เครือข่ายคอมพิวเตอร์คืออะไร?

คอมพิวเตอร์สมัยใหม่เป็นสิ่งมหัศจรรย์ทางเทคโนโลยี พวกเขาทำงานบนเวเฟอร์ซิลิคอนขนาดเล็ก แต่ละชิ้นสลักด้วยการออกแบบที่เล็กพอที่จะต้องวัดเป็นนาโนเมตร สามารถถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมหาศาลได้ในพริบตา ในขณะที่ข้อมูลที่มีอยู่เต็มห้องเมื่อไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาสามารถบรรจุไว้ในมือคุณได้แล้ว เท่าที่เครื่องเหล่านี้สามารถทำได้ สำหรับผู้ใช้ทั่วไป คอมพิวเตอร์ในตัวเองค่อนข้างจำกัด สิ่งสำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ติ๊กคือการเชื่อมต่อเครือข่ายโดยเฉพาะกับอินเทอร์เน็ต

เครือข่ายคืออะไร?

เครือข่ายคือกลุ่มของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่นๆ ที่สามารถสื่อสารร่วมกันในระบบที่ใช้ร่วมกันแต่โดยพื้นฐานแล้วเป็นระบบปิด เครือข่ายเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อได้ ทำให้สามารถแบ่งปันข้อมูลได้ไกลยิ่งขึ้น อินเทอร์เน็ตเป็นการแสดงออกถึงที่สุดของสิ่งนี้ เป็นผลจากการเชื่อมต่อของเครือข่ายมากมายทั่วโลก

คุณสามารถมีอุปกรณ์ของผู้ใช้ เช่น คอมพิวเตอร์ แล็ปท็อป หรือสมาร์ทโฟนภายในเครือข่าย คุณยังสามารถมีอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น เครื่องพิมพ์ อุปกรณ์สมาร์ทโฮม และไฟล์เซิร์ฟเวอร์ ไฟล์เซิร์ฟเวอร์สามารถให้บริการแอปพลิเคชันขนาดใหญ่และซับซ้อนที่เปิดใช้งานเว็บเพจ

เค้าโครงทั่วไปสำหรับเครือข่ายในบ้านมีไว้สำหรับให้อุปกรณ์แต่ละเครื่องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เครือข่ายเฉพาะที่เรียกว่าเราเตอร์ เราเตอร์กำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูลภายในเครือข่าย นอกจากนี้ยังอยู่บนขอบเขตของเครือข่ายและสามารถสื่อสารกับเครือข่ายอื่นได้หากเชื่อมต่อ หากเครือข่ายเหล่านั้นเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต ทุกโฮสต์บนเครือข่ายในบ้านจะสามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้

อาจมีเครือข่าย "เล็กกว่า" จำนวนมากที่มีอุปกรณ์ผู้ใช้ขนาดใหญ่ในเครือข่ายขนาดใหญ่ที่อาจพบได้ในสภาพแวดล้อมขององค์กร สิ่งเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายแบ็คโบนซึ่งอาจมีเฉพาะเราเตอร์หรืออาจมีเซิร์ฟเวอร์ด้วย

การเชื่อมต่อเครือข่าย

การเชื่อมต่อเครือข่ายต้องมีมาตรฐานการเชื่อมต่อบางรูปแบบ ในเครือข่ายสมัยใหม่ อุปกรณ์ส่วนใหญ่เชื่อมต่อผ่านอีเทอร์เน็ตหรือ Wi-Fi อีเธอร์เน็ตเป็นมาตรฐานแบบใช้สายโดยใช้สายไฟฟ้า Wi-Fi เป็นมาตรฐานไร้สายที่ใช้คลื่นวิทยุในการสื่อสาร การเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติกยังเป็นมาตรฐานที่สมเหตุสมผล แม้ว่าส่วนใหญ่จะอยู่ในสภาพแวดล้อมความเร็วสูง เช่น ศูนย์ข้อมูล เนื่องจากมีข้อจำกัดด้านแบนด์วิธที่สูงกว่า การเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติกเข้ารหัสข้อมูลในสัญญาณเลเซอร์ที่ส่งลงมาตามสายแก้วบางๆ ด้วยการหักเห แสงจึงติดอยู่ภายในเส้นใย

มีตัวเลือกอื่นๆ มากมาย รวมถึงการใช้สัญญาณไมโครเวฟเพื่อสื่อสารกับดาวเทียมจีโอซิงโครนัส การเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดสามารถทำงานได้โดยใช้แสงที่มองเห็นหรือมองไม่เห็นหากมีแนวสายตาโดยตรง มีเรื่องตลกแม้กระทั่ง April Fools มาตรฐานสำหรับ "IP over Avian Carriers" กำหนดมาตรฐานวิธีการสื่อสารผ่านนกพิราบพาหะ แม้ว่าเราจะไม่แนะนำให้ใช้สิ่งนี้

ข้อพิจารณา

การกำหนดเส้นทางทราฟฟิกผ่านเครือข่ายเดียวจำเป็นต้องออกแบบระบบการระบุที่อยู่ที่สามารถระบุแต่ละโฮสต์ได้ กระบวนการนี้จะยิ่งซับซ้อนมากขึ้นเมื่อต้องจัดการกับกลุ่มเครือข่าย โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางอนุญาตให้เราเตอร์สื่อสารระหว่างกันเพื่อแจ้งให้ผู้อื่นทราบว่าพวกเขาสามารถกำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูลไปยังตำแหน่งอื่นได้

บางครั้งคุณอาจพอใจกับการส่งข้อมูลเป็นข้อความธรรมดา ซึ่งหมายความว่าใครก็ตามที่อยู่ในตำแหน่งที่สามารถสกัดกั้นข้อมูลสามารถระบุได้เล็กน้อยว่าสิ่งใดถูกส่งไป หากพวกเขาสกัดกั้นข้อมูลแบบเรียลไทม์ พวกเขาสามารถแก้ไขได้ตามต้องการ สำหรับข้อมูลที่ละเอียดอ่อนมากขึ้น จำเป็นต้องมีการรักษาความปลอดภัย โปรโตคอลการเข้ารหัสช่วยให้อุปกรณ์สองเครื่องสามารถเจรจาการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยระหว่างกันได้ แม้ว่าอุปกรณ์ที่สื่อสารกันจะไม่สามารถเชื่อถือได้ก็ตาม

การเข้ารหัสยังมีประโยชน์หากคุณต้องการตั้งค่าเครือข่ายที่เชื่อมต่ออุปกรณ์โดยตรง VPN หรือ Virtual Private Network ช่วยให้คุณตั้งค่าการเชื่อมต่อที่เข้ารหัสระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง จากนั้นพวกเขาสามารถสื่อสารผ่านลิงก์นี้ราวกับว่าเป็นการเชื่อมต่อเดียวแทนที่จะเป็นการเชื่อมต่อหลายชุด นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อเครือข่ายขนาดใหญ่ได้แม้ว่าระยะทางไกลจะแยกจากกันก็ตาม

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ

แบนด์วิดท์โดยทั่วไปเป็นตัวเลขที่มีการอ้างถึงมากที่สุดเมื่อพูดถึงประสิทธิภาพของเครือข่าย โดยทั่วไปก็สมเหตุสมผล ยิ่งสามารถส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายได้มากเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น ในบางกรณี สถานะอื่นซึ่งก็คือเวลาแฝงมีความสำคัญเท่ากันหรือมากกว่า ความหน่วงคือการวัดความล่าช้า โดยปกติแล้ว จะวัดระยะเวลาที่ใช้ในการส่งข้อความขนาดเล็กจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง

อย่างไรก็ตาม การพิจารณาแบนด์วิธและเวลาแฝงเมื่อต้องรับมือกับข้อมูลจำนวนมากก็คุ้มค่าเช่นกัน รถยนต์ที่เต็มไปด้วยฮาร์ดไดรฟ์สามารถขนส่งข้อมูลจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว แม้ว่าเวลาแฝงจะต่ำ แต่ "เวลาในการส่งข้อมูล" โดยรวมอาจมีประสิทธิภาพดีกว่าความเร็วอินเทอร์เน็ตอย่างมาก สิ่งนี้นำไปสู่วลีที่ว่า “อย่าประเมินแบนด์วิธของรถบรรทุกที่เต็มไปด้วยฮาร์ดไดรฟ์ต่ำเกินไป” การรัดการ์ด microSD ยังแสดงให้เห็นถึงผลกระทบนี้ต่อนกพิราบพาหะ อย่างไรก็ตาม มีการร้องเรียนว่าสิ่งนี้ไม่เป็นไปตามมาตรฐานเรื่องตลกที่กล่าวถึงข้างต้น ซึ่งเป็นเพียงกระดาษโน้ตมาตรฐานเท่านั้น

คุณภาพของบริการ ความแออัดของเครือข่าย และความยืดหยุ่นของเครือข่ายเป็นปัญหาสำหรับผู้ให้บริการเครือข่ายมากกว่าผู้ใช้ตามบ้าน แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วแบนด์วิธจะดี แต่การบริการที่มีคุณภาพต่ำอาจนำไปสู่ปัญหาเครือข่ายในช่วงเวลาสำคัญ สื่อรับส่งข้อมูล เช่น สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตมีข้อจำกัดว่าสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้มากน้อยเพียงใดในหน่วยเวลาที่กำหนด หากมีทราฟฟิกพุ่งสูง การเชื่อมต่ออาจโอเวอร์โหลด ส่งผลต่อบริการของทุกคน ในบางครั้ง ฮาร์ดแวร์และระบบอาจล้มเหลวได้ ระบบที่ยืดหยุ่นสามารถจัดการกับความล้มเหลวบางอย่างได้โดยไม่เกิดการหยุดชะงักครั้งใหญ่

บทสรุป

เครือข่ายคือชุดของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อ เครือข่ายโดยทั่วไปเป็นแบบโลคัล แม้ว่าเครือข่ายเสมือนสามารถกำหนดค่าผ่านเครือข่ายที่กว้างขวางกว่า เพื่อให้ดูเหมือนว่าสองเครือข่ายที่อยู่ห่างไกลกันนั้นเกี่ยวข้องกันโดยตรง เครือข่ายจำเป็นต้องมีชุดของมาตรฐานทางกายภาพและทางตรรกะเพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสาร แม้ว่าการกำหนดค่าเครือข่ายบางอย่างจะดำเนินการแบบเฉพาะกิจ แต่ส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับเราเตอร์ เราเตอร์เป็นทั้งจุดศูนย์กลางและขอบของเครือข่าย อุปกรณ์ทั้งหมดบนเครือข่ายสามารถสื่อสารกันได้ แม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อโดยตรงก็ตาม จากนั้นเราเตอร์อาจให้การเข้าถึงเครือข่ายอื่น ซึ่งโดยทั่วไปคืออินเทอร์เน็ต