ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

 ความหมายของระบบเครือข่าย

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network)  คือ ระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง และสามารถสื่อสารข้อมูลกันได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกันได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ สแกนเนอร์ ฮาร์ดดิสก์ เป็นต้น  การใช้ทรัพยากรเหล่านี้ผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มาก  เมื่อมีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ ที่อยู่ห่างไกล เช่น ระบบอินเตอร์เน็ต ซึ่งเป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทั่วโลก  ก็ทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูล ข่าวสาร ได้กับคนทั่วโลก โดยใช้แอพพลิเคชั่น เช่น เว็บ อีเมลล์ เป็นต้น  การสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีที่มาจากผู้ที่ต้องการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว คอมพิวเตอร์นั้นเป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการประมวลข้อมูลในปริมาณมากได้อย่างรวดเร็ว แต่มีข้อเสียคือ ผู้ใช้ไม่สามารถแชร์ข้อมูลกับคนอื่นๆได้ ดังนั้น ก่อนมีการสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ผู้ใช้จะแลกเปลี่ยนข้อมูลกันโดยการ พิมพ์(print) ข้อมูลออกมาเป็นเอกสารก่อนแล้วค่อยนำไปให้ผู้ใช้ที่ต้องการใช้หรือแก้ไขข้อมูลอีกคนหนึ่ง ซึ่งทำให้เสียเวลาและเป็นวิธีที่ยุ่งยากมากเมื่อเปรียบเทียบกับปัจจุบันที่มีการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์แล้ว ลักษณะของเครือข่ายจึงเริ่มจากจุดเล็ก ๆ อาจจะอยู่บนแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์เดียวกัน ขยายตัวใหญ่ขึ้นเป็นระบบที่ทำงานร่วมกันในห้องทำงาน ในตึก ระหว่างตึก ระหว่างสถาบัน ระหว่างเมือง ระหว่างประเทศ การจัดแบ่งรูปแบบของเครือข่ายคอมพิวเตอร์จึงแยกตามขนาดของเครือข่าย

ระบบเครือข่าย

1. LAN (Local Area Network)

     ระบบเครื่องข่ายท้องถิ่น เป็นเน็ตเวิร์กในระยะทางไม่เกิน 10 กิโลเมตร ไม่ต้องใช้โครงข่ายการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ คือจะเป็นระบบเครือข่ายที่อยู่ภายในอาคารเดียวกันหรือต่างอาคาร ในระยะใกล้ๆพัฒนาการของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เกิดจากการเชื่อมต่อเทอร์มินอล (Terminal)เข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรม (Mainfram Computer) หรือเชื่อมต่อกับมินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) ซึ่งการควบคุมการสื่อสารและการประมวลผลต่างๆจะถูกควบคุมและดำเนินการโดยเครื่องเมนเฟรมหรือมินิคอมพิวเตอร์ซึ่งอาจเรียกอีกอย่างว่าโฮสต์ (Host) โดยมีการเชื่อมโยงระหว่างโฮสต์กับเทอร์มินอล ส่วนเทอร์มินอลทำหน้าที่เป็นเพียงจุดรับข้อมูล และ แสดงข้อมูลเท่านั้น สำหรับเครือข่ายในปัจจุบันมีการทำงานที่มีประสิทธิภาพและคล่องตัวมากยิ่งขึ้น ทั้งการเข้าถึงและการใช้งานทรัพยากรที่มีอยู่บนเครือข่าย เช่น เครื่องพิมพ์ ดิสก์ หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ซึ่งปัจจุบันเรียกเทอร์มินอลที่มีความสามารถเล่านี้ว่าโหนด(Node)ลักษณะการกระจายการทำงานแบบการกระจายศูนย์ (Distributed System) ซึ่งเป็นการกระจายภาระ และหน้าที่การทำงานไปโหนดบนเครือข่ายทั้งภายใน และภายนอกหน่วยงาน ซึ่งจะช่วยลดภาระการทำงาน ของโฮสต์ลงได้เป็นอย่างมาก ปัจจุบันมีการใช้งานเครือข่ายระยะใกล้ หรือเรียกอีกอย่างว่าเครือข่ายท้องถิ่น (LAN หรือ Local Area Network) อย่างแพร่หลายในเกือบทุกหน่วยงาน จนเปรียบเสมือนปัจจัยในการทำงานของสำนักงานทั่ว ๆ ไป เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์ดีด หรือเครื่องถ่ายเอกสารบุคคลากรเกือบทุกคนในหน่วยงานจะมี เครื่องคอมพิวเตอร์อย่างน้อย 1 เครื่อง เพื่อใช้งานในด้านต่างๆ นอกจากนี้อาจจะมีการเชื่อมโยงกับเครื่องคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ทางคอมพิวเตอร์กับระบบงานอื่น ภายในหน่วยงานเดียวกันภายในตึกเดียวกัน หรือภายในองค์กรเดียวกัน การเชื่อมโยงในลักษณะนี้เปรียบเสมือนการเชื่อมโยงประสานการทำงานของหน่วยงานหรือ องค์กรเข้าด้วยกัน ซึ่งเรียกการเชื่อมโยงลักษณะนี้ว่าเครือข่ายท้องถิ่น สรุปแล้วเครือข่ายระยะใกล้ หรือเครือข่ายท้องถิ่น (LAN)เป็นรูปแบบการทำงานของระบบเครือข่ายแบบหนึ่ง ที่ช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์ (Computer) เครื่องพิมพ์ (Printer) และอุปกรณ์ใช้งานทางคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ สามารถเชื่อมโยงเอกสาร ส่งข้อมูลติดต่อใช้งานร่วมกันได้ การติดต่อสื่อสารของอุปกรณ์ จะอยู่ในบริเวณแคบ โดยทั่วไปมีระยะทางไม่เกิน 10 กิโลเมตร เช่น ภายในอาคารสำนักงานภายในคลังสินค้า โรงงาน หรือระหว่างตึกใกล้ ๆ เชื่อมโยงด้วย สายสื่อสารจึงทำให้มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลด้วยความเร็วสูงมาก และมีความผิดพลาดของข้อมูลต่ำ

2.MAN (Metropolitan Area Network)

   ระบบเครือข่ายเมือง เป็นเน็ตเวิร์กที่จะต้องใช้โครงข่ายการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย เป็นการติดต่อกันในเมือง เช่น เครื่องเวิร์กสเตชั่นอยู่ที่สุขุมวิท มีการติดต่อสื่อสารกับเครื่องเวิร์กสเตชั่นที่บางรัก

3.WAN (Wide Area Network) 

ระบบเครือข่ายกว้างไกล หรือเรียกได้ว่าเป็น World Wide ของระบบเน็ตเวิร์ก โดยจะเป็นการสื่อสารในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลก จะต้องใช้มีเดีย(Media) ในการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย (คู่สายโทรศัพท์ dial-up / คู่สายเช่า Leased line / ISDN) (lntegrated Service Digital Network สามารถส่งได้ทั้งข้อมูล เสียง และภาพในเวลาเดียวกัน)ระบบเครือข่ายระยะไกล หรือ Wide Area Network เป็นระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานอยู่ในบริเวณกว้าง โดยมีการส่งข้อมูลในลักษณะเป็นแพ็คเก็ต (Packet) ซึ่งต้องเดินทางจากเครื่องคอมพิวเตอร์ต้นทางไปสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง แพ็กเก็ตนี้ถูกส่งจากเครื่องคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่ง โดยมีสายสื่อสารหรืออุปกรณ์สื่อสารอื่นในการเชื่อมต่อถึงกันในลักษณะเป็นลูกโซ่ หรือเป็นทอดๆอาศัยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ระหว่างทางแต่ละตัวจะรับข้อความนั้นเก็บจำเอาไว้ และส่งต่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ถัดไปในเส้นทางที่สะดวก รูปแบบของเครือข่ายที่แตกต่างกันไปตามลักษณะของอัลกอริทึมสำหรับการคำนวณในการส่งแพ็คเก็ต โดยแบ่งออกได้เป็นสองประเภทใหญ่ๆคือ แบบดาตาแกรม (Datagram) และแบบเวอร์ชวลเซอร์กิต (Virtual Circuit)หรือแบบวงจรเสมือน ระบบดาตาแกรมพิจารณาแต่ละแพ็คเก็ตแยกออกจากกัน แพ็คเก็ตต่างๆของข้อความเดียวกันอาจถูกส่งไปในเส้นทางที่ต่างกันได้ขึ้นอยู่กับปริมาณข่าวสารในเครือข่ายในแต่ละขณะเวลาที่ผ่านไป และรวมถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะของเครือข่ายเนื่องจากเครื่องคอมพิวเตอร์บางตัว"เสีย"(คือไม่อาจร่วมในการส่งผ่านข่าวสารในเครือข่ายได้) ดังนั้นการจัดเส้นทางจึงทำอยู่ตลอดเวลาเพื่อปรับให้เข้ากับสภาวะเครือข่าย ข้อเสียของระบบเช่นนี้คือ แพ็คเก็ตอาจไปถึงจุดหมายโดยไม่ได้เรียงลำดับ(Out of Order) จึงต้องถูกจัดเรียงใหม่ก่อนที่จะส่งต่อให้ผู้รับปลายทาง เครือข่ายที่ใช้ระบบนี้รู้จักกันดีคือ อาร์พาเน็ต(ARPARNET)ย่อมาจาก (Advanced Research Projects Agency Network) ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นจุดกำเนิดแม่แบบเครือข่ายสากล หรืออินเตอร์เน็ตด้วย (Internet) ด้วยส่วนระบบเครือข่ายเวอร์ชวลเซอร์กิตใช้รหัสของต้นทางและปลายทางในแพ็คเก็ตแรก เพื่อจัดเส้นทางผ่านระบบเครือข่ายสำหรับข้อความที่ต้องการส่งในชุดนั้นทั้งหมด ข้อดีของวิธีนี้คือ ส่วนหัวสำหรับแพ็คเก็ตถัดๆไปมีขนาดลดลงได้เพราะแพ็คเก็ตหลังๆเพียงแต่ตามหลังแพ็คเก็ตหน้าไปจึงไม่จำเป็นต้องมีรหัสต้นทางปลายทางอีก และอัลกอริทึมสำหรับจัดเส้นทางนั้นจะทำกันเพียงครั้งเดียวต่อข้อความทั้งข้อความ แทนที่จะต้องคำนวณใหม่สำหรับทุกๆแพ็คเก็ต ข้อเสียสำหรับวิธีการนี้ คือ คอมพิวเตอร์ตามที่กำหนดเส้นทางขึ้นนั้นต้องเก็บข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางนี้ไว้จนกว่าแพ็คเก็ตสุดท้ายจะผ่านไปแล้ว ในกรณีนี้ต้องใช้ที่เก็บข้อมูลมากสำหรับทั้งเครือข่าย และก่อให้เกิดปัญหาใหญ่หากคอมพิวเตอร์เครื่องใดในเส้นทางเกิดเสีย และข้อเสียอีกประการ คือสมรรถนะของเครือข่ายไม่อาจเปลี่ยนแปลงตามสภาพการใช้งานได้ง่าย เพราะเส้นทางถูกกำหนดตายตัวตั้งแต่แพ็คเก็ตแรกหากสภาวะของเครือข่ายระหว่างที่มีการสื่อสารข้อมูลกันอยู่มีการเปลี่ยนแปลงไป แพ็กเก็ตหลังๆก็ไม่อาจเปลี่ยนแปลงหรือปรับเส้นทางในการสื่อสารที่เหมาะสมได้ ตัวอย่างของเครือข่ายแบบนี้คือ TRANSPAC ในฝรั่งเศสและ TYMNET ในสหรัฐอเมริกาหลังจากนั้นก็มีการพัฒนาระบบเครือข่ายขึ้นเรื่อยๆ จนในปัจจุบันประมาณการว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันในโลกของอินเตอร์เน็ตมีมากกว่า 30 ล้านเครื่องเลยทีเดียว โดยมีข้อกำหนดว่าทุกเครือข่ายที่เชื่อมต่อถึงกันจะต้องอยู่ภายใต้มาตรฐานของการเชื่อมต่อหรือโปรโตคอล ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้งานบนเครือข่ายแบบนี้โดยเฉพาะซึ่งเรียกว่า TCP/IP เหมือนกันหมดทุกเครื่องจากมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบเดียวกันนี้จะมีผลทำให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ปัจจุบันมีจำนวนเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับอินเตอร์เน็ตมากกว่า 5 หมื่นเครือข่าย และนับวันจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะที่เครื่องคอมพิวเตอร์กลางที่คอยให้บริการข้อมูลหรือเซิร์ฟเวอร์ที่ต่อเข้ากับอินเตอร์เน็ต 5 ล้านเครื่อง และยังประมาณกันว่าจะมีผู้ขอใช้อินเตอร์เน็ต (ไคลเอนต์) ในเวลานี้มากกว่า 30 ล้านคน กระจายการใช้งานมากกว่า 84 ประเทศในทั่วทุกมุมโลก ด้วยการออกแบบที่ชาญฉลาดของผู้พัฒนาเครือข่าย โดยไม่มีข้อจำกัดทางฮาร์ดแวร์ เพียงแต่ใช้มาตรฐานการเชื่อมต่อแบบ TCP/IP เท่านั้น ทำให้อินเตอร์เน็ตสามารถเติบโตไปอย่างไม่มีขอบเขตและขีดจำกัดโดยไม่มีใครสามารถเข้ามาควบคุมการผูกขาดทางเทคโนโลยีซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวของเครือข่ายอินเตอร์เน็ตอินเตอร์เน็ตเปิดให้บริการเครือข่ายที่สามารถให้ผู้ใช้เข้าถึงข้อมูล ด้วยรูปแบบการนำเสนอข้อมูลที่เป็นแบบมัลติมีเดียซึ่งประกอบไปด้วยภาพกราฟิก เสียง ข้อมูล และสัญญาณวิดีโอที่ชื่อว่า World Wide Web ที่ทำให้การค้นหาข้อมูลบนอินเตอร์เน็ตมีความง่ายและสะดวกต่อการใช้งานมากนอกนั้นอินเตอร์เน็ตยังกลายเป็นเครือข่ายที่เปิดกว้างสำหรับทุกๆเรื่อง ตั้งแต่การแสดงออกทางความคิดเห็นจนถึงการสร้างโอกาสทางธุรกิจสำหรับผลิตภัณฑ์และบริการใหม่ๆอย่างไร้ข้อจำกัด โดยไม่มีใครได้เปรียบเสียเปรียบใครในโลกอภิมหาเครือข่าย

ทิศทางการสื่อสารข้อมูล

สามารถแบ่งทิศทางการสื่อสารของข้อมูลได้เป็น 3 แบบ คือ

1. แบบทิศทางเดียว (Simplex)

     เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลจะถูกส่งจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทาง โดย

ไม่สามารถส่งข้อมูลย้อนกลับมาได้ เช่นระบบวิทยุ หรือโทรทัศน์

2. แบบกึ่งสองทิศทาง (Half Duplex) 

     เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งกลับกันได้ 2 ทิศทาง แต่จะไม่สามารถส่งพร้อมกันได้ โดยต้องผลัดกันส่งครั้งละทิศทางเท่านั้น เช่น วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด

3. แบบสองทิศทาง (Full Duplex)

     หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบสองทาง (Both-way Communication) เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งพร้อม ๆ กันได้ทั้ง 2 ทิศทางในเวลาเดียวกัน เช่นระบบโทรศัพท์ โดยที่คู่สนทนาสามารถพูดคุยโต้ตอบกันได้ในเวลาเดียวกัน ไม่ต้องกดสวิตซ์ เพื่อเปลี่ยนสถานะก่อนที่จะสื่อสาร

สรุปได้ว่า