เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์คืออะไร

เครือข่ายคอมพิวเตอร์  (Computer  Network)  คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง   และก็สื่อสารข้อมูลกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ  ซึ่งทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกันได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทรัพยากร(Resources) ที่มีอยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ ซีดีรอม สแกนเนอร์ ฮาร์ดดิสก์ เป็นต้น

แนวคิดในการสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั้น เริ่มมาจากการที่ผู้ใช้ต้องการที่จะแลกเปลี่ยนข้อมูลกันอย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว คอมพิวเตอร์เดี่ยวๆ เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลในปริมาณมากอย่างรวดเร็วอยู่แล้ว แต่ข้อเสียคือ  ผู้ใช้ไม่สามารถแชร์ข้อมูลนั้นกับคนอื่นอย่างมีประสิทธิภาพได้ก่อนที่จะมีเครือข่ายคอมพิวเตอร์

องค์ประกอบพื้นฐานของเครือข่าย

       การที่คอมพิวเตอร์จะเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้ ต้องมีองค์ประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้
     - คอมพิวเตอร์ อย่างน้อย  2  เครื่อง
     - เน็ตเวิร์ดการ์ด  หรือ  NIC ( Network  Interface  Card) เป็นการ์ดที่เสียบเข้ากับช่องที่ เมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์  ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และเครือข่าย
    - สื่อกลางและอุปกรณ์สำหรับการรับส่งข้อมูล  เช่น  สายสัญญาณ  ส่วนสายสัญญาณที่นิยมที่ใช้กันในเครือข่ายก็เช่น  สายโคแอ็กเชียล  สายคู่เกลียวบิด  และสายใยแก้วนำแสง  เป็นต้น ส่วนอุปกรณ์ เครือข่าย  เช่น  ฮับ สวิตช์ เราท์เตอร์ เกตเวย์ เป็นต้น
  - โปรโตคอล  ( Protocol) โปรโตคอลเป็นภาษาที่คอมพิวเตอร์ใช้ติดต่อสื่อสารกันผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่สามารถสื่อสารกันได้นั้นจำเป็นที่ต้องใช้  “ภาษา” หรือใช้โปรโตคอลเดียวกันเช่น  OSI,  TCP/IP,  IPX/SPX เป็นต้น
- ระบบปฏิบัติการเครือข่าย  หรือ NOS (Network Operating System)ระบบปฏิบัติการเครือข่ายจะเป็นตัวคอยจัดการเกี่ยวกับ

 การจำแนกประเภทของเครือข่าย

                    เครือข่ายสามารถจำแนกออกได้เป็นหลายประเภทแล้วแต่เกณฑ์ที่ใช้ คล้ายกับการจำแนกของ รถยนต์ ถ้าใช้ขนาดเป็นเกณฑ์ จะสามารถแบ่งออกได้ โดยทั่วไปจำแนกประเภทของเครือข่ายมีอยู่  3  วิธีคือ

   1. ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามขนาดทางภูมิศาสตร์

                     ถ้าใช้ขนาดทางกายภาพเป็นเกณฑ์  เครือข่ายก็ต้องสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทคือ  LAN หรือเครือข่ายท้องถิ่น  และ MAN หรือเครือข่ายในบริเวณกว้าง LAN เป็นเครือข่ายที่มีใช้ในขนาดเล็กที่ครอบคลุมพื้นที่ในบริเวณจำกัด เช่น  ภายในห้อง หรือภายในอาคาร  หรืออาจครอบคลุมไปถึงหลายอาคารที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียง เช่น ในวิทยาเขตของมหาวิทยาลัย ซึ่งบางทีเรียกว่า “เครือข่ายวิทยาเขต(Campus  Network ) ”  จำนวนของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันใน  LAN   อาจมีตั้งแต่สองพันเครื่องไปจนถึงหลายพันเครื่อง  แต่ในส่วนของ WAN เป็นเครือข่ายที่ครอบคลุมบริเวณกว้าง เช่น ในพื้นที่เมือง หรืออาจจะ ครอบคลุมทั่วโลกก็ได้ เช่น เครือข่ายอินเตอร์เน็ต

 1.1  เครือข่ายท้องถิ่น  (Local Area Network หรือ Lan)  เป็นเครือข่ายระยะใกล้ใช้กันอยู่ในบริเวณที่ไม่กว้างมากนัก  อาจอยู่ในองค์กรเดียวกัน  หรืออาคารที่ใกล้กัน 

 1.2 ระบบเครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network : MAN) คือ การเชื่อมต่อระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีระยะทางการเชื่อมต่อไกลกว่า ระบบเครือข่ายท้องถิ่น เป็นการเชื่อมต่อภายในเมืองเดียวกัน จังหวัดเดียวกัน โดยอาศัยโครงข่ายขององค์การโทรศัพท์ หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทยเพราะเป็นการติดต่อกันภายในเมือง เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างโรงเรียนสองโรงเรียน หรือการเชื่อมต่อระหว่างหน่วยงานที่มีสาขาย่อยต่างจังหวัด เป็นต้น

ระบบเครือข่ายแบบกว้าง (Wide Area Network: WAN)

          ในระบบเครือข่าย   WAN  แบบบริเวณกว้าง  โดยส่วนใหญ่แล้วก็จะเป็นเครือข่ายที่ระยะไกลเป็นระบบเครือข่ายที่เชื่อมโยงเครือข่ายแบบท้องถิ่นตั้งแต่ 2 เครือข่ายขึ้นไปเข้าไว้ด้วยกันโดยผ่านระยะทางที่ไกลมาก  โดยทั่วไปอาศัยสายโทรศัพท์ขององค์การโทรศัพท์   และคลื่นไมโครเวฟ  เป็นตัวกลางในการรับ-ส่งข้อมูล ระบบนี้เสียค่าใช้จ่ายมากกว่าแบบแรก

2.   ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามหน้าที่ของคอมพิวเตอร์

ที่กล่าวมาข้างต้น เป็นเพียงการจำแนกประเภทของเครือข่ายตามขนาดพื้นที่ที่ครอบคลุมถึงเท่านั้น  การจำแนกประเภทของเครือข่ายยังสามารถจำแนกได้  โดยใช้ลักษณะการแชร์ข้อมูลของคอมพิวเตอร์  หรือหน้าที่ของคอมพิวเตอร์ในแต่ละเครือข่ายเป็นเกณฑ์  เพื่อเป็นการแบ่งประเภทของเครือข่าย ซึ่งเมื่อใช้หลักการนี้แล้วเราสามารถแบ่งเครือข่ายออกได้เป็น  2  ประเภทคือ 

2.1   เครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์  (Peer – To - Peer)

โดยเป็นการเชื่อมต่อของเครื่องทุกเครื่องที่ใช้ในระบบเครือข่าย  และยังมีสถานะเท่าเทียมกันหมด โดยเป็นเครื่องทุกเครื่องสามารถเป็นได้ทั้งเครื่องผู้ใช้บริการและผู้ให้เครื่องบริการในขณะใดขณะหนึ่ง

2.2   เครือข่ายแบบไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์ (Client/Server  Network)

ถ้าระบบเครือข่ายมีคอมพิวเตอร์ไม่มากนัก ควรสร้างเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์  เนื่องจากง่ายและค่าใช้จ่ายจะถูกกว่า  แต่เมื่อเครือข่ายนั้นมีการขยายใหญ่ขึ้นจำนวนผู้ใช้ก็มากขึ้นเช่นกัน  การดูแลและการจัดการระบบก็จะซับซ้อนมากยิ่งขึ้น เครือข่ายจำเป็นที่ต้องมีเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่จัดการเรื่องต่างๆ และให้บริการอื่นๆ  เครื่องเซิร์ฟเวอร์นั้นก็ควรที่จะเป็นเครื่องที่มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และสามารถบริการให้ผู้ใช้ได้หลายๆ คนในเวลาเดียวกันได้

ระบบเครือข่ายชนิดต่างๆ

 

ระบบเครือข่าย สามารถเรียกได้ หลายวิธี เช่นตามรูปแบบ การเชื่อมต่อ (Topology) เช่น แบบบัส (bus), แบบดาว (star), แบบวงแหวน (ring) หรือจะเรึยกตามขนาด หรือระยะทางของระบบก็ได้ เช่นแลน (LAN), แวน (WAN), แมน (MAN) นอกจากนี้ ระบบเครือข่าย ยังสามารถ เรียกได้ตาม เทคโนโลยีที่ไช้ ในการส่งผ่านข้อมูล เช่น เครือข่าย TCP/IP, เครือข่าย IPX, เครือข่าย SNA หรือเรียกตาม ชนิดของข้อมูล ที่มีการส่งผ่าน เช่นเครือข่าย เสียงและวิดีโอ
เรายังสามารถจำแนกเครือข่ายได้ ตามกลุ่มที่ใช้เครือข่าย เช่น อินเตอร์เน็ต (Internet), เอ็กซ์ตร้าเน็ต (Extranet), อินทราเน็ต (Intranet), เครือข่ายเสมือน (Virtual Private Network) หรือเรียก ตามวิธีการ เชื่อมต่อทางกายภาพ เช่นเครือข่าย เส้นใยนำแสง, เครือข่ายสายโทรศัพท์, เครือข่ายไร้สาย เป็นต้น จะเห็นได้ว่า เราสามารถจำแนก ระบบเครือข่าย ได้หลากหลายวิธี ตามแต่ว่า เราจะพูดถึง เครือข่ายนั้นในแง่มุมใด เราจำแนก ระบบเครือข่าย ตามวิธีที่นิยมกัน 3 วิธีคือ รูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology), รูปแบบการสื่อสาร (Protocol), และ สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Architecture)

การจำแนกระบบเครือข่าย ตามรูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology) จะบอกถึงรูปแบบ ที่ทำการ เชื่อมต่ออุปกรณ์ ในเครือข่ายเข้าด้วยกัน ซึ่งมีรูปแบบที่นิยมกัน 3 วิธีคือ

แบบบัส (bus)

ในระบบเครือข่าย โทโปโลยีแบบ BUS นับว่าเป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อน ลักษณะการทำงานของเครือข่ายโทโปโลยีแบบ BUS คืออุปกรณ์ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสารหลัก ที่เรียกว่า "บัส" (BUS) เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนด หนึ่งภายในเครือข่าย ข้อมูลจากโหนดผู้ส่ง จะถูกส่งเข้าสู่สายบัส ในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบด้วยตำแหน่งของ ผู้ส่งและผู้รับ และข้อมูล การสื่อสารภายในสายบัส จะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัสจะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ดูดกลืนสัญญาณ เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เป็นการป้องกันการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัส สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่ง เมื่อเข้าสู่บัสจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ข้างของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่าตำแหน่งปลายทาง ที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้น ตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนดตน แต่ถ้าไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้น ที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้
การควบคุมการสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ BUS มี 2 แบบคือ แบบควบคุมด้วยศูนย์กลาง (Centralized) ซึ่งจะมีโหนดหนึ่ง ที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางควบคุมการสื่อสารภายในเครือข่าย ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นไฟล์เซิร์ฟเวอร์ การควบคุมแบบกระจาย (Distributed) ทุก ๆ โหนดภายในเครือข่าย จะมีสิทธิในการควบคุมการสื่อสาร แทนที่จะ เป็นศูนย์กลางควบคุมเพียงโหนดเดียว ซึ่งโดยทั่วไปคู่โหนดที่กำลังทำการส่ง-รับ ข้อมูลกันอย ู่จะเป็นผู้ควบคุมการสื่อสารในเวลานั้นข้อดีข้อเสียของโทโปโลยีแบบบัส

แบบดาว (star)

 

 

 

 

เป็นหลักการส่งและรับข้อมูล เหมือนกับระบบโทรศัพท์ การควบคุมจะทำโดยสถานีศูนย์กลาง ทำหน้าที่เป็นตัวสวิตชิ่ง ข้อมูลทั้งหมดในระบบเครือข่าย จะต้องผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง (Center Comtuper) เป็นการเชื่อมโยงการติดต่อสื่อสาร ที่มีลักษณะคล้ายกับรูปดาว (STAR) หลายแฉก โดยมีศูนย์กลางของดาว หรือฮับ เป็นจุดผ่านการติดต่อกันระหว่างทุกโหนดในเครือข่าย ศูนย์กลาง จึงมีหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมเส้นทางการสื่อสารทั้งหมด นอกจากนี้ศูนย์กลางยังทำหน้าที่ เป็นศูนย์กลางข้อมูลอีกด้วย
การสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ STAR จะเป็นแบบ 2 ทิศทาง โดยจะอนุญาตให้มีเพียงโหนดเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายได้ จึงไม่มีโอกาสที่หลายๆ โหนดจะส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูล เครือข่ายแบบ STAR เป็นโทโปโลยี อีกแบบหนึ่ง ที่เป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ข้อดีของเครือข่ายแบบ STAR คือการติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำได้ง่าย หากมีโหนดใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์กลางสามารถตัดโหนดนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้

แบบวงแหวน (ring)

 

 

 

เครือข่ายแบบ RING เป็นการส่งข่าวสารที่ส่งผ่านไปในเครือข่าย ข้อมูลข่าวสารจะไหลวนอยู่ในเครือข่าย ไปในทิศทางเดียว เหมือนวงแหวน หรือ RING นั่นเอง โดยไม่มีจุดปลาย หรือเทอร์มิเนเตอร์ เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือสเตชั่น จะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด 1 เครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข่าวสารที่จำเป็นต่อการสื่อสาร ในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด และมีหน้าที่รับแพ็กเกจข้อมูล ที่ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูล ที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้น ส่งต่อไปให้กับโหนดของตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยังรีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป

โทโปโลยีแบบผสม (Hybridge Topology)

 

เป็นเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลแบบผสมระหว่างเครือข่ายแบบใดแบบหนึ่งหรือมากกว่า เพื่อความถูกต้องแน่นอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการและภาพรวมขององค์กร