ค้นหาข้อมูล คลิก!เทคโนโลยี นวัตกรรม สิ่งประดิษฐ์ วิศวกรรม เกษตรศาสตร์ >>
การสื่อสารข้อมูลและระบบเครือข่าย
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูล
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network)
มาตรฐานของระบบเครือข่ายเฉพาะที่ (LAN)
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
(Computer Network)
จากระบบการสื่อสารข้อมูลค้วยคอมพิวเตอร์ที่กล่าวไว้ข้างต้น
ซึ่งจะเป็นการสื่อสารข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ฝั่งส่งกับคอมพิวเตอร์ฝั่งรับ 2
เครื่อง แต่เมื่อเราต้องการสื่อสารข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์มากกว่า 2 ตัว
โดยการนำคอมพิวเตอร์มาต่อร่วมกันหลายๆ เครื่อง เราจะเรียกว่า
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์(Computer Network)
ซึ่งในปัจจุบันระบบเครือข่ายมีความสำคัญเป็นอย่างมากทั้งทางด้านธุรกิจ
หรือทางด้านการศึกษา เช่น การใช้ระบบเครือข่ายของธนาคาร
การใช้เครือข่ายในมหาวิทยาลัยเพื่อการค้นหนังสื่อ หรือหาข้อมูลการวิจัย เป็นต้น
โดยการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์นั้นเป็นการเพิ่มความสามารถของระบบให้สูงขึ้นและเป็นการลดต้นทุนระบบโดยรวมลง
ซี่งจะมีการแบ่งการใช้งานอุปกรณ์และข้อมูลต่าง ๆ ตลอดจนสามารถทำงานร่วมกันได้ เช่น
สามารถการโอนย้ายข้อมูลระหว่างกัน
หรือการนำข้อมูลไปใช้ประมวลผลในลักษณะแบ่งกันใช้ทรัพยากร เช่น แบ่งกันใช้ซีพียู
แบ่งกันใช้ฮาร์ดดิสก์ แบ่งกันใช้โปรแกรม และแบ่งกันใช้อุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีราคาแพง
เป็นต้น
ประโยชน์การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์
การใช้ทรัพยากร (Resource) รวมกัน คือ
สามารถใช้อุปกรณ์ที่มีราคาสูงร่วมกันได้ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายฮารด์แวร์
ลงไปได้มากเนื่องจากไม่ต้องมีอุปกรณ์เหล่านี้ในทุกๆ จุด เช่น
ซื้อเครื่องพิมพ์คุณภาพดีมาใช้ร่วมกัน
ดีกว่าซื้อเครื่องพิมพ์ให้แก่คอมพิวเตอร์ทุกตัว
ดังนั้นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายจึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานให้กว้างขวางและมากขึ้นจากเดิม
และการเชื่อมต่อเครือข่ายนั้นยังไม่ได้จำกัดอยู่ที่การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์เท่านั้น
แต่ยังรวมไปถึงการเชื่อมต่ออุปกรณ์รอบข้าง เช่น การเชื่อมต่อกับระบบโทรศัพท์
เป็นต้น
การใช้ข้อมูลในไฟล์รวมกัน
เป็นการเข้าถึงข้อมูลและแบ่งปันข้อมูลของเครื่องคอมพิวเตอร์ตัวใดก็ได้ที่เชื่อมต่อกัน
โดยไม่ต้องใช้แผ่นดิกส์หรืออุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบอื่นช่วยในการโอนย้ายข้อมูล เช่น
การใช้ฟอร์มงานเอกสารต่างๆ ร่วมกัน หรือการถ่ายโอนข้อมูล เป็นต้น
ประเภทของระบบเครือข่าย
1. ระบบเครือข่ายเฉพาะที่(LAN)
คือ เป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายขนาดเล็กในพื้นที่ไม่ใหญ่มากนัก เช่น
ภายในห้อง หรือภายในตัวอาคาร
รูประบบเครือข่ายเฉพาะที่
2. ระบบเครือข่ายระหว่างเมือง(MAN)
คือ เป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายที่มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นกว่า LAN
มักเกิดจากการเเชื่อมโยงเครือข่าย LAN ในบริเวณเดียวกันเข้าด้วยกัน เช่น
การเชื่อมต่อระบบระหว่างองค์กรกับองค์กรที่อยู่
รูประบบเครือข่ายระหว่างเมือง
3. ระบบเครือข่ายระยะไกล (WAN)
เป็นเครือข่ายบริเวณกว้าง
ซึ่งอาจมีขอบเขตการเชื่อมต่อที่กว้างไกลขึ้นจาก LAN และ MAN
ซึ่งเมื่อเชื่อมต่อแล้วจะก่อให้เกิดเป็นระบบเครือข่ายในระดับจังหวัด ประเทศ
หรือข้ามทวีปได้
รูประบบเครือข่ายระยะไกล
4. อินเทอร์เน็ต
คือ เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่มาก
โดยเกิดจากการรวมเอาเครือข่าย LAN MAN และ WAN ย่อยๆ จำนวนมากเข้าด้วยกัน
ทำให้คอมพิวเตอร์ทุกตัวสามารถรับ-ส่งข้อมูลซึ่งกันและกันได้
รูปอินเทอร์เน็ต
รูปแบบการเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย (Network topology)
1. การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบดาว
ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องมาเชื่อมต่อในลักษณะแบบดาว คือ
มีคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งที่เป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ
และอุปกรณ์ที่เหลือ โดยเครื่องศูนย์กลางจะทำหน้าที่ในการควบคุมการสื่อสาร
ทั้งการกำหนดเส้นทางการสื่อสาร หรือการดูแลอุปกรณ์ที่จะใช้งานร่วมกัน กล่าวคือ
คอมพิวเตอร์ตัวใด จะติดต่อสื่อสารกันจะต้องผ่านคอมพิวเตอร์ตัวกลางนี้ตลอด หรือ
คอมพิวเตอร์ตัวใด ต้องการพิมพ์งาน
ก็จะต้องติดต่อกับเครื่องพิมพ์ผ่านคอมพิวเตอร์ตัวกลางก่อน
ซึ่งถ้าคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเกิดเสียหายจะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถติดต่อสื่อสารกันได้
รูปการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบดาว
2. การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบบัส
เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ทั้งหมดบนสายสื่อสารเพียงเส้นเดียว
เช่น สายคู่บิตเกลียว สายโคแอ็กเซียว หรือสายใยแก้วนำแสง
โดยสัญญานที่ถูกส่งออกมาจากอุปกรณ์หรือคอมพิวเตอร์ตัวใดก็ตามจะเป็นลักษณะการกระจายข่าว
( Broadcast) คือ
ส่งออกไปทั้งสองทิศทางไปยังทุกส่วนของระบบเครือข่ายนั้นโดยมีซอฟต์แวร์ที่ติดตั้งกับอุปกรณ์แต่ละตัวเป็นตัวควบคุมการสื่อสาร
ซึ่งเป็นการทำงานที่ไม่มีอุปกรณ์ตัวใดทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุมระบบเลย
ในกรณีนี่ถ้าอุปกรณ์ใดก็ตามหยุดการทำงานไปก็จะไม่มีผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่ยังคงทำงานอยู่
แต่อย่างไรก็ตาม ณ ขณะเวลาๆ
หนึ่งระบบนี้จะมีอุปกรณ์เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งสัญญาณออกมาได้
โดยอุปกรณ์ตัวอื่นที่ต้องการส่งสัญญาณจะต้องหยุดรอจนกว่าในระบบจะไม่มีผู้ใดส่งสัญญาณจึงจะสามารถเริ่มส่งสัญญาณของตนเองออกมาได้
ถ้ามีอุปกรณ์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปส่งสัญญาณออกมาพร้อมกันก็จะเกิดปัญหาสัญญาณชนกัน
(Collision)
ซึ่งจะทำให้สัญญาณของทุกฝ่ายเสียหายไม่สามารถนำไปใช้งานได้ระบบนี้จะมีประสิทธิภาพตํ่าในกรณีที่มีอุปกาณ์เชื่อมต่ออยู่เป็นจำนวนมาก
รูปการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบบัส
3. การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบวงแหวน
เป็นการเชื่อมต่อที่มีลักษณะเป็นวงแหวน
การรับส่งข้อมูลจะเป็นไปในทิศทางเดียว โดยใช้ Token
ซึ่งเป็นตัวอนุญาตให้คอมพิวเตอร์ตัวใดมีสิทธิ์ส่งข้อมูลเพื่อไม่ให้เกิดการชนกันของข้อมูล
โดยถ้าคอมพิวเตอร์ตัวใดต้องการส่งข้อมูลก็จะไปจับ Token มาและใส่ข้อมูลไปกับ Token
ซึ่งในขณะที่ Token ไม่ว่างคอมพิวเตอร์ตัวอื่น ก็ไม่สามารถส่งข้อมูลได้
จึงจำเป็นต้องรอให้ Token ว่าง ซึ่ง Token
จะว่างก็ต่อเมื่อส่งข้อมูลได้ถูกต้องเรียบร้อยแล้ว
รูปการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบดาว
4. เครือข่ายแบบผสม(Mesh Network)
เป็นเครือข่ายที่ไม่มีรูปร่างที่แน่นอน
เป็นการผสมเครือข่ายหลายๆแบบเข้าด้วยกัน เช่น เครือข่ายแบบบัสผสมแบบวงแหวนผสมแบบดาว
รูปการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบผสม
องค์ประกอบของระบบเครือข่าย
ในหัวข้อนี้จะเป็นการพูดถึงอุปกรณ์ใดบ้างที่จำเป็นต้องใช้ในการสร้างเครือข่าย
เพื่อให้เห็นภาพรวมของระบบเครือข่ายกับสิ่งที่ได้กล่าวไปทั้งหมด
โดยจะเน้นที่เครือข่ายเฉพาะที่ (LAN) เป็นตัวอย่าง
1. อุปกรณ์ฮารด์แวร์
1.1 NIC (Network Interface Card)
เป็นการ์ดที่ใช้ในการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์กับสายสื่อสาร
รูปการ์ดแลน
1.2 HUB
เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในการต่อสาย LAN แบบ UTP (Unshielded Twisted
Pair) โดย HUB แต่ละตัวจะมีพอร์ตในการเชื่อมต่อกับสาย UTP ในจำนวนที่แตกต่างกัน
เช่น 8, 16, 24 หรือมากกว่านั้น ข้อดีของการใช้ HUB คือ
ถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์ตัวใดหรือสายสัญญาณเส้นใดมีปัญหาผิดปกติก็สามารถดึงออกได้โดยง่าย
สามารถสลับเครื่อง เพิ่ม-ลดจำนวน รวมถึงสะดวกในการโยกย้ายสายสัญญาณ
เพราะสายสัญญาณทั้งหมดนั้นรวมที่เดียวกันหมด
ซึ่งอาจทำเป็นห้องหรือตู้ขึ้นมาเก็บสายสัญญาณให้เรียบร้อยได้
รูปแสดง Hub ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ
1.3 Bridge
เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ติดต่อสื่อสารข้อมูลระหว่างเครือข่าย LAN 2
เครือข่าย โดยบริดจ์จะรับข้อมูลจากเครือข่ายต้นทาง
แล้วทำการตรวจสอบตำแหน่งของเครือข่ายปลายทาง
จากนั้นจะทำการส่งข้อมูลไปยังเครือข่ายปลายทาง
รูปแสดง Bridge ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ
1.4 Router
เราเตอร์ เหมือนกับบริดจ์ แต่จะมีประสิทธิภาพมากกว่า
โดยสามารถจัดหาเส้นทางข้อมูล เพื่อส่งไปให้ยังสถานีปลายทางได้อย่างถูกต้อง
ปัจจุบันได้มีการรวมหน้าที่การทำงานของ Gateway ไว้ใน Router
แล้วทำให้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นๆ
ได้อย่างไม่มีข้อจำกัดทางด้านรูปแบบของแพ็คเก็ต เช่นRouter สามารถแปลงรูปแบบของ
Apple talk ไปเป็น TCP/IP ได้ เป็นต้น
รูปแสดง Router ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ
2. ซอฟต์แวร์
ระบบปฏิบัติการของระบบเครือข่าย เรียกว่า NOS (Network Operating
System) เป็นตัวติดต่อระหว่างสถานีผู้ใช้ กับ ไฟล์เซิร์ฟเวอร์ เช่น Novell’s
NetWare OS/2 LAN Server, Microsoft Windows NT Server, Microsoft Windows NT 2000,
AppleShare, Unix, Linux เป็นต้น
3. ตัวกลางนำข้อมูล
ตัวกลางที่ใช้ในระบบเครือข่าย สามารถเป็นได้หลายชนิด เช่น สาย
Coaxial, UTP (Unshielded Twisted-Pairs), สายไฟเบอร์อ๊อฟติค
หรืออาจเป็นคลื่นวิทยุที่ใช้กับ Wireless LAN
ข้อจำกัดของระบบเครือข่าย
ข้อจำกัดของระบบเครือข่ายมีหลายประการ ประการแรก คือ
การเรียกใช้ข้อมูลในไฟล์ผ่านระบบเครื่อข่ายนั้นจะมีความเร็วที่ช้ากว่าการเรียกใช้ข้อมูลกับฮาร์ดดิสก์ในเครื่องของตนเอง
ทั้งนี้เนื่องจากข้อจำกัดของสายสัญญาณและระยะทางที่ใช้ในการส่งข้อมูล ประเด็นที่สอง
คือ การแบ่งทรัพยากรกันใช้นั้นอาจไม่สามารถใช้ทรัพยากรนั้นๆได้ทันทีทันใด
เพราะหากมีการเรียกใช้ทรัพยากรเดียวกันจากคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องพร้อมกัน เช่น
การใช้เครื่องพิมพ์โดยเครื่องพิมพ์นั้นมีการใช้งานจากคอมพิวเตอร์ตัวอื่นอยู่ก่อนหน้าแล้ว
งานพิมพ์ของเราก็จะต้องเข้าคิวรอการทำงาน ประเด็นที่สาม
การดูแลระบบความปลอดภัยของเครือข่ายนั้นมีความยากกว่าการดูแลเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานตัวเดียว
เพราะจะมีโอกาสที่จะถูกผู้อื่นแอบเข้ามาเอาข้อมูลได้จากหลายๆที่
