4.1 ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือระบบเน็ตเวิร์ก คือ กลุ่มของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ ที่ถูกนำมาเชื่อมต่อกันเพื่อให้ผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถติดต่อสื่อสาร แลกเปลี่ยนข้อมูล และใช้อุปกรณ์ต่างๆ ในเครือข่ายร่วมกันได้"เครือข่ายนั้นมีหลายขนาด ตั้งแต่ขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกันด้วยคอมพิวเตอร์เพียงสองสามเครื่อง เพื่อใช้งานในบ้านหรือในบริษัทเล็กๆ ไปจนถึงเครือข่ายขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกันทั่วโลก ส่วน Home Network หรือเครือข่ายภายในบ้าน ซึ่งเป็นระบบ LAN ( Local Area Network) เป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กๆ หมายถึง การนำเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ มาเชื่อมต่อกันในบ้าน สิ่งที่เกิดตามมาก็คือประโยชน์ในการใช้คอมพิวเตอร์ด้านต่างๆ เช่น
- การใช้ทรัพยากรร่วมกัน หมายถึง การใช้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์ร่วมกัน กล่าวคือ มีเครื่องพิมพ์เพียงเครื่องเดียว ทุกคนในเครือข่ายสามารถใช้เครื่องพิมพ์นี้ได้ ทำให้สะดวกและประหยัดค่าใช้จ่าย เพราะไม่ต้องลงทุนซื้อเครื่องพิมพ์หลายเครื่อง (นอกจากจะเป็นเครื่องพิมพ์คนละประเภท)
- การแชร์ไฟล์ เมื่อคอมพิวเตอร์ถูกติดตั้งเป็นระบบเน็ตเวิร์กแล้ว การใช้ไฟล์ข้อมูลร่วมกันหรือการแลกเปลี่ยนไฟล์ทำได้อย่างสะดวกรวดเร็ว ไม่ต้องอุปกรณ์เก็บข้อมูลใดๆ ทั้งสิ้นในการโอนย้ายข้อมูลตัดปัญหาเรื่องความจุของสื่อบันทึก ยกเว้นอุปกรณ์ในการจัดเก็บข้อมูลหลักอย่างฮาร์ดดิสก์ หากพื้นที่เต็มก็คงต้องหามาเพิ่ม
- การติดต่อสื่อสาร โดยคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเป็นระบบเน็ตเวิร์ก สามารถติดต่อพูดคุยกับเครื่องคอมพิวเตอร์อื่น โดยอาศัยโปรแกรมสื่อสารที่มีความสามารถใช้เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ได้เช่น เดียวกัน หรือการใช้อีเมล์ภายในก่อให้เครือข่าย Home Network หรือ Home Office จะเกิดประโยชน์นี้อีกมากมาย
- การใช้อินเทอร์เน็ตร่วมกัน คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อในระบบเน็ตเวิร์กสามารถใช้งานอินเทอร์เน็ตได้ทุกเครื่อง โดยมีโมเด็มตัวเดียว ไม่ว่าจะเป็นแบบอนาล็อกหรือแบบดิจิตอลอย่าง ADSL ยอดฮิตในปัจจุบัน
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งขององค์กร สถาบันการศึกษาและบ้านไปแล้วการใช้ทรัพยากรร่วมกันได้ทั้งไฟล์ เครื่องพิมพ์ ต้องใช้ระบบเครือข่ายเป็นพื้นฐาน ระบบเครือข่ายจะหมายถึง การนำคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปมาเชื่อมต่อกันเพื่อจะทำการแชร์ข้อมูล และทรัพยากรร่วมกัน เช่น ไฟล์ข้อมูลและเครื่องพิมพ์ ระบบเครือข่ายสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ด้วยกันคือ
1. LAN (Local Area Network)
ระบบเครื่องข่ายท้องถิ่น เป็นเน็ตเวิร์กในระยะทางไม่เกิน 10 กิโลเมตร ไม่ต้องใช้โครงข่ายการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ คือจะเป็นระบบเครือข่ายที่อยู่ภายในอาคารเดียวกันหรือต่างอาคาร ในระยะใกล้ๆพัฒนาการของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เกิดจากการเชื่อมต่อเทอร์มินอล (Terminal)เข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรม (Mainfram Computer) หรือเชื่อมต่อกับมินิคอมพิวเตอร์ (Mini Computer) ซึ่งการควบคุมการสื่อสารและการประมวลผลต่างๆจะถูกควบคุมและดำเนินการโดยเครื่องเมนเฟรมหรือมินิคอมพิวเตอร์ซึ่งอาจเรียกอีกอย่างว่าโฮสต์ (Host) โดยมีการเชื่อมโยงระหว่างโฮสต์กับเทอร์มินอล ส่วนเทอร์มินอลทำหน้าที่เป็นเพียงจุดรับข้อมูล และ แสดงข้อมูลเท่านั้น
สำหรับเครือข่ายในปัจจุบันมีการทำงานที่มีประสิทธิภาพและคล่องตัวมากยิ่งขึ้น ทั้งการเข้าถึงและการใช้งานทรัพยากรที่มีอยู่บนเครือข่าย เช่น เครื่องพิมพ์ ดิสก์ หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ซึ่งปัจจุบันเรียกเทอร์มินอลที่มีความสามารถเล่านี้ว่าโหนด(Node)ลักษณะการกระจายการทำงานแบบการกระจายศูนย์ (Distributed System) ซึ่งเป็นการกระจายภาระ และหน้าที่การทำงานไปโหนดบนเครือข่ายทั้งภายใน และภายนอกหน่วยงาน ซึ่งจะช่วยลดภาระการทำงาน ของโฮสต์ลงได้เป็นอย่างมาก
ปัจจุบันมีการใช้งานเครือข่ายระยะใกล้ หรือเรียกอีกอย่างว่าเครือข่ายท้องถิ่น (LAN หรือ Local Area Network) อย่างแพร่หลายในเกือบทุกหน่วยงาน จนเปรียบเสมือนปัจจัยในการทำงานของสำนักงานทั่ว ๆ ไป เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์ดีด หรือเครื่องถ่ายเอกสารบุคคลากรเกือบทุกคนในหน่วยงานจะมี เครื่องคอมพิวเตอร์อย่างน้อย 1 เครื่อง เพื่อใช้งานในด้านต่างๆ นอกจากนี้อาจจะมีการเชื่อมโยงกับเครื่องคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ทางคอมพิวเตอร์กับระบบงานอื่น ภายในหน่วยงานเดียวกันภายในตึกเดียวกัน หรือภายในองค์กรเดียวกัน การเชื่อมโยงในลักษณะนี้เปรียบเสมือนการเชื่อมโยงประสานการทำงานของหน่วยงานหรือ องค์กรเข้าด้วยกัน ซึ่งเรียกการเชื่อมโยงลักษณะนี้ว่าเครือข่ายท้องถิ่น
สรุปแล้วเครือข่ายระยะใกล้ หรือเครือข่ายท้องถิ่น (LAN)เป็นรูปแบบการทำงานของระบบเครือข่ายแบบหนึ่ง ที่ช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์ (Computer) เครื่องพิมพ์ (Printer) และอุปกรณ์ใช้งานทางคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ สามารถเชื่อมโยงเอกสาร ส่งข้อมูลติดต่อใช้งานร่วมกันได้ การติดต่อสื่อสารของอุปกรณ์ จะอยู่ในบริเวณแคบ โดยทั่วไปมีระยะทางไม่เกิน 10 กิโลเมตร เช่น ภายในอาคารสำนักงานภายในคลังสินค้า โรงงาน หรือระหว่างตึกใกล้ ๆ เชื่อมโยงด้วย สายสื่อสารจึงทำให้มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลด้วยความเร็วสูงมาก และมีความผิดพลาดของข้อมูลต่ำ
2. MAN (Metropolitan Area Network)
ระบบเครือข่ายเมือง เป็นเน็ตเวิร์กที่จะต้องใช้โครงข่ายการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย เป็นการติดต่อกันในเมือง เช่น เครื่องเวิร์กสเตชั่นอยู่ที่สุขุมวิท มีการติดต่อสื่อสารกับเครื่องเวิร์กสเตชั่นที่บางรัก
3. WAN (Wide Area Network)
ระบบเครือข่ายกว้างไกล หรือเรียกได้ว่าเป็น World Wide ของระบบเน็ตเวิร์ก โดยจะเป็นการสื่อสารในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลก จะต้องใช้มีเดีย(Media) ในการสื่อสารขององค์การโทรศัพท์ หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย (คู่สายโทรศัพท์ dial-up / คู่สายเช่า Leased line / ISDN) (lntegrated Service Digital Network สามารถส่งได้ทั้งข้อมูล เสียง และภาพในเวลาเดียวกัน)ระบบเครือข่ายระยะไกล หรือ Wide Area Network เป็นระบบเครือข่ายที่ติดตั้งใช้งานอยู่ในบริเวณกว้าง โดยมีการส่งข้อมูลในลักษณะเป็นแพ็คเก็ต (Packet) ซึ่งต้องเดินทางจากเครื่องคอมพิวเตอร์ต้นทางไปสู่เครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง แพ็กเก็ตนี้ถูกส่งจากเครื่องคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่ง โดยมีสายสื่อสารหรืออุปกรณ์สื่อสารอื่นในการเชื่อมต่อถึงกันในลักษณะเป็นลูกโซ่ หรือเป็นทอดๆอาศัยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ระหว่างทางแต่ละตัวจะรับข้อความนั้นเก็บจำเอาไว้ และส่งต่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ถัดไปในเส้นทางที่สะดวก รูปแบบของเครือข่ายที่แตกต่างกันไปตามลักษณะของอัลกอริทึมสำหรับการคำนวณในการส่งแพ็คเก็ต โดยแบ่งออกได้เป็นสองประเภทใหญ่ๆคือ แบบดาตาแกรม (Datagram) และแบบเวอร์ชวลเซอร์กิต (Virtual Circuit)หรือแบบวงจรเสมือน ระบบดาตาแกรมพิจารณาแต่ละแพ็คเก็ตแยกออกจากกัน แพ็คเก็ตต่างๆของข้อความเดียวกันอาจถูกส่งไปในเส้นทางที่ต่างกันได้ขึ้นอยู่กับปริมาณข่าวสารในเครือข่ายในแต่ละขณะเวลาที่ผ่านไป และรวมถึงการเปลี่ยนแปลงลักษณะของเครือข่ายเนื่องจากเครื่องคอมพิวเตอร์บางตัว"เสีย"(คือไม่อาจร่วมในการส่งผ่านข่าวสารในเครือข่ายได้) ดังนั้นการจัดเส้นทางจึงทำอยู่ตลอดเวลาเพื่อปรับให้เข้ากับสภาวะเครือข่าย ข้อเสียของระบบเช่นนี้คือ แพ็คเก็ตอาจไปถึงจุดหมายโดยไม่ได้เรียงลำดับ(Out of Order) จึงต้องถูกจัดเรียงใหม่ก่อนที่จะส่งต่อให้ผู้รับปลายทาง เครือข่ายที่ใช้ระบบนี้รู้จักกันดีคือ อาร์พาเน็ต(ARPARNET)ย่อมาจาก (Advanced Research Projects Agency Network) ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นจุดกำเนิดแม่แบบเครือข่ายสากล หรืออินเตอร์เน็ตด้วย (Internet) ด้วยส่วนระบบเครือข่ายเวอร์ชวลเซอร์กิตใช้รหัสของต้นทางและปลายทางในแพ็คเก็ตแรก เพื่อจัดเส้นทางผ่านระบบเครือข่ายสำหรับข้อความที่ต้องการส่งในชุดนั้นทั้งหมด ข้อดีของวิธีนี้คือ ส่วนหัวสำหรับแพ็คเก็ตถัดๆไปมีขนาดลดลงได้เพราะแพ็คเก็ตหลังๆเพียงแต่ตามหลังแพ็คเก็ตหน้าไปจึงไม่จำเป็นต้องมีรหัสต้นทางปลายทางอีก และอัลกอริทึมสำหรับจัดเส้นทางนั้นจะทำกันเพียงครั้งเดียวต่อข้อความทั้งข้อความ แทนที่จะต้องคำนวณใหม่สำหรับทุกๆแพ็คเก็ต ข้อเสียสำหรับวิธีการนี้ คือ คอมพิวเตอร์ตามที่กำหนดเส้นทางขึ้นนั้นต้องเก็บข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางนี้ไว้จนกว่าแพ็คเก็ตสุดท้ายจะผ่านไปแล้ว ในกรณีนี้ต้องใช้ที่เก็บข้อมูลมากสำหรับทั้งเครือข่าย และก่อให้เกิดปัญหาใหญ่หากคอมพิวเตอร์เครื่องใดในเส้นทางเกิดเสีย และข้อเสียอีกประการ คือสมรรถนะของเครือข่ายไม่อาจเปลี่ยนแปลงตามสภาพการใช้งานได้ง่าย เพราะเส้นทางถูกกำหนดตายตัวตั้งแต่แพ็คเก็ตแรกหากสภาวะของเครือข่ายระหว่างที่มีการสื่อสารข้อมูลกันอยู่มีการเปลี่ยนแปลงไป แพ็กเก็ตหลังๆก็ไม่อาจเปลี่ยนแปลงหรือปรับเส้นทางในการสื่อสารที่เหมาะสมได้ ตัวอย่างของเครือข่ายแบบนี้คือ TRANSPAC ในฝรั่งเศสและ TYMNET ในสหรัฐอเมริกาหลังจากนั้นก็มีการพัฒนาระบบเครือข่ายขึ้นเรื่อยๆ จนในปัจจุบันประมาณการว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันในโลกของอินเตอร์เน็ตมีมากกว่า 30 ล้านเครื่องเลยทีเดียว โดยมีข้อกำหนดว่าทุกเครือข่ายที่เชื่อมต่อถึงกันจะต้องอยู่ภายใต้มาตรฐานของการเชื่อมต่อหรือโปรโตคอล ที่ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้งานบนเครือข่ายแบบนี้โดยเฉพาะซึ่งเรียกว่า TCP/IP เหมือนกันหมดทุกเครื่องจากมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบเดียวกันนี้จะมีผลทำให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ปัจจุบันมีจำนวนเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับอินเตอร์เน็ตมากกว่า 5 หมื่นเครือข่าย และนับวันจะเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะที่เครื่องคอมพิวเตอร์กลางที่คอยให้บริการข้อมูลหรือเซิร์ฟเวอร์ที่ต่อเข้ากับอินเตอร์เน็ต 5 ล้านเครื่อง และยังประมาณกันว่าจะมีผู้ขอใช้อินเตอร์เน็ตต (ไคลเอนต์) ในเวลานี้มากกว่า 30 ล้านคน กระจายการใช้งานมากกว่า 84 ประเทศในทั่วทุกมุมโลก ด้วยการออกแบบที่ชาญฉลาดของผู้พัฒนาเครือข่าย โดยไม่มีข้อจำกัดทางฮาร์ดแวร์ เพียงแต่ใช้มาตรฐานการเชื่อมต่อแบบ TCP/IP เท่านั้น ทำให้อินเตอร์เน็ตสามารถเติบโตไปอย่างไม่มีขอบเขตและขีดจำกัดโดยไม่มีใครสามารถเข้ามาควบคุมการผูกขาดทางเทคโนโลยีซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวของเครือข่ายอินเตอร์เน็ตอินเตอร์เน็ตเปิดให้บริการเครือข่ายที่สามารถให้ผู้ใช้เข้าถึงข้อมูล ด้วยรูปแบบการนำเสนอข้อมูลที่เป็นแบบมัลติมีเดียซึ่งประกอบไปด้วยภาพกราฟิก เสียง ข้อมูล และสัญญาณวิดีโอที่ชื่อว่า World Wide Web ที่ทำให้การค้นหาข้อมูลบนอินเตอร์เน็ตมีความง่ายและสะดวกต่อการใช้งานมากนอกนั้นอินเตอร์เน็ตยังกลายเป็นเครือข่ายที่เปิดกว้างสำหรับทุกๆเรื่อง ตั้งแต่การแสดงออกทางความคิดเห็นจนถึงการสร้างโอกาสทางธุรกิจสำหรับผลิตภัณฑ์และบริการใหม่ๆอย่างไร้ข้อจำกัด โดยไม่มีใครได้เปรียบเสียเปรียบใครในโลกอภิมหาเครือข่าย