MOSU ★ BLOG: [NMR.BD WORK] WEEK 7 : คอมพิวเตอร์ และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

[NMR.BD WORK]

WEEK 7 : คอมพิวเตอร์ และระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

สวัสดีค่ะ ยินดีต้อนรับเข้าสู่ Mosu to Neko BLOG เช่นเดิมค่ะ สำหรับวันนี้ บล็อกเกอร์มีเรื่องน่าสนใจ

เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์มาฝาก แต่จะเป็นเรื่องอะไรนั้น ไปชมพร้อมกันเลยค่า

--------------------------------------------

คอมพิวเตอร์ (Computer)

หรือในภาษาไทยว่า คณิตกรณ์

เป็นเครื่องจักรแบบสั่งการได้ที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการกับลำดับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์

หรือคณิตศาสตร์ โดยอนุกรมนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อพร้อมส่งผลให้

คอมพิวเตอร์สามารถแก้ปัญหาได้มากมาย

คอมพิวเตอร์ถูกประดิษฐ์ออกมาให้ประกอบไปด้วยความจำรูปแบบต่างๆ เพื่อเก็บข้อมูล

อย่างน้อยหนึ่งส่วนที่มีหน้าที่ดำเนินการคำนวณเกี่ยวกับตัวดำเนินการทางตรรกศาสตร์

และตัวดำเนินการทางคณิตศาสตร์ และส่วนควบคุมที่ใช้เปลี่ยนแปลงลำดับของตัวดำเนินการ

โดยยึดสารสนเทศที่ถูกเก็บไว้เป็นหลัก อุปกรณ์เหล่านี้จะยอมให้นำเข้าข้อมูลจากแหล่งภายนอก

และส่งผลจากการคำนวณตัวดำเนินการออกไปหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์มีหน้าที่ดำเนินการกับคำสั่งต่าง ๆ ที่คอยสั่งให้อ่าน ประมวล และเก็บข้อมูลไว้

คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เครื่องแรกถูกพัฒนาขึ้นในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 20

(ค.ศ. 1940 – ค.ศ. 1945) แรกเริ่มนั้น คอมพิวเตอร์มีขนาดเท่ากับห้องขนาดใหญ่

ซึ่งใช้พลังงานมากเท่ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (พีซี) สมัยใหม่หลายร้อยเครื่องรวมกัน

--------------------------------------------

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ หรือ คอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ก

(Computer network)

คือ เครือข่ายการสื่อสารโทรคมนาคมระหว่างคอมพิวเตอร์จำนวนตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป

สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้ การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างๆในเครือข่าย

(โหนดเครือข่าย) จะใช้สื่อที่เป็นสายเคเบิลหรือสื่อไร้สาย

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่รู้จักกันดีคือ อินเทอร์เน็ต

การที่ระบบเครือข่ายมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในปัจจุบัน เพราะมีการใช้งานคอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นถึงกัน เพื่อเพิ่มความสามารถของระบบให้สูงขึ้น และลดต้นทุนของระบบโดยรวมลง

--------------------------------------------

ระบบเครือข่าย

จะถูกแบ่งออกตามขนาดของเครือข่าย ซึ่งปัจจุบันเครือข่ายที่รู้จักกันดีมีอยู่ 6 แบบ ได้แก่

เครือข่ายภายใน หรือ แลน

(Local Area Network: LAN)

เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการ เชื่อมโยงกันในพื้นที่ใกล้เคียงกัน เช่นอยู่ในห้อง หรือภายในอาคารเดียวกัน

เครือข่ายวงกว้าง หรือ แวน

(Wide Area Network: WAN)

เป็นเครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงกันในระยะทางที่ห่างไกล อาจจะเป็น กิโลเมตร

หรือ หลายๆ กิโลเมตร

เครือข่ายงานบริเวณนครหลวง หรือ แมน

(Metropolitan area network : MAN)

เครือข่ายของการติดต่อระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือ แคน

(Controller area network) : CAN)

เป็นเครือข่ายที่ใช้ติดต่อกันระหว่าง Micro Controller

เครือข่ายส่วนบุคคล หรือ แพน (Personal area network) : PAN)

เป็นเครือข่ายระหว่างอุปกรณ์เคลื่อนที่ส่วนบุคคล เช่น โน้ตบุ๊ก มือถือ อาจมีสายหรือไร้สายก็ได้

เครือข่ายข้อมูล หรือ แซน (Storage area network) : SAN)

เป็นเครือข่าย (หรือเครือข่ายย่อย) ความเร็วสูงวัตถุประสงค์เฉพาะที่เชื่อมต่อภายในกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลชนิดต่างกันด้วยแม่ข่ายข้อมูลสัมพันธ์กันบนคัวแทนเครือข่ายขนาดใหญ่ของผู้ใช้

--------------------------------------------

อุปกรณ์เครือข่าย

เซิร์ฟเวอร์ (Server)

หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องแม่ข่าย เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์หลักในเครือข่าย ที่ทำหน้าที่จัดเก็บและให้บริการไฟล์ข้อมูลและทรัพยากรอื่นๆ กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ใน เครือข่าย โดยปกติคอมพิวเตอร์ที่นำมาใช้เป็นเซิร์ฟเวอร์มักจะเป็นเครื่องที่มีสมรรถนะสูง และมีฮาร์ดดิสก์ความจำสูงกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ในเครือข่าย

ไคลเอนต์ (Client)

หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เครื่องลูกข่าย เป็นคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายที่ร้องขอ บริการและเข้าถึงไฟล์ข้อมูลที่จัดเก็บในเซิร์ฟเวอร์ หรือพูดง่าย ๆ ก็คือ ไคลเอนต์ เป็นคอมพิวเตอร์ ของผู้ใช้แต่ละคนในระบบเครือข่าย

ฮับ (HUB) หรือ เรียก รีพีตเตอร์ (Repeater)

คืออุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อกลุ่มคอมพิวเตอร์ ฮับ มีหน้าที่รับส่งเฟรมข้อมูลทุกเฟรมที่ได้รับจากพอร์ตใดพอร์ตหนึ่ง ไปยังพอร์ตที่เหลือ คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับฮับจะแชร์แบนด์วิธหรืออัตราข้อมูลของเครือข่าย เพราะฉะนั้นถ้ามีคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อมากจะทำให้อัตราการส่งข้อมูลลดลง

เน็ตเวิร์ค สวิตช์ (Switch)

คืออุปกรณ์เครือข่ายที่ทำหน้าที่ในเลเยอร์ที่ 2 และทำหน้าที่ส่งข้อมูลที่ได้รับมาจากพอร์ตหนึ่งไปยังพอร์ตเฉพาะที่เป็นปลายทางเท่านั้น และทำให้คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตที่เหลือส่งข้อมูลถึงกันในเวลาเดียวกัน ดังนั้น อัตราการรับส่งข้อมูลหรือแบนด์วิธจึงไม่ขึ้นอยู่กับคอมพิวเตอร์

ปัจจุบันนิยมเชื่อมต่อแบบนี้มากกว่าฮับเพราะลดปัญหาการชนกันของข้อมูล

เราต์เตอร์ (Router)

เป็นอุปรณ์ที่ทำหน้าที่ในเลเยอร์ที่ 3 เราท์เตอร์จะอ่านที่อยู่ (Address) ของสถานีปลายทางที่ส่วนหัว (Header) ข้อแพ็กเก็ตข้อมูล เพื่อที่จะกำหนดและส่งแพ็กเก็ตต่อไป เราท์เตอร์จะมีตัวจัดเส้นทางในแพ็กเก็ต เรียกว่า เราติ้งเทเบิ้ล (Routing Table) หรือตารางจัดเส้นทางนอกจากนี้ยังส่งข้อมูลไปยังเครือข่ายที่ให้โพรโทคอลต่างกันได้ เช่น IP (Internet Protocol) , IPX (Internet Package Exchange) และ AppleTalk นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่นได้ เช่น เครือข่ายอินเทอร์เน็ต

บริดจ์ (Bridge)

เป็นอุปกรณ์ที่มักจะใช้ในการเชื่อมต่อวงแลน (LAN Segments) เข้าด้วยกัน ทำให้สามารถขยายขอบเขตของ LAN ออกไปได้เรื่อยๆ โดยที่ประสิทธิภาพรวมของระบบ ไม่ลดลงมากนัก เนื่องจากการติดต่อของเครื่องที่อยู่ในเซกเมนต์เดียวกันจะไม่ถูกส่งผ่าน ไปรบกวนการจราจรของเซกเมนต์อื่น และเนื่องจากบริดจ์เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ในระดับ Data Link Layer จึงทำให้สามารถใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายที่แตกต่างกันในระดับ Physical และ Data Link ได้ เช่น ระหว่าง Eternet กับ Token Ring เป็นต้น

บริดจ์ มักจะถูกใช้ในการเชื่อมเครือข่ายย่อย ๆ ในองค์กรเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายใหญ่ เพียงเครือข่ายเดียว เพื่อให้เครือข่ายย่อยๆ เหล่านั้นสามารถติดต่อกับเครือข่ายย่อยอื่นๆ ได้

เกตเวย์ (Gateway)

เป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่เชื่อมต่อเครือข่ายต่างประเภทเข้าด้วยกัน เช่น การใช้เกตเวย์ในการเชื่อมต่อเครือข่าย ที่เป็นคอมพิวเตอร์ประเภทพีซี (PC) เข้ากับคอมพิวเตอร์ประเภทแมคอินทอช (MAC) เป็นต้น

--------------------------------------------

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (TOPOLOGY)

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์มี 5 ประเภท

1. แบบบัส (Bus topology)

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบบัส จะประกอบด้วย สายส่งข้อมูลหลัก ที่ใช้ส่งข้อมูลภายในเครือข่าย เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง จะเชื่อมต่อเข้ากับสายข้อมูลผ่านจุดเชื่อมต่อ เมื่อมีการส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลายเครื่องพร้อมกัน จะมีสัญญาณข้อมูลส่งไปบนสายเคเบิ้ล และมีการแบ่งเวลาการใช้สายเคเบิ้ลแต่ละเครื่อง

ข้อดี

- ใช้สื่อนำข้อมูลน้อย ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่าย

- ถ้าเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งเสียก็จะไม่ส่งผลต่อการทำงานของระบบโดยรวม

ข้อเสีย

- การตรวจจุดที่มีปัญหา กระทำได้ค่อนข้างยาก และถ้ามีจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย

มากเกินไป จะมีการส่งข้อมูลชนกันมากจนเป็นปัญหา

2. แบบวงแหวน (Ring topology)

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน มีการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์โดยที่แต่ละการเชื่อมต่อจะมีลักษณะเป็นวงกลม การส่งข้อมูลภายในเครือข่ายนี้ก็จะเป็นวงกลมด้วยเช่นกัน

ทิศทางการส่งข้อมูลจะเป็นทิศทางเดียวกันเสมอ จากเครื่องหนึ่งจนถึงปลายทาง

ในกรณีที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งขัดข้อง การส่งข้อมูลภายในเครือข่ายชนิดนี้

จะไม่สามารถทำงานต่อไปได้

ข้อดี

- ใช้สายเคเบิ้ลน้อย

- ถ้าตัดเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เสียออกจากระบบ ก็จะไม่ส่งผลต่อการทำงานของระบบเครือข่ายนี้ และจะไม่มีการชนกันของข้อมูลที่แต่ละเครื่องส่ง

3. แบบดาว (Star topology)

โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบดาว ภายในเครือข่ายคอมพิวเตอร์จะต้องมีจุกศูนย์กลาง

ในการควบคุมการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ หรือ ฮับ (hub) การสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ต่างๆ

จะสื่อสารผ่านฮับก่อนที่จะส่งข้อมูลไปสู่เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ข้อดี

- ถ้าต้องการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ก็สามารถทำได้ง่ายและไม่กระทบต่อเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นๆ ในระบบ

ข้อเสีย

- ค่าใช้จ่ายในการใช้สายเคเบิ้ลจะค่อนข้างสูง และเมื่อฮับไม่ทำงาน การสื่อสารของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบก็จะหยุดตามไปด้วย

4.แบบต้นไม้ (Tree Topology)

มีลักษณะเชื่อมโยงคล้ายกับโครงสร้างแบบดาวแต่จะมีโครงสร้างแบบต้นไม้ โดยมีสายนำสัญญาณแยกออกไปเป็นแบบกิ่งไม่เป็นวงรอบ โครงสร้างแบบนี้จะเหมาะกับการประมวลผลแบบกลุ่มจะประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับต่างๆกันอยู่หลายเครื่องแล้วต่อกันเป็นชั้น ๆ ดูราวกับแผนภาพองค์กร แต่ละกลุ่มจะมีโหนดแม่ละโหนดลูกในกลุ่มนั้นที่มีการสัมพันธ์กัน การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่นๆได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม และรับส่งข้อมูลเดียวกัน ดังนั้นในแต่ละกลุ่มจะส่งข้อมูลได้ทีละสถานีโดยไม่ส่งพร้อมกัน

ข้อดี

- มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูง โปรแกรมที่ใช้ในการควบคุมการสื่อสารก็เป็นแบบพื้นฐานไม่ซับซ้อนมากนัก

- สามารถรับส่งข้อมูลได้ปริมาณมากและไม่มีปัญหาเรื่องการจัดการการจราจรในสื่อส่งข้อมูลไม่เหมือนกับแบบที่ใช้สื่อส่งข้อมูลร่วมกัน

- มีความทนทานต่อความเสียหายเมื่อสื่อส่งข้อมูลหรือสายใดสายหนึ่งเสียหายใช้การไม่ได้ ไม่ส่งผลต่อระบบเครือข่ายโดยรวม แต่เกิดเสียหายเฉพาะเครื่องต้นสายและปลายสายเท่านั้น

- ระบบเครือข่ายมีความปลอดภัยหรือมีความเป็นส่วนตัว เมื่อข่าวสารถูกรับส่งโดยใช้สายเฉพาะระหว่าง 2 เครื่องเท่านั้น เครื่องอื่นไม่สามารถเข้าไปใช้สายร่วมด้วย

- เนื่องจากโทโพโลยีแบบสมบูรณ์เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ทำให้เราสามารถแยกหรือระบุเครื่องหรือสายที่เสียหายได้ทันที ช่วยให้ผู้ดูแลระบบแก้ไขข้อผิดพราดหรือจุดที่เสียหายได้ง่าย

ข้อเสีย

- จำนวนสายที่ใช้ต้องมีจำนวนมากและอินพุด / เอาต์พุตพอร์ต (i / o port ) ต้องใช้จำนวนมากเช่นกัน เพราะแต่ละเครื่องต้องต่อเชื่อมไปยังทุก ๆ เครื่องทำให้การติดตั้งหรือแก้ไขระบบทำได้ยาก

- สายที่ใช้มีจำนวนมาก ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่ในการเดินสาย

- เนื่องจากอุปกรณ์ต้องการใช้อินพุด / เอาต์พุตพอร์ตจำนวนมาก ดังนั้นราคาของอุปกรณ์ต่อเชื่อมจึงมีราคาแพงและจากข้อเสียข้างต้นทำให้โทโพโลยีแบบสมบูรณ์จึงถูกทำไปใช้ค่อนข้างอยู่ในวงแคบ

5.แบบผสม (Hybrid Network)

คือ เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานกันทั้งแบบดาว,วงแหวน และบัส เช่น วิทยาเขตขนาดเล็กที่มีหลายอาคาร เครือข่ายของแต่ละอาคารอาจใช้แบบบัสเชื่อมต่อกับอาคารอื่นๆที่ใช้แบบดาว และแบบวงแหวน

--------------------------------------------

ประโยชน์ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์