บทที่ 5 ระบบเครือข่ายเบื้องต้น

1. ความหมายของระบบเครือข่ายระบบเครือข่าย/คอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ก/ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์(Compiter Network) คือระบบการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์หลาย ๆ เครื่องการนำเอาระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มาใช้งาน สามารถเเบ่งวัตถุประสงค์ได้ดังนี้
1.ใช้ทรัพยากรร่วมกัน คือเพื่อใช้อุปกรณ์ต่างๆ ร่วมกัน เช่น เครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์
2.ใช้ข้อมูลในไฟล์ร่วมกัน คือข้อมูลชุดเดียวกันสามารถเรียกใช้ได้จากหลาย ๆ เครื่อง
3.ความสะดวกในการดูเเลระบบ คือทำให้สามารถดูเเละบริหารระบบได้จากที่เดียวประเภทของเครือข่าย สามารถเเบ่งได้กว้าง ๆ เป็น 2 ลักษณะ คือ
1.LAN อ่านว่า เเลน เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันในระบบจำกัด
2.WAN อ่านว่า เเวน เป็นการเชื่อมต่อเเลนในที่ต่าง ๆ เข้าด้วยกันในระยะจำกัดข้อจำกัดของระบบเครือข่ายการนำระบบเครือข่ายมาใช้งาน ผู้ว่างระบบจะต้องคิดให้รอบคอบว่าการต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายนั้น จพทำได้ตามความต้องการหรือไม่ เเละมีขีดจำกัดอย่างไร ข้อจำกัดของระบบเครือข่ายมีหลายอย่าง ดังนี้
1.การเรียกใช้ข้อมูลทำได้ช้า
2.ข้อมูลไม่สามารถใช้ได้ทันที
3.ยากต่อการควบคุมดูเเล

2.องค์ประกอบของระบบเครือข่ายองค์ประกอบของระบบเครือข่ายโดยทั่ว ๆไป จะประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
2.1อุปกรณ์ฮาร์ดเเวร์ (Natware) คือ อุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อเข้าเป็นระบบเครือข่าย เช่น
1.การ์ดเเลน (Networt Interface Cart:NIC)เป็นการ์ดสำหรับต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับสาย Lan
2.ฮับ/สวิตซ์(Hub/Switch)เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นในการต่อระบบเครือข่าย
2.2ซอฟต์เเวร์ (softwar)คือโปรเเกรมต่าง ๆ ตั่งเเต่โปรเเกรมที่เป็นไดรเวอร์ควบคุมการ์ดเเลน
2.3สื่อกลางนำข้อมูล (Media) สื่อกลางนำข้อมูลในระบบเครือข่าย เริ่มตั่งเเต่สายเคเบิลต่างๆสายเคเบิล ที่นิยมใช้กันมีหลายประเภท คือ
1.สายโคเเอกเชี่ยม เป็นสายเส้นเดี่ยวเเบบที่มีเปลือกเป็นสายโลหะถัก
2.สายUTP เป็นสายขนาดเล็กคล้ายสายโทรศัพท์มี8เส้น ตีเกลียวเป็นคู่ๆ
3.สายSTP เป็นสายคู่เล็กๆ ตีเกรียวไขว้กันเบบสาย UTP เเต่มีฉนวนหรือเปลือกหุ้มที่เป็นโลหะถักเพื่อป้องกันสัญญาณระกวน
4.สายใยเเก้วนำเเสง เป็นสายที่ใช้กับการสัญญาณด้วยเเสง
3.มาตรฐานของระบบเครือข่ายระบบLAN ที่ใช้กันในปัจจุบันมีลักษณะทางฮาร์ดแวร์ที่ยึดมาตรฐานของสถาบันวิศวกรรมและอิเล็กทรอนิกส์สหรัฐ ฯ หรือ IEEE โดยแบ่งเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ คือ อีเทอร์เน็ต และ Token-Ringโดยมีเกณฑ์หรือโปรโตคอลแบบCSMA/CD ซึ่งเป็นชื่อมาตรฐานของ Ethernet นั้นจะแยกแยะได้ด้วยรหัสด้งนี้-ความเร็ว หมายถึง ตัวบอกว่าระบบนั้นทำความเร็วได้เท่าไร ปัจจุบันมีใช้กันคือ 10,100 หรือ 1000 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งตัวเลขนี้จะเป็นค่าเลขนี้จะเป็นค่าสูงสุดที่ระบบ LAN นั้นทำได้ในกรณีที่ไม่มีอุปสรรคอื่นใดมาถ่วงให้ช้าลง ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วจะได้ความเร็วต่ำกว่านี้มาก และการนำไปใช้เทียบเท่ากับค่าอื่น ๆวิธีการส่งสัญญาณ ปกติรหัสที่ใช้บอกการส่งสัญญาณทางไฟฟ้าบนระบบ Ethernet จะมี 2 ลักษณะคือ Baseband และ Broadband Baseband คือส่งเป็นสัญญาณแบบดิจิตอล 0 และ 1 หรือแรงดันไฟฟ้า 0 และ 5 โวลต์ โดยไม่มีการแสดงผสมสัญญาณกับความถี่สูงอื่นใด วิธีนี้การทำงานจะง่ายทั้งวงจรรับส่งข้อมูลแต่จะถูกรบกวนได้ง่ายและส่งได้ระยะทางไม่ไกล นอกจากนี้ในสายเส้นหนึ่ง ๆ ยังส่งสัญญาณแบบนี้ได้เพียงชุดเดียวเท่านั้นBroadband คือ การผสมสัญญาณข้อมูลที่จะส่งเข้ากับสัญญาณอนาล็อกหรือคลื่นพาหะที่มีความสูง เพื่อให้ส่งได้ไกลและมีความเพี้ยนน้อยกว่าแบบแรก นอกจากนี้ยังสามารถส่งได้หลายช่องทางสัญญาณหรือหลายแชนเนล โดยจัดการให้ข้อมูลชุดหนึ่งผสมกับสัญญาณที่ความถี่ช่วงหนึ่งนับเป็น 1 แชนเนล พอมีข้อมูลอีกชุดหนึ่งก็เลี่ยงไปใช้การผสมเข้ากับความถี่อื่น ๆที่ห่างออกไปมากพอที่จะไม่รบกวนกัน-สายที่ใช้ Ethernet แบบดังเดิมนั้นมีความเร็วเพียง 10 Mbps และมีการต่อสาย 3 แบบ ต่อมามีสายไฟเบอร์ออปติก เพิ่มขึ้นมาและสาย UTP ก็พัฒนาขึ้นจนทำความเร็วได้เป็น 1000 Mbps -Fast Ethernet และ Gigabit EthernetEhernet ในปัจจุบัน ได้รับการพัฒนาให้มีความเร็วเพิ่มจาก 10 Mbps เป็น 100 และ 1,000 Mbps หรือมากกกว่านี้ ซึ่งสามารถใช้กับข้อมูลขนาดใหญ่หรือภาพนิ่ง หรือข้อมูลที่ต้องรับส่งให้ได้ตามเวลาจริง-Token-Ringเป็นระบบ LAN ต่อในแบบ Ring และใช้การควบคุมแบบ Token-passing ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยบริษัทไอบีเอ็ม สายที่ใช้จะเป็นเคเบิลแบบพิเศษมี 2 คู่ ต่อเข้ากับ Hub ที่เรียกว่า MAU ซึ่ง 1 ตัวสามารถต่อได้ 8 เครื่อง และพ่วงระหว่าง MAU แต่ละตัวเข้าด้วยกันได้อีก เกิดเป็นลักษณะที่เห็นลกสายจาก MAU ไปยังแต่ละเครื่องเหมือนกับดาวกระจายหรือแบบ Star แต่ถ้าตรวจสอบสายจะเป็นแบบวงแหวน-FDDI เป็นมาตรฐานการต่อระบบเครือข่ายโดยอาศัยสาย Fiber Optic ซึ่งสามารถรับส่งข้อมูลได้ที่ความเร็วสูงถึง 100 Mbps กับ Fast Ethernet พื้นฐานลักษณะของ FDDI จะต่อเป็น Ring ที่มีสายสองชั้นเดินคู่ขนานกัน เพื่อสำรองในกรณีเกิดสายขาดขึ้น
4.ระบบเครือข่ายแบบไร้สายระบบเครือข่ายแบบไร้สายคือเครือข่ายที่อาศัยคลื่นวิทยุในการรับส่งข้อมูล ซึ่งมีประโยชน์ที่เห็นได้ชัดคือ เรื่องของการไม่ต้องเดินสายเหมือนกับระบบ LAN แบบอื่น ๆ ซึ่งเหมาะกับการใช้งานในบ้านที่ซึ่งไม่สะดวกในการเดินสาย และเป็นที่ไม่มีปัญหาเรื่องการรบกวนของสัญญาณวิทยุมากนักการทำงานของ Wireless LAN ทำงานโดนใช้คลื่นวิทยุรับส่งกันระหว่างอุปกรณ์รับส่งสัญญาณที่ติดตั้งในคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง กับจุดเข้าใช้เรียกว่า “Access Point” ซึ่งเป็นตัวกลางในติดต่อถึงกัน ระหว่างอุปกรณ์รับส่งแต่ละเครื่องความปลอดภัยของข้อมูลในระบบ LAN แบบไร้สาย สิ่งที่ควรคำนึงถึงการใช้เครือข่ายแบบไร้สาย คือ ความปลอดภัยของข้อมูล เนื่องจากข้อมูลลูกส่งไปในอากาศ ซึ่งสามารถถูกดักจับได้ง่าย ดังนั้นจึงต้องมีวิธีการเข้ารหัสที่เรียกว่า WEP แต่ปัจจุบันกำลังถูกมองว่าวิธีนี้ยังไม่ปลอดภัยเท่าที่ควรจึงมีกรออกแบบมาตรฐานใหม่คือ WPA ซึ่งปลอดภัยกว่าแต่จะใช้ได้กับอุปกรณ์รุ่นใหม่ ๆ เท่านั้นอุปกรณ์ในติดตั้งระบบ Wi-Fi1.Access Point สามารถกำหนดค่า IP ในรูปแบบอัตโนมัติ หรือ Dynamic Host Configuration Protocol สามารถเชื่อมต่อกับ Network Switch หรือ HUB ได้โดยผ่านสาย LAN สามารถทำงานในลักษณะ Router ซึ่งทำให้ผู้คนหลายคน สามารถใช้งานระบบ Broadband ได้2.Wireless Adapter เป็นอุปกรณ์ซึ่งต่อเชื่อมกับคอมพิวเตอร์และเครือข่ายไร้สาย โดยการทำงานของ Wireless Adapter จะเป็นลักษณะการส่งสัญญาณคลื่นวิทยุแบบ Two-way ทั้งรับทั้งส่งรูปแบบการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายไร้สาย
1.แบบ Peer-to-peerเป็นลักษณะการเชื่อมต่อแบบโครงข่ายโดยตรงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องหรือมากกว่านั้น เป็นการใช้งานร่วมกันของ Wireless Adapter cards โดยไม่มีการเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครือข่ายแบบใช้สายเลย โดยเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีความเท่าเทียมกัน สามารถทำงานได้และขอใช้บริการเครื่องอื่นได้
2.แบบ Client/Serverเป็นลักษณะการรับส่งข้อมูลโดยอาศัย Access Point หรือเรียกว่า “Hot spot”ทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่างระบบเครือข่ายแบบใช้สายกับเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย โดยกระจายสัญญาณคลื่นวิทยุเพื่อรับ-ส่งข้อมูลเป็นรัศมี
3.แบบ Multiple access points and roamingเป็นการเชื่อมต่อสัญญาณระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับ Access Point ของเครือข่ายไร้สาย จะอยู่ในรัศมีประมาณ 500 ฟุต ภายในอาคารและ 1,000 ฟุต ภายนอกอาคาร หากสถานที่ที่ติดตั้งมีขนาดกว้างมากๆ
4.แบบ Use of an Extension Pointกรณีที่โครงสร้างของสถานที่ติดตั้งเครือข่ายแบบไร้สายมีปัญหา ผู้ออกแบบระบบอาจจะใช้ Extension Point ที่มีคุณสมบัติเหมือนกับ Access Point แต่ไม่ต้องผูกติดไว้กับเครือข่ายไร้สายเป็นส่วนที่ใช้เพิ่มเติมในการรับส่งสัญญาณ
5.แบบ The Use of Directional Antennasระบบแลนไร้สายแบบนี้เป็นแบบใช้เสาอากาศในการรับส่งสัญญาณระหว่างอาคารที่อยู่ห่างกัน โดยการติดตั้งเสาอากาศที่แต่ละอาคาร เพื่อส่งและรับสัญญาณระหว่าง5.การทำงานของคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายการทำงานของคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย เครื่องที่ทำหน้าที่เป็นเครื่องแม่ข่ายเรียกว่า”เซิร์ฟเวอร์”เป็นเครื่องที่ให้บริการแก่แก่เครื่องอื่น เครื่องลูกข่ายหรือเรียกว่า”ไคลเอนท์”หรือบางครั้งเรียกว่า “เวิร์กสเตชั่น” โดยทั่วทั่วไปการจัดแบ่งหน้าที่การทำงานของคอมพิเตอร์ระบบเครือข่ายไว้ 2แบบใหญ่ คือแบบที่ทุกเครื่องมีศักดิ์ศรีเท่ากันเรียกว่า Peer-to-Peer หมายถึงแต่ละเครื่องจะยอมให้เครื่องอื่น ๆ ในระบบเข้ามาใช้ข้อมูล หรืออุปกรณ์ต่าง ๆได้ โดยเสมอภาคภาคกันแบบที่เรียกว่า”Server-based” หรือ “Dedicated Server”การทำงานของระบบเครือข่ายขนาดใหญ่ สามารถทำได้โดยการนำระบบ LAN หลายๆวงมาเชื่อมต่อกัน โดยใช้อุกรณ์ประกอบเพิ่มเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ เช่น
1.อุปกรณ์ Repeater ใช้เมื่อสายที่มีต่อมีความยาวเกินกว่าที่มาตรฐานกำหนด ไม่สามารถรับสัญญาณได้จึงต้องเพิ่มอุปกรณ์ที่เรียกว่า “รีพีตเตอร์” เพื่อทำหน้าที่ทวนสัญญาณ ช่วยขยายสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งบนสายแลนให้ไกลขึ้น แต่มีข้อเสียคือไม่สามารถกลั่นกรองข้อมูลที่ส่งผ่านได้ ซึ่งเหมือนกับ Hub ที่ใช้กันในระบบ LAN
2.อุปกรณ์ Bridge ทำหน้าที่เป็นสะพานข้อมูลที่ส่งข้อมูลที่ส่งออกมาในเครือหนึ่งมีปลายทางอยู่ สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายย่อย ๆ ในองค์กรเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายใหญ่เพียงเครือข่าย โดยข้อมูลที่ส่งออกมาในเครือข่ายหนึ่งมีปลายทางอยู่อีกเครือข่ายหนึ่ง บริดจ์จะส่งข้อมูลข้ามไปให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายใหญ่เพียงเครือข่ายเดียว เพื่อให้เครือข่ายย่อยเหล่านั้น
3.อุปกรณ์ Switch ทำหน้าที่รวบรวมสัญญาณหรือ เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานในลักษณะบริดจ์ แบ่งสาย 1 เส้น หรือ 1 พอร์ต เป็น 1 เครือข่าย ข้อมูลใด ๆ ที่ถูกส่งเข้ามาทางพอร์ต จะถูกต้องส่งต่อออกไปเฉพาะพอร์ตที่ต่อกับผู้รับเท่านั้น
4.อุปกรณ์ Router ทำงานเสมือนเป็นเครื่องหรือ Node หนึ่งในระบบ หนึ่งในระบบ LAN รับข้อมูลเข้ามาแล้วส่งต่อยังปลายทาง คล้ายกับ Switch และ Bridge ทำหน้าที่หลักคือ หาเส้นทางที่ดีสุดในการส่งข้อมูลต่อไปยังเครือข่ายอื่น