เครือข่ายคอมพิวเตอร์ Computer Network เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยี LAN ประวิทย์ พิมพิศาล http://prawitp.reru.ac.th

เทคโนโลยี LAN LAN เป็นรากฐานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั่วไป คือ เครือข่ายส่วนใหญ่จะมี LAN เป็นองค์ประกอบหลัก เครือข่ายแบบ LAN อาจเป็นได้ตั้งแต่เครือข่ายแบบง่ายๆ เช่น คอมพิวเตอร์สองเครื่องเชื่อมต่อกันด้วยสายสัญญาณ ไปจนถึงเครือข่ายที่สลับซักซ้อน เช่น คอมพิวเตอร์เป็นพันๆ เครื่องและมีอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆอีกมากมาย แต่ลักษณะสำคัญของ LAN คือ เครือข่ายประเภทนี้จะครอบคลุมพื้นที่จำกัด LAN เป็นเครือข่ายข้อมูลความเร็วสูงที่สามารถตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดระหว่างการรับส่งข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากเครือข่าย LAN นั้นครอบคลุมพื้นที่ขนาดเล็ก การออกแบบจึงเน้นความเร็วมากกว่าระยะทาง

เทคโนโลยี LAN Topology Bus Topology Star Topology Ring Topology โทโปโลยีของเครือข่าย (Network Topology) จะอธิบายถึงผังการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตามลักษณะทางกายภาพหรือทางตรรกะ ซึ่งจะแสดงถึงตำแหน่งและอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ และเส้นทางการเชื่อมต่อของอุปกรณ์เหล่านั้น โดยทุกเครือข่ายจะต้องประกอบด้วยโทโปโลยีใดโทโปโลยีหนึ่ง ดังนี้ Bus Topology Star Topology Ring Topology Mesh Topology

Topology Bus Topology บางครั้งเรียกว่า Linear Bus เพราะมีการเชื่อมต่อแบบเส้นตรง และเป็นลักษณะการเชื่อมต่อที่ง่านที่สุด และเป็นโทโปโลยีที่นิยมกันมากที่สุดในยุคแรกๆ โดยมีลักษณะการเชื่อมต่อเป็นสายสัญญาณเพียงเส้นเดียวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทุกๆเครื่องเข้าไว้ด้วยกัน โดยใช้จุดสิ้นสุดสัญญาณ (Terminator) เป็นอุปกรณ์กำหนดจุดสิ้นสุดการเชื่อมต่อ

Topology Star Topology คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะเชื่อมต่อกันด้วยสายสัญญาณหรือสัญญาณคลื่นวิทยุ เข้ากับอุปกรณ์รวมศูนย์ที่อาจจะเป็น Hub, Switch หรือ Access Point โดยโทโปโลยีแบบนี้ หากเครื่องใดต้องการต้องการส่งข้อมูล ก็จะส่งไปที่ Hub เสียก่อน แล้วจากนั้น Hub จะทำหน้าที่กระจายข้อมูลไปยังทุกเครื่องที่ทำการเชื่อมต่อ การเชื่อมต่อวิธีนี้เป็นที่นิยมมากในปัจจุบัน

Topology Ring Topology ใช้สายสัญญาณเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นห่วงหรือวงแหวน การเชื่อมต่อแบบนี้สัญญาณจะเดินทางเป็นวงกลมในทิศทางเดียว และจะวิ่งผ่านคอมพิวเตอร์ในแต่ละเครื่อง ซึ่งจะทำหน้าที่ทวนสัญญาณไปในตัวและส่งผ่านไปเครื่องถัดไป โดยวิธีการส่งข้อมูลแบบวงแหวนเรียกว่าการส่งต่อโทเคน (Token Passing) เป็นการส่งต่อไปเรื่อยๆจนกว่าจะถึงเครื่องปลายทาง พอเครื่องปลายทางได้รับก็จะทำการส่งต่อไปเรื่อยๆจนถึงเครื่องส่ง

Topology Mesh Topology เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แบบสมบูรณ์ คือ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่ายจะเชื่อมต่อถึงกันหมดโดยใช้สายสัญญาณทุกการเชื่อมต่อ วีนี้จะเป็นการสำรองเส้นทางเดินของข้อมูลได้เป็นอย่างดี เป็นระบบที่มีความน่าเชื่อถือสูง แต่ข้อเสียคือต้องใช้สายสัญญาณมาก ในการใช้งานจริงนั้น การเชื่อมต่อแบบเมซมีใช้งานน้อยมาก เนื่องจากมีการเชื่อมต่อหลายจุด แต่ได้มีการประยุกต์ใช้กับการเชื่อมต่อกับ Cloud บางจุด หรือเชื่อมต่อเฉพาะ Core Network

Ethernet Ethernet เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กับเครือข่ายท้องถิ่นที่มีอายุมากกว่า 40 ปีแล้ว และก็ยังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นการยากที่จะหาเทคโนโลยีใหม่มาทดแทนได้ โดยเป็นเทคโนโลยีที่อยู่ภายใต้การดูแลและรับผิดชอบของสถาบัน IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) โดยสิ่งสำคัญที่สุดในการเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงคือ ความเร็วในการรับส่งข้อมูล (Bandwidth)

Ethernet โปรโตคอล CSMA/CD Ethernet ตั้งอยู่บนมาตรฐานการส่งข้อมูลของโปรโตคอล CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) เป็นโปรโตคอลรับส่งข้อมูลแบบ Half-duplex ถ้าโหนดใดต้องการส่งข้อมูลก็จะมีระบบที่มีการคอยฟังการส่งข้อมูล (Carrier Sense) ว่ามีโหนดอื่นกำลังส่งข้อมูลอยู่หรือไม่ ถ้ามีก็จะต้องรอจนจนกว่าโหนดอื่นส่งเสร็จก่อน แล้วค่อยเริ่มส่ง และในขณะส่งก็จะมีการตรวจสอบว่ามีการชนกันหรือไม่ ถ้าชนก็จะหยุดส่งแล้วทำการส่งใหม่

Ethernet IEEE 802.3 1985 IEEE 802.3a IEEE 8023i 1990 IEEE 802.3j 1993 มาตรฐาน ปีที่ประกาศ คำอธิบาย IEEE 802.3 1985 Ethernet ถูกใช้งานครั้งแรก IEEE 802.3a 10BASE2 ใช้สาย Coaxial ขนาดเล็ก IEEE 8023i 1990 10BASE-T ใช้สายคู่เกลียวบิด หรือ UDP IEEE 802.3j 1993 10BASE-F มาตรฐานสายไฟเบอร์ IEEE 802.3u 1995 100BASE-TX, BASE-T4 ความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 10 เท่า IEEE 802.3z 1998 1000BASE-X ปรับความเร็วเป็น 1Gbps ใช้สายไฟเบอร์ IEEE 802.3ab 1999 1000BASE-T ข้อกำหนดใช้สายคู่เกลียวบิด IEEE 802.3ae 2006 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-SW ใช้สายไฟเบอร์ IEEE 802.3ba 2010 40GbE, 100GbE ความเร็วที่ 40Gbps และ 100 Gbps

การเรียกชื่อ Ethernet สถาบัน IEEE ได้กำหนดการเรียกชื่อ Ethernet ประเภทต่างๆไว้ เพื่อให้ง่ายต่อการอ้างอิงค์มาตรฐาน แบนด์วิธ คือค่าที่บอกความเร็วสูงสุดของเครือข่าย 100 เรียกว่า Fast Ethernet 1000 เรียกว่า Gigabit Ethernet 10GbE เรียกว่า Ten-G Ethernet ช่องสัญญาณ คือ การบอกถึงช่องสัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูล BASE ย่อมาจาก Base Band BROAD ย่อมาจาก Broad Band สายสัญญาณ คือ ประเภทของสายสัญญาณที่ใช้ 100 BASE -Tx ช่องสัญญาณ แบนด์วิธ สายสัญญาณ

การเรียกชื่อ Ethernet 10Base5 10Base2 10BaseFOIRL 10Broad36 10BaseT 10BaseFL แบนด์วิธ 10 Mbps ช่องสัญญาณ Baseband ระยะไกลสุด 500 m 185 m 5 km 3.6 km 100 m 2 km สายสัญญาณ Thick Coax Thin Coax SMF Coax UTP Cat3 MMF

การเรียกชื่อ Ethernet Fast Ethernet ลักษณะ 100Base-Tx 100Base-Fx 100Base-T4 แบนด์วิธ 100 Mbps สายสัญญาณ UTP Cat5 MMF UTP Cat3 ระยะไกลสุด 100 m 2 km 100m

การเรียกชื่อ Ethernet Gigabit Ethernet ลักษณะ 1000Base-SX 1000Base-LX 1000Base-CX 1000Base-T แบนด์วิธ 1000 Mbps สายสัญญาณ MMF STP UTP Cat5e ระยะสูงสุด (m) 500-550 250-550 25 100

การเรียกชื่อ Ethernet 10G Ethernet ลักษณะ 10GBase-SR 10GBase-SW 10GBase-LR 10GBase-LW 10GBase-ER 10GBase-EW ความยาวคลื่น(nm) 850 1310 1550 สายสัญญาณ MMF SMF ระยะสูงสุด(m) 65 10,000 40,000 รองรับ WAN ไม่รองรับ รองรับ

การเรียกชื่อ Ethernet 10G Ethernet (ต่อ) ลักษณะ 10GBase-T สายสัญญาณ UTP Cat 5e UTP Cat 6 STP Cat 6 UTP Cat 6a UTP Cat7 ระยะสูงสุด(m) 15 55 100

การเรียกชื่อ Ethernet 40GbE และ 100GbE ลักษณะ 40GBase-CR4 40GBase-SR4 40GBase-LR4 100GBase-CR10 100GBase-LR4 10GBase-ER4 สายสัญญาณ UTP Cat 5e UTP Cat 6 STP Cat 6 UTP CAT 7 SMF ระยะสูงสุด(m) 15 55 100 10 40,000 เป็นการกำหนด 2 ความเร็วในมาตรฐานเดียว โดยที่ 40GbE ออกแบบมาเพื่อการเชื่อมต่อกับ Server ส่วน 100 GbE นั้นไว้สำหรับใช้เป็น Backbone ของ Internet

Ethernet Switch สวิสต์มีหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆเข้าไว้ด้วยกัน โดยทำงานใน Layer 2 เมื่ออ้างอิงกับ OSI Layer สามารถเข้าใจรูปแบบการทำงานของ Ethernet Frame และส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์ปลายทางได้อย่างถูกต้องโดยอาศัยการตรวจสอบจาก MAC Address ของผู้รับปลายทางใน Ethernet Frame อีกทั้งยังมีการทำงานแบบ Full-Duplex ที่สามารถทำการรับและส่งข้อมูลพร้อมกันได้

Ethernet Switch ขนาดใหญ่ Stackable Switch

Ethernet Switch ขนาดใหญ่ Chassis Switch

ประเภทของ Switch Switch Desktop (Unmanaged) เป็น Switch ขนาดเล็กที่มีพอร์ท RJ-45 ประมาณ 5-16 พอร์ท เหมาะสำหรับงานในระบบเครือข่ายขนาดเล็กที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ประมาณ 2-16 เครื่อง

ประเภทของ Switch Switch Rack (Unmanaged) เป็น Switch ที่สามารถนำไปติดตั้งบนตู้ Rack ขนาดมาตรฐาน 19 นิ้ว และมีพอร์ท RJ-45 ประมาณ 16-48 พอร์ท เหมาะสำหรับใช้กับงานเครือข่ายขนาดเล็กถึงกลางที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ประมาณ 8-50 เครื่อง

ประเภทของ Switch Switch Rack (Management) สามารถติดตั้งบนตู้ Rack ขนาดมาตรฐาน 19 นิ้วได้ และมีพอร์ท RJ-45 ประมาณ 16-48 พอร์ท เหมาะสำหรับใช้งานในระบบเครือข่ายขนาดกลางไปจนถึงขนาดใหญ่ที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 50 เครื่องขึ้นไป ซึ่งความสามารถของ Switch ประเภทนี้คือ สามารถเข้าไปปรับแต่ง จัดระบบการทำงานของ Switch ได้