การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
การสื่อสารข้อมูล (Data
communication) หมายถึง การส่งข้อมูลหรือข่าวสาร
จากผู้ส่งต้นทางไปยังผู้รับปลายทางที่อยู่ห่างไกล
โดยผ่านช่องทางการสื่อสารเพื่อเป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูล ซึ่งอาจจะเป็นแบบใช้สาย
หรือไม่ใช้สายก็ได้ ส่วนข้อมูลหรือข่าวสารนั้นอาจจะเป็นข้อความ เสียง
ภาพเคลื่อนไหว หรือข้อมูลที่เป็นมัลติมีเดียก็ได้
ดังนั้นการสื่อสารข้อมูลจึงเป็นส่วนหนึ่งของการสื่อสารโทรคมนาคม
โดยเน้นการส่งผ่านข้อมูล โดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์และเครือข่ายเป็นหลัก (สุมน อยู่สิน. 2527 : 8)
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
หมายถึง การนำคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง
ๆ มาเชื่อมต่อถึงกันโดยใช้สายเคเบิ้ลเป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนชุดข้อมูล
ชุดคำสั่ง และข่าวสารต่าง ๆ ระหว่างคอมพิวเตอร์ กับ
คอมพิวเตอร์และระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ต่าง ๆ
การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทและความสำคัญเพิ่มขึ้น
เพราะไมโครคอมพิวเตอร์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย
จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกับเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของระบบให้สูงขึ้น
เพิ่มการใช้งานด้านต่าง ๆ และลดต้นทุนระบบโดยรวมลง
มีการแบ่งใช้งานอุปกรณ์และข้อมูลต่าง ๆ ตลอดจนสามารถทำงานร่วมกันได้
สิ่งสำคัญที่ทำให้ระบบข้อมูลมีขีดความสามารถเพิ่มขึ้น
คือ การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกัน และการเชื่อมต่อหรือการสื่อสาร
การโอนย้ายข้อมูลหมายถึงการนำข้อมูลมาแบ่งกันใช้งาน
หรือการนำข้อมูลไปใช้ประมวลผลในลักษณะแบ่งกันใช้ทรัพยากร เช่น แบ่งกันใช้ซีพียู
แบ่งกันใช้ฮาร์ดดิสก์ แบ่งกันใช้โปรแกรม และแบ่งกันใช้อุปกรณ์อื่น ๆ
ที่มีราคาแพงหรือไม่สามารถจัดหาให้ทุกคนได้
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่าย
จึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานให้กว้างขวางและมากขึ้นจากเดิม (จตุชัย แพงจันทร์. 2547 : 6)
องค์ประกอบของการสื่อสาร
ปี 1960 แบบจำลอง SMCR ของเบอร์โล ( Berlo) ได้ให้ความสำคัญกับสิ่งต่าง ๆ
คือ
1. ผู้ส่งสาร
(Source) ต้องเป็นผู้ที่มีความสามารถเข้ารหัส(Encode)
เนื้อหาข่าวสารได้มีความรู้อย่างดีในข้อมูลที่จะส่งสามารถปรับระดับให้เหมาะสมสอดคล้องกับผู้รับ
2. ข่าวสาร (Message)
คือเนื้อหา สัญลักษณ์ และวิธีการส่ง
3. ช่องทางการสื่อสาร(Channel)
ให้ผู้รับได้ด้วยประสาทสัมผัสทั้ง 5
4. ผู้รับสาร
(Receiver) ผู้ที่มีความมารถในการถอดรหัส ( Decode) สารที่รับมาได้อย่างถูกต้อง
รูปภาพ องค์ประกอบของการสื่อสาร
แบบจำลอง
SMCR ของเบอร์โล จะให้ความสำคัญในปัจจัยต่าง ๆ
ที่มีผลทำให้การสื่อสารประสบผลสำเร็จได้แก่ ทักษะในการสื่อสาร ทัศนคติ
ระดับความรู้ ระบบสังคมและวัฒนธรรม ซึ่งผู้รับละผู้ส่งต้องมีตรงกันเสมอ (ศุภรัศมิ์ ฐิติกุลเจริญ. 2540)
การใช้เทคโนโลยีในการสื่อสาร
เทคโนโลยี เป็นการนำเอาแนวความคิด
หลักการ เทคนิค ความรู้ ระเบียบวิธี กระบวนการ
ตลอดจนผลผลิตทางวิทยาศาสตร์ทั้งในด้านสิ่งประดิษฐ์และวิธีปฏิบัติมาประยุกต์ใช้ในระบบงานเพื่อช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานให้ดียิ่งขึ้นและเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลของงานให้มีมากยิ่งขึ้น
การสื่อสาร
หมายถึง การนำสื่อหรือข้อความของฝ่ายหนึ่งส่งให้อีกฝ่ายหนึ่ง
ประกอบด้วยผู้ส่งข่าวสารหรือแหล่งกำเนิดข่าวสาร
ช่องทางการส่งข้อมูลซึ่งเป็นสื่อกลางหรือตัวกลางอาจเป็นสายสัญญาณ และหน่วยรับข้อมูลหรือผู้รับสาร
ดังนั้น เทคโนโลยีในการสื่อสาร
คือ การเอาแนวคิด หลักการ เทคนิค ระเบียบวิธี กระบวนการ ผ่านช่องทางการส่งข้อมูล
ซึ่งทำให้ผู้รับ ได้รับและเข้าถึงข้อมูลได้เร็วขึ้น
เทคโนโลยีที่ใช้ในการสื่อสารที่พบเห็น เช่น E-mail, Voice Mail, Video Conferencing เป็นต้น
ชนิดของสัญญาณข้อมูล
ชนิดของสัญญาณแบ่งได้เป็น
2 ชนิดคือ
1.Analog signalเป็นสัญญาณต่อเนื่อง ลักษณะของคลื่นไซน์ sine wave ตัวอย่างการส่งข้อมูลที่เป็น analog
คือการส่งข้อมูลผ่านระบบโทรศัพท์
Hertz คือหน่วยวัดความถี่ของสัญญาณ โดยนับความถี่ที่เกิดขึ้นใน 1 วินาที เช่น 1 วินาทีมีการเปลี่ยนแปลงของระดับสัญญาณ
60 รอบแสดงว่ามีความถี่ 60 Hz
2.Digital สัญญาณไม่ต่อเนื่อง ข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเลขฐาน 2 จะถูกแทนด้วยสัญญาณ digital คือเป็น 0 และ 1 โดยการแทนข้อมูลสัญญาณแบบ Unipolar จะแทน 0 ด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นกลาง และ 1 ด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เป็นบวก
Bit rate เป็นอัตราความเร็วในการส่งข้อมูล โดยนับจำนวน bit ที่ส่งได้ในช่วง
1 วินาที เช่น ส่งข้อมูลได้ 14,400 bps (bit per
seconds)
ทิศทางการส่งข้อมูล
ทิศทางการส่งข้อมูล
สามารถจำแนกทิศทางการส่งข้อมูลได้ 3 รูปแบบ ดังนี้ (ศรีไพร ศักดิ์พงศากุล และ เจษฎาพร ยุทธวิบูลย์ชัย. 2549 : 100-101)
1. การส่งข้อมูลแบบทิศทางเดียว
(Simplex transmission) เป็นการสื่อสารข้อมูลที่มีผู้ส่งข้อมูลทำหน้าที่ส่งข้อมูลแต่เพียงอย่างเดียว
และผู้รับข้อมูลก็ทำหน้าที่รับข้อมูลแต่เพียงอย่างเดียวเช่นกัน
การส่งข้อมูลในลักษณะนี้เช่น การส่งข้อมูลของสถานีโทรทัศน์
2. การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางสลับกัน (Half-duplex transmission) เป็นการสื่อสารข้อมูลที่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทั้งผู้รับและผู้ส่ง
โดยแต่ละฝ่ายสามารถเป็นทั้งผู้รับและผู้ส่งข้อมูลได้ แต่จะต้องสลับกันทำหน้าที่
จะเป็นผู้ส่งและผู้รับข้อมูลพร้อมกันทั้งสองฝ่ายไม่ได้ เช่น การสื่อสารโดยวิทยุ
3. การส่งข้อมูลแบบสองทิศทางพร้อมกัน (Full-duplex transmission) เป็นการสื่อสารข้อมูลที่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลของทั้งผู้ส่งและผู้รับข้อมูล
โดยทั้งสองฝ่ายสามารถเป็นทั้งผู้ส่งข้อมูลและผู้รับข้อมูลได้ในเวลาเดียวกัน
และสามารถส่งข้อมูลได้พร้อม กัน เช่น การสื่อสารโดยใช้สายโทรศัพท์
ตัวอย่างทิศทางการไหลของข้อมูล
ตัวกลางการสื่อสาร
สื่อกลางหรือตัวกลางในการนำส่งข้อมูล
เป็นสื่อหรือช่องทางที่ใช้ในการนำข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทาง
สื่อกลางในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ (จตุชัย แพงจันทร์.
2547: 10-11)สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดใหญ่
ๆ ได้แก่
1.
สื่อกลางประเภทมีสาย
2.
สื่อกลางประเภทไร้สาย
1.1สายคู่บิดเกลียว
(twisted pair) ประกอบด้วยเส้นลวดทองแดงที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก
2 เส้นพันบิดเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงภายในเคเบิลเดียวกันหรือจากภายนอก
เนื่องจากสายคู่บิดเกลียวนี้ยอมให้สัญญาณไฟฟ้าความถี่สูงผ่านได้
สำหรับอัตราการส่งข้อมูลผ่านสายคู่บิดเกลียวจะขึ้นอยู่กับความหนาของสาย คือ
สายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางกว้าง จะสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้ากำลังแรงได้
ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราส่งสูง โดยทั่วไปแล้วสำหรับการส่งข้อมูลแบบดิจิทัล
สัญญาณที่ส่งเป็นลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยม
สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลได้ถึงร้อยเมกะบิตต่อวินาที
ในระยะทางไม่เกินร้อยเมตร เนื่องจากสายคู่บิดเกลียว มีราคาไม่แพงมาก
ใช้ส่งข้อมูลได้ดี จึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น
(ก)
สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair :
STP) เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถักชั้นนอกที่หนาอีกชั้นเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
(ข)
สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded Twisted
Pair : UTP) เป็นสายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้นทำให้สะดวกในการโค้งงอแต่สามารถป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก
แต่ก็มีราคาต่ำกว่า จึงนิยมใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย
ตัวอย่างของสายสายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวนที่เห็นในชีวิตประจำวันคือ
สายโทรศัพท์ที่ใช้อยู่ในบ้าน
1.2
สายโคแอกเชียล (coaxial) เป็นตัวกลางเชื่อมโยงที่มีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อจากเสาอากาศ
สายโคแอกเชียลที่ใช้ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์มซึ่งใช้ส่งข้อมูลแบบดิจิทัล
และชนิด 75 โอห์มซึ่งใช้ส่งข้อมูลสัญญาณแอนะล็อก
สายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันกระแสไฟรั่ว
จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นเปียเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอื่นๆ
ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก
ลวดทองแดงที่ถักเป็นเปียนี้เองเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้สายแบบนี้มีช่วงความถี่สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมาก
และนิยมใช้เป็นช่องสื่อสารสัญญาณแอนะล็อกเชื่องโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน
1.3 เส้นใยนำแสง (fiber optic) มีแกนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆ
เส้นอยู่รวมกัน
เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็ดเท่าเส้นผมและภายในกลวง
และเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่งก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน
การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่นๆ ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง
แต่การทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้นและอาศัยหลักการหักเหของแสงโดยใช้ใยแก้วชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง
การให้แสงเคลื่อนที่ไปในท่อแก้วสามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลสูงมากและไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ปัจจุบันถ้าใช้เส้นใยนำแสงกับระบบอีเทอร์เน็ตจะใช้ได้ด้วยความเร็วหลายร้อยเมกะบิต
และเนื่องจากความสามรถในการส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นสูง
ทำให้สามารถส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร เสียง ภาพกราฟิก หรือวีดิทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน อีกทั้งยังมีความปลอดภัยในการส่งสูง
แต่อย่างไรก็มีข้อเสียเนื่องจากการบิดงอสายสัญญาณจะทำให้เส้นใยหัก
จึงไม่สามารถใช้สื่อกลางนี้ในการเดินทางตามมุมตึกได้
เส้นใยนำแสงมีลักษณะพิเศษที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงแบบจุดไปจุด จึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคารหรือระหว่างเมืองกับเมือง
เส้นใยนำแสงจึงถูกนำไปใช้เป็นสายแกนหลัก
2.1 สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave) เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูง
ส่งข้อมูลโดยอาศัยสัญญาณไมโครเวฟซึ่งเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง
และจะต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล
และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกที่มีความโค้งได้
จึงต้องมีการตั้งสถานีรับ-ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ
และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานีจนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่ในที่สูงเช่นดาดฟ้าตึกสูงหรือยอดดอยเพื่อหลีกเลี่ยงการชนหากมีสิ่งกีดขวางเนื่องจากแนวการเดินทางที่เป็นเส้นตรงของสัญญาณดังที่กล่าวมาแล้ว
การส่งข้อมูลด้วยสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆ
และทุรกันดาร
2.2 ดาวเทียม (satilite) ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ-ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก
วัตถุประสงค์ในการสร้างดาวเทียมเพื่อเป็นสถานีรับ-ส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศและทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลก
ในการส่งสัญญาณดาวเทียมจะต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลก
22,300 ไมล์
โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก
จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งอยู่กับที่ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ
บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ
ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้โดยอาศัยพลังงานที่ได้มาจากการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตยด้วยแผงโซลาร์
(solar panel)
มาตรฐานเครือข่ายไร้สาย
(Wireless Networking Protocols)
ด้วยความเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายได้ส่งผลให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
เช่น พีดีเอ โทรศัพท์มือถือ
ตลอดจนโรงงานอุตสาหกรรมโทรคมนาคมมีความต้องการมาตรฐานเพื่อการสื่อสารไร้สาย
ในทีนี้กล่าวถึงการสื่อสารไร้สายดังนี้ (ศรีไพร
ศักดิ์รุ่งพงศากุล และ เจษฎาพร ยุทธนวิบูลย์ชัย. 2549 : 106-108)
บลูทูธ
(Bluetooth) บลูทธเป็นชื่อที่เรียกสำหรับมาตรฐานเรือข่ายแบบ
802.15 บลูทูธเป้นเทคโนโลยีไร้สายที่ใช้การส่งข้อมูลทางคลื่นวิทยุ (Universal
Radio Interface) เริ่มใช้ในปี ค.ศ. 1998 สำหรับการเชื่อมโยงสื่อสารไร้สายในแถบความถี่
2.45 GHz ซึ่งเป็นอุปการณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถือเคลื่อนย้ายได้
สามารถติดต่อเชื่อมโยงสื่อสารแบบไร้สายระหว่างกันในช่วงระยะห่างสั้น ๆ ได้
ไว-ไฟ
(Wi-Fi) ไว-ไฟ
ย่อมาจากคำว่า Wireless Fidelity คือมาตรฐานที่รับรองว่าอุปกาณ์ไวร์เลว (Wireless
LAN) สามารถทำงานร่วมกันได้ และสนับสนุนมาตรฐาน IEEE802.11b
ไว-ไฟ
เป็นเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตไร้สายความเร็วสูงที่นิยมใช้ที่สุดในโลก
ใช้สัญญาณวิทยุในการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงผ่านเครือข่ายไร้สายจากบริเวณที่มีการติดตั้ง
Access Point ไปยังอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อ
เช่นโทรศัพท์มือถือ พีดีเอ และโนตบุคเป็นต้น
ไว- แมกซ์
(Wi-MAX) เป็นชื่อเรียกเทคโนโลยีไร้สายรุ่นใหม่ล่าสุดที่คาดหมายกันว่าจะถูกนำมาใช้งานที่ประเทศไทยอย่างเป็นทางการ
ในอนาคตอันใกล้นี้ (ตอนนี้มีแอบทดสอบ WiMAX กันหลายที่ในต่างจังหวัดแล้ว เช่น ที่เชียงใหม่) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงรุ่นใหม่ตัวนี้
ได้รับการพัฒนาขึ้นมาบนมาตรฐานที่เรียกเป็นทางการว่า IEEE 802.16
ซึ่งต่อมาก็ได้พัฒนามาตรฐาน IEEE
802.16a (เหมือนกับมาตรฐานสากลตัวแรก แต่มี a ต่อท้าย)
ขึ้น โดยได้อนุมัติโดย IEEE มาเมื่อเดือนมกราคม
2004 ซึ่ง IEEE ที่ว่า
ก็คือสถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ หรือชื่อเต็มๆก็คือ Institute
of Electrical and Electronics Engineers โดยเจ้าระบบ WiMAX นี้มีซึ่งมีรัศมีทำการไกลสูงสุดที่ 30 ไมล์ หรือเป็นระยะทางประมาณ 48 กิโลเมตร (คนล่ะโลกกับ WiFi ที่เรารู้จักกันเลยทีเดียว)
ซึ่งนั่นหมายความว่า WiMAX
สามารถให้บริการครอบคลุมพื้นที่กว้างกว่าระบบโครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ระบบ
3G (ซึ่งก็เป็นระบบมือถือในอนาคตของประเทศไทยเราอีกนั้นแหละ
เพียงแต่ตอนนี้เราใช้ 2.5G กันอยู่) มากถึง
10 เท่า
ยิ่งกว่านั้นก็ยังมีอัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลสูงสุดถึง 75 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) ซึ่งเร็วกว่า 3G ถึง 30 เท่าทีเดียว และแน่นอนว่าเร็วกว่าระบบ WiFi
ด้วย
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือ
ระบบการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์จำนวนตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไปการที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน
เพราะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย
จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกัน
เพื่อเพิ่มความสามารถของระบบให้สูงขึ้น และลดต้นทุนของระบบโดยรวมลง
การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกันในเครือข่าย
ทำให้ระบบมีขีดความสามารถเพิ่มมากขึ้น การแบ่งการใช้ทรัพยากร เช่น หน่วยประมวลผล, หน่วยความจำ,
หน่วยจัดเก็บข้อมูล, โปรแกรมคอมพิวเตอร์
และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่มีราคาแพงและไม่สามารถจัดหามาให้ทุกคนได้ เช่น เครื่องพิมพ์
เครื่องกราดภาพ (scanner) ทำให้ลดต้นทุนของระบบลงได้
องค์ประกอบพื้นฐานของเครือข่าย
การที่คอมพิวเตอร์จะเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้
ต้องมีองค์ประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้
- คอมพิวเตอร์ อย่างน้อย 2 เครื่อง
- เน็ตเวิร์คการ์ด หรือ NIC (Network Interface Card)
เป็นการ์ดที่เสียบเข้ากับช่องเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์
ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และเครือข่าย
- สื่อกลางและอุปกรณ์สำหรับการรับส่งข้อมูล เช่น สายสัญญาณ
สายสัญญาณที่เป็นที่นิยมในเครือข่าย เช่น สายโคแอ็กเชียล สายคู่เกลียวบิด
และสายใยแก้วนำแสง เป็นต้น ส่วนอุปกรณ์เครือข่าย เช่น ฮับ สวิตซ์ เราท์เตอร์
เกตเวย์ เป็นต้น
- โปรโตคอล (Protocol) โปรโตคอลเป็นภาษาที่คอมพิวเตอร์ใช้สื่อสารกันผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่สามารถสื่อสารกันได้นั้นจำเป็นที่ต้องใช้
“ภาษา” หรือโปรโตคอลเดียวกัน เช่น OSI, TCP/IP, IPX/SPX เป็นต้น
- ระบบปฏิบัติการเครือข่าย หรือ NOS (Network
Operating System) ระบบปฏิบัติการเครือข่ายจะเป็นตัวที่คอยจัดการเกี่ยวกับการใช้งานเครือข่ายของผู้ใช้แต่ละคน
หรือเป็นตัวจัดการและควบคุมการใช้ทรัพยากรต่างๆ ของเครือข่าย
ระบบปฏิบัติการเครือข่ายที่เป็นที่นิยม เช่น Windows Server 2003, Novell
NetWare, Sun Solaris และ Red Hat Linux เป็นต้น
โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Topology)
การนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกันเพื่อประโยชน์ของการสื่อสารนั้น
สามารถกระทำได้หลายรูปแบบซึ่งแต่ละแบบก็มีจุดเด่นต่างกันไป
โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถจำแนกตามลักษณะการเชื่อมต่อได้ดังนี้
1. เครือข่ายแบบบัส (Bus
Network)
เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์
และอุปกรณ์ต่าง ๆ ด้วยสายเคเบิ้ลยาวต่อเนื่องไปเรื่อย ๆโดยมีตัวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์
และอุปกรณ์เข้ากับสายเคเบิ้ลในการส่งข้อมูลจะมีคอมพิวเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลได้ในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ
การจัดส่งข้อมูลวิธีนี้มีวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานี ส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้ข้อมูลชนกัน
การติดตั้งเครือข่ายแบบนี้ทำได้ไม่ยาก เพราะคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์แต่ละชนิดถูกเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิ้ลเพียงเส้นเดียว
โดยส่วนใหญ่เครือข่ายแบบบัสมักจะใช้ในเครือข่ายขนาดเล็ก ซึ่งอยู่ในองค์กรที่มีเครื่อง คอมพิวเตอร์ใช้ไม่มากนัก
ข้อดี
ประหยัดสายสัญญาณ เครื่องหนึ่งเสียก็ไม่กระทบกับเครือข่าย
ข้อเสีย
อาจเกิดการชนกันของ ข้อมูลได้ ต้องมีการส่งใหม่ ถ้าสายหลักเสีย เครือข่ายล่ม
2. เครือข่ายแบบดาว (Star
Network)
เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์
เข้ากับอุปกรณ์ที่เป็นจุดศูนย์กลางของเครือข่าย โดยการนำสถานีต่าง ๆ มาต่อร่วมกันกับหน่วยสลับสายกลาง
การติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีจะกระทำได้ด้วยการติดต่อผ่านทางวงจรของ
หน่วยสลับสายกลางการทำงานของหน่วยสลับสายกลางจึงเป็นศูนย์กลาง ของการติดต่อวงจรเชื่อมโยงระหว่างสถานีต่าง ๆ ที่ต้องการติดต่อกัน
ข้อดี ติดตั้งและดูแลง่าย
ถ้าเครื่องลูกข่ายเสียก็ตรวจสอบได้ง่าย เครื่องอื่นยังติดต่อกันได้
ข้อเสีย ถ้าฮับเสีย เครือข่ายล่ม
ใช้สัญญาณมากกว่าแบบอื่น
3. เครือข่ายแบบวงแหวน
(Ring Network)
เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อเครื่อง
คอมพิวเตอร์ด้วยสายเคเบิ้ลเพียงเส้นเดียวในลักษณะวงแหวนการรับส่งข้อมูลในเครือข่ายวงแหวนจะใช้ทิศทางเดียวเท่านั้นเมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งส่งข้อมูล
จะส่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไปถ้าข้อมูลที่รับมาไม่ตรงตามที่เครื่องคอมพิวเตอร์
ต้นทางระบุ จะส่งผ่านไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไปซึ่งจะเป็นขั้นตอนอย่างนี้ไป เรื่อย ๆ
จนกว่าจะถึงเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ปลายทางที่ถูกระบุตามที่อยู่จากเครื่องต้นทาง
ข้อดี
ส่งข้อมูลไปยังผู้รับหลายเครื่อง ๆ พร้อมกันได้ ไม่เกิดการชนกันของข้อมูล
ข้อเสีย
ถ้าเครื่องใดมีปัญหา เครือข่ายล่มการติดตั้งทำได้ยาก และใช้สายสัญญาณมากกว่าแบบบัส
4. เครือข่ายแบบตาข่าย
(Mesh Network)
โครงสร้างแบบเมชมีการทำงานโดยเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะต้องมีช่อง
ส่งสัญญาณจำนวนมาก เพื่อที่จะเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ
ทุกเครื่อง
โครงสร้างนี้เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะส่งข้อมูลได้อิสระไม่ต้องรอ
การส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ
ทำให้การส่งข้อมูลมีความรวดเร็ว แต่ค่าใช้จ่ายสายเคเบิ้ลก็สูงด้วยเช่นกัน
ข้อดี – การสื่อสารข้อมูลเร็ว
เพราะคอมพิวเตอร์แต่ละคู่สามารถสื่อสารกันได้โดยไม่ต้องรอ
เส้นทางการเชื่อมต่อใดๆ ขาด ไม่มีผลต่อการสื่อสารของเครื่องอื่นๆ
ข้อเสีย – สิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย
จากจำนวนสายสัญญาณและช่องต่อสาย ตามจำนวนเครื่องในระบบ
5. เครือข่ายแบบผสม (Hybrid
Network)
เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานโครงสร้าง
เครือข่ายแบบต่าง ๆ เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่เพียงเครือข่ายเดียว เช่น การเชื่อม ต่อเครือข่ายแบบวงแหวน แบบดาว
และแบบบัสเข้าเป็นเครือข่ายเดียว
การประยุกต์ใช้
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครือข่ายขนาดเล็ก ที่มีจำนวนเครื่องจำกัด
หรืออยู่ในบริเวณไม่กว้าง มักเลือกใช้โทโพโลยีอย่างใดอย่างหนึ่ง ขึ้นกับวัตถุประสงค์ อุปกรณ์ที่มี
และสภาพพื้นที่ เช่น การต่อภายในห้อง อาจจะใช้แบบดาว การต่อระหว่างหลายๆ
อาคาร อาจเป็นแบบบัส แต่เมื่อมีการขยายขนาดเครือข่ายให้ใหญ่ขึ้น อาจจะเป็นการต่อหลายๆ เครือข่ายเข้าด้วยกัน
ลักษณะของโทโพโลยีโดยรวม คือการเชื่อมต่อหลายๆ โทโพโลยีเข้าด้วยกัน
ประเภทเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์
1.เซิร์ฟเวอร์
เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำหน้าที่ให้บริการต่าง ๆ โดยเครือข่ายต่าง ๆ
สามารถมีเครื่องเซิร์ฟเวอร์กี่เครื่องก็ได้ตามต้องการ
ชนิดของเครื่องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์
ไฟล์เซิร์ฟเวอร์ (File Server)
เป็นเซิร์ฟเวอร์ที่ทำหน้าที่ในการจัดเก็บไฟล์
จะเสมือนฮาร์ดดิสก์รวมศูนย์ (Centerized disk storage) เสมือนว่าผู้ใช้งานทุกคนมีที่เก็บข้อมูลอยู่ที่เดียว เพราะควบคุม-บริหารง่าย
การสำรองข้อมูลโดยการ Restore ง่าย
พรินต์เซิร์ฟเวอร์ Print Server
หนึ่งเหตุผลที่จะต้องมี Print Server ก็คือ
เพื่อแบ่งให้พรินเตอร์ราคาแพงบางรุ่นที่ออกแบบมาใช้สำหรับการทำงานมาก ๆ เช่น HP
Laser 5000 พิมพ์ได้ถึง 10 – 24 แผ่นต่อนาที
พรินเตอร์สำหรับประเภทนี้
ความสามารถในการทำงานที่จะสูง
แอพพลิเคชันเซิร์ฟเวอร์ (Application Server)
Application Server
คือ เซิร์ฟเวอร์ที่รันโปรแกรมประยุกต์ได้
โดยการทำงานสอดคล้องกับไคลเอ็นต์
เช่น Mail Server
( รัน MS Exchange
Server ) Proxy Server
(รัน Proxy Server)
หรือ Web Server
(รัน Web Server Program เช่น Xitami
, Apache’ )
อินเตอร์เน็ตเซิร์ฟเวอร์
(Internet Server)
ปัจจุบันอินเตอร์เน็ตนั้น
มีผลกระทบกับเครือข่ายในปัจจุบันเป็นอย่างมาก อินเตอร์เน็ตเป็นเครือข่ายที่มีขนาดใหญ่มากและมีผู้ใช้งานมากที่สุดในโลก
เทคโนโลยีที่ทำให้อินเตอร์เน็ตเป็นที่นิยมก็คือ เว็บ และอีเมล
เพราะทั้งสองแอพพลิเคชันทำให้ผู้ใช้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลและสื่อสารกันได้ง่ายและมีรวดเร็ว
เว็บเซิร์ฟเวอร์ (Web
Server) คือ เซิร์ฟเวอร์ที่ให้บริการข้อมูลในรูปแบบ HTML
(Hyper text Markup Language)
เมลเซิร์ฟเวอร์ (Mail Server) คือ เซิร์ฟเวอร์ที่ให้บริการรับ –
ส่ง จัดเก็บ และจัดการเกี่ยวกับอีเมลของผู้ใช้
2. เวิร์กสเตชั่น (Workstation) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่ว
ๆ ไปที่สามารถทำการประมวลผลข้อมูลต่าง ๆ ได้
3. ไคลเอนต์ (Client) เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีการเรียกใช้ข้อมูลจากเซิร์ฟเวอร์
4. เทอร์มินัล (Terminal) เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบไปด้วยจอภาพ
แป้นพิมพ์ และอื่น ๆ
เทอร์มินัลไม่สารถประมวลผลข้อมูลได้ด้วยตัวเองแต่ใช้การสื่อสารข้อมูลกับเซิร์ฟเวอร์เพื่อให้เซิร์ฟเวอร์ประมวลผลพร้อมทั้งแสดงผลที่จอเทอร์มินอล
รูปแบบการประมวลผลข้อมูลในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computing
Architecture)
การประมวลผลข้อมูลที่ส่วนกลาง
(Centrallized Processing)
เป็นการประมวลผลข้อมูลที่เซิร์ฟเวอร์ เครื่องลูกข่ายคอมพิวเตอร์จะเป็นเทอร์มินัลไม่สามารถประมวลผลได้เอง
การประมวลผลแบบนี้
เซิร์ฟเวอร์จะต้องเป็นเครื่องที่ประมวลผลได้
เซิร์ฟเวอร์ต้องเป็นเครื่องที่มีความเร็วสูง สามารถประมวลผลข้อมูลได้เป็นจำนวนมาก
การประมวลผลข้อมูลแบบไคลเอนต์/เซิร์ฟเวอร์
เป็นรูปแบบหนึ่งของเครือข่ายแบบ
server-based โดยจะมีคอมพิวเตอร์หลักเครื่องหนึ่งเป็น
เซิร์ฟเวอร์ ซึ่งจะไม่ได้ทำหน้าที่ประมวลผลทั้งหมดให้เครื่องลูกข่าย หรือไคลเอนต์ (client)
เซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่เสมือนเป็นที่เก็บข้อมูลระยะไกล (remote
disk) และประมวลผลบางอย่างให้กับไคลเอนต์เท่านั้น เช่น ประมวลผลคำสั่งในการดึงข้อมูลจากเซิร์ฟเวอร์ฐานข้อมูล
(database server) เป็นต้น
ชนิดของเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
สามารถจำแนกตามระยะทางของการเชื่อมต่อระหว่างการสื่อสารได้เป็น 4ประเภทดังนี้
1.
แพน
(PAN) หรือเครือข่ายส่วนบุคคล
เป็นเครือข่ายสำหรับการแลกเปลี่ยนสารสนเทศและบริการตลอดจนการใช้งานอุปกรณ์ร่วมกัน
2. ระบบแวน (wide
area networks : WAN) ระบบเครือข่ายบริเวณกว้างที่เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ที่อยู่ห่าง
ไกลกันข้ามจังหวัดหรือประเทศ ดังนั้น
จึงต้องใช้ระบบสื่อสารโทรคมนาคมที่มีประสิทธิภาพสูงในระดับประเทศ เช่น ขององค์การ
โทรศัพท์แห่งประเทศไทย สำหรับตัวกลางอาจเป็นคู่สายโทรศัพท์ธรรมดา
สายเช่าวงจรไมโครเวฟ เส้นใยแก้วนำแสง สายเคเบิล แบบโคแอกเชียล หรือใช้ระบบ
ดาวเทียมก็ได้ โดยพื้นฐานแล้ว ระบบเครือข่ายบริเวณกว้างเป็นระบบเครือข่ายสื่อสาร
ที่สามารถใช้ส่ง สัญญาณ เสียง ภาพ และข้อมูลข้ามอาณาบริเวณไกล ๆ ได้
2.
ระบบแมน (17etropolitan area
network : MAN) ระบบเครือข่ายบริเวณมหานครเป็นระบบ ที่เชื่อม
โยงคอมพิวเตอร์ซึ่ง อาจตั้งอยู่ห่างไกลกันในช่วง 5 ถึง 50 กิโลเมตร ปกติมักใช้สำหรับสื่อสารข้อมูล เสียง และภาพ ผ่านสาย
โคแอกเชียลหรือเส้นใยแก้วนำแสง ผู้ใช้ระบบแมนมักเป็นบริษัทขนาดใหญ่ที่จำเป็น
จะต้องติดต่อสื่อสารข้อมูลผ่าน ระบบ คอมพิวเตอร์ด้วยความเร็วสูงมาก
โดยที่การสื่อสารนั้นจำกัดภายในบริเวณเมือง หรือมหานคร
4. ระบบแลน (local
area networks : LAN) เป็นระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณที่เชื่อมโยง
คอมพิวเตอร์ ที่ติดตั้งภายในตัวอาคารหลังเดียว หรือที่อยู่ในละแวกเดียวกัน
การเชื่อมโยงมักใช้ตัวกลางสื่อสารของตัวเอง เป็นระบบที่เจ้าของ
ควบคุมการปฏิบัติงานได้อย่างสมบูรณ์แบบด้วย
ในระบบเครือข่ายทั้งสามระบบนี้ระบบ LAN ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดทั้งในภาครัฐและเอกชนเพราะเทคโนโลยีระบบ LAN
มีราคาไม่สูงมากอีกทั้ง
คอมพิวเตอร์ที่ต่อกับระบบเครือข่ายนี้ก็เป็นไมโครคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีราคาถูก
ละหน่วยงานต่าง ๆ มีใช้อยู่แล้วหลายเครื่อง การลงทุนซื้ออุปกรณ์สำหรับเครือข่าย LAN
มาติดตั้งจึงกระทำได้ง่ายที่สำคัญคือระบบ LAN หลายระบบสามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่
ทั้งมินิคอมพิวเตอร์และระดับเมนเฟรมได้ แต่แท้ที่จริงแล้วระบบ LAN ก็คือ
เครือข่ายขนาดเล็กใช้เชื่อมโยงเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในบริเวณสำนักงานที่อยู่อาคารเดียวกันหรือบริเวณเดียวกันเท่านั้น
