หน่วยที่ 1 การสื่อสารข้อมูลแลเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ประโยชน์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ปัจจุบันองค์กรต่างๆ เกือบทั้งหมดมีคอมพิวเตอร์ใช้งานและมีจำนวนไม่น้อยที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าเป็นระบบเครือข่าย เพราะการเชื่อมต่อเครือข่ายมีประโยชน์มากมายหลายอย่าง เช่น

1. สามารถใช้อุปกรณ์ร่วมกัน (Peripheral Sharing) การนำทรัพยากรทางฮาร์ดแวร์มาใช้ร่วมกัน เนื่องจากอุปกรณ์ทางคอมพิวเตอร์แต่ละชนิดมีราคาค่อนข้างสูง เพื่อให้ใช้ ทรัพยากรเหล่านั้นอย่างมีประสิทธิภาพ จึงมีการนำเอาอุปกรณ์เหล่านั้นมาใช้ร่วมกันเป็นส่วนกลาง เช่น เครื่องพิมพ์, พลอตเตอร์ เป็นต้น

2. การใช้ซอฟต์แวร์ร่วมกัน (Software Sharing) การใช้ซอฟต์แวร์ร่วมกันในระบบจะทำให้ประหยัดเนื้อที่ในการจัดเก็บและยังสามารถใช้ร่วมกันได้อีกและสามารถดูแลรักษาได้ง่าย เช่น เมื่อเราต้องการอัพเกรดซอฟต์แวร์ใดก็ทำการอัพเกรดทีเดียวแต่จะมีผลถึงผู้ใช้ซอฟต์แวร์นั้นๆ ทั้งระบบ เป็นต้น

3. การใช้ข้อมูลร่วมกัน (File Sharing) ถ้าแต่ละหน่วยงานมีข้อมูลซึ่งต้องใช้ร่วมกันซึ่งถ้าต้องทำการคัดลอกข้อมูลไปไว้ในแต่ละเครื่องคงจะเป็นเรื่องยุ่งยากและสิ้นเปลืองเนื้อที่ในการจัดเก็บ ข้อมูลมากทีเดียว การใช้ข้อมูลร่วมกันยังทำให้สะดวกเวลาที่ มีการเปลี่ยนแปลงข้อมูลต่างๆ ซึ่งจะมีผลกระทบไปทั้งระบบ และยังสามารถกำหนดได้ว่าจะให้ผู้ใช้คนใดสามารถใช้ข้อมูลได้ ซึ่งจะเป็นการรักษาความปลอดภัยสำหรับข้อมูลซึ่งอาจเป็นความลับและง่ายต่อการสำรองข้อมูล

4. การสื่อสารระหว่างบุคคล (Electronic Communication) การติดต่อระหว่างผู้ใช้แต่ละคนมีความสะดวกสบายขึ้น หากผู้ใช้อยู่ห่างกันมาก การติดต่ออาจไม่สะดวกระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีบทบาทในการเป็นตัวกลางในการติดต่อระหว่างผู้ใช้แต่ละคน ซึ่งอาจจะเป็นการติดต่อในลักษณะที่ผู้ใช้ที่ต้องติดต่อด้วยไม่อยู่ก็อาจฝากข้อความเอาไว้ในระบบ เมื่อผู้ใช้คนนั้นเข้ามาใช้ระบบก็จะมีการแจ้งข่าวสารนั้นทันที

5. ค่าใช้จ่าย ก่อนหน้าที่จะใช้ระบบเครือข่ายนั้น องค์กรอาจจะต้องลงทุนซื้ออุปกรณ์ต่างๆ จำนวนมากเพื่อให้มีใช้พอเพียงกับคอมพิวเตอร์ในแต่ละเครื่อง แต่การใช้เครือข่ายจะช่วยลดค่าใช้จ่ายลงไปได้มาก เพราะเพียงซื้ออุปกรณ์แต่ละอย่างเพียงชิ้นเดียว ผู้ใช้ในระบบเครือข่ายทั้งหมดก็สามารถเรียกใช้อุปกรณ์ เหล่านี้ได้อย่างสะดวกสบายและรวดเร็ว

6. การบริหารเครือข่าย โดยส่วนใหญ่แล้วแต่ละบริษัท มักจะมีพนักงานที่ทำหน้าที่บริหารเครือข่ายโดยเฉพาะ ยกเว้นเครือข่ายขนาดเล็กที่ผู้ใช้ต้องดูแลกันเอง สำหรับการดูแลบริหารเครือข่ายในปัจจุบันก็ไม่ได้ยุ่งยากมากนักเพราะมีซอฟต์แวร์เครือข่ายที่มีเครื่องไม้ เครื่องมือเยี่ยมในการตรวจสอบและการควบคุมการทำงานของเครือข่ายเป็นอย่างดีก่อนที่ผู้ใช้จะเข้าไปใช้ข้อมูลในเครือข่ายนั้น เข้าจะต้องใส่ชื่อบัญชีผู้ใช้พร้อมรหัสผ่านเสียก่อน ซึ่งส่วนนี้เป็นระบบรักษาความปลอดภัยเบื้องต้นที่จะป้องกันบุคคลอื่นเข้ามายุ่งย่ามในเครือข่าย ซึ่งอาจจะก่อให้เกิดความเสียหายได้

7. ระบบรักษาความปลอดภัย เครือข่ายเกือบทั้งหมดจะมีโปรแกรมที่ทำหน้าที่เป็นระบบรักษาความปลอดภัยโดยโปรแกรมรักษาความปลอดภัย จะทำการตรวจสอบและรายงานพฤติกรรมที่ไม่ชอบมาพากลในการใช้เครือข่ายให้ผู้บริหารระบบได้รับทราบ ระบบรักษาความปลอดภัยพื้นฐานที่ใช้ชื่อบัญชีและรหัสผ่านเท่านั้น สามารถป้องกันผู้ที่ ไม่มีสิทธิได้เป็นอย่างดี เพราะการเดาหรือการแกะรหัสผ่านนั้นทำได้ยาก ยกเว้นแต่ผู้นั้นไปแอบดูรหัสผ่านของคนอื่นมาได้ ดังนั้นผู้ใช้แต่ละคนควรเก็บรหัสผ่านของตนไว้ให้ดี

8. เสถียรภาพของระบบ เครือข่ายโดยส่วนใหญ่จะถูกออกแบบมาให้มีเสถียรภาพในการทำงานอย่างคงเส้นคงวาถึงแม้จะใช้เครือข่ายทำงานอยู่ตลอดเวลาก็ตามโปรแกรมในระบบเครือข่ายบางตัวสามารถส่งข้อความเตือนผู้บริหารระบบให้ทำการตรวจสอบแก้ไขปัญหาในระบบได้ทันที

9. การสำรองข้อมูล บริษัทส่วนใหญ่จะใช้เครือข่ายในการสำรองข้อมูลของพนักงานไว้นอกเหนือจากการจัดเก็บไฟล์ต่าง ๆ แล้วการสำรองข้อมูลไว้ในเซิร์ฟเวอร์ จะต้องปลอดภัยกว่าการเก็บข้อมูลในเครื่องส่วนตัว

หน่วยที่ 1 การสื่อสารข้อมูลแลเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เทคโนโลยีการรับ-ส่งข้อมูลภายในเครือข่ายคอมพิวเตอร์

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่มีการใช้งานมากที่สุด คือ เครือข่ายแลน  ซึ่งเครือข่ายแลนนั้นมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้คอมพิวเตอร์รับ-ส่งข้อมูลระหว่างกันได้ หรือใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ร่วมกัน ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยี เช่น วิธีการเชื่อมโยงเครือข่ายต่างๆ เพื่อลดความยุ่งยากในการเชื่อมโยงสายสัญญาณด้วยการใช้จำนวนสายสัญญาณน้อย โดยเทคโนโลยีการรับ-ส่งข้อมูลเครือข่ายแลนที่น่าสนใจ มีดังนี้

1. อีเทอร์เน็ต (ethernet) เป็นเทคโนโลยีที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แต่ละตัวโดยสายสัญญาณที่ใช้ร่วมกัน โดยในยุคแรกจะใช้สายโคแอ็กเซียลเป็นสายสัญญาณ ต่อมาจะใช้ฮับร่วมกับสายคู่บิดเกลียวซึ่งสายสัญญาณนี้เป็นเหมือนเส้นทางหรือถนนที่ข้อมูลจะส่งผ่านไปมาระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องได้ตลอดเวลา โดยไม่ต้องผ่านไปที่ศูนย์กลางก่อน

ข้อดี     คือ ใช้สายสัญญาณน้อยและถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์เสียก็ไม่มีผลต่อระบบโดยรวม
ข้อเสีย  คือ ตรวจหาจุดที่เป็นปัญหาได้ยาก

1-26

ภาพที่ 1.26 อีเทอร์เน็ต (ethernet)

2. โทเค็นริง (tokenring) เป็นเทคโนโลยีที่เชื่อมคอมพิวเตอร์ทั้งหมดเข้าเป็นวงแหวนข้อมูลเป็นชุดๆ จะถูกส่งต่อๆ กันไปจนกว่าจะถึงผู้รับที่ถูกต้อง

ข้อดี     คือ ใช้สายสัญญาณน้อย ข้อมูลไม่ชนกัน
ข้อเสีย  คือ หากมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีปัญหาอยู่ในระบบจะทำให้เครือข่ายไม่สามารถทำงานได้เลย และการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ เข้าสู่เครือข่ายอีกครั้ง อาจต้องหยุดระบบทั้งหมดลงก่อน

1-27

ภาพที่ 1.27 เทคโนโลยีโทเค็นริง (tokenring)

3. สวิตชิง (switching) เป็นเทคโนโลยีที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แต่ละตัวเข้ากับคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางในลักษณะรูปดาวผ่านอุปกรณ์ เช่น อีเทอร์เน็ตสวิตชิง โดยการรับส่งข้อมูลทั้งหมดจะต้องผ่านคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเสมอ สวิตชิงมีข้อดี คือ รับส่งข้อมูลได้ดีกว่าการใช้ฮับ ส่งข้อมูลประเภทสื่อประสมได้ดีที่สุดการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่สามารถทำได้ง่ายและไม่กระทบกระเทือนกับเครื่องอื่นในระบบแต่ข้อเสีย คือ มีค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับสายสัญญาณสูงและหากมีคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเสีย ระบบเครือข่ายจะหยุดชะงักทั้งหมดทันที

1-28

ภาพที่ 1.28 เทคโนโลยีสวิตชิง (switching)

4. ไฮบริด (hybrid) เป็นเทคโนโลยีที่รวมเอาเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ต โทเค็นริง และสวิตชิงเข้าด้วยกัน มักพบเห็นในเครือข่ายระดับแมนและแวนที่ใช้เชื่อมโยงองค์กรหรือสาขาต่างๆ ซึ่งมีการวางรูปแบบเครือข่ายต่าง ๆ กัน หรือเหมือนกันเข้าด้วยกัน

ข้อดี    คือ  สามารถเชื่อมต่อเข้าเครือข่ายได้จากระยะทางไกล ๆ
ข้อเสีย คือ  ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการจัดตั้งสูงกว่า  รวมถึงต้องรักษาความปลอดภัยของข้อมูลและสำรองข้อมูลได้มากกว่าเทคโนโลยีอื่น ๆ

1-29

ภาพที่ 1.29 เทคโนโลยีไฮบริด (hybrid)

หน่วยที่ 1 การสื่อสารข้อมูลแลเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ชนิดของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ปัจจุบันสามารถแบ่งประเภทของระบบเครือข่าย ซึ่งจำแนกตามขนาดของเครือข่าย ออกเป็น 3 ชนิด คือ เครือข่าย LAN, MAN และ WAN ดังรายละเอียดต่อไปนี้

1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN) หมายถึง การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ในระยะใกล้ภายในสำนักงาน หรืออาคารเดียวกัน หรืออาคารที่อยู่ใกล้กันโดยใช้สายสัญญาณ ได้แก่ สายโทรศัพท์ สายโคแอกเชียล หรือ สายใยแก้วนำแสง

ตัวอย่างเช่น เครือข่ายภายในมหาวิทยาลัย ภายในอาคารหรือบริษัทเดียวกัน ระบบเครือข่ายท้องถิ่น สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานในด้านการใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกัน หรือสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นได้ ระบบ LAN ช่วยให้มีการติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ร่วมกัน และใช้ข้อมูลร่วมกันได้อย่างคุ้มค่า

1-23

ภาพที่ 1.23 เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network: LAN)

2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network: MAN) เป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายแลนเข้าด้วยกัน โดยต้องใช้บริการขององค์การโทรศัพท์หรือการสื่อสารแห่งประเทศไทย ครอบคลุมได้ทั้งตัวเมืองหรือติดต่อระหว่างจังหวัด เช่น การเผยแพร่ข้อมูลภาพด้วยระบบเคเบิลทีวี การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ระหว่างสำนักงานในเขตเมืองใหญ่ การส่งข้อมูลด้วยคลื่นวิทยุซึ่งการส่งข้อมูลจะเป็นลักษณะของเครือข่าย แบบแพร่กระจายข้อมูลคล้ายกับดาวเทียม หรือระบบเซลลูลาร์โฟน ซึ่งเป็นเครือข่ายที่มีการประยุกต์ใช้กับโทรศัพท์มือถือในปัจจุบัน

1-24

ภาพที่ 1.24 เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network: MAN)

3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network: WAN) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมโยงทั้งเครือข่ายแลนและแวนเข้าด้วยกัน โดยเชื่อมโยงระบบคอมพิวเตอร์ในระยะที่ห่างไกล เชื่อมโยงระหว่างจังหวัด หลายๆ จังหวัด ระหว่างประเทศ หรือข้ามทวีป โดยอาศัยระบบบริการเครือข่ายสาธารณะ เช่น ใช้สายวงจรเช่าจากองค์การโทรศัพท์แห่งประเทศไทย  หรือการสื่อสารผ่านดาวเทียม  นิยมใช้กับการโอน-ถอนเงินผ่านตู้บริการเอทีเอ็ม เครือข่ายอินเตอร์เน็ต ก็เป็นตัวอย่างการใช้เครือข่ายแวนเชื่อมโยงกับเครือข่ายแลนและแมนย่อยๆ จำนวนมากเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ที่ใช้งานกันทั่วโลก ทำให้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถรับ-ส่งข้อมูลระหว่างกันได้

1-25

ภาพที่ 1.25 เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network: WAN)

หน่วยที่ 1 การสื่อสารข้อมูลแลเครือข่ายคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์สื่อสารสำหรับเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์เครือข่าย (Network Device) มีด้วยกันทั้งหมด 6 ชนิด ได้แก่ อุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater) ฮับ (Hub) บริดจ์ (Bridge) เราเตอร์ (Router) สวิตช์ (Switch) และเกตเวย์ (Gateway) ดังรายละเอียดต่อไปนี้

1. อุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater) เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่รับสัญญาณข้อมูลดิจิตอลจากต้นทาง แล้วสร้างสัญญาณใหม่ให้เป็นเหมือนสัญญาณเดิมที่ส่งมา จากนั้นจึงส่งต่อออกไปยังอุปกรณ์ตัวอื่น เหตุที่ต้องใช้ Repeater เนื่องจากการส่งสัญญาณไปในตัวกลางที่เป็นสายสัญญาณนั้น เมื่อระยะทางมากขึ้นกำลังของสัญญาณจะอ่อนลงเรื่อยๆ จึงไม่สามารถส่งสัญญาณในระยะทางไกลๆ ได้ ดังนั้นการใช้ Repeater จะทำให้สามารถส่งสัญญาณไปได้ไกลขึ้น โดยที่สัญญาณไม่สูญหาย

1-10

ภาพที่ 1.10 อุปกรณ์ทวนสัญญาณ (Repeater)
ที่มา https://sites.google.com/site/ced85208/ri-phit-texr-repeater

2. อุปกรณ์รวมสัญญาณหรือฮับ (Hub) เป็นอุปกรณ์ตัวกลางที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย (Client) กับเครื่องแม่ข่าย (Server) ในเครือข่าย LAN (เพิ่มจำนวนคอมพิวเตอร์ในวง LAN) โดยมีหน้าที่ในการทวนสัญญาณเหมือน Repeater แต่จะกระจายสัญญาณที่ทวนนั้นออกไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่ออยู่กับฮับด้วย

1-11

ภาพที่ 1.11  อุปกรณ์รวมสัญญาณ (Hub)
https://sites.google.com/site/kangtan75/mk-pants/habelea-switch-1

จะเห็นว่า Hub นั้นมี Port ให้เชื่อมต่อเครื่อง Client ได้หลายเครื่อง ดังนั้น หากจำนวน Port ของ Hub มีมาก แสดงว่าสามารถเพิ่มปริมาณเครื่อง Client ได้มาก อย่างไรก็ตาม จำนวน Client ที่เพิ่มมากขึ้นจะทำให้อัตราการส่งข้อมูลช้าลง จึงต้องพิจารณาชนิดของสายสัญญาณที่ใช้ด้วย อ่านเพิ่มเติม “อุปกรณ์สื่อสารสำหรับเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์”

หน่วยที่ 1 การสื่อสารข้อมูลแลเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ช่องทางการสื่อสารแบบไร้สาย (Wireless)

ช่องทางการสื่อสารแบบไร้สาย (Wireless) เป็นช่องทางที่ใช้คลื่นหรือแสงเป็นตัวกลาง ซึ่งสามารถส่งสัญญาณข้อมูลผ่านอากาศน้ำ หรือแม้แต่ในสุญญากาศได้ ช่องทางการสื่อสารแบบไร้สาย ได้แก่  คลื่นวิทยุ สัญญาณไมโครเวฟทั้งแบบภาคพื้นดินและแบบดาวเทียม วิทยุเซลลูลาร์ วิทยุสเปรดสเปกตรัม และสัญญาณอินฟราเรด สัญญาณแต่ละชนิดเป็นสัญญาณคลื่นที่มีความถี่แตกต่างกัน ซึ่งจะต้องมีการกำหนดความถี่ย่านต่าง ๆ เพื่อไม่ให้เกิดปัญหาการใช้สัญญาณความถี่เดียวกันหรือทับซ้อนกันจึงต้องมีองค์กรกลาง เช่น FCC หรือองค์กรบริหารความถี่คลื่นวิทยุทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุมและอนุญาตการใช้คลื่นความถี่ทั้งหมดที่ต้องการแพร่ออกอากาศ

1. ไมโครเวฟ (Microwave) สื่อสารโดยใช้คลื่นวิทยุความถี่สูง สามารถสื่อสารในระยะทางไกล ผ่านชั้นบรรยากาศและอวกาศได้ โดยจะส่งสัญญาณจากสถานีส่งส่วนกลางไปยังเสารับสัญญาณในหลายๆ พื้นที่ ดังภาพที่ 1.6 สถานีส่วนกลางจะมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า “จานรับและจานส่งคลื่นไมโครเวฟ” มีลักษณะเป็นจานโค้งคล้ายพาราโบลา (Parabola) ซึ่งภายในจะบรรจุสายอากาศ ตัวรับสัญญาณ และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ
ที่จำเป็นต่อการสื่อสาร

1-6

ภาพที่ 1.6 การรับส่งสัญญาณไมโครเวฟและอุปกรณ์ต่อพ่วง

ข้อดี     ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเดินสายสัญญาณ และส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูง
ข้อเสีย  ต้องไม่มีสิ่งใดมากีดขวางเส้นสายตาของทั้งเครื่องรับและเครื่องส่ง สัญญาณถูกรบกวน แทรกแซง หรือถูกดักจับสัญญาณได้ง่าย

อ่านเพิ่มเติม “ช่องทางการสื่อสารแบบไร้สาย (Wireless)”