วันนี้เราจะมาทำความรู้จักคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์กันนะค่ะ
อย่างแรกเราก็ต้องรู้ว่าคอมพิวเตอร์คืออะไรกันก่อน
คอมพิวเตอร์ หรือใน ภาษาไทย เรียกว่า คณิตกรณ์ เป็น เครื่องจักร แบบสั่งการได้ที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการกับลำดับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์หรือคณิตศาสตร์
โดยอนุกรมนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อพร้อม
ส่งผลให้คอมพิวเตอร์สามารถแก้ปัญหาได้มากมาย คอมพิวเตอร์ถูกประดิษฐ์ออกมาให้ประกอบไปด้วย ความจำ รูปแบบต่างๆเพื่อเก็บข้อมูล
อย่างน้อยหนึ่งส่วนที่มีหน้าที่ดำเนินการคำนวณเกี่ยวกับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์
และตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์
และส่วนควบคุมที่ใช้เปลี่ยนแปลงลำดับของตัวดำเนินการโดยยึด สารสนเทศ ที่ถูกเก็บไว้เป็นหลัก
อุปกรณ์เหล่านี้จะยอมให้นำเข้าข้อมูลจากแหล่งภายนอก
และส่งผลจากการคำนวณตัวดำเนินการออกไปหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ดำเนินการกับคำสั่งต่างๆที่คอยสั่งให้อ่าน
ประมวล และเก็บ ข้อมูล ไว้ คำสั่งต่างๆที่มีเงื่อนไขจะแปลงชุดคำสั่งให้ระบบและสิ่งแวดล้อมรอบๆเป็นฟังก์ชันที่สถานะปัจจุบัน
คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกถูกพัฒนาขึ้นในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20
(ค.ศ. 1940 – ค.ศ. 1945) แรกเริ่มนั้น คอมพิวเตอร์มีขนาดเท่ากับห้องขนาดใหญ่
ซึ่งใช้พลังงานมากเท่ากับเครื่อง คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (พีซี)
สมัยใหม่หลายร้อยเครื่องรวมกันคอมพิวเตอร์ในสมัยใหม่นี้ผลิตขึ้นโดยใช้ วงจรรวม หรือวงจรไอซี ( Integrated
circuit) โดยมีความจุมากกว่าสมัยก่อนล้านถึงพันล้านเท่า
และขนาดของตัวเครื่องใช้พื้นที่เพียงเศษส่วนเล็กน้อยเท่านั้น
คอมพิวเตอร์อย่างง่ายมีขนาดเล็กพอที่จะถูกบรรจุไว้ในอุปกรณ์โทรศัพท์มือถือ และคอมพิวเตอร์มือถือนี้ใช้พลังงานจาก แบตเตอรี่ ขนาดเล็ก
และหากจะมีคนพูดถึงคำว่า "คอมพิวเตอร์"
มักจะหมายถึงคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลซึ่งถือเป็นสัญลักษณ์ของ ยุคสารสนเทศ อย่างไรก็ดี ยังมีคอมพิวเตอร์ชนิดฝังอีกมากมายที่พบได้ตั้งแต่ใน เครื่องเล่นเอ็มพีสาม จนถึง เครื่องบินบังคับ และของเล่นชนิดต่างๆ
จนถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
เครือข่ายคอมพิวเตอร์
การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทและความสำคัญเพิ่มขึ้น
เพราะไมโครคอมพิวเตอร์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย
จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกับเพื่อเพิ่มขีดความสามารถของระบบให้สูงขึ้น
เพิ่มการใช้งานด้านต่างๆ และลดต้นทุนระบบโดยรวมลง มีการแบ่งใช้งานอุปกรณ์และข้อมูลต่างๆ
ตลอดจนสามารถทำงานร่วมกันได้ สิ่งสำคัญที่ทำให้ระบบข้อมูลมีขีดความสามารถเพิ่มขึ้น
คือ การโอนย้ายข้อมูลระหว่างกัน และการเชื่อมต่อหรือการสื่อสาร
การโอนย้ายข้อมูลหมายถึงการนำข้อมูลมาแบ่งกันใช้งาน
หรือการนำข้อมูลไปใช้ประมวลผลในลักษณะแบ่งกันใช้ทรัพยากร เช่น แบ่งกันใช้ซีพียู
แบ่งกันใช้ฮาร์ดดิสก์ แบ่งกันใช้โปรแกรม และแบ่งกันใช้อุปกรณ์อื่น ๆ
ที่มีราคาแพงหรือไม่สามารถจัดหาให้ทุกคนได้ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายจึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานให้กว้างขวางและมากขึ้นจากเดิม
การเชื่อมต่อในความหมายของระบบเครือข่ายท้องถิ่น
ไม่ได้จำกัดอยู่ที่การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
แต่ยังรวมไปถึงการเชื่อมต่ออุปกรณ์รอบข้าง เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าทำให้การทำงานเฉพาะมีขอบเขตกว้างขวางยิ่งขึ้น
มีการใช้เครื่องบริการแฟ้มข้อมูลเป็นที่เก็บรวบรวมแฟ้มข้อมูลต่างๆ
มีการทำฐานข้อมูลกลาง มีหน่วยจัดการระบบสื่อสารหน่วยบริการใช้เครื่องพิมพ์
หน่วยบริการการใช้ซีดี หน่วยบริการปลายทาง
และอุปกรณ์ประกอบสำหรับต่อเข้าในระบบเครือข่ายเพื่อจะทำงานเฉพาะเจาะจงอย่างใดอย่างหนึ่ง
ในรูป เป็นตัวอย่างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่จัดกลุ่มเชื่อมโยงเป็นระบบ
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ก่อให้เกิดความสามารถในการปฏิบัติการร่วมกัน
ซึ่งหมายถึงการให้อุปกรณ์ทุกชิ้นที่ต่ออยู่บนเครือข่ายทำงานร่วมกันได้ทั้งหมดในลักษณะที่ประสานรวมกัน
โดยผู้ใช้เห็นเสมือนใช้งานในอุปกรณ์เดียวกัน
จึงเป็นวิธีการในการนำเอาอุปกรณ์ต่างชนิดจำนวนมาก มารวมกันเป็นเสมือนระบบเดียวกัน
ทั้ง ๆ ที่อุปกรณ์เหล่านั้นอาจจะมาจากต่างยี่ห้อ ต่างบริษัทก็ได้
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
( Computer
Network) หมายถึงการนำเครื่องคอมพิวเตอร์
มาเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน โดยอาศัยช่องทางการสื่อสารข้อมูล
เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์
และการใช้ทรัพยากรของระบบร่วมกัน ( Shared Resource) ในเครือข่ายนั้น
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์
มีองค์ประกอบที่สำคัญ เพื่อการเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ได้แก่
คอมพิวเตอร์แม่ข่าย ( File Server) ช่องทางการสื่อสาร
( Communication Chanel) สถานีงาน ( Workstation
or Terminal) และ อุปกรณ์ในเครือข่าย ( Network
Operation System)
อุปกรณ์ในเครือข่าย
การ์ดเชื่อมต่อเครือข่าย
( Network
Interface Card :NIC) หมายถึง
แผงวงจรสำหรับ ใช้ในการเชื่อมต่อสายสัญญาณของเครือข่าย
ติดตั้งไว้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเครื่องแม่ข่าย และเครื่องที่เป็นลูกข่าย
หน้าที่ของการ์ดนี้คือแปลงสัญญาณจากคอมพิวเตอร์ส่งผ่านไปตามสายสัญญาณ
ทำให้คอมพิวเตอร์ในเครือข่ายแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารกันได้
โมเด็ม
( Modem
: Modulator Demodulator) หมายถึง
อุปกรณ์สำหรับการแปลงสัญญาณดิจิตอล (Digital) จากคอมพิวเตอร์ด้านผู้ส่ง
เพื่อส่งไปตามสายสัญญาณข้อมูลแบบอนาลอก( Analog) เมื่อถึงคอมพิวเตอร์ด้านผู้รับ
โมเด็มก็จะทำหน้าที่แปลงสัญญาณอนาลอก ให้เป็นดิจิตอลนำเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์
เพื่อทำการประมวลผล โดยปกติจะใช้โมเด็มกับระบบเครือข่ายระยะไกล
โดยการใชสายโทรศัพท์เป็นสื่อกลาง เช่น เครือข่ายอินเทอร์เน็ต เป็นต้น
ฮับ
( Hub) คือ อุปกรณ์เชื่อมต่อที่ใช้เป็นจุดรวม และ แยกสายสัญญาณ
เพื่อให้เกิดความสะดวก ในการเชื่อมต่อของเครือข่ายแบบดาว ( Star) โดยปกติใช้เป็นจุดรวมการเชื่อมต่อสายสัญญาณระหว่าง File
Server กับ Workstation ต่างๆ
บริดจ์
( bridge)
ใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน
โดยจะต้องเป็นเครือข่ายที่ใช้โพรโทคอลเดียวกัน
ซึ่งมีความสามารถมากกว่าฮับและอุปกรณ์ทวนสัญญาณ คือ สามารถกรองข้อมูลที่ส่งต่อได้
โดยการตรวจสอบว่า ข้อมูลที่ส่งนั้นปลายทางอยู่ที่ใด หากเครื่องปลายทางอยู่ภายในเครือข่ายเดียวกันกับเครื่องส่ง
ก็จะส่งข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายเดียวกันเท่านั้น ไม่ส่งไปยังเครือข่ายอื่น
อุปกรณ์จัดหาเส้นทาง
( router)
สามารถกรองข้อมูลได้เช่นกับบริดจ์ แต่จะมีความสามารถมากกว่า
โดยจะหาเส้นทางในการส่งกลุ่มข้อมูล ( data packet) ไปยังเครื่องปลายทางในระยะทางที่สั้นที่สุดได้
สวิตซ์
( switch)
นำความสามารถของฮับกับบริดจ์มารวมกัน
แต่การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งจะไม่กระจายไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องเหมือนกับฮับ
เพราะสวิตซ์จะทำหน้าที่รับกล่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์เครื่องใด
แล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์เป้าหมาย
ซึ่งช่วยลดปัญหาการชนกันหรือความคับคั่งของข้อมูล
เกตเวย์
( gateway)
เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ
เข้าด้วยกันไม่ว่าเครือข่ายนั้นจะใช้โพรโทคอลตัวใดก็ตาม
เนื่องจากเกตเวย์สามารถแปลงรูปแบบแพ็คเก็ตของโพรโทคอลหนึ่งไปเป็นรูปแบบของอีกโพรโทคอลหนึ่งได้
เพื่อให้เหมาะสมกัยการใช้งานในเครือข่าย
เครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามพื้นที่ที่ครอบคลุมการใช้งานของเครือข่าย
ดังนี้
1)
เครือข่ายส่วนบุคคล หรือแพน ( Personal
Area Network : PAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ส่วนบุคคล เช่น
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ การเชื่อมต่อพีดีเอกับเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งการเชื่อมต่อแบบนี้จะอยู่ในระยะใกล้
และมีการเชื่อมต่อแบบไร้สาย
2)
เครือข่ายเฉพาะที่ หรือแลน ( Local Area Network:
LAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ ที่อยู่ในพื้นที่เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน เช่น ภายในบ้าน ภายในสำนักงาน และภายในอาคาร
สำหรับการใช้งานภายในบ้านนั้นอาจเรียกเครือข่ายประเภทนี้ว่า เครือข่ายที่พักอาศัย
( home network) ซึ่งอาจใช้การเชื่อมต่อแบบใช้สายหรือไร้สาย
3)
เครือข่ายนครหลวง หรือแมน ( Metropolitan Area
Network : MAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้เชื่อมโยงแลนที่อยู่ห่างไกลออกไป เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างสำนักงานที่อาจอยู่คนละอาคารและมีระยะทางไกลกัน การเชื่อมต่อเครือข่ายชนิดนี้อาจใช้สายไฟเบอร์ออพติก
หรือบางครั้งอาจใช้ไมโครเวฟเชื่อมต่อ
เครือข่ายแบบนี้ใช้ในสถานศึกษามีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าเครือข่ายแคมปัส ( Campus
Area Network: CAN)
4)
เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน ( Wide
Area Network: WAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายอื่นที่อยู่ไกลกันมาก เช่น
เครือข่ายระหว่างจังหวัด หรือระหว่างภาครวมไปถึงเครือขายระหว่างประเทศ
ลักษณะของเครือข่าย
ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์
เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกันสามารถแงลักษณะของเครือข่ายตามบทบาทของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการสื่อสารได้ดังนี้
1)
เครือข่ายแบบรับ -ให้บริการหรือไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์
( client-server network) จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็นเครื่องให้บริการต่างๆ เช่น บริการเว็บ และบริการฐานข้อมูล การให้บริการขึ้นกับการร้องขอบริการจากเครื่องรับบริการ เช่น การเปิดเว็บเพจ เครื่องรับบริการจะร้องขอบริการไปที่เครื่องบริการเว็บ จากนั้นเครื่องให้บริการเว็บจะตอบรับและส่งข้อมูลกลับมาให้เครื่องรับบริการ
ข้อดีของระบบนี้คือสามารถให้บริการแก่เครื่องรับบริการได้เป็นจำนวนมาก ข้อด้อยคือระบบนี้มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและการบำรุงรักษาค่อนข้างสูง ตัวอย่างเครือข่ายแบบรับ-ให้บริการ
2)
เครือข่ายระดับเดียวกัน ( Peer-to-Peer network : P2P
network) เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเป็นได้ทั้งเครื่องให้บริการและเครื่องรับบริการในขณะเดียวกัน
การใช้งานส่วนใหญ่มักใช้ในการแบ่งปันข้อมูล เช่น เพลง ภาพยนตร์ โปรแกรม และเกม
เครือข่ายแบบนี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้นในผู้ใช้งานอินเทอร์เน็ตการใช้งานจะมีซอฟต์แวร์เฉพาะ
เช่น โปรแกรม eDonkey, BitTorrent และ LimeWire ข้อดีของระบบแบบนี้คือง่ายต่อการใช้งาน และราคาไม่แพง
ข้อด้อยคือไม่มีการควบคุมเรื่องความปลอดภัย
จึงอาจพบว่าถูกนำไปใช้ประโยชน์ในทางไม่ถูกต้อง เช่น การแบ่งปันเพลง ภาพยนตร์
และโปรแกรมที่มีลิขสิทธิ์ซึ่งเป็นการกระทำผิดกฎหมาย
ตัวอย่างเครือข่ายระดับเดียวกัน
รูปร่างเครือข่าย
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับส่งข้อมูลที่ประกอบกันเป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมโยงถึงกันในรูปแบบต่างๆ
ตามลักษณะทางกายภาพที่เรียกว่ารูปร่างเครือข่าย ( network
topology) โดยทั่วไปรูปร่างเครือข่ายสามารถแบ่งออกตามลักษณะของการเชื่อมต่อได้
4 รูปแบบคือ
1)
เครือข่ายแบบบัส ( bus topology) เป็นรูปแบบที่มีโครงสร้างไม่ยุ่งยาก
สถานีทุกสถานีในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับสายสื่อสารหลักเพียงสายเดียวที่เรียกว่า
บัส ( bus) การจัดส่งข้อมูลลงบนบัสจึงไปถึงทุกสถานีได้
ซึ่งการจัดส่งวิธีนี้ต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้เกิดการชนกัน
( collison) ของข้อมูล
โดยวิธีการที่ใช้อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้คลื่นความถี่ในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน
อย่างไรก็ตามเครือข่ายแบบบัส ไม่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน เนื่องจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับบัสเพียงจุดเดียวก็จะส่งผลให้ทุกอุปกรณ์ไม่สามารถสื่อสารถึงกันได้เลย
รูปร่างเครือข่ายแบบบัส
2)
เครือข่ายแบบวงแหวน ( ring topology) เป็นการเชื่อมแต่ละสถานีเข้าด้วยกันแบบวงแหวน
สัญญาณข้อมูลจะส่งอยู่ในวงแหวนไปในทิศทางเดียวกันจนถึงผู้รับ
หากข้อมูลที่ส่งเป็นของสถานีใด สถานีนั้นก็รับไว้ ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป
ซึ่งระบบเครือข่ายแบบวงแหวนนี้ สามารถรองรับจำนวนสถานีได้เป็นจำนวนมาก
ข้อด้อยของเครือข่ายแบบวงแหวน คือ สถานีจะต้องรอจนถึงรอบของตนเอง
ก่อนที่จะสามารถส่งข้อมูลได้ รูปร่างเครือข่ายแบบวงแหวน
3)
เครือข่ายแบบดาว ( star topology) เป็นการเชื่อมต่อสถานีในเครือข่าย
โดยทุกสถานีจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลาง เช่น ฮับ ( hub)
หรือสวิตซ์ ( switch)
ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อระหว่างสถานีต่างๆ ที่ต้องการติดต่อกัน
ของดีของการเชื่อมต่อแบบดาว คือ ถ้าสถานีใดเสีย
หรือสายเชื่อมต่อระหว่างฮับ/สวิตซ์กับสถานีใดชำรุด
ก็จะไม่กระทบกับการเชื่อมต่อของสถานีอื่น
ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบนี้จึงเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน รูปร่างเครือข่ายแบบดาว
4) เครือข่ายแบบแมช ( mesh topology) เป็นรูปแบบของการเชื่อมต่อที่มีความนิยมมากและมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากถ้ามีเส้นทางของการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดจากกัน
การติดต่อสื่อสารระหว่างคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จัดเส้นทาง ( router) จะทำการเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังจุดหมายปลายทางอัตโนมัติ
การเชื่อมต่อแบบนี้มักนิยมสร้างบนเครือข่ายแบบไร้สาย รูปร่างเครือข่ายแบบแมช
วีดีโอเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และเครือข่ายคอมพิวเตอร์
VIDEO
ที่มา :
· https://www.youtube.com/watch?v= 1 NWxyEiHxDo
ที่มารูปภาพ :
