เครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) คือระบบที่มีคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเชื่อมต่อกันโดยใช้สื่อกลาง และสามารถสื่อสารข้อมูลกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งทำให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและได้และใช้ทรัพยากรที่อยู่ในเครือข่ายร่วมกันได้ และทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้เป็นจำนวนมาก เช่น เวบ  อีเมล  FTP

ความเป็นมาของเครือข่าย

        หากย้อนไปเมื่อประมาณ 50 ปีที่แล้ว คอมพิวเตอร์เครื่องแรกกำเนิดขึ้นที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย ต่อมาคอมพิวเตอร์ก็มีบทบาทสร้างสรรค์สังคมมนุษย์เข้ามาช่วยเหลืองานต่าง ๆ ของมนุษย์มากมาย จินตนาการการสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีมานานแล้ว โดยเฉพาะในนิยายวิทยาศาสตร์ ผู้เขียนนิยายวิทยาศาสตร์หลายท่านได้สร้างจินตนาการให้เห็นระบบสื่อสารที่ทรงพลัง โดยมีคอมพิวเตอร์ช่วยเป็นสื่อในการรับส่งข้อมูลระหว่างกัน
        จุดเริ่มต้นของเครือข่ายคอมพิวเตอร์เริ่มขึ้นในเดือนสิงหาคม ค.ศ. 1962 Licklider แห่งมหาวิทยาลัย MIT ได้บันทึกแนวคิดเกี่ยวกับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ชื่อ Galactic Network โดยแสดงจินตนาการให้เห็นหลักการของเครือข่ายทางวิชาการ พร้อมทั้งประโยชน์ที่จะใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในการพูดคุย สื่อสาร อภิปราย ส่งข่าวระหว่างกัน และเชื่อมโยงกันทั่วโลก ต่อมา Licklider ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าทีมงานวิจัยตามความต้องการของกระทรวงกลาโหม ประเทศสหรัฐอเมริกัน ในโครงการที่ชื่อ DARPA ร่วมกับกลุ่มผู้เชี่ยวชาญทางด้านคอมพิวเตอร์และเครือข่ายอีกหลายคน

ประโยชน์ของระบบเครือข่าย
        1. การใช้ Hardware ร่วมกัน
        2. การใช้ Software ร่วมกัน
        3. การต่อเชื่อมกับระบบอื่น
        4. การใช้ระบบ Multiuser

1. การใช้ Hardware ร่วมกัน ดังที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นว่า ระบบ Network จะช่วยให้เราสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายในเรื่อง Hardware ลงไปได้ ทั้งนี้เนื่องจากเราสามารถนำ Hardware บางประเภทมาใช้งานร่วมกันได้ ได้แก่
        Share Diskspace เป็นการใช้งานร่วมกันของเนื้อที่ที่ใช้ในการเก็บข้อมูล ซึ่งรวม Harddisk และ CD ROMS (Compac-Disk Read-Only Memory) ซึ่งเราจะใช้ Harddisk หรือ CD ROMS จาก PC ที่เราเรียกว่า "File Server นี้จะเป็นเครื่องที่ใช้ในการเก็บข้อมูล (Data) ของ User และ Software ของระบบทั้งหมด รวมทั้งควบคุมการทำงานของระบบ Network ด้วย
สืบเนื่องจากการใช้ Harddisk หรือ CD ROMS จาก File Serveร่วมกันทุกคน จึงทำให้ไม่จำเป็นที่จะต้องมี Harddisk ที่เครื่อง PC แต่ละเคริอง รวมทั้งไม่ต้องมี Floppy Disk Drive ใดๆอีกต่อไป เราจะเรียกเครื่อง PC ประเภทนี้ว่า "Diskless Workstation" หรือ "Dump Terminal
         Share Printer ในที่นี้เราจะขอกล่าวถึง Printer หรือเครื่องพิมพ์ก่อน ซึ่งเครื่องพิมพ์จะเป็นอุ)กรณ์ต่อพ่วง (Peripherals) ที่ใช้งานมากที่สุด โดยเฉพาะในปัจจุบันมี Printer ราคาสูงเกิดขึ้นมากมายโดยเฉพาะ Laser Printer และเครื่องพิมพ์สี (Color Printer) ซึ่งมีราคาแพง และจำเป็นต้องนำมาใช้งานร่วมกันเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุด
นอกจากนั้นกรณีที่เรานำเครื่องพิมพ์มาใช้งานในระบบ Network มาก กว่า 1 เครื่อง เช่น Dot Matrix, Laser Printer, Color Printer, Ink Jet ฯลฯ เป็นต้น ในการส่งงานไปพิมพ์นั้น เราสามารถเลือกได้ว่าต้องการใช้งานเครื่องพิมพ์ชนิใดใช้งานได้ด้วย ซึ่งการทำงานง่ายและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
         Share Communication Devices หมายถึง การนำอุปกรณ์สื่อสารของระบบคอมพิวเตอร์มาใช้งานร่วมกัน เช่น "Modem" ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนถ่ายข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ด้วยกันโดยอาศัยสายโทรศัพท์ นอกจาก Modem แล้วอุปกรณ์อีกอย่างหนึ่งที่สามารถนำมาใช้งานร่วมกันได้คือ "FAX" โดยเราสามารถพิมพ์ข้อมูลที่ "Workstation" ของเรา และส่งข้อมูลผ่านระบบ Network ไปที่เครื่อง FAX ได้ทันที โดยไม่จำเป็นต้องพิมพ์ลงกระดาษ แล้วเดินไปส่ง FAX ที่เครื่อง FAX อีกต่อไป

      2. การใช้ Software ร่วมกัน Software ที่ใช้งานบนระบบ Network แบ่งออกเป็น Sofeware Packages และ Data ดังนั้นเราสามารถนำ Software ทั้ง 2 แบบ มาใช้งานร่วมกันได้
                Share Software Packages ในปัจจุบันสิ่งที่เป็นปัญหาอยู่ก็คือ เรื่องของลิขสิทธิ์ทาง Software ถ้าเรายังคงมี PC แต่ละเครื่องใช้งานแยกกันอยู่ เราจำเป็นต้องซื้อ Software ที่ถูกต้องตามกฏหมายมาใช้งาน กล่าวคือ 1 ชุดต่อ 1 เครื่อง รวมทั้งยังต้องคอยระวังในเรื่องของการ Copy Software มาใช้งานเองของผู้ใช้แต่ละคนด้วย การนำระบบ "Network" มาใช้งานจะช่วยลดปัญหาของการทำผิดกฏหมายทางด้านลิขสิทธิ์ได้
            นอกจากนั้น Software ที่ใช้งานบนระบบ Network จะมีความคล่องตัวกว่า Software บน PC โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องของการซ่อมบำรุง ปรับปรุง Software ให้ถูกต้อง เช่น รุ่นที่ Upgrade มาใหม่ เราจะสามารถติดตั้งและ Upgrade Software ทั้ง 10 เครื่อง ซึ่งเสียเวลามาก
            นอกจากนั้นในกรณีที่เราใช้ Workstation ประเภท "Diskless Workstation" User จะไม่มีสิทธิ์ในการใช้งานแผ่น Disk เล่ย ทำให้เราสามารถขจัดปัญหาของ "Virus" ที่กำลังแพร่ระบาดอยู่ได้ รวมทั้งการตรวจสอบ Virus ก็ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบที่ PC แต่ละเครื่อง แต่ตรวจสอบที่ Flie Server เพียงเครื่องเดียว ทำให้ประหยัดเวลา และเกิดการทำงานที่คล่องแคล่วตัวมากยิ่งขึ้น
    สำหรับเรื่องของ License หรือลิขสิทธิ์นั้น Software ที่จะนำมาใช้ในงานบนระบบ Network จะต้องเป็น Softwareรุ่น
ของเน็ตเวอร์เท่านั้นซึ่งในปัจจุบันมี License Software สำหรับระบบ Network 2 แบบ คือ
        1.  สำหรับเรื่องของ License หรือลิขสิทธิ์นั้น Software ที่จะนำมาใช้ในงานบนระบบ Network จะต้องเป็น
Software รุ่น Network 
        2.  Per User License หมายถึง Software ที่จะต้องระบุจำนวน User ลงไปเลยว่าต้องการใช้เท่าใด แต่การทำงานจริง ๆ แล้วจะใช้กี่คนพร้อมกันก็ได้
        Share Date ปัญหาที่เกิดขึ้นแน่นอน สำหรับการใช้งาน PC แยกกันคือ ในกรณีที่เราต้องการข้อมูลของ PC อีกเครื่องหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าข้อมูลนั้นมีขนาดใหญ่ หรือต้องการใช้งานข้อมูลร่วมกันบ่อย ๆ จะทำให้เสียเวลาในการ Copy ข้อมูลมาก ถ้าเรานำระบบ "Network" มาใช้งานข้อมูลของ User แต่ละคนจุถูกเก็บไว้ในที่เดียวกันคือ Harddisk ของ File Server ดังนั้น User แต่ละคนสามารถเรียกใช้ข้อมูลซึ่งกันและกันได้ทันที แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการกำหนดสิทธิในการเรียกใช้ข้อมูลของแต่ละ User ซึ่งเราสามารถกำหนดได้ว่า User คนใดสามารถใช้งานข้อมูลใดได้ถึงระดับใดบ้าง เนื้อหาในส่วนนี้จะได้กล่าวในลำดับต่อไป
จากประโยชน์ของการใช้ Software ร่วมกันนี้ ข้อมูลจะถูกเก็บอยู่ที่ File Server ข้อมูลจึงถูกต้อง ทันสมัย และรวดเร็ว (เรียกว่า เป็นการควบคุมข้อมูลที่จุดศูนย์กลาง) โดยแต่ละ Workstation สามารถใช้ข้อมูลของ Workstation อื่น ได้ทันที (ถ้ามีสิทธิ์) โดยไม่ต้องรีรอ จึงทำให้การทำงานสะดวกขึ้น (Flexible) นอกจากนั้น ยังลดขั้นตอนในการปฏิบัติงาน และลดเวลาในการทำงาน คือแทนที่จะต้องเสียเวลาในการรอข้อมูลซึ่งกันและกัน เพื่อที่จะทำงานขั้นต่อไป ก็ทำให้ต้องเสียเวลาและลดความผิดพลาดที่เกิดจากข้อมูลไม่ถูกต้องทันสมัย เช่น เมื่อมีการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงราคาสินค้าทำให้ฝ่ายขาย ขานสินค้นตามราคาใหม่ได้ทันที โดยไม่ต้องรอการแจ้งเปลี่ยนแปลงราคาจากส่วนควบคุมการตั้งราคา เป็นต้น
        3. การต่อเชื่อมกับระบบอื่น
ในระบบงานของ PC เมื่อต้องการนำ PC มาเชื่อมต่อกับระบบอื่น เช่น Mainframe หรือ Mini Computer จะต้องมีอุปกรณ์เชื่อมต่อพิเศษ เพื่อให้ PC นั้นสามารถทำงานร่วมกับระบบอื่นได้ เราเรียกขบวนการนี้ว่า "Terminal Emulation" ปัญหาก็คือ PC 1 เครื่องจะต้องมีอุปกรณ์พิเศษต่อเชื่อม 1 ชุด ซึ่งปกติจะมีราคาสูงมาก เมื่อทำงานที่มากขึ้น การต่อเชื่อมกับ PC เพียง 1 ชุด อาจไม่เพียงพอในการใช้งาน อาจจำเป็นต้องต่อมากยิ่งขึ้น ทำให้สิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายมากตามไปด้วย
แต่ถ้าเรามีระบบ "Network" อยู่แล้ว เราสามารถนำ PC และอุปกรณ์ต่อเชื่อมสำหรับระบบอื่นเพียง 1 ชุดมาใช้งาน หลัก จาก นั้น Workstation เครื่องที่ไม่มี
อุปกรณ์ต่อเชื่อมนี้ก็สามารถเชื่อมต่อกับระบบอื่นได้ด้วย เสมือนมีอุปกรณ์เชื่อมต่อติดตั้งที่เครื่องของตนเอง ลักษณะเช่นนี้เราเรียกว่า "Gateway"
        4.การใช้ระบบ Multlusers
การใช้ระบบ Multlusers หมายถึง ระบบที่ User สามารถใช้โปรแกรมหรือข้อมูลเดียวกันได้ครั้งละหลาย ๆ คน ซึ่ง "Network" นั้นสามารถใช้งานระบบนี้ได้เป็นอย่างดี ทำให้ในปัจจุบัน ผู้ใช้งานในระบบ Multlusers หรือ Minicomputers ได้หันมาเล็งเห็นถึงความสำคัญของระบบ Network และเริ่มใช้งานระบบนี้มากยิ่งขึ้น ตัวอย่างเห็นได้ชัดเจนของการทำงานในระบบ Multlusers ได้แก่

  E-Mall (Electronic Mail) ซึ่ง User แต่ละคนสามารถส่งและรับข้อมูลหรือข่าวสารซึ่งกันและกันได้ โดยผ่านทาง Workstation ของตนเอง มีโปรแกรมที่ใช้งานแบบ E-Mall ได้มากมายเช่น WorkPerfect Office, CC-Mail, ฯลฯ เป็นต้น
                Schedule หรือ Group Calendar เป็นโปรแกรมที่รวบรวมปฏิทินรายวันของ User แต่ละคนมารวมกันเป็นตาราง (Schedule) ของทั้งระบบ ทำให้ผู้จัดการระบบสามารถทราบนัดหมายต่าง ๆ ของ User แต่ละคนได้ และวางแผนการทำงานได้สะดวกยิ่งขึ้น เช่น WordPerfect Office
                Database สามารถใช้ข้อมูลจากฐานข้อมูลเดียวกันได้พร้อม ๆ กัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบัน File ได้ถูกพัฒนาให้ดียิ่งขึ้น จนมี File Server เฉพาะสำหรับงาน Database เรียกว่า Database Server ซึ่งเป็น Server ชนิดพิเศษที่มีความเร็วสูงในการเรียกใช้และปรับปรุงข้อมูลในDatabase มีผู้กล่าวว่า ประสิทธิภาพในการทำงานของ Database Server นี้ใกล้เคียงหรืออาจจะดีกว่าแบบ Minicomputer เสียอีก

ประเภทของเครือข่าย

เครือข่ายท้องถิ่น  (Local Area Network : LAN)

                เครือข่ายเฉพาะบริเวณ  (Local  Area  Network  :  LAN)  หมายถึง  เครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เป็นของกลุ่มผู้ใช้กลุ่มเล็กๆ  กลุ่มหนึ่ง  ปกติจะเป็นเครือข่ายที่มีขอบเขตอยู่ภายในอาคารเดียวกัน  หรือกลุ่มอาคารที่อยู่ติดกัน  มีระยะไม่เกิน  2-3  กิโลเมตร  เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล  หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กของพนักงานในองค์กรเข้าด้วยกันโดยมีวัตถุประสงค์หลักคือ  การใช้อุปกรณ์ส่วนกลางร่วมกัน  การใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกัน  และการรับ-ส่งข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างกัน  เครือข่าย  LAN  มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างจากระบบอื่นๆ  3  ประการ  คือ  ขนาด,  เทคโนโลยีที่ใช้ในการรับ-ส่งข้อมูล  และรูปแบบการจัดโครงสร้างของระบบ  

เครือข่ายเมือง (Metropolitan Area Network : MAN)

           เครือข่ายในเขตเมือง  (Metropolitan  Area  Network :  MAN)  มีลักษณะคล้ายกับระบบเครือข่าย  LAN  เพียงแต่มีขนาดใหญ่กว่าเท่านั้น  ระบบนี้อาจจะเชื่อมต่อการสื่อสารของสาขาหลายๆ  แห่งที่อยู่ภายในเขตเมืองเดียวกัน  หรืออาจครอบคลุมหลายเขตเมืองที่อยู่ใกล้กัน  โดยระบบนี้มีขีดความสามารถในการให้บริการทั้งการรับ-ส่งข้อมูลและโทรศัพท์ไปพร้อมกันได้  ในปัจจุบันยังครอบคลุมไปถึงระบบโทรทัศน์ทางสาย  (Cable  television)  ด้วย  ระบบนี้จะมีสายเคเบิลเพียงหนึ่งหรือสองเส้น  โดยไม่มีอุปกรณ์สลับช่องสื่อสาร  (Switching  element)  ทำหน้าที่คอยกักเก็บสัญญาณไว้ภายในหรือปล่อยสัญญาณออกไปสู่ระบบอื่น

เครือข่ายบริเวณกว้าง ( Wide Area Network : WAN)

            เครือข่ายวงกว้าง  (Wide  Area  Network  :  WAN)  ระบบเครือข่ายแบบนี้เป็นการขยายเขตการเชื่อมต่อครอบคลุมไปเป็นพื้นที่ระดับภูมิภาค  ระบบนี้ประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์หลักเรียกว่า  โฮสต์คอมพิวเตอร์  (Host  Computer)  ทำหน้าที่คอยให้บริการแก่ผู้ใช้ทั้งหมดที่เป็นสมาชิกในกลุ่มตนเอง  โดยโฮสต์คอมพิวเตอร์จะเชื่อมต่อกับระบบเครือข่ายย่อย     ซึ่งมีหน้าที่ให้บริการรับ-ส่งข้อมูลระหว่างโฮสต์ต่างๆ  หลักการ                ระบบเครือข่ายย่อยในเครือข่าย  WAN  ประกอบด้วยอุปกรณ์สองอย่าง  คือ  สายสื่อสาร  (Transmission  line)  และอุปกรณ์สลับช่องสื่อสาร  (Switching  elements)

เครือข่ายแบบบัส (Bus Network)  เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ด้วยสายเคเบิ้ลยาวต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ โดยจะมีคอนเน็กเตอร์เป็นตัวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ เข้ากับสายเคเบิ้ลในการส่งข้อมูลจะมีคอมพิวเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อมูลได้ในช่วง เวลาหนึ่งๆ การจัดส่งข้อมูลวิธีนี้จะต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกัน เพราะจะทำ ให้ข้อมูลชนกัน วิธีการที่ใช้อาจแบ่งเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้ความถี่สัญญาณที่แตกต่างกัน การเซตอัป เครื่องเครือข่ายแบบบัสนี้ ทำได้ไม่ยากเพราะคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์แต่ละชนิด ถูกเชื่อมต่อด้วยสาย เคเบิ้ลเพียงเส้นเดียวโดยส่วนใหญ่เครือข่ายแบบบัส  มักจะใช้ในเครือข่ายขนาดเล็ก ซึ่งอยู่ในองค์กรที่มี คอมพิวเตอร์ใช้ไม่มากนัก

เครือข่ายแบบดาว (Star Network)เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เข้ากับอุปกรณ์ ที่เป็น จุดศูนย์กลางของเครือข่าย โดยการนำสถานีต่าง ๆ มาต่อร่วมกันกับหน่วย สลับสายกลาง การติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีจะกระทำได้ด้วยการ ติดต่อผ่านทางวงจรของหน่วนสลับสายกลาง การทำงานของหน่วยสลับสายกลางจึงเป็นศูนย์กลางของการติดต่อ วงจรเชื่อมโยงระหว่างสถานี ต่าง ๆ ที่ต้องการติดต่อกัน

เครือข่ายแบบวงแหวน (Ring Network)เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์ด้วยสายเคเบิลยาวเส้นเดียวในลักษณะวงแหวน  การรับส่งข้อมูลในเครือข่ายวงแหวน จะใช้ทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งส่งข้อมูลมันก็จะส่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไป ถ้าข้อมูลที่รับมาไม่ตรง ตามที่คอมพิวเตอร์เครื่องต้นทางระบุ ก็จะส่งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไปซึ่งจะเป็นขั้นตอน อย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะถึงคอมพิวเตอร์ปลายทางที่ถูกระบุตามที่อยู่จากเครื่องต้นทาง

เครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Network)  เป็นเครือข่ายที่มีผสมผสานโครงสร้างเครือข่าย แบบต่าง ๆ เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่  การจัดส่งข้อมูลสามารถส่งไปถึงได้ทุกสถานี การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่น ๆ ได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม รับส่งข้อมูลเดียวกัน