หน่วยที่ 8

หน่วยที่ 8 ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 

ความหมายของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

        ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ( Computer Network ) หมายถึง การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปเข้าด้วยกันด้วยสายเคเบิล หรือสื่ออื่นๆ ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถรับส่งข้อมูลแก่กันและกันได้ในกรณีที่เป็นการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่เป็นศูนย์กลาง เราเรียกคอมพิวเตอร์ที่เป็นศูนย์กลางนี้ว่า โฮสต์ (Host) และเรียกคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เข้ามาเชื่อมต่อว่า ไคลเอนต์ (Client)ระบบเครือข่าย (Network) จะเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันเพื่อการติดต่อสื่อสาร เราสามารถส่งข้อมูลภายในอาคาร หรือข้ามระหว่างเมืองไปจนถึงอีกซีกหนึ่งของโลก ซึ่งข้อมูลต่างๆ อาจเป็นทั้งข้อความ รูปภาพ เสียง ก่อให้เกิดความสะดวก รวดเร็วแก่ผู้ใช้ ซึ่งความสามารถเหล่านี้ทำให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีความสำคัญ และจำเป็นต่อการใช้งานในแวดวงต่างๆ

        แล้วทำไมเราถึงต้องใช้เครือข่าย หรือระบบคอมพิวเตอร์เครือข่าย การที่เรานำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกัน เราจะสามารถใช้ประโยชน์จากระบบ หรือระบบสามารถทำอะไรได้บ้าง ทำให้ใช้ทรัพยากร ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ร่วมกันได้ (Resources Sharing) ซึ่งเป็นการช่วย ประหยัดค่าใช้จ่าย และเพิ่มความสะดวก ในการใช้งาน เช่น การใช้พื้นที่บนฮาร์ดดิสก์ และเครื่องพิมพ์ร่วมกันสามารถบริหารจัดการการทำงานของคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง ได้จากศูนย์กลาง (Centralized Management) เช่น สร้างเวิร์กกรุป กำหนดสิทธิ์ในการเข้าถึงข้อมูล และสามารถทำการ สำรองข้อมูล ของแต่ละเครื่องได้ สามารถทำการสื่อสาร ภายในเครือข่าย (Communication) ได้หลายรูปแบบ เช่น อีเมล์, แชท (Chat), การประชุมทางไกล (Teleconference), และ การประชุมทางไกล แบบเห็นภาพ (Video Conference)มีระบบรักษาความปลอดภัย ของข้อมูล บนเครือข่าย (Network Security) เช่นสามารถ ระบุผู้ที่มีสิทธิ์เข้าถึงข้อมูล ในระดับต่างๆ ป้องกันผู้ที่ไม่ได้รับอนุญาติ เข้าถึงข้อมูล และให้การคุ้มครอง ข้อมูลที่สำคัญ ให้ความบันเทิงไม่รู้จบ (Entertainment) เช่น สามารถสนุกกับ การเล่นเกมส์ แบบผู้เล่นหลายคน หรือที่เรียกว่า มัลติ เพลเยอร์ (Multi Player) ที่กำลัง เป็นที่นิยมกันอยู่ในเวลานี้ได้

          ใช้งานอินเทอร์เน็ตร่วมกัน (Internet Sharing) เพียงต่อเข้าอินเทอร์เน็ต จากเครื่องหนึ่งในเครือข่าย โดยมีแอคเคาท์เพียงหนึ่งแอคเคาท์ ก็ทำให้ผู้ใช้อีกหลายคน ในเครือข่ายเดียวกัน สามารถใช้งานอินเทอร์เน็ตได้ เสมือนกับมีหลายแอคเคาท์ ฯลฯ

 

 

ระบบเครือข่ายชนิดต่างๆ

       ระบบเครือข่าย สามารถเรียกได้ หลายวิธี เช่นตามรูปแบบ การเชื่อมต่อ (Topology) เช่น แบบบัส (bus),แบบดาว (star), แบบวงแหวน (ring) หรือจะเรึยกตามขนาด หรือระยะทางของระบบก็ได้ เช่นแลน (LAN), แวน (WAN), แมน (MAN) นอกจากนี้ ระบบเครือข่าย ยังสามารถ เรียกได้ตาม เทคโนโลยีที่ไช้ ในการส่งผ่านข้อมูล เช่น เครือข่าย TCP/IP, เครือข่าย IPX, เครือข่าย SNA หรือเรียกตาม ชนิดของข้อมูล ที่มีการส่งผ่าน เช่นเครือข่าย เสียงและวิดีโอ

        เรายังสามารถจำแนกเครือข่ายได้ ตามกลุ่มที่ใช้เครือข่าย เช่น อินเตอร์เน็ต (Internet), เอ็กซ์ตร้าเน็ต (Extranet), อินทราเน็ต (Intranet), เครือข่ายเสมือน (Virtual Private Network) หรือเรียก ตามวิธีการ เชื่อมต่อทางกายภาพ เช่นเครือข่าย เส้นใยนำแสง, เครือข่ายสายโทรศัพท์, เครือข่ายไร้สาย เป็นต้น จะเห็นได้ว่า เราสามารถจำแนก ระบบเครือข่าย ได้หลากหลายวิธี ตามแต่ว่า เราจะพูดถึง เครือข่ายนั้นในแง่มุมใด เราจำแนก ระบบเครือข่าย ตามวิธีที่นิยมกัน 3 วิธีคือ รูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology), รูปแบบการสื่อสาร (Protocol), และ สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Architecture) 

การจำแนกระบบเครือข่าย ตามรูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology) จะบอกถึงรูปแบบ ที่ทำการ เชื่อมต่ออุปกรณ์ ในเครือข่ายเข้าด้วยกัน ซึ่งมีรูปแบบที่นิยมกัน 3 วิธีคือ

แบบบัส (bus)

 

ในระบบเครือข่าย โทโปโลยีแบบ BUS นับว่าเป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อน ลักษณะการทำงานของเครือข่ายโทโปโลยีแบบ BUS คืออุปกรณ์ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสารหลัก ที่เรียกว่า "บัส" (BUS) เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนด หนึ่งภายในเครือข่าย ข้อมูลจากโหนดผู้ส่ง จะถูกส่งเข้าสู่สายบัส ในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบด้วยตำแหน่งของ ผู้ส่งและผู้รับ และข้อมูล การสื่อสารภายในสายบัส จะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัสจะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ดูดกลืนสัญญาณ เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เป็นการป้องกันการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัส สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่ง เมื่อเข้าสู่บัสจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ข้างของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่าตำแหน่งปลายทาง ที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้น ตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนดตน แต่ถ้าไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้น ที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้

        การควบคุมการสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ BUS มี 2 แบบคือ แบบควบคุมด้วยศูนย์กลาง (Centralized) ซึ่งจะมีโหนดหนึ่ง ที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางควบคุมการสื่อสารภายในเครือข่าย ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นไฟล์เซิร์ฟเวอร์ การควบคุมแบบกระจาย (Distributed) ทุก ๆ โหนดภายในเครือข่าย จะมีสิทธิในการควบคุมการสื่อสาร แทนที่จะ เป็นศูนย์กลางควบคุมเพียงโหนดเดียว ซึ่งโดยทั่วไปคู่โหนดที่กำลังทำการส่ง-รับ ข้อมูลกันอย ู่จะเป็นผู้ควบคุมการสื่อสารในเวลานั้นข้อดีข้อเสียของโทโปโลยีแบบบัส

แบบดาว (star)

 

        เป็นหลักการส่งและรับข้อมูล เหมือนกับระบบโทรศัพท์ การควบคุมจะทำโดยสถานีศูนย์กลาง ทำหน้าที่เป็นตัวสวิตชิ่ง ข้อมูลทั้งหมดในระบบเครือข่าย จะต้องผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง (Center Comtuper) เป็นการเชื่อมโยงการติดต่อสื่อสาร ที่มีลักษณะคล้ายกับรูปดาว (STAR) หลายแฉก โดยมีศูนย์กลางของดาว หรือฮับ เป็นจุดผ่านการติดต่อกันระหว่างทุกโหนดในเครือข่าย ศูนย์กลาง จึงมีหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมเส้นทางการสื่อสารทั้งหมด นอกจากนี้ศูนย์กลางยังทำหน้าที่ เป็นศูนย์กลางข้อมูลอีกด้วย

       การสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ STAR จะเป็นแบบ 2 ทิศทาง โดยจะอนุญาตให้มีเพียงโหนดเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายได้ จึงไม่มีโอกาสที่หลายๆ โหนดจะส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูล เครือข่ายแบบ STAR เป็นโทโปโลยี อีกแบบหนึ่ง ที่เป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ข้อดีของเครือข่ายแบบ STAR คือการติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำได้ง่าย หากมีโหนดใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์กลางสามารถตัดโหนดนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้ 

แบบวงแหวน (ring)

 

เครือข่ายแบบ RING เป็นการส่งข่าวสารที่ส่งผ่านไปในเครือข่าย ข้อมูลข่าวสารจะไหลวนอยู่ในเครือข่าย ไปในทิศทางเดียว เหมือนวงแหวน หรือ RING นั่นเอง โดยไม่มีจุดปลาย หรือเทอร์มิเนเตอร์ เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUSในแต่ละโหนดหรือสเตชั่น จะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด 1 เครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข่าวสารที่จำเป็นต่อการสื่อสาร ในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด และมีหน้าที่รับแพ็กเกจข้อมูล ที่ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูล ที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้น ส่งต่อไปให้กับโหนดของตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยังรีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป 

โทโปโลยีแบบผสม (Hybridge Topology)

 

เป็นเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลแบบผสมระหว่างเครือข่ายแบบใดแบบหนึ่งหรือมากกว่า เพื่อความถูกต้องแน่นอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการและภาพรวมขององค์กร