comnet_swu_mt

What’s the Internet?

• ระบบที่เชื่อมต่อถึงกัน ของ Computer
• host: คือสื่งที่เชื่อมต่อกับ Internet หรือเรียกว่า "End systems"
• การเชื่อมต่อแบบต่างๆ เช่น
  • Fiber (เน็ตไยแก้วนำแสง), Copper (สายแลนทองแดง), Radio (สัญญาณวิทยุ), Satellite (ดาวเทียม)
• Tranmission rate: คือ อัตราในการส่งข้อมูล หรือ เรียกว่า Bandwidth
  • จะไม่เหมือนความเร็ว แต่เหมือนความใหญ่ที่จะส่งได้ ในช่วงเวลานึง
• Packet switches: อุปกรณ์ทำหน้าที่ย้าย Packet
  • เช่น Router, Switches
  • packets: คือก้อนของข้อมูลนึง (เนื่องจากการส่งข้อมูลใหญ่ๆ อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด จึงต้องแบ่งออกเป็นก้อนๆ เล็กในการส่ง และเช็คความผิดพลาด)
• Protocols: วิธีการ / กฏ / มาตราฐาน ในการส่งและรับข้อมูล
  • เช่น TCP, IP, HTTP, Skype, 802.11
• Internet standards: เอกสารที่อธิบายวิธีการทำงานของอินเทอร์เน็ต
  • RFC: Request for comments
  • IETF: InternetEngineering Task Force
• Infrastructure: โครงสร้าง / ระบบที่ให้บริการต่างๆ กับคนใช้งาน
  • เช่น Web, VoIP, Email, Games, e-commerce, social networks, ...

What’s a protocol?

• Protocols กำหนดรูปแบบ / ลำดับของ การส่งและรับข้อมูล

Network edge; hosts, access net, physical media

• Network edge: ส่วนต้น / สุดท้าย ที่เชื่อมต่อกับ Internet

  • host: clients และ servers

• Access networks, physical media: เส้นทางที่เชื่อมต่อ Internet

• Network core: ส่วนทีเชื่อมต่อข้ามระบบ Internet

• Host Interaction Models: วิธีการติดต่อสื่อสารระหว่าง Hosts

  1. Client/Server model
     • Client (ผู้ใช้งาน) แรกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง ผู้ใช้งานอื่นๆ ผ่าน Server
     • เช่น Web server
  2. Peer-to-Peer model
     • Client กับ Client คุยกันตรงๆ โดยจะทำหน้าที่เป็นทั้ง Client และ Server
     • เช่น Skype, BitTorrent

• Digital Subscriber Line (DSL):

  • ใช้สายโทรศัพท์ ต่อกับ DSLAM (เครื่องที่แยกสัญญาณมือถือ ออกจาก สัญญาณ Internet)
    • ข้อมูล ไปทาง สาย Internet
    • เสียง ไปทาง สายโทรศัพท์

• Fiber to the Home (FTTH): ระบบ Internet ใยแก้วนำแสง

  • Optical Network Terminal (ONT) / Optical Network Unit (ONU): อุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณแสง เป็นสัญญาณไฟฟ้า
  • การเชื่อมต่อ:
  $$คอมพิวเตอร์ \xleftrightarrow{สายแลน} \text{ONT} \xleftrightarrow{สายใยแก้วนำแสง} \text{Splitter} \space (ตัวแบ่งสาย) \xleftrightarrow{สายใยแก้วนำแสง} OLT \space ที่ สำนักงานใหญ่ของผู้ให้บริการ หรือ \space \text{Post of Presence} \xleftrightarrow{สายใยแก้วนำแสง} \text{Internet}$$

• Enterprise access networks (Ethernet):

  • มักจะใช้ระบบเครือขายใน บริษัท / มหาลัย

• Wireless access networks:

  • เน็ตไร้สาย
  • โดยจะเชื่อมต่อผ่าน Access Point (AP)
  • Wireless LANs:
    • ใช้ในระยะใกล้ๆ (100 ft) เช่น Wifi
  • Wide-area wireless access: เน็ตผ่านแสงย่ายที่มองเห็นได้
  • ใช้ผ่านเสาโทรศัพท์ ระยะ 10 km เช่น 3G, 4G: LTE

• ระบบแบบอื่นๆ เช่น:

  • Underwater Acoustic Communications: เน็ตใต้น้ำ
  • Visible Light Communications (VLC)
  • Wireless boardband for railway: เน็ตระหว่างรถไฟ

• Physical media

  • bit
  • Physical link: สื่งที่เชื่อมระหว่างผู้ส่งและผู้รับ
  • Guided media: ส่งผ่านสื่อนำที่เป็นของแข็ง
    • เช่น ใยแก้วนำแสง, สายแลนทองแดง, สาย Coax
  • Unguided media: ส่งผ่านสื่อนำที่ไม่เป็น Physical
    • เช่น วิทยุ
  • Twisted Pair (TP): สายคู่บิดเกลียว = สายทองแดงที่หุ้มฉนวนพลาสติก 2 สายพันเป็นเกลียว
    • Cat5: 100 Mbps, 1 Gbps Ethernet
    • Cat6: 10Gbps
  • ตัวอย่างของ Physical media
    • Coaxial cable: สาย Cable TV
      • Bidirectional: สองทาง
      • Boardband: ส่งแบบกระจายๆ มีส่วนกลางส่งแบบเดียวกัน
    • Fiber optic cable: สายใยแก้วนำแสง
      • เร็ว, ข้อผิดพลาดต่ำ, ไม่โดนรบกวนโดน Electromegnetic noise
    • Radio: สัญญาณวิทยุ
      • ไร้สาย
      • ส่งผ่านคลื่น Electromagnetic
      • Bidirectional
      • เช่น
        • Terrestial microwave
        • Local Area (LAN): WiFi
        • Wide-area (WAN): Cellular
        • Satellite

Network Core: packet/circuit switching, Internet structure

• คือเครือข่ายของ Router ที่อยู่คนละ Network กัน
• Circuit switching: วงจรสลับ / จัดสรร การเชื่อมต่อ เช่น ระบบสายโทรศัพท์
  • จะไม่มีอุปกรณ์ที่คุยกันมากกว่า 2 ตัวพร้อมกัน จะมีทรัพยากรเป็นของใครของมันเสมอ
  • แต่จะใช้งานพร้อมกันได้ด้วยการทำ:
    • Frequency-division multiplexing (FDM): แบ่งใช้คนละความถี่
    • Time-division multiplexing (TDM): แบ่งกันใช้คนละเวลาน้อยๆ และสลับไปมาๆ
  • สอนคำนวน หน้า 27/81 อ่านเพิ่มด้วยฮ่ะ
• Packet-switching:
  • ข้อมูลจะแบ่งเป็นก้อนเล็กๆ เรียกว่า Packets
  • Packets แต่ละอันสามารถใช้ Bandwidth ได้อย่างเต็มหน่วย
  • Resource contention: คือการแย่งกันของทรัพยากร หรือ Bandwidth เมื่อไม่พอใช้
  • Congestion: ข้อมูลแออัด / รอให้ว่างขึ้น / คิวของ Packets
  • Store and Forward: คล้ายๆ กันการ Buffer โดยจะเก็บให้สมบูรณ์ก่อนที่จะส่ง
    • end-end delay = $\dfrac{2L}{R}$
    • Packets อาจจะหาย เมื่อ Memory (Buffer) เต็ม
  • packet transmission delay = เวลาที่จะใช้ส่ง Packets ขนาด L-bit = $\dfrac{L \space \text{(bits)}}{R \space \text{(bits/sec)}}$
    • transmission rate (R)
• ฟังค์ชันสำคัญหลัก
  • Routing: กำหนดเส้นทางของการเดินทางระหว่างจุดเริ่มต้นไปจุดจบ
  • Forwarding: การเคลื่อนย้ายข้อมูล (Packets) จาก Router นึงไปอีก Router

Performance: loss, delay, throughput

• ข้อมูล Delay และสูญหายได้อย่างไร?
  • ความเร็วในการมาของ Packets เร็วกว่าความสามารถในการส่งออก
• 4 ที่มาของ Packet delay
  1. Nodal processing
     • ตรวจสอบข้อผิดพลาด
  2. Queueing
     • รอ Output ว่าง
  3. Tranmission delay: $\dfrac{L}{R}$
     • R = link bandwidth (bps)
     • L = packet length (bits)
  4. Propagation delay: $\dfrac{d}{s}$
     • d = ความยาวของสาย (Length of physical link)
     • s = ความเร็วในการส่งของสื่อ propagation speed in medium ($\approx 2 * 10^8 m/sec$)
• $d_{nodal} = d_{proc} + d_{queue} + d_{trans} + d_{prop}$
• Packet loss: ข้อมูลตกหล่นหาย
  • เมื่อ Buffer เต็ม
  • บางครั้งอาจจะส่งใหม่ บางครั้งอาจจะไม่

Protocol layers, service models