เทคโนโลยีเครือข่าย
(Network Technology)
เทคโนโลยีของการสร้างเครือข่ายที่ใช้กันอยู่หลัก ๆ จะมีอยู่ประมาณ
5 วิธีคือ
1. การใช้เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์
2. การใช้เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบบัส
3. การใช้สายโทรศัพท์ในบ้าน
4. การใช้สายไฟฟ้าในบ้าน
5. การใช้เทคโนโลยีไร้สาย
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์ (10BaseT/100BaseT)
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์หรือมีชื่อทางเทคนิคว่า 10BaseT
ซึ่งต่อไปผมจะเรียกง่าย ๆ ว่าระบบ LAN
แบบสตาร์ จะใช้อุปกรณ์ประเภท Hub หรือ Switch เป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อ
คุณจะต้องใช้สาย UTP (CAT5) ต่อระหว่างการ์ด LAN ของเครื่องพีซีแต่ละเครื่องมาที่พอร์ตของ
Hub หรือ Switch เครือข่ายแบบนี้นิยมใช้ในบริษัทหรือตามร้านอินเตอร์เน็ตคาเฟ่ทั่ว
ๆไป ถ้าคุณจะนำมาใช้ในบ้านขอบคุณเองก็ไม่ผิด เนื่องจากราคาอุปกรณ์ไม่ว่าจะเป็น
Hub หรือ Switch การ์ด LAN และสาย UTP (CAT5) ในปัจจุบันค่อนข้างถูกในขณะที่ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงมากถึง
100 Mbps (จริง ๆ ปัจจุบันได้ถึง 1000 Mbps แต่อุปกรณ์ยังมีราคาแพงอยู่)
ซึ่งเพียงพอต่อการเล่นเกมผ่านระบบ LAN ได้อย่างสบาย วิธีนี้พวกร้านอินเตอร์เน็ตคาเฟ่นำไปใช้เป็นสูตรสำเร็จในการสร้างระบบ
LAN ภายในร้านกันถ้วนหน้า
Ethernet คืออะไร
อีเธอร์เน็ต (Ethernet) เป็นชื่อเรียกวิธีการสื่อสารในระดับล่างหรือที่เราเรียกว่าโปรโตคอล
(Protocol)
ของระบบ LAN ชนิดหนึ่งที่พัฒนาขึ้นโดย 3 บริษัทใหญ่คือบริษัท
Xerox Corporation, Digital Equipment
Corporation (DEC) และ Intel ในปี ค.ศ. 1976 ปัจจุบันมีอายุได้ประมาณเกือบ
30 ปีแล้ว โดยถูกจัดให้เป็น
มาตรฐานของ IEEE 802.3 และใช้กันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งถึงปัจจุบัน
อีเธอร์เน็ตในช่วงแรกทำ
ความเร็วได้ 10 Mbps แต่ปัจจุบันมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า
Fast Ethernet และ Gigabit Ethernet ที่ทำความเร็วได้ถึง
100 Mbps และ 1000 Mbps ตามลำดับ
อีเธอร์เน็ตจะใช้เทคนิคในการรับส่งข้อมูลที่เรียกว่า CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection) ซึ่งอธิบายได้คือในการส่งข้อมูลครั้งหนึ่ง ๆ
จะกระทำได้ครั้งละคนเท่านั้น หากมีการส่งข้อมูลมากว่า
1 คนพร้อม ๆ กันจะทำให้ข้อมูลชนกันและนำมาใช้ไม่ได้ ซึ่งเหตุการณ์นี้เรียกว่าการเกิด
Collision ซึ่งอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ จะมีสามารถในการตรวจสอบการเกิด
Collision ได้จึงเป็นที่มาของคำว่า
Collision Detection และเมื่อเกิด Collision ขึ้นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แต่ละชิ้นนั้นจะต้องมีการหยุดรอ
เพื่อส่งข้อมูลใหม่ โดยช่วงระยะเวลาที่แต่ละคนต้องหยุดรอเพื่อส่งข้อมูลใหม่นั้นจะอาศัยการคำนวณทางสถิต
ิแบบสุ่ม (Random) ซึ่งโอกาสที่จะกลับมาส่งข้อมูลพร้อมกันอีกจึงมีน้อยมาก
อย่างไรก็ตามหากเกิด Collision ขึ้นอีกก็ใช้วิธีหยุดรอเพื่อส่งข้อมูลใหม่ตามขั้นตอนที่ผ่านมานั่นเอง
นอกจากนี้เพื่อลดโอกาสการเกิด Collision
อุปกรณ์คอมพิวเตอร์จึงมีความสามารถในการตรวจสอบว่าปัจจุบันมีใครกำลังส่งข้อมูลอยู่หรือไม่
ถ้ามีจะไม่ส่งข้อมูลเข้าไปรบกวนซึ่งวิธีนี้เป็นที่มาของคำว่า
Carrier Sense นั่นเอง สำหรับคำว่า Multiple Access ก็คือการที่อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง
ๆ ใช้สื่อชุดเดียวกันในการรับส่งข้อมูลนั่นเอง
อุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างระบบ LAN แบบสตาร์
อุปกรณ์ที่จำเป็นต้องใช้ในการสร้างระบบ LAN แบบสตาร์มีรายละเอียดดังนี้
Hub หรือ Switch
ทั้ง Hub หรือ Switch (หรือ Switching Hub) ต่างเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง
ๆ เข้าในระบบ LAN แบบสตาร์ หน้าตาของ Hub และ Switch ดูภายนอกจะคล้าย
ๆ กันคือมีลักษณะเป็นกล่องสี่เหลี่ยมที่ด้านหน้าจะมีพอร์ตแบบ
RJ-45 ไว้ให้เสียบที่มาจากการ์ด LAN สำหรับจำนวนพอร์ตต่อตัวก็แตกต่างกันไปซึ่งมีตั้งแต่
4, 5, 8, 12, 16 และ 24 พอร์ต ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและรุ่น
หน้าตาของ Hub และ Switch ได้แสดงไว้ตามรูปที่ 1.1
Hub และ Switch โดยทั่วไปจะมีความเร็ว
2 ระดับคือแบบ 10 Mbps หรือแบบ 100 Mbps หรือแบบที่สนับสนุนได้ทั้งสองระดับในตัวเดียวกันที่เราเรียกว่า
dual speed auto-sensing (10/100 Mbps)
ข้อแตกต่างระหว่าง Hub และ Switch
Hub เป็นอุปกรณ์ดั้งเดิมที่ใช้กันมาช้านาน
ส่วน Switch เป็นอุปกรณ์ใหม่ที่เกิดขึ้นมาทีหลัง รูปร่าง
หน้าตาจะเหมือน Hub แต่วงจรการทำงานภายในจะต่างกัน โดย Hub
จะทำการส่งข้อมูลในลักษณะของการส่งต่อแบบกระจาย (broadcast)
กล่าวคือข้อมูลที่ส่งมาจากเครื่องพีซีเครื่อง
ใดเครื่องหนึ่ง (จากพอร์ตใดพอร์ตหนึ่งใน Hub) จะถูกส่งกระจาย
(broadcast) ไปให้เครื่องพีซีเครื่องอื่น ๆ
(ที่ต่อกับพอร์ตอื่น ๆ ใน Hub ตัวนั้น) ทุกตัวโดยไม่มีเงื่อนไข
พูดง่าย ๆ ก็คือ รับมาแล้วก็ปล่อยกระจายออกไปทุกพอร์ตโดยไม่ได้สนใจข้อมูลว่าควรจะส่งให้ใคร
สำหรับ Switch นั้นข้อมูลจะถูกเลือกส่งไปให้กบเครื่องพีซีที่เป็นจุดหมายปลายทางโดยตรง
(จากพอร์ตข้างต้นไปหาพอร์ตปลายทางได้โดยตรง) เครื่องพีซีอื่นที่ไม่เกี่ยวข้องจะไม่ได้รับข้อมูล
ดังนั้นเรา
สามารถเรียก Switch ว่าเป็น Hub ที่ฉลาดขึ้นมาหน่อยก็ได้ครับ
ผลพวงจากการทำงานที่แตกต่างกันระหว่าง
Switch และ Hub ส่งผลให้ความสามารถในการรับส่งข้อมูลแตกต่างกันด้วย
LAN Card
การ์ด LAN มีชื่อเรียกกันหลายอย่าง เช่น
Network Adapter Card, Network Interface Card (NIC) และ
Ethernet Card แต่เราเรียกย่อ ๆ ว่า การ์ด LAN เครื่องพีซีหรืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่คุณจะต่อเข้ากับระบบ
LAN ทุกตัวจะต้องมีการ์ด LAN ซึ่งอาจติดมากับเครื่องพีซีบางรุ่นเลย
หรือคุณอาจต้องซื้อมาเสียบเพิ่ม ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นแบบเสียบเข้ากับสล็อต
PCI หรือถ้าเป็นรุ่นเก่าหน่อยก็จะเป็นแบบเสียบกับสล็อต ISA
ดังนั้นก่อนจะซื้อการ์ด LAN คุณควรจะตรวจสอบเมนบอร์ดของเครื่องพีซีก่อนว่ามีสล็อตเป็นแบบ
PCI หรือ ISA พร้อมกับตรวจสอบระดับความเร็วของ Hub หรือ
Switch ที่จะมาใช้คู่กันด้วย
การ์ด LAN ที่ใช้กับระบบ LAN แบบสตาร์นั้นจะต้องมีช่องไว้สำหรับเสียบสาย
UTP แบบ RJ-45 ด้วย ซึ่งลักษณะจะแตกต่างจากการ์ด LAN ที่ใช้สำหรับระบบ
LAN แบบบัสที่เป็นแบบหัวกลม นอกจากนี้ก็ยงมีการ์ดแบบผสมที่ใช้ได้ทั้งกับระบบ
LAN แบบบัสและระบบ LAN แบบสตาร์ สำหรับการ์ด LAN
ที่ใช้กับระบบ LAN แบบสตาร์จะมีทั้งความเร็ว 10, 100 หรือ
10/100 Mbps หน้าตาของการ์ด LAN เป็นดังรูปข้างล่างซึ่งจะมีช่องเสียบกับสาย
UTP ที่เข้าหัวแบบ RJ-45 การเลือกซื้อการ์ด LAN จะต้องเลือกการ์ดที่มีระดับความเร็วที่เข้ากันได้กับ
Hub หรือ Switch ของคุณด้วย เพราะถ้าคุณซื้อ Hub หรือ
Switch แบบ 100 Mbps แล้วการ์ด LAN ของคุณเป็น 10 Mbps ก็ใช้ด้วยกันไม่ได้
ดังนั้นถ้าจะให้ยืดหยุ่นหรือปลอดภัยไว้ก่อนควรซื้อแบบ 10/100
Mbps (ใช้ได้ทั้งแบบ 10 และ 100 Mbps) ไปเลยดีกว่าทั้งการ์ด
LAN และ Hub/Switch
สายคู่บิดเกลียว (Twisted Pair)
คือสายสัญญาณที่ใช้ในระบบ LAN แบบสตาร์
ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 2 ชนิดคือ แบบมีฉนวนหุ้มที่เรียกว่า
Shielded Twisted Pair หรือ STP และแบบไม่มีฉนวนหุ้ม หรือ
Unshielded Twisted Pair) หรือ UTP แบบมีฉนวนหุ้มจะสามารถป้องกันการรบกวนทางไฟฟ้าได้ดีกว่า
แต่ถ้าใช้กับระบบ LAN โดยทั่ว ๆ ไปจะ
ใช้สาย UTP แบบ CAT5 (Category 5) ซึ่งให้ความเร็วได้สูงสุด
100 Mbps และระยะทำการไม่เกินเส้นละ
100 เมตรในปัจจุบันมีสายแบบ UTP แบบ CAT5e ซึ่งสามารถสนับสนุนความเร็วได้ถึง
1000 Mbps หรือ 1 จิกาบิต
ที่ใช้กับ Gigabit Ethernet แต่สามารถนำมาใช้แทน CAT5 ได้
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบบัส (10Base2)
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบบัสมีชื่อเรียกกันไปหลาย
ๆ อย่าง เช่น 10Base2, Thinnet, CheaperNet
หรืออะไรก็ตาม แต่เรียกง่าย ๆ ว่าระบบ LAN แบบบัส คือระบบ
LAN แบบอีเธอร์เน็ตที่ไม่ต้องมี Hub/Switch โดยสายที่ใช้จะต้องเป็นสายที่เรียกว่า
โคแอกเชียล (Coaxial) และ การ์ด LAN ที่ใช้จะต้องเป็นแบบ
BNC ซึ่งจะทำความเร็วได้สูงสุด 10 Mbps
อุปกรณ์ที่ต้องใช้ในระบบ
สายโคแอกเชียล (Coaxial) และหัวต่อต่าง
ๆ
สายโคแอกเชียลหรือที่เรียกว่า 10Base2 คือสายสัญญาณที่ใช้ในระบบ
LAN แบบบัสมี 2 แบบคือแบบหนา
(Thick Coaxial) และแบบบาง (Thin Coaxial) แต่ที่จะนำมาใช้คือแบบบาง
หรือเรียกอีกย่างหนึ่งว่า RG-58 ซึ่งมีความต้านทาน 50 โอห์ม
การต่อสายเข้ากับการ์ด LAN ที่มีหัวแบบ BNC
(British Naral Connector) โดยผ่านตัว T-Connector และที่ปลายสายทั้งสองด้านจะต้องปิดด้วยหัวจุก
Terminator ขนาด 50 โอห์มเสมอ ระยะทำการของสายจากเครื่องแรกจนกระทั่งเครื่องสุดท้ายไม่เกินประมาณ
185 เมตร
การ์ด LAN สำหรับระบบ LAN แบบบัส (หัวกลม)
การ์ด LAN สำหรับ LAN แบบบัส คือการ์ด
LAN ที่มีหัว BNC (หัวกลม) สำหรับต่อเข้ากับสายโคแอก
เชียลในระบบ LAN แบบบัสดังรูป ความเร็วที่ต่อได้จะเป็น 10
Mbps เท่านั้น เนื่องจากยังไม่มีการพัฒนา
เทคโนโลยีแบบ 100 Mbps บนระบบ LAN แบบบัส
เครือข่ายโทรศัพท์ในบ้าน (Phoneline Network)
คือการนำสายโทรศัพท์ในบ้านมาใช้ในการรับส่งข้อมูลนอกเหนือจากการใช้โทรศัพท์
ตามปกติ เหมาะสำหรับบ้านที่มีการเดินสายโทรศัพท์ภายในที่เป็นระบบอยู่แล้ว
คือมีการติดตั้งปลั๊กโทรศัพท
์ไว้ตามจุดต่าง ๆ ในบ้าน เช่น ห้องรับแขก ห้องครัว ห้องนอน
หรือห้องนั่งเล่น เป็นต้น ซึ่งบ้านฝรั่งส่วนมากจะ
เป็นแบบนั้น ถ้าบ้านคุณไม่ได้มีการเดินสายในลักษณะนี้ก็ไม่เหมาะจะใช้เทคโนโลยีนี้
ซึ่งเป็นการผสมผสาน
เครือข่ายแบบ Phoneline Network เข้ากับเครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์
อุปกรณ์ที่ต้องใช้ในระบบ
อุปกรณ์ที่จำเป็นต้องใช้ในการสร้างระบบเครือข่ายโทรศัพท์ในบ้าน
จะมีรายเอียดดังต่อไปน
ี้
HomePNA Adapter
คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้าย ๆโมเด็ม ซึ่งมีแบบภายในและภายนอก
โดย Adapter แบบภายในจะ
เสียบสล็อตแบบ PCI ในเครื่องพีซี สำหรับ Adapter แบบภายนอกจะเสียบเข้ากับพอร์ต
USB
ของเครื่องพีซี และ Adapter ทั้งสองชนิดนี้จะมีพอร์ตหรือปลั๊กโทรศัพท์
(RJ-45) อยู่ 2 ช่องโดยช่องแรกจะไว้ให้คุณเสียบสายโทรศัพท์เข้ากับปลั๊กโทรศัพท์ตามผนังห้องในบ้านคุณ
และช่องที่สองไว้สำหรับต่อเข้าหัวโทรศัพท์หรือโมเด็มได้
ซึ่งในระหว่างที่คุณคุยโทรศัพท์หรือโมเด็มอยู่ก็จะไม่ไปรบกวนสัญญาณของอุปกรณ์
HomePNA Adapter
แต่อย่างใด กล่าวคือสามารถใช้พร้อมกันได้นั่นเอง
เครือข่ายสายไฟฟ้าในบ้าน (Powerline Network)
คือเครือข่ายที่รับส่งข้อมูลโดยผ่านสายไฟฟ้าภายในบ้าน
วิธีนี้เป็นความคิดที่ดีมากเนื่องจากบ้านทุกหลังแทบจะมีการเดินสายไฟกันไปทั่วบ้านอยู่แล้ว
คุณเพียงแต่เชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับอุปกรณ์พิเศษ
ซึ่งต้องถูกเสียบเข้ากับปลั๊กไฟไว้เสมออยู่แล้วในขณะที่ใช้งานอยู่
สำหรับวิธีการเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์พิเศษนี้มีตั้งแต่การเชื่อต่อผ่านพอร์ตขนาน
(พอร์ต USB) หรืออาจจะเป็นการ์ดที่ใช้เสียบใน
เครื่องโดยเฉพาะ เพียงเท่านี้คุณก็สามารถรับส่งข้อมูลกันได้แล้ว
ปัจจุบันเทคโนโลยีของ Powerline Network ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา
โดยมีองค์กรที่ชื่อว่า HomePlug
Powerline Alliance ซึ่งตั้งขึ้นจากการรวมตัวของผู้ผลิตรายต่าง
ๆ ที่สำคัญคือ 3COM, AMD, CISCO Systems,
Panasonic, Compaq, Conexant, Enikia,
Intel, Intellon, Motorola, SonicBlue, RadioShack และ
Texas Instruments เพื่อทำการกำหนดมาตรฐานของ
Powerline Network สำหรับความเร็วที่ทำได้ดีก็ขึ้นอยู่กับว่าคุณเลือกใช้เทคโนโลยีของยี่ห้อใด
ตัวอย่าง เช่น เทคโนโลยีของบริษัท Inari (Intelogis)
(www.inari.com) ที่ได้ผลิตอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า PassPort
ที่เพียงแต่เสียบเข้าปลั๊กไฟในบ้าน และที่ปลายของอุปกรณ์จะมีสายสำหรับต่อเข้าพอร์ตขนานของเครื่องพีซี
นอกจากนี้ที่ตัวของอุปกรณ์เองจะมีปลั๊กไฟไว้ให้คุณใช้เสียบอุปกรณ์ต่าง
ๆ ได้ตามปกติ เพื่อไม่ให้เป็นการไปเบียดบังปลั๊กไฟเดิมที่มีอยู่
โดยทำความเร็วได้ 350 Kbps (6 เท่าของโมเด็ม 56 Kbps)
นอกจากนี้ก็ยังมีเทคโนโลยีของบริษัท Intellon (www.intellon.com)
ที่ชื่อว่า PowerPacket ที่มีลักษณะเป็นชิพที่ฝังอยู่ในตัวของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง
ๆ ซึ่ง
สามารถทำความเร็วได้ถึง 14 Mbps เลยทีเดียว และปัจจุบันเทคโนโลยีชนิดนี้ยังได้รับการยอมรับให้นำไปใช้เป็นต้นแบบในการพัฒนาหรือกำหนด
มาตรฐานของ HomePlug powerline Alliance อีกด้วย สามารถรับส่งข้อมูลที่คุณส่งไปมาได้
นอกจากนี้ยังอาจ
เกิดการรบกวนจากบรรดาเครื่องใช้ไฟฟ้าด้วย ซึ่งหากเขามีการติดตั้งอุปกรณ์สำหรับ
Powerline Network
แล้วก็สามารถรับข้อมูลที่คุณส่งไปมาได้
นอกจากนี้อาจเกิดรบกวนจากบรรดาเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น
เครื่องปั่นน้ำผลไม้ เครื่องเป่าผม หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า
ที่มีมอเตอร์เป็นส่วนประกอบ เพราะจะทำให้การรับส่ง
ข้อมูลเกิดผิดพลาดสูงและต้องมีการส่งซ้ำใหม่บ่อย ๆ ซึ่งจะไปมีผลต่อประสิทธิภาพของเครือข่ายในที่สุด
นอกจากยังมีปัญหาสำหรับบ้านที่มีการเดินสายแบบแยกหลายวงจร
ซึ่งจะมีปัญหาในการติดต่อข้ามวงจรกันไม่ได้
มาตรฐานไฟฟ้าของแต่ละประเทศก็ยังเป็นปัญหาอยู่ เนื่องจากปัจจุบันอุปกรณ์จะสนับสนุนเฉพาะประเทศที่ใช้ไฟฟ้า
110 โวลต์เท่านั้น
เครือข่ายแบบไร้สาย (Wireless)
เครือข่ายแบบไร้สายคือเครือข่ายที่อาศัยคลื่นวิทยุ (Radio
Frequency) ในการรับส่งข้อมูล ซึ่งในปัจจุบันมีมาตรฐาน
อยู่ 2 แบบคือ HomeRF (Home Radio Frequency) และ IEEE
802.11 นั้นยังแตกย่อยออกเป็นหลายแขนง แต่แขนงที่กำลังเป็นที่นิยมและแพร่หลายกันอยู่คือ
IEEE 802.11b หรือ Wireless LAN (เรียกสั้น ๆ ว่า WLAN)
ดังจะเห็นได้จากบรรดาผู้ผลิตอุปกรณ์เน็ตเวิร์กดัง ๆ เช่น
Cisco, Intel, Lucent, D-link, Linksys และ 3Com รวมถึงรายย่อยอีกมากมายต่างก็หันไปผลิตอุปกรณ์ไร้สายแบบ
802.11b ออกขายกันเป็นว่าเล่น
เทคนิคในการส่งสัญญาณ
เนื่องจากการส่งสัญญาณในระบบ LAN แบบไร้สายนี้ต้องอาศัยคลื่นวิทยุเป็นพาหะ
ดังนั้นจะต้องมีวิธีการผสมข้อมูลเข้าไปในคลื่นที่เป็นพาหะก่อนจะส่งออกทางอากาศไปด้วยเทคนิคการส่งสัญญาณ
ที่เป็นที่รู้กันระหว่างฝ่ายรับและฝ่ายส่ง เมื่อฝ่ายรับได้รับข้อมูลมาแล้ว
ก็จะต้องถอดเอาเนื้อข้อมูลจริง ๆ
ออกจากคลื่นพาหะให้ถูกต้องด้วย ดังนั้นถ้าคลื่นที่ได้รับมาถูกรบกวน
(ซึ่งเป็นเรื่องปกติของคลื่น)
ก็จะทำให้ต้องมีการส่งข้อมูลซ้ำกันใหม่อีก ทำให้เสียเวลาและสิ้นเปลืองพลังงานไปพอสมควร
สำหรับเทคนิคในการส่งสัญญาณที่ใช้กันในอุปกรณ์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันคือ
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) และ FHSS (Frequency
Hopping Spread Spectrum)
|
