หน่วยที่ 6

ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์

                การประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ในสมัยแรกมีจุดประสงค์ เพื่อจะให้คอมพิวเตอร์ทำงานบางอย่างแทนมนุษย์ เช่น การคำนวณเลข เพราะคอมพิวเตอร์สามารถคำนวณได้เร็วกว่า อีกทั้งยังมีความแม่นยำและมีความผิดพลาดน้อยกว่ามนุษย์ การทำงานนั้นถ้าจะให้มีประสิทธิภาพสูงจะต้องทำเป็นหมู่คณะ หรือทีมเวิร์ค (Teamwork) คอมพิวเตอร์ก็เช่นกันหากทำการเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่าย ก็ย่อมมีประสิทธิภาพมากกว่าการทำงานแบบเดี่ยว ๆ การทำงานเป็นกลุ่มของคอมพิวเตอร์นี้จะเรียกว่า “เครือข่าย”

ความหมายของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

        ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) หรือจะเรียกสั้น ๆ ว่า ระบบเครือข่าย(Network) ประกอบไปด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์หลาย ๆ เครื่องที่สามารถติดต่อกันเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ การติดต่อจะผ่านทางช่องการสื่อสารต่าง ๆ เช่น สายโทรศัพท์ สายไฟฟ้า หรือผ่านทางสื่อแบบอื่น ๆ ได้แก่ โมเด็ม (Modem) ไมโครเวฟ (Microwave) สัญญาณอินฟราเรด (Infrared) เป็นต้น ซึ่งโดยทั่วไปจะหมายถึง การที่เรานำเครื่องคอมพิวเตอร์อย่างน้อย 2 เครื่องมาเชื่อมต่อกัน วัตถุประสงค์ที่ต้องต่อกันนี้ มักเกิดจากความต้องการที่จะใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกัน เช่น ใช้เนื้อที่เก็บข้อมูลในดิสก์ร่วมกัน ใช้งานเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่มีอยู่เครื่องเดียวร่วมกัน ต้องการส่งข้อมูลให้กับบุคคลอื่นในระบบไปใช้งาน หรือต้องการติดต่อสื่อสารระหว่างกัน เป็นต้น

        ฉะนั้น ระบบเครือข่าย Network คือ ระบบที่นำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC หรือ Personal Computer) แต่ละเครื่องมาต่อเชื่อมกันด้วยกลวิธีทางระบบคอมพิวเตอร์นั่นเอง

 ความหมายและความสำคัญของระบบเครือข่าย         

       การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทและความสำคัญเพิ่มขึ้นเพราะไมโครคอมพิวเตอร์ ได้รับการ ใช้งานอย่าง แพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร ์เหล่านั้นถึงกับเพื่อ เพิ่มขีด ความสามารถของระบบให้สูงขึ้น เพิ่มการ ใช้งาน ด้านต่าง ๆ และลดต้นทุนระบบโดยรวมลง มีการ แบ่งใช้งานอุปกรณ์และข้อมูลต่าง ๆ ตลอดจน สามารถทำงานร่วมกันได้

     สิ่งสำคัญที่ทำให้ระบบข้อมูลมีขีดความสามารถเพิ่มขึ้นคือ การโอนย้ายข้อมูล ระหว่างกัน และ การ เชื่อมต่อหรือการสื่อสาร การโอนย้ายข้อมูลหมายถึงการ นำข้อมูลมาแบ่งกันใช้งาน หรือกา รนำข้อมูลไป ใช้ประมวล ผลในลักษณะแบ่ งกันใช้ทรัพยากร เช่น แบ่งกันใช้ซีพียู แบ่งกันใช้ฮาร์ด ดิสก์ แบ่งกันใช้โปรแกรม และแบ่งกันใช้อุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีราคาแพงหรือไม่สามารถ

ประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 
          ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์หนึ่งเครือข่ายจะมีการทำงานรวมกันเป็นกลุ่ม ที่เรียกว่า กลุ่มงาน (workgroup)  แต่เมื่อเชื่อมโยงหลายๆ กลุ่มงานเข้าด้วยกัน   ก็จะเป็นเครือข่ายขององค์กร และถ้าเชื่อมโยงระหว่างองค์กรผ่านเครือข่ายแวน ก็จะได้เครือข่ายขนาดใหญ่ขึ้น  
          การประยุกต์ใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นไปอย่างกว้างขวางและสามารถใช้ประโยชน์ได้มากมาย ทั้งนี้เพราะระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทำให้เกิดการเชื่อมโยงอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกัน และสื่อสารข้อมูลระหว่างกันได้ 
          ประโยชน์ของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มีดังนี้
          การใช้อุปกรณ์ร่วมกัน (Sharing of peripheral devices) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้ผู้ใช้ สามารถใช้อุปกรณ์ รอบข้างที่ต่อพ่วงกับระบบคอมพิวเตอร์ ร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเครื่องพิมพ์ ดิสก์ไดร์ฟ ซีดีรอม สแกนเนอร์ โมเด็ม เป็นต้น ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย ไม่ต้องซื้ออุปกรณ์ที่มีราคาแพง เชื่อมต่อพ่วงให้กับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง   

           การใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกัน (Sharing of program and data) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ ทำให้ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรม และข้อมูลร่วมกันได้ โดยจัดเก็บโปรแกรมไว้แหล่งเก็บข้อมูล ที่เป็นศูนย์กลาง เช่น ที่ฮาร์ดดิสก์ของเครื่อง File Server ผู้ใช้สามารถใช้โปรแกรมร่วมกัน ได้จากแหล่งเดียวกัน ไม่ต้องเก็บโปรแกรมไว้ในแต่ละเครื่อง ให้ซ้ำซ้อนกัน นอกจากนั้นยังสามารถรวบรวม ข้อมูลต่าง ๆ จัดเก็บเป็นฐานข้อมูล ผู้ใช้สามารถใช้สารสนเทศ จากฐานข้อมูลกลาง ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร ์ที่ใช้งานได้อย่างสะดวกสบาย โดยไม่ต้องเดินทางไปสำเนาข้อมูลด้วยตนเอง เพราะใช้การเรียกใช้ข้อมูล ผ่านระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั่นเอง เครื่องลูก (Client) สามารถเข้ามาใช้ โปรแกรม ข้อมูล ร่วมกันได้จากเครื่องแม่ (Server) หรือระหว่างเครื่องลูกกับเครื่องลูกก็ได้ เป็นการประหยัดเนื้อที่ในการจัดเก็บโปรแกรม ไม่จำเป็นว่าทุกเครื่องต้องมีโปรแกรมเดียวกันนี้ในเครื่องของตนเอง 

สามารถติดต่อสื่อสารระยะไกลได้ (Telecommunication) การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เป็นเครือข่าย ทั้งประเภทเครือข่าย LAN , MAN และ WAN ทำให้คอมพิวเตอร์ สามารถสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูล ระยะไกลได ้โดยใช้ซอฟต์แวร์ประยุกต์ ทางด้านการติดต่อสื่อสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต มีการให้บริการต่าง ๆ มากมาย เช่น การโอนย้ายไฟล์ข้อมูล การใช้จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail) การสืบค้นข้อมูล (Serach Engine) เป็นต้น  

สามารถประยุกต์ใช้ในงานด้านธุรกิจได้ (ฺBusiness Applicability) องค์กรธุรกิจ มีการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อประโยชน์ทางธุรกิจ เช่น เครือข่ายของธุรกิจธนาคาร ธุรกิจการบิน ธุรกิจประกันภัย ธุรกิจการท่องเที่ยว ธุรกิจหลักทรัพย์ สามารถดำเนินธุรกิจ ได้อย่างรวดเร็ว ตอบสนองความพึงพอใจ ให้แก่ลูกค้าในปัจจุบัน เริ่มมีการใช้ประโยชน์จากเครือข่าย Internet เพื่อทำธุรกิจกันแล้ว เช่นการสั่งซื้อสินค้า การจ่ายเงินผ่านระบบธนาคาร เป็นต้น  

     ความประหยัด
          นับเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า อย่างเช่นในสำนักงานหนึ่งมีเครื่องอยู่ 30 เครื่อง หรือมากกว่านี้ ถ้าไม่มีการนำระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้  จะเห็นว่าต้องใช้เครื่องพิมพ์อย่างน้อย 5 - 10 เครื่อง มาใช้งาน แต่ถ้ามีระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้แล้วละก้อ ก็สามารถใช้อุปกรณ์ หรือเครื่องพิมพ์ประมาณ 2-3 เครื่องก็พอต่อการใช้งานแล้ว เพราะว่าทุกเครื่องสามารถเข้าใช้เครื่องพิมพ์เครื่องใดก็ได้ ผ่านเครื่องอื่น ๆ ที่ในระบบเครือข่ายเดียวกัน
          ความเชื่อถือได้ของระบบงาน 
          นับเป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับการดำเนินธุรกิจ ถ้าทำงานได้เร็วแต่ขาดความน่าเชื่อถือก็ถือว่าใช้ไม่ได้ ไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นเมื่อนำระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ มาใช้งาน ทำระบบงานมีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือของข้อมูล เพราะจะมีการทำสำรองข้อมูลไว้ เมื่อเครื่องที่ใช้งานเกิดมีปัญหา ก็สามารถนำข้อมูลที่มีการสำรองมาใช้ได้ อย่างทันที 
ประเภทของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ
1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network หรือ LAN) 
เป็นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้กันอยู่ในบริเวณไม่กว้างนัก อาจอยู่ในองค์กรเดียวกัน หรืออาคารที่ใกล้กัน เช่น ภาพในสำนักงาน ภายในโรงเรียนหรือมหาวิทยาลัย   ระบบเครือข่ายท้องถิ่นจะช่วยให้ติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน และเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ
2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network หรือ MAN) 
เป็นเครือข่ายขนาดกลาง ใช้ภายในเมือง หรือจังหวัดที่ใกล้เคียงกัน เช่น ระบบเคเบิลทีวีที่มีสมาชิกตามบ้านทั่วไปที่เราดูกันอยู่ทุกวันก็จัดเป็นระบบเครือข่ายแบบ MAN
3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network หรือ WAN) 
เป็นระบบเครือข่ายขนาดใหญ่ ใช้ติดตั้งบริเวณกว้าง มีสถานนีหรือจุดเชื่อมต่อมากมาย มากกว่า 1 แสนจุด ใช้สื่อกลางหลายชนิด เช่น ระบบคลื่นวิทยุ ไมโครเวฟ หรือดาวเทียม

1.    แบบดาว (Star Topology)เป็นการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะต่อผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า ฮับ ( Hub ) ซึ่งเป็นจุดกลางในการติดต่อ เป็นเครือข่ายที่ได้รับความนิยมมากในปัจจุบันเพราะติดตั้งและ ดูแลรักษาระบบง่าย ราคาวัสดุอุปกรณ์ก็ไม่แพง ข้อดีคือ เมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งมีปัญหา จะไม่ส่งผลกระทบต่อเครื่องอื่นๆ ในเครือข่าย ข้อเสีย ถ้า Hub เสียจะใช้งานไม่ได้ทั้งระบบ ใช้สายสัญญาณติดตั้งมากกว่าแบบอื่น

2.   แบบวงแหวน (Ring Topology)เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเชื่อมต่อกันเป็นลักษณะแบบวงแหวน ข้อดี คือ สามารถเชื่อมได้ระยะทางที่ไกลกว่าแบบอื่นๆ ข้อเสียคือ ถ้าเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายมีปัญหา จะทำให้ระบบหยุดการทำงาน

3.  แบบบัส (Bus Topology) เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องต่อเชื่อมอยู่บนสายสัญญาณเดียวกัน เป็นการเชื่อมต่อสายแบบเส้นตรง จากเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรก แล้วโยงสายไปยังเครื่องที่ 2 3 ... ตามลำดับในลักษณะการต่อแบบอนุกรม การเชื่อมแบบนี้ทำได้ง่าย แต่มีข้อเสีย คือ ถ้ามีปัญหาที่สายสัญญาณเส้นใดเส้นหนึ่ง จะส่งผลกระทบต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย

4.   แบบผสมผสาน (Hybrid) เป็นการเชื่อมต่อที่เอาแบบดาว แบบวงแหวนและแบบบัส มาผสมผสานกัน เพื่อลดจุดอ่อนและเพิ่มจุดเด่นให้กับระบบเครือข่าย

การประยุกต์ใช้งานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์      ระบบเครือข่ายทำให้เกิดการสื่อสาร และการแบ่งปันการใช้ทรัพยากรระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะ หมายความรวมถึงการสื่อสาร และการแบ่งปันการใช้ข้อมูลระหว่างบุคคลด้วย ซึ่งทั้งหมดนี้คืองานของระบบเครือข่าย นั่นเอง รูปแบบการใช้งานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ระบบเครือข่ายแบ่งตามลักษณะการทำงาน ได้เป็น 3 ประเภทคือ 1. ระบบเครือข่ายแบบรวมศูนย์กลาง (Centrallized Networks) 2. ระบบเครือข่ายแบบ Peer-to Peer 3. ระบบเครือข่ายแบบ Client/Server 1.ระบบเครือข่ายแบบรวมศูนย์กลาง     เป็นระบบที่มีเครื่องหลักเพียงเครื่องเดียวที่ใช้ในการประมวลผล ซึ่งจะตังอยู่ที่ศูนย์กลางและมีการเชื่อมต่อไปยังเครื่องเทอร์มินอลที่อยู่รอบๆ โดยการเดินสายเคเบิลเชื่อมต่อกันโดยตรง เพื่อให้เครื่องเครื่องเทอร์มินอลสามารถเข้าใช้งาน โดยส่งคำสั่งต่างๆ มาประมวลผลที่เครื่องกลาง ซึ่งมักเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรมประสิทธิภาพสูง ระบบเครือข่ายแบบรวมศูนย์กลางจะมีราคาสูง และและไม่สามารถสนับสนุนระบบการประมวลผลแบบ Multiprocessor ได้ดีเท่ากับระบบเครือข่ายแบบ Client/Server ปัจจุบันระบบนี้จึงมีความนิยมในการใช้งานลดน้อยลง 2.ระบบเครือข่าย Peer-to-Peer     แต่ละสถานีงานบนระบบเครือข่าย Peer-to-Peer จะมีความเท่าเทียมกันสามารถที่จะแบ่งปันทรัพยากรให้แก่กันและกันได้ เช่นการใช้เครื่องพิมพ์หรือแฟ้มข้อมูลร่วมกันในเครือข่าย ในขณะเดียวกันเครื่องแต่ละสถานีงานก็จะมีขีดความสามารถในการทำงานได้ด้วยตัวเอง (Stand Alone) คือจะต้องมีทรัพยากรภายในของตัวเองเช่น ดิสก์สำหรับเก็บข้อมูล หน่วยความจำที่เพียงพอ และมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลได้    ข้อดีของระบบนี้คือ ความง่ายในการจัดตั้งระบบ มีราคาถูก และสะดวกต่อการบริหารจัดการ ซึ่งมักจะมอบเป็นภาระหน้าที่ของผู้ใช้ในแต่ละสถานีงานให้ รับผิดชอบในการดูแลพิจารณาการแบ่งปันทรัพยากรของตนเองให้กับสมาชิกผู้อื่นในกลุ่ม ดังนั้นระบบนี้จึงเหมาะสมสำหรับสำนักงานขนาดเล็ก ที่มีสถานีงานประมาณ 5-10 เครื่องที่วางอยู่ในพื้นที่เดียวกัน     ข้อด้อยของระบบนี้คือ เรื่องการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล เนื่องจากไม่มีระบบการป้องกันในรูปแบบของ บัญชีผู้ใช้ และรหัสผ่าน ในการเข้าถึงทรัพยากรต่างๆ ของระบบ 3.ระบบเครือข่ายแบบ Client/Server     เป็นระบบเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสูง และมีการใช้งานกันอย่างกว้างขวางมากกว่าระบบเครือข่ายแบบอื่นที่มีในปัจจุบัน ระบบ Client/Server สามารถสนับสนุนให้มีเครื่องลูกข่ายได้เป็นจำนวนมาก และสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ได้หลายแพลตฟอร์ม ระบบนี้จะทำงานโดยมีเครื่อง Server ที่ให้บริการ เป็นศูนย์กลางอย่างน้อย 1 เครื่อง และมีการบริหารจัดการทรัพยากรต่างๆ จากส่วนกลาง ซึ่งคล้ายกับระบบเครือข่ายแบบรวมศูนย์กลางแต่สิ่งที่แตกต่างกันก็คือ เครื่องที่ทำหน้าที่ให้บริการในระบบ Client/Server นี้จะเป็นเครื่องที่มีราคาไม่แพงมาก ซึ่งอาจใช้เพียงเครื่อง ไมโครคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงในการควบคุมการให้บริการทรัพยากรต่างๆ นอกจากนี้เครื่องลูกข่ายยังจะต้องมีความสามารถในการประมวลผล และมีพื้นที่สำหรับจัดเก็บข้อมูลท้องถิ่นเป็นของตนเองอีกด้วย ระบบเครือข่ายแบบ Cleint/Server เป็นระบบที่มีความยืดหยุ่นสูง สนับสนุนการทำงานแบบ Multiprocessor สามารถเพิ่มขยายขนาดของจำนวนผู้ใช้ได้ตามต้องการ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มจำนวนเครื่อง Servers สำหรับให้บริการต่างๆ เพื่อช่วยกระจายภาร ระบบได้ ส่วนข้อเสียของระบบนี้ก็คือ มีความยุ่งยากในการติดตั้งมากกว่าระบบ Peer-to-Peer รวมทั้งต้องการบุคลากรเพื่อการบริหารจัดการระบบโดยเฉพาะอีกด้วย การแบ่งปันการใช้ทรัพยากรของระบบเครือข่าย     เมื่อกล่าวถึงทรัพยากรบนระบบเครือข่าย ในที่นี้จะคลอบคลุมถึงทุกสิ่งทุกอย่างที่อำนวยประโยชน์กับผู้ใช้ในระบบ เช่น แฟ้มข้อมูล ฐานข้อมูล รูปภาพและสไลด์สำหรับเสนอผลงาน ตลอดจนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ต่างๆ ที่ติดตั้งอยู่บนระบบเครือข่าย ได้แก่ ฮาร์ดไดร์ฟที่มีการแชร์ไว้สำหรับให้บริการพื้นที่สำหรับเก็บข้อมูลส่วนบุคคล หรือใช้เป็นที่เก็บข้อมูลชั่วคราวสำหรับการโยกย้ายแฟ้มข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องพิมพ์บนระบบเครือข่าย เครื่องโทรสาร เป็นต้น นอกจากสิ่งต่างๆ เหล่านี้ ทรัพยากรที่มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในสภาพการณ์ปัจจุบันนั่นก็คือ ข่าวสารข้อมูล ซึ่งอาจเป็นการส่งข่าวสารระหว่างผู้ใช้ด้วยกันเอง หรือการกระจายข่าวสารที่มีความสำคัญจากผู้บริหาร หรือฝ่าย สารสนเทศขององค์กร สภาพแวดล้อมของระบบเครือข่ายที่เอื้ออำนวยต่อการติดต่อสื่อสารระหว่างผู้ใช้งานในระบบนี้ นับว่าเป็นปัจจัยสำคัญอันหนึ่งที่จะทำให้องค์กรประสพความสำเร็จในการประยุกต์ใช้งานระบบเครือข่ายได้อย่างเต็ม ประสิทธิภาพ

5.