Download BCS433 Data Communication & Networking

ICT+
Introduction to Networks
ั ์ ม ังสงิ ห์
ดร. สุรศกดิ
URL:
E-mail: [email protected]
[email protected]
http://www.spu.ac.th/~surasak.mu
1
ICT+ Agenda
SUN 06/07/51 (0900-1200): Overview
(1300-1600): Network Topology and Basic Protocols
SAT 12/07/51 (0900-1200): Principle of Data Communication
SUN 13/07/51 (0900-1200): Guided and Wireless Networks
(1300-1600): Networking Devices and Software
and the Internet
SAT 19/07/51 (0900-1200): Switching and Routing
SUN 20/07/51 (0900-1200): Network Security
(1300-1600): Examination
ICT+
Introduction to Networks
Overview
ื่ สารระยะไกล: โทรคมนาคม
การสอ



ั หลักการทางไฟฟ้ าเพือ
อาศย
่ ทาให ้เกิดการสง่ ผ่าน
ข ้อความติดต่อ
ี ง
อัตราเร็วของแสง vs ความเร็วของคลืน
่ เสย
ี ง : ~ 670 ไมล์ ต่อ ชว่ ั โมง
- ความเร็วคลืน
่ เสย
- ความเร็วของแสง : ~ 186,000 ไมล์ ต่อ วินาที
Bandwidth (แถบความกว ้าง): เกีย
่ วข ้องปริมาณข ้อมูล
่ งทางการ
และ ความสามารถในการสง่ ผ่านข ้อมูลผ่านชอ
ื่ สาร (channel) ทีน
สอ
่ ามาใช ้ แต่ไม่เกีย
่ วข ้องกับคุณภาพ
ื่ สาร
ของการสอ
4
ื่ สารข้อมูลทางอิเล็คทรอนิคส ์
การสอ


ให ้ความสนใจกับอุปกรณ์ทางานในลักษณะเก็บบันทึกข ้อมูลพักไว ้
ก่อนทีส
่ ง่ ผ่านต่อไปด ้วยความเร็วสูง (store and forward)
้
ตัวอย่างการสง่ ผ่านข ้อมูลทีใ่ ชเทคนิ
ควิธแ
ี บบ
่ E-mail, voice mail,
Store-and-forward เชน
Facsimile, file transfer และ WWW
5
amplitude (volts)
ั
สญญาณอะนาล็
อก (Analog Signaling)
1 cycle
time
(sec)
frequency (hertz)
= cycles per second
ั ญาน sine waves
รูปแบบสญ
6
ั
สญญาณอะนาล็
อก (Analog Signaling)
7
ข้อมูลดิจต
ิ อล (Digital Data)






ั ลักษณ์ เชน
่ (1 หรือ 0)
แทนข ้อมูลด ้วยสญ
่ งทางสอ
ื่ สาร (channel) วัด
อัตราและความสามารถในการสง่ ผ่านชอ
่ โมเด็ม มีอต
อยูใ่ นหน่วย บิท ต่อ วินาที (bit per second) เชน
ั ราการ
สง่ ผ่านข ้อมูล 56 Kbit / sec. (56 * 1000 bps)
ข ้อมูลดิจต
ิ อลถูกแทนในรูปแบบไบนารี โดยใช ้ 0,1
ข ้อมูล 0, 1 ได ้มาจากการแทน ระดับแรงไฟฟ้ าทีเ่ ปลีย
่ นแปลงใน
ชว่ งเวลาหนึง่
Bit: มาจาก Binary Digit คือ เลขฐานสองหนึง่ ตัว
ิ
1 คือค่า 1 ในระบบเลขฐานสบ
ิ
10 คือค่า 2 ในระบบเลขฐานสบ
ิ
10011001 คือค่า 153 ในระบบเลขฐานสบ
Byte ประกอบด ้วย 8 บิท
8
จานวนบิต และจานวนค่าทีส
่ ามาถแทนได้
Number of outcomes
Number of
bits
Typical uses
1
2
Basic unit of information
4
16
Hexadecimal digit
10
1,024
Byte: character with parity bit
20
1,048,576
Number of bytes in kilobyte of
storage
32
4,294,967,296
Address size
64
18,446,744,073,709,551,616
Modern address size
หน่วยของข้อมูล
Storage
Term
Abbreviation
Number
of bytes
Kilobyte
KB
1 thousand
Megabyte
MB
1 million
Gigabyte
GB
1 billion
Terabyte
TB
1 trillion
Petabyte
PB
1 quadrillion
10
ื่ สาร VIViD
รูปแบบข้อมูลสอ




Voice
Image
Video
Data
text
graphics
video
audio
11
Communications Tasks
Transmission
system
utilization
Interfacing
Signal
generation
Synchronization
Exchange
management
Error
detection and
correction
Flow control
Addressing
Routing
Recovery
Message
formatting
Security
Network
management
A Communications Model
Data Communications Model
Transmission Medium

selection is a basic choice
 internal
use entirely up to business
 long-distance links made by carrier

rapid technology advances change mix
 fiber
optic
 wireless
transmission costs still high
 hence interest in efficiency improvements

Networking
growth of number & power of computers is
driving need for interconnection
 also seeing rapid integration of voice, data,
image & video technologies
 two broad categories of communications
networks:

 Local
Area Network (LAN)
 Metropolitan Network (MAN)
 Wide Area Network (WAN)
Local Area Networks

smaller scope
 Building
or small campus
usually owned by same organization as
attached devices
 data rates much higher
 switched LANs, eg Ethernet
 wireless LANs

LAN Topologies
BUS
STAR
RING
STAR-BUS
Multiple building LAN
Metropolitan Area Networks
MAN
 middle ground between LAN and WAN
 private or public network
 high speed
 large area

Metropolitan Area Networks
Wide Area Networks
span a large geographical area
 cross public rights of way
 rely in part on common carrier circuits
 alternative technologies used include:

 circuit
switching
 packet switching
 frame relay
 Asynchronous Transfer Mode (ATM)
The X.25 Network
23
Circuit Switching
uses a dedicated communications path
established for duration of conversation
 comprising a sequence of physical links
 with a dedicated logical channel
 eg. telephone network

Public Circuit Switched Network
25
Packet Switching
data sent out of sequence
 small chunks (packets) of data at a time
 packets passed from node to node between
source and destination
 used for terminal to computer and computer to
computer communications

Datagram
Diagram
27
Virtual
Circuit
Diagram
28
Frame Relay
packet switching systems have large
overheads to compensate for errors
 modern systems are more reliable
 errors can be caught in end system
 Frame Relay provides higher speeds
 with most error control overhead removed

Simple Frame Relay Network
A Simple Frame Relay Network Connects Various Devices to Different Services over a WAN
30
Asynchronous Transfer Mode
ATM
 evolution of frame relay
 fixed packet (called cell) length
 with little overhead for error control
 anything from 10Mbps to Gbps
 constant data rate using packet switching
technique with multiple virtual circuits

ATM Network Device
An ATM network is made up of one or more ATM switches and ATM endpoints. An ATM
endpoint (or end system) contains an ATM network interface adapter. Workstations, routers,
data service units (DSUs), LAN switches, and video coder-decoders (CODECs) are examples of
ATM end systems that can have an ATM interface
32
The Internet

Internet evolved from ARPANET
 first
operational packet network
 applied to tactical radio & satellite nets also
 had a need for interoperability
 led to standardized TCP/IP protocols
The Internet: “nuts and bolts”
local ISP
router
server
regional ISP
workstation
mobile
enterprise
network
Internet Elements
Internet Architecture
Example Configuration
Network Security
Alice
data
Friends and enemies: Alice, Bob,
Trudy
channel
data, control
messages
secure
sender
secure
receiver
Trudy
Bob
data
The language of cryptography
Alice’s
KA encryption
key
plaintext
encryption
algorithm
Bob’s
decryption
B key
K
ciphertext
decryption
algorithm
plaintext
40