ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. ความหมายของระบบเครือข่าย

            Computer Network หรือ ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือ ประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อกันตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไป ซึ่งการติดต่อกันนั้นจะผ่านทางช่องทางการสื่อสารต่าง ๆ เช่น สายโทรศัพท์ สายไฟฟ้า หรือผ่านทางสื่ออื่น ๆ ได้แก่ โมเด็ม (Modem) ไมโครเวฟ (Microwave) สัญญาณอินฟราเรด (Infrared) เป็นต้น ทั้งนี้วัตถุประสงค์ที่เชื่อมต่อกันนั้น เกิดจากความต้องการใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกัน เช่น ใช้ข้อมูลร่วมกัน ใช้งานเครื่องพิมพ์ร่วมกันต้องการส่งข้อมูลให้บุคคลอื่นในระบบได้ใช้งานเดียวกัน หรือแม้กระทั่งการติดต่อสื่อสารระหว่างกันซึ่งเราสามารถแบ่งระบบเครือข่ายได้3 แบบ คือ

ระบบเครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network : WAN)

ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่น (Local Area Network : LAN)

ระบบเครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network : MAN)

2.ระบบเครือข่าย

        • LAN

LAN ย่อมาจาก Local Area Network คือระบบเครือข่าย แบบเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันในระยะจำกัด เช่น ในอาคารเดียวกัน หรือบริเวณเดียวกันที่สามารถลากสายถึงกันได้โดยตรง ส่วนมากจะใช้สายเคเบิ้ล หรือ ที่เรียกกันว่า สายแลน เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อ อัตราเร็วของเครือข่าย LAN อยู่ที่ระหวาง 1-100 Mbps ทั้งนี้ความเร็วขอมูลขึ้นอยู่กับ ตัวกลางสายส่งที่ใช้ เทคนิคการส่งสัญญาณ และข้อกำหนดของผู้ให้บริการเน็ตเวิร์ค.  

การเชื่อมโยงเครือข่ายแบบแลน มี 3 รูปแบบ

            1.Bus มีการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 10-100 MB/sจะเชื่อมต่อกันบนสายสัญญาณเส้นเดียวกัน โดยจะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า T-Connector เป็นตัวแปลงสัญญาณข้อมูลเพื่อนำเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์และ Terminator ในการปิดหัวท้ายของสายในระบบเครือข่ายเพื่อดูดซับข้อมูลไม่ให้เกิดการสะท้อนกลับของสัญญาณ

            2.Star เป็นระบบที่มีเป็นการต่อแบบรวมศูนย์ โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะต่อสายเข้าไปที่อุปกรณ์ที่เรียกว่า Hub หรือ Switch โดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Hub หรือ Switch จะทำหน้าที่เปรียบศูนย์กลางที่ทำหน้าที่กระจายข้อมูล โดยข้อดีของการต่อในรูปแบบนี้คือ หากสายสัญญาณเกิดขาดในคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง เครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆจะสามารถใช้งานได้ปรกติ แต่หากศูนย์กลางคือ Hub หรือ Switch เกิดเสียจะทำให้ระบบทั้งระบบไม่สามารถทำงานได้ทั้งระบบ

            3.Ring เป็นระบบที่มีการส่งข้อมูลไปในทิศทางเดียวกัน โดยจะมีเครื่อง Server หรือ Switch ในการปล่อย Token เพื่อตรวจสอบว่ามีเครื่องคอมพิวเตอร์ใดต้องการส่งข้อมูลหรือไม่และระหว่างการส่งข้อมูลเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆที่ต้องการส่งข้อมูลจะต้องทำการรอให้ข้อมูลก่อนหน้านั้นถูกส่งให้สำเร็จเสียก่อน

        ข้อดีของระบบ LAN

            เนื่องจาผู้ใช้คอมพิเตอร์ในวง LAN เดียวกันสามารถใช้ทรัพยากรที่มีในวง LAN ร่วมกันได้ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการจัดซื้อสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถใช้งานร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ หรือสแกนเนอร์ เป็นต้น การขนย้ายข้อมูลระหว่างเครื่องต่อเครื่องในระบบ ทำได้รวดเร็วกว่าการขนย้ายข้อมูลด้วยแผ่นดิสเก็ต เป็นระบบพื้นฐานในการเชื่อมต่อเข้ากับอินเทอร์เน็ต

        ข้อเสียของระบบ LAN

            ถ้าสายเคเบิ้ลขาดจะไม่สามารถโอนถ่ายข้อมูลได้

       •MAN

MAN ย่อมาจาก Metropolitan Area Network คือ  เครือข่ายระดับเมือง ซึ่งเป็นเครือข่ายที่มักเชื่อมโยงกันเฉพาะในเขตเมืองเดียวกัน หรือหลายเขตเมืองที่อยู่ใกล้กัน ระยะทางประมาณ 10 กิโลเมตร ระบบเครือข่าย MAN เป็นกลุ่มของเครือข่าย LAN ที่นำมาเชื่อมต่อกันเป็นวงที่ใหญ่ขึ้นภายในพื้นที่ใกล้เคียงกัน ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้งานให้ครอบคลุมเมืองทั้งเมือง ซึ่งอาจเป็นเครือข่ายเดียวกัน เช่น เครือข่ายเคเ้บิลทีวี หรืออาจเป็นการรวมเครือข่ายกันของเครือข่าย LAN หลาย ๆ เครือข่ายเข้าด้วยกัน

                ตัวอย่าง เช่น ภายในมหาวิทยาลัยหรือในสถานศึกษาหนึ่งๆ จะมีระบบ MAN เพื่อเชื่อมต่อระบบ LAN ของแต่ละคณะวิชาเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายเดียวกันในวงกว้าง เทคโนโลยีที่ใช้ในเครือข่าย MAN ได้แก่ ATM, FDDI และ SMDS ระบบเครือข่าย MAN ที่จะเกิดในอนาคตอันใกล้ คือระบบที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ภายในเมืองเข้าด้วยกันโดยผ่านเทคโนโลยี Wi-Max

        •WAN

WAN เป็นเครือข่ายเชื่อมโยงกันในระยะทางที่ห่างไกลซึ่งอาจมีพื้นฐานการเชื่อมต่อจาก LAN ภายในองค์กรแล้วขยายให้มีการเชื่อมต่อที่กว้างขึ้น ซึ่งระยะทางในการเชื่อมต่อกันนั้นจะไกลหลาย ๆ กิโลเมตร ดังนั้นความเร็วในการเชื่อมโยงระหว่างกันอาจไม่สูงมากนัก เพราะระยะทางไกลทำให้มีสัญญาณรบกวนได้สูง ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชั่นและขนาดของข้อมูล ซึ่งวิธีการในการเชื่อมต่อกันจนเกิดเป็น WAN นั้นจะมีหลากหลายชนิดเช่น ISDN, Internet, ADSL, Frame Relay เป็นต้น ซึ่งจะมี Protocol หรือ รูปแบบในการสื่อสารที่สัมพันธ์กัน

            ทั้งเครือข่ายแบบ LAN และ WAN ล้วนแล้วแต่ใช้หลักการของแพ็กเกจสวิตชิ่ง กล่าวคือ มีการกำหนดวิธีการรับส่งข้อมูลเป็นแพ็กเก็ต โดยอุปกรณ์จุถูกำหนดให้มีแอดเดรสประจำ อุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมโยงเครือข่าย และทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลระหว่างเครือข่ายมีหลายประเภทโดยอุปกรณ์ แต่ละชนิดจะมีความสามารถแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับหน้าที่และจำนวนอุปกรณ์ที่อยู่ภายในองค์กร

        บริดจ์ (Bridge)

                    บริดจ์ เป็นอุปกรณ์เชื่อมโยงเครือข่ายของเครือข่ายที่แยกจากกัน บริดจ์เป็นเสมือนสะพานเชื่อมระหว่างสองเครือข่าย มีลักษณะการส่ง ข้อมูลแบบกระจาย (Broadcasting) ใช้กับเครือข่ายประเภทเดียวกัน การรับส่งภายในเครือข่ายมีข้อกำหนดให้แพ็กเก็ตที่ส่งกระจายไปยังตัวรับได้ทุกตัว แต่ถ้ามีการส่งมาที่แอดเดรสต่างเครือ บริดจ์เป็นเสมือนตัวแบ่งแยกข้อมูล ระหว่างเครือข่ายให้มีการสื่อสารภายในเครือข่ายไม่ปะปนไปยังอีกเครือข่ายหนึ่ง เพื่อลดปัญหาปริมาณข้อมูลกระจายในสายสื่อสารมากเกินไป ต่อมาได้มีผู้พัฒนาบริดจ์ให้เชื่อมโยงเครือข่ายต่างชนิดกันได้

        สวิตช์ (Switch)

                    หลักการทำงานของ Switches นั้นมาจากการทำงานของ Bridge แต่ว่า ทำงานได้เร็วกว่า และมีจำนวนของ Port ที่มากกว่า จึงสามารถเรียก Switching Hub ว่า Multiport Bridge การใช้งานสามารถใช้ การใช้งานเป็น Switches ของ Hub เพื่อเชื่อมต่อ Workgroup Hub ต่างๆเข้าด้วยกัน ในรูปแบบ Collapsed Backbone โดยจะช่วยแก้ปัญหา การติดขัดบนเครือข่าย ใช้ Switches เพื่อการเชื่อมต่อบรรดา Server ต่างๆ เข้าด้วยกัน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ Server การเชื่อมต่อเครือข่ายที่ประกอบด้วย Switching Hub ต่างๆเข้าด้วยกันด้วย Switching Hub ตัวหลักที่เรียกว่า Back Bone Switching Hub

        เราเตอร์ (Router)

            เราเตอร์จะรับข้อมูลเป็นแพ็กเกจเข้ามาตรวจสอบแอดเดรสปลายทาง จากนั้นนำมาเปรียบเทียบกับตารางเส้นทางที่ได้รับการโปรแกรมไว้ เพื่อหาเส้นทางที่ส่งต่อ ปัจจุบันอุปกรณ์เราเตอร์ได้พัฒนาทำให้สามารถเชื่อมอุปกรณ์เราเตอร์หลาย ๆ ตัวเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ เราเตอร์สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการหาเส้นทางเดินที่สั้นที่สุด เลือกตามความเหมาะสม

ข้อ 3.ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล

ทิศทางของการสื่อสารข้อมูล หมายถึง ทิศทางจากอุปกรณ์ส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์รับข้อมูลโดยผ่านสื่อนำข้อมูล

           สามารถแบ่งทิศทางการสื่อสารของข้อมูลได้เป็น 3 แบบ คือ

1. แบบทิศทางเดียว (Simplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบทางเดียว” (One-way Communication)เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลจะถูกส่งจากทิศทางหนึ่งไปยังอีกทิศทางโดยไม่สามารถส่งข้อมูลย้อนกลับมาได้เช่น การกระจายเสียงจากสถานีวิทยุ การเผยแพร่ภาพและรายการต่างๆของสถานีโทรทัศน์ เป็นต้น

2. แบบกึ่งสองทิศทาง ( Half Duplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบทางใดทางหนึ่ง (Either-way Communication)” เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งกลับกันได้ 2 ทิศทาง แต่จะไม่สามารถส่งพร้อมกันได้ โดยต้องผลัดกันส่งครั้งละทิศทางเท่านั้น เช่น วิทยุสื่อสารแบบผลัดกันพูด

3. แบบสองทิศทาง (Full Duplex)หรือเรียกว่า “การสื่อสารแบบสองทาง (Both-way Communication)” เป็นทิศทางการสื่อสารข้อมูลแบบที่ข้อมูลสามารถส่งพร้อม ๆ กันได้ทั้ง 2 ทิศทาง ในเวลาเดียวกัน เช่น ระบบโทรศัพท์ โดยที่คู่สนทนาสามารถพูดคุยโต้ตอบกันได้ในเวลาเดียวกัน ไม่ต้องกดสวิตซ์ เพื่อเปลี่ยนสถานะก่อนที่จะสื่อสาร

                                   สรุป