกัดในขณะที่ตัวเครื่องคอมพิวเตอร์เองอาจมีความสามารถในการควบคุมเทอร์มินอลจำนวนมากมาย

อุปกรณ์มัลติเพล็กเซอร์ (Multiplexer) จึงเข้ามามีบทบาทเนื่องจากสามารถรวมสัญญาณจากหลายแหล่งเข้ามาใช้งานผ่านสายสื่อสารเพียงเส้นเดียว นั่นคือที่เครื่องโฮสต์อาจมีพอร์ตเพียงหนึ่งพอร์ตเท่านั้น โดยมีมัลติเพล็กเซอร์ฝังอยู่ภายในตัวเครื่อง แต่สามารถควบคุมเครื่องเทอร์มินอลได้มากมาย

1.1 หลักการทำงานของมัลติเพล็กเซอร์มัลติเพล็กเซอร์หรือเรียกสั้น ๆ ว่า มักซ์ (MUX) เป็นอุปกรณ์ที่รวบรวมสัญญาณจากสายสื่อสารหลายเส้นเข้าด้วยกันเพื่อส่งออกทางสายสื่อสารเพียงเส้นเดียว ช่องสัญญาณในสายเส้นที่ส่งออกจากมักซ์จะถูกแบ่งออกเป็นส่วน ๆ เพื่อแบ่งปันในการส่งสัญญาณที่รับเข้ามาจากสายสื่อสารเส้นต่าง ๆ มักซ์จะทำงานเป็นคู่เหมือนกับโมเด็มคือจะต้องมีมักซ์ที่ผู้ส่งหนึ่งตัวและอีกหนึ่งตัวอยู่ทางฝั่งผู้รับ ข้อมูลที่รับเข้ามาจากสายสื่อสารทางฝั่งผู้ส่งจะถูกเข้ารหัสแล้วนำมารวมกันเพื่อส่งออกไป มักซ์ที่อยู่ทางฝั่งผู้รับจะถอดรหัสข้อมูลเพื่อส่งออกไปยังสายสื่อสารเส้นที่ถูกต้อง (สัลยุทธ์ สว่างวรรณ, 2544, 59)

ภาพแสดงการใช้มัลติเพล็กเซอร์บนระบบเครือข่าย

การรวมข้อมูลจากสายสื่อสารหลายเส้นเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดประโยชน์ขึ้นหลายประการคือ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้สายสื่อสารให้คุ้มค่าเนื่องจากอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียวอาจไม่ได้ใช้ประโยชน์ของสายสื่อสารเส้นนั้นอย่างเต็มที่ โดยเฉพาะเทอร์มินอลทั่วไปจะทำงานเป็นพัก ๆ (Burst Mode) เวลาส่วนใหญ่จึงไม่มีข้อมูลส่งผ่านสายสื่อสาร การรวมสัญญาณจากหลายแหล่งเข้าด้วยกันเป็นการ รับประกันว่าจะมีข้อมูลส่งผ่านสายสัญญาณนี้มากขึ้นกว่าเดิม นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย ได้มากเพราะใช้สายสื่อสารเพียงเส้นเดียวเท่านั้น สำหรับเทอร์มินอลหลายเครื่องแทนที่จะต้องใช้สายหนึ่งเส้นต่อเทอร์มินอลหนึ่งเครื่อง

แม้ว่ามักซ์สามารถนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้อย่างมากในระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณ แต่มักซ์กลับถูกนำไปใช้บนระบบเครือข่ายวงกว้างมากกว่า ซึ่งจะใช้กับโครงสร้างการเชื่อมต่อแบบ จุด-ต่อ-จุดระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่อง เนื่องจากการรวบรวมสัญญาณจากหลายแหล่งเข้าด้วยกันเพื่อส่งออกทางสายสัญญาณเพียงเส้นเดียวเป็นการทำงานที่ไม่เกี่ยวข้องกับผู้ใช้โดยตรง จึงกลายเป็นส่วนที่ผู้ใช้มองไม่เห็น
ดังนั้นความรู้สึกของผู้ใช้จึงเป็นการทำงานแบบผู้ให้บริการ/ผู้รับบริการ (Server/Client) ตามปกติ บนระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณ มักซ์จะถูกนำมาใช้เชื่อมต่อเครื่องพีซีจำนวนหนึ่งเข้าด้วยกันเพื่อติดต่อไปยังส่วนอื่นของระบบเครือข่ายผ่านสายสัญญาณเส้นเดียวที่ใช้งานร่วมกัน เรียกอุปกรณ์นี้ว่า Connection Multiplexer ส่วนในระบบเครือข่ายไร้สายนำเทคโนโลยีการผสมสัญญาณมาใช้สำหรับถ่ายทอดข้อมูลจากผู้ใช้จำนวนหนึ่งผ่านช่องสัญญาณเพียงหนึ่งช่อง

โครงสร้างการเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multipoint Network) อนุญาตให้ผู้ใช้จำนวนหนึ่งสามารถใช้สายสื่อสารร่วมกันได้ แต่มีความแตกต่างจากเทคนิคการผสมสัญญาณโดยมัลติเพล็กเซอร์ คือ การเชื่อมต่อแบบนี้จะอนุญาตให้ผู้ส่งสัญญาณออกมาได้ครั้งละหนึ่งคนเท่านั้น ในขณะที่อุปกรณ์ มัลติเพล็กเซอร์สามารถส่งสัญญาณจากผู้ใช้หลายคนผ่านสายสัญญาณหนึ่งเส้นในเวลาเดียวกัน อีกประการหนึ่งคือ เครื่องโฮสต์ในการเชื่อมต่อแบบหลายจุดจะมีจุดเชื่อมต่อการสื่อสาร (Communication Port) เพียงจุดเดียว แต่การใช้มักซ์จำเป็นจะต้องมีมักซ์อีกตัวหนึ่งทางฝั่งโฮสต์ ซึ่งแยกสัญญาณออกจากกัน ทำให้เครื่องโฮสต์จะต้องมีจุดเชื่อมต่อการสื่อสารเท่ากับจำนวนเครื่องผู้ใช้

ประการสุดท้ายคือเครื่องของผู้ใช้ในระบบการเชื่อมต่อแบบหลายจุดจำเป็นจะต้องมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูล พอสมควร เช่น จะต้องสามารถตรวจสอบได้ว่าสายสัญญาณไม่ว่าง จึงยังไม่สามารถส่งข้อมูลออกไปได้ ในขณะที่เครื่องของผู้ใช้ในระบบที่นำมัลติเพล็กซ์มาใช้นั้นไม่จำเป็นจะต้องมีความซับซ้อนใด ๆ เพราะสามารถส่งสัญญาณข้อมูลออกมาได้ในทุกเวลาที่ต้องการ มัลติเพล็กเซอร์จึงสามารถนำมาเชื่อมต่อเครื่องดัมบ์เทอร์มินอลเข้าด้วยกันได้
ภาพแสดงระบบเครือข่ายในองค์กรที่มีการเชื่อมต่อแบบจุดต่อ-จุด แบบหลายจุดและการใช้มัลติเพล็กเซอร์

2 คอนเซนเทรเตอร์
คอนเซนเทรเตอร์ (Concentrator) มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าหน่วยประมวลผลทางการสื่อสาร (Communications Processor) โดยมากจะเป็นคอมพิวเตอร์อีกตัวหนึ่งที่ทำหน้าที่เฉพาะ ส่วนใหญ่จะมีหน่วยความจำสำรองพ่วงติดอยู่กับคอนเซนเทรเตอร์ ซึ่งทำหน้าที่รวมข้อมูลที่ส่งเข้ามาด้วยความเร็วต่ำจากนั้นจะนำข้อมูลที่รวมกันแล้วส่งผ่านสายส่งความเร็วสูงไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์อีกต่อหนึ่ง

2.1 หลักการทำงานของคอนเซนเทรเตอร์
คอนเซนเทรเตอร์เป็นอุปกรณ์อีกชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่คล้ายกับมักซ์ คือ รวมสัญญาณจากสายสื่อสารหลายเส้นเข้าด้วยกันเพื่อส่งออกทางสายสื่อสารเพียงเส้นเดียว แต่ก็มีความต่างกันในรายละเอียดและวิธีนำมาใช้งาน มักซ์จำเป็นต้องใช้งานเป็นคู่เสมอในขณะที่คอนเซนเทรเตอร์ใช้เพียงเครื่องเดียวและยังมีขีดความสามารถในการประมวลผลและเก็บข้อมูลได้ด้วย ซึ่งมีกลไกหลายขั้นตอนดังนี้
1. การใช้บัฟเฟอร์ (Buffering) ข้อมูลที่ส่งมายังคอนเซนเทรเตอร์มาจากหลายอุปกรณ์และหลายรูปแบบ ดังนั้นจึงต้องมีการจัดเก็บข้อมูลด้วยบัฟเฟอร์ เพื่อผ่านการจัดการของ คอนเซนเทรเตอร์ต่อไป
2. จองเนื้อที่หน่วยความจำและควบคุมการจัดคิว (Allocation of Storage and Control of Queues) การจองเนื้อที่หน่วยความจำนี้บางครั้งมีขั้นตอนที่สลับซับซ้อนมากบางครั้งข้อมูลจากอุปกรณ์รับ-ส่งข้อมูลปลายทางหลาย ๆ เครื่องมีการส่งเข้ามาพร้อม ๆ กัน ซึ่งจะใช้วิธีแก้ปัญหาโดยการจองเนื้อที่หน่วยความจำแบบไม่คงที่ (Dynamic allocation) จากนั้นก็จะมีการจัดคิวการทำงานที่ จัดการกับข้อมูลก่อนหลัง แล้วจึงส่งผ่านกระแสข้อมูลที่รวมกันแล้วไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์
3. รับข่าวสารจากอุปกรณ์รับส่งข้อมูลปลายทาง คอนเซนเทรเตอร์จะมีวงจรที่ ต่อพ่วงกับอุปกรณ์ที่ส่งผ่านข้อมูลด้วยความเร็วต่ำหลายเครื่องและต้องคอยตรวจสอบว่าเมื่อไรจะมี ข้อมูลส่งเข้ามา การรอคอยข้อมูลเข้านี้เป็นไปในลักษณะที่ไม่แน่นอนว่าจะเกิดขึ้นเมื่อใด และมาจากสายส่งเส้นไหน ด้วยเหตุนี้คอนเซนเทรเตอร์จึงต้องมีการตรวจหา (Scan) ไปตามสายต่าง ๆ ด้วยความเร็วสูงเพื่อช่วยป้องกันสัญญาณสูญหายหรือผิดเพี้ยนไป
4. รวมข้อมูลเพื่อส่งผ่านในสายส่งความเร็วสูง เพื่อรวบรวมข้อมูลที่ได้รับมาเปลี่ยนรหัส จากนั้นก็จะจัดข้อมูลเป็นกลุ่ม โดยจะต้องให้เครื่องคอมพิวเตอร์ ทราบด้วยว่าข้อมูลกลุ่มนั้นมาจากสถานีไหนจึงต้องเพิ่มรหัสประจำสถานีไว้ที่ส่วนต้นของกลุ่มข้อมูล จึงจะอยู่ในสภาพพร้อมที่จะส่งข้อมูล
5. ตรวจสอบข้อผิดพลาด ในการส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง แบบซิงโครนัส ซึ่งจะมีการตรวจสอบโดยใช้แพริตี้บิต

จากหลักการจะเห็นได้ว่าคอนเซนเทรเตอร์เครื่องหนึ่งถูกนำมาวางไว้ระหว่างโฮสต์และเทอร์มินอลจำนวนหนึ่ง คอนเซนเทรเตอร์จะรับข้อมูลเข้ามาจากเครื่องเทอร์มินอลทำการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล เก็บข้อมูลนั้นไว้เพื่อรอการนำส่ง และส่งข้อมูลนั้นไปยังโฮสต์ในที่สุด ถ้าโฮสต์และเทอร์มินอลอยู่ห่างจากกัน คอนเซนเทรเตอร์จะถูกวางไว้ที่ฝั่งเทอร์มินอลเพื่อให้มีสายสื่อสารเพียงเส้นเดียวเชื่อมไปที่โฮสต์
ภาพแสดงคอนเซนเทรเตอร์ในระบบเครือข่าย

เนื่องจากมีตัวประมวลผลและหน่วยบันทึกข้อมูลในตัวเอง คอนเซนเทรเตอร์จึงสามารถทำงานร่วมกับเทอร์มินอลได้แม้ว่าสายสื่อสารที่ติดต่อกับโฮสต์จะเสียหายหรือถูกยกเลิกเป็นการชั่วคราว ข้อมูลจากเทอร์มินอลจะถูกเก็บรักษาไว้อย่างดีและนำส่งต่อไปยังโฮสต์เมื่อสายสื่อสารสามารถใช้งานได้ตามปกติ การโต้ตอบระหว่างผู้ใช้กับโปรแกรมบางอย่างที่เทอร์มินอลก็สามารถทำงานได้โดยใช้ ตัวประมวลผลที่คอนเซนเทรเตอร์แทนได้ นอกจากนั้นแล้วคอนเซ็นเทรเตอร์สามารถเชื่อมต่อเทอร์มินอลจำนวนหนึ่งเข้ากับโฮลต์หลายเครื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน

ภาพแสดงคอนเซ็นเทรเตอร์เชื่อมต่อเทอร์มินอลจำนวนหนึ่งเข้ากับโฮลต์หลายเครื่อง

จะเห็นได้ว่าจำนวนสายขาเข้าและสายขาออกจากคอนเซนเทรเตอร์ไม่จำเป็นต้องเท่ากัน ดังนั้นจึงสามารถต่อเทอร์มินอลจำนวนหนึ่งเข้ากับโฮลต์หลายเครื่องได้ ตามรูปแบบนี้คอนเซนเทรเตอร์จะทำหน้าที่คล้ายกับสวิทช์ คือทำหน้าที่เป็นตัวสลับสายสื่อสาร โดยยอมให้เทอร์มินอลสามารถเลือกที่จะส่งข้อมูลไปยังโฮลต์เครื่องที่ต้องการได้ และในทางกลับกัน โฮสต์ก็สามารถเลือกที่จะส่งข้อมูลไปยังเทอร์มินอลที่ต้องการได้เช่นกัน

3 ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์
ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ (Front-End Processor; FEP) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดหนึ่งที่มักจะวางไว้ที่เดียวกันกับเครื่องโฮสต์ (ห้องเดียวกัน หรือตั้งไว้ติดกัน) แต่ถ้าโฮสต์และเทอร์มินอลอยู่ห่างจากกัน โดยปกติเครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์จะมีสายเชื่อมต่อเพียงเส้นเดียวไปยังโฮสต์ ดังนั้น ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์จะถูกวางไว้ที่ฝั่งเครื่องเทอร์มินอลเช่นเดียวกับคอนเซนเทรเตอร์ เนื่องจาก ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์เป็นคอมพิวเตอร์ชนิดหนึ่งจึงสามารถทำงานได้เหมือนกับคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ทั่วไป

ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ (Front-End Processor; FEP) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ชนิดหนึ่งที่มักจะวางไว้ที่เดียวกันกับเครื่องโฮสต์ (ห้องเดียวกัน หรือตั้งไว้ติดกัน) แต่ถ้าโฮสต์และเทอร์มินอลอยู่ห่างจากกัน โดยปกติเครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์จะมีสายเชื่อมต่อเพียงเส้นเดียวไปยังโฮสต์ ดังนั้น ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์จะถูกวางไว้ที่ฝั่งเครื่องเทอร์มินอลเช่นเดียวกับคอนเซนเทรเตอร์ เนื่องจาก ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์เป็นคอมพิวเตอร์ชนิดหนึ่งจึงสามารถทำงานได้เหมือนกับคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ทั่วไป

3.1 หลักการทำงานของฟร้อนเอนด์โปรเซสเซอร์
วัตถุประสงค์หลักของการใช้เครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์เป็นการแบ่งเบาภาระทางด้านการติดต่อระบบเครือข่ายออกจากเครื่องโฮสต์ แม้ว่าการประมวลผลหลักจะเกิดขึ้นที่เครื่องโฮสต์ แต่การตรวจสอบความผิดพลาดและการแก้ไขข้อมูลเบื้องต้นเป็นหน้าที่ที่สำคัญอย่างยิ่งของเครื่อง ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ ถ้าข้อมูลที่ผิดพลาดถูกส่งไปที่โฮสต์ก็อาจจะทำให้เกิดผลเสียหายร้ายแรงขึ้นได้ แต่ถ้าให้โฮสต์ตรวจสอบทุกอย่างก็จะเป็นการเพิ่มภาระงานให้กับโฮสต์มากเกินไปดังเช่น สมมุติให้การเบิกเงินสดจากเครื่องเอทีเอ็มมี ข้อกำหนดให้เบิกได้ไม่เกิน 20,000 บาทต่อหนึ่งวัน ถ้าผู้ใช้เครื่องเอทีเอ็มพิมพ์ตัวเลขเกินจำนวนดังกล่าว

ข้อมูลที่ส่งไปที่โฮสต์จะต้องถูกปฏิเสธกลับมาอย่างแน่นอน ซึ่งเป็นการเสียเวลาของโฮสต์โดยเปล่าประโยชน์ เครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์สามารถตรวจความ ผิดปกตินี้และแก้ไขโดยไม่ส่งข้อมูลนั้นไปให้โฮสต์แต่ส่งข้อความเตือนกลับไปยังเครื่องเอทีเอ็มนั้นแทน ซึ่งสามารถสรุปหน้าที่การทำงานของเครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ดังนี้
1. สามารถตอบรับการติดต่อผ่านระบบเครือข่ายโทรศัพท์ได้โดยอัตโนมัติ
2. สามารถรวบรวมข้อมูลเป็นตัวอักษรแต่ละตัวหรือเป็นกลุ่มตัวอักษรจาก กระแสบิทที่รับเข้ามาได้
3. สามารถวิเคราะห์ผลทางสถิติของข้อมูลได้
4. สามารถเปลี่ยนรหัสแทนข้อมูลเป็นแบบต่าง ๆ ได้
5. สามารถตรวจข้อผิดพลาด แก้ไข รวมทั้งการส่งข้อมูลใหม่ได้
6. ควบคุมการรับ-ส่งข้อมูลจากเทอร์มินอลได้โดยตรง
7. เปลี่ยนรูปแบบข้อมูลเพื่อให้เหมาะกับการประมวลผลที่เครื่องโฮสต์ได้
8. สามารถทำการโพลลิ่งแทนโฮสต์ได้
9. สามารถใช้โพรโทคอลหลายแบบเพื่อติดต่อกับเทอร์มินอลแต่ละชนิดได้พร้อมกัน
10.อนุญาตให้เทอร์มินอลสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันโดยไม่ต้องส่งไปที่โฮสต์ก่อน
ภาพแสดงฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ในระบบเครือข่าย

4 คอนเวอร์เตอร์
คอนเวอร์เตอร์ (Converter) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนโพรโทคอลให้โดยอัตโนมัติ ซึ่ง โพรโทคอล (Protocol) คือกฎระเบียบสำหรับการสื่อสารข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายผู้ส่งและผู้รับข้อมูลจำเป็นจะต้องใช้โพรโทคอลแบบเดียวกันจึงจะสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้

4.1 หลักการทำงานของคอนเวอร์เตอร์
คอนเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนโพรโทคอลในระบบเครือข่าย โดยโหนดแต่ละโหนดในระบบเครือข่ายเดียวกันอาจมีโพรโทคอลหลายอย่างใช้งานอยู่ในเวลาเดียวกันก็ได้ เนื่องจากในระบบเครือข่ายหนึ่ง ๆ ไม่มีข้อบังคับให้ต้องใช้โพรโทคอลแบบเดียวกันทั้งหมด ในกรณีที่ผู้ส่งและ ผู้รับข้อมูลใช้โพรโทคอลแตกต่างกันก็จะมีการเปลี่ยนโพรโทคอลให้เหมือนกันเสียก่อน การสื่อสารจึงจะดำเนินการต่อไปได้ ซึ่งทำงานคล้ายกับล่ามที่รับฟังคำพูดในภาษาหนึ่งจากผู้พูด แล้วตัวล่ามจะแปลคำพูดนั้นไปเป็นอีกภาษาหนึ่ง ซึ่งเป็นภาษาที่ผู้ฟังเข้าใจ ทำให้ทั้งผู้พูดและผู้ฟังสามารถสนทนากันได้

การเปลี่ยนโพรโทคอลยังมีความหมายรวมไปถึงการสื่อสาร ซึ่งใช้ข้อมูลที่มีรหัสแทน ข้อมูลแตกต่างกันด้วย เช่น ในเครื่องพีซีส่วนใหญ่จะใช้รหัสแทนข้อมูลแบบแอสกี (ASCII) ในขณะที่เครื่องเมนเฟรมไอบีเอ็มส่วนใหญ่ใช้รหัสเอ็บซีดิก (EBCDIC) การสื่อสารระหว่างเครื่องทั้งสองชนิดนี้จึงต้องมีการเปลี่ยนรหัสแทนข้อมูลจึงจะสามารถสื่อสารกันได้ ซึ่งคอนเวอร์เตอร์ก็สามารถทำหน้าที่นี้ได้เป็นอย่างดี

5 เกตเวย์
เกตเวย์ (Gateway) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อีกอย่างหนึ่งที่ช่วยในการสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์ ซึ่งหน้าที่หลักของเกตเวย์คือช่วยทำให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 2 เครือข่าย หรือมากกว่าที่มีลักษณะไม่เหมือนกัน คือเครือข่ายที่มีลักษณะของการเชื่อมต่อ (Connectivity) ของเครือข่ายต่างกันและมีโพรโทคอลสำหรับส่ง–รับข้อมูลต่างกันให้สามารถติดต่อกันได้เสมือนเป็นเครือข่ายเดียวกัน ซึ่งมักจะติดตั้งไว้ในระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณเพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสารกับระบบเครือข่ายอื่น หรือระบบเครือข่ายขนาดใหญ่ที่ใช้โพรโทคอลต่างชนิดกัน ดังนั้นเกตเวย์จึงทำหน้าที่เป็นคอนเวอร์เตอร์ด้วย

5.1 หลักการทำงานของเกตเวย์
การทำงานของเกตเวย์จะอยู่ในชั้นแอพพลิเคชัน (Application) ลงมา และยอมให้มีรูปแบบการต่อระหว่างเครือข่ายได้สองอย่างคือ การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายย่อย (Subnetwork) ของวงจรเสมือน (Virtual) 2 เครือข่าย และการเชื่อมต่อแบบดาต้าแกรม
1. การต่อเชื่อมระหว่างเครือข่ายย่อยของวงจรเสมือนจะมีตัวรีเลย์ทำหน้าที่อยู่ระหว่างจุดเชื่อมต่อของเครือข่ายเพื่อให้สามารถทำการเปลี่ยนแพ็กเกตจากเครือข่ายหนึ่งไปอีกเครือข่ายหนึ่ง จะทำงานอยู่ในชั้นเลเยอร์ 1 ถึง เลเยอร์ 3 แต่ละเครือข่ายจะจัดการโดยผู้ดูแลเครือข่ายของแต่ละเครือข่ายและใช้โพรโทคอลบนสายร่วมกันต่างฝ่ายก็สามารถจัดการบนเลเยอร์ย่อยได้เอง โพรโทคอลที่ใช้ในสายระหว่างเครื่องของเกตเวย์คือโพรโทคอล X.75 ซึ่งจะมีแพ็กเกตข้อมูลไหลเข้ามาในเส้นทางที่ได้สร้างขึ้นในระหว่างเครือข่ายแต่ละเกตเวย์จะรับแพ็กเกตไว้เปลี่ยนรูปแบบของแพ็กเกตและหมายเลขที่อยู่ของวงจรเสมือน แพ็กเกตของข้อมูลจะต้องเดินไปตามลำดับของเกตเวย์จะมีการทำงานภายในเป็นแบบดาต้าแกรม ดังนั้นไม่จำเป็นที่แพ็กเกตทุกตัวจะต้องเดินทางที่แน่นอนไปตามเส้นทางจากต้นทางไปถึงปลายทางในทางปฏิบัติเครือข่ายที่ใช้วงจรเสมือนต่อระหว่างเครือข่ายก็จะใช้วงจรเหมือนภายในเครือข่ายสายเช่นกัน
2. การเชื่อมต่อแบบดาต้าแกรม การเชื่อมต่อแบบนี้ข้อมูลสามารถเดินทางผ่าน เกตเวย์ระหว่างเครือข่ายได้จะต้องมีการรวมรูปแบบโพรโทคอลในชั้นดาต้าลิงค์ (Data Link) ในการส่งผ่านข้อมูลนั้น ดาต้าแกรมจะทำการนำข้อมูลที่ได้รับจากส่วนหัวและส่วนหางเพื่อสร้างเป็นเฟรมและเฟรมนี้ถูกส่งผ่านไปยังเครือข่ายที่ 1 เมื่อดาต้าไปถึงเกตเวย์ ข้อมูลส่วนหัวและส่วนหางของชั้นดาต้าลิงค์จะถูกถอดออกเหลือแต่ดาต้าแกรมล้วน ๆ อีกครั้งและเมื่อเดินทางไปยังเครือข่ายที่ 2 จะมีการแยกเฟรมที่แตกต่างกันออกไปของแต่ละเกตเวย์ กระบวนการแยกและรวมเฟรมนี้จะทำซ้ำไปมาจนกระทั่งดาต้าแกรมไปถึงโฮสต์ปลายทางแต่ละเครือข่าย
ภาพแสดงลักษณะของอุปกรณ์เกตเวย์
ภาพแสดงตัวอย่างการใช้เกตเวย์เชื่อมต่อเครือข่ายแลนกับเครือข่ายระบบ UNIX

เกตเวย์โดยทั่วไปจะใช้เป็นเครื่องมือส่งและรับข้อมูลกันระหว่างแลน 2 เครือข่าย หรือแลน กับเครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรม หรือระหว่างแลนกับแวน (Wide Area Network; WAN) โดยผ่าน เครือข่ายโทรศัพท์สาธารณะ เช่น เครือข่าย X.25 แพ็กเกตสวิทชิ่ง เครือข่าย ISDN เทเล็กซ์ หรือ เครือข่ายทางไกลอื่น ๆ (ฉัตรชัย สุมามาลย์, 2544, 154)

6 เราเตอร์
เราเตอร์ คือ อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับเชื่อมต่อระบบคอมพิวเตอร์อย่างหนึ่ง ทำหน้าที่แปลง Package ของเครือข่ายหนึ่งให้เครือข่ายอื่นๆ เข้าใจได้ เนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลในปัจจุบันได้เจริญรุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั้งหลายสามารถติดต่อสื่อสารข้อมูลกันได้สะดวกรวดเร็วไม่ว่าจะอยู่ภายในเครือข่าย เดียวกัน หรือต่างเครือข่ายกัน การติดต่อข้ามเครือข่ายกัน หรือรวมหลาย ๆ เครือข่ายเข้าด้วยกันเรียกว่าเครือข่ายอินเทอร์เน็ต โดยแต่ละเครือข่ายจะเรียกว่า เครือข่ายย่อย (Subnetwork) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่ในการเชื่อมโยงแต่ละเครือข่ายเข้าด้วยกันตามมาตรฐานไอเอสโอเรียกว่า IWU (Inter Working Unit) และอุปกรณ์ IWU ดังกล่าวนี้มี 2 แบบคือเราเตอร์ และบริดจ์

6.1 หลักการทำงานของเกตเวย์
การทำงานของอุปกรณ์เราเตอร์ขณะที่มีการส่ง-รับข้อมูลกันระหว่างผู้ใช้ภายในเครือข่ายเดียวกันจะกระทำกันอยู่ในเลเยอร์ชั้นกายภาพ (Physical Layer) หรือในสายสื่อสาร แต่ในการส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายกัน ตำแหน่งของแพ็กเกตข้อมูลจะมีการแปลงรหัสกันในเลเยอร์ชั้นที่ 3 คือชั้นเครือข่าย (Network Layer) ของเครือข่ายนั้น เพื่อจัดเส้นทาง (Router) ของข้อมูลส่งไปยังปลายทางได้ถูกต้องและอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่จัดเส้นทาง หรือเราเตอร์นี้เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ในเลเยอร์ชั้นเครือข่ายของ เครือข่ายนั้นสามารถทำการเชื่อมต่อเครือข่ายได้มากกว่า 2 เครือข่ายทั้งที่มีลักษณะเหมือนกัน หรือ ต่างกันได้ในเวลาเดียวกัน
ภาพแสดงเราเตอร์

เราเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากกว่าบริดจ์ โดยทำงานเสมือนเป็นเครื่องหรือโหนดในระบบเครือข่ายระยะใกล้ ซึ่งจะทำหน้าที่รับข้อมูลเข้ามาแล้วส่งต่อไปยังปลายทาง โดยอาจส่งในรูปแบบของแพ็กเกตที่แตกต่างออกไป เพื่อนำข้อมูลผ่านสายสัญญาณแบบอื่น ๆ เช่น สายโทรศัพท์ที่ต่อผ่านโมเด็มก็ได้ ดังนั้นจึงอาจใช้เราเตอร์ในการเชื่อมต่อเครือข่ายระยะใกล้หลายแบบเข้าด้วยกันและสามารถส่งผ่านเครือข่ายเขตเมือง (WAN) ได้ด้วย และเนื่องจากการที่เราเตอร์ทำหน้าที่เสมือนเป็นโหนดหนึ่งในเครือข่ายระยะใกล้นี้ยังทำให้สามารถทำงานอื่น ๆ ได้อีกมาก เช่น รวบรวมข้อมูลเพื่อหาเส้นทางที่ดีที่สุดในการส่งข้อมูลต่อหรือตรวจสอบข้อมูลที่เข้ามานั้นมาจากไหน ควรจะให้ผ่านหรือไม่ เพื่อช่วยในเรื่องการรักษาความปลอดภัยด้วยเราเตอร์จะรับข้อมูลเป็นแพ็กเกตเข้ามาตรวจสอบแอดเดรสปลายทาง จากนั้นนำมาเปรียบเทียบกับตารางเส้นทางที่ได้รับการจากโปรแกรม เพื่อหาเส้นทางที่ส่งต่อ หากเส้นทางที่ส่งมาจากอีเทอร์เน็ตและส่งต่อออกช่องทางของพอร์ตเครือข่ายที่เป็นแบบจุดต่อจุดก็จะมีการปรับปรุงรูปแบบสัญญาณให้เข้ากับมาตรฐานใหม่เพื่อส่งไปยังเครือข่ายเขตเมืองได้ ปัจจุบันอุปกรณ์เราเตอร์ได้รับการพัฒนาไปมากทำให้การใช้งานเราเตอร์มีประสิทธิภาพ

โดยเฉพาะเมื่อเชื่อมอุปกรณ์ เราเตอร์หลาย ๆ ตัวเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ เราเตอร์สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการหาเส้นทางเดินที่สั้นที่สุดเลือกตามความเหมาะสมและแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นเองได้เมื่อเทคโนโลยีทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนาให้มีขีดความสามารถในการทำงานได้เร็วขึ้น จึงมีผู้พัฒนาอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คัดแยกแพ็กเกตหรือเรียกว่า สวิทช์แพ็กเกตข้อมูล (Data Switched Packet) โดยลดระยะเวลาการตรวจสอบแอดเดรสลงไป การคัดแยกจะกระทำในระดับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้การทำงานมีประสิทธิภาพในด้านความเร็วและความแม่ยำสูงสุด อุปกรณ์สวิทช์ข้อมูลจึงมีเวลาหน่วงภายในตัวสวิทช์ต่ำมาก จึงสามารถนำมาประยุกต์กับงานที่ต้องการเวลาจริง เช่น การส่งสัญญาณเสียง วิดีโอ ได้ดี
ภาพแสดง IWU เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่ายในเลเยอร์ชั้นกายภาพ

7 บริดจ์
บริดจ์ (Bridge) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมส่วนต่าง ๆ ของเครือข่ายท้องถิ่นเข้าด้วยกัน บริดจ์ใช้ในการติดต่อสื่อสารข้อมูลระหว่างเครือข่ายแลน 2 เครือข่ายที่มีโพรโทคอลเหมือนกันหรือต่างกัน บริดจ์จะรับแพ็กเกตข้อมูลจากสถานีส่ง ผู้ส่งในเครือข่ายต้นทางทำการตรวจสอบตำแหน่งปลายทาง จากนั้นก็จะส่งแพ็กเกตข้อมูลทั้งหมดนั้นไปยังผู้ใช้เครือข่ายปลายทาง

7.1 หลักการทำงานของบริดจ์
บริดจ์เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ติดต่อระหว่างเครือข่ายท้องถิ่นแลนจำนวน 2 เครือข่ายที่มีโพรโทคอลเหมือนกันหรือต่างกัน บริดจ์จะทำงานอยู่ในเลเยอร์ชั้นที่ 2 หรือชั้นดาต้าลิงค์ (Data Link) ของรูปแบบโอเอสไอและในเลเยอร์ชั้นดาต้าลิงค์ยังแบ่งออกเป็นเลเยอร์ย่อยอีก 2 ชั้น คือชั้นแอลแอลซี (Logical Link Control; LLC) และชั้นเอ็มเอซี (Medium Access Control; MAC) ซึ่งบริดจ์สามารถทำงานได้ทั้ง ใน 2 เลเยอร์ย่อย

อุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมโยงเครือข่ายและทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลระหว่างเครือข่ายมีหลายประเภทด้วยกัน อุปกรณ์แต่ละชนิดมีขีดความสามารถแตกต่างกันออกไป อุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการเชื่อมโยงเครือข่ายหลักทั้งแลน และแวน ประกอบด้วย บริดจ์ เราเตอร์ และสวิทช์
บริดจ์เป็นอุปกรณ์เชื่อมโยงเครือข่ายของเครือข่ายที่แยกจากกัน แต่เดิมบริดจ์ได้รับการออกแบบมาให้ใช้กับเครือข่ายประเภทเดียวกัน เช่น ใช้เชื่อมโยงระหว่างอีเทอร์เน็ตกับอีเทอร์เน็ต บริดจ์มีใช้มานานแล้ว ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1980 บริดจ์จึงเป็นเสมือนสะพานเชื่อมระหว่างสองเครือข่าย การติดต่อภายในเครือข่ายเดียวกันมีลักษณะการส่งข้อมูลแบบกระจาย (Broadcasting) ดังนั้นจึงกระจายได้เฉพาะเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น (สำนักบริการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2549)

การรับส่งภายในเครือข่ายมีข้อกำหนดให้แพ็กเกตที่ส่งกระจายไปยังตัวรับได้ทุกตัว แต่ถ้ามีการส่งมาที่แอดเดรสต่างเครือข่าย บริดจ์จะนำข้อมูลเฉพาะแพ็กเกตนั้นส่งให้ บริดจ์จึงเป็นเสมือนตัวแบ่งแยกข้อมูลระหว่างเครือข่ายให้มีการสื่อสารภายในเครือข่ายของตน ไม่ปะปนไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง เพื่อลดปัญหาปริมาณข้อมูลกระจายในสายสื่อสารมากเกินไป ในระยะหลังมีผู้พัฒนาบริดจ์ให้เชื่อมโยงเครือข่ายต่างชนิดกันได้ เช่น อีเทอร์เน็ต กับ โทเก้นริง เป็นต้น หากมีการเชื่อมต่อเครือข่ายมากกว่าสองเครือข่ายเข้าด้วยกัน และเครือข่ายที่เชื่อมมีลักษณะหลากหลาย ซึ่งเป็นทั้งเครือข่ายแบบแลน และแวน อุปกรณ์ที่นิยมใช้ในการเชื่อมโยงคือ เราเตอร์ (Router)

บริดจ์เป็นอุปกรณ์ที่จัดเก็บตารางรายการตำแหน่งที่อยู่ของเครื่องคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายแลนไว้ เมื่อมีข้อมูลเข้ามา บริดจ์จะทำการตรวจสอบข้อมูลดูว่าตำแหน่งปลายทางที่ต้องการส่งไปถึงมีอยู่ในตารางรายการเครื่องคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายแลนของบริดจ์หรือไม่ ถ้าพบว่ามีอยู่ใน ตารางรายการ บริดจ์ทำการกรองออกจากแพ็กเกตที่ส่งมาแล้วส่งไปยังปลายทางในระบบเครือข่ายนั้น ๆ แต่ถ้าแพ็กเกตนั้นไม่ได้อยู่ในรายการเครื่องในระบบเครือข่าย บริดจ์ก็จะทำการส่งผ่านข้ามไปบริดจ์อื่นในระบบเครือข่ายอื่นต่อไป บริดจ์จะมีการทำงานที่รวดเร็ว เนื่องจากบริดจ์ไม่ได้จัดรูปแบบข้อมูลใหม่ เพียงแต่ทำการอ่านข้อมูลปลายทาง แล้วตัดสินใจว่าจะทำการกรองหรือส่งผ่านไป

อุปกรณ์บริดจ์เป็นสิ่งที่ใช้แก้ปัญหาในเรื่องสัญญาณที่วิ่งอยู่ในเครือข่ายมากเกินไปได้ โดยจะจัดแบ่งเครือข่ายออกเป็นเครือข่ายย่อย (Network Segment) และจะทำการกลั่นกรองสัญญาณเท่าที่ จำเป็นเพื่อส่งให้กับเครือข่ายย่อยที่ถูกต้องได้ ทำให้สัญญาณไม่มารบกวนกันหรือมีสัญญาณที่ไม่เกี่ยวข้องเข้ามาในเครือข่ายย่อยโดยไม่จำเป็น แต่ในทางกลับกันถ้ามีความจำเป็นต้องการสื่อสารกันข้ามเครือข่ายย่อยเป็นจำนวนมากแล้ว อุปกรณ์บริดจ์ก็อาจจะกลายเป็นเสมือนคอขวดที่ทำให้เครือข่ายมีการทำงาน ช้าลงได้
บริดจ์ทำงานที่ชั้นดาต้าลิงค์ ซึ่งเป็นชั้นเอ็มเอซี ซึ่งโหนดแต่ละโหนดต่างมีการ์ดเครือข่าย เช่น การ์ดอีเทอร์เนต หรือการ์ดโทเก้นริง แบบใดแบบหนึ่งที่มีที่อยู่เอ็มเอซีไม่ซ้ำกัน บริดจ์ทำงานโดยการเรียนรู้ตารางที่อยู่ในเอ็มเอซีจากเฟรมข้อมูลที่ได้รับมา และจะส่งต่อแบบเจาะจงพอร์ตที่ถูกต้องเพื่อส่งข้อมูลออกไป บริดจ์นั้นอาจมีหลาย ๆ พอร์ต (Port) หรืออีกนัยหนึ่งบริดจ์สามารถเชื่อมต่อได้กับแลนมากว่า 2 เซกเมนต์ บริดจ์จะส่งต่อข้อมูลโดยอาศัยข้อมูลการสร้างตารางที่จะเชื่อมโยงตารางที่อยู่เอ็มเอซีเข้ากับหมายเลขพอร์ตหรือเซกเมนต์ บริดจ์นั้นยังสามารถทำงานโดยการตรวจสอบแต่ละเฟรมที่อาจจะประกอบด้วยชุดคำสั่งที่จะบอกว่าจะนำส่งเฟรมนี้ไปอย่างไร

ข้อดีอย่างหนึ่งของบริดจ์ก็คือ ช่วยลดการจราจรของข้อมูลในส่วนที่ไม่จำเป็นลงได้โดยการแบ่งเครือข่ายแลนขนาดใหญ่ที่เกิดการชนของข้อมูล (Collision) ให้เป็นเซกเมนต์ที่เล็กลง การดำเนินการดังกล่าวนี้จะเป็นการช่วยลดข้อมูลที่เกิดขึ้นเนื่องจากการที่หลาย ๆ โหนดส่งข้อมูลออกมาพร้อมกัน
บริดจ์นั้นยังสามารถทำเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานแบบเก็บแล้วส่งต่อ (Store and forward) โดยรับข้อมูลจนครบเฟรมก่อนที่จะส่งข้อมูลนี้ออกไปยังพอร์ตอื่น การทำเช่นนี้ทำให้บริดจ์สามารถคำนวณเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของเฟรมนั้น ๆ โดยอาศัยค่าที่มีติดมากับข้อมูลในแต่ละเฟรมได้โดยเฟรมที่เสียจะถูกทิ้งและไม่ส่งต่อ การทำเช่นนี้ก็เป็นการช่วยเพิ่มการใช้งานเครือข่ายให้ได้ประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากจะมีเซ็กเมนต์เดียวของแลนเท่านั้นที่เสียทรัพยาการไปในการขนส่งเฟรมที่ชำรุด

บริดจ์นั้นยังสามารถทำเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานแบบเก็บแล้วส่งต่อ (Store and forward) โดยรับข้อมูลจนครบเฟรมก่อนที่จะส่งข้อมูลนี้ออกไปยังพอร์ตอื่น การทำเช่นนี้ทำให้บริดจ์สามารถคำนวณเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของเฟรมนั้น ๆ โดยอาศัยค่าที่มีติดมากับข้อมูลในแต่ละเฟรมได้โดยเฟรมที่เสียจะถูกทิ้งและไม่ส่งต่อ การทำเช่นนี้ก็เป็นการช่วยเพิ่มการใช้งานเครือข่ายให้ได้ประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากจะมีเซ็กเมนต์เดียวของแลนเท่านั้นที่เสียทรัพยาการไปในการขนส่งเฟรมที่ชำรุด

7.2 หน้าที่และลักษณะที่สำคัญของบริดจ์
บริดจ์มีหน้าที่ในการส่งข้อมูลจากแลน 1 ไปยังแลน 2 บริดจ์ จะรับทุกเฟรม ข้อมูลที่ส่งมาจากแลน 1 รวมทั้งตำแหน่งปลายทางของแลน 2 ด้วย (รวมกันเป็นแพ็กเกต) แพ็กเกตข้อมูลที่รับมาจากแลนจะถูกส่งผ่านเลเยอร์ชั้นดาต้าลิงค์ของรูปแบบ โอเอสไอ โดยไม่มีการแก้ไขหรือเพิ่มเติมแพ็กเกตไปยังแลน 2 ในการส่งข้อมูลจากแลน 2 มายังแลน 1 ก็มีลักษณะเช่นเดียวกันบริดจ์จะมีบัฟเฟอร์สำหรับจำนวนข้อมูลมาก ๆ เพื่อที่จะทำให้สามารถส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็วและเต็มประสิทธิภาพของช่องทางการสื่อสาร

ข้อจำกัดอีกประการหนึ่งของบริดจ์ คือในขณะที่คอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งต้องการส่ง ข้อมูลไปยังอีกเครื่องหนึ่ง แต่ไม่ทราบรายการตำแหน่งที่อยู่จะมีการส่งข้อมูลพิเศษที่เรียกว่าเฟรมกระจายข้อมูล (Broadcast Frame) เข้าไปในเครือข่าย เมื่อข้อมูลนั้นผ่านมาที่บริดจ์ก็จะมีการส่งข้อมูลที่เฟรมกระจายข้อมูลนี้ต่อไปยังทุกเครือข่ายย่อยทั้งหมดที่ต่ออยู่ โดยไม่มีการเลือกหรือกลั่นกรองใด ๆ ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายทั้งหมดถูกขัดจังหวะเพื่อรับข้อมูลดังกล่าว ดังนั้นถ้ามีข้อมูลที่ เฟรมกระจายข้อมูลมากก็จะทำให้เครือข่ายมีปัญหาเรื่องปริมาณข้อมูลหนาแน่น และความเร็วในการทำงานลดลงได้
ภาพแสดงการใช้บริดจ์เชื่อมระหว่างแลนที่มีโพรโทคอลชนิดเดียวกัน
ภาพแสดงการใช้บริดจ์เชื่อมโยงระหว่างแลน ที่มีโพรโทคอลต่างกันทั้งในเขตท้องถิ่นเดียวกัน และที่อยู่ไกลออกไป

8 รีพีตเตอร์
รีพีตเตอร์ หรือเครื่องทบทวนสัญญาณข้อมูลคอมพิวเตอร์ ในการส่งสัญญาณข้อมูลระยะทางไกล ๆ สำหรับสัญญาณแอนะล็อก ซึ่งต้องการเครื่องขยายสัญญาณหรือแอมปลิไฟเออร์ช่วยขยายสัญญาณข้อมูลที่เริ่มจะเบาบางลงเนื่องจากระยะทาง เช่นเดียวกันในการส่งสัญญาณดิจิทัลต้องการเครื่องทบทวนสัญญาณ เพื่อป้องกันการขาดหายของสัญญาณเนื่องจากการส่งผ่านระยะทางไกลเช่นกัน

8.1 หลักการทำงานของรีพีตเตอร์
รีพีตเตอร์ (Repeater) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เจนเนอร์เรเตอร์ (Generator) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานในชั้นกายภาพของรูปแบบโอเอสไอ รีพีตเตอร์จะติดตั้งอยู่ในระบบเครือข่ายเพื่อเชื่อมโยงระบบโดยรับสัญญาณที่มีขนาดที่ต่ำลงหรือเสียไปให้เข้ามาและทำการกำเนิดสัญญาณรูปแบบที่มีคุณสมบัติเหมือนกับที่แหล่งกำเนิดที่ต้นทางขึ้นมาใหม่ และส่งสัญญาณที่กำเนิดขึ้นมาใหม่นี้ส่งไปในระบบเครือข่ายต่อไป

รีพีตเตอร์จะทำงานอยู่ในเลเยอร์ชั้นกายภาพของรูปแบบโอเอสไอ ซึ่งในส่วนของสายสื่อสารข้อมูลหรือบัสของเครือข่ายนั่น รีพีตเตอร์จะทำการเพิ่มระยะทางการสื่อสารของเครือข่าย เช่น เครือข่ายแลนให้สามารถส่งสัญญาณได้กว้างไกลยิ่งขึ้น จำนวนรีพีตเตอร์ในแต่ละบัสจะถูกจำกัดด้วยชนิดของสายสื่อสาร เช่น ในสายเคเบิลแบบโคแอกเชียล รีพีตเตอร์แต่ละเครื่องจะต้องห่างกันไม่น้อยกว่า 1.6 กิโลเมตร

รีพีตเตอร์จะทำงานอยู่ในเลเยอร์ชั้นกายภาพของรูปแบบโอเอสไอ ซึ่งในส่วนของสายสื่อสารข้อมูลหรือบัสของเครือข่ายนั่น รีพีตเตอร์จะทำการเพิ่มระยะทางการสื่อสารของเครือข่าย เช่น เครือข่ายแลนให้สามารถส่งสัญญาณได้กว้างไกลยิ่งขึ้น จำนวนรีพีตเตอร์ในแต่ละบัสจะถูกจำกัดด้วยชนิดของสายสื่อสาร เช่น ในสายเคเบิลแบบโคแอกเชียล รีพีตเตอร์แต่ละเครื่องจะต้องห่างกันไม่น้อยกว่า 1.6 กิโลเมตร

ภาพแสดงการทำงานของเราเตอร์ บริดจ์ และรีพีตเตอร์ในชั้นเลเยอร์ของโอเอสไอ

รีพีตเตอร์ทำให้เราสามารถขยายระยะทางไกลในการเชื่อมต่อเครือข่ายให้มีระยะทางยาวขึ้น การทำงานของรีพีตเตอร์จะไม่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสัญญาณในการรับและส่งของระบบ เครือข่าย

หน้าที่ของรีพีตเตอร์ ถ้าเราเปรียบเทียบหน้าที่ของรีพีตเตอร์กับตัวขยายสัญญาณ จะเห็นว่าการทำงานจะไม่เหมือนกัน ตัวขยายสัญญาณจะไม่สามารถแยกแยะระหว่างสัญญาณที่ส่งกับสัญญาณรบกวนได้ โดยจะทำการขยายสัญญาณที่รับเข้ามาทางอินพุต (Input) ทั้งหมด ส่วนรีพีตเตอร์จะไม่ทำการขยายสัญญาณ แต่จะรับสัญญาณที่มีกำลังอ่อน หรือสัญญาณที่เสียรูปร่างไปเข้ามาจากนั้นจะทำการกำหนดสัญญาณขึ้นมาใหม่แบบบิตต่อบิตให้เหมือนกับสัญญาณที่ส่งมาจากต้นกำเนิดเดิม

รีพีตเตอร์เป็นตัวกำหนดสัญญาณไม่ใช่ตัวขยายตำแหน่งของรีพีตเตอร์ในการเชื่อมโยงจะวางอยู่ในระบบเครือข่าย ณ จุดที่พอเหมาะ คือในตำแหน่งที่สัญญาณไปถึงรีพีตเตอร์ก่อนที่สัญญาณรบกวนจะเปลี่ยนแปลงบิตของสัญญาณไป กล่าวคือสัญญาณรบกวนจะมีขนาดเล็กน้อยเกินกว่าที่จะทำให้บิตของสัญญาณถูกทำลายหรือเปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นถ้าให้สัญญาณเดินทางต่อไปโดยไม่มีการผ่านอุปกรณ์รีพีตเตอร์ สัญญาณรบกวนอาจทำให้บิตของข้อมูลถูกทำลายไปอย่างถาวรได้ ดังนั้นในจุดที่สัญญาณผ่านรีพีตเตอร์แล้วจะได้รับการกำเนิดสัญญาณขึ้นมาใหม่ที่มีระดับแรงดันเช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดและความผิดพลาดต่าง ๆ ก็ได้ โดยรีพีตเตอร์จะทำการส่งสัญญาณที่กำเนิดขึ้นมาใหม่นี้ต่อไปในเครือข่าย

ภาพแสดงการใช้รีพีตเตอร์ขยายระยะทางการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ให้ไกลขึ้น

9 โมเด็ม
โมเด็ม (Modulator–Demodulator; Modem) มาจากคำย่อของกระบวนการแปลงสัญญาณ ดิจิทัลเป็นสัญญาณแอนะล็อก และการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล มีหน้าที่แปลงสัญญาณข้อมูล โมเด็มบางรุ่นสามารถตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลรวมถึงแก้ไขความผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้ บางรุ่นอาจมีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลสูงถึง 38,400 บิตต่อวินาที โมเด็มในปัจจุบันส่วนใหญ่จะมีชิปประมวลผล (Processor) และหน่วยความจำ (ROM) อยู่ในตัวเครื่อง

9.1 หลักการทำงานของโมเด็ม
เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณแอนะล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิทัล และในทางกลับกันก็แปลงสัญญาณดิจิทัลให้เป็นสัญญาณแอนะล็อก โดยเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับช่องทางการสื่อสาร กล่าวคือคอมพิวเตอร์จะประมวลผล ออกมาในรูปของดิจิทัล เมื่อต้องการส่งข้อมูลนี้ไปบนช่องทางการสื่อสาร เช่น ต่อเชื่อมผ่านทางสายโทรศัพท์ โมเด็มจะทำหน้าที่แปลงสัญญาณดิจิทัลให้เป็นสัญญาณแอนะล็อกเพื่อส่งผ่านไปบนสายโทรศัพท์ ในทางกลับกันเมื่อข้อมูลจากที่อื่นส่งมายังเครื่องคอมพิวเตอร์ฝ่ายผู้รับโมเด็มก็จะแปลงสัญญาณแอนะล็อกนั้นมาเป็นสัญญาณดิจิทัล เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์เข้าใจได้
โมเด็มที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่ในปัจจุบัน แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ โมเด็มที่เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอกเครื่องคอมพิวเตอร์ (External Modem) และโมเด็มที่เป็นแผงวงจรต่อพ่วงเข้ากับแผงวงจรหลักในเครื่องคอมพิวเตอร์ (Internal Modem) แต่ในปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ๆ มักจะมีโมเด็มประกอบรวมกับแผงวงจรหลักภายในเครื่องอยู่แล้ว ผู้ใช้เพียงแต่เสียบสายโทรศัพท์เข้ากับช่องเสียบด้านหลังของเครื่องคอมพิวเตอร์ ก็สามารถทำการติดต่อเข้ากับระบบอินเทอร์เน็ตได้

9.3 หน้าที่และความสามารถของโมเด็ม
1. สามารถตรวจสอบและแก้ไขความผิดพลาดของข้อมูลที่รับเข้ามาได้ด้วยชิปประมวลผลในโมเด็ม
2. สามารถวิเคราะห์และทดสอบข้อมูล เพื่อแยกข้อบกพร่องและความผิดพลาด
3. สามารถควบคุมการทำงานของโมเด็มได้จากผู้ใช้ หรือคอมพิวเตอร์จากที่อื่น
4. สามารถมีเครื่องโมเด็มสำรอง เพื่อใช้ทำงานแทนได้เมื่อเครื่องหลักเสีย
5. โมเด็มชนิดเดียวกันสามารถใช้กับข้อมูลที่มีขนาด หรืออัตราเร็วที่ต่างกันได้
6. สามารถใช้กับอินเตอร์เฟชต่าง ๆ ที่ใช้มาตรฐาน IEEE หรือ CCITT ได้
7. สามารถรับและส่งข่าวสารได้ทั้งเสียง ภาพ ข้อความ และข้อมูลได้

ภาพแสดงโมเด็มชนิดต่าง ๆ

10 อุปกรณ์อื่น ๆ
นอกเหนือจากอุปกรณ์ทั้งหลายที่ได้กล่าวไปแล้ว ระบบเครือข่ายยังประกอบไปด้วยอุปกรณ์รักษาความปลอดภัย และเครื่องตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ การเชื่อมต่อเข้ากับระบบ เครือข่ายแม้ว่าจะเกิดประโยชน์มากมายแต่ก็ทำให้กลายเป็นจุดที่อาจถูกบุกรุกจากบุคคลภายนอกได้โดยง่าย ดังนั้นจึงต้องมีการระวังป้องกันรวมทั้งการตรวจจับผู้บุกรุกในเวลาเดียวกันแม้ว่าจะไม่มีผู้บุกรุก สื่อสารข้อมูลเองก็อาจเกิดข้อผิดพลาดได้อยู่เสมอจึงต้องมีการตรวจสอบอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นประจำ ซึ่งมีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้
10.1 เครื่องตรวจสอบอุปกรณ์
10.2 อุปกรณ์รวมพอร์ตและเลือกพอร์ต

ข้อ 2.) ข้อแตกต่างกันระหว่าง Bridge กับ Router
ตอบ สิ่งที่แตกต่างกันระหว่างบริดจ์กับเราเตอร์ คือบริดจ์ทำงานในชั้นดาต้าลิงค์คือจะใช้ข้อมูลตารางหมายเลขที่อยู่ในการทำงานส่งข้อมูลไปยังที่ใด ๆ ซึ่งหมายเลขในตารางนี้มีการกำหนดมาจากฮาร์ดแวร์หรือการ์ดเครือข่าย (Network Interface Card; NIC) และถูกกำหนดมาเฉพาะตัวจากโรงงานที่ไม่เหมือนกัน ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงการ์ดเครือข่ายนี้ก็จะทำให้ตารางหมายเลขที่อยู่เปลี่ยนไปด้วย ส่วนเราเตอร์ทำงานที่ระดับสูงกว่าคือชั้นเครือข่าย หรือชั้นที่ 3 ของรูปแบบโอเอสไอ โดยใช้หมายเลขที่อยู่ ที่ตั้งด้วยซอฟต์แวร์ (Logical Address หรือ Network Layer Address) ตามที่ผู้ใช้แต่ละเครื่องจะตั้งขึ้นให้โพรโทคอลในระบบชั้นเครือข่าย ในการส่งผ่านข้อมูลโพรโทคอลของเครือข่ายชนิดต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น IP,TCP/IP หรือ Apple Talk
ซึ่งจะเป็นโพรโทคอลที่ทำงานในชั้นเครือข่ายนี้เช่นกัน การกำหนด หมายเลขที่อยู่เครือข่ายทำได้โดยผู้ดูแลระบบเครือข่ายนั้นทำให้สามารถแก้ไขเปลี่ยนแปลงได้ง่าย และสามารถใช้อุปกรณ์เราเตอร์เชื่อมโยงเครือข่ายที่แยกจากกันให้สามารถส่งผ่านข้อมูลร่วมกันได้และทำให้เครือข่ายขยายออกไปได้เรื่อย ๆ หน้าที่หลักของเราเตอร์คือการหาเส้นทางในการส่งผ่านข้อมูลที่ดี ที่สุด และเป็นตัวกลางในการส่งต่อข้อมูลไปยังเครือข่ายอื่น ทั้งนี้เราเตอร์สามารถเชื่อมโยงเครือข่ายที่ใช้สัญญาณหลายแบบแตกต่างกันได้ไม่ว่าจะเป็นอีเทอร์เน็ต โทเก็นริง หรือ FDDI ในแต่ละระบบจะมีแพ็กเกตเป็นรูปแบบของตนเองซึ่งแตกต่างกัน โดยโพรโทคอลที่ทำงานในระดับบนหรือเลเยอร์ 3 ขึ้นไป เช่น IPX,TCP/IP หรือ Apple Talk

เมื่อมีการส่งข้อมูลก็จะบรรจุข้อมูลนั้นเป็นแพ็กเกต เพื่อที่จะทราบว่าใช้โพรโทคอลแบบใด ซึ่งทำได้เพราะเราเตอร์ทำงานในชั้นเครือข่าย ซึ่งเป็นชั้นระดับสูงจะ เข้าใจโพรโทคอลต่าง ๆ กันได้ จากนั้นก็จะตรวจดูเส้นทางส่งข้อมูลจากตารางเส้นทาง (Routing Table) ว่าจะต้องส่งข้อมูลนี้ไปยังเครือข่ายใดจึงจะเชื่อมต่อไปถึงปลายทางได้ จากนั้นจะบรรจุข้อมูลลงไปในแพ็กเกตของดาต้าลิงค์ที่ถูกต้องอีกครั้งเพื่อส่งต่อไปยังเครือข่ายปลายทาง

คำถามท้ายบท ครั้งที่ 2

ใบงานครั้งที่ 2

1.สื่อกลางแยกออกเป็นกี่ประเภท ในแต่ละประเภทมีอะไรบ้าง ยกตัวอย่าง
ตอบ มี 2 ประเภท
1.1. สื่อประเภทเหนี่ยวนำ (Conducted Media) ซึ่งอาศัยวัสดุที่จับต้องได้เป็นตัวนำพาสัญญาณ เช่น สายทองแดง
1.2. สื่อประเภทกระจายคลื่น (Radiated Media) เป็นสื่อที่ไม่ใช้วัสดุใด ๆ ในการนำพาสัญญาณ เช่น คลื่นวิทยุ จึงอาจกล่าวได้ว่าสื่อที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า จัดเป็นสื่อประเภทเหนี่ยวนำ ส่วนสื่อที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าจัดเป็นสื่อประเภทกระจายคลื่น

2.สาย UTP CAT5e และ CAT6 คืออะไร แตกต่างกันอย่างไร
ตอบ สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีฉนวนหุ้ม (UTP:Unshielded Twisted Pair) สาย UTP เป็นสายที่พบเห็นกันมาก มักจะใช้เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ไปยังอุปกรณ์สื่อสารตามมาตรฐานที่กำหนด สายประเภทนี้จะมีความยาวของสายในการเชื่อมต่อได้ไม่เกิน 100 เมตร และสาย UTP มีจำนวนสายบิดเกลียวภายใน 4 คู่ คู่สายในสายคู่ตีเกลียวไม่หุ้มฉนวนคล้ายสายโทรศัพท์ มีหลายเส้นซึ่งแต่ละเส้นก็จะมีสีแตกต่างกัน และตลอดทั้งสายนั้นจะถูกหุ้มด้วยพลาสติก(Plastic Cover) ปัจจุบันเป็นสายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากราคาถูกและติดตั้งได้ง่าย แสดงดังรูป

สายแลนยูทีพี(UTP)ประเภท Catagory5 (CAT-5e) พัฒนามาจากสายแลน CAT-5 ผลิตจากสายทองแดงที่มีการบิดตีเกลียวมากขึ้น มีการป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีและสามารถรองรับการส่งข้อมูลที่ความเร็ว 1000 Mbps ที่ความยาว 100 เมตรได้ รองรับการทำงานของอุปกรณ์เครือข่ายในปัจจุบัน เช่น Ethernet, Fast Ethernet โดยมี Bandwidth 100 MHz
สายแลนยูทีพี(UTP)ประเภท CAT6 คือ สายทองแดงตีเกลียวที่นำมาใช้ในระบบ LAN ที่มี MAXIMUM ของ SPEED อยู่ที่ 10Gbps BANWIDTH อยู่ที่ 250MHz

3.หลักการเลือกสื่อกลางในการใช้งาน มีอะไรบ้าง จงอธิบาย
ตอบ การพิจารณาเลือกสื่อให้เหมาะสมกับการใช้งานนั้นจะต้องคำนึงถึงสื่อประเภทเดิมที่มีใช้งานอยู่แล้ว และมูลค่าสำหรับการนำสื่อชนิดใหม่มาทดแทนสื่อแบบเดิม ในกรณีที่กำลังพัฒนาระบบใหม่ทั้งระบบ ผู้ออกแบบจะต้องพิจารณาในเรื่องราคาของสื่อที่ใช้ ความเร็วในการถ่ายเทข้อมูล อัตราความผิดเพี้ยนของข้อมูลและความปลอดภัยของข้อมูลที่ถูกส่งออกไปในสื่อนั้น โดยรวมจะต้องพิจารณาถึง
1.ราคาของสื่อกลาง 2.ความเร็วในการส่งข้อมูล3.อัตราการผิดพลาดของข้อมูล 4.ความปลอดภัย

4.การเชื่อมโยงระบบเครือข่ายมีกี่ประเภท อะไรบ้าง
ตอบ การเชื่อมต่อระหว่างเทอร์มินอลและโฮสต์ถูกกำหนดโดย ลักษณะของการเชื่อมต่อสาย(Line Configuration) ซึ่งมีแบบที่นิยมใช้สองแบบคือ แบบจุด-ต่อ-จุด และ แบบหลายจุด
1.การเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด(Point-to-Point) เป็นการใช้สายสื่อสารเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเครื่องผู้ส่งและเครื่องผู้รับ ในที่นี้ก็คือโฮสต์จะมีสายหนึ่งเส้นเชื่อมต่อไปยังเทอร์มินอลแต่ละตัว สายแต่ละเส้นในระบบนี้จึงมีอุปกรณ์อยู่เพียงตัวเดียวซึ่งจะต่อเข้ากับตัวควบคุมการสื่อสาร(Communication Controller) แล้วจึงต่อเข้ากับโฮสต์อีกทอดหนึ่ง

ภาพแสดงการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด

2.การเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multipoint or Multidrop) ซึ่งมีอุปกรณ์จำนวนหนึ่งใช้สายสื่อสารเพียงเส้นเดียวร่วมกัน(Shared Circuit)ดังนั้น เทอร์มินอลจะส่งสัญญาณออกมาได้ก็ต่อเมื่อไม่มีเทอร์มินอลเครื่องอื่นกำลังส่งสัญญาณ ถ้าเทอร์มินอลหรืออุปกรณ์ใด ๆ ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปส่งสัญญาณออกมาพร้อมกัน ก็จะมีสภาพคล้ายกับคนสองคนพูดขึ้นมาในเวลาเดียวกัน ทำให้ผู้ฟังไม่สามารถรับฟังข้อความได้

ภาพแสดงการเชื่อมต่อแบบหลายจุด
test text tempage.