เรื่อง การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์

      ในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 1950 (ประมาณ พ.ศ. ๒๔๙๓) เป็นช่วงเริ่มต้นของการสื่อสารเชิงข้อมูลนอกจากข้อมูลเสียงและภาพ รวมทั้งการคำนวณเชิงอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ที่ได้เกิดขึ้นเป็นการแตกแขนงของโครงการการคำนวณด้วยความเร็วสูงเพื่อภารกิจในระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อปี ค.ศ. 1949 (พ.ศ. ๒๔๙๒) กองทัพอากาศสหรัฐอเมริกาได้สนับสนุนการสร้างระบบการคำนวณเชิงอิเล็กทรอนิกส์เพื่อใช้สำหรับเครือข่ายความมั่นคงหรือทางการทหารโดยใช้ชื่อว่าเซจ (Semi-Automatic Ground Environment: SAGE) ซึ่งเซจนี้ถูกสร้างขึ้นในระหว่างปี ค.ศ. 1950 ถึง ค.ศ. 1956 (พ.ศ. ๒๔๙๓ ถึง พ.ศ. ๒๔๙๙) เป็นระบบการทำงานร่วมกันของสถานีเรดาร์ต่างๆ กับศูนย์บังคับการการป้องกันภัยทางอากาศ เพื่อสกัดกั้นเครื่องบินทิ้งระเบิด อัน
ประกอบด้วยศูนย์บัญชาการยี่สิบสามศูนย์ซึ่งแต่ละศูนย์สามารถเฝ้าติดตามอากาศยานได้ถึงสี่ร้อยลำ แม้ว่าเครื่องควบคุมหรือคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องของเซจจะไม่สามารถติดต่อระหว่างกันได้โดยตรง แต่เทคโนโลยีที่จะติดต่อสื่อสารของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องก็ได้ถูกคิดค้นขึ้นมาและได้กลายเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานสำหรับการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในเวลาต่อมาเช่น ระบบคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ระบบแรกที่มีชื่อว่าเซบรี (SABRE) เพื่อการสำรองตั๋วเดินทางสำหรับสายการบินอเมริกันแอร์ไลน์ (American Airline) ซึ่งสร้างโดยบริษัทไอบีเอ็ม (IBM) ในปี ค.ศ. 1964 (พ.ศ. ๒๕๐๗) 
เซบรีนี้เป็นระบบที่ได้รับผลโดยตรงมาจากโครงการเซจและมีวิศวกรจากโครงการทางทหารของเซจเข้าร่วมดำเนินการเป็นจำนวนมาก ระบบนี้ใช้โมเด็มเป็นอุปกรณ์สำคัญในการส่งสัญญาณข้อมูลผ่านไปในช่องสัญญาณแอนะล็อกของสายโทรศัพท์ปกติ โดยมีความเร็วอยู่ที่ประมาณ ๑,๒๐๐ บิตต่อวินาที (Bit/sec) ซึ่งระบบเครื่องแปลงรหัสเสียง สำหรับการส่งรหัสลับทางทหารก็ได้ใช้วิธีการเดียวกันนี้คือ การส่งสัญญาณเสียงที่แปลงเป็นข้อมูลผ่านทางโมเด็มเพื่อใช้ในภารกิจการติดต่อสื่อสารที่ต้องการความปลอดภัย
         ในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 1960 (ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๕๐๓) ได้เกิดการเปลี่ยนแปลงแนวคิดเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลขึ้น จากความคิดว่าการสลับวงจรหรือการสลับช่องสัญญาณเพื่อเชื่อมต่อการสื่อสารแบบเดิมนั้นเป็นวิธีที่ยุ่งยากสำหรับการสื่อสารด้วยคอมพิวเตอร์ โดยในเดือนพฤษภาคมปี พ.ศ. ๒๕๐๔ (ค.ศ. 1961) ลีโอนาร์ด ไคลน์ร็อก (Leonard Kleinrock) ได้เสนอหัวข้อสำหรับวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกขณะศึกษาอยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสซาชูเซตส์ (MIT) เรื่องการส่งถ่ายข่าวสารในโครงข่ายการสื่อสารขนาดใหญ่ (Information Flow in Large Communication Nets) และต่อมาในปี พ.ศ. ๒๕๐๗ ได้ตีพิมพ์หนังสือที่ชื่อว่า เครือข่ายการสื่อสาร (Communication Nets) โดยไคลน์ร็อกได้สร้างประโยชน์มากจากการที่ได้พัฒนาระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ด้วยทักษะการประยุกต์ใช้งานทฤษฎีการจัดลำดับ (Queuing Theory) สำหรับโครงข่ายที่สามารถจัดเก็บและส่งต่อข้อมูล (Store-and-Forward) ซึ่งผลงานของไคลน์ร็อกนี้ได้พัฒนาความรู้ความเข้าใจของวิศวกรสื่อสารที่มีต่อวิธีการสลับข้อความ (Message Switching) ซึ่งวิธีการแบบใหม่ที่ได้เข้ามาแทนที่การสลับตัดต่อวงจรแบบเดิม ทำให้เกิดประโยชน์ต่อการสื่อสารเชิงข้อมูลมากขึ้น
         ช่วงเวลาเดียวกันนั้น พอล บาราน (Paul Baran) วิศวกรจากแรนด์ (RAND Corporation) ได้เริ่มแนวคิดเกี่ยวกับการสร้างเครือข่ายการสื่อสารที่สามารถทำงานได้แม้ว่าสหรัฐอเมริกา จะถูกโจมตีด้วยอาวุธนิวเคลียร์ก่อนปี พ.ศ. ๒๕๐๓ บารานได้นำเสนอเทคนิคการสื่อสารที่มีชื่อว่า การสื่อสารแบบแจกกระจาย (Distributed Communication) ซึ่งแต่ละหน่วยของการสื่อสาร (Communication Node) สามารถเชื่อมต่อไปยังจุดอื่นๆ ของการสื่อสารได้หลายจุด ด้วยเหตุนี้การสลับสัญญาณหรือช่องสัญญาณจึงสามารถกระจายไปกับหน่วยต่างๆ ของโครงข่ายได้ ทำให้โครงข่ายมีระดับความปลอดภัยที่สูงขึ้นหรือมีการกระจายความเสี่ยงไปในโครงข่าย หากถูกโจมตีเสียหายในส่วนใดส่วนหนึ่ง ก็ยังคงมีโครงข่ายส่วนอื่นเหลืออยู่
         สำหรับการส่งผ่านข้อมูลให้ได้จำนวนมากผ่านเครือข่ายดังกล่าวโดยไม่รอเส้นทางการสื่อสารเฉพาะหรือทำให้เกิดการส่งแบบกระจายแยกกันออกไป บารานได้นำวิธีการสลับข้อความมาใช้กับการส่งข่าวสารข้อมูล โดยการแปลงข้อมูลข่าวสารปริมาณมากให้อยู่ในรูปแบบของสัญญาณดิจิทัลและจัดเป็นกลุ่ม กลุ่มละ ๑,๐๒๔ บิต แล้วจึงส่งไปในเครือข่ายโดยมีหัวเรื่อง (Header) ที่จะแสดงข้อมูลเส้นทางผู้รับแนบไปกับแต่ละกลุ่มข้อมูล โดยข้อความที่ส่งไปแต่ละกลุ่มจะมาจากเส้นทางที่แตกต่างกันและถูกนำไปรวบรวมหรือจัดเรียงโครงสร้าง เพื่อแปลงคืนเป็นข่าวสารตั้งต้นที่หน่วยรับปลายทาง
          บารานได้อธิบายระบบที่นำเสนออย่างละเอียดในเอกสารตีพิมพ์ของแรนด์ฉบับฤดูร้อนปี ค.ศ. 1964 (พ.ศ. ๒๕๐๗โดยอยู่ในหัวข้อเรื่อง “บนพื้นฐานการสื่อสารแบบแจกกระจาย (On Distributed Communications)” ในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน โดนัลด์ วัตต์ เดวีส์ (Donald Watt Davies) จากสหราชอาณาจักร ได้ทำการพัฒนาระบบที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับระบบของบาราน โดยเดวีส์ได้นิยามคำว่ากลุ่มข้อมูลหรือแพกเกต (Packet) และการสลับกลุ่มข้อมูล (Packet Switching) ขึ้น เพื่อใช้อธิบายความหมายของการแบ่งส่วนข้อมูลและโพรโทคอลการจัดการข้อความ สำหรับใช้งานในระบบที่กว้างขึ้น ทั้งบารานและเดวีส์ต่างก็เป็นผู้สรรค์สร้าง วิธีการสลับกลุ่มข้อมูลของตนเองขึ้นมาเพื่อให้เป็นวิธีการที่ดีที่สุด สำหรับการส่งข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งหลายปีต่อมาจากนั้นแนวคิด ของทั้งสองได้ถูกนำมารวมกัน และนำไปใช้งานในโครงการอาร์พาเน็ต (ARPANET)[๑][๒] โดยมีลอว์เรนซ์ จี โรเบิร์ต (Lawrence G. Robert) รับผิดชอบเป็นผู้อำนวยการโครงการคนแรก ในที่สุดแนวคิดเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลแบบใหม่ทั้งหมดได้ทำให้ทั้ง ไคลน์ร็อก บาราน เดวีส์ และโรเบิร์ต ได้รับรางวัลเชิดชูเกียรติด้านอินเทอร์เน็ตจากสมาคมไอทริเปิลอี (IEEE Internet Award) เมื่อปี ค.ศ. 2000 (พ.ศ. ๒๕๔๓) [๓]
         ช่วงเวลาระหว่างปลายคริสต์ทศวรรษที่ 1960 จนถึงต้นคริสต์ทศวรรษที่ 1970 นั้น (ช่วงก่อนและหลัง พ.ศ. ๒๕๑๓) ได้มีการนำเทคนิคการสลับกลุ่มข้อมูล (Packet Switching) มาใช้เป็นครั้งแรกในการสื่อสารผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของโครงการอาร์พาเน็ต (ARPANET) ซึ่งโครงการนี้เป็นการนำเอางานของไคลน์ร็อก บาราน และเดวีส์มาประยุกต์ใช้ โดยได้รับการสนับสนุนด้านเงินทุนจากอาร์พา หรือสำนักงานโครงการวิจัยระดับก้าวหน้าของกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา (United States Department of Defense’s Advance Research Projects Agency : ARPA) ซึ่งในปี พ.ศ.๒๕๐๕ อาร์พาได้ก่อตั้งสำนักงานการจัดการสารสนเทศหรือไอพีทีโอ (Information Processing Techniques Office: IPTO) เพื่อสนับสนุนงานด้านนี้โดยเฉพาะ ทำให้อาร์พาได้กลายเป็นแหล่งเงินทุนหลักสำหรับงานวิจัยทางด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และสนับสนุนให้เกิดความก้าวหน้าในหลายๆ ด้านของเทคโนโลยีการคำนวณ (Computing Technology) รวมไปถึง คอมพิวเตอร์กราฟิก (Computer Graphics) ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence) การจัดสรรเวลา (Time-Sharing) และวิทยาการเครือข่าย (Networking) ช่วงต้นปี พ.ศ. ๒๕๐๙ อาร์พาได้สร้างโครงการเชื่อมโยง ศูนย์คำนวณประมวลผลหรือศูนย์คอมพิวเตอร์ ของมหาวิทยาลัยทั่วประเทศสหรัฐอเมริกาขึ้น
         ช่วงเริ่มต้นของโครงการ แผนงานของอาร์พาเน็ตได้นำเอาเทคนิคการสลับกลุ่มข้อมูล (Packet Switching) มาใช้ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์จำนวนหนึ่งในเครือข่ายแทนการใช้เทคนิควงจรสลับสัญญาณหรือข้อความแบบเดิม สำหรับเทคนิคการสลับกลุ่มข้อมูลยังมีข้อจำกัดคือ ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในการส่งข้อมูลที่มีความเร็วสูงกว่า ๒,๔๐๐ บิตต่อวินาที เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าวโรเบิร์ต ดับเบิลยู ลักกี (Robert W. Lucky) จากเบลล์แล็บจึงได้พัฒนาโมเด็มปรับแต่งสัญญาณแบบปรับเปลี่ยนสถานะได้(Adaptively Equalized Modem)ซึ่งเกิดขึ้นในปี พ.ศ.๒๕๐๘ อุปกรณ์นี้จะปรับแต่งเฟส (Phase) และแอมพลิจูดหรือขนาด (Amplitude) ของพัลส์คลื่นให้เหมาะสมกับสภาพการเปลี่ยนแปลงของช่องสัญญาณหรือสายส่ง การปรับแต่งสัญญาณแบบปรับเปลี่ยนได้ตามสถานการณ์ ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้สูงถึง ๑๔,๔๐๐ บิตต่อวินาที
           โครงสร้างพื้นฐานของอาร์พาเน็ตประกอบด้วย แม่ข่ายคอมพิวเตอร์สำหรับจัดสรรเวลา หน่วยประมวลผลข่าวสารการเชื่อมต่อของการสลับกลุ่มข้อมูลหรือไอเอ็มพี (Packet-Switching Interface Message Processor : IMPs) และสายโทรศัพท์เช่าสัญญาณขนาด ๕๖ กิโลบิตต่อวินาที (KBit/sec) จากบริการ ของบริษัทเอทีแอนด์ที ซึ่งงานพัฒนาส่วนใหญ่คือ การสร้างไอเอ็มพี โดยเมื่อต้นปี ค.ศ.1969(พ.ศ.๒๕๑๒) โรเบิร์ตได้ตัดสินใจ  ทำสัญญาจ้าง
บริษัทโบลต์ เบราเนก แอนด์ นิวแมน หรือบีบีเอ็น (Bolt Beranek and Newman Corporation : BBN) ซึ่งเป็นบริษัทที่ปรึกษาที่มีความชำนาญพิเศษด้านเทคนิคเสียง (Acoustic) และระบบการคำนวณ (Computing Systems) เดือนกันยายนปีเดียวกันนั้น วิศวกรจากบีบีเอ็นและกลุ่มวิจัยของลีโอนาร์ด ไคลน์ร็อกได้ทำการติดตั้งไอเอ็มพีเป็นครั้งแรก ณ มหาวิทยาลัยแห่งมลรัฐแคลิฟอร์เนีย ณ เมืองลอสแองเจลิส (University of California, Los Angeles : UCLA) ซึ่งบีบีเอ็นได้ติดตั้งระบบและเชื่อมโยงสี่ศูนย์หรือโนดเริ่มแรกระหว่างมหาวิทยาลัยแห่งมลรัฐแคลิฟอร์เนีย ณ เมืองลอสแองเจลิส (UCLA) สถาบันวิจัยสแตนฟอร์ด (Stanford Research Institute : SRI) มหาวิทยาลัยแห่งมลรัฐแคลิฟอร์เนีย ณ เมืองซานตาบาร์บารา (UC Santa Barbara) และมหาวิทยาลัยแห่งมลรัฐยูทาห์ (University of Utah) ได้สำเร็จในปลายปีนั้น ทำให้อาร์พาเน็ตสามารถเริ่มทำการส่งข่าวสารที่เป็นข้อความระหว่างกันโดยผ่านทั้งสี่ศูนย์ได้

 

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น