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

อะไรคือระบบเครือข่าย?

           ระบบเครือข่ายหรือที่เราเรียกกันจนติดปากว่า LAN ( Local Area Network ) นั้นก็คือ การนำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์หลาย ๆ เครื่องมาเชื่อมต่อกัน เพื่อต้องการให้ เครื่องคอมพิวเตอร์เหล่านั้น สามารถที่จะส่ง หรือ แลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้ แล้วทำไมเราต้องใช้ระบบเครือข่ายละ ลองนึกดูว่าแต่ก่อนเรามีเครื่องคอมพิวเตอร์ 1 เครื่อง การทำงานต่าง ๆ ก็ยังคงอยู่ที่เครื่องเดียว แต่ในองค์กร หรือตามบ้านเองก็ตามแต่ หากมีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องที่สองเพิ่มขึ้นมา ความต้องการในการ ที่จะต้องมีการนำข้อมูลจากเครื่องหนึ่ง มายังอีกเครื่องหนึ่งคงหนีไม่พ้น เป็นแน่ หาเป็นแรก ๆ ที่ยังไม่มีระบบเครือข่ายเข้ามาเกี่ยวข้อง ก็คงใช้ Diskette ในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่าง เครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งสองเครื่อง

           และนั่นแหละคือความยุ่งยาก น่าเบื่อหน่าย และความไม่สะดวกต่าง ๆ ในการทำงาน ลองนึกภาพดูแล้วกันว่าหากว่าต้องการ Copy File ที่มีขนาดใหญ่กว่าความจุของแผ่น Diskette เราก็ไม่สามารถที่จะทำการ Copy ได้ และนั่นแหละ เขาก็เลยต้องหาวิธีการต่าง ๆ มาทำให้เครื่องสองเครื่องหรือมากกว่า สามารถที่จะส่งข้อมูลระหว่างกันได้ โดยการนำเอาสายสัญญาณมาทำการเชื่อม ต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เหล่านั้นสามารถที่จะส่งสัญญาณหากันได้โดยผ่านระบบสายสัญญาณต่าง ๆ ที่นำมาเชื่อมต่อ และรูปแบบในการนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อนี้ก็มีหลายรูปแบบ และบางคนอาจจะสงสัยเกี่ยวกับคำว่า Ethernet คืออะไร เพราะว่าเป็นคำพูดที่ได้ยินบ่อย ๆ อธิบายนิดหนึ่งแล้วกัน คำว่า Ethernet เป็นคำเรียกที่ใช้เรียกระบบเครือข่าย ที่มีการส่งข้อมูลกันที่ความเร็ว 10Mbps ถ้าเป็นคำว่า Fast Ethernet ก็จะหมายถึงเป็นการส่งข้อมูล ของระบบเครือข่ายที่ความเร็ว 100Mbps และถ้าเป็นคำว่า Gigabit Ethernet ก็จะหมายถึงความเร็วในการส่งข้อมูลที่ 1000Mbps หรือ 1Gbps ซึ่งการส่งข้อมูลของระบบเครือข่ายในปัจจุบันนี้ใช้ โปรโตคอลที่เรียกว่า CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

1. LAN ( Local Area Network )
ระบบเครือข่ายระดับท้งถิ่น เป็นเน็ทเวิร์กในระยะทางไม่เกิน 10 กิโลเมตร ไม่ต้องใช้โครงข่ายการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ คือนะเป็นระบบเน็ทเวิร์กที่อยู่ภายในองค์กรหรืออาคารเดียวกัน

2. MAN ( Metropolitan Area Network )
ระบบเครือข่ายระดับเมือง เป็นเน็ทเวิร์กที่ต้องใช้ดครงข่ายของการสื่อสารขององค์การดทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย เป็นการติดต่อสื่อสาร กันในเมือง

3. WAN (Wide Area Network )
ระบบเครือข่ายระดับกว้างไกล หรือ เรียกกันว่าเป็น World Wide ของระบบเน็ทเวิร์กโดยจะเป็นการสื่อสารกันในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลก จะต้องใช้มีเดีย( Media ) ในการสื่อสารขององร์การโทรศะพท์ หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย (คู่สายโทรศัพท์ dial-up line/ คู่สายเช่า leased line/ISDN (Integrated Service Digital Network สามารถส่งข้อมูลให้ทั้งข้อมูลเสียงและภาพ ในเวลาเดียวกัน))

ประเภทของระบบ LAN

Peer To Peer
เป็นระบบที่เครื่องเวิร์กสเตชั่นทุกเครื่องบนระบบเน็ทเวิร์กที่มีฐานะเท่าเทียมกันคือ ทุกเครื่องสามารถที่จะใช้ไฟล์ในเครื่องอื่นๆ ได้ และสามารถให้เครื่องอื่นมาใช้ไฟล์ของตนได้เช่นกัน ระบบ Peer To Peer มีการทำงานแบบ Distributed System โดยจะกระจายทรัพยากรณ์ต่างๆ ไปสู่เวิร์สเตชั้นอื่นๆ แต่จะมีปัญหาเรื่องการรักษาความปลอดภัยเพราะข้อมูลที่เป็นความลับ ถูกส่งออกไปสู่เวิร์กสแตชั่นอื่นๆ เช่นกัน โปรแกรมที่มีความสามารถทาง Peer To Peer และเป็นที่รู้จักกันคือ Windows for Workgroup และ Personal Network

Client / Server
เป็นระบบการทำงานแบบ Distributed Processing หรือการประมวลปลแบบกระจายโดยจะแบ่งกันประมวลผลระหว่าง เครื่องเซร์ฟเวอร์กับเครื่องเวิร์กสเตชั่น แทนที่ Applications จะวิ่งทำงานอยู่เฉพาะเครื่องเซิร์ฟเวอร์ ก็แบ่งการคำนวนของโปรแกรม Applications มาทำงานบนเครื่องเวร์กสเตชั่นด้วย และเมื่อใดที่เครื่องเวอรืกสเตชั่นต้องการผลลัพฑ์ของข้อมมูลบางส่วน จะมีการเรียกใช้ไปยังเครื่องเซิร์ฟเวอร์เพื่องให้เซิร์ฟเวอร์นำเฉพาะข้อมูลบางส่วนเท่านั้นส่งกลับมาให้เครื่องเวิร์กสเตชั้น เพื่อทำการคถำนวนข้อมูลนั้นต่อไป

รูปแบบการเชื่อมต่อของระบบ LAN (Topology)

Star Topology
เป็นระบบที่ได้รับความนิยม ในการนำไปใช้งานมากที่สุดในตอนนี้ ด้วยข้อดีหลายอย่าง ที่ต่างจากระบบทั้งสองดังกล่าวข้างต้น เนื่องจากระบบ Bus หรือระบบ Ring นั้นหากสายสัญญาณเส้นใดเส้นหนึ่งขาด ก็จะทำให้ เครื่องคอมพิวเตอร์ไม่สามารถ ที่จะส่งสัญญาณหากันได้ หรือที่เราเรียกกันว่าระบบล่มนั่นแหละ ข้อดีของระบบการเชื่อมต่อแบบ Star ก็คือหากว่าสายสัญญาณ เส้นใดเส้นหนึ่งมีปัญหา แล้วก็ไม่มีผลกระทบต่อสายสัญญาณเส้นอื่น เพราะว่า การเชื่อมต่อในลักษณะอย่างนี้จะมี HUB เป็นอุปกรณ์ตัวกลางในการแลกเปลี่ยนข้อมูล ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ ดังแสดงในรูปให้เห็น

Bus Topology
        เป็นลักษณะของการนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อ เป็นระบบเครือข่าย ด้วยสายเคเบิลยาวต่อเนื่องกันไปเรื่อย ๆ โดยมีคอนเน็คเตอร์ในการเชื่อมต่อ โดยลักษณะของการส่งหรือรับข้อมูล จะเป็นการส่งข้อมูล ทีละเครื่องในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ เท่านั้นจากนั้นเครื่องปลายทาง ก็จะส่งสัญญาณข้อมูลกลับมา และในการเชื่อมต่อในระบบ Bus นี้จะต้องมี T-Connector ที่เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อ และมี Terminator เป็นอุปกรณ์ปิดปลายสายสัญญาณ ของทั้งระบบ ซึ่ง Terminaltor จะคอยเป็นตัวดูดซับสัญญาณไม่ให้มีการไหลกับไป กวนกับระบบสัญญาณอื่นในสาย ซึ่งโดยทั่วไป จะมีค่าความต้านทานประมาณ 50 โอห์ม บางครั้งถ้าไม่มี Terminator เราสามารถให้ตัว R ทั่วไปที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ขนาด 50 โอห์มแทนได้เหมือนกัน

Ring Topology
         ลักษณะการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายแบบวงแหวน ซึ่งเป็นการนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาต่อเป็นวงกลมดังรูป ซึ่งปัจจุบันนี้ระบบการเชื่อมต่อแบบนี้แทบจะไม่มีใช้กันแล้วในปัจจุบัน เท่าที่ผมทราบมาส่วนมากจะเป็นพวก ธนาคารเท่านั้นที่ยังมีการใช้ระบบนี้อยู่ ระบบ Ring จะไม่มีปลายเหลือเอาไว้ทำให้มีลักษณะที่เป็นวงปิด จึงเรียกว่า ring ปัญหาของ topology นี้ก็คือถ้า node ใด node หนึ่งเกิดขัดข้องไปก็จะทำให้ network มีปัญหาได้ทั้งระบบ แต่ถ้ามีการออกแบบที่แก้ไขปัญหานี้เอาไว้ จะทำให้ Topology นี้ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงแบบหนึ่ง โดยเป็นระบบที่เรียกว่า Tokenring

Hybrid Network
เป็นระบบการเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย แบบผสมซึ่งจะเป็นการออกแบบระบบเครือข่ายที่ใหญ่ขึ้น โดยในการวางระบบหรือ ออกแบบระบบนั้นมีปัญหา ในเรื่องของระยะทางในการเดินระบบสายสัญญาณ เช่น ถ้าเป็นการเดินระบบที่มีระยะทางไม่เกิน 100 เมตรภายในอาคารเดียวกัน ก็จะมีการเดินระบบที่เป็นแบบ Star Topology และหากมีระยะ ในการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่ไกลขึ้นมากกว่าที่ระบบ Star จะทำได้ก็ต้องหันมาใช้ระบบ Bus เป็นการเชื่อมต่อด้วย ซึ่งระบบ Bus เองนี้สามารถเชื่อมต่อได้ไกลสุดได้มากถึง 185 เมตร หรือ 500 เมตรขึ้นอยู่กับประเภทของสายสัญญาณ ที่ใช้เดินระบบว่าเป็นแบบไหน

สายเคเบิ้ลในการเชื่อมต่อ
ในการเชื่อมต่อแบบต่างๆ จะต้องใช้สายเคเบิ้ลเป็นตัวกลาง (Media) นำข้อมุล ซึ่งการ ใช้งานจะขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อ เช่น แบบ Bus จะใช้สายเคเบิ้ล Coaxial, แบบ Star จะใช้สายเคเบิ้ลแบบ UTP สายที่ใช้งานในระบบเน็ทเวิร์กจะมีอยู่ 4 ประเภทคือ

สาย Coaxial
เป็นสายเส็นเดียวมีลวดทองแดงเป็นแกนกลางหุ้มด้วยฉนวนยางโดยจะมีลวดถักหุ้มสายยางอีกชั้น ( Shield ) ปกป้องสัญญาณรบกวน และมีฉรสรด้านรอกเป็ยางสีดำหุ้มอีกชั้น จะมี 2 แบบคือ อย่างหนา (thick) อย่างบาง (thin) ส่วนมากจะช่งานยนระบบ Ethernet โดยที่ปลานสายทั้งสองด้านจะต้องมีตัว Terminator ปิดด้วย มีความเร็วในการส่งข้อมูล 10 Mbps ต่ำกว่า

สาย UTP สาย UTP ( Unshielded Twisted Pair )
เป็นสายเส้นเล็กจำนวน 8 เส้น ตีเกลี่ยวคู่มีอยู่ 4 คู่ ไม่มีเส้นลวดถัก (Shield) เนื่องจากการตีเกลียวคู่เป็นการลดสัญญาณรบกวนแล้วการใช้งานจะต้องมีการแค็มห้ว RJ-45 เข้ากับสาย UTP แล้วนำไปเสียบเข้ากับ HUB มีความเร็วในการรับ- ส่ง ข้อมูล 10/100 Mbps ปัจจุบันเป็นที่นิยมการใช้งานกันมาก

สาย STP (Shielded Twisted Pair)
เป็นสายเส้นคู่ตีเกลียวมีอยู่ 2 คู่ มีเส้นลวดถัก (Shiele) ป้องกันสัญญาณรบกวน ใช้งานในการเชื่อมต่อระยะไกลๆ ซึ่งสาย UTP ทำไม่ได้ จะมีราคาแพงกว่าด้วย

สายไฟเบอร์ออฟติก ( Fiber Obtic )
หรือสายเส้นใยแก้วนำแสง เป็นสายที่รับ-ส่ง สัญญาณด้วยแสง มีความเร็วในการทำงานสูงมาก ส่งได้ไหลและไม่มีสัญญาณรบกวนมีราคาแพงมากกว่าสายสัญญาณอื่นๆ