วิศวกรรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นสาขาเทคโนโลยีภายในวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบการใช้งาน และการจัดการเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนประกอบทางกายภาพ เช่นเราเตอร์สวิตช์ สายเคเบิล และองค์ประกอบเชิงตรรกะบางอย่าง เช่นโปรโตคอลและบริการเครือข่ายวิศวกรเครือข่ายคอมพิวเตอร์พยายามทำให้มั่นใจว่าข้อมูลจะถูกส่งอย่างมีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และเชื่อถือได้ทั้งในเครือข่ายบริเวณท้องถิ่น (LAN) และเครือข่ายบริเวณกว้าง (WAN) รวมถึงผ่านทางอินเทอร์เน็ต^{[ 1 ]}

เครือข่ายคอมพิวเตอร์มักมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ตั้งแต่โทรคมนาคมไปจนถึงคลาวด์คอมพิวติ้งช่วยให้กระบวนการต่างๆ เช่น อีเมลและการแชร์ไฟล์ รวมถึงบริการแบบเรียลไทม์ที่ซับซ้อน เช่นการประชุมทางวิดีโอและเกมออนไลน์^{[ 2 ]}

วิวัฒนาการของวิศวกรรมเครือข่ายนั้นโดดเด่นด้วยเหตุการณ์สำคัญที่ส่งผลกระทบอย่างมากต่อวิธีการสื่อสาร เหตุการณ์สำคัญเหล่านี้เน้นย้ำถึงความก้าวหน้าในการพัฒนาโปรโตคอลการสื่อสารซึ่งมีความสำคัญต่อเครือข่ายในปัจจุบัน สาขาวิชานี้เริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1960 ด้วยโครงการต่างๆ เช่น ARPANET ซึ่งริเริ่มความก้าวหน้าที่สำคัญในการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ การเกิดขึ้นของโปรโตคอลเช่น TCP/IP ได้ปฏิวัติวงการเครือข่ายโดยทำให้ระบบต่างๆ สามารถทำงานร่วมกันได้ ซึ่งส่งผลให้การเติบโตอย่างรวดเร็วของอินเทอร์เน็ต การพัฒนาที่สำคัญ ได้แก่ การกำหนดมาตรฐานของโปรโตคอลและการเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรมแบบเลเยอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ความก้าวหน้าเหล่านี้ได้เปลี่ยนแปลงวิธีการที่อุปกรณ์ต่างๆ โต้ตอบกันผ่านเครือข่ายทั่วโลกอย่างลึกซึ้ง^{[ 3 ]}

รากฐานของวิศวกรรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์อยู่ที่การออกแบบโครงสร้างพื้นฐานเครือข่าย ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวางแผนทั้งเค้าโครงทางกายภาพของเครือข่ายและโทโพโลยีเชิงตรรกะเพื่อให้มั่นใจถึงการไหลของข้อมูล ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการขยายขนาดที่เหมาะสมที่สุด^{[ 4 ]}

โครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการส่งข้อมูล ซึ่งแสดงโดยเลเยอร์แรกของโมเดล OSI

สายทองแดงเช่นอีเธอร์เน็ตแบบสายคู่บิดเกลียวมักใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะสั้น โดยเฉพาะในเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) ในขณะที่สายไฟเบอร์ออปติกเป็นที่นิยมสำหรับการสื่อสารระยะไกล เนื่องจากมีความสามารถในการส่งข้อมูลความเร็วสูงและมีความไวต่อการรบกวนต่ำกว่า ไฟเบอร์ออปติกมีบทบาทสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายขนาดใหญ่ เช่น เครือข่ายที่ใช้ในศูนย์ข้อมูลและ โครงสร้างพื้นฐาน ของผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต (ISP) ^{[ 5 ]}

นอกจากการเชื่อมต่อแบบใช้สายแล้วเครือข่ายไร้สายยังกลายเป็นส่วนประกอบทั่วไปของโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพ เครือข่ายเหล่านี้อำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์โดยไม่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิล ทำให้มีความยืดหยุ่นและคล่องตัว^{[ 6 ]}เทคโนโลยีไร้สายใช้หลากหลายวิธีการส่งสัญญาณ รวมถึงคลื่นความถี่วิทยุ (RF) สัญญาณ อินฟราเรดและการสื่อสารด้วยเลเซอร์ ทำให้อุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้^{[ 7 ]}

Wi-Fiที่ใช้ มาตรฐาน IEEE 802.11เป็นเทคโนโลยีไร้สายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในเครือข่ายท้องถิ่น และอาศัยคลื่น RF ในการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์และจุดเชื่อมต่อ [ ^{8 ] เครือ}ข่ายไร้สายทำงานในย่านความถี่ ต่างๆ รวมถึง2.4 GHzและ5 GHzซึ่งแต่ละย่านความถี่มีระยะและอัตราการส่งข้อมูลที่แตกต่างกัน ย่านความถี่ 2.4 GHz ให้การครอบคลุมที่กว้างกว่า ในขณะที่ย่านความถี่ 5 GHz รองรับอัตราการส่งข้อมูลที่เร็วกว่าโดยมีการรบกวนน้อยลง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีประชากรหนาแน่น นอกเหนือจาก Wi-Fi แล้ว ยังมีวิธีการส่งสัญญาณไร้สายอื่นๆ เช่น การสื่อสารด้วยอินฟราเรดและเลเซอร์ ซึ่งใช้ในบริบทเฉพาะ เช่น การเชื่อมต่อระยะสั้นแบบมองเห็นได้โดยตรง หรือการสื่อสารแบบจุดต่อจุด ที่ปลอดภัย ^{[ 9 ]}

ในเครือข่ายมือถือเทคโนโลยีเซลลูลาร์ เช่น3G , 4Gและ5Gช่วยให้สามารถเชื่อมต่อไร้สายในพื้นที่กว้างได้ 3G นำเสนออัตราการรับส่งข้อมูลที่เร็วขึ้นสำหรับการท่องเว็บผ่านมือถือ ในขณะที่ 4G ปรับปรุงความเร็วและความจุอย่างมาก รองรับแอปพลิเคชันขั้นสูง เช่นการสตรีมวิดีโอวิวัฒนาการล่าสุดคือ 5G ทำงานในช่วงความถี่ที่หลากหลาย รวมถึงย่านความถี่คลื่นมิลลิเมตร และให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูง ความหน่วงต่ำ และรองรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้มากขึ้น ซึ่งมีประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่นอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ (IoT) และระบบอัตโนมัติ โดยรวมแล้ว เทคโนโลยีไร้สายเหล่านี้ช่วยให้เครือข่ายสามารถตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อที่หลากหลายทั้งในพื้นที่ใกล้และไกล

เราเตอร์และสวิตช์ช่วยกำหนดทิศทางการรับส่งข้อมูลและช่วยรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายวิศวกรเครือข่ายจะกำหนดค่าอุปกรณ์เหล่านี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของข้อมูลและป้องกันความแออัดของเครือข่ายในเครือข่ายไร้สายจุดเชื่อมต่อไร้สาย (WAP) ช่วยให้อุปกรณ์ต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ เพื่อขยายพื้นที่ครอบคลุม สามารถวางจุดเชื่อมต่อหลายจุดเพื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานไร้สาย นอกเหนือจาก Wi-Fi แล้ว ส่วนประกอบเครือข่ายเซลลูลาร์ เช่นสถานีฐานและ ตัว ทวนสัญญาณยังสนับสนุนการเชื่อมต่อในเครือข่ายบริเวณกว้าง ในขณะที่ตัวควบคุมเครือข่ายและไฟร์วอลล์จะจัดการการรับส่งข้อมูลและบังคับใช้นโยบายความปลอดภัย อุปกรณ์เหล่านี้ร่วมกันทำให้เกิดสถาปัตยกรรมเครือข่ายที่ปลอดภัย ยืดหยุ่น และปรับขนาดได้ เหมาะสำหรับการครอบคลุมทั้งในพื้นที่ท้องถิ่นและพื้นที่กว้าง^{[ 10 ]}

นอกเหนือจากโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพแล้ว เครือข่ายจะต้องมีการจัดระเบียบเชิงตรรกะ ซึ่งกำหนดวิธีการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ มีการใช้โทโพโลยีหลายแบบ เช่นแบบดาวแบบตาข่ายและ แบบ ลำดับชั้นขึ้นอยู่กับความต้องการของเครือข่าย ตัวอย่างเช่น ในโทโพโลยีแบบดาว อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่อกับฮับกลางที่ทำหน้าที่ควบคุมการรับส่งข้อมูล การกำหนดค่านี้จัดการและแก้ไขปัญหาได้ค่อนข้างง่าย แต่สามารถสร้างจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวได้ ในทางตรงกันข้าม โทโพโลยีแบบตาข่าย ซึ่งแต่ละอุปกรณ์เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ หลายตัว ให้ความซ้ำซ้อนและความน่าเชื่อถือสูง แต่ต้องใช้การออกแบบที่ซับซ้อนกว่าและการลงทุนด้านฮาร์ดแวร์ที่มากขึ้น เครือข่ายขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในองค์กร มักใช้โมเดลแบบลำดับชั้น โดยแบ่งเครือข่ายออกเป็นชั้นแกนกลาง ชั้นกระจาย และชั้นเข้าถึง เพื่อเพิ่มความสามารถในการขยายขนาดและประสิทธิภาพ

โปรโตคอลการสื่อสารกำหนดวิธีการส่ง การกำหนดเส้นทาง และการส่งมอบข้อมูลในเครือข่าย โดยขึ้นอยู่กับเป้าหมายของเครือข่ายเฉพาะนั้น โปรโตคอลจะถูกเลือกเพื่อให้แน่ใจว่าเครือข่ายทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย^{[ 11 ]}

ชุดโปรโตคอลควบคุมการส่งข้อมูล/โปรโตคอลอินเทอร์เน็ต (TCP/IP) เป็นพื้นฐานสำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ รวมถึงอินเทอร์เน็ต โดยจะกำหนดวิธีการแบ่งข้อมูลออกเป็นแพ็กเก็ต การกำหนดที่อยู่ การกำหนดเส้นทาง และการประกอบข้อมูลใหม่ โปรโตคอลอินเทอร์เน็ต (IP) มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดเส้นทางแพ็กเก็ตระหว่างเครือข่ายต่างๆ^{[ 12 ]}

นอกเหนือจากโปรโตคอลแบบดั้งเดิมแล้ว โปรโตคอลขั้นสูง เช่นMultiprotocol Label Switching (MPLS) และSegment Routing (SR) ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการทราฟฟิกและการกำหนดเส้นทาง^{[ 13 ] [ 14 ]}สำหรับการกำหนดเส้นทางภายในโดเมนโปรโตคอลเช่นOpen Shortest Path First (OSPF) และEnhanced Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) จะให้ความสามารถ ในการกำหนดเส้นทางแบบไดนามิก

ในระดับเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) โปรโตคอลต่างๆ เช่นVirtual Extensible LAN (VXLAN) และNetwork Virtualization using Generic Routing Encapsulation (NVGRE) ช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้าง เครือ ข่ายเสมือน^{[ 15 ]}นอกจากนี้Internet Protocol Security (IPsec) และTransport Layer Security (TLS) ยังช่วยรักษาความปลอดภัยของช่องทางการสื่อสาร ทำให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์และความลับของข้อมูล^{[ 16 ]}

สำหรับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ โปรโตคอลต่างๆ เช่นReal-time Transport Protocol (RTP) และWebRTCให้การสื่อสารที่มีความหน่วงต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับการประชุมทางวิดีโอและบริการสตรีมมิ่ง นอกจากนี้ โปรโตคอลอย่างQUICยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเว็บโดยการสร้างการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยด้วยความหน่วงที่ลดลง^{[ 17 ] [ 18 ]}

เนื่องจากเครือข่ายมีความสำคัญต่อการดำเนินงานทางธุรกิจและการสื่อสารส่วนบุคคล ความต้องการมาตรการรักษาความปลอดภัยที่แข็งแกร่งจึงเพิ่มขึ้นความปลอดภัยของเครือข่ายเป็นองค์ประกอบสำคัญของวิศวกรรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยมุ่งเน้นที่การปกป้องเครือข่ายจากการเข้าถึงที่ไม่ได้รับอนุญาตการรั่วไหลของข้อมูลและภัยคุกคามทางไซเบอร์ ต่างๆ วิศวกรมีหน้าที่รับผิดชอบในการออกแบบและดำเนินการมาตรการรักษาความปลอดภัยที่รับรองความสมบูรณ์และความลับของข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่าย^{[ 19 ]}

ไฟร์วอลล์ทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นระหว่างเครือข่ายภายในที่เชื่อถือได้และสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น อินเทอร์เน็ต วิศวกรเครือข่ายจะกำหนดค่าไฟร์วอลล์ รวมถึงไฟร์วอลล์รุ่นใหม่ (NGFW) ซึ่งรวมคุณสมบัติขั้นสูง เช่นการตรวจสอบแพ็กเก็ตเชิงลึกและการรับรู้แอปพลิเคชัน ทำให้สามารถควบคุมการรับส่งข้อมูลเครือข่ายได้อย่างละเอียดมากขึ้นและป้องกันการโจมตีที่ซับซ้อนได้^{[ 20 ]}

นอกจากไฟร์วอลล์แล้ว วิศวกรยังใช้โปรโตคอลการเข้ารหัสรวมถึงInternet Protocol Security (IPsec) และTransport Layer Security (TLS) เพื่อรักษาความปลอดภัยของข้อมูลระหว่างการส่งโปรโตคอลเหล่านี้เป็นวิธีการปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อนจากการดักฟังและการแก้ไข^{[ 21 ]}

เพื่อการเข้าถึงระยะไกลที่ปลอดภัย จะมีการใช้งาน เครือข่ายส่วนตัวเสมือน (VPN) โดยใช้เทคโนโลยีเพื่อสร้างอุโมงค์เข้ารหัสสำหรับการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายสาธารณะ VPN เหล่านี้มักใช้เพื่อรักษาความปลอดภัยเมื่อผู้ใช้ระยะไกลเข้าถึงเครือข่ายขององค์กร^{[ 22 ]}แต่ยังใช้ในบริบทอื่นๆ ด้วย

เพื่อเพิ่มขีด ความสามารถ ในการตรวจจับและตอบสนองต่อภัยคุกคามวิศวกรเครือข่ายจึงนำระบบตรวจจับการบุกรุก (IDS) และระบบป้องกันการบุกรุก (IPS) มาใช้ ^{[ 23 ]}นอกจากนี้ พวกเขายังอาจใช้ โซลูชัน การจัดการข้อมูลและเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย (SIEM) ที่รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลด้านความปลอดภัยทั่วทั้งเครือข่าย^{[ 24 ]} โซลูชัน การตรวจจับและตอบสนองปลายทาง (EDR) ยังใช้เพื่อตรวจสอบและตอบสนองต่อภัยคุกคามในระดับอุปกรณ์ ซึ่งส่งผลให้มีท่าทีด้านความปลอดภัยที่ครอบคลุมมากขึ้น^{[ 25 ]}

นอกจากนี้ เทคนิค การแบ่งส่วนเครือข่ายเช่น การใช้VLANและซับเน็ตมักถูกนำมาใช้เพื่อแยกข้อมูลและระบบที่ละเอียดอ่อนภายในเครือข่าย การปฏิบัตินี้จำกัดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการละเมิดและเพิ่มความปลอดภัยโดยรวมโดยการควบคุมการเข้าถึงทรัพยากรที่สำคัญ^{[ 26 ]}

เนื่องจากเครือข่ายสมัยใหม่มีความซับซ้อนและขยายขนาดมากขึ้น โดยได้รับแรงผลักดันจากแอปพลิเคชันที่ใช้ข้อมูลจำนวนมาก เช่นการประมวลผลแบบคลาวด์ การสตรีมวิดีโอ ความละเอียดสูง และระบบกระจาย การเพิ่มประสิทธิภาพของเครือข่าย จึงกลายเป็นความรับผิดชอบที่สำคัญของวิศวกรเครือข่าย เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของเครือข่ายมีเป้าหมายเพื่อความสามารถในการปรับขนาด ความยืดหยุ่น และการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพน้อยที่สุดหรือไม่มีเลย^{[ 27 ]}

สถาปัตยกรรมเครือข่ายสมัยใหม่ต้องการมากกว่า นโยบาย คุณภาพการบริการ (QoS) พื้นฐาน เทคนิคขั้นสูง เช่น การเชื่อมโยงฟังก์ชันบริการ (SFC) ช่วยให้วิศวกรสามารถสร้างการไหลของบริการแบบไดนามิก โดยใช้นโยบาย QoS เฉพาะที่จุดต่างๆ ในเส้นทางการรับส่งข้อมูล^{[ 28 ]}นอกจากนี้การแบ่งส่วนเครือข่ายซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่าย 5G ช่วยให้สามารถจัดสรรทรัพยากรแบบกำหนดเองสำหรับประเภทบริการต่างๆ ซึ่งช่วยสนับสนุนบริการที่มีแบนด์วิดท์สูงหรือความหน่วงต่ำเมื่อจำเป็น^{[ 29 ]}

นอกเหนือจากการปรับสมดุลโหลดแบบดั้งเดิมแล้ว ปัจจุบันมีการนำเทคนิคต่างๆ เช่นเครือข่ายตามเจตนา (IBN) และการเพิ่มประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลที่ขับเคลื่อนด้วย AI มาใช้เพื่อคาดการณ์และปรับการกระจายการรับส่งข้อมูลตามรูปแบบการใช้งาน ความล้มเหลวของเครือข่าย หรือประสิทธิภาพของโครงสร้างพื้นฐาน ในโครงสร้างพื้นฐานคลาวด์แบบไฮบริดเครือข่าย WAN ที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (SD-WAN) จะเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่างสภาพแวดล้อมภายในองค์กรและคลาวด์ โดยจัดการเส้นทางและการจัดสรรแบนด์วิดท์แบบไดนามิก นโยบายต่างๆ เช่นการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล (DCI) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพสูงระหว่างศูนย์ข้อมูลที่กระจายอยู่ตามภูมิศาสตร์^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

เครื่องมือตรวจสอบเครือข่ายแบบดั้งเดิมได้รับการเสริมด้วยการสตรีมข้อมูลทางไกลและโซลูชันการวิเคราะห์แบบเรียลไทม์^{[ 33 ]}ระบบเครือข่ายตามเจตนา (IBNS) ช่วยระบุความเบี่ยงเบนของประสิทธิภาพจากเจตนาบริการที่กำหนดไว้โดยอัตโนมัติ ในขณะที่เทคนิคการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ ซึ่งขับเคลื่อนโดย การเรียนรู้ของเครื่อง (ML) ช่วยให้วิศวกรสามารถตรวจจับความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์หรือความแออัดของการจราจรได้ก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อผู้ใช้^{[ 34 ]}เครือข่ายที่ซ่อมแซมตัวเองได้โดยใช้เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (SDN) สามารถทำการปรับเปลี่ยนโดยอัตโนมัติเพื่อฟื้นฟูประสิทธิภาพโดยไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเองเสมอไป^{[ 35 ]}

ด้วยการเกิดขึ้นของการจำลองฟังก์ชันเครือข่าย (NFV) วิศวกรสามารถจำลองฟังก์ชันเครือข่าย เช่น การกำหนดเส้นทาง ไฟร์วอลล์ และการปรับสมดุลโหลดได้ [ ^{36 ] นอกจาก}นี้การประมวลผลแบบเอดจ์ยังนำการประมวลผลและการจัดเก็บข้อมูลมาใกล้กับผู้ใช้ปลายทาง มากขึ้น ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับแอปพลิเคชันที่ต้องการความหน่วงต่ำ เช่น IoT และการวิเคราะห์แบบเรียลไทม์^{[ 37 ]}

โปรโตคอลการขนส่งแบบหลายเส้นทาง เช่นMultipath TCP (MPTCP) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เส้นทางหลายเส้นทางพร้อมกัน ปรับปรุงความพร้อมใช้งานสูงและการกระจายภาระของเครือข่าย^{[ 38 ]}ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในเครือข่ายที่รองรับการเชื่อมต่อสำรองหรือในกรณีที่ต้องลดความหน่วงให้น้อยที่สุด ในขณะเดียวกัน การเพิ่มประสิทธิภาพในระดับแอปพลิเคชันจะมุ่งเน้นไปที่การปรับแต่งการรับส่งข้อมูลใน ระดับ ซอฟต์แวร์เพื่อส่งมอบการไหลของข้อมูลที่ดีขึ้นในระบบแบบกระจาย ลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มปริมาณงาน^{[ 39 ]}

การเกิดขึ้นของคลาวด์คอมพิวติ้งได้นำมาซึ่งกระบวนทัศน์ใหม่สำหรับการวิศวกรรมเครือข่าย โดยมุ่งเน้นที่การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างพื้นฐานเสมือน วิศวกรเครือข่ายสามารถจัดการการรวมระบบภายในองค์กรกับบริการคลาวด์โดยมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขยายขนาด ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัย^{[ 40 ]}

สถาปัตยกรรมเครือข่ายคลาวด์ต้องการการออกแบบเครือข่ายเสมือนที่สามารถปรับขนาดเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย^{[ 41 ]}คลาวด์ส่วนตัวเสมือน (VPC) และโมเดลคลาวด์ไฮบริดช่วยให้องค์กรสามารถขยายเครือข่ายภายในของตนไปยังสภาพแวดล้อมคลาวด์ โดยปรับสมดุลทรัพยากรภายในองค์กรกับบริการคลาวด์สาธารณะ^{[ 42 ]}โซลูชันการเชื่อมต่อคลาวด์ เช่น การเชื่อมต่อเฉพาะ สามารถลดความหน่วงและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างโครงสร้างพื้นฐานภายในองค์กรและคลาวด์

เครือข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ (SDN) เป็นหัวใจสำคัญของเครือข่ายคลาวด์ ทำให้สามารถควบคุมการกำหนดค่าเครือข่ายจากส่วนกลางได้ SDN เมื่อรวมกับ NFV จะช่วยให้สามารถจัดการทรัพยากรเครือข่ายผ่านซอฟต์แวร์ได้ โดยทำให้งานต่างๆ เช่น การปรับสมดุลโหลด การกำหนดเส้นทาง และไฟร์วอลล์เป็นไปโดยอัตโนมัติ เครือข่ายโอเวอร์เลย์มักใช้เพื่อสร้างเครือข่ายเสมือนบนโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพที่ใช้ร่วมกัน ซึ่งรองรับสภาพแวดล้อมแบบหลายผู้เช่าด้วยความปลอดภัยและการแยกส่วนที่ดียิ่งขึ้น^{[ 43 ] [ 44 ]}

ความปลอดภัยของคลาวด์เกี่ยวข้องกับการรักษาความปลอดภัยของข้อมูลที่ส่งผ่านสภาพแวดล้อมหลายแห่ง วิศวกรใช้การเข้ารหัสการจัดการข้อมูลประจำตัวและการเข้าถึง (IAM) และสถาปัตยกรรม Zero Trustเพื่อปกป้องเครือข่ายคลาวด์ ไฟร์วอลล์ ระบบตรวจจับการบุกรุก และโซลูชันความปลอดภัยแบบเนทีฟบนคลาวด์จะตรวจสอบและปกป้องสภาพแวดล้อมเหล่านี้ การแบ่งส่วนย่อยระดับไมโครใช้เพื่อแยกเวิร์กโหลดและลดพื้นที่การโจมตี ในขณะที่ VPN และอุโมงค์ IPsec รักษาความปลอดภัยการสื่อสารระหว่างเครือข่ายคลาวด์และเครือข่ายภายในองค์กร^{[ 45 ]}

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครือข่ายในระบบคลาวด์มีความเกี่ยวข้องกับแอปพลิเคชันที่ต้องการความหน่วงต่ำและปริมาณงานสูง วิศวกรจะปรับใช้เครือข่ายการส่งมอบเนื้อหาเพื่อลดความหน่วงและกำหนดค่าการเชื่อมต่อเฉพาะ และนโยบายวิศวกรรมการจราจรจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการกำหนดเส้นทางระหว่างภูมิภาคคลาวด์เป็นไปอย่างเหมาะสม^{[ 46 ]}

เครือข่ายคลาวด์อาศัยโปรโตคอลต่างๆ เช่น VXLAN และGeneric Routing Encapsulation (GRE) เพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารข้ามสภาพแวดล้อมเสมือนจริง เครื่องมืออัตโนมัติช่วยให้สามารถใช้ แนวทางปฏิบัติ Infrastructure As Code (IaC) ซึ่งช่วยให้การปรับใช้การกำหนดค่าเครือข่ายคลาวด์มีความยืดหยุ่นและสม่ำเสมอมากขึ้น^{[ 47 ] [ 48 ]}

วิศวกรรมเครือข่ายกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยได้รับแรงผลักดันจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการการเชื่อมต่อใหม่ๆ แนวโน้มหนึ่งคือการบูรณาการปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่อง (ML) เข้ากับการจัดการเครือข่าย เครื่องมือที่ขับเคลื่อนด้วย AI ถูกนำมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับการทำงานอัตโนมัติและการเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่าย การวิเคราะห์เชิงทำนาย และการตรวจจับข้อผิดพลาดอัจฉริยะ บทบาทของ AI ในด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ก็ขยายตัวเช่นกัน โดยใช้เพื่อระบุและลดภัยคุกคามโดยการวิเคราะห์รูปแบบในพฤติกรรมของเครือข่าย^{[ 49 ]}

การพัฒนาเครือข่ายควอนตัมนำเสนอศักยภาพในการสื่อสารที่มีความปลอดภัยสูงผ่านการเข้ารหัสควอนตัมและการกระจายคีย์ควอนตัม (QKD) เครือข่ายควอนตัมยังอยู่ในขั้นตอนการทดลอง^{[ 50 ]}

ระบบอินเทอร์เน็ตบนอวกาศก็เป็นแนวโน้มที่กำลังเติบโตในด้านวิศวกรรมเครือข่ายเช่นกัน โครงการที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มดาวเทียมวงโคจรต่ำของโลก (LEO) เช่นStarlinkของSpaceXมีเป้าหมายเพื่อขยายการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตไปยังพื้นที่ห่างไกลและพื้นที่ที่เข้าไม่ถึงบริการ^{[ 51 ] [ 52 ]}

ในอนาคต การเปิดตัว เครือข่าย 6G อาจช่วยปรับปรุงอัตราการถ่ายโอนข้อมูล ความหน่วง และการเชื่อมต่อ 6G คาดว่าจะรองรับเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น การสื่อสาร โฮโลแกรมแบบเรียลไทม์ สภาพแวดล้อมเสมือน จริงและแอปพลิเคชันที่ขับเคลื่อนด้วย AI ความก้าวหน้าเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะต้องใช้วิธีการใหม่ๆ ในการจัดการคลื่นความถี่ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการออกแบบโครงสร้างพื้นฐานที่ยั่งยืน เพื่อตอบสนองการเติบโตของการใช้จ่ายด้านการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัล ที่คาดการณ์ ไว้^{[ 53 ] [ 54 ]}