เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ( computer network ) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเข้าด้วยกันเพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลทรัพยากรร่วมกันได้ เช่น สามารถใช้เครื่องพิมพ์ร่วมกัน สามารถใช้ฮาร์ดดิสก์ร่วมกัน แบ่งปันการใช้อุปกรณ์อื่นๆ ที่มีราคาแพงหรือไม่สามารถจัดหาให้ทุกคนได้ แม้กระทั่งสามารถใช้โปรแกรมร่วมกันได้เป็นการลดต้นทุนขององค์กรเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามพื้นที่ที่ครอบคลุมการใช้งานของ

เครือข่าย ดังนี้

                1) เครือข่ายส่วนบุคคล หรือแพน ( Personal Area Network: PAN ) เป็นเครือข่ายที่ใช้ส่วนบุคคล เช่น การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ การเชื่อมต่อพีดีเอกับเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งการเชื่อมต่อแบบนี้จะอยู่ในระยะใกล้ และมีการเชื่อมต่อแบบไร้สาย

                2) เครือข่ายเฉพาะที่ หรือแลน ( Local Area Network: LAN ) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ   ที่อยู่ในพื้นที่เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน  เช่น   ภายในบ้าน ภายในสำนักงาน และภายในอาคาร สำหรับการใช้งานภายในบ้านนั้นอาจเรียกเครือข่ายประเภทนี้ว่า เครือข่ายที่พักอาศัย ( home network ) ซึ่งอาจใช้การเชื่อมต่อแบบใช้สายหรือไร้สาย

                3) เครือข่ายนครหลวง หรือแมน (Metropolitan Area Network: MAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้เชื่อมโยงแลนที่อยู่ห่างไกลออกไป  เช่น  การเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างสำนักงานที่อาจอยู่คนละอาคารและมีระยะทางไกลกัน  การเชื่อมต่อเครือข่ายชนิดนี้อาจใช้สายไฟเบอร์ออพติก หรือบางครั้งอาจใช้ไมโครเวฟเชื่อมต่อ เครือข่ายแบบนี้ใช้ในสถานศึกษามีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครือข่ายแคมปัส ( Campus Area Network: CAN )

                4) เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน  (Wide Area Network: WAN)  เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายอื่นที่อยู่ไกลกันมาก เช่น เครือข่ายระหว่างจังหวัด หรือระหว่างภาครวมไปถึงเครือขายระหว่างประเทศ

                ลักษณะของเครือข่าย ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกันสามารถแงลักษณะของเครือข่ายตามบทบาทของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการสื่อสารได้ดังนี้

1) เครือข่ายแบบรับ-ให้บริการ  หรือไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์ (client-server network) จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเครื่องให้บริการต่างๆ  เช่น บริการเว็บ  และบริการฐานข้อมูล  การให้บริการขึ้นกับการร้องขอบริการจากเครื่องรับบริการ  เช่น  การเปิดเว็บเพจ  เครื่องรับบริการจะร้องขอบริการไปที่เครื่องบริการเว็บ  จากนั้นเครื่องให้บริการเว็บจะตอบรับและส่งข้อมูลกลับมาให้เครื่องรับบริการ ข้อดีของระบบนี้คือสามารถให้บริการแก่เครื่องรับบริการได้เป็นจำนวนมาก  ข้อด้อยคือระบบนี้มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและการบำรุงรักษาค่อนข้างสูง

 2) เครือข่ายระดับเดียวกัน Peer- to-Peer network: P2P network ) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเป็นได้ทั้งเครื่องให้บริการและเครื่องรับบริการในขณะเดียวกัน การใช้งานส่วนใหญ่มักใช้ในการแบ่งปันข้อมูล เช่น เพลง ภาพยนตร์ โปรแกรม และเกม เครือข่ายแบบนี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้นในผู้ใช้งานอินเทอร์เน็ตการใช้งานจะมีซอฟต์แวร์เฉพาะ เช่น โปรแกรม eDonkey, BitTorrent และ LimeWire ข้อดีของระบบแบบนี้คือง่ายต่อการใช้งาน และราคาไม่แพง ข้อด้อยคือไม่มีการควบคุมเรื่องความปลอดภัย จึงอาจพบว่าถูกนำไปใช้ประโยชน์ในทางไม่ถูกต้อง เช่น การแบ่งปันเพลง ภาพยนตร์ และโปรแกรมที่มีลิขสิทธิ์ซึ่งเป็นการกระทำผิดกฎหมาย

                รูปร่างเครือข่าย การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับส่งข้อมูลที่ประกอบกันเป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยงถึงกันในรูปแบบต่างๆ ตามลักษณะทางกายภาพที่เรียกว่ารูปร่างเครือข่าย ( network topology ) โดยทั่วไปรูปร่างเครือข่ายสามารถแบ่งออกตามลักษณะของการเชื่อมต่อได้ 4 รูปแบบคือ

               1) เครือข่ายแบบบัส ( bus topology ) เป็นรูปแบบที่มีโครงสร้างไม่ยุ่งยาก สถานีทุกสถานีในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับสายสื่อสารหลักเพียงสายเดียวที่เรียกว่า บัส (bus) การจัดส่งข้อมูลลงบนบัสจึงไปถึงทุกสถานีได้ ซึ่งการจัดส่งวิธีนี้ต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้เกิดการชนกัน (collison) ของข้อมูล โดยวิธีการที่ใช้อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้คลื่นความถี่ในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามเครือข่ายแบบบัส ไม่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน เนื่องจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับบัสเพียงจุดเดียวก็จะส่งผลให้ทุกอุปกรณ์ไม่สามารถสื่อสารถึงกันได้เลย รูปร่างเครือข่ายแบบบัส 

2) เครือข่ายแบบวงแหวน (ring topology) เป็นการเชื่อมแต่ละสถานีเข้าด้วยกันแบบวงแหวน สัญญาณข้อมูลจะส่งอยู่ในวงแหวนไปในทิศทางเดียวกันจนถึงผู้รับ หากข้อมูลที่ส่งเป็นของสถานีใด สถานีนั้นก็รับไว้ ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป ซึ่งระบบเครือข่ายแบบวงแหวนนี้ สามารถรองรับจำนวนสถานีได้เป็นจำนวนมาก ข้อด้อยของเครือข่ายแบบวงแหวน คือ สถานีจะต้องรอจนถึงรอบของตนเอง ก่อนที่จะสามารถส่งข้อมูลได้ รูปร่างเครือข่ายแบบวงแหวน

3) เครือข่ายแบบดาว (star topology) เป็นการเชื่อมต่อสถานีในเครือข่าย โดยทุกสถานีจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลาง เช่น ฮับ (hub) หรือสวิตซ์ (switch) ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อระหว่างสถานีต่างๆ ที่ต้องการติดต่อกัน ของดีของการเชื่อมต่อแบบดาว คือ ถ้าสถานีใดเสีย หรือสายเชื่อมต่อระหว่างฮับ/สวิตซ์กับสถานีใดชำรุด ก็จะไม่กระทบกับการเชื่อมต่อของสถานีอื่น ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบนี้จึงเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน รูปร่างเครือข่ายแบบดาว

                4) เครือข่ายแบบแมช (mesh topology) เป็นรูปแบบของการเชื่อมต่อที่มีความนิยมมากและมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากถ้ามีเส้นทางของการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดจากกัน การติดต่อสื่อสารระหว่างคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) จะทำการเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังจุดหมายปลายทางอัตโนมัติ การเชื่อมต่อแบบนี้มักนิยมสร้างบนเครือข่ายแบบไร้สาย รูปร่างเครือข่ายแบบแมช 

อุปกรณ์การสื่อสาร

อุปกรณ์การสื่อสาร (communication devices) ทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งและรับข้อมูล โดยมีการส่งผ่านทางสื่อกลางดังกล่าวมาแล้ว สัญญาณที่ส่งออกไปอาจอยู่ในรูปแบบดิจิทัล หรือแบบแอนะล็อก ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดต่อสื่อกลางที่ใช้ในการเชื่อมต่อ

           การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายมีหลายแบบด้วยกัน เช่น การต่อผ่านโทรศัพท์บ้านการต่อผ่านเคเบิลทีวี การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบใช้สายและไร้สาย ซึ่งจำเป็นต้องมีอุปกรณ์สนับสนุนในการเชื่อมต่อในแต่ละแบบ อุปกรณ์การสื่อสารประเภทต่างๆ ที่มีใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เช่น

          1) โมเด็ม (modem) เป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณแอนะล็อก และแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัลเพื่อให้ข้อมูลส่งผ่านทางสายโทรศัพท์ได้ โมเด็มมีหลายประเภทแบ่งตามลักษณะการใช้งานดังนี้

                1.1) โมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์ (dial-up modem) เป็นโมเด็มที่ใช้ต่อเข้ากับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่านทางสายโทรศัพท์ การเชื่อมต่อใช้วิธีการหมุนโทรศัพท์ติดต่อไปยังผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลต่ำประมาณ 56 kbps ระบบการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านโมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์ ดังรูปที่ 4.36

               1.2) ดิจิทัลโมเด็ม (digital modem) เป็นโมเด็มที่ใช้รับและส่งข้อมูลผ่านสายเชื่อมสัญญาณแบบดิจิทัล การเชื่อมต่อโมเด็มแบบนี้ใช้ไม่จำเป็นต้องหมุนโทรศัพท์ไปที่ผู้ให้ผู้บริการอินเทอร์เน็ต โดยโมเด็มจะทำการเชื่อมต่อให้อัตโนมัติเมื่อการใช้งาน สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงตั้งแต่ 128 kbpsขึ้นไป โดยทั่วไปจะเป็นโมเด็มที่ติดตั้งภายนอก (external modem) โมเด็มแบบนี้ เช่น

- ดิเอสแอล (Digital Subscriber Line: DSL) เป็นโมเด็มที่ได้รับความนิยมในการใช้งานในบ้าน และสำนักขนาดเล็ก โดยสามารถรับและส่งข้อมูลดิจิทัลด้วยความเร็วสูงกว่าการเชื่อมต่อผ่านโมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์ ตัวอย่างการติดตั้งอีเอสแอลโมเด็ม 

- เคเบิลโมเด็ม (cable modem) เป็นโมเด็มทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลดิจิทัลจากคอมพิวเตอร์ผ่านทางสายเคเบิลทีวี บางครั้งเรียกว่ารอดแบนด์โมเด็ม (broadband modem) สามารถรับและส่งข้อมูลได้สูงเหมือนกับดีเอสแอลโมเด็ม ตัวอย่างการติดตั้งเคเบิลโมเด็ม

2) การ์ดแลน (LAN card) เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์กับสายตัวนำสัญญาณทำให้คอมพิวเตอร์สามารถรับและส่งข้อมูลกับระบบเครือข่ายได้ ในอดีตเป็นอุปกรณ์เสริมที่ใช้ต่อเพิ่มเข้ากับเมนบอร์ดของเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ในปัจจุบันมักจะถูกประกอบรวมไปในเมนบอร์ด เนื่องจากความต้องการเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายกลายเป็นความจำเป็นพื้นฐานของผู้ใช้คอมพิวเตอร์ไปแล้วนั่นเองตัวอย่างการ์ดแลนชนิดต่างๆ

3) ฮับ (hub) เป็นฯอุปกรณ์ที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหรือเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้าด้วยกัน ข้อมูลที่รับส่งผ่านฮับจากเครื่องหนึ่งจะกระจายไปยังทุกสถานีที่ต่ออยู่บนฮับนั้น ดังนั้นทุกสถานีจะรับสัญญาณข้อมูลที่กระจายมาได้ทั้งหมด แต่จะเลือกคัดลอกเฉพาะข้อมูลที่ส่งมาถึงตนเท่านั้น ตัวอย่างการเชื่อต่อคอมพิวเตอร์ด้วยฮับ

4) สวิตช์ (switch) เป็นอุปกรณ์รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหรือคอมพิวเตอร์หลายเครื่องเช่นเดียวกับฮับ แต่มีข้อแตกต่างจากฮับ กล่าวคือ การรับส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ตัวหนึ่ง จะไม่กระจายไปยังทุกจุดเหมือนฮับ ทั้งนี้เพราะสวิตช์จะรับกลุ่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ใด แล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เป้าหมายให้อย่างอัตโนมัติ สวิตช์จะลดปัญหาการชนกันของข้อมูลเพราไม่ต้องกระจายข้อมูลไปทุกสถานีที่เชื่อมต่ออยู่กับสวิตช์ และยังมีข้อดีในเรื่องการป้องกันการดักรับข้อมูลที่กระจายไปในเครือข่าย ตัวอย่างการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วยสวิตช์

5) อุปกรณ์จัดเส้นทาง (router) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานในการเชื่อมโยงเครือข่ายหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน หรือเชื่อมโยงอุปกรณ์หลายอย่างเข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงมีเส้นทางการเข้าออกของข้อมูลได้หลายเส้นทาง อุปกรณ์ปลายทาง อุปกรณ์จัดเส้นทางจะหาเส้นทางที่เหมาะสมให้ เพื่อนำส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายต่าง ไปยังอุปกรณ์ปลายทางตามที่ระบุไว้ ตัวอย่างการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วยอุปกรณ์จัดเส้นทาง

6) จุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย (wireless access point) ทำหน้าที่คล้ายกับฮับของเครือข่ายแบบใช้สายเพื่อใช้สำหรับติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์แบบไร้สาย ซึ่งข้อมูลจะถูกส่งผ่านทางคลื่นวิทยุความถี่สูง โดยจะต้องใช้งานร่วมกับการ์ดแลนไร้สายที่ติดตั้งอยู่กับคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ เช่น เครื่องพิมพ์ เป็นต้น ตัวอย่างการใช้งานจุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย