เครือข่ายคอมพิวเตอร์(computer network)คืออะไร

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร?

     เครือข่ายคอมพิวเตอร์(computer network)คือระบบที่สามารถเชื่อมต่อและแลกเปลี่ยนข้อมูลหรือแบ่งปันทรัพยากรซึ่งกันและกันได้ เราอาศัยระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ใช้รับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ ระหว่างเมือง หรืออีกทวีปหนึ่งได้ ซึ่งข้อมูลนั้นสามารถเป็นได้ทั้งข้อความ รูปภาพ และเสียง

     เครือข่ายคอมพิวเตอร์เริ่มต้นจากการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์มากกว่า 1 เครื่องเข้าด้วยกัน การเชื่อมต่อหลายๆเครื่องขยายไปจนเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่(network) การที่คอมพิวเตอร์จะสามารถเชื่อมต่อถึงกันได้จะเชื่อมต่อผ่านโหนด ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดที่จะเชื่อมระบบคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันผ่านอุปกรณ์ต่างๆเช่น modem hub switch เป็นต้น อุปกรณ์ต่างๆจะมีการเชื่อมต่อ ส่งข้อมูลและแลกเปลี่ยนข้อมูลซึ่งกันและกัน การที่โหนดแต่ละโหนดจะเชื่อมโยงถึงกันได้ต้องอาศัยใยแก้วนำแสง(Fiber Optic) หรือเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายไรสาย(WiFi)

ประเภทของ Network

• Wired Network เป็นการสื่อสารแบบมีสาย(LAN) ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ สามารถใช้งานตามจุดที่กำหนดเท่านั้น ไม่สามารถเคลื่อนย้ายได้ เช่น ห้องคอมพิวเตอร์ โต๊ะทำงาน เป็นต้น การเชื่อมต่อแบบ Wired Network จะเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตกับอุปกรณ์อื่นๆเข้าด้วยกัน เช่น คอมพิวเตอร์ PC โน๊ตบุ๊ค Printer เป็นต้น
• Wireless Network เป็นการเชื่อมต่อแบบไร้สายโดยใช้การส่งคลื่นวิทยุเพื่อรับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้หลากหลายเช่น โทรศัพท์มือถือ โน๊ตบุ๊ค กล้องดิจิตอล ทีวี ลำโพง โดรน เป็นต้น การเชื่อมต่อแบบนี้ได้รับความนิยมมาก เพราะใช้งานได้อย่างสะดวกสบาย

เครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งตามการเชื่อมต่อตามระยะทางได้เป็น

PAN(Personal Area Network) เป็นการเชื่อมต่อที่เล็กที่สุดเช่น ภายในห้องห้องเดียว หรือเชื่อมต่อคนเดียวกับอุปกรณ์ส่วนตัวเช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ Printer เป็นต้น

LAN(Local Area Network) เป็นเครือข่ายที่ใช้เชื่อมต่อระยะใกล้ จำกัดพื้นที่ โดยทั่วไปแล้วจะเชื่อมต่อภายในบ้าน ภายใน Office หรือภายในมหาวิทยาลัย เราสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆเข้าด้วยกันโดยผ่านสาย LAN หรือผ่านระบบเครือข่ายไร้สาย เช่น มีการติดตั้ง Internet โดยใช้อุปกรณ์ Router เมื่อเราต้องการใช้ Internet ก็แค่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ของเราเข้ากับ Router ผ่านระบบ WiFi นั้นเอง

WLAN(Wireless Local Area Network) คล้ายกับ LAN แต่ไม่ใช้สาย Cable ในการเชื่อมต่อ หากเรากำลังใช้ WiFi อยู่ แสดงว่าเรากำลังเชื่อมต่อแบบ WLAN อยู่ ระยะในการเชื่อมต่อนั้นจะคล้ายกับ LAN คือเน้นระยะใกล้แต่จะใช้งานสะดวกกว่าเพราะไม่ใช้สาย

MAN(Metropolitan Area Network) MAN จะมีลักษณะเครือข่ายที่ใหญ่ขึ้นกว่า LAN แต่เล็กกว่า WAN รองรับการเชื่อมต่อระดับเมือง ปกติแล้วเราสามารถกำหนดว่าระยะทางไม่เกิน 50 KM ถือว่าเป็น MAN ได้ ปัจจุบันการเชื่อมต่อประเภทนี้อาจไม่ค่อยมีให้เห็นเท่าไหร่แล้ว

WAN(Wide Area Network) เครือข่ายนี้ครอบคลุมการเชื่อมต่อเป็นกว้างเชื่อมต่อระยะไกลๆระดับเมือง จังหวัด หรือระดับประเทศ เราสามารถเชื่อมต่อระหว่างเมืองด้วยสายไฟเบอร์ออฟติกซึ่งเป็นสายที่ให้ความเร็วสูงและยังต้องอาศัยอุปกรณ์เชื่อมต่ออื่นๆอีกมากหมายเช่น Switch Louter ดาวเทียม Repeater เป็นต้น

VPN(Virtual Private Network) เป็นการเชื่อมต่อที่เน้นความปลอดภัยและความเป็นส่วนตัว เพราะ VPN จะทำหน้าที่เป็นคนกลางระหว่างคอมพิวเตอร์เครื่องที่เราใช้งานกับเครือข่ายอื่นๆโดยทุกๆการรับส่งข้อมูล ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสและซ่อนตัวตนไว้ VPN ยังสามารถป้องกันการเข้าถึงเว็บไซต์ที่อาจเป็นอันตราย ที่อาจนำไปสู่การแฮกข้อมูลได้

ประเภทเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ในสถาปัตยกรรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่

1. สถาปัตยกรรมฝั่งไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์ (Client-server network) เครือข่ายแบบนี้จะประกอไปด้วยฝั่ง

• Client ที่เป็นเครื่องลูกข่าย เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ smart phone หรือโปรแกรมก็ได้ 
• Server ที่เป็นเครื่องแม่ข่าย เป็นคอมพิวเตอร์โปรแกรม ทำหน้าที่รับส่งข้อมูลให้กับเครื่องลูกข่ายโดยคอมพิวเตอร์ 1 เครื่องสามารถมีหลายเครื่องลูกข่ายได้

ตัวอย่างการทำงานของ Client-server เช่น เมื่อเราต้องการเข้าเว็บไซต์เราก็จะใช้คอมพิวเตอร์ของเรา(เครื่องลูกข่าย) พิมพ์ www.google.com จากนั้น Request จะถูกส่งไปยัง Server เพื่อส่งข้อมูลกลับมา

2. สถาปัตยกรรมฝั่งเพียร์ทูเพียร์ (Peer-to-Peer network: P2P network) ลักษณะการทำงานคือจะไม่มีทั้งฝั่ง Client และฝั่ง Server เพราะคอมพิวเตอร์แต่ละตัวสามารถเป็นได้ทั้ง Client หรือ Server เป็นเครือข่ายที่เน้นแบ่งปันข้อมูลซึ่งกันและกัน สามารถ Update และ Download ข้อมูลได้ ทำงานแบบ 24/7 ได้ เช่น BitTorrent Video Chat เป็นต้น

อุปกรณ์การสื่อสาร

Server คือโปรแกรมหรืออุปกรณ์ที่ให้บริการแก่คอมพิวเตอร์ลูกข่าย(Clients) ที่มาเชื่อมต่อ ทั้งการจัดเก็บข้อมูลและการประมวล ตัวอย่างของ Server เช่น Web Server, Mail Server, DNS Server และ Database Server เป็นต้น

Hub เป็นอุปกรณ์ศูนย์กลางที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆเข้าด้วยกัน ทำให้คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถส่งข้อมูลถึงกันได้ผ่าน Hub หากคอมพิวเตอร์ต้นทางมีการส่งข้อมูลไปยัง Hub คอมพิวเตอร์ใดๆก็ตามที่เชื่อมต่อ Hub จะได้รับข้อมูลนันเหมือนกันทั้งหมด ซึ่งนั่นหมายความว่า Hub ไม่สามารถจะเลือกส่งข้อมูลไปยังเครื่องใดเครื่องหนึ่งได้ การส่งข้อข้อมูลแบบนี้อาจทำให้การใช้งานในบางกรณีไม่สะดวกโดยเฉพาะข้อมูลที่สำคัญ ที่ต้องการความปลอดภัย ข้อมูลที่ส่งไม่ควรส่งไปถึงทุกเครื่อง ควรสามารถระบุเครื่องที่ต้องการส่งได้ ซึ่งความสามารถนี้เอง Hub ไม่สามารถทำได้ทำให้เกิด Switch ขึ้นมา

Switch การทำงานของ Switch นั้นก็คล้ายกับ Hub คือเป็นศูนย์กลางเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆเข้าด้วยกัน แต่สิ่งที่แตกต่างออกไปคือ Switch จะมี Switch Table เพื่อเก็บที่อยู่ของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง(Mac Address) ที่เชื่อมต่อบนเครือข่าย เมื่อเริ่มการเชื่อมต่อ Switch ก็จะจำ Mac Address ทุกเครื่องที่มาเชื่อมต่อ หากคอมพิวเตอร์ต้นทางมีการส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ปลายทาง ข้อมูลจะถูกส่งผ่าน Switch ซึ่ง Switch ก็รู้ว่ามีคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องนี้เท่านั้นที่ต้องการคุยกันโดยใช้ Mac Address ข้อมูลเหล่านั้นก็จะไม่ถูกส่งไปยังเครื่องอื่นๆ

Router ใช้เชื่อมต่อเครือข่าย Network หลายๆเครือข่ายเข้าด้วยกัน ซึ่งจะทำหน้าที่รับส่งข้อมูลระหว่าง Network แต่การที่ Network จะเชื่อมกันได้นั้นต้องมีการกำหนด IP Address ระหว่าง Network เพราะ Router จะกรองข้อมูลของ IP Address ที่สนใจเข้ามาเท่านั้น

Gateway ทำหน้าที่เสมือนประตูทางเข้าเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อและส่งข้อมูลจากเครือข่ายหนึ่งไปยังเครือข่ายอื่นได้

Internet Protocol (TCP/IP) คืออะไร?

ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั้นการที่คอมพิวเตอร์จะสามารถเชื่อมต่อกันได้นั้นต้องมี Protocal หรือวิธีการ ข้อกำหนดในการรับส่งข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต สมมติเราต้องการไปเที่ยวต่างประเทศ ต้องมีภาษากลางในการสื่อสารซึ่งภาษาหลักก็คือภาษาอังกฤษนั่นเอง ในการทำงานของ Protocal ก็เช่นเดียวกัน แต่การที่จะสามารถเชื่อมต่อเครื่องอื่นๆได้นั้นต้องอาศัย IP Address

• IP Address คือหมายเลขที่จะระบุตัวตนของเครื่อง เช่น เรามีพัสดุที่ไปรษณีย์จะส่งของไปให้ ในหมู่บ้านของเราจะมีบ้านเลขที่เป็นตัวบอกให้ไปรษณีย์รู้ว่าจะส่งหลังไหน ซึ่งแต่ละหลังก็จะมีเลขที่ไม่เหมือนกัน การทำงานของ IP Address ก็เช่นเดียวกันคือใช้กำหนดเพื่อระบุถึงคอมพิวเตอร์เครื่องต่างๆให้สามารถส่งข้อมูลได้
• Subnet Mask ใช้ระบุว่าส่วนไหนเป็นของ Network ส่วนไหนเป็นส่วนของ Host
• Gateway คือหมายเลข IP ของ Router เพื่อเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
• DNS Server คำว่า DNS นั้นย่อมาจาก Domain Name System คือการแปลง IP Address ไปเป็นชื่อที่สามารถจดจำได้ง่าย เช่น IP ของ google คือ 172.217.8.96 หากเราจะเข้า google โดยจำชื่อ IP ก็คงลำบาก ดังนั้น DNS Server ทำหน้าที่แปลงชื่อ Domain Name www.google.com แปลงเป็น IP Address ก่อนถึงจะแสดงหน้าเว็บขึ้นมา