ระบบการสื่อสารข้อมูล (data communication system) เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่มีการส่งผ่านข้อมูลทางระบบสายส่ง เช่นสายโทรศัพท์หรือเคเบิล และเริ่มมีการพัฒนาขึ้นในช่วงกลางทศวรรคที่ 60 ในยุคเริ่มแรกของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายแบบรวมศูนย์หรือที่เรียกว่า Centralized data processing กล่าวคือ มีการรวมทุกสิ่งทุกอย่างของระบบเอาไว้ที่ส่วนกลางไม่ว่าจะเป็น ซอฟต์แวร์, ฮาร์ดแวร์ และการประมวลผล แต่ระบบเช่นนี้ไม่สะดวกและขาดประสิทธิภาพ ทั้งนี้เนื่องจากข้อมูลที่ ป้อนเข้าระบบทั้งหมดจะต้องนำมาส่งยังส่วนกลางเพื่อการประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์กลาง

ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาเทคโนโลยีมากขึ้นจึงมีการต่อเชื่อม terminal เข้ากับคอมพิวเตอร์ส่วนกลางผ่านสายส่ง และเรียกว่าระบบ teleprocessing ทำให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงคอมพิวเตอร์กลางได้จากสถานที่ไกล ๆ หรือกระทั่งอยู่ต่างเมืองกัน อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าจะสามารถเข้าถึงคอมพิวเตอร์กลางได้จากที่อื่น แต่การประมวลผลทั้งหมดยังคงต้องทำที่คอมพิวเตอร์กลาง

ในระหว่างปี 1970 ธุรกิจต่าง ๆ เริ่มมีการใช้คอมพิวเตอร์ชนิด minicomputer ซึ่งเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์กลาง และภายในระบบของ minicomputer เองก็มีการใช้คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่สามารถประมวลด้วยตัวของมันเองได้เช่นกัน อย่างไรก็ดีถ้ามีการทำงานบางอย่างยังคงต้องอาศัยคอมพิวเตอร์กลาง ระบบที่กล่าวนี้เรียกว่า distributed data processing จะเห็นได้ว่าการทำงานของระบบมีลักษณะคล้ายกับระบบ teleprocessing เพียงแต่ในระบบนี้สามารถประมวลผลเองได้ด้วย มีการประยุกต์ใช้ในระบบ distributes data processing กันมากในวงการธุรกิจหรือองค์กรที่มีสาขาหลาย ๆ สาขา

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่เกิดขึ้นเมื่อมีการคิดค้นระบบการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) เข้าด้วยกันเป็นเครือข่าย ระบบการเชื่อมต่อของคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าเครือข่าย (Network) คือระบบคอมพิวเตอร์ที่มีการใช้อุปกรณ์สื่อสารเพื่อการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตั้งแต่สองเครื่องเข้าด้วยกัน ระบบ distributed data processing เป็นระบบเครือข่ายแบบหนึ่ง แต่สิ่งที่เป็นที่ต้องการขององค์กรธุรกิจในปัจจุบันนี้คือระบบเครือข่ายในแบบที่เรียกว่า LAN (Local Area Network) ซึ่งเป็นระบบที่ได้รับการออกแบบให้สามารถใช้ข้อมูลและทรัพยากรอื่น ๆ ภายในระบบของผู้ใช้หลาย ๆ คนร่วมกันภายในสำนักงานหรืออาคาร ในหัวข้อต่อ ๆ ไปจะได้กล่าวถึงการเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายอีกครั้งหนึ่ง

ในปัจจุบัน ระบบเครื่อข่าย LAN ได้ขยายตัวต่อกัน เข้าเป็นเครือข่ายของระบบเครือข่าย และ เชื่อมโยงสู่ภายนอก กลายเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ และ เชื่อมโยงกับ เครือข่าย Internet ทำให้เกิดประโยชน์ ยึ่งขึ้น ไม่ว่ารูปแบบการต่อเชื่อมคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายแบบใดก็ตาม เราก็จะได้รับประโยชน์จากการใช้เครือข่าย ได้แก่

1. ความสามารถในการเข้าถึงโปรแกรมและข้อมูลได้หลายคนพร้อมกัน พนักงานหรือเจ้าหน้าที่ในองค์กรหนึ่งก็มีความจำเป็นจะต้องใช้ข้อมูลเดียวกันในเวลาเดียวกันอยู่เสมอ ดังนั้นการใช้ระบบเครือข่ายที่สามารถให้ใช้แฟ้มข้อมูลหรือโปรแกรมร่วมกันได้ก็จะสามารถควบคุมให้ข้อมูลมีความถูกต้องได้ดีกว่าการที่ผู้ใช้แต่ละคนมีแฟ้มข้อมูลชุดเดียวกันแยกต่างหากกัน เพราะจะทำให้เราสามารถใช้ผู้จัดการระบบเพียงคนเดียว (หรือคนกลุ่มเดียว) เป็นผู้ควบคุมการใช้และตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลได้จากจุด ๆ เดียว ทุก ๆ คนที่ใช้ข้อมูลก็จะได้รับสารสนเทศจากข้อมูลชุดเดียวกันเสมอ
2. ความสามารถในการใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อร่วมกันได้ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นระบบเครือข่าย ทำให้ผู้ใช้งานระบบสามารถใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อบางอย่างร่วมกันได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์ที่มีราคาสูงมาก ๆ เช่นเครื่องพิมพ์สีคุณภาพสูง ๆ หรือเครื่องสแกนภาพ ทำให้ประหยัดงบประมาณการลงทุนได้มาก
3. การสื่อสารภายในองค์กรดีขึ้น การใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ในองค์กรทำให้เราสามารถใช้ระบบติดต่อสื่อสารที่เรียกว่า ไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ (E-mail) ซึ่งนอกจากเราจะสามารถส่งข้อความถึงกันได้แล้ว เรายังสามารถส่งเอกสารที่เป็นรูปภาพถึงกันได้ด้วย นอกจากนี้ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีในปัจจุบันเรายังสามารถใช้เครือข่ายเพื่อการประชุมทางไกล (Teleconference) โดยที่ผู้ร่วมประชุมไม่จำเป็นต้องมาอยู่ในห้องประชุมเดียวกัน
4. ช่วยในการทำสำเนาเพื่อสำรองข้อมูลสามารถทำได้ง่ายขึ้น เนื่องจากข้อมูลภายในองค์กรมีความสำคัญต่อการดำเนินการกิจกรรมต่าง ๆ ขององค์กร ดังนั้น การทำสำเนาข้อมูลเพื่อใช้เป็นข้อมูลสำรองจึงมีความสำคัญต่อองค์กรมาก ดังที่กล่าวในข้อ 1 แล้วว่าการใช้เครือข่ายทำให้เราสามารถมีข้อมูลเพียงชุดเดียวเพื่อใช้งานร่วมกันทั้งองค์กร ดังนั้นการคัดลอกข้อมูลเพื่อทำสำเนาจึงสามารถทำได้จากข้อมูลชุดเดียวนี้ก็เป็นการเพียงพอ

หัวข้อต่อไปจะได้กล่าวถึงอุปกรณ์ของระบบสื่อสาร เพื่อให้เรามองเห็นภาพโดยรวมในการทำ งานร่วมกันของอุปกรณ์ต่าง ๆ

การส่งข่าวสารหรือข้อมูลจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งเราจำต้องใช้อุปกรณ์พื้นฐานของระบบสื่อสาร คือ

1. อุปกรณ์ส่งข่าวสาร
2. สายส่งข่าวสาร
3. อุปกรณ์รับข่าวสาร

ตัวอย่างของอุปกรณ์ทั้งสามข้างบนนี้ คือ เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องส่งข่าวสาร, ระบบสายส่งโทรศัพท์ และ เครื่องคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งที่ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์รับข่าวสาร อย่างไรก็ตามอาจเป็นสิ่งอื่น ๆ ได้อีกมาก ปกติแล้วการติดต่อสื่อสารโดยผ่านทางสายส่งโทรศัพท์ทั่วไปดังที่กล่าวนี้จะต้องใช้อุปกรณ์อีกตัวหนึ่งเพื่อทำหน้าที่เปลี่ยนข้อมูลของคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณที่สามารถส่งผ่านได้ทางระบบสายส่งโทรศัพท์และสามารถเปลี่ยนสัญญาณที่รับมาจากสายส่งโทรศัพท์ให้เป็นข้อมูลที่คอมพิวเตอร์ที่อยู่ทางด้านรับข้อมูลสามารถเข้าใจได้ เช่นการใช้ โมเด็ม (Modem) ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป

ในระบบคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ๆ อาจจะประกอบด้วยอุปกรณ์พิเศษเพื่อใช้เป็นตัวจัดการการเชื่อมต่อหรือการติดต่อสื่อสาร เรียกว่า Front-end processor ซึ่งปกติก็จะเป็นคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่ง เพื่อทำหน้าที่ในการสื่อสารหรือตรวจจับข้อผิดพลาดของการส่งผ่านข้อมูลแทนคอมพิวเตอร์กลาง เพื่อให้คอมพิวเตอร์กลางมีเวลาในการประมวลผลตามคำสั่งโปรแกรมประยุกต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเต็มที่

การส่งผ่านข้อมูลระหว่างอุปกรณ์รับ-ส่งอาจแบ่งออกได้เป็นแบบ simplex, half duplex และ full-duplex ขึ้นอยู่กับการอนุญาตให้มีการส่งผ่านในทิศทางการส่ง-รับอย่างไร

• Simplex transmission เป็นการส่งผ่านข้อมูลที่สามารถทำได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น ตัวอย่าง เช่นการส่งสัญญาณโทรทัศน์จากสถานีส่งมายังเครื่องรับ
• Half-duplex transmission เป็นการส่งผ่านข้อมูลได้สองทิศทางทั้งไปและกลับ แต่เป็นการส่งผ่านได้ในทิศทางหนึ่ง ณ เวลาหนึ่งเท่านั้น เช่นการส่งสัญญาณของวิทยุสมัครเล่น หรือระบบเครื่องฝาก-ถอนเงินอัตโนมัติของธนาคาร
• Full-duplex transmission เป็นการส่งผ่านข้อมูลได้ทั้งสองทิศทางในเวลาเดียวกัน เช่น ระบบโทรศัพท์

การส่งข้อมูลด้วยการส่งเป็นสัญญาณ digital นั้นเป็นการใช้สัญญาณในแบบเดียวกับที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตามสื่อกลางหรือตัวนำสัญญาณทั้งหลายที่มีใช้อยู่อย่างแพร่หลายไม่ได้ออกแบบมาสำหรับระบบสัญญาณ digital อุปกรณ์สื่อสารต่าง ๆ เช่น ระบบสายส่งโทรศัพท์, สายเคเบิลและวงจรไมโครเวฟ เป็นระบบที่เป็นแบบ analog ในทางปฏิบัติแล้วการสื่อสารข้อมูลที่สะดวกที่สุดคือการใช้ระบบสายส่งต่าง ๆ ที่มีอยู่แล้ว ซึ่งจำเป็นจะต้องเปลี่ยนสัญญาณ digital ในเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็นสัญญาณแบบ analog เสียก่อน การเปลี่ยนแปลงจากสัญญาณแบบ digital ให้เป็นสัญญาณแบบ analog นั้นปกติเรียกว่า modulation และการเปลี่ยนกลับให้เป็นสัญญาณแบบ digital เรียกว่า demodulation และการทำเช่นนี้ได้เราจะต้องใช้เครื่องมือที่เรียกว่า modem (Modulator – Demodulator) ในการเปลี่ยนกลับไป-มาระหว่างสัญญาณแบบ digital และสัญญาณแบบ analog โมเด็มรุ่นใหม่ ๆ ที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์สามารถใช้เป็นเครื่อง Fax ได้ในตัวด้วยการใช้โปรแกรมพิเศษ โมเด็มแบบนี้เรียกว่า Fax Modem

การใช้สายส่งโทรศัพท์ระบบ digital การใช้ระบบสายส่งโทรศัพท์แบบ analog ด้วยการใช้โมเด็มดังกล่าวมาข้างต้นนี้มีข้อจำกัดความเร็วอยู่ที่ 56 Kbps ทั้ง ๆ ที่โดยทั่วไปแล้วการสื่อสารกันภายในระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เองนั้นทำได้ที่ความเร็ว 10 Mbps หรือสูงกว่า ดังนั้นในปัจจุบันนี้จึงมีการติดตั้งระบบสายส่งความเร็วสูงแบบ digital ขึ้นใช้งานในระบบโทรศัพท์ ทำให้การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ที่ต้องใช้ระบบสายส่งโทรศัพท์ digital ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนสัญญาณให้อยู่ในรูป analog ก่อนการส่งออก และยังทำได้ที่ระดับความเร็วสูงกว่ามาก เพียงแต่ต้องใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์พิเศษเพื่อจัดรูปแบบของสัญญาณให้เหมาะสมกับการส่งหรือรับเท่านั้น

ระบบบริการ digital ที่เป็นที่นิยมใช้โดยทั่วไปคือระบบ ISDN (Integrated services digital network) ปกติแล้วระบบ ISDN ที่กล่าวถึงกันโดยทั่วไปนั้นเป็นระบบที่เรียกว่า Basic rate ISDN (BRI) ซึ่งเป็นระบบที่สามารถบริการช่องสัญญาณสื่อสารได้ 3 ช่องสัญญาณในสายส่งสัญญาณเดียว คือ เป็นช่องสัญญาณข้อมูล 2 ช่องที่ขนาดความเร็ว 64 และ 56 Kbps และช่องสัญญาณควบคุมที่ความเร็ว 19 Kbps อีกหนึ่งช่อง ดังนั้นในขณะที่เราใช้ช่องสัญญาณเพื่อพูดโทรศัพท์อยู่นั้นเราก็สามารถส่งข้อมูลอื่น ๆ เช่น Fax ได้ในเวลาเดียวกันนั้น นอกจากนี้ระบบ ISDN ยังสามารถใช้เป็นช่องสัญญาณเดียวที่ความเร็ว 128 Kbps ได้ด้วย การใช้การสื่อสาร ISDN ที่ต้องการต่อเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายนั้นก็ต้องอาศัยอุปกรณ์เชื่อมต่อที่เรียกว่า ISDN Adapter ระบบบริการ ISDN ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าที่กล่าวมาแล้วนี้แบบหนึ่ง คือ ระบบที่เรียกว่า Primary rate ISDN หรือ PRI ระบบบริการ PRI สามารถส่งสัญญาณได้ 24 ช่องที่ความเร็วของแต่ละช่องเป็น 64 Kbps ดังนั้นความเร็วรวมทั้งช่องสัญญาณคือ 1.544 Mbps ระดับความกว้างของช่องส่งสัญญาณระดับนี้เรียกว่า T1 ระบบบริการบางแห่งสามารถให้บริการในระบบ ISDN ที่เรียกว่า T3 ซี่งมีช่องสัญญาณสูงถึง 672 ช่องสัญญาณที่แต่ละช่องสัญญาณมีความเร็ว 64 Kbps

นอกจากระบบบริการ ISDN ดังกล่าวแล้ว ยังมีระบบบริการสื่อสาร digital แบบอื่น ๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า ISDN อีกหลายประเภท เช่น ระบบบริการ Digital Subscriber Line (DSL) ที่มีความเร็วในการสื่อสารสูงถึง 52 Mbps ระบบ DSL นี้แบ่งเป็นประเภทย่อย ๆ อีกหลายประเภท เช่น Asymmetrical DSL (ADSL), ระบบ Rate adaptive DSL (RADSL), ระบบ High-bit-rate DSL (HDSL), ระบบ ISDN DSL (IDSL), ระบบ Symmetrical DSL (SDSL) และระบบ Very-high-rate DSL (VDSL)

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) เป็นบริการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงโดยใช้คู่สายของโทรศัพท์พื้นฐาน ADSL ทำให้สามารถรับส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง เหมาะกับการใช้งานอินเทอร์เน็ตความเร็วสูง โดยให้บริการความเร็วในการรับข้อมูล (Downstream) ที่ 2 Mbps และการส่งข้อมูล (Upstream) ที่ 512 Kbps และระหว่างใช้ Internet สามารถใช้โทรศัพท์ได้ด้วยในเวลาเดียวกัน ซึ่งเร็วกว่าการใช้งาน Analog Modem หลายเท่า

สายส่งโทรศัพท์เป็นช่องทางการส่งที่ดูจะมีความสะดวกเนื่องจากระบบสายส่งโทรศัพท์ได้รับการวางเครือข่ายไว้อย่างกว้างขวางอยู่แล้ว อย่างไรก็ตามก็ยังมีทางเลือกอื่น ๆ ในการใช้สายส่งอื่น ๆ ในการส่งผ่านข้อมูล

Wire pairs หรือ twisted pair ทำด้วยสายทองแดงหุ้มฉนวน บิดเป็นเกลียว เป็นสายส่งข้อมูลที่นิยมใช้กันมาก มีราคาถูกและติดตั้งง่าย อย่างไรก็ตามสายส่งแบบนี้ จะถูกรบกวนด้วยสัญญาณรบกวนอื่น ๆ ได้ง่าย ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงกว่าสายโทรศัพท์

สาย Coaxial ประกอบด้วยสายตัวนำอยู่ภายในแกนกลางของสายและถูกห่อหุ้มด้วยฉนวนและเปลือกป้องกันการรบกวนอีกชั้น สาย Coaxial สามารถติดตั้งโดยการผังดินหรือเดินใต้น้ำได้ และสามารถส่งผ่านข้อมูลได้เร็วกว่าสาย wire pair มาก

Fiber Optics คือเส้นใยแก้วขนาดเล็ก ๆ ซึ่งสามารถนำแสงได้ ใช้สัญญาณแสงส่งข้อมูล สามารถส่งผ่านสัญญาณของข้อมูลได้ครั้งละจำนวนมาก กว่าสายส่งแบบอื่นๆ อีกทั้งสามารถรองรับสัญญาณที่มีช่วงความถี่กว้างกว่ามาก (ช่วงกว้างของความถี่ที่สามารถส่งผ่านได้เรียกว่า band-width) ไม่เกิดการรบกวนเนื่องจากสัญญาณทางไฟฟ้า และ ไม่เกิดการกัดกร่อนของโลหะ แต่การเชื่อมต่อระหว่างสายทำได้ยาก เกิดการสูญเสียของสัญญาณที่จุดต่อได้ง่าย และ อาจหักภายใน

Microwave ระบบการส่งผ่านข้อมูลอีกแบบที่เป็นที่นิยมคือการส่งโดยการใช้ Microwave ซึ่งเรียกว่าการส่งผ่านข้อมูลแบบ line-of-sight ทั้งนี้เนื่องจากสัญญาณที่ส่งนี้ไม่สามารถโค้งไปตามแนวเปลือกโลกได้ดังนั้นจึงต้องมีการติดตั้งสถานีถ่ายทอดเป็นช่วง ๆ ซึ่งปกติจะอยู่ในที่สูง เช่น บนภูเขาหรืออาคารสูง ๆ ห่างกันประมาณ 30 ไมล์

Satellite หรือดาวเทียม มีส่วนประกอบพื้นฐานของการส่งสัญญาณ คือ สถานีภาคพื้นดินซึ่งเป็นตัวรับ-ส่งสัญญาณฯและอุปกรณ์ดาวเทียมที่เรียกว่า Transponder ที่ติดตั้งบนดาวเทียม อุปกรณ์ transponder เป็นอุปกรณ์ที่รับสัญญาณจากสถานีภาคพื้นดินและทำการขยายสัญญาณ, เปลี่ยนความถี่และส่งผ่านสัญญาณดังกล่าวกลับมายังสถานีภาคพื้นดิน

ระบบการสื่อสารโดยปกติ เป็นระบบผสม ระบบเครือข่ายหนึ่งไม่ได้ถูกจำกัดให้ใช้การเชื่อมต่อแบบใดแบบหนึ่งเท่านั้น ใช้การเชื่อมต่อที่ใช้สายส่งหลาย ๆ แบบผสมผสานกันตามความเหมาะสมกับสภาพทางภูมิศาสตร์เมื่อมีการสื่อสารกันในระยะไกล ๆ

โปรโตคอล (Protocols) เป็นกฎเกณฑ์ที่กำหนดขึ้นเพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์ส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเครือข่ายจะทำงานตามข้อกำหนดของโปรโตคอลแต่ละแบบ ปกติโปรโตคอลเป็นการจัดระเบียบของข่าวสารหรือข้อมูลก่อนการส่งออก เนื่องจากผู้ผลิตอุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์จะมีการออกแบบโปรโตคอลของตัวเองทำให้การติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์อาจมีความยุ่งยากหรือเป็นไปไม่ได้เลย ดังนั้นจึงมีการกำหนดมาตรฐานของโปรโตคอลเพื่อให้การติดตั้งระบบการติดต่อคอมพิวเตอร์เป็นไปได้สะดวกขึ้น เครือข่ายคอมพิวเตอร์หนึ่งอาจจะประกอบด้วยระบบการสื่อสารที่ใช้โปรโตคอลหลาย ๆ แบบได้ โปรโตคอลที่ใช้อยู่ในการสื่อสารของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่พบเห็นบ่อย ๆ คือ

• Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) เดิมเป็นโปรโตคอลที่ใช้งานในระบบปฏิบัติการ UNIX แต่ปัจจุบันเป็นโปรโตคอลมาตรฐานที่ใช้งานในเครือข่าย Internet และยังเป็นโปรโตคอลมาตรฐานที่ใช้ในระบบปฏิบัติการ Windows 2000 ขึ้นไป
• โปรโตคอล IPX/SPX เป็นโปรโตคอลเฉพาะในระบบปฏิบัติการ Netware ของบริษัท Novell
• โปรโตคอล NetBEUI เป็นโปรโตคอลมาตรฐานของระบบปฏิบัติการ Windows 3.11, Windows 95 ซึ่งเหมาะกับระบบเครือข่ายขนาดเล็ก

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่า เครือข่ายคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยอุปกรณ์เชื่อมต่อที่ใช้ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ และการเชื่อมต่อนี้เป็นไปได้หลายรูปแบบ รูปแบบของการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายเรียกว่า topology ซึ่งแบ่งเป็น 3 รูปแบบ คือ Star, Ring และ Bus ปกติคอมพิวเตอร์ที่อยู่ภายในเครือข่ายเรียกว่า Node (อุปกรณ์อื่น ๆ ที่อยู่ในเครือข่ายก็เรียกว่า Node เช่นเดียวกัน)

• เครือข่ายแบบ Star จะมีคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งเป็นตัวกลางทำหน้าที่เป็นผู้จัดการระบบเครือข่าย ข้อมูลหรือข่าวสารทั้งหมดภายในเครือข่ายจะถูกส่งผ่านทางคอมพิวเตอร์กลางนี้ ความล้มเหลวในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กลางกับคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายเครื่องหนึ่ง จะไม่ก่อให้เกิดผลใด ๆ ในการใช้เครื่องคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ในเครือข่ายเดียวกัน แต่ถ้าคอมพิวเตอร์กลางล้มเหลวก็จะทำให้เครือข่ายทั้งระบบล้มเหลวไปด้วย
• เครือข่ายแบบ Bus ใช้สายส่งเส้นเดียวและแยกต่อไปหา Node หรือหาคอมพิวเตอร์อื่น ๆ บนเครือข่าย คอมพิวเตอร์จะส่งข้อมูลเข้าระบบเครือข่ายโดยหวังว่าในขณะนั้นจะไม่มีข้อมูลอื่นวิ่งอยู่ในเครือข่าย ถ้าพบว่ามีข้อมูลอื่นอยู่บนเครือข่ายมันจะทำการส่งข้อมูลที่ต้องการใหม่อีกครั้ง ระบบแบบนี้สามารถเพิ่มหรือลด node ได้โดยไม่กระทบกระเทือนการทำงานของ node อื่น ๆ ที่กำลังทำงานอยู่ในเครือข่ายเดียวกัน
• เครือข่ายแบบ Ring จะเชื่อมต่อ Node ทั้งหมดเข้าด้วยกันเป็นลูกโซ่ข้อมูลข่าวสารจะถูกส่งผ่านไปภายในลูกโซ่วงแหวนเพียงทิศทางเดียวข้อมูลใด ๆ ที่ถูกส่งเข้าในระบบวงแหวนจะถูกตรวจสอบด้วยคอมพิวเตอร์ทุกตัวในระบบว่าเป็นข้อมูลที่ต้องการส่งมาหามันหรือไม่ ถ้าพบว่าไม่ใช่ มันก็จะส่งต่อข้อมูลนั้นไปยัง Node ถัดไป ระบบเครือข่ายแบบนี้จะล้มเหลวทั้งระบบทันที่ที่มี Node ใด Node หนึ่งล้มเหลว

เครือข่ายท้องถิ่นหรือ LAN เป็นการรวมคอมพิวเตอร์ซึ่งปกติมักจะใช้คอมพิวเตอร์มาต่อเชื่อมกันเพื่อใช้ทัพยากรในระบบ เช่น ฮาร์ดแวร์, ซอฟต์แวร์, หรือโปรแกรม/ข้อมูลร่วมกัน การเชื่อมต่อเป็น LAN เป็นการเชื่อมต่อในระยะทางที่ไม่ไกลมาก เช่น ระหว่างคอมพิวเตอร์ในสำนักงานเดียวกัน หรือระหว่างสำนักงานภายในอาคารเดียวกัน หรือระหว่างอาคารที่อยู่ใกล้กัน องค์ประกอบของ LAN ระบบ LAN ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ ประกอบเข้าด้วยกัน ดังนี้ •ระบบ LAN ใช้สื่อกลางของตนเองซึ่งอาจจะเป็นสายเคเบิล, หรือสาย twisted pairs หรืออาจใช้สาย Coaxial หรือสายใยแก้วนำแสงก็ได้ อย่างไรก็ตาม ระบบ LAN อาจจะใช้ระบบสื่อสารแบบไร้สายก็ได้ กล่าวคือ ใช้การส่งคลื่นวิทยุหรืออินฟาเรด

• ระบบ LAN ต้องใช้แผงวงจรเครือข่าย (Network Interface Card) หรือ NIC แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่เสียบเข้าภายในช่องเสียบของเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยจะมีสายส่งของระบบเครือข่ายต่ออยู่กับแผงวงจร NIC อีกครั้งหนึ่ง
• เครือข่ายหลายๆ เครือข่ายที่มีการใช้โปรโตคอลการสื่อสารแบบเดียวกันสามารถต่อเชื่อมเพื่อสื่อสารกันได้ด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า Bridge ซึ่งเป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์เพื่อใช้ในการจำแนกตำแหน่งของ Node ในอีกเครือข่ายหนึ่ง เช่น เครือข่ายของแผนกขายจะติดต่อกับเครือข่ายของแผนกผลิตได้ด้วยการใช้ Bridge
• Router เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์พิเศษที่ใช้ในการเชื่อมต่อเพื่อจัดการการติดต่อระหว่างเครือข่ายหลาย ๆ เครือข่ายเช่นเดียวกับ bridge แต่มีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่า bridge มาก Router จะเป็นตัวค้นหาช่องทางการติดต่อที่เหมาะสมและเป็นไปได้ระหว่างเครือข่าย อย่างไรก็ตามในปัจจุบันมีการนำอุปกรณ์ที่เรียกว่า IP Switch มาใช้แทน Router กันมากขึ้นเนื่องจากมีความเร็วสูงกว่าและราคาถูกกว่า
• Gateway เป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ควบคุมด้วยซอฟท์แวร์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายคน ละประเภทกัน ภาระหน้าที่อย่างหนึ่งของ gateway คือการเปลี่ยน Protocol ให้เหมาะสมกับเครือข่ายแต่ละประเภทที่ติดต่อกันอยู่ระหว่างเครือข่าย

ระบบ Client/Server ประกอบด้วยตัวคอมพิวเตอร์ที่เป็นตัวควบคุมเครือข่ายเรียกว่า Server ที่ตัว Server ประกอบด้วยฮาร์ดดิสก์ที่เก็บไฟล์หรือข้อมูล, เครื่องพิมพ์ความเร็วสูงและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายจะใช้ร่วมกันได้ เครื่องคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ที่กล่าวถึงนี้เรียกว่า Client ภายใต้สภาแวดล้อมแบบ Client/Server นี้ การประมวลผลต่าง ๆ บังเกิดขึ้นที่ตัว Server แล้วส่งผลให้กับตัว Client แต่ก็เป็นได้ที่ตัว Client จะนำผลที่ได้รับจาก Server มาประมวลผลด้วยตัวมันเองต่อไป

คอมพิวเตอร์ที่นำมาต่อกันในระบบ peer-to-peer มีสถานะเท่าเทียมกันทั้งหมดไม่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ตัวใดทำหน้าที่ในการควบคุมเครือข่าย ผู้ใช้คอมพิวเตอร์จะสามารถใช้ทรัพยากรอื่น ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ได้ตามที่ต้องการ ข้อเสียของระบบแบบนี้ คือมีความล่าช้าในการทำงานภายใต้ภาวะที่มีการใช้งานที่มีการติดต่อสื่อสารกันมาก ๆ

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วว่าการใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์จะต้องมีโปรโตคอลเป็นตัวกำหนดการสื่อสารหรือการรับส่งข้อมูลข่าวสาร โปรโตคอลที่ใช้กันมากคือ Ethernet เดิม Ethernet ได้รับการออกแบบมาให้ใช้กับโทโปโลยี่แบบ Bus ที่ใช้สายส่งแบบ thick coaxial cable แต่ในปัจจุบันระบบเครือข่าย Ethernet ใช้โทโปโลยี่แบบ star (logical topology ยังเป็นแบบ bus) ที่ใช้ twisted-pair หรือใยแก้วนำแสงเป็นสื่อนำสัญญาณ Ethernet เป็นระบบที่มีราคาถูกและติดตั้งง่าย เนื่องจากคอมพิวเตอร์ในระบบนี้มีการรับ-ส่งข้อมูลภายในสายส่งเส้นเดียวกัน ดังนั้นจึงมีการกำหนดข้อกำหนดของเวลาหรือช่วงจังหวะในการส่งข้อมูลเพื่อไม่ให้เกิดภาวะ การส่งข้อมูลผ่านสายส่งในเวลาเดียวกัน (ซึ่งเรียกว่าเกิดการชนกันของข้อมูล) ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะส่งข้อมูลเข้าระบบสายส่งคอมพิวเตอร์จะต้องทำการตรวจสอบดูว่าสายส่งว่างจากข้อมูลอื่น ๆ หรือไม่ ถ้าพบว่าสายส่งมีข้อมูลอื่นส่งผ่านอยู่ก็จะต้องรอจนกว่าสายส่งจะว่างจึงจะส่งข้อมูลของตนเองออกได้ กรรมวิธีการส่งข้อมูลแบบนี้เรียกว่า Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection หรือ CSMA/CD ในกรณีที่มีคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องส่งข้อมูลเข้าสายส่งเครือข่ายพร้อมกันในเวลาเดียวกันข้อมูลทั้งสองก็จะเกิดการชนกัน ในกรณีเช่นนี้คอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่ายจะหยุดการส่งข้อมูลออกชั่วคราวเป็นเวลาชั่วขณะหนึ่งจึงเริ่มทำการส่งข้อมูลออกครั้งใหม่

ระบบ LAN ใช้ โปรโตคอล TCP/IP บน การส่งข้อมูล โดย Ethernet อีกชั้นหนึ่ง กล่าวคือ ข้อมูลที่ส่ง แบบ Ethernet เป็นข้อมูล ในรูปแบบ TCP/IP โปรโตคอล Ethernet เป็นโปรโตคอล ระดับการส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครื่องต่อเครื่อง เมื่ออุปกรณ์ได้รับข้อมูลแล้ว จะนำมาตีความ ซึ่งเป็นในรูปแบบของ TCP/IP ซึ่งอาจจะนำข้อมูลนั้นไปประมวลผลโดย โปรแกรม หรือ อาจส่งต่อข้อมูลดังกล่าว ให้อูปกรณ์ตัวอื่น

Wide Area Network (WAN) เป็นการเชื่อมต่อระบบ LAN เข้าด้วยกัน โดยระบบ LAN อยู่ห่างกัน เช่นการต่อระบบ LAN ของสำนักงานใหญ่ที่กรุงเทพ เข้ากับระบบ LAN ของสำนักงานสาขาที่ต่างจังหวัด ซึ่งต้องอาศัยระบบโทรศัพท์ โดยการเช่าคู่สายระหว่างสำนักงาน หรือ อาจต่อเข้ากับระบบ Internet

อินเตอร์เน็ต (Internet) เป็นระบบเครือข่ายที่มีความสลับซับซ้อน เป็นระบบที่ประกอบด้วยเครือข่ายและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องเชื่อมต่อถึงกันจำนวนมาก ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในทุกมุมโลกที่อยู่ในเครือข่ายนี้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้ เครือข่ายของอินเตอร์เน็ต จะใช้ TCP/IP โปรโตคอล และต่อเข้าด้วยกันโดยไม่มีการควบคุมการต่อเครือข่ายจากหน่วยงานใดๆ (แต่ทั้งนี้ หมายเลขเครื่อง หรือ IP Address จะถูกควบคุมโดย InterNIC ไม่ให้ซ้ำกัน) ทั้งนี้ การรับ/ส่งข้อมูล จะต้องทราบ IP ปลายทาง หรือชื่อของเครื่องที่จะรับ/ส่ง ข้อมูล (ทั้งนี้ จะมีการขบวนการเปลี่ยน ชื่อให้เป็น IP address โดยระบบที่เรียกว่า DNS) ข้อมูลจะถูกส่งผ่านโดยผู้รับส่ง ไม่จำเป็นต้องทราบเส้นทางการส่งข้อมูล

จากโครงสร้างของอินเตอร์เน็ตนี้ ทำให้มีการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ จำนวนมาก และเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไป เช่น e-mail บนอินเตอร์เน็ต การส่งแฟ้มข้อมูลผ่านโปรแกรม FTP โปรแกรม Chat โปรแกรมและระบบ News group และ World Wide Web

ไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Mail) หรือที่เรียกว่า e-mail เป็นระบบการแลกเปลี่ยนหรือรับ-ส่งข่าวสารที่เป็นเอกสารจากคอมพิวเตอร์หนึ่งไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งผ่านทางระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ไปรษณีย์เสียง (Voice Mail) จะทำการเปลี่ยนคลื่นเสียงให้เป็นสัญญาณ digital ซึ่งสามารถส่งผ่านทางระบบเครือข่ายได้ และคอมพิวเตอร์ที่เป็นตัวรับก็จะเปลี่ยนสัญญาณ digital ของสัญญาณเสียงกลับสู่สัญญาณเสียงเดิมอีกครั้งหนึ่ง โดยปกติสัญญาณเสียงจะถูกบันทึกเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ และสามารถเรียกฟังภายหลังได้

โทรสาร (Facsimile, Fax) ปกติการส่ง Fax ผ่านทางระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Fax modem ซึ่งมีการทำงานเช่นเดียวกับเครื่อง Modem ธรรมดาทั่วไป การใช้ Fax Modem ทำให้เราสามารถส่งข้อความ, รูปภาพ หรือรูปกราฟไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งในเครือข่ายได้เช่นเดียวกับการใช้ Fax ทั่วไป

การประชุมทางไกล (Teleconference) ทำให้เราสามารถประชุมร่วมกันได้โดยไม่จำเป็นต้องอยู่ภายในห้องประชุมเดียวกัน ซึ่งจะประหยัดค่าใช้จ่ายในการเดินทางมาเข้าร่วมประชุม ระบบนี้อาจจะประกอบด้วยจอภาพขนาดใหญ่และกล้องวีดีโอเป็นตัวส่งสัญญาณภาพและสัญญาณเสียงเข้าสู่คอมพิวเตอร์และส่งต่อเข้าระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์

ระบบบริการออนไลน์ (Online Services) มีบริษัทเอกชนบางบริษัทที่ให้บริการการใช้คอมพิวเตอร์โดยผู้ขอใช้ต้องสมัครเป็นสมาชิกและเสียค่าบริการให้กับบริษัทและผู้ใช้ต้องมีคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลต่อเข้ากับระบบเครือข่ายที่ต่อไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ของบริษัทผ่านทางสายโทรศัพท์ ผู้ใช้สามารถสืบค้นข้อมูลทางธุรกิจหรือสอบถามปัญหาบางอย่างที่บริษัทให้บริการอยู่ เช่นข้อมูลพยากรณ์อากาศ, ข่าวประจำวัน, เกม, การศึกษา หรือข้อมูลการเงิน

WWW เป็นการเผยแพร่ข้อมูล โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีโปรแกรม Web server เป็นเครื่องให้บริการในระบบ Internet โดยใช้โปรแกรม Web browser เรียกดูข้อมูล โดยมาก ข้อมูลจะอยู่ในรูป HTML ซึ่ง ใน HTML จะมี link ไปยังข้อมูลชุดอื่นได้ โดยกำหนดให้การอ้างถึงข้อมูลชุดอื่นๆ อยู่ในรูปแบบที่เรียกว่า URL จากโครงสร้างพื้นฐานนี้เอง มีผู้สร้าง Web page และ ผู้เรียกดู Web page เป็นจำนวนมาก และเข้ามาแทนที่บริการ Online Service HTML และ โปรแกรม Web browser ได้มีการพัฒนา ให้สามารถเขียนโปรแกรมลงใน Web page เช่น Javascript และ Web server สามารถให้ข้อมูล จากการเรียกการทำงานจาก URL โดยใช้โปรแกรมภาษา เช่น Java, ASP และ PHP