ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
1 ความสำคัญของเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ธรรมชาติมนุษย์ต้องอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม มีการติดต่อสื่อสารระหว่างกัน ร่วมกันทำงานสร้างสรรสังคมเพื่อให้ ความเป็นอยู่โดยรวมดีขึ้น จากการดำเนินชีวิตร่วมกันทั้งในด้านครอบครัว การทำงานตลอดจนสังคมและการเมือง ทำให้ต้องมีการพบปะแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน เมื่อมนุษย์มีความจำเป็นที่จะติดต่อสื่อสารระหว่างกัน พัฒนาการ ทางด้านคอมพิวเตอร์จึงต้องตอบสนองเพื่อให้ใช้งานได้ตามความต้องการ แรกเริ่มมีการพัฒนาคอมพิวเตอร์แบบ รวมศูนย์ เช่น มินิคอมพิวเตอร์ หรือ เมนเฟรม โดยให้ผู้ใช้งานใช้พร้อมกันได้หลายคน แต่ละคนเปรียบเสมือน เป็นสถานีปลายทาง ที่เรียกใช้ทรัพยากร การคำนวณจากศูนย์คอมพิวเตอร์และให้คอมพิวเตอร์ตอบสนองต่อ การทำงานนั้น ต่อมามีการพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์ที่ทำให้สะดวกต่อการใช้งานส่วนบุคคล จนมีการเรียกไมโครคอมพิวเตอร์ ว่า พีซี (Personal Competer:PC) การใช้งานคอมพิวเตอร์จึงแพร่หลายอย่างรวดเร็ว เพราะการใช้งานง่ายราคา ไม่สูงมาก สามารถจัดหามาใช้ได้ไม่ยาก เมื่อ มีการใช้งานกันมาก บริษัทผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ต่างๆ ก็ปรับปรุง และพัฒนาเทคโนโลยีให้ตอบสนองความต้องการที่จะทำงานร่วมกันเป็นกลุ่มในรูปแบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ จึงเป็นวิธีการหนึ่ง และกำลังได้รับความนิยมสูงมาก เพราะทำให้ตอบสนองตรงความต้องการที่จะติดต่อสื่อสาร ข้อมูลระหว่างกัน เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้รับการพัฒนาเรื่อยมาจากเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ได้แก่ เมนเฟรม มินิคอมพิวเตอร์ มาเป็นไมโครคอมพิวเตอร์ ที่มีขนาดเล็กลงแต่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นไมโครคอมพิวเตอร์ก็ได้รับ การพัฒนาให้มีขีดความสามารถและทำงานได้มากขึ้น จนกระทั่งคอมพิวเตอร์สามารถทำงานร่วมกันเป็นกลุ่มได้ ดังนั้นจึงมีการพัฒนาให้คอมพิวเตอร์ทำงานในรูปแบบ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือนำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์ ขนาดใหญ่มาเป็นสถานีบริการ หรือที่เรียกว่า เครื่องให้บริการ (Server ) และให้ไมโครคอมพิวเตอร์ตาม หน่วยงานต่างๆ เป็นเครื่องใช้บริการ (Client) โดยมีเครือข่าย(Network) เป็นเส้นทางเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์จาก จุดต่างๆ
ในที่สุดระบบเครือข่ายก็จะเข้ามาแทนระบบคอมพิวเตอร์เดิมที่เป็นแบบรวมศูนย์ได้ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทวีความสำคัญและได้รับความนิยมมากขึ้น เพราะสามารถสร้างระบบคอมพิวเตอร์ให้ พอเหมาะกับงาน ในธุรกิจขนาดเล็กที่ไม่มีกำลังในการลงทุนซื้อเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาสูงเช่น มินิคอมพิวเตอร์ ก็สามารถใช้ไมโครคอมพิวเตอร์หลายเครื่องต่อเชื่อมโยงกันเป็นเครือข่าย โดยให้ไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง เป็นสถานีบริการที่ทำให้ใช้งานข้อมูลร่วมกันได้ เมื่อกิจการเจริญก้าวหน้าขึ้นก็สามารถขยายเครือข่ายการใช้ คอมพิวเตอร์โดยเพิ่มจำนวนเครื่องหรือขยายความจุข้อมูลให้พอเหมาะกับองค์กร ในปัจจุบันองค์การขนาดใหญ่ก็สามารถลดการลงทุนลงได้ โดยใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์เชื่อมโยงจากกลุ่มเล็ก ๆ หลาย ๆ กลุ่มรวมกันเป็นเครือข่ายขององค์การ โดยสภาพการใช้ข้อมูลสามารถทำได้ดีเหมือน เช่นในอดีตที่ต้องลงทุนจำนวนมาก เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีบทบาทที่สำคัญต่อหน่วยงานต่างๆ ดังนี้
1. ทำให้เกิดการทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม และสามารถทำงานพร้อมกัน
2. ให้สามารถใช้ข้อมูลต่างๆ ร่วมกัน ซึ่งทำให้องค์การได้รับประโยชน์มากขึ้น
3. ทำให้สามารถใช้ทรัพยากรได้คุ้มค่า เช่น ใช้เครื่องประมวลผลร่วมกัน แบ่งกันใช้แฟ้มข้อมูล ใช้เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์ที่มีราคาแพงร่วมกัน
4. ทำให้ลดต้นทุน เพราะการลงทุนสามารถลงทุนให้เหมาะสมกับหน่วยงานได้
ชนิดของเครือข่าย เครือข่ายคอมพิวเตอร์แบ่งแยกตามสภาพการเชื่อมโยงได้ 2 ชนิด
- เครือข่ายแลน (Local Area Network : LAN)
- เครือข่ายแวน (Wide Area Network : WAN
เครือข่ายแลน
หรือเครือข่ายคอมพิวเตอร์ท้องถิ่นเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ซึ่งเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสารที่อยู่ในท้องที่ บริเวณเดียวกันเข้าด้วยกัน เช่น ภายในอาคาร หรือภายในองค์การที่มีระยะทางไม่ไกลมากนัก เครือข่ายแลนจัดได้ว่าเป็นเครือข่ายเฉพาะขององค์การ การสร้างเครือข่ายแลนนี้องค์การสามารถดำเนินการทำเองได้ โดยวางสายสัญญาณสื่อสารภายในอาคารหรือภายในพื้นที่ของตนเอง เครือข่ายแลน มีตั้งแต่เครือข่ายขนาดเล็กที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปภายในห้องเดียวกันจนเชื่อมโยงระหว่างห้อง หรือองค์การขนาดใหญ่เช่นมหาวิทยาลัย มีการวางเครือข่ายที่เชื่อมโยงระหว่างอาคารภายในมหาวิทยาลัย เครือข่ายแลนจึงเป็นเครือข่ายที่รับผิดชอบโดยองค์การที่เป็นเจ้าของ ลักษณะสำคัญของเครือข่ายแลน คืออุปกรณ์ที่ประกอบภายในเครือข่ายสามารถรับส่งสัญญาณกันด้วยความเร็วสูงมาก โดยทั่วไปมีความเร็วตั้งแต่ หลายสิบล้านบิตต่อวินาที จนถึงร้อยล้านบิตต่อวินาที การสื่อสารในระยะใกล้จะมีความเร็วในการสื่อสารสูง ทำให้การรับส่งข้อมูลมีความผิดพลาดน้อยและสามารถรับส่งข้อมูลจำนวนมากในเวลาจำกัดได้
เครือข่ายแวน
เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงระบบคอมพิวเตอร์ในระยะไกล เช่น เชื่อมโยงระหว่างจังหวัด ระหว่างประเทศ การสร้างเครือข่ายระยะไกล จึงต้องอาศัยระบบบริการข่ายสายสาธารณะ เช่น สายวงจรเช่าจากองค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทยหรือจากการสื่อสารแห่งประเทศไทย ใช้วงจรสื่อสารผ่านดาวเทียม ใช้วงจรสื่อสารเฉพาะกิจที่มีให้บริการแบบสาธารณะ เครือข่ายแวนจึงเป็นเครือข่าย ที่ใช้กับองค์การที่มีสาขาห่างไกลและต้องการเชื่อมสาขาเหล่านั้นเข้าด้วยกัน เช่น ธนาคารมีสาขาทั่วประเทศ มีบริการ รับฝากเงินผ่านตู้เอทีเอ็ม เครือข่ายแวนเชื่อมโยงระยะไกลมาก จึงมีความเร็วในการสื่อสารจึงไม่สูง เนื่องจาก มีสัญญาณรบกวนในสาย และการเชื่อมโยงระยะไกลจำเป็นต้องใช้เทคนิคพิเศษในการลดปัญหาข้อผิดพลาดของ การรับส่งข้อมูล เครือข่ายแวน เป็นเครือข่ายที่ทำให้เครือข่ายแลนหลายๆ เครือข่ายเชื่อมถึงกันได้เช่นที่ทำการสาขาทุกแห่ง ของธนาคารแห่งหนึ่งมีเครือข่ายแลนเพื่อใช้ทำงานภายในสาขานั้นๆ และมีการเชื่อมโยงเครือข่ายแลน ของทุกสาขาให้เป็นระบบเดียวด้วยเครือข่ายแวน ในอนาคตอันใกล้นี้ บทบาทของเครือข่ายแวนจะทำให้ทุกบริษัท ทุกองค์การทุกหน่วยงานเชื่อมโยงเครือข่าย คอมพิวเตอร์ของตนเองเข้าสู่เครือข่ายกลาง เพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน และการทำงานร่วมกัน ในระบบที่ต้องติดต่อสื่อสารระหว่างกัน เทคโนโลยีที่ใช้กับเครือข่ายแวนมีความหลากหลาย มีการเชื่อมโยงระหว่างประเทศด้วยช่องสัญญาณดาวเทียม เส้นใยนำแสง คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ สายเคเบิล ทั้งที่วางตามถนนและวางใต้น้ำ เทคโนโลยีของการเชื่อมโยง ได้รับการพัฒนาไปมากแต่ยังไม่พอเพียงกับความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็ว
เทคโนโลยีเครือข่ายแลน
การเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าเป็นเครือข่ายแลนนั้น มีจุดมุ่งหมายที่จะให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสื่อสาร ข้อมูลระหว่างกันได้ทั้งหมดหากนำเครื่องคอมพิวเตอร์สองเครื่องต่อสายสัญญาณเข้าหากันจะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งสอง นั้นส่งข้อมูลถึงกันได้ครั้นจะนำเอาคอมพิวเตอร์เครื่องที่สามต่อรวมด้วย เริ่มจะมีข้อยุ่งยากเพิ่มขึ้น และยิ่งถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นจำนวนมาก ก็ยิ่งมีข้อยุ่งยากที่จะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหมดสื่อสารกันได้ ด้วยเหตุนี้ผู้พัฒนาเครือข่ายคอมพิวเตอร์จึงต้องหาวิธีการและเทคนิคในการเชื่อมโยงเครือข่ายแบบต่างๆ เพื่อลดข้อยุ่งยาก ในการเชื่อมโยงสายสัญญาณโดยใช้สายสัญญาณน้อยและเหมาะสมกับการนำไปใช้งานได้ ทั้งนี้เพราะข้อจำกัดของการใช้ สายสัญญาณเป็นเรื่องสำคัญมาก บริษัทผู้พัฒนาระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้พยายามคิดหาวิธี และใช้เทคโนโลยีในการรับส่งข้อมูลภายในเครือข่ายแลน ออกมาหลายระบบ ระบบใดได้รับการยอมรับก็มีการตั้งมาตรฐานกลาง เพื่อว่าจะได้มีผู้ผลิตที่สนใจการผลิตอุปกรณ์ เชื่อมโยงเข้าสู่เครือข่าย เทคโนโลยีเครือข่ายแลนจึงมีหลากหลาย เครือข่ายแลนที่น่าสนใจ เช่น อีเทอร์เน็ต (Ethernet) โทเก็นริง (Token Ring) และ สวิตชิง (Switching)
อีเทอร์เน็ต (Ethernet) อีเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่พัฒนามาจากโครงสร้างการเชื่อมต่อแบบสายสัญญาณร่วมที่เรียกว่า บัส (Bus)
โดยใช้สายสัญญาณแบบแกนร่วม คือ สายโคแอกเชียล (Coaxial Cable) เป็นตัวเชื่อม สำหรับระบบบัส เป็นระบบ เทคโนโลยีที่คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องเชื่อมโยงเข้ากับสายสัญญาณเส้นเดียวกัน คือ เมื่อมีผู้ต้องการส่งข้อมูล ก็ส่งข้อมูลได้เลย แต่เนื่องจากไม่มีวิธีการค้นหาเส้นทางที่ส่งว่างหรือเปล่า จึงไม่ทราบว่ามีอุปกรณ์ใดหรือคอมพิวเตอร์ เครื่องใดที่ส่งข้อมูลมาในช่วงเวลาเดียวกัน จะทำให้เกิดการชนกันขึ้นและเกิดการสูญหายของข้อมูล ผู้ส่งต้องส่งข้อมูล ไปยังปลายทางอีกครั้งหนึ่ง ทำให้เสียเวลามาก จึงมีการพัฒนาระบบการรับส่งข้อมูลผ่านอุปกรณ์กลางที่เรียกว่า ฮับ (Hub) และเรียกระบบใหม่นี้ว่า เทนเบสที (10 base t) โดยใช้สายสัญญาณที่มีขนาดเล็กลงและราคาถูกซึ่งเรียกว่า สายคู่บิตเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded twisted pair : UTP) ทำให้การเชื่อมต่อนี้ มีลักษณะแบบดาว
วิธีการเชื่อมแบบนี้จะมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ฮับ ใช้สายสัญญาณไปยังอุปกรณ์หรือคอมพิวเตอร์อื่น ๆ จุดเด่นของดาวตัวนี้ จะอยู่ที่ เมื่อมีการส่งข้อมูล จะมีการตรวจสอบความผิดพลาดว่า อุปกรณ์ใดจะส่งข้อมูลมาบ้างและจะมีการสับสวิตซ์ให้ส่ง ได้หรือไม่ แต่เมื่อมีฮับเป็นตัวแบกภาระทั้งหมด ก็มีจุดอ่อนได้คือ ถ้าฮับเกิดเป็นอะไรขึ้นมา อุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ หรือคอมพิวเตอร์ก็ไม่สามารถเชื่อมต่อกันได้อีก
ภายในฮับมีลักษณะเป็นบัสที่เชื่อมสายทุกเส้นเข้าด้วยกัน ดังนั้นการใช้ฮับและบัสจะมีระบบการส่งข้อมูลแบบ เดียวกัน และมีการพัฒนาเป็นมาตรฐาน กำหนดชื่อมาตรฐานนี้ว่า 802.3 ความเร็วในการส่งกำหนดไว้ที่ 10 ล้านบิตต่อ วินาที และกำลังมีมาตรฐานใหม่ให้สามารถรับส่งสัญญาณได้ถึง 100 ล้านบิตต่อวินาที
โทเก็นริง
โทเก็นริง เป็นเครือข่ายที่บริษัท ไอบีเอ็ม พัฒนาขึ้น รูปแบบการเชื่อมโยงจะเป็น วงแหวน โดยด้านหนึ่งเป็นตัวรับสัญญาณและอีกด้านหนึ่งเป็นตัวส่งสัญญาณ การเชื่อมต่อแบบนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถส่งข้อมูลถึงกันได้ โดยผ่านเส้นทางวงแหวนนี้ การติดต่อสื่อสารแบบนี้จะมีการจัดลำดับให้ผลัดกันส่งเพื่อว่าจะได้ไม่สับสน และมีรูปแบบ ที่ชัดเจน โทเก็นริงที่ใช้กันอยู่ในขณะนี้มีความเร็วในการรับส่งสัญญาณได้ 16 ล้านบิตต่อวินาที ข้อมูลแต่ละชุดจะมี การกำหนดตำแหน่งแน่นอนว่ามาจากสถานีใด และจะส่งไปที่สถานีใด
สวิตชิง
สวิตชิง เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาเพื่อให้สามารถรับส่งข้อมูลระหว่างสถานีทำได้เร็วยิ่งขึ้น การคัดเลือกชุดข้อมูล ที่ส่งมาและส่งต่อไปยังสถานีปลายทาง จะกระทำที่ชุมสายกลางที่เรียกว่า สวิตชิง รูปแบบของเครือข่ายแบบนี้จะมีลักษณะ เป็นแบบดาว ซึ่งโครงสร้างนี้จะเหมือนกันกับแบบอีเทอร์เน็ตที่มีฮับเป็นศูนย์กลาง แต่แตกต่างกันที่ฮับเป็นจุดร่วมของสาย สัญญาณที่จะต่อกระจายไปยังทุกสาย แต่สวิตชิงจะเลือกการสลับสัญญาณไปยังตำแหน่งที่ต้องการเท่านั้น สวิตชิงจึงมีข้อดี กว่าฮับเนื่องจากแต่ละสายสัญญาณจะมีความเป็นอิสระต่อกันมาก ทำให้รับส่งสัญญาณไม่มีปัญหาเรื่องการชนกัน ของข้อมูล อุปกรณ์ที่ใช้ในการสวิตชิงมีหลายแบบ เช่น อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ และเอทีเอ็มสวิตซ์
เอทีเอ็มสวิตซ์เป็นอุปกรณ์การสลับสายสัญญาณในการรับส่งข้อมูลที่มีการรับส่งกันเป็นชุด ๆ ข้อมูลแต่ละชุดเรียกว่า เซล มีขนาดจำกัด การสวิตชิงแบบเอทีเอ็มทำให้ข้อมูลจากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่งดำเนินไปอย่างรวดเร็ว ซึ่งกำลังได้รับความสนใจและมีแนวโน้มจะได้รับความนิยมมากขึ้น ทั้งนี้เพราะการประยุกต์งานสมัยใหม่หลายอย่าง ต้องการความเร็วสูง โดยเฉพาะการสื่อสารที่มีการผสมหลายสื่อรวมทั้งข้อความ รูปภาพ เสียงและวีดิโอ
การใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เครือข่ายแลนหนึ่งเครือข่ายจะมีการทำงานกันเป็นกลุ่ม เรียกว่า กลุ่มงาน (workgroup) แต่เมื่อเชื่อมโยงหลาย ๆ กลุ่มงานเข้าด้วยกันก็จะเป็นเครือข่ายขององค์กร และถ้าเชื่อมโยงระหว่างองค์กรผ่านเครือข่ายแวน ก็จะได้เครือข่าย ขนาดใหญ่ ตัวอย่างการใช้งานเครือข่าย
การใช้ฐานข้อมูลร่วมกัน
งานขององค์กรบางอย่างมีความจำเป็นต้องใช้ข้อมูลชุดเดียวกัน ถ้าแต่ละฝ่ายทำการหาหรือรวบรวมข้อมูลเอง ข้อมูลอาจ จะมีความคลาดเคลื่อนไม่ตรงกันก็ได้ นอกจากความผิดพลาดที่เกิดขึ้นแล้วยังทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากรบุคคลและวัสดุอุปกรณ์ สิ้นเปลืองเวลาอีกด้วย แต่ถ้าองค์กรนั้นมีระบบการจัดเก็บข้อมูลที่ดี มีสถานีให้บริการเก็บข้อมูล แล้วให้ผู้ใช้บริการในองค์กร นั้นดึงข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายไปใช้ ก็จะประหยัดค่าใช้จ่ายด้านต่าง ๆ ได้ นอกจากนั้นยังสามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันได้ เช่น เครื่องพิมพ์ เครื่องสแกน กล้องดิจิตอล ฯลฯ การดำเนินงานก็เป็นไปในทิศทางเดียวกันเนื่องจากใช้ฐานข้อมูลร่วมกัน
การติดต่อสื่อสารระหว่างกันบนเครือข่าย เมื่อมีการเชื่อมโยงอุปกรณ์เข้าด้วยกัน ผู้ใช้ทุกคนที่อยู่บนเครือข่าย จะสามารถ ติดต่อสื่อสารระหว่างกัน สามารถส่ง ไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกัน ตลอดจนสามารถโอนย้ายข้อมูลระหว่างกันได้
สำนักงานอัตโนมัติ แนวคิดของสำนักงานสมัยใหม่ ก็คือ ลดการใช้กระดาษ หันมาใช้ระบบการทำงาน ด้วยคอมพิวเตอร์ที่สามารถ แลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้ทันทีทันใด ระบบสำนักงานอัตโนมัติจึงเป็นระบบการทำงานที่ทุกสถานีงานเปรียบเสมือน โต๊ะทำงาน ทำให้เกิดความคล่องตัว และรวดเร็ว
ตัวอย่างเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เมื่อเทคโนโลยีเครือข่ายได้รับการพัฒนาโดยเฉพาะมีการประยุกต์ใช้งานบนเครือข่ายอย่างกว้างขวาง ทำให้เครือข่าย คอมพิวเตอร์สามารถเชื่อมโยงกันเป็นเครือข่ายเดียวกัน เรียกว่า อินเทอร์เน็ต ขณะเดียวกันในองค์กรแต่ละองค์กร ก็มีการพัฒนาเครือข่ายของตนเองและประยุกต์ใช้กับงานเฉพาะในองค์กร เรียกว่าอินทราเน็ต ดังนั้น อินเทอร์เน็ตจึง แตกต่างจากอินทราเน็ตตรงที่ขอบเขตของการเชื่อมโยง ส่วนมาตรฐานและวิธีการเชื่อมโยงยังคงเป็นมาตรฐานเดียวกัน
