ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
1. ความหมายของระบบเครีอข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) คือ กลุ่มของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์ ที่ถูกนำมาเชื่อมต่อกัน ผ่านเทคโนโลยีด้านการสื่อสาร เพื่อให้ผู้ใช้ในระบบเครือข่ายสามารถติดต่อสื่อสาร แลกเปลี่ยน และใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ ของเครือข่ายร่วมกันได้ การที่เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีบทบาท และความสำคัญเพิ่มขึ้น เพราะไมโครคอมพิวเตอร์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเครือข่ายสามารถเชื่อต่อคอมพิวเตอร์เป็นจำนวนมากทั่วโลก เข้าด้วยกัน เรียกว่า เครือข่ายอินเทอร์เน็ต
อ้างอิง: http://www.sa.ac.th/e-learning/internet/mean_net.html
องค์ประกอบของการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเครื่องหนึ่งไปยังเครื่องหนึ่งจะต้องมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน 1. ผู้ส่ง (Sender) 2. ผู้รับ (Receiver) 3. ตัวกลางในการส่งสัญญาน ซึ่งมีหน้าที่ในการนำข้อมูลจากผู้ส่งไปให้ถึงผู้รับ
อ้างอิง http://school.obec.go.th/ckn/network1/new_page_3.htm
องค์ประกอบของการส่งข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเครื่องหนึ่งไปยังเครื่องหนึ่งจะต้องมีองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน 1. ผู้ส่ง (Sender) 2. ผู้รับ (Receiver) 3. ตัวกลางในการส่งสัญญาน ซึ่งมีหน้าที่ในการนำข้อมูลจากผู้ส่งไปให้ถึงผู้รับ
อ้างอิง http://school.obec.go.th/ckn/network1/new_page_3.htm
2. ประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีดังนี้
การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน (Sharing of peripheral devices) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้ผู้ใช้ สามารถใช้อุปกรณ์ รอบข้างที่ต่อพ่วงกับระบบคอมพิวเตอร์ ร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเครื่องพิมพ์ ดิสก์ไดร์ฟ ซีดีรอม สแกนเนอร์ โมเด็ม เป็นต้น ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย ไม่ต้องซื้ออุปกรณ์ที่มีราคาแพง เชื่อมต่อพ่วงให้กับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง
การใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกัน (Sharing of program and data) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรม และข้อมูลร่วมกันได้ โดยจัดเก็บโปรแกรมไว้แหล่งเก็บข้อมูล ที่เป็นศูนย์กลาง เช่น ที่ฮาร์ดดิสก์ของเครื่อง File Server ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรมร่วมกัน ได้จากแหล่งเดียวกัน ไม่ต้องเก็บโปรแกรมไว้ในแต่ละเครื่อง ให้ซ้ำซ้อนกัน นอกจากนั้นยังสามารถรวบรวม ข้อมูลต่าง ๆ จัดเก็บเป็นฐานข้อมูล ผู้ใช้สามารถใช้สารสนเทศ จากฐานข้อมูลกลาง ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร ์ที่ใช้งานได้อย่างสะดวกสบาย โดยไม่ต้องเดินทางไปสำเนาข้อมูลด้วยตนเอง เพราะใช้การเรียกใช้ข้อมูล ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั่นเอง เครื่องลูก (Client) สามารถเข้ามาใช้ โปรแกรม ข้อมูล ร่วมกันได้จากเครื่องแม่ (Server) หรือระหว่างเครื่องลูกกับเครื่องลูกก็ได้ เป็นการประหยัดเนื้อที่ในการจัดเก็บโปรแกรม ไม่จำเป็นว่าทุกเครื่องต้องมีโปรแกรมเดียวกันนี้ในเครื่องของตนเอง
สามารถติดต่อสื่อสารระยะไกลได้ (Telecommunication) การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เป็นเครือข่าย ทั้งประเภทเครือข่ายLAN , MAN และ WAN ทำให้คอมพิวเตอร์ สามารถสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูล ระยะไกลได ้โดยใช้ซอฟต์แวร์ประยุกต์ ทางด้านการติดต่อสื่อสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต มีการให้บริการต่าง ๆ มากมาย เช่น การโอนย้ายไฟล์ข้อมูล การใช้จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail) การสืบค้นข้อมูล (Serach Engine) เป็นต้น
สามารถประยุกต์ใช้ในงานด้านธุรกิจได้ (ฺBusiness Applicability) องค์กรธุรกิจ มีการเชื่อมโยง เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อประโยชน์ทางธุรกิจ เช่น เครือข่ายของธุรกิจธนาคาร ธุรกิจการบิน ธุรกิจประกันภัย ธุรกิจการท่องเที่ยว ธุรกิจหลักทรัพย์ สามารถดำเนินธุรกิจ ได้อย่างรวดเร็ว ตอบสนองความพึงพอใจ ให้แก่ลูกค้าในปัจจุบัน เริ่มมีการใช้ประโยชน์จากเครือข่าย Internet เพื่อทำธุรกิจกันแล้ว เช่นการสั่งซื้อสินค้า การจ่ายเงินผ่านระบบธนาคาร เป็นต้น
ความประหยัด นับเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า อย่างเช่นในสำนักงานหนึ่งมีเครื่องอยู่ 30 เครื่อง หรือมากกว่านี้ ถ้าไม่มีการนำระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้ จะเห็นว่าต้องใช้เครื่องพิมพ์อย่างน้อย 5 - 10 เครื่อง มาใช้งาน แต่ถ้ามีระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้แล้วละก้อ ก็สามารถใช้อุปกรณ์ หรือเครื่องพิมพ์ประมาณ 2-3 เครื่องก็พอต่อการใช้งานแล้ว เพราะว่าทุกเครื่องสามารถเข้าใช้เครื่องพิมพ์เครื่องใดก็ได้ ผ่านเครื่องอื่น ๆ ที่ในระบบเครือข่ายเดียวกัน
ความเชื่อถือได้ของระบบงาน นับเป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับการดำเนินธุรกิจ ถ้าทำงานได้เร็วแต่ขาดความน่าเชื่อถือก็ถือว่าใช้ไม่ได้ ไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นเมื่อนำระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มาใช้งาน ทำระบบงานมีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือของข้อมูล เพราะจะมีการทำสำรองข้อมูลไว้ เมื่อเครื่องที่ใช้งานเกิดมีปัญหา ก็สามารถนำข้อมูลที่มีการสำรองมาใช้ได้ อย่างทันที
อ้างอิง: http://blog.eduzones.com/banny/3478
การใช้ทรัพยากรร่วมกัน ทรัพยากรในระบบงานคอมพิวเตอร์บางอย่าง เช่น เครื่องพิมพ์ ถ้าติดตั้งไว้ที่เครื่องคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายและกำหนดให้เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดในระบบเครือข่ายเข้ามาใช้ได้เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆในระบบเครือข่ายก็สามารถสั่งพิมพ์งานมาที่เครื่องพิมพ์เครื่องนี้ได้ทันที เป็นการประหยัดทรัพยากร เพราะทรัพยากรบางอย่างเช่นเครื่องพิมพ์มีราคาแพง และไม่ได้ใช้งานตลอดเวลา
การติดต่อสื่อสารระหว่างกัน ในระบบเครือข่ายเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถติดต่อสื่อสารระหว่างกันได้ ทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์สามารถถ่ายโอนข้อมูลระหว่างกันได้ หรือสามารถส่งข่าวสารถึงกัน ร่วมไปถึงการพูดคุยกันผ่านระบบเครือข่ายได้ทันที โดยอาศัยเทคโนโลยีด้านซอฟต์แวร์ในการติดต่อสื่อสาร เช่น การส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ การใช้เว็บบอร์ด การใช้ Chat เป็นต้น
การใช้ระบบสำนักงานอัตโนมัติ ระบบสำนักงานอัตโนมัติคือระบบงานที่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ติดต่อสื่อสารกันโดยผ่านระบบเครือข่ายแทนการใช้กระดาษ ซึ่งจะเป็นการช่วยในการประหยัดกระดาษในการติดต่อสื่อสาร และยังช่วยในการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมอีกด้วยเพราะในการผลิตกระดาษจะต้องมีการตัดไม้มาใช้ในกระบวนการผลิต เช่น เมื่อต้องการส่งเอกสารหนังสือคำสั่ง หรือจดหมาย ถึงกัน ก็พิมพ์เอกสารด้วยคอมพิวเตอร์โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูป แล้วส่งผ่านระบบเครือข่ายไม่ต้องพิมพ์ลงบนกระดาษ
3. ประเภทของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network หรือ LAN)
เป็นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้กันอยู่ในบริเวณไม่กว้างนัก อาจอยู่ในองค์กรเดียวกัน หรืออาคารที่ใกล้กัน เช่น ภาพในสำนักงาน ภายในโรงเรียนหรือมหาวิทยาลัย ระบบเครือข่ายท้องถิ่นจะช่วยให้ติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ
2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network หรือ MAN)
เป็นเครือข่ายขนาดกลาง ใช้ภายในเมือง หรือจังหวัดที่ใกล้เคียงกัน เช่น ระบบเคเบิลทีวีที่มีสมาชิกตามบ้านทั่วไปที่เราดูกันอยู่ทุกวันก็จัดเป็นระบบเครือข่ายแบบ MAN
3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network หรือ WAN)
เป็นระบบเครือข่ายขนาดใหญ่ ใช้ติดตั้งบริเวณกว้าง มีสถานนีหรือจุดเชื่อมต่อมากมาย มากกว่า 1 แสนจุด ใช้สื่อกลางหลายชนิด เช่น ระบบคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ หรือดาวเทียม
4. รูปแบบการเชื่อมต่อของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายแบบดาว (star topology)
เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด โดยสถานีทุกสถานีในเครือข่ายจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลางแบบจุดต่อจุด การติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีจะกระทำได้ด้วยการติดต่อผ่านทางวงจรของหน่วยสลับสายกลาง การทำงานของหน่วยสลับสายกลางจึงคล้ายกับศูนย์กลางของการติดต่อวงจรเชื่อมโยงระหว่างสถานีต่าง ๆ ที่ต้องการติดต่อกัน
ข้อดีคือการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่สามารถทำได้ง่ายและไม่กระทบกับเครื่องอื่นในระบบเลย แต่ข้อเสียคือมี ค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับสายสูงและถ้าคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเสียระบบเครือข่ายจะหยุดชะงักทั้งหมดทันที
เครือข่ายแบบบัส (bus topology)
เป็นรูปแบบที่มีผู้นิยมใช้มากแบบหนึ่ง เพราะมีโครงสร้างไม่ยุ่งยากและไม่ต้องใช้อุปกรณ์สลับสาย เป็นการเชื่อมต่อแบบหลายจุด สถานีทุกสถานีรวมทั้งอุปกรณ์ทุกชิ้นในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับสายสื่อสารหลักเพียงสายเดียว เรียกว่าแบ็กโบน (backbone) การจัดส่งข้อมูลลงบนบัสจึงสามารถทำให้การส่งข้อมูลไปถึงทุกสถานีได้ผ่านสายแบ็กโบนนี้ โดยการจัดส่งวิธีนี้ต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้ข้อมูลชนกัน โดยวิธีการที่ใช้อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลา หรือให้แต่ละสถานีใช้ความถี่สัญญาณที่แตกต่างกัน ข้อดีที่ใช้สายน้อย และถ้ามีเครื่องเสียก็ไม่มีผลอะไรต่อระบบโดยรวม ส่วนข้อเสียก็คือตรวจหาจุดที่เป็นปัญหาได้ยาก
เครือข่ายแบบวงแหวน (ring topology)
เป็นลักษณะการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดเช่นเดียวกับแบบดาว โดยสถานีแต่ละสถานีจะต่อกับสถานีที่อยู่ติดทั้งสองข้างของตนเอง และทุกสถานีมีเครื่องขยายสัญญาณของตัวเอง โดยจะมีการเชื่อมโยงเครื่องขยายสัญญาณของแต่ละสถานีเข้าด้วยกันเป็นวงแหวน สัญญาณข้อมูลจะส่งอยู่ในวงแหวนแบบจุดต่อจุดไปในทิศทางเดียวกันจนถึงผู้รับภายในเวลาที่กำหนด โดยเครื่องขยายสัญญาณเหล่านี้จะมีหน้าที่ในการรับข้อมูลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ของตัวเองหรือจากเครื่องขยายสัญญาณตัวก่อนหน้า และส่งข้อมูลต่อไปยังเครื่องขยายสัญญาณตัวถัดไปเรื่อย ๆ เป็นวง หากข้อมูลที่ส่งเป็นของสถานีใด เครื่องขยายสัญญาณของสถานีนั้นก็รับและส่งให้กับสถานีนั้น จึงต้องมีการตรวจสอบข้อมูลที่ได้รับว่าเป็นของตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็รับไว้ ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป อีกทั้งสามารถตรวจสอบความผิดพลาดในการส่งด้วยโดยกรณีที่เครื่องรับปลายทางไม่ได้รับสัญญาณข้อมูลในเวลาที่กำหนด จะมีการแจ้งว่าเกิดความผิดพลาดในเครือข่ายได้ ข้อดีคือ ใช้สายเคเบิลน้อย และสามารถตัดเครื่องที่เสียออกจากระบบได้ ทำให้ไม่มีผลต่อระบบเครือข่าย ข้อเสียคือหากมีเครื่องที่มีปัญหาอยู่ในระบบจะทำให้เครือข่ายไม่สามารถทำงานได้เลย และการเชื่อมต่อเครื่องเข้าสู่เครือข่ายอาจต้องหยุดระบบทั้งหมดลงก่อน
ต้นเครือข่ายแบบต้นไม้ (tree topology)
มีลักษณะการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดเช่นเดียวกับแบบดาว โดยมีสายนำสัญญาณแยกออกไปเป็นแบบกิ่ง เครือข่ายแบบนี้จะเหมาะกับการประมวลผลแบบกลุ่มจะประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับต่างๆกันอยู่หลายเครื่องแล้วต่อกันเป็นชั้น ๆ ดูราวกับแผนภาพองค์กร แต่ละกลุ่มจะมีโหนดแม่ละโหนดลูกในกลุ่มนั้นที่มีการสัมพันธ์กัน การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่นๆได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม และรับส่งข้อมูลเดียวกัน ดังนั้นในแต่ละกลุ่มจะส่งข้อมูลได้ทีละสถานีโดยไม่ส่งพร้อมกัน
ฮับ (hub)
เป็นอุปกรณ์ที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหลายๆ สถานี เข้าด้วยกัน ฮับเปรียบเสมือนเป็นบัสที่รวมอยู่ที่จุดเดียวกัน ฮับที่ใช้งานอยู่ภายใต้มาตรฐานการรับส่งแบบอีเทอร์เน็ต หรือ IEEE802.3 ข้อมูลที่รับส่งผ่านฮับจากเครื่องหนึ่งจะกระจายไปยังทุกสถานีที่ต่ออยู่บนฮับนั้น ดังนั้น ทุกสถานีจะรับสัญญาณข้อมูลที่กระจายมาได้ทั้งหมด แต่จะเลือกคัดลอกเฉพาะข้อมูลที่ส่งมาถึงตนเท่านั้น การตรวจสอบข้อมูลจึงต้องดูที่แอดเดรส (address) ที่กำกับมาในกลุ่มของข้อมูลหรือแพ็กเก็ต
อุปกรณ์สวิตซ์ (switch)
เป็นอุปกรณ์รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหลายสถานีเช่นเดียวกับฮับ แต่มีข้อแตกต่างจากฮับ คือ การรับส่งข้อมูลจากสถานี(อุปกรณ์) ตัวหนึ่ง จะไม่กระจายไปยังทุกสถานี (อุปกรณ์) เหมือนฮับ ทั้งนี้เพราะสวิตช์จะรับกลุ่มข้อมูล(แพ็กเก็ต) มาตรวจสอบก่อน แล้วดูว่าแอดเดรสของสถานีปลายทางไปที่ใด สวิตช์จะนำแพ็กเก็ตหรือกลุ่มข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังสถานี (อุปกรณ์) เป้าหมายให้อย่างอัตโนมัติ สวิตช์จะลดปัญหาการชนกันของข้อมูลเพราะไม่ต้องกระจายข้อมูลไปทุกสถานี และยังมีข้อดีในเรื่องการป้องกันการดักจับข้อมูลที่กระจายไปในเครือข่าย
อุปกรณ์จัดเส้นทาง (router)
ในการเชื่อมโยงเครือข่ายหลายๆ เครือข่ายเข้าด้วยกัน หรือเชื่อมโยงอุปกรณ์หลายอย่างเข้าด้วยกัน จะมีเส้นทางการเข้าออกของข้อมูลได้หลายเส้นทาง และแต่ละเส้นทางอาจใช้เทคโนโลยีเครือข่ายที่ต่างกัน อุปกรณ์จัดเส้นทางจะหาเส้นทางที่เหมาะสมให้ เพื่อให้การส่งข้อมูลเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ การที่อุปกรณ์จัดหาเส้นทางเลือกเส้นทางได้ถูกต้องเพราะแต่ละสถานีภายในเครือข่ายมีแอดเดรสกำกับ อุปกรณ์จัดเส้นทางต้องรับรู้ตำแหน่งและสามารถนำข้อมูลออกทางเส้นทางได้ถูกต้องตามตำแหน่งแอดเดรสที่กำกับอยู่ในเส้นทางนั้น
