คอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

 

เมื่อพูดถึงคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เราทุกคนคงรู้จักคอมพิวเตอร์กันดีอยู่แล้ว แต่คงไม่ค่อยรู้จักหรือเข้าใจเกี่ยวกับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ วันนี้เราจึงนำความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาฝากทุกคนค่ะ และเราจะมาเริ่มที่คอมพิวเตอร์กันก่อนนะคะ ไปเลย!!!

คอมพิวเตอร์ (Computer) คือ “ อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ (Electrinic Device)” ที่ทำหน้าที่เหมือนสมองกล ซึ่งมนุษย์ใช้เป็นเครื่องมือในการจัดการกับข้อมูลที่อาจเป็นได้ ทั้งตัวเลข ตัวอักษร หรือสัญลักษณ์ที่ใช้แทนความหมายในสิ่งต่างๆ โดยคุณสมบัติที่สำคัญของคอมพิวเตอร์คือ การที่สามารถกำหนดชุดคำสั่งล่วงหน้าหรือโปรแกรมได้ นั่นคือคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้หลากหลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับชุดคำสั่งที่เลือกมาใช้งาน ทำให้สามารถนำคอมพิวเตอร์ไปประยุกต์ใช้งานได้อย่างกว้างขวาง

การทำงานของคอมพิวเตอร์ มี 3 ขั้นตอน ดังนี้

        ขั้นตอนที่ 1 : รับข้อมูลเข้า (Input)

เริ่มต้นด้วยการนำข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถผ่านทางอุปกรณ์ชนิดต่างๆ แล้วแต่ชนิดของข้อมูลที่จะป้อนเข้าไป เช่น ถ้าเป็นการพิมพ์ข้อมูลจะใช้แผงแป้นพิมพ์ (Keyboard) เพื่อพิมพ์ข้อความหรือโปรแกรมเข้าเครื่อง ถ้าเป็นการเขียนภาพจะใช้เครื่องอ่านพิกัดภาพกราฟิค (Graphics Tablet) โดยมีปากกาชนิดพิเศษสำหรับเขียนภาพ หรือถ้าเป็นการเล่นเกมก็จะมีก้านควบคุม (Joystick) สำหรับเคลื่อนตำแหน่งของการเล่นบนจอภาพ เป็นต้น

        ขั้นตอนที่ 2 : ประมวลผลข้อมูล (Process)

เมื่อนำข้อมูลเข้ามาแล้ว เครื่องจะดำเนินการกับข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับมา เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่
ต้องการ การประมวลผลอาจจะมีได้หลายอย่าง เช่น นำข้อมูลมาหาผลรวม นำข้อมูลมาจัดกลุ่ม
นำข้อมูลมาหาค่ามากที่สุดหรือน้อยที่สุด เป็นต้น

        ขั้นตอนที่ 3 : แสดงผลลัพธ์ (Output)

เป็นการนำผลลัพธ์จากการประมวลผลมาแสดงให้ทราบทางอุปกรณ์ที่กำหนดไว้ โดยทั่วไปจะแสดงผ่านทางจอภาพ หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า " จอมอนิเตอร์ (Monitor)” หรือจะพิมพ์ข้อมูลออกทางกระดาษโดยใช้เครื่องพิมพ์ก็ได้

เครื่องคอมพิวเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อให้มีจุดเด่น 4 ประการ เรียกว่า  “ 4 Special ” ดังนี้

1. หน่วยเก็บ (Storage) หมายถึง ความสามารถในการเก็บข้อมูลจำนวนมากและเป็นเวลานาน นับเป็น
จุดเด่นทางโครงสร้าง และเป็นหัวใจของการทำงานแบบอัตโนมัติของเครื่องคอมพิวเตอร์ ทั้งเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องด้วย
2. ความเร็ว (Speed) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูล (Processing Speed)
โดยใช้เวลาน้อย เป็นจุดเด่นทางโครงสร้างที่ผู้ใช้ทั่วไปมีส่วนเกี่ยวข้องน้อยที่สุด
เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สำคัญส่วนหนึ่งเช่นกัน
3. ความเป็นอัตโนมัติ (Self Acting) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลตามลำดับขั้นตอนได้อย่างถูกต้องและต่อเนื่องอย่างอัตโนมัติ โดยมนุษย์มีส่วนเกี่ยวข้องเฉพาะในขั้นตอนการกำหนดโปรแกรมคำสั่ง และข้อมูลก่อนการประมวลผลเท่านั้น
4. ความน่าเชื่อถือ (Sure) หมายถึง ความสามารถในการประมวลผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ถูกต้อง ความน่าเชื่อถือนับเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ ความสามารถนี้เกี่ยวข้องกับโปรแกรมคำสั่ง และข้อมูลที่มนุษย์กำหนดให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์โดยตรง กล่าวคือ หากมนุษย์ป้อนข้อมูลที่ไม่ถูกต้องให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ย่อมได้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องด้วยเช่นกัน

                และต่อไปเราจะมารู้จักกับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์กันต่อนะคะ ซึ่งบางคนอาจจะรู้จักกันมาบ้างแล้ว แต่สำหรับใครที่ยังไม่ค่อยรู้ เราจะมาเรียนรู้ด้วยกันนะคะ ไปเลย!!! 

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ( Computer Network ) หมายถึง การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปเข้าด้วยกันด้วยสายเคเบิลหรือสื่ออื่นๆ ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถรับส่งข้อมูลแก่กันและกันได้ในกรณีที่เป็นการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลายๆเครื่องเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่เป็นศูนย์กลาง เราเรียกคอมพิวเตอร์ที่เป็นศูนย์กลางนี้ว่า “ โฮสต์ (Host)” และเรียกคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่เข้ามาเชื่อมต่อว่า “ ไคลเอนต์ (Client)” ระบบเครือข่ายจะเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน เพื่อการติดต่อสื่อสาร เราสามารถส่งข้อมูลภายในอาคาร หรือข้ามระหว่างเมืองไปจนถึงอีกซีกหนึ่งของโลก ซึ่งข้อมูลต่างๆนั้น อาจเป็นทั้งข้อความ รูปภาพ เสียง ก่อให้เกิดความสะดวกและรวดเร็วแก่ผู้ใช้ ซึ่งความสามารถเหล่านี้ ทำให้เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีความสำคัญ และจำเป็นต่อการใช้งานในแวดวงต่างๆ

 ระบบเครือข่ายชนิดต่างๆ

ระบบเครือข่าย สามารถเรียกได้หลายวิธี เช่น ตามรูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology) เช่น แบบบัส (bus) , แบบดาว (star) , แบบวงแหวน (ring) หรือจะเรึยกตามขนาดหรือระยะทางของระบบก็ได้ เช่น แลน (LAN) , แวน (WAN) , แมน (MAN) นอกจากนี้ระบบเครือข่ายยังสามารถเรียกได้ตามเทคโนโลยีที่ไช้ในการส่งผ่านข้อมูล เช่น เครือข่าย TCP/IP , เครือข่าย IPX , เครือข่าย SNA หรือเรียกตามชนิดของข้อมูลที่มีการส่งผ่าน เช่น เครือข่ายเสียงและวิดีโอ และเรายังสามารถจำแนกเครือข่ายได้ตามกลุ่มที่ใช้เครือข่าย เช่น อินเตอร์เน็ต (Internet) , เอ็กซ์ตร้าเน็ต (Extranet) , อินทราเน็ต (Intranet) , เครือข่ายเสมือน (Virtual Private Network) หรือเรียกตามวิธีการเชื่อมต่อทางกายภาพ เช่น เครือข่ายเส้นใยนำแสง , เครือข่ายสายโทรศัพท์ , เครือข่ายไร้สาย เป็นต้น จะเห็นได้ว่า เราสามารถจำแนกระบบเครือข่ายได้หลากหลายวิธีตามแต่ว่าเราจะพูดถึงเครือข่ายนั้นในแง่มุมใด เราจำแนก ระบบเครือข่ายตามวิธีที่นิยมกัน 3 วิธีคือ รูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology) , รูปแบบการสื่อสาร (Protocol) และ สถาปัตยกรรมเครือข่าย (Architecture)

การจำแนกระบบเครือข่ายตามรูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology) จะบอกถึงรูปแบบที่ทำการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่ายเข้าด้วยกัน ซึ่งมีรูปแบบที่นิยมกัน 3 วิธีคือ

1. แบบบัส (bus)

ในระบบเครือข่ายโทโปโลยีแบบ BUS นับว่าเป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุด มาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อน ลักษณะการทำงานของเครือข่ายโทโปโลยีแบบ BUS คืออุปกรณ์ทุกชิ้นหรือโหนดทุกโหนด ในเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงเข้ากับสายสื่อสารหลัก ที่เรียกว่า “ บัส (BUS)” เมื่อโหนดหนึ่งต้องการจะส่งข้อมูลไปให้ยังอีกโหนด หนึ่งภายในเครือข่าย ข้อมูลจากโหนดผู้ส่งจะถูกส่งเข้าสู่สายบัสในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบด้วยตำแหน่งของผู้ส่งและผู้รับ และข้อมูลการสื่อสารภายในสายบัสจะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัสจะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ดูดกลืนสัญญาณ เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับเข้ามายังบัสอีก เป็นการป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูลอื่นๆที่เดินทางอยู่บนบัส สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่ง เมื่อเข้าสู่บัสจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ข้างของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่าตำแหน่งปลายทางที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้น ตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนดตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุกๆโหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้น ที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้

การควบคุมการสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ BUS มี 2 แบบคือ แบบควบคุมด้วยศูนย์กลาง (Centralized) ซึ่งจะมีโหนดหนึ่งที่ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางควบคุมการสื่อสารภายในเครือข่าย ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นไฟล์เซิร์ฟเวอร์ การควบคุมแบบกระจาย (Distributed) ทุกๆโหนดภายในเครือข่ายจะมีสิทธิในการควบคุมการสื่อสารแทนที่จะเป็นศูนย์กลางควบคุมเพียงโหนดเดียว ซึ่งโดยทั่วไปคู่โหนดที่กำลังทำการส่ง-รับ ข้อมูลกันอยู่จะเป็นผู้ควบคุมการสื่อสารในเวลานั้น

2. แบบดาว (star)

เป็นหลักการส่งและรับข้อมูลเหมือนกับระบบโทรศัพท์ การควบคุมจะทำโดยสถานีศูนย์กลาง ทำหน้าที่เป็นตัวสวิตชิ่ง ข้อมูลทั้งหมดในระบบเครือข่ายจะต้องผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง (Center Comtuper) เป็นการเชื่อมโยงการติดต่อสื่อสารที่มีลักษณะคล้ายกับรูปดาว (STAR) หลายแฉก โดยมีศูนย์กลางของดาวหรือฮับเป็นจุดผ่านการติดต่อกันระหว่างทุกโหนดในเครือข่ายศูนย์กลาง จึงมีหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมเส้นทางการสื่อสารทั้งหมด นอกจากนี้ศูนย์กลางยังทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางข้อมูลอีกด้วย

การสื่อสารภายในเครือข่ายแบบ STAR จะเป็นแบบ 2 ทิศทาง โดยจะอนุญาตให้มีเพียงโหนดเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายได้ จึงไม่มีโอกาสที่หลายๆโหนดจะส่งข้อมูลเข้าสู่เครือข่ายในเวลาเดียวกัน เพื่อป้องกันการชนกันของสัญญาณข้อมูล เครือข่ายแบบ STAR เป็นโทโปโลยีอีกแบบหนึ่งที่เป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ข้อดีของเครือข่ายแบบ STAR คือการติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำได้ง่าย หากมีโหนดใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์กลางสามารถตัดโหนดนั้นออกจากการสื่อสารในเครือข่ายได้

3. แบบวงแหวน (ring)

เครือข่ายแบบ RING เป็นการส่งข่าวสารที่ส่งผ่านไปในเครือข่าย ข้อมูลข่าวสารจะไหลวนอยู่ในเครือข่ายไปในทิศทางเดียวเหมือนวงแหวน หรือ RING นั่นเอง โดยไม่มีจุดปลายหรือเทอร์มิเนเตอร์ เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือสเตชั่นจะมีรีพีตเตอร์ประจำโหนด 1 เครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข่าวสารที่จำเป็นต่อการสื่อสารในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล สำหรับการส่งข้อมูลออกจากโหนด และมีหน้าที่รับแพ็กเกจข้อมูลที่ไหลผ่านมาจากสายสื่อสาร เพื่อตรวจสอบว่าเป็นข้อมูลที่ส่งมาให้โหนดตนหรือไม่ ถ้าใช่ก็จะคัดลอกข้อมูลทั้งหมดนั้น ส่งต่อไปให้กับโหนดของตน แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยังรีพีตเตอร์ของโหนดถัดไป

โทโปโลยีแบบผสม (Hybridge Topology)

เป็นเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลแบบผสมระหว่างเครือข่ายแบบใดแบบหนึ่งหรือมากกว่า เพื่อความถูกต้องแน่นอน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความต้องการและภาพรวมขององค์กร

ที่มา : คอมพิวเตอร์ 

          ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์