ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1 ประเภทของเครือข่าย

ระบบเครือข่ายโดยทั่วไปอาจแบ่งได้เป็นประเภทหลักๆ ดังนี้          1. LAN (Local Area Network) : ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่น เป็นระบบเครือข่ายที่ใช้งานอยู่ในบริเวณที่ไม่กว้างนัก อาจใช้อยู่ภายในอาคารเดียวกันหรืออาคารที่อยู่ใกล้กัน เช่น ภายในมหาวิทยาลัย อาคารสำนักงาน คลังสินค้า หรือโรงงาน เป็นต้น การส่งข้อมูลสามารถทำได้ด้วยความเร็วสูง และมีข้อผิดพลาดน้อย ระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่นจึงถูกออกแบบมาให้ช่วยลดต้นทุนและเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน และใช้งานอุปกรณ์ต่าง ๆ ร่วมกัน           2. MAN (Metropolitan Area Network) : ระบบเครือข่ายระดับเมือง เป็นระบบเครือข่ายที่มีขนาดอยู่ระหว่าง Lan และ Wan เป็นระบบเครือข่ายที่ใช้ภายในเมืองหรือจังหวัดเท่านั้น การเชื่อมโยงจะต้องอาศัยระบบบริการเครือข่ายสาธารณะ จึงเป็นเครือข่ายที่ใช้กับองค์การที่มีสาขาห่างไกลและต้องการเชื่อมสาขาเหล่านั้นเข้าด้วยกัน เช่น ธนาคาร เครือข่ายแวนเชื่อมโยงระยะไกลมาก จึงมีความเร็วในการสื่อสารไม่สูง เนื่องจากมีสัญญาณรบกวนในสาย เทคโนโลยีที่ใช้กับเครือข่ายแวนมีความหลากหลาย มีการเชื่อมโยงระหว่างประเทศด้วยช่องสัญญาณดาวเทียม เส้นใยนำแสง คลื่นไมโครเวฟ คลื่นวิทยุ สายเคเบิล          3. WAN (Wide Area Network) : ระบบเครือข่ายระดับประเทศ หรือเครือข่ายบริเวณกว้าง เป็นระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานอยู่ในบริเวณกว้าง เช่น ระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานทั่วโลก เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อ             คอมพิวเตอร์ หรือ อุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลกันเข้าด้วยกัน อาจจะต้องเป็นการติดต่อสื่อสารกันในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลกก็ได้ ในการเชื่อมการติดต่อนั้น จะต้องมีการต่อเข้ากับระบบสื่อสารขององค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทยเสียก่อน เพราะจะเป็นการส่งข้อมูลผ่านสายโทรศัพท์ในการติดต่อสื่อสารกันโดยปกติมีอัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาด การส่งข้อมูลอาจใช้อุปกรณ์ในการสื่อสาร เช่น โมเด็ม (Modem) มาช่วย 2 องค์ประกอบของเครือข่าย ระบบเครือข่ายโดยทั่วไปจะประกอบด้วยส่วนสำคัญคือ อุปกรณ์เครือข่าย (Hardware) ซอฟแวร์สำหรับเครือข่าย (Software) และตัวกลางนำข้อมูล (Media) สำหรับเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าเป็นเครือข่าย โดยคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์แต่ละตัวที่อยู่ในเครือข่ายจะเรียกกันว่า โหนด (Node)   อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบเครือข่าย  1. โมเด็ม (Modem) โมเด็มเป็นฮาร์ดแวร์ที่ทำหน้าที่แปลงสัญญาณแอนะล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิตัล เมื่อข้อมูลถูกส่งมายังผู้รับละแปลงสัญญาณดิจิตัลให้เป็นแอนะล็อก เมื่อต้องการส่งข้อมูลไปบนช่องสื่อสาร กระบวนการที่โมเด็มแปลงสัญญาณดิจิตัลให้เป็นสัญญาณแอนะล็อก เรียกว่า มอดูเลชัน (Modulation) โมเด็มทำหน้าที่ มอดูเลเตอร์ (Modulator) กระบวนการที่โมเด็มแปลงสัญญาณแอนะล็อก ให้เป็นสัญญาณดิจิตัล เรียกว่า ดีมอดูเลชัน (Demodulation) โมเด็มหน้าที่ ดีมอดูเลเตอร์ (Demodulator)โมเด็มที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันมี 2 ประเภทโมเด็กในปัจจุบันทำงานเป็นทั้งโมเด็มและ เครื่องโทรสาร เราเรียกว่า Faxmodem 2. การ์ดเครือข่าย (Network Adapter) หรือ การ์ด LAN เป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่สื่อสารระหว่างเครื่องต่างกันได้ไม่จำเป็นต้องเป็นรุ่นหรือยี่ห้อเดียวกันแต่หากซื้อพร้อมๆกันก็แนะนำให้ซื้อรุ่นและยี่ห้อเดียวกันจะดีกว่า และควรเป็น การ์ดแบบ PCI เพราะสามารถส่งข้อมูลได้เร็วกว่าแบบ ISAและเมนบอร์ดรุ่นใหม่ๆมักจะไม่มี Slot ISA ควรเป็นการ์ดที่มี ความเร็วเป็น 100 Mbps ซึ่งจะมีราคามากกว่าการ์ดแบบ 10 Mbps ไม่มากนัก แต่ส่งขอมูลได้เร็วกว่า นอกจากนี้คุณควรคำหนึงถึงขั้วต่อหรือคอนเน็กเตอร์ของการ์ดด้วยโดยทั่วไปคอนเน็กเตอร์ ของการ์ด LAN จะมีหลายแบบ เช่น BNC , RJ-45 เป็นต้น ซึ่งคอนเน็กเตอร์แต่ละแบบก็จะใช้สายที่แตกต่างกัน 3. เกตเวย์ (Gateway) เกตเวย์ เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อีกอย่างหนึ่งที่ช่วยในการสื่อสารข้อมูลคอมพิวเตอร์หน้าที่หลักคือช่วยให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 2 เครือข่ายหรือมากกว่า ซึ่งมีลักษณะไม่เหมือนกันสามารถติดต่อสื่อสารกันได้เหมือนเป็นเครือข่ายเดียวกัน 4. เราเตอร์ (Router) เราเตอร์เป็นอุปกรณ์ในระบบเครือข่ายที่ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงให้เครือข่ายที่มีขนาดหรือมาตรฐานในการส่งข้อมูลต่างกัน  สามารถติดต่อแลกเปลี่ยนข้อมูล ระหว่างกันได้ เราเตอร์จะทำงานอยู่ชั้น Network หน้าที่ของเราเตอร์ก็คือ ปรับโปรโตคอล (Protocol)(โปรโตคอลเป็นมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูล บนเครือข่ายคอมพิวเตอร์) ที่ต่างกันให้สามารถสื่อสารกันได้ 5. บริดจ์ (Bridge)          บริดจ์มีลักษณะคล้ายเครื่องขยายสัญญาณ บริดจ์จะทำงานอยู่ในชั้น Data Link บริดจ์ทำงานคล้ายเครื่องตรวจตำแหน่งของข้อมูลโดยบริดจ์จะรับข้อมูล จากต้นทางและส่งให้กับปลายทาง โดยที่บริดจ์จะไม่มีการแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลงใดๆแก่ข้อมูล บริดจ์ทำให้การเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายมีประสิทธิภาพลดการชนกัน ของข้อมูลลง บริดจ์จึงเป็นสะพานสำหรับข้อมูลสองเครือข่าย 6. รีพีตเตอร์ (Repeater) รีพีตเตอร์ เป็นเครื่องทบทวนสัญญาณข้อมูลในการส่งสัญญาณข้อมูลในระยะทางไกลๆสำหรับสัญญาณแอนะล็อกจะต้องมีการ         ขยายสัญญาณข้อมูลทีี่เริ่มเบาบางลงเนื่องจากระยะทาง และสำหรับสัญญาณดิจิตัลก็จะต้องมีการทบทวนสัญญาณเพื่อป้องกันการขาดหายของสัญญาณเนื่องจากการส่งระยะทางไกลๆ เช่นกัน รีพีตเตอร์จะทำงานอยู่ในชั้น Physical 7. สายสัญญาณ เป็นสายสำหรับเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ต่างๆในระบบเข้าด้วยกัน หากเป็นระบบที่มีจำนวนเครื่องมากกว่า 2 เครื่องก็จะต้องต่อผ่านฮับอีกทีหนึ่ง โดยสายสัญญาณสำหรับเชื่อมต่อเครื่องในระบบเครือข่าย จะมีอยู่ 2 ประเภท คือ                - สาย Coax มีลักษณะเป็นสายกลม คล้ายสายโทรทัศน์ ส่วนมากจะเป็นสีดำสายชนิดนี้จะใช้กับการ์ด LAN ที่ใช้คอนเน็กเตอร์แบบ BNC สามารถส่งสัญญาณได้ไกลประมาณ 200 เมตร สายประเภทนี้จะต้องใช้ตัว T Connector สำหรับเชื่อมต่อสายสัญญาณกับการ์ด LAN ต่างๆในระบบ และต้องใช้ตัว Terminator ขนาด 50 โอห์ม สำหรับปิดหัวและท้ายของสาย               - สาย UTP (Unshied Twisted Pair) เป็นสายสำหรับการ์ด LAN ที่ใช้คอนเน็กเตอร์แบบ RJ-45 สามารถส่งสัญญาณได้ไกล    ประมาณ 100 เมตร หากคุณใข้สายแบบนี้จะต้องเลือกประเภทของสายอีก โดยทั่วไปนิยมใช้กัน 2 รุ่น คือ CAT 3 กับ CAT5 ซึ่งแบบ CAT3 จะมีความเร็วในการส่งสัญญาณ10 Mbps และแบบ CAT 5 จะมีความเร็วในการส่งข้อมูลที่ 100 Mbps แนะนำว่าควรเลือกแบบ CAT 5 เพื่อการอัพเกรดในภายหลังจะได้ไม่ต้องเดินสายใหม่ ในการใช้งานสายนี้ สาย 1 เส้นจะต้องใช้ตัว RJ - 45 Connector จำนวน 2 ตัว เพื่อเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างสายสัญญาณจากการ์ด LAN ไปยังฮับหรือเครื่องอื่น เช่นเดียวกับสายโทรศัพท์ ในกรณีเป็นการเชื่อมต่อเครื่อง 2 เครื่องสามารถใช้ต่อผ่านสายเพียงเส้นเดียได้แต่ถ้ามากกว่า 2 เครื่อง ก็จำเป็นต้องต่อผ่านฮับ 8. ฮับ (HUB) เป็นอุปกรณ์ช่วยกระจ่ายสัญญาณไปยังเครื่องต่างๆที่อยู่ในระบบ หากเป็นระบบเครือข่ายที่มี 2 เครื่องก็ไม่จำเป็นต้องใช้ฮับ   สามารถใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อ ถึงกันได้โดยตรง แต่หากเป็นระบบที่มีมากกว่า 2 เครื่องจำเป็นต้องมีฮับเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวกลาง ในการเลือกซื้อฮับควรเลือกฮับที่มีความเร็วเท่ากับความเร็ว ของการ์ด เช่น การ์ดมีความเร็ว 100 Mbps ก็ควรเลือกใช้ฮับที่มีความเร็วเป็น 100 Mbps ด้วย ควรเป็นฮับที่มีจำนวนพอร์ตสำหรับต่อสายที่เพียงพอกับ เครื่องใช้ในระบบ หากจำนวนพอร์ตต่อสายไม่เพียงพอก็สามารถต่อพ่วงได้ แนะนำว่าควรเลือกซื้อฮับที่สามารถต่อพ่วงได้ เพื่อรองรับการขยายตัวในอนาคต 3 ข้อจำกัดของระบบเครือข่าย         1. ลงทุนสูงและจัดการยุ่งยาก การเชื่อมต่อระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ และการจัดการระบบเครือข่าย ต้องใช้เทคโนโลยีที่ยุ่งยากซับซ้อน ต้องอาศัยผู้ที่มีความรู้ความชำนาญ และมีประสบการณ์สูง จึงต้องใช้งบประมาณ การเริ่มต้นลงทุนสูงมาก อีกทั้งเทคโนโลยีของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เปลี่ยนแปลงไปเร็วมาก จำเป็นต้องมีงบประมาณ เพื่อปรับปรุงระบบให้ทันสมัยอยู่เสมอ          2. การแบ่งทรัพยากรกันใช้ อาจไม่สามารถใช้ทรัพยากรนั้นๆ ได้ทันทีทันใด เพราะหากมีการเรียกใช้ทรัพยากรเดียวกันจากคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องพร้อมกัน เช่น การใช้เครื่องพิมพ์โดยเครื่องพิมพ์นั้นมีการใช้งานจากคอมพิวเตอร์ตัวอื่นอยู่ก่อนหน้าแล้ว งานพิมพ์ของเราก็จะต้องเข้าคิวรอการทำงาน         3. ขาดแคลนซอฟต์แวร์ประยุกต์ ระบบเครือข่ายปัจจุบัน ยังขาดแคลนซอฟต์แวร์ประยุกต์ ด้านต่าง ๆ ทำงานภายใต้สภาพแวดล้อม แบบเครือข่ายอยู่มาก เพราะการพัฒนา ต้องใช้ความรู้ความชำนาญสูง ต้องใช้เวลาในการพัฒนา จึงจะสามารถสร้างซอฟต์แวร์ประยุกต์ใช้งานด้านต่าง ๆ ได้         4.การรักษาความปลอดภัย ในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ยังขาดความปลอดภัยในด้านการรักษาข้อมูลอยู่มาก มีโอกาสที่จะถูกผู้อื่นแอบเข้ามาเอาข้อมูลได้จากหลาย ๆที่ หรืออาจมีข้อมูลสูญหายได้ ในขณะติดต่อสื่อสาร เนื่องจากมีข่าวสารในระบบอยู่มาก          5. ความเร็วในการรับส่งข้อมูลต่ำ ในระบบเครือข่ายระยะไกล เช่น อินเทอร์เน็ต การเรียกใช้ข้อมูลในไฟล์ผ่านระบบเครื่อข่ายนั้นจะมีความเร็วที่ช้ากว่าการเรียกใช้ข้อมูลกับฮาร์ดดิสก์ในเครื่องของตน ตัวกลางนำที่ใช้ ในการนำสัญญาณ ยังมีอัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูลต่ำ เมื่อเทียบกับการสื่อสารด้วยโทรศัพท์ หรือโทรทัศน์ โดยเฉพาะข้อมูลที่เป็นภาพนิ่งและภาพเคลื่อนไหว เพราะไฟล์มีขนาดใหญ่มาก 4 การทำงานของเครือข่ายในคอมพิวเตอร์         โดยทั่วไปการจัดแบ่งหน้าที่การทำงานของคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายจะมี 2 แบบใหญ่ๆ คือ เครือข่ายแบบ Peer-to-Peer         เครือข่ายแบบนี้จะเก็บไฟล์และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ ไว้ที่เครื่องคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้แต่ละคน โดยไม่มีคอมพิวเตอร์ส่วนกลางที่ทำหน้าที่นี้ เรียกได้ว่าต่างคนต่างเก็บ ต่างคนต่างใช้ แต่ผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถเรียกใช้ไฟล์จากคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้ ถ้าคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นทำการแชร์ไฟล์เหล่านั้นไว้ เครือข่ายแบบ Peer-to-Peer นี้เหมาะสำหรับองค์กรขนาดเล็กที่มีคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกันไม่เกิน 10 เครื่อง เนื่องจากติดตั้งง่าย ราคาไม่แพง และการดูแลไม่ยุ่งยากนัก แต่ถ้าคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายมีมากกว่า 10 เครื่องขึ้นไปควรจะใช้เครือข่ายแบบอื่นดีกว่า เครือข่ายแบบ Server-Based         ระบบเครือข่ายแบบนี้จะมีคอมพิวเตอร์หลักอยู่หนึ่งเครื่อง เรียกว่า เซิร์ฟเวอร์ (server) หรือเครื่องแม่ข่าย ทำหน้าที่เก็บข้อมูล โปรแกรม และแชร์ไฟล์หรือโปรแกรมนั้นให้กับเครื่องลูกข่าย อีกทั้งยังทำหน้าที่ประมวลผล และส่งผลลัพธ์ที่ได้ไปให้เครื่องลูกข่าย ซึ่งเป็นเสมือนเครื่องให้บริการเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นในเครือข่ายที่ร้องขอเข้ามา รวมทั้งเป็นยังผู้จัดการดูแลการจราจรในระบบเครือข่ายทั้งหมด เครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆ ในเครือข่าย จะสามารถเข้าใช้งานไฟล์ต่าง ๆ ในเซิร์ฟเวอร์ได้ แต่ไม่สามารถเข้าใช้งานไฟล์ในเครื่องอื่นๆ ได้ นั่นคือการติดต่อกันระหว่างเครื่องต่างๆ จะต้องผ่านเครื่องเซิร์ฟเวอร์ เครื่องผู้ใช้จะทำการประมวลผลในงานของตนเท่านั้น ไม่มีหน้าที่ในการให้บริการกับเครื่องอื่นๆ ในระบบ เซิร์ฟเวอร์จะต้องมีหน่วยความจำสำรอง (harddisk)ขนาดใหญ่เพื่อเก็บข้อมูลทั้งหมด และควรเป็นเครื่องที่มีสมรรถนะสูง ชนิดของเซิร์ฟเวอร์มีได้ 2 รูปแบบคือ         1. Dedicated server หมายถึง เซิร์ฟเวอร์ที่ทำหน้าที่บริการอย่างเดียวเท่านั้น ไม่สามารถนำไปใช้ในงานทั่วๆ ไปได้ ข้อดีคือทำให้ระบบมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพสูง ข้อเสียคือไม่สามารถใช้งานเครื่องเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งมีราคาค่อนข้างสูงได้         2. Non-dedicated server หมายถึง เซิร์ฟเวอร์ที่สามารถใช้งานได้ตามปกติเหมือนเครื่องลูกข่าย ซึ่งมีข้อเสียที่สำคัญคือประสิทธิภาพของเครือข่ายจะลดลง ทำให้วิธีนี้ไม่เป็นที่นิยมในการใช้งาน