บทที่ 7 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูลท้องถิ่น (LAN)

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล จุดประสงค์ของการเครือข่ายการสื่อสารข้อมูล เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกัน เช่น ฐานข้อมูล เครื่องพิมพ์ เพื่อให้มีการติดต่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้ใช้ เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบประมวลผล เช่น การสำลองข้อมูล เพื่อทำการประมวลผลแบบการกระจาย เพื่อให้สามารถควบคุม จัดสรรทรัพยากรจากส่วนกลางไปยังระบบย่อยที่ห่างไกล เพื่อช่วยให้อุปกรณ์ ที่แตกต่างกันสามารถใช้งานร่วมกันได้

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล รูปแบบการเชื่อมต่อข้อมูล มี 2 แบบ 1. แบบจุดต่อจุด (Point to Point) การใช้สายเส้นหนึ่งเพื่อเชื่อมต่อระห่วางอุปกรณ์ สอง ตัว ส่วนการส่งข้อมูลจะเป็นแบบใดก็ได้ อาทิเช่น Duplex Simplex Asynchronous

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล รูปแบบการเชื่อมต่อข้อมูล มี 2 แบบ 2. แบบหลายจุด (Multipoint or Multidrop) การใช้สายเส้นหนึ่งเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์มากกว่า สอง ตัว ช่วยประหยัดสาย และง่ายในการติดตั้งเครือข่าย

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล ประเภทของเครือข่ายแบ่งตามระยะทาง ได้เป็น 4 ประเภท 1. Wide Area Network (WAN) เครือข่ายที่มีขอบเขตกว้างไกล ครอบคลุมทั้งประเทศและระหว่างประเทศ อัตราการส่งข้อมูลไม่สูงมาก ตัวอย่างเช่น เครือข่ายโทรศัพท์พื้นฐาน

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล ประเภทของเครือข่าย แบ่งเป็น 3 ประเภท 2. Metropolitan Area Network (MAN) เครือข่ายที่มีขอบเขตครอบคลุมพื้นที่ทั้งเมือง นิยมติดตั้งเครือข่ายด้วย สายเคเบิล และ เส้นใยแก้วนำแสง

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล ประเภทของเครือข่าย แบ่งเป็น 3 ประเภท 3. Local Area Network (LAN) เครือข่ายที่มีขอบเขตครอบคลุมเฉพาะพื้นที่ ไม่กว้างมากนัก เช่นภายในอาคาร อัตราการส่งข้อมูลสูง

7.1 เครือข่ายการสื่อสารข้อมูล ประเภทของเครือข่าย แบ่งเป็น 3 ประเภท 4. Personal Area Network (PAN) เครือข่ายส่วนบุคคลที่ใช้แลกเปลี่ยนข้อมูลกันและกัน ระยะทางไม่ใกล้ๆ

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล สื่อที่ใช้ในการส่งข้อมูล ได้แก่ สื่ออุปกรณ์แม่เหล็ก สายคู่ตีเกลียว สายเคเบิลโคแอกเชียล เส้นใยแก้วนำแสง

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล สื่ออุปกรณ์แม่เหล็ก บันทึกข้อมูลลงบนแทบแม่เหล็ก นิยมใช้บันทึกข้อมูลเพื่อสำลองไว้ในกรณีฉุกเฉิน

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล สายคู่ตีเกลียว (Twisted Pair) เป็นการนำสายทองแดงสองเส้นมาพันกันเป็นเกลียว ลดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งดิจิตอล และอนาลอก ราคาถูก อัตราส่งข้อมูลสูง น้ำหนักเบา ง่ายต่อการติดตั้ง จึงนิยมนำมาใช้ในการติดตั้งระบบ LAN มาตราฐาน Category 3, 5 มี 4 คู่ในหนึ่งสาย รูปที่ 7.3ข แต Category 5 ดีกว่าเพราะพันเกลียวถี่กว่า

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล สายเคเบิลโคแอกเชียล (Co-axial cable) เป็นสายส่งที่มีราคาแพง คุณภาพดี สามารถส่งข้อมูลได้ระยะไกล นิยมใช้ 50 โอห์มสำหรับ ข้อมูลดิจิตอล และ 75 โอห์มสำหรับอนาลอก

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล เส้นใยแก้วนำแสง (Optical Fiber) เป็นสื่อที่รับส่งสัญญาณแสง แกนเป็นซิลิกาหลอมละลาย หุ้มด้วยแก้วที่มีดรรชนีหักเหต่ำ แล้วห่อด้วยปลอกหุ้มอีกที แสงจะสะท้อนไปมาภายในแกน

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล เส้นใยแก้วนำแสง (Optical Fiber) แบ่งเป็น 3 ชนิด มัลติโหมด (Multimode Cable) แสงสามารถสะท้อนด้วยมุมต่างๆ ได้ ราคาไม่แพง มัลติโหมดพิเศษ (Graded Index Multimode Cable) เป็นมัลติโหมดที่ฉลาบด้วยวัสดุที่มีดัชนีหักเหแสงหลายระดับจะทำให้แสดงสะท้อนอย่างเป็นระเบียบ ซิงเกิลโหมด (Singlemode Cable) มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณความยาวคลื่น ทำให้แสงส่งตรงจากต้นทางไปยังปลายทางได้ดีมาก ราคาแพง แต่ประสิทธิภาพสูง

7.2 สื่อของการส่งข้อมูล เส้นใยแก้วนำแสง (Optical Fiber) คุณสมบัติเด่น อัตราส่งข้อมูลสูง ประมาณ 1 Gbps ในระยะทาง 1 km ไม่ถูกรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถใช้งานที่อุณหภูมิต่ำและสูงได้ ขนาดเล็ก และเบา พื้นที่ติดตั้งน้อย การสูญเสียน้อย สามารถเชื่อมต่อได้ระยะทางไกลๆ ความปลอดภัยในการส่งข้อมูลสูง ข้อเสีย คือ ราคาแพง และอุปกรณ์ซับซ้อน

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN โครงสร้างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถจำแนกตามลักษณะของการเชื่อมต่อ 5 ประเภทได้ดังนี้ โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบบัส (Bus topology) โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน (Ring topology) โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบดาว (Star topology) โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบตาข่าย (Mesh topology) โครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบผสม (Hybrid topology)

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN BUS

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN Ring

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN Star

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN Mesh

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN Hybrid

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น ระบบ LAN ในปัจจุบันได้รับความนิยมสูงมาก มาตรฐาน IEEE 802 IEEE 802.1 เกี่ยวกับนิยาม และความสัมพันธ์กับ OSI IEEE 802.2 เกี่ยวกับ Data Link Layer ที่เน้น Logical Link Control IEEE 802.3 เกี่ยวกับการใช้ บัส แบบ CSMA/CD หรือเรียกว่า Ethernet IEEE 802.2 เกี่ยวกับการใช้ บัส แบบ Token Pass IEEE 802.5 เกี่ยวกับ LAN แบบ Ring

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น มาตรฐาน LAN เกี่ยวกับระดับชั้น OSI อยู่ 2 ชั้น คือ Data Link และ Physical Layers

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น สำหรับ Data Link Layer ในระบบ LAN แบ่งเป็น Logical Link Control (LLC) และ Medium Access Control (MAC) MAC มีหน้าที่ควบคุมการใช้สิทธิ์ในการส่งข้อมูลของระบบ LAN เช่น CSMA/CD, Token Bus, Token Ring

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น การควบคุมการใช้สิทธิ์ในการส่งข้อมูลทั่วๆ ไปมีสองแบบ Static Channel Allocation แบบคงที่ TDM FDM Dynamic Channel Allocation มีเพียงช่องเดียว ต้องแย่งกันเข้าใช้สิทธิ์ ระบบ LAN ใช้แบบนี้

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น การควบคุมการใช้สิทธิ์แบบ Dynamic Channel Allocation Pure ALOHA เมื่อมีข้อมูลก็สามารถส่งได้ ถ้าชนกันก็ส่งใหม่เรื่อยๆ Slotted ALOHA กำหนดช่วงเวลาในการส่งข้อมูลเป็น Slot ส่งได้เฉพาะต้น Time Slot เท่านั้น Carrier Sense Multiple Access ตรวจสอบช่องสัญญาณก่อนส่งว่าว่างหรือไม่ Token การกำหนดบัตรจองการใช้ช่องสัญญาณ

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น การควบคุมการใช้สิทธิ์ในการส่งข้อมูลของระบบ LAN มีสองแนวทาง คือ แบบฟังก่อนส่ง (Carrier Sense) CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection) or Ethernet แบบควบคุมด้วยโทเกน (Token) Token Bus Token Ring

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น Token Ring

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น การควบคุมแบบ CSMA/CD หรือ Ethernet ได้รับความนิยมมากที่สุด สายที่ใช้เชื่อมต่อในระบบ Ethernet แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ Baseband และ Broadband 10Base2 หรือเรียกว่า อีเทอร์เนตแบบบาง (Thin Ethernet) เป็นสายโคแอกเชียลเคเบิลเส้นเล็ก เชื่อมต่อความยาวไม่มาก ประมาณ 180 เมตร 10Base5 หรือเรียกว่า อีเทอร์เนตแบบหนา (Thick Ethernet) เป็นสายโคแอกเส้นใหญ่ เชื่อมต่อความยาวมาก ประมาณ 500 เมตร 10BaseT ใช้สาย Twisted Pair พวก UTP นิยมมากเพราะไม่แพง เบา ติดตั้งง่าย ไม่เกิน 100 เมตร

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น 10Base2

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น 10Base5

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น 10BaseT

7.3 เครือข่ายการสื่อสารท้องถิ่น นอกจากนี้ยังมี Fast Ethernet

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN LAN Card Repeater Hub Switch Router

7.4 วิธีการต่อเชื่อมระบบ LAN Hub อยู่ในชั้นที่ 1 ของ osi 7 layer Switch นั้นจะมีความสามารถที่สามารถทำงานได้สูงกว่า hub ตรงที่ว่า switch จะทำงานในชั้น data link โดยที่ switch จะสามารถตรวจสอบตำแหน่งของอุปกรณ์ NIC (Network Interface Card) ได้โดยใช้ physical address ที่มีอยู่ในตัว NIC หรือที่เรียกว่า MAC address เป็นตัวระบุตำแหน่ง Router นั้นจะมีความสามารถที่สูงกว่าทั้ง switch และ hub โดยที่ router นั้นนอกจากจะ check ระดับ data link ก็ได้แล้ว router ยังสามารถที่จะทำงานต่อในชั้น network layer ได้ด้วย (router = layer 3 devices) เพราะฉะนั้นก็แปลว่า router สามารถ check ได้ถึงในระดับ Internet Protocol หรือก็คือ IP address นั่นเอง

คำถามท้ายบท จงบอกว่าเครือข่ายการสื่อสารข้อมูลแบ่งตามระยะทางเป็นกี่ประเภทอะไรบ้าง จงบอกว่าการเชื่อมต่อ Tropology ของเครือข่ายคอมพิวเตอร์มีอะไรบ้าง สาย UTP Cat. 2 และ 5 ต่างกันอย่างไร เส้นใยแก้วนำแสงแบบใดมีราคาแพงที่สุด Ethernet และ Token ต่างกันอย่างไร จงอธิบายความหมายของคำว่า 10Base-T