ใบความรู้ที่ 7

เรื่อง ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เบื้องต้น

รายวิชา การงานอาชีพและเทคโนโลยี (งานคอมพิวเตอร์)                                                        ชั้น ม.4

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ คือ ระบบการเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป เพื่อให้สามารถทำงานแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสาร รวมถึงการใช้ทรัพยากรบางอย่างของระบบร่วมกันได้

ความสำคัญของระบบเครือข่าย

1.       ทำให้เกิดการทำงานร่วมกันเป็นกลุ่มและสามารถทำงานพร้อมกัน

2.       สามารถใช้ข้อมูลต่างๆ ร่วมกัน ซึ่งทำให้องค์การได้รับประโยชน์มากขึ้น

3.       ทำให้สามารถใช้ทรัพยากรได้คุ้มค่า เช่น ใช้เครื่องประมวลผลร่วมกัน แบ่งกันใช้แฟ้มข้อมูล ใช้เครื่องพิมพ์ และอุปกรณ์ที่มีราคาแพงร่วมกัน

4.       ทำให้ลดต้นทุน เพราะการลงทุนสามารถลงทุนให้เหมาะสมกับหน่วยงานได้

ประเภทของเครือข่าย

ในปัจจุบัน เรานิยมจัดประเภทของเครือข่ายตามขนาดทางภูมิศาสตร์ที่ระบบเครือข่ายนั้นครอบคลุมอยู่ ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 3 ระบบ ดังนี้

1. ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระยะใกล้ (Local Area Network หรือ LAN ) เป็นระบบเครือข่ายระดับท้องถิ่น มีขนาดเล็ก ครอบคลุมพื้นที่จำกัด เชื่อมโยงกันในรัศมีใกล้ ๆ ในเขตพื้นที่เดียวกัน เช่น ในอาคารเดียวกัน ห้องเดียวกัน ภายในตึกเดียวกันหรือหลาย ๆ ตึกใกล้กัน เป็นต้น โดยไม่ต้องเชื่อมการติดต่อกับองค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย ระบบแลนมีประโยชน์คือ สามารถทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์หลาย ๆ เครื่องที่เชื่อมต่อกัน สามารถส่งข้อมูลแลกเปลี่ยนกันได้อย่างสะดวก รวดเร็ว และยังสามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันได้อีกด้วย ระบบเครือข่าย LAN จะเป็นระบบเครือข่ายที่มีการใช้งานในองค์กรต่าง ๆ มากที่สุด

2. ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระดับเมือง (Metropolitan Area Network หรือ MAN) เป็นระบบเครือข่ายระดับเมือง คือมีการเชื่อมโยงกันในพื้นที่ ที่กว้างไกลกว่าในระบบ LAN อาจจะเชื่อมโยงกันภายในจังหวัด โดยมีลักษณะการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ที่มีระยะห่างไกลกันในช่วง 5-40 กิโลเมตร ผ่านสายสื่อสารประเภทต่าง ๆ เช่น เส้นใยแก้วนำแสง สายเคเบิลหรือสายโคแอกเชียล

3. ระบบเครือข่ายระยะไกล (Wide Area Network หรือ WAN) เป็นระบบเครือข่ายระดับไกล คือ จะเป็นเครือข่ายที่เชื่อมคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลกันเข้าด้วยกัน อาจจะต้องเป็นการติดต่อสื่อสารกันในระดับประเทศ ข้ามทวีปหรือทั่วโลกก็ได้ ตัวอย่างเช่น อินเทอร์เน็ตถือว่าเป็นเครือข่าย WAN ประเภทหนึ่ง แต่เป็นเครือข่ายสาธารณะ ที่ไม่มีใครเป็นเจ้าของทั้งหมด

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระยะใกล้ (Local Area Network หรือ LAN )

สถาปัตยกรรมของระบบเครือข่าย (Network Architecture) หรือโทโปโลยี (Topology) คือลักษณะทางกายภาพ (ภายนอก) ของเครือข่าย เป็นลักษณะของการเชื่อมโยงสายสื่อสารเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ภายในเครือข่ายด้วยกันนั่นเอง

1. โทโปโลยีแบบดาว (Star) มีหลักการส่งและรับข้อมูล เหมือนกับระบบโทรศัพท์ การควบคุมจะทำโดยสถานีศูนย์กลาง ทำหน้าที่เป็นตัวสวิตชิ่ง ข้อมูลทั้งหมดในระบบเครือข่ายจะต้องผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง (Center Computer) ลักษณะการเชื่อมโยงการติดต่อสื่อสารที่มีลักษณะคล้ายกับรูปดาว (STAR) หลายแฉก โดยมีศูนย์กลางของดาว หรือฮับเป็นจุดผ่านการติดต่อกันระหว่างทุกโหนดในเครือข่าย ศูนย์กลางจึงมีหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมเส้นทางการสื่อสาร ทั้งหมดทั้งภายใน นอกจากนี้ศูนย์กลางยังทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางข้อมูลอีกด้วย การสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ STAR จะเป็นแบบ 2 ทิศทางโดยจะอนุญาตให้มีเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายได้ จึงไม่มีโอกาสที่หลาย ๆ โหนดจะส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูล

|

โทโปโลยีแบบดาว (Star)

2. โทโปโลยีแบบบัส (Bus) ในระบบเครือข่าย LAN โทโปโลยีแบบ BUS นับว่าเป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อน ลักษณะการทำงานของเครือข่ายโทโปโลยีแบบ BUS คืออุปกรณ์ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสารหลักที่เรียกว่า "บัส" (BUS) เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนดหนึ่งภายในเครือข่าย ข้อมูลจากโหนดผู้ส่งจะถูกส่งเข้าสู่สายบัสในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบด้วยตำแหน่งของ ผู้ส่งและผู้รับ และข้อมูล การสื่อสารภายในสายบัสจะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัสจะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ดูดกลืนสัญญาณ เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เป็นการป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัส สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่งเมื่อเข้าสู่บัสจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ข้างของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับ บัสจะคอยตรวจดูว่าตำแหน่งปลายทางที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้นตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนดตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้

|

โทโปโลยีแบบบัส (Bus)

3. โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring) เครือข่ายแบบ RING เป็นการส่งข้อมูลข่าวสารผ่านไปในเครือข่าย โดยที่ข้อมูลข่าวสารจะไหลวนอยู่ในเครือข่ายในทิศทางเดียวเหมือนวงแหวน หรือ RING นั่นเอง โดยไม่มีจุดปลายหรือเทอร์มิเนเตอร์เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือสเตชั่นจะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด 1 เครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข่าวสารที่จำเป็นต่อการสื่อสาร ในส่วนหัวของแพ็กเกจ ข้อมูลสำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด และมีหน้าที่รับแพ็กเกจข้อมูลที่ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูลที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้นส่งต่อไปให้กับโหนดของตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยังรีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป

|

โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring)

ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นของระบบเครือข่าย การที่จะนำเอาคอมพิวเตอร์มาเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายนั้น จะต้องมีอุปกรณ์ต่าง ๆดังนี้

คอมพิวเตอร์ ในระบบเครือข่ายจะต้องมีคอมพิวเตอร์เป็นองค์ประกอบพื้นฐานคอมพิวเตอร์ที่ต่อเชื่อมนั้นไม่จำเป็นต้องเป็น หรือประเภทเดียวกันสามารถที่จะนำคอมพิวเตอร์หลากรุ่นมาเชื่อมต่อกันได้ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องพีซี แมคอินทอช หรือยูนิกซ์เวิร์กสเตชัน

ทรัพยากรอื่น ๆในเครือข่าย ซึ่งหมายถึงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่น ๆ ที่สามารถเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายได้ เช่น เครื่องพิมพ์ แฟกซ์หรืออุปกรณ์เก็บข้อมูลอื่นๆ เป็นต้น

สายเคเบิล คือสายสัญญาณที่นำมาใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และทรัพยากรอื่นๆในเครือข่าย สายเคเบิลที่ใช้ในปัจจุบันมีหลายแบบด้วยกัน แต่ละแบบก็มีความเร็วในการรับส่งข้อมูล และราคาแตกต่างกันไป ส่วนการเลือกใช้สายเคเบิลอย่างไรนั้น ขึ้นอยู่กับขนาดและประเภทของเครือข่ายที่ใช้

โมเด็ม โมเด็ม (Modem) ย่อมาจากคำว่า "Modulator/Demodulator" กระบวนการที่โมเด็มแปลงสัญญาณดิจิทัลให้เป็นสัญญาณอนาล็อก เรียกว่า มอดูเลชั่น (Modulation) โมเด็มที่ทำหน้าที่นี้เรียกว่า โมดูเลเตอร์ (Modulator) กระบวนการที่โมเด็มแปลงสัญญาณอนาล็อกให้เป็นสัญญาณดิจิทัล เรียกว่า ดีมอดูเลชั่น (Demodulation) โมเด็มที่ทำหน้าที่นี้เรียกว่า ดีโมดูเลเตอร์ (Demodulator)

การ์ดเชื่อมต่อเครือข่ายหรือแลนการ์ด (Network Interface Card : NIC) อุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์กับสายเคเบิลคือการ์ดเชื่อมเครือข่าย การ์ดนี้ส่วนใหญ่จะติดตั้งภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยเสียบลงบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ ส่วนพอร์ตในการเชื่อมต่อกับสายเคเบิลจะอยู่ทางด้านหลังของเครื่องคอมพิวเตอร์ ช่วยในการควบคุม การรับส่งข้อมูล และตรวจสอบข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้น

ฮับ (Hub) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อสายเคเบิลในเครือข่ายมีลักษณะเป็นช่องเสียบสายเคเบิลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์กับเครื่องพีซีอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่เป็นเครื่องไคลเอนต์

รีพีตเตอร์ (Repeater) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนตัวกลางนำสัญญาณจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง เช่น จากไฟเบอร์ออฟติกมายังโคแอกเชียล หรือการเชื่อมระหว่างตัวกลางเดียวกันก็ได้ การใช้รีพีตเตอร์จะทำให้เครือข่ายทั้งสอง เสมือนเชื่อมกัน โดยที่สัญญาณจะวิ่งทะลุถึงกันได้หมด รีพีตเตอร์จึงไม่มีการกันข้อมูล แต่จะมีประโยชน์ในการเชื่อมต่อความยาวให้ยาวขึ้น

บริดจ์ (Bridge) เป็นอุปกรณ์ที่มักจะใช้ในการเชื่อมต่อวงแลนเข้าด้วยกัน ทำให้สามารถขยายขอบเขตของ LAN ออกไปได้เรื่อยๆ โดยที่ประสิทธิภาพรวมของระบบ ไม่ลดลงมากนัก มักจะถูกใช้ในการเชื่อมเครือข่ายย่อย ๆ ในองค์กรเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายใหญ่ เพียงเครือข่ายเดียว เพื่อให้เครือข่ายย่อยๆ เหล่านั้นสามารถติดต่อกับเครือข่ายย่อยอื่นๆ ได้

เราเตอร์ (Router) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อระบบเครือข่ายหลายระบบเข้าด้วยกัน คล้ายกับบริดจ์ แต่มีส่วนการทำงานที่ซับซ้อนมากกว่าบริดจ์มาก โดยเราเตอร์จะมีเส้นทางการเชื่อมโยงระหว่างแต่ละเครือข่ายเก็บไว้เป็นตารางเส้นทาง เรียกว่า Routing Table ทำให้เราเตอร์สามารถทำหน้าที่จัดหาเส้นทางและเลือกเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดในการเดินทาง เพื่อการติดต่อระหว่างเครือข่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เกตเวย์ (Gateway) เป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถสูงสุด ในการเชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆเข้าด้วยกัน โดยไม่มีขีดจำกัด ทั้งระหว่างเครือข่ายต่างระบบ หรือแม้กระทั่งโปรโตคอล จะแตกต่างกันออกไป เกตเวย์จะแปลงโปรโตคอล ให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ที่ต่างชนิดกัน จัดเป็นอุปกรณ์ที่มีราคาแพง และติดตั้งใช้งานยุ่งยาก เกตเวย์บางตัว จะรวมคุณสมบัติในการเป็นเราเตอร์ด้วยในตัว หรือแม้กระทั่ง อาจรวมเอาฟังก์ชั่นการทำงาน ด้านการรักษาความปลอดภัยที่เรียกว่าไฟร์วอลล์ (Firewall) เข้าไว้ด้วย

ประเภทเครือข่ายในองค์กร

1. ระบบอินเทอร์เน็ต (Internet) เป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์หลายๆ เครือข่าย ที่มีการเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน โดยที่คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะสามารถเชื่อมต่อถึงกันได้ทั่วโลก

2. ระบบอินทราเน็ต (Intranet) เป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใช้สื่อสารภายในกลุ่มขององค์กรนั้น ๆ โดยอาศัยเทคโนโลยีของอินเทอร์เน็ต (Inernet) เป็นพื้นฐาน

3. ระบบเอ็กซ์ทราเน็ต (Extranet) เป็นการเชื่อมโยงระหว่างองค์กรต่าง ๆ ที่มีอินทราเน็ตเข้าด้วยกัน การใช้เอ็กซ์ทราเน็ตนั้น องค์กรที่เชื่อมกันอยู่จะสามารถแบ่งข้อมูลภายในได้ตลอดเวลาระหว่างเครือข่ายอินทราเน็ตของตนกับองค์กรอื่น ๆ หรือผู้ใช้บริการได้อย่างปลอดภัย

ความปลอดภัยในระบบเครือข่าย

การคุกคามต่อข้อมูลในเครือข่าย

1. เกิดจากคอมพิวเตอร์เสียหาย สาเหตุหลักที่ทำให้ข้อมูลสูญหายส่วนใหญ่เกิดจากอุปกรณ์ (Hardware) ในการเก็บข้อมูลนั่นเอง

2. ไม่ได้รับการอบรมในการใช้ เพราะผู้ใช้ไม่ทราบถึงระบบการใช้งานจริงก่อนมีการใช้ เมื่อใช้จึงปฏิบัติไม่ถูกต้อง จึงเกิดความเสียหายกับข้อมูลได้

3. อุบัติเหตุ เพราะเมื่อเครื่องมีปัญหา ผู้ใช้มักจะลบบางไฟล์ทิ้ง ทั้งที่ตั้งใจและไม่ตั้งใจ ทำให้ข้อมูลนั้นเกิดสูญหายไป

4. ไฟไหม้ เป็นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นแล้วทุกสิ่งทุกอย่างจะสูญหายหมด รวมทั้งข้อมูลในคอมพิวเตอร์ด้วย

5. ภัยธรรมชาติ ภัยธรรมชาติก็นับว่าเป็นภัยร้ายแรงอีกประเภทหนึ่งที่สามารถทำลายคอมพิวเตอร์และข้อมูลในเครือข่ายทั้งหมดในทันที

การป้องกันข้อมูลในเครือข่าย

1. กำแพงไฟ (Firewall ) กำแพงไฟเป็นซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์พิเศษที่ถูกออกแบบมาสำหรับทำหน้าที่ป้องกันผู้อื่นที่ไม่มีสิทธิบุกรุกเข้ามาในเครือข่ายได้

2. รหัสผ่าน (Password) คือ ต้องป้อนบัญชีสมาชิกของผู้ใช้และรหัสผ่านเสียก่อน ซึ่งสิ่งนี้จะเป็นตัวกำหนดว่าผู้ใช้คนนั้นสามารถเข้าถึงข้อมูลได้แค่ไหน แต่ระบบป้องกันโดยใช้บัญชีสมาชิกและรหัสผ่านนั้นอาจจะหละหลวมได้ เพราะผู้ใช้ที่เป็นผู้ไม่ได้รับอนุญาตใช้เทคนิคการเดารหัสผ่านโดยสุ่มจากเรื่องใกล้ตัว ดังนั้นผู้ตั้งรหัสควรที่ตั้งให้ยาก และเรื่องไกลตัวด้วย

3. การสำรองข้อมูลในเครือข่าย (Back up) คือการเก็บข้อมูลไว้ในอุปกรณ์อื่น ๆ ที่นอกเหนือจากเซิร์ฟเวอร์ของเครือข่ายนั้น ๆ

การประยุกต์ใช้งานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ ( Electronic mail : e-mail ) เป็นการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ส่งข้อความในรูปแบบของจดหมายอิเล็กทรอนิกส์ไปยังบุคคลอื่นโดยการสื่อสารนี้บุคคลที่ทำการสื่อสารจะต้องมีชื่อและที่อยู่ในรูป e-mail address

ไปรษณีย์เสียง (Voice mail ) เป็นการส่งข้อความในรูปแบบของเสียงผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ เสียงจะถูกส่งผ่านสื่อและนำไปเก็บไว้ในอุปกรณ์บันทึกเสียงจนกว่าจะมีการเปิดฟัง

โทรสาร (Facsimile or Fax) เป็นการส่งข้อความที่เป็นหน้ากระดาษ จากเครื่องส่งไปยังเครื่องรับโทรสาร สามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ในการส่งข้อมูลได้เช่นเดียวกับเครื่องโทรสาร โดยจะต้องมีโปรแกรมคอมพิวเตอร์เฉพาะงาน

Video conferencing เป็นการสื่อสารข้อมูลโดยการส่งภาพและเสียง จากฝ่ายหนึ่งไปสู่อีกฝ่ายหนึ่ง ในการใช้ Video conferencing จะต้องมีอุปกรณ์สำหรับการบันทึกภาพและอุปกรณ์บันทึกเสียง โดยที่ภาพและเสียงที่ส่งไปนั้นอาจเป็นภาพเคลื่อนไหวที่มีเสียงประกอบได้

Global Positioning System (GPSs) เป็นระบบที่ใช้วิเคราะห์และระบุตำแหน่งของคน สัตว์ หรือสิ่งของที่เป็นเป้าหมายของระบบโดยใช้ดาวเทียม ปัจจุบันมีการนำไปใช้ในระบบการเดินเรือ เครื่องบิน และเริ่มพัฒนามาใช้เพื่อระบุตำแหน่งของรถยนต์ด้วย