ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือ ระบบที่คอมพิวเตอร์อย่างน้อย 2เครื่องทำการเชื่อมต่อกัน โดยในการเชื่อมต่อจะมีสื่อกลางที่ใช้ในการส่งข้อมูล ซึ่งทำให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยสามารถใช้ทรัพยากร (Resource) ที่อยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ ไม่ว่าจะเป็น เครื่องพิมพ์ แฟกซ์ สแกนเนอร์ ฮาร์ดดิส เป็นต้น ซึ่งจะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มาก นอกจากนี้ ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ยังเป็นผลดีในกรณีที่ต้องการสื่อสารข้อมูลในระยะทางไกล หรือเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่อยู่ห่างไกล เช่น ระบบอินเตอร์เน็ต ทำให้เราสามารถเชื่อมต่อและแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ทั่วโลกโดยใช้เวลาเพียงน้อยนิด จากเดิมที่ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลนั้น อาจจำเป็นต้องใช้สื่อเก็บข้อมูลที่รับส่งกันภายนอก เช่น บันทึกลงแผ่นดิสก์แล้วไปส่งให้กับอีกเครื่องหนึ่ง ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองเวลามาก ยิ่งถ้าต้องการสื่อสารกันข้ามโลกยิ่งเป็นเรื่องลำบากและใช้เวลานานมาก แต่ในปัจจุบัน การสื่อสารผ่านสายสัญญาณของระบบเครือข่ายนั้น ทำให้การส่งข้อมูลทำได้ในเสี้ยววินาที

ทำไมต้องสร้างระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์?

เหตุผลหลักๆ ที่เป็นจุดประสงค์ในการสร้างเครือข่ายขึ้นมานั้น สรุปได้ดังนี้

การแลกเปลี่ยนข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ

การแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ถือเป็นเหตุผลแรกเริ่มของการสร้างระบบเครือข่าย ดังที่ได้กล่าวไปข้างต้น เนื่องจากในการทำงานนั้น ผู้ใช้นั้นมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลกันอยู่เสมอ ดังนั้น หากการส่งข้อมูลนี้เร็วขึ้น สะดวกขึ้น งานต่างๆ ก็สามารถคืบหน้าไปได้อย่างรวดเร็ว โดยการแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านเครือข่าย เป็นการส่งข้อมูลผ่านสายสัญญาณ ซึ่งทำให้ส่งข้อมูลได้ภายในเสี้ยววินาที 

การใช้ทรัพยากรร่วมกัน

ความสามารถของระบบเครือข่ายอีกอย่างหนึ่งนั้น ก็คือ การที่เครื่องใดๆ ที่อยู่ในเครือข่าย สามารถใช้งานฮาร์ดแวร์ หรือ ซอฟท์แวร์ที่อยู่ในเครือข่ายร่วมกัน (ขึ้นอยู่กับสิทธิในการใช้งาน) ตัวอย่างของการใช้ฮาร์ดแวร์ร่วมกัน เช่น การแชร์เครื่องพิมพ์ (Printer) โดยทุกเครื่องในเครือข่าย สามารถใช้งานเครื่องพิมพ์เครื่องนั้นได้โดยไม่จำเป็นต้องสลับกันใช้ ขอแค่เพียงเชื่อมต่ออยู่กับเครือข่าย ก็สามารถใช้งานเครื่องพิมพ์ได้ ส่วนการใช้ซอฟท์แวร์ร่วมกัน คือ ผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถใช้ซอฟท์แวร์ หรือชุดโปรแกรมชุดเดียวกันได้ ซึ่งจะทำให้เกิดมาตรฐานของซอฟต์แวร์ขึ้นมา ข้อดีคือ ทำให้การรับส่งไฟล์ การเปิดไฟล์ต่างๆ ทำได้อย่างไม่มีปัญหา เพราะมีมาตรฐานของซอฟท์แวร์มาตรฐานเดียวกันนั่นเอง

ความประหยัด

สิ่งที่ตามมาอีกอย่างหนึ่งหลังจากที่สามารถรับส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว และใช้ทรัพยากรร่วมกันได้ ก็คือ การที่องค์กรสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายได้เป็นอย่างมาก เช่น การแชร์เครื่องพิมพ์ทำให้ไม่จำเป็นต้องซื้อเครื่องพิมพ์หลายเครื่อง การแชร์ซอฟต์แวร์ทำให้ไม่จำเป็นต้องซื้อซอฟต์แวร์หลายชุด การแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ ทำให้ความจำเป็นของการติดต่อสื่อสารกันด้วยกระดาษลดน้อยลง แทนที่จะต้องส่งจดหมายเวียน หรือส่งเอกสาร อาจเปลี่ยนเป็นการส่งอีเมล์ไปแทน ช่วยประหยัดต้นทุนค่ากระดาษอีกด้วย 

[โครงสร้างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีการใช้ทรัพยากรร่วมกัน]

องค์ประกอบของเครือข่ายคอมพิวเตอร์?

การที่คอมพิวเตอร์ 2 เครื่องจะเชื่อมต่อกันเป็นระบบเครือข่ายได้นั้น ต้องมีองค์ประกอบพื้นฐานดังนี้

คอมพิวเตอร์อย่างน้อย 2 เครื่อง

Network Interface Card (NIC) หรือเน็ตเวิร์คการ์ด

สื่อกลางและอุปกรณ์สำหรับการรับส่งข้อมูล เช่น สายสัญญาณต่างๆ ฮับ สวิตช์ เราท์เตอร์ เป็นต้น

โปรโตคอล (Protocol) เป็นภาษาที่ใช้สำหรับการสื่อสารผ่านเครือข่าย เช่น TCP/IP, IPX/SPX เป็นต้น

Network Operating System (NOS) หรือระบบปฏิบัติการณ์เครือข่าย

·                เครือข่ายคอมพิวเตอร์

การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทและความสำคัญเพิ่มขึ้น เพราะไมโครคอมพิวเตอร์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกับเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของระบบให้สูงขึ้น เพิ่มการใช้งานด้านต่าง ๆ และลดต้นทุนระบบโดยรวมลง มีการแบ่งใช้งานอุปกรณ์และข้อมูลต่าง ๆ ตลอดจนสามารถทำงานร่วมกันได้ สิ่งสำคัญที่ทำให้ระบบข้อมูลมีขีดความสามารถเพิ่มขึ้น คือ การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกัน และการเชื่อมต่อหรือการสื่อสาร การโอนย้ายข้อมูลหมายถึงการนำข้อมูลมาแบ่งกันใช้งาน หรือการนำข้อมูลไปใช้ประมวลผลในลักษณะแบ่งกันใช้ทรัพยากร เช่น แบ่งกันใช้ซีพียู แบ่งกันใช้ฮาร์ดดิสก์ แบ่งกันใช้โปรแกรม และแบ่งกันใช้อุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีราคาแพงหรือไม่สามารถจัดหาให้ทุกคนได้ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายจึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานให้กว้างขวางและมากขึ้นจากเดิม การเชื่อมต่อในความหมายของระบบเครือข่ายท้องถิ่น ไม่ได้จำกัดอยู่ที่การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ แต่ยังรวมไปถึงการเชื่อมต่ออุปกรณ์รอบข้าง เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าทำให้การทำงานเฉพาะมีขอบเขตกว้างขวางยิ่งขึ้น มีการใช้เครื่องบริการแฟ้มข้อมูลเป็นที่เก็บรวบควมแฟ้มข้อมูลต่างๆ มีการทำฐานข้อมูลกลาง มีหน่วยจัดการระบบสือสารหน่วยบริการใช้เครื่องพิมพ์ หน่วยบริการการใช้ซีดี หน่วยบริการปลายทาง และอุปกรณ์ประกอบสำหรับต่อเข้าในระบบเครือข่ายเพื่อจะทำงานเฉพาะเจาะจงอย่างใดอย่างหนึ่ง ในรูป เป็นตัวอย่างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่จัดกลุ่มเชื่อมโยงเป็นระบบ ตัวอย่างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่จัดกลุ่มอุปกรณ์รอบข้างเชื่อมโยงเป็นระบบ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ก่อให้เกิดความสามารถในการปฎิบัติการร่วมกัน ซึ่งหมายถึงการให้อุปกรณ์ทุกชิ้นที่ต่ออยู่บนเครือข่ายทำงานร่วมกันได้ทั้งหมดในลักษณะที่ประสานรวมกัน โดยผู้ใช้เห็นเสมือนใช้งานในอุปกรณ์เดียวกัน จึงเป็นวิธีการในการนำเอาอุปกรณ์ต่างชนิดจำนวนมาก มารวมกันเป็นเสมือนระบบเดียวกัน ทั้ง ๆ ที่อุปกรณ์เหล่านั้นอาจจะมาจากต่างยี่ห้อ ต่างบริษัท ก็ได้ครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือ คอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ก (อังกฤษ: computer network; ศัพท์บัญญัติว่า ข่ายงานคอมพิวเตอร์) คือระบบการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์จำนวนตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน เพราะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกัน เพื่อเพิ่มความสามารถของระบบให้สูงขึ้น และลดต้นทุนของระบบโดยรวมลง การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกันในเครือข่าย ทำให้ระบบมีขีดความสามารถเพิ่มมากขึ้น การแบ่งการใช้ทรัพยากร เช่น หน่วยประมวลผล, หน่วยความจำ, หน่วยจัดเก็บข้อมูล, โปรแกรมคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีราคาแพงและไม่สามารถจัดหามาให้ทุกคนได้ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องกราดภาพ (scanner) ทำให้ลดต้นทุนของระบบลงได้ [แก้]ชนิดของเครือข่าย เครือข่าย เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปเข้าด้วยกัน เพื่อสะดวกต่อการร่วมใช้ข้อมูล, โปรแกรม หรือเครื่องพิมพ์ และยังสามารถอำนวยความสะดวกในการติดต่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องได้ตลอดเวลา ระบบเครือข่ายจะถูกแบ่งออกตามขนาดของเครือข่าย ซึ่งปัจจุบันเครือข่ายที่รู้จักกันดีมีอยู่ 5 แบบ ได้แก่ §  เครือข่ายภายใน หรือ แลน (Local Area Network: LAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการ เชื่อมโยงกันในพื้นที่ใกล้เคียงกัน เช่นอยู่ในห้อง หรือภายในอาคารเดียวกัน §  เครือข่ายวงกว้าง หรือ แวน (Wide Area Network: WAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการ เชื่อมโยงกัน ในระยะทางที่ห่างไกล อาจจะเป็น กิโลเมตร หรือ หลาย ๆ กิโลเมตร §  เครือข่ายงานบริเวณนครหลวง หรือ แมน (Metropolitan area network : MAN) §  เครือข่ายของการติดต่อระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือ แคน (Controller area network) : CAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ติดต่อกันระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์ (Micro Controller unit: MCU) §  เครือข่ายส่วนบุคคล หรือ แพน (Personal area network) : PAN)เป็นเครือข่ายระหว่างอุปกรณ์เคลื่อนที่ส่วนบุคคล เช่น โน้ตบุ๊ก มือถือ อาจมีสายหรือไร้สายก็ได้ [แก้]อุปกรณ์เครือข่าย §  เซิร์ฟเวอร์ (Server) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องแม่ข่าย เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์หลักในเครือข่าย ที่ทำหน้าที่จัดเก็บและให้บริการไฟล์ข้อมูลและทรัพยากรอื่นๆ กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ใน เครือข่าย โดยปกติคอมพิวเตอร์ที่นำมาใช้เป็นเซิร์ฟเวอร์มักจะเป็นเครื่องที่มีสมรรถนะสูง และมีฮาร์ดดิกส์ความจำสูงกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ในเครือข่าย §  ไคลเอนต์ (Client) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องลูกข่าย เป็นคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายที่ร้องขอ บริการและเข้าถึงไฟล์ข้อมูลที่จัดเก็บในเซิร์ฟเวอร์ หรือพูดง่าย ๆ ก็คือ ไคลเอนต์ เป็นคอมพิวเตอร์ ของผู้ใช้แต่ละคนในระบบเครือข่าย §  ฮับ (HUB) หรือ เรียก รีพีตเตอร์ (Repeater) คืออุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อกลุ่มคอมพิวเตอร์ ฮับ มีหน้าที่รับส่งเฟรมข้อมูลทุกเฟรมที่ได้รับจากพอร์ตใดพอร์ตหนึ่ง ไปยังพอร์ตที่เหลือ คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับฮับจะแชร์แบนด์วิธหรืออัตราข้อมูลของเครือข่าย เพราะฉะนั้นถ้ามีคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อมากจะทำให้อัตราการส่งข้อมูลลดลง §  สวิตช์ (Switch) คืออุปกรณ์เครือข่ายที่ทำหน้าที่ในเรเยอร์ที่ 2 และทำหน้าที่ส่งข้อมูลที่ได้รับมาจากพอร์ตหนึ่งไปยังพอร์ตเฉพาะที่เป็นปลายทางเท่านั้น และทำให้คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตที่เหลือส่งข้อมูลถึงกันในเวลาเดียวกัน ดังนั้น อัตราการรับส่งข้อมูลหรือแบนด์วิธจึงไม่ขึ้นอยู่กับคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันนิยมเชื่อมต่อแบบนี้มากกว่าฮับเพราะลดปัญหาการชนกันของข้อมูล §  เราเตอร์ (Router)เป็นอุปรณ์ที่ทำหน้าที่ในเลเยอร์ที่ 3 เราท์เตอร์จะอ่านที่อยู่ (Address) ของสถานีปลายทางที่ส่วนหัว (Header) ข้อแพ็กเก็ตข้อมูล เพื่อที่จะกำหนดและส่งแพ็กเก็ตต่อไป เราท์เตอร์จะมีตัวจัดเส้นทางในแพ็กเก็ต เรียกว่า เราติ้งเทเบิ์ล (Routing Table) หรือตารางจัดเส้นทางนอกจากนี้ยังส่งข้อมูลไปยังเครือาข่ายที่ให้โพรโทคอลต่างกันได้ เช่น IP (Internet Protocol) , IPX (Internet Package Exchange) และAppleTalk นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นได้ เช่น เครือข่ายอินเทอร์เน็ต §  บริดจ์ (Bridge) เป็นอุปกรณ์ที่มักจะใช้ในการเชื่อมต่อวงแลน (LAN Segments) เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถขยายขอบเขตของ LAN ออกไปได้เรื่อยๆ โดยที่ประสิทธิภาพรวมของระบบ ไม่ลดลงมากนัก เนื่องจากการติดต่อของเครื่องที่อยู่ในเซกเมนต์เดียวกันจะไม่ถูกส่งผ่าน ไปรบกวนการจราจรของเซกเมนต์อื่น และเนื่องจากบริดจ์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ในระดับ Data Link Layerจึงทำให้สามารถใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายที่แตกต่างกันในระดับ Physicalและ Data Link ได้ เช่น ระหว่าง Eternet กับ Token Ringเป็นต้น บริดจ์ มักจะถูกใช้ในการเชื่อมเครือข่ายย่อย ๆ ในองค์กรเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายใหญ่ เพียงเครือข่ายเดียว เพื่อให้เครือข่ายย่อยๆ เหล่านั้นสามารถติดต่อกับเครือข่ายย่อยอื่นๆ ได้ §  เกตเวย์ (Gateway) เป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่างประเภทเข้าด้วยกัน เช่น การใช้เกตเวย์ในการเชื่อมต่อเครือข่าย ที่เป็นคอมพิวเตอร์ประเภทพีซี (PC) เข้ากับคอมพิวเตอร์ประเภทแมคอินทอช (MAC) เป็นต้น