ความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีเครือข่าย 7

มาตรฐานของระบบเครือข่ายท้องถิ่น     มาตรฐานของ LAN ถูกกำหนดโดยคณะกรรมการจาก IEEE ซึ่งมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า IEEE 802 Local and Metropolitan Area Network Standard Committee โดยจะเน้นการกำหนดคุณสมบัติในระดับของ Physical Layer และ Data Link Layer ใน OSI Reference Model มาตรฐานจำนวนมากถูกกำหนดออกมาจากกรรมการกลุ่มนี้ และได้นำมาใช้กำหนดรูปแบบโครงสร้างของระบบเครือข่ายในปัจจุบัน มาตรฐานที่น่าสนใจมีดังต่อไปนี้ รูปที่ 4 IEEE 802 protocol layers เปรียบเทียบ IEEE 802.3: Ethernet    Ethernet นับเป็นต้นกำเนิดของเทคโนโลยี LAN เนื่องจาก LAN ส่วนมากหรือเกือบทั้งหมดในปัจจุบันใช้ พื้นฐานของเทคโนโลยีนี้ คุณลักษณะเฉพาะในการทำงานของ Ethernet คือการทำงานแบบที่เรียกว่า การเข้าใช้ระบบเครือข่ายโดยวิธีช่วงชิง หรือ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) โดยมีหลักการทำงานดังนี้ ก่อนที่สถานีงานของผู้ใช้จะส่งข้อมูลออกไปยังเครือข่าย จะต้องมีการแจ้งออกไปก่อนเพื่อตรวจสอบดูว่ามีสัญญาณพาหะของผู้ใช้รายอื่นอยู่ในสายหรือไม่ เมื่อไม่พบสัญญาณของผู้ใช้อื่น จึงจะเริ่มส่งข้อมูลออกไปได้ หากตรวจพบสัญญาณพาหะของผู้ใช้รายอื่นอยู่ จะต้องรอจนกว่าสายจะว่างถึงจะส่งข้อมูลได้ ในกรณีที่เกิดปัญหาในการตรวจสอบสัญญาณพาหะ ซึ่งอาจเนื่องมาจากระยะทางของสถานีงานอยู่ห่างกันมาก อาจจะเกิดการชนกันของข้อมูลขึ้นได้ ในกรณีนี้ให้ทั้งทุกๆ สถานีหยุดการส่งข้อมูลขณะนั้น แต่ละสถานีจะทำการสุ่มช่วงระยะเวลาในการรอ เพื่อทำการส่งข้อมูลออกไปใหม่เพื่อไม่ให้มีการชนกันเกิดขึ้นอีก หากยังมีเหตุการณ์ชนกันเกิดขึ้นอีก ก็จะต้องหยุดรอโดยเพิ่มช่วงระยะเวลาในการสุ่มเป็นสองเท่าเพื่อให้ลดโอกาสการชนกันลงและส่งข้อมูลออกไปใหม่ และทำซ้ำเช่นนี้ จนกว่าข้อมูลจะถูกส่งออกไปได้อย่างสมบูรณ์    แม้ว่าระบบ CSMA/CD ดูเหมือนจะเป็นวิธีจัดระเบียบการส่งสัญญาณในระบบเครือข่ายที่ไม่เรียบร้อยนัก แต่ก็ทำงานได้ผลเป็นอย่างดี แต่เมื่อมีจำนวนโหนดบนเครือข่ายมากขึ้น ก็จะทำให้ความน่าจะเป็นในการปะทะกันของ ข้อมูลเพิ่มมากขึ้นด้วย ซึ่งจะส่งผลให้เครือข่ายทำงานช้าลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ระบบเครือข่าย Ethernet ยังสามารถแบ่งประเภทได้อีก ตามความเร็วและชนิดของสายเคเบิล ดังนี้ IEEE 802.3 10Base5 (Thick Ethernet)  เป็นระบบเครือข่ายแบบบัส ใช้สายโคแอ็กเชียลอย่างหนา (3/8 นิ้ว) สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางสูงสุดไม่เกิน 500 เมตร และเนื่องจากสายโคแอ็กเชียลอย่างหนาสามารถนำสัญญาณไปได้ไกลกว่าจึงมักถูกใช้เป็นแบคโบน (Backbone) ของระบบเครือข่าย IEEE 802.3 10Base2 (Thin Ethernet) เป็นระบบเครือข่ายแบบบัส ใช้สายโคแอ็กเชียลอย่างบาง (3/16 นิ้ว) สามารถติดตั้งได้ง่ายกว่าแบบแรกและราคาต่ำกว่า สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาทีในระยะทางสูงสุดไม่เกิน 200 เมตร IEEE 802.3 10BaseT (Twisted-pair Ethernet)  เป็นระบบที่จัดการเชื่อมต่อโหนดต่างๆ เข้ากับ Hub เป็นรูปแบบดาว ใช้สายคู่พันเกลียวโดยอาจเป็นแบบไม่มีสิ่งห่อหุ้ม(Unshielded Twisted-pair) หรือแบบมีสิ่งห่อหุ้ม (Shielded Twisted-pair)ก็ได้ มีหัวเชื่อมต่อเป็นแบบ RJ-45 มีลักษณะคล้ายปลั๊กโทรศัพท์ สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาที โดยมีความยาวของสายระหว่างสถานีงานกับ Hub ไม่เกิน 100 เมตร IEEE 802.3u 100BaseX (Fast Ethernet)  มีระบบการเชื่อมต่อแบบดาว สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 100 เมกะบิตต่อวินาทีแบ่งเป็น 3 ประเภท ได้แก่ 1. 100BaseT4 ใช้สายคู่พันเกลียวจำนวน 4 คู่ 2. 100BaseTX ใช้สายคู่พันเกลียวจำนวน 2 คู่ 3. 100BaseFX ใช้เคเบิลใยแก้วนำแสง

IEEE 802.4: Token Bus     ได้รับการพัฒนาเพื่อเป็นมาตรฐานสำหรับระบบเครือข่ายแบบบัสที่ตอบสนองความต้องการ คือไม่ต้องการให้มีการชนกันของข้อมูลเกิดขึ้นเลย โดยจะทำงานด้วยการส่งแพ็กเกตข้อมูลที่เรียกว่าโทเคน (Token) วนเป็นวงแหวนไปตามสถานีงานต่างๆ บนเครือข่าย เมื่อโทเคนไปถึงสถานีงานปลายทางก็จะมีการคัดลอกข้อมูลขึ้นมา จากนั้นก็จะส่ง ข้อมูลแจ้งกลับไปยังสถานีงานต้นทางว่าได้รับแล้วผ่านทางโทเคนเดิม ระบบเครือข่ายจะต้องสร้างตารางของตำแหน่งที่อยู่สำหรับสถานีงานทั้งหมดขึ้น ซึงจะเรียงตามลำดับตามลำดับของสถานีงานที่สามารถรับโทเคนไปได้ ในกรณีที่มีสถานีงานใดต้องการติดต่อกับระบบเครือข่ายสูงเป็นพิเศษ นั่นก็คือต้องการได้รับโทเคนถี่ขึ้นเป็นพิเศษ ก็สามารถทำได้ด้วยการใส่ตำแหน่งที่อยู่ของสถานีนั้นๆ ไว้ในตารางให้มากขึ้น รูปที่ 5 เส้นทางการเดินทางของโทเคนบนระบบเครือข่าย Token Bus    ข้อด้อยของโทเคนบัสคือความจำกัดในแง่ของระยะทาง และข้อจำกัดในเรื่องจำนวนของสถานีงานใหม่ที่จะสามารถเพิ่มลงไปในบัส ทั้งนี้เพราะทุกๆ สถานีงานใหม่ที่เพิ่มขึ้นย่อมหมายถึงความเพี้ยนของสัญญาณโดยรวมที่จะเกิดมากขึ้น IEEE 802.5: Token Ring     มาตรฐานนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อรองรับระบบเครือข่ายท้องถิ่นที่ใช้โทโปโลยีรูปวงแหวน โดยใช้โทเคนเป็นตัวนำข้อมูลจากสถานีงานหนึ่งไปยังอีกสถานีงานหนึ่ง เมื่อสถานีปลายทางได้รับโทเคน และทำการคัดลอกข้อมูล เสร็จแล้ว ก็จะทำการส่งโทเคนกลับไปยังสถานีต้นทางเดิมซึ่งจะต้องทำการถอดเอาข้อมูลออก และจึงปล่อยโทเคนไปให้สถานีงานถัดไป สถานีงานแต่ละเครื่องที่ได้รับโทเคนไปจะทำการตรวจสอบดูว่าตำแหน่งที่อยู่ที่กำหนดในโทเคนนั้น เป็นของตนเองหรือไม่ ถ้าเป็นของตนก็จะทำการคัดลอกข้อมูลไว้จากนั้นจะทำการทวนสัญญาณให้แรงขึ้นพร้อมกับส่ง โทเคนนั้นกลับไป แต่ถ้าตำแหน่งที่อยู่ไม่ใช้ตำแหน่งของตน ก็จะทำการทวนสัญญาณให้แรงขึ้นและปล่อยโทเคนนั้นผ่านไป ลักษณะเด่นของ Token Ring เมื่อเทียบกับ Token Bus ก็คือความสามารถที่รองรับระยะทางได้ไกลมากกว่า โดยไม่เกิดการสูญเสียของสัญญาณระหว่างทาง ทั้งนี้เนื่องจากแต่ละสถานีงานมีการทวนสัญญาณซ้ำนั้นเอง ส่วนข้อด้อยที่สำคัญคือถ้าหากมีสถานีงานใดเสียหายหรือทำงานผิดปกติ ก็อาจส่งผลร้ายแรงให้ทั้งระบบหยุดทำงานได้ นอกจากนี้ในการติดตั้งระบบสายสัญญาณของระบบนี้ ยังมีความยุ่งยากและสิ้นเปลืองมากกว่าแบบ Token Bus รูปที่ 6 ลักษณะการเชื่อมต่อโดยใช้โทโปโลยีแบบวงแหวนของระบบเครือข่าย Token IEEE 802.9: Isochronous Networks    เป็นการรวมเทคโนโลยี ISDN (Integrated Services Digital Network) กับเทคโนโลยี LAN เข้าด้วยกัน Isochronous LAN อาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ISLAN (Integrated Services LAN) โดยมีจุดมุ่งหมายในการทำให้ระบบเครือข่ายมีความสามารถในการส่งข้อมูลประเภทมัลติมีเดียได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากข้อมูลที่ประกอบด้วยสัญญาณเสียง สัญญาณภาพ จำเป็นต้องได้รับการจัดส่งอย่างราบรื่นในช่วงเวลาที่แน่นอน เช่น สัญญาณภาพจะต้องได้รับการจัดส่งไปด้วยจำนวนเฟรมที่แน่นอนในเวลา 1 วินาที ถ้าหากการจัดส่งสัญญาณถูกขัดขวาง ข้อมูลก็จะถูกบิดเบือนไปทำให้ไม่สามารถเห็นเป็นภาพได้ ส่วนสัญญาณเสียงก็เช่นเดียวกัน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า ทั้งสัญญาณภาพ (Video) และสัญญาณเสียง (Audio) จะต้องขึ้นกับช่วงเวลา และระบบเครือข่ายที่สนับสนุนความต้องการนี้ก็คือ Isochronous Networks นั่นเอง IEEE 802.11: Wireless Network    เป็นการกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่ายไร้สายที่เทียบได้กับระบบเครือข่าย Ethernet แต่จะใช้เทคนิคในการเข้าถึงระบบเครือข่ายด้วยวิธี CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) ซึ่งวิธีการนี้ต่างจากวิธี CSMA/CD คือ ด้วยวิธี CSMA/CD ที่โหนดต่างๆ จะต้องมีการเฝ้าฟังสื่อกลาง ในการนำสัญญาณ และจะทำการส่งได้ก็ต่อเมื่อสายสัญญาณว่าง แต่สำหรับ CSMA/CA นั้นโหนดต่างๆ จะต้องส่ง ข่าวสารสั้นๆ ที่เรียกว่า RTS (Request To Send) ซึ่งจะระบุผู้รับเป้าหมายไว้ ขณะเดียวกันก็จะเตือนโหนดทั้งหมดที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงให้หยุดรอชั่วขณะหนึ่ง ส่วนทางผู้รับจะส่งสัญญาณ CTS (Clear To Send) กลับไปยังโหนดที่ต้องการส่งข้อมูล เมื่อกระบวนการนี้เสร็จสิ้นจึงจะมีการส่งข้อมูลจริง เมื่อผู้รับได้รับข้อมูลครบถ้วนแล้ว ก็จะส่งสัญญาณตอบรับ ACK (Acknowledge) กลับไป เป็นอันจบกระบวนการสื่อสาร สื่อที่ใช้ในการส่งสัญญาณของระบบนี้มีสองประเภทคือ ผ่านทางคลื่นแสงอินฟราเรด ซึ่งจะใช้ได้ภายในระยะทาง 33 เมตร (100 ฟุต) และผ่านทางคลื่นวิทยุ ซึ่งจะออกอากาศในย่านความถี่ 2.4 GHz ระบบ Wireless LAN นี้จะมีประโยชน์ในสถานการซึ่ง โหนดต่างๆ ต้องการอิสระในการเคลื่อนย้าย เช่นในโรงพยาบาล หรือในห้องรับรองขนาดใหญ่ เป็นต้น ขอบคุณ   http://irrigation.rid.go.th/