ระบบเครือข่าย

ประเภทของระบบเครือข่าย
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ อาจนิยามได้ 2 ประเภทคือ
1. เครือข่ายทางกายภาพ (Physical Networks) หมายถึงสายและอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่าย อันได้แก่
- Ethernet Wiring ซึ่งมีการเชื่อมต่อได้หลายแบบ เช่น thick coaxial cable (10BASE5) แบบ thin coaxial cable
(10BASE2) และแบบ twisted pair (10BASE-T) หรือที่มักเรียกกันว่า UTP
- สายใยแก้วนำแสง Optical Fiber (FDDI)
- สายโทรศัพท์ทั้งแบบ Analog และ ISDN
- สายเคเบิลใต้มหาสมุทร
ซึ่ง Physical Networks ยังรวมไปถึงการเชื่อมต่อแบบที่มองไม่เห็นด้วยอีกด้วย เช่น
- สัญญาณไมโครเวฟ
- สัญญาณดาวเทียม
- ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่
2. เครือข่ายเชิงตรรก (Logical Networks)เป็นเครือข่ายที่เกิดจากการสร้างความสัมพันธ์ ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่บนเครือข่ายทางกายภาพ โดยความสัมพันธ์นั้นหมายถึง การทำงานร่วมกันอย่างใดอย่างหนึ่ง การมีจุดสนใจร่วมกัน การใช้ข้อมูลร่วมกัน หรือกิจกรรมใดๆ ที่กำหนดให้มนุษย์มีส่วนร่วม (ไม่จำเป็นว่าจะต้องเป็นคอมพิวเตอร์) เช่น
- Internet
- SchoolNet
- GINET (Government Information Networks)
- UNINET (University Networks)
องค์ประกอบของระบบเครือข่าย
จะต้องมี 3 ประการนี้จึงจะเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้
1. เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่บนระบบเครือข่าย
- เครื่องคอมพิวเตอร์ PC / Macintosh
- เครื่องคอมพิวเตอร์เวอร์คสเตชัน
2. Physical Media หรือสื่อเชื่อมต่อทางกายภาพอันได้แก่ สาย (Cable) และ Hub หรืออุปกรณ์เชื่อมต่อต่างๆ
3. ระเบียบพิธีการติดต่อสื่อสาร (Protocol) ก็คือระเบียบหรือข้อตกลง (rules) ที่ตั้งขึ้น เพื่อทำให้ผู้ที่จะสื่อสารกันเข้าใจกันและกัน ตัวอย่างเช่นสัญญาณ ธงที่ทหารเรือใช้สื่อสารกัน เป็นต้น
แบบของโปรโตคอล
1. Protocol ที่ใช้กับ Physical Networks ใช้ควบคุมสายเชื่อมต่อ บางทีเรียก Data Link เช่น
- Ethernet Protocol ใช้ควบคุมการเชื่อมต่อด้วย Ethernet Wiring
- FDDI ควบคุมการเชื่อมต่อแบบใยแก้วนำแสง
- SLIP/PPP ควบคุมการเชื่อมต่อด้วยสายโทรศัพท์
2. Protocol ที่ใช้กับ Logical Networks ใช้ควบคุมการสื่อสารบน Logical Networks เช่น
- TCP/IP ใช้กับการสื่อสารบนระบบอินเตอร์เน็ต/อินทราเน็ต/เอ็กซ์ทราเน็ต
-IPX/SPX ใช้กับการสื่อสารบนเครือข่าย Novell Netware ของเครื่อง PC
- NETBEUI ใช้กับการสื่อสารของเครือข่าย Microsoft Network
- AppleTalk ใช้กับการสื่อสารระหว่างเครื่อง Apple Macintosh
LAN กับ Ethernetรูปแบบของ LAN
ในโลกนี้พอจะแบ่งออกได้เป็นระบบใหญ่ๆ ได้ 2 ระบบคือ Ethernet กับ Token Ring ระบบ Ethernet นั้นนิยมกันมากกว่าระบบ Token Ring มากๆ โดยระบบ Ethernet นั้นสามารถต่อได้ในแบบ Chain เรียกตามภาษาเทคนิคว่าแบบ 10Base-2 และ 10Base-5 กับแบบรูปดาว Star เรียกตามภาษาเทคนิคว่า 10Base-T เจ้าเลข 10 ข้างหน้านี้หมายความว่ามันสามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 10 Mbps (10 Megabits per second) เลข 2 และ 5 ข้างท้ายบอกว่าสายที่ใช้ต่อ LAN ในวงเดียวกันยาวได้อย่างมาก 200 (จริงๆแล้ว 180) และ 500 เมตรตามลำดับ ส่วนตัว T แปลว่าสายที่ใช้เป็นแบบ Twisted Pair ซึ่งยาวได้ไม่เกิน 100 เมตร Token Ring คือ LAN ที่มีลักษณะต่อกันเป็นวงและมีตัวนำสารที่เรียกว่า Token วิ่งวนรอบๆ ไม่ค่อยมีใครเขาใช้กัน เพราะมีราคาแพงและต่อยาก เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มาต่อกันในระบบ Ethernet นั้นจะต้องมี Ethernet Card ทำหน้าที่รับส่งสัญญาณในเครือข่าย ซึ่งแต่ละ Card จะมีหมายเลข Ethernet Address เฉพาะตัว ระบบ Ethernet นี้เมื่อต่อกับ Internet แล้วเวลามีใครนอกเครือข่าย ติดต่อมาหาเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่าย Internet Address นั้น จะต้องถูกแปลงมาให้เป็น Ethernet Address ก่อนเพื่อการอ้างถึงให้ถูกว่าเป็นเครื่องใด โดยข้อมูลนั้นพร้อม Ethernet Address ปะไว้ที่หัวจะไหลผ่านเข้าไปในเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง เครื่องใดก็ตามเมื่อทราบว่าข้อมูลนั้นเป็นของตัวก็จะหยิบออกไปเอง จากการที่ข้อมูลนี้ไหลผ่าน Network Card ของทุกเครื่อง ทำให้สามารถดังฟังข้อมูลได้ใน LAN เดียวกัน สามารถอ่าน e-mail หรือ อ่านหน้าจอใครก็ได้บน LAN เดียวกัน
10Base-T เจ้าแห่ง LAN
ในแวดวงของระบบ Ethernet แล้ว 10Base-T ได้รับความนิยมสูงสุด เพราะต่อง่าย บำรุงรักษาก็ง่าย หากมีเครื่องใดเครื่องหนึ่งก่อให้เกิดปัญหาแล้ว ก็ไม่เป็นการรบกวนเครื่องคอมพิวเตอร์ (node) อื่นเลย ต่างกับ 10Base-2 ซึ่งต่อกันเป็นแบบโซ่ หากจุดใดมีปัญหา จะทำให้ LAN ทั้งวงไม่ทำงาน การต่อ LAN แบบ 10Base-T จะมีอุปกรณ์เชื่อม ที่เรียกว่า Hub ในภาคฟิสิกส์เราตอนนี้รู้สึกจะมี 3 ตัวแล้ว ซึ่งแต่ละตัวต่อได้ 24 เครื่อง Hub นี้สามารถต่อกับเครือข่ายภายนอกโดยผ่าน Router ซึ่งภาคเรามีเครื่อง PC อยู่เครื่องหนึ่งทำหน้าที่เป็น Router ที่ Hub จะมี LED ที่แสดงว่าสายกำลังใช้งานอยู่หรือไม่
TCP/IP กับเครือข่ายอินเตอร์เน็ต
เครื่องคอมพิวเตอร์บนเครือข่ายอินเตอร์เน็ต สื่อสารระหว่างกันโดยใช้ Transmission Control Protocol (TCP) และ Internet Protocol (IP) รวมเรียกว่า TCP/IP ข้อมูลที่ส่งจะถูกตัดออกเป็นส่วนๆ เรียก packet แล้วจ่าหน้าไปยังผู้รับด้วยการกำหนด IP Address เช่น สมมติเราส่ง e-mail ไปหาใครสักคน e-mail ของเราจะถูกตัดออกเป็น packet ขนาดเล็กๆ หลายๆ อัน ซึ่งแต่ละอันจะจ่าหน้าถึงผู้รับเดียวกัน packets พวกนี้ก็จะวิ่งไปรวมกับ packets ของคนอื่นๆ ด้วย ทำให้ในสายของข้อมูล packets ของเราอาจจะไม่ได้เรียงติดกัน packets พวกนี้จะวิ่งผ่าน ชุมทาง (gateway) ต่างๆ โดยตัว gateway (อาจเรียก router) จะอ่านที่อยู่ที่จ่าหน้า แล้วจะบอกทิศทางที่ไปของแต่ละ packet ว่าจะวิ่งไปในทิศทางไหน packet ก็จะวิ่งไปตามทิศทางนั้น เมื่อไปถึง gateway ใหม่ก็จะถูกกำหนดเส้นทางให้วิ่งไปยัง gateway ใหม่ที่อยู่ถัดไป จนกว่าจะถึงเครื่องปลายทาง เช่นเราติดต่อกับเครื่องในอเมริกา อาจจะต้องผ่าน gateway ถึง 10 แห่ง เมื่อ packet วิ่งมาถึงปลายทางแล้ว เครื่องปลายทางก็จะเอา packets เหล่านั้นมาเก็บสะสมจนกว่าจะครบ จึงจะต่อกลับคืนให้เป็น e-mail การที่ข้อมูลมีลักษณะเป็น packet ทำให้ในสายสื่อสารสามารถที่จะ ขนส่งข้อมูลโดยไม่ต้องจอง (occupies) สายไว้สายจึงสามารถใช้ร่วมกันกับข้อมูลที่ส่งจากเครื่องอื่นได้ ต่างจากโทรศัพท์ที่ขณะใช้งาน จะไม่มีใครใช้สายได้ ดังตัวอย่างในรูปข้าล่างนี้ เครื่องคอมพิวเตอร์ A และ C สื่อสารกันด้วย packet สีดำ ซึ่งใช้สายร่วมกับเครื่องคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ซึ่ง packet ดังกล่าวอาจจะเป็นสัญญาณเสียง (เช่น Internet Phone) ซึ่งเมื่อ packet เดินทางมาถึงก็จะถูกจับมารวมกันให้เป็นเสียงของการพูดคุย ไม่เหมือนโทรศัพท์แบบปรกติ ที่ขณะใช้งานสาย จะไม่สามารถนำไปทำงานอื่น ๆ ได้อีก