เครือข่าย หมายถึง กลุ่มของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ถูกนำมาเชื่อมต่อกันดังนั้นเครือข่ายคอมพิวเตอร์จึงประกอบด้วยสื่อการติดต่อสื่อสาร อุปกรณ์ และซอฟต์แวร์ที่จำเป็นในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 ระบบเข้าด้วยกัน รวมทั้งอุปกรณ์อื่น ๆ
ความจำเป็นในการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีความจำเป็นในการทำงานในยุคปัจจุบัน ด้วยเหตุผลดังนี้
1) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้การทำงานมีความคล่องตัว ยืดหยุ่น และปรับตัวให้เข้ากับเงื่อนไขต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว
2) เครือข่ายช่วยให้หน่วยงานประหยัดงบประมาณโดยช่วยสนับสนุนการใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ร่วมกัน เช่น ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และฐานข้อมูล
3) เครือข่ายทำให้พนักงานหรือทีมงานของหน่วยงานที่อยู่ห่างไกลกันสามารถใช้เอกสารร่วมกัน และแลกเปลี่ยนแนวคิด ความเห็น ตลอดจนเสริมให้การทำงานเป็นทีมมีประสิทธิภาพดีขึ้น และกระตุ้นให้เกิดความคิดใหม่ ๆ
4) เครือข่ายช่วยสร้างให้การติดต่อสื่อสารระหว่างหน่วยงานกับลูกค้าหรือองค์การภายนอกมีความใกล้ชิดกันมากยิ่งขึ้น
ประเภทของเครือข่าย
1) จำแนกตามพื้นที่
• เครือข่ายเฉพาะที่ (Local Area Network-LAN)
เป็นการติดต่ออุปกรณ์สื่อสารตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไประยะ 2,000 ฟุต (โดยปกติจะอยู่ในอาคารเดียวกัน) LAN จะช่วยให้ผู้ใช้จำนวนมากสามารถใช้ทรัพยากรของหน่วยงานร่วมกัน เช่น พรินต์เตอร์ โปรแกรม และไฟล์ข้อมูล ในกรณีที่ LAN ต้องการเชื่อมต่อกับเครือข่ายสาธารณะภายนอก เช่น เครือข่ายโทรศัพท์หรือเครือข่ายของหน่วยงานอื่น จะต้องมี gateway ซึ่งทำหน้าที่เหมือนประตูติดต่อระหว่างเครือข่ายที่แตกต่างกัน โดยช่วยแปลโปรโตคอลของเครือข่ายให้กับอีกโปรโตคอลหนึ่งเพื่อจะทำงานร่วมกันได้
• เครือข่ายเมือง (Metropolitan Area Network-MAN)
เครือข่ายเป็นกลุ่มของเครือข่าย LAN ที่นำมาเชื่อมต่อกันเป็นวงขนาดใหญ่ขึ้นภายในพื้นที่บริเวณใกล้เคียง เช่น ในเมืองเดียวกัน
• เครือข่ายบริเวณกว้าง (Wide Area Network-WAN)
เป็นเครือข่ายที่ครอบคลุมพื้นที่ในบริเวณกว้างโดยครอบคลุมทั้งประเทศหรือทั้งทวีป WAN จะอาศัยสื่อโทรคมนาคมหลายประเภท เช่น เคเบิ้ล ดาวเทียม และไมโครเวฟ
2) แบ่งตามความเป็นเจ้าของ
• เครือข่ายสาธารณะ (Public Network)
เป็นเครือข่ายที่เปิดโอกาสให้ผู้ใช้โดยทั่วไปได้ใช้ประโยชน์ ดังนั้นผู้ใช้จะต้องแข่งกับผู้ใช้รายอื่น โดยเฉพาะช่วงเวลาที่มีผู้ใช้จำนานมาก เช่น ระบบโทรศัพท์สาธารณะ ซึ่งผู้ใช้ไม่มีหลักประกันว่าสายจะว่างในช่วงนี้ต้องการหรือไม่
• เครือข่ายเอกชน (Private Network)
เป็นเครือข่ายที่หน่วยงานสามารถเป็นเจ้าของเอง หรือ เช่าเพื่อประโยชน์ในการสื่อสาร กรณีนี้ก็จะเป็นหลักประกันว่าหน่วยงานจะมีโอกาสได้ใช้เครือข่ายเมื่อต้องการเสมอ
• เครือข่ายแบบมูลค่าเพิ่ม (Value-added Network-VAN)
เป็นเครือข่ายกึ่งสาธารณะซึ่งให้บริการเพิ่มขึ้นจากการติดต่อสื่อสารปกติผู้ให้บริการสื่อสาร (Communication service provider) เป็นเจ้าของ VAN อย่างไรก็ตาม VAN เร็วกว่าเครือข่ายสาธารณะและมีความปลอดภัยมากกว่า เครือข่ายสาธารณะ
• เครือข่ายเอกชนเสมือนจริง (Virtual Private Network-VPN)
เป็นเครือข่ายสาธารณะที่รับประกันว่าผู้ใช้จะมีโอกาสใช้งานเครือข่ายได้ตลอดเวลา แต่ไม่ได้ให้สายหรือช่องทางการสื่อสารแก่หน่วยงานผู้ใช้โดยเฉพาะ แต่จะใช้วิธีแปลงรหัสข้อมูลของหน่วยงานผู้ใช้โดยเฉพาะ แต่จะใช้วิธีแปลงรหัสข้อมูลของหน่วยงานเพื่อที่จะส่งไปพร้อม ๆ กับหน่วยงานอื่น ๆ
Network Topology
คือการออกแบบและการติดต่อเชื่อมโยงกันของเครือข่ายทางกายภาพ โดยทั่วไปโทโปโลจีพื้นฐานมีอยู่ 3 ประเภท ดังนี้
1) แบบดาว (Star Network)
เป็นเครือข่ายที่คอมพิวเตอร์ทุกตัวและอุปกรณ์อื่นเชื่อมกับโฮสต์คอมพิวเตอร์ที่อยู่ และการสื่อสารทั้งหมดระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ภายในเครือข่ายต้องผ่านโฮสต์คอมพิวเตอร์ เนื่องจากโฮสต์คอมพิวเตอร์เป็นตัวควบคุมอุปกรณ์อื่นทั้งหมดในเครือข่าย เครือข่ายแบบดาวเหมาะสำหรับการประมวลผลที่มีลักษณะรวมศูนย์ อย่างไรก็ตามข้อจำกัดของแบบนี้ คือ หากใช้โฮสต์คอมพิวเตอร์ก็จะทำให้ระบบทั้งหมดทำงานไม่ได้
2) แบบบัส (Bus Network)
เป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์โดยใช้สายวงจรเดียว ซึ่งอาจจะเป็นสายเกลียวคู่สายโคแอกเชียล หรือ สายใยแก้วก็ได้ สัญญาณสามารถสื่อสารได้ 2 ทางในเครือข่ายโดยมีซอฟต์แวร์คอยช่วยแยกว่าอุปกรณ์ใดจะเป็นตัวรับข้อมูล หากมีคอมพิวเตอร์ตัวใดในระบบล้มเหลวจะไม่มีผล ต่อคอมพิวเตอร์อื่น อย่างไรก็ตามช่องทางในระบบเครือข่ายแบบนี้สามารถจัดการรับข้อมูลได้ครั้งละ 1 ชุดเท่านั้น ดังนั้นจึงเกิดปัญหาการจราจรของข้อมูลได้ในกรณีที่มีผู้ต้องการใช้งานพร้อมกัน โทโปโลจีแบบนี้นิยมใช้ในวงแลน
3) แบบวงแหวน (Ring Network)
คอมพิวเตอร์ทุกตัวเชื่อมโยงเป็นวงจรปิด ทำให้การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งไปยังอีก ตัวหนึ่งโดยเดินทางไปในทิศทางเดียว คอมพิวเตอร์แต่ละตัวทำงานโดยอิสระ หากมีตัวใด ตัวหนึ่งเสียระบบการสื่อสารในเครือข่ายได้รับการกระทบกระเทือน ยกเว้นจะมีวงแหวนคู่ในการรับส่ง ข้อมูลในทิศทางต่างๆ กัน เพื่อเป็นเส้นทางสำรองในการป้องกันไม่ให้เครือข่ายหยุดทำงานโดยสิ้นเชิง
นอกจากโทโปโลจีทั้ง 3 แบบที่กล่าวข้างต้น อาจจะพบโทโปโลจีแบบอื่นๆ เช่น แบบโครงสร้างลำดับชั้น (Hierarchical Network) ซึ่งมีลักษณะโครงสร้างคล้ายต้นไม้ (Tree) หรือมีแบบผสม (Hybrid) อย่างไรก็ตามโทโปโลจีแต่ละประเภทจะมีข้อดีและ ข้อจำกัดแตกต่างกันผู้พัฒนาระบบจะต้องพิจารณาถึงความเร็ว ความเชื่อถือได้ และความสามารถของเครือข่ายในการทำงาน หรือการแก้ไขข้อบกพร่องในกรณีที่อุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่ง ในระบบมีปัญหาตลอดจนลักษณะทางกายภาพ เช่น ระยะห่างของ node และต้นทุนของทั้งระบบ
รูปแบบการประมวลผลแบบกระจายเครือข่าย (Organizational Distributed Processing)
วิธีการประมวลผลของเครือข่ายคอมพิวเตอร์มี 3 รูปแบบ คือ
1.Terminal-to-Host Processing
2. File Server Processing
3. Client/Server
ความจำเป็นในการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีความจำเป็นในการทำงานในยุคปัจจุบัน ด้วยเหตุผลดังนี้
1) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้การทำงานมีความคล่องตัว ยืดหยุ่น และปรับตัวให้เข้ากับเงื่อนไขต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว
2) เครือข่ายช่วยให้หน่วยงานประหยัดงบประมาณโดยช่วยสนับสนุนการใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ร่วมกัน เช่น ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และฐานข้อมูล
3) เครือข่ายทำให้พนักงานหรือทีมงานของหน่วยงานที่อยู่ห่างไกลกันสามารถใช้เอกสารร่วมกัน และแลกเปลี่ยนแนวคิด ความเห็น ตลอดจนเสริมให้การทำงานเป็นทีมมีประสิทธิภาพดีขึ้น และกระตุ้นให้เกิดความคิดใหม่ ๆ
4) เครือข่ายช่วยสร้างให้การติดต่อสื่อสารระหว่างหน่วยงานกับลูกค้าหรือองค์การภายนอกมีความใกล้ชิดกันมากยิ่งขึ้น
ประเภทของเครือข่าย
1) จำแนกตามพื้นที่
• เครือข่ายเฉพาะที่ (Local Area Network-LAN)
เป็นการติดต่ออุปกรณ์สื่อสารตั้งแต่ 2 ชิ้นขึ้นไประยะ 2,000 ฟุต (โดยปกติจะอยู่ในอาคารเดียวกัน) LAN จะช่วยให้ผู้ใช้จำนวนมากสามารถใช้ทรัพยากรของหน่วยงานร่วมกัน เช่น พรินต์เตอร์ โปรแกรม และไฟล์ข้อมูล ในกรณีที่ LAN ต้องการเชื่อมต่อกับเครือข่ายสาธารณะภายนอก เช่น เครือข่ายโทรศัพท์หรือเครือข่ายของหน่วยงานอื่น จะต้องมี gateway ซึ่งทำหน้าที่เหมือนประตูติดต่อระหว่างเครือข่ายที่แตกต่างกัน โดยช่วยแปลโปรโตคอลของเครือข่ายให้กับอีกโปรโตคอลหนึ่งเพื่อจะทำงานร่วมกันได้
• เครือข่ายเมือง (Metropolitan Area Network-MAN)
เครือข่ายเป็นกลุ่มของเครือข่าย LAN ที่นำมาเชื่อมต่อกันเป็นวงขนาดใหญ่ขึ้นภายในพื้นที่บริเวณใกล้เคียง เช่น ในเมืองเดียวกัน
• เครือข่ายบริเวณกว้าง (Wide Area Network-WAN)
เป็นเครือข่ายที่ครอบคลุมพื้นที่ในบริเวณกว้างโดยครอบคลุมทั้งประเทศหรือทั้งทวีป WAN จะอาศัยสื่อโทรคมนาคมหลายประเภท เช่น เคเบิ้ล ดาวเทียม และไมโครเวฟ
2) แบ่งตามความเป็นเจ้าของ
• เครือข่ายสาธารณะ (Public Network)
เป็นเครือข่ายที่เปิดโอกาสให้ผู้ใช้โดยทั่วไปได้ใช้ประโยชน์ ดังนั้นผู้ใช้จะต้องแข่งกับผู้ใช้รายอื่น โดยเฉพาะช่วงเวลาที่มีผู้ใช้จำนานมาก เช่น ระบบโทรศัพท์สาธารณะ ซึ่งผู้ใช้ไม่มีหลักประกันว่าสายจะว่างในช่วงนี้ต้องการหรือไม่
• เครือข่ายเอกชน (Private Network)
เป็นเครือข่ายที่หน่วยงานสามารถเป็นเจ้าของเอง หรือ เช่าเพื่อประโยชน์ในการสื่อสาร กรณีนี้ก็จะเป็นหลักประกันว่าหน่วยงานจะมีโอกาสได้ใช้เครือข่ายเมื่อต้องการเสมอ
• เครือข่ายแบบมูลค่าเพิ่ม (Value-added Network-VAN)
เป็นเครือข่ายกึ่งสาธารณะซึ่งให้บริการเพิ่มขึ้นจากการติดต่อสื่อสารปกติผู้ให้บริการสื่อสาร (Communication service provider) เป็นเจ้าของ VAN อย่างไรก็ตาม VAN เร็วกว่าเครือข่ายสาธารณะและมีความปลอดภัยมากกว่า เครือข่ายสาธารณะ
• เครือข่ายเอกชนเสมือนจริง (Virtual Private Network-VPN)
เป็นเครือข่ายสาธารณะที่รับประกันว่าผู้ใช้จะมีโอกาสใช้งานเครือข่ายได้ตลอดเวลา แต่ไม่ได้ให้สายหรือช่องทางการสื่อสารแก่หน่วยงานผู้ใช้โดยเฉพาะ แต่จะใช้วิธีแปลงรหัสข้อมูลของหน่วยงานผู้ใช้โดยเฉพาะ แต่จะใช้วิธีแปลงรหัสข้อมูลของหน่วยงานเพื่อที่จะส่งไปพร้อม ๆ กับหน่วยงานอื่น ๆ
Network Topology
คือการออกแบบและการติดต่อเชื่อมโยงกันของเครือข่ายทางกายภาพ โดยทั่วไปโทโปโลจีพื้นฐานมีอยู่ 3 ประเภท ดังนี้
1) แบบดาว (Star Network)
เป็นเครือข่ายที่คอมพิวเตอร์ทุกตัวและอุปกรณ์อื่นเชื่อมกับโฮสต์คอมพิวเตอร์ที่อยู่ และการสื่อสารทั้งหมดระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ภายในเครือข่ายต้องผ่านโฮสต์คอมพิวเตอร์ เนื่องจากโฮสต์คอมพิวเตอร์เป็นตัวควบคุมอุปกรณ์อื่นทั้งหมดในเครือข่าย เครือข่ายแบบดาวเหมาะสำหรับการประมวลผลที่มีลักษณะรวมศูนย์ อย่างไรก็ตามข้อจำกัดของแบบนี้ คือ หากใช้โฮสต์คอมพิวเตอร์ก็จะทำให้ระบบทั้งหมดทำงานไม่ได้
2) แบบบัส (Bus Network)
เป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์โดยใช้สายวงจรเดียว ซึ่งอาจจะเป็นสายเกลียวคู่สายโคแอกเชียล หรือ สายใยแก้วก็ได้ สัญญาณสามารถสื่อสารได้ 2 ทางในเครือข่ายโดยมีซอฟต์แวร์คอยช่วยแยกว่าอุปกรณ์ใดจะเป็นตัวรับข้อมูล หากมีคอมพิวเตอร์ตัวใดในระบบล้มเหลวจะไม่มีผล ต่อคอมพิวเตอร์อื่น อย่างไรก็ตามช่องทางในระบบเครือข่ายแบบนี้สามารถจัดการรับข้อมูลได้ครั้งละ 1 ชุดเท่านั้น ดังนั้นจึงเกิดปัญหาการจราจรของข้อมูลได้ในกรณีที่มีผู้ต้องการใช้งานพร้อมกัน โทโปโลจีแบบนี้นิยมใช้ในวงแลน
3) แบบวงแหวน (Ring Network)
คอมพิวเตอร์ทุกตัวเชื่อมโยงเป็นวงจรปิด ทำให้การส่งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งไปยังอีก ตัวหนึ่งโดยเดินทางไปในทิศทางเดียว คอมพิวเตอร์แต่ละตัวทำงานโดยอิสระ หากมีตัวใด ตัวหนึ่งเสียระบบการสื่อสารในเครือข่ายได้รับการกระทบกระเทือน ยกเว้นจะมีวงแหวนคู่ในการรับส่ง ข้อมูลในทิศทางต่างๆ กัน เพื่อเป็นเส้นทางสำรองในการป้องกันไม่ให้เครือข่ายหยุดทำงานโดยสิ้นเชิง
นอกจากโทโปโลจีทั้ง 3 แบบที่กล่าวข้างต้น อาจจะพบโทโปโลจีแบบอื่นๆ เช่น แบบโครงสร้างลำดับชั้น (Hierarchical Network) ซึ่งมีลักษณะโครงสร้างคล้ายต้นไม้ (Tree) หรือมีแบบผสม (Hybrid) อย่างไรก็ตามโทโปโลจีแต่ละประเภทจะมีข้อดีและ ข้อจำกัดแตกต่างกันผู้พัฒนาระบบจะต้องพิจารณาถึงความเร็ว ความเชื่อถือได้ และความสามารถของเครือข่ายในการทำงาน หรือการแก้ไขข้อบกพร่องในกรณีที่อุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่ง ในระบบมีปัญหาตลอดจนลักษณะทางกายภาพ เช่น ระยะห่างของ node และต้นทุนของทั้งระบบ
รูปแบบการประมวลผลแบบกระจายเครือข่าย (Organizational Distributed Processing)
วิธีการประมวลผลของเครือข่ายคอมพิวเตอร์มี 3 รูปแบบ คือ
1.Terminal-to-Host Processing
2. File Server Processing
3. Client/Server
