บทที่ 5
เทคโนโลยี Wireless LAN
เครือข่ายแลนไร้สาย หรือ Wireless LAN หรือที่เรียกว่า Wi-Fi (ย่อมาจากค าว่า Wireless Fidelity) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันโดยใช้คลื่นวิทยุแทนการใช้สายในการรับส่งข้อมูลทำให้สามารถผ่านอากาศ ทะลุกำแพง เพดานหรือสิ่งก่อสร้างอื่นๆ เนื่องจากไม่ต้องเดินสายสัญญาณทำให้การเคลื่อนย้ายเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นทำได้โดยสะดวก
สำหรับรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สายส่วนใหญ่ จะมีอุปกรณ์กระจายสัญญาณเป็นตัวกลาง
สำหรับการเชื่อมต่อเรียกว่า Access Point ซึ่งทำหน้าที่คล้ายกับฮับของระบบแลนแบบมีสาย ในปัจจุบันมีอุปกรณ์ Access Point หลายรุ่นที่ทำหน้าที่เหมือนเราท์เตอร์เชื่อมต่อกับเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้ด้วย ทำให้นอกจากจะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายไร้สายแล้วยังสามารรถแชร์อินเทอร์เน็ตร่วมกันได้ สำหรับจำนวนเครื่องที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายแลนนั้น จะได้มากถึง 128 เครื่องต่อหนึ่งเครือข่าย
เทคโนโลยี Ethernet LAN
Ethernet LAN เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ได้รับความนิยม เนื่องจากการติดตั้งที่ง่ายและค่าใช้จ่ายไม่สูงมากนัก ความเร็วที่ได้อยู่ในระดับ 10/100 Kbps และอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตั้งเครือข่ายก็หาได้ง่าย เทคโนโลยีเครือข่าย Ethernet LAN ถูกพัฒนาเมื่อปี ค.ศ. 1972 และมีการกำหนดมาตรฐานภายใต้ IEEE 802.3 ขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1980 ซึ่งเครือข่าย Ethernet LAN นี้ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และปัจจุบันได้เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย
หากพูดถึงการทำงานโดยภายใต้หลักของ OSI Model เทคโนโลยี Ethernet LAN จะท างานอยู่
บนเลเยอร์ที่ 1 และ 2 คือ Physical Layer และ Data Link Layer ตามลำดับ และสนับสนุนการทำงาน
ร่วมกับโปรโตคอลเครือข่ายที่ได้รับความนิยมในปัจจุบันแทบทังหมดเครือข่าย Ethernet LAN ในยุคแรกสนับสนุนการรับส่งข้อมูลที่ความเร็ว 10 Mbps (Magabitsper Second) ซึ่งต่อมามีการพัฒนาความเร็วในการรับส่งข้อมูลให้เพิ่มสูงขึ้น โดยปัจจุบันได้มีการจัดแบ่งออกเป็น 2 มาตรฐาน
2. มาตรฐาน Gigabit Ethernet: ความเร็วในการรับ/ส่งข้อมูลที่ 1000 Mbps
1. มาตรฐาน Fast Ethernet: ความเร็วในการรับ/ส่งข้อมูลที่ 10-100 Mbps
เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์
สำหรับเทคโนโลยีการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน กำลังเติบโตอย่างต่อเนื่องจากความต้องการในการส่งผ่านข้อมูลที่เพิ่มสูงขึ้น และการเติบโตของอินเทอร์เน็ตในยุคนี้ ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีในการเชื่อมต่อเครือข่ายที่สามารถรองรับความต้องการของผู้ใช้ในปัจจุบันได้ โดยเทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ถูกนำไปใช้ในการสร้างเครือข่ายกันอย่างแพร่หลายทั้งที่บ้านและภายในองค์กรขนาดเล็ก
2. เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Wireless LAN
หรือเครือข่ายไร้สายเป็นที่นิยมมากขึ้นในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถลดค่าใช้จ่ายในส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมต่อ เช่น สายสัญญาณ หรือการ์ดเครือข่ายที่ใช้อยู่บนเครือข่าย Ethernet LAN ลงได้
1. เทคโนโลยีเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ Ethernet LAN
หรือเรียกว่าเครือข่ายแลนแบบมีสาย โดยในปัจจุบันแบ่งออกได้เป็น 2 มาตรฐานใหญ่ๆ คือ Fast Ethernet LAN และ Gigabit Ethernet LAN (นอกจากนั้นยังมีมาตรฐาน 10 Gigabit Ethernet ที่จะตามมาในอนาคตด้วย)
มาตรฐาน IEEE
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) เป็นองค์กรสากลที่สร้างและพัฒนามาตรฐานด้านอุตสาหกรรมที่เกี่ยวเนื่องกับการศึกษาทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์รวมไปถึงการสื่อสารและวิทยาการคอมพิวเตอร์มีการประกาศมาตรฐานต่างๆ ไว้มากกว่า 900 มาตรฐานมาตรฐานของ IEEE เป็นผู้น าในการสร้างมาตรฐานให้กับแวดวงอุตสาหกรรมต่างๆ อาทิด้านพลังงาน เวชภัณฑ์ เทคโนโลยีการสื่อสาร และอื่นๆ ส าหรับมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับการสื่อสารข้อมูลที่คุ้นเคยกันก็เช่น IEEE 802 ที่ก าหนดมาตรฐานให้กับการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบ LAN/MAN โดยมี IEEE 802.3 เป็นมาตรฐานให้กับเทคโนโลยีเครือข่าย Ethernet LAN และมาตรฐาน IEEE 802.11 ส าหรับเครือข่ายไร้สาย เป็นต้น
มาตรฐานที่เราพบได้บ่อยๆ คือ มาตรฐาน IEEE 802.3 ซึ่งใช้ก าหนดมาตรฐานของรูปแบบเครือข่ายใน Ethernet LAN โดยมีการปรับปรุงและพัฒนามาอย่างต่อเรื่อง เริ่มต้นตั้งแต่ปี 1983 ที่ทาง IEEE ได้ออกมาตรฐาน IEEE 802.3 ขึ้นมาส าหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 10BASEs ความเร็วในการรับส่งข้อมูล 10 Mbps และใช้สายโคแอคเชียล (Coaxial) แบบหนาในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย
หน่วยในการวัดปริมาณการส่งข้อมูล
ในระบบคอมพิวเตอร์ข้อมูลจะอยู่ในรูปแบบสถานะเปิด(ON)คือค่า 1และสถานะปิด(Off)คือ ค่า 0 โดย 1 สถานะเปิดปิดเราเรียกว่า 1 บิต (Bit) และถ้าเป็น 8 บิต เราเรียกว่า 1 ไบต์(Byte)
การแบ่งกลุ่มของเลเยอร์ (Layer)
2. Network-dependentLayersเป็น 3เลเยอร์ด้านล่างคือเลเยอร์ที่1,2และ3 (Network, Data Link และ Physical) ทำ หน้าที่เกี่ยวกับการรับส่งข้อมูลผ่านสายส่ง และควบคุมการรับส่งข้อมูลตรวจสอบข้อผิดพลาดรวมทั้งเลือกเส้นทางที่ใช้ในการรับส่งซึ่งจะเกี่ยวข้องกับฮาร์ดแวร์เป็นหลัก ทำ ให้ใช้ผลิตภัณฑ์ต่างบริษัทกันได้อย่างไม่มีปัญหา
1. Application-oriented Layers เป็น 4 เลเยอร์ด้านบน คือ เลเยอร์ ที่ 7, 6, 5 และ 4
(Application, Presentation, Session และ Transport) ทำ หน้าที่เชื่อมต่อรับส่งข้อมูลระหว่างผู้ใช้กับโปรแกรมประยุกต์เพื่อให้รับส่งข้อมูลกับฮาร์ดแวร์ที่อยู่ชั้นล่างได้อย่างถูกต้องซึ่งจะเกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์ เป็นหลัก
แบบอ้างอิง OSI (OSI Reference model)
OSI (OpenSystems Interconnect) Model เป็นแบบจำลองที่อธิบายถึงโครงสร้างการทำ งานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์โดยแบ่งออกเป็น 7 เลเยอร์ที่มีหน้าที่ต่างๆกัน โดยได้รับการคิดค้นและพัฒนาขึ้นในปี1984 โดย Open Systems Interconnect นั่นเอง การเรียงตัวของเลเยอร์จะถูกจัดจากบนลงล่าง โดยประกอบไปด้วยเลเยอร์ ApplicationPresentationSessionTransport Network Data Link และPhysical
Layer 1: Physical Layer
เป็นเลเยอร์ล่างสุดสำ หรับจัดเตรียมอุปกรณ์เกี่ยวกับระบบไฟฟ้า และกลไกการทำ งานในการเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย เป็นนิยามของความเกี่ยวเนื่องกันระหว่างอุปกรณ์ฐานล่างและเลเยอร์ในระดับกลาง ตัวอย่างเช่น รูปแบบการจัดวางของระบบสายสัญญาณ การเดินกระแสไฟ สายเคเบิ้ล ฮับอแดปเตอร์เครือข่าย เป็นต้น
Layer 2: Data Link Layer
เป็นเลเยอร์สำ หรับการจัดเตรียมหน้าที่และกระบวนการในการส่งผ่านข้อมูลระหว่างเครือข่ายและตรวจสอบความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นใน PhysicalLayerแรกเริ่มนั้นเลเยอร์นี้จะกล่าวถึงในระบบโทรศัพท์ที่มีการสื่อสารจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง หรือจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอุปกรณ์รับสัญญาณจากนั้นจึงพัฒนาต่อมาจนถึงในระบบแลน (LAN) ด้วย ซึ่งมีรูปแบบการสื่อสารที่ซับซ้อนกว่า สำหรับโปรโตคอลที่อยู่ในเลเยอร์นี้ก็คือ TCP (Transport Control Protocol) ที่ทำหน้าที่ให้เครื่องคอมพิวเตอร์สื่อสารกันได้บนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
Layer 3: Network Layer
เป็นเลเยอร์ที่จัดเตรียมหน้าที่และกระบวนการในการส่งข้อมูลจากต้นทางไปยังปลายทางภายในเครือข่าย โดยการดำเนินการจะทำการรับข้อมูลที่ส่งออกจากต้นทางและรวมข้อมูลหรือแยกส่วนข้อมูลมาเป็นแพ็กเกจ (Package) และเพิ่มข้อมูลตำแหน่งปลายทางที่ส่วนหัวของแพ็กเกจเพื่อใช้ในการส่งโปรโตคอลที่รู้จักกันดีซึ่งอยู่ในเลเยอร์นี้คือ IP (Internet Protocol) ซึ่งจะคอยจัดการเส้นทาง
การเดินทางของข้อมูลบนเครือข่ายอินเทอร์เน็ต
Layer 4: Transport Layer
เป็นเลเยอร์ที่ทำ หน้าที่จัดเตรียมการส่งผ่านข้อมูลระหว่างผู้ใช้งานจัดเตรียมข้อมูลที่เชื่อถือได้ให้กับเลเยอร์ถัดไป โดยควบคุมความถูกต้องในการเดินทางของข้อมูล และความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นสำหรับโปรโตคอลที่ทำงานอยู่บนเลเยอร์นี้ก็เช่น TCP (Transmission Control Protocol)และ UDP (User Datagram Protocol)
Layer 5: Session Layer
เป็นเลเยอร์ที่ควบคุมเซสชั่น (Session) การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายจัดการการสื่อสารระหว่างกัน ทั้งแบบ Full-duplex Half-duplexและSimplex โดยมีกระบวนการสร้างจุดตรวจสอบ การเคลื่อนย้ายเซสชั่น การจัดการ และการเริ่มต้นเซสชั่นใหม่เลเยอร์นี้มักไม่ได้ถูกใช้ในโปรโตคอลเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ต แต่จะถูกนำ ไปใช้เป็นส่วนของแอปพลิเคชัน (Application) เพื่อใช้งานเกี่ยวกับกระบวนการ Remote Procedure Calls (RPC)
Layer 6: Presentation Layer
เป็นเลเยอร์สำ หรับจัดเตรียมการรับและจัดโครงสร้างของข้อมูล เพื่อส่งต่อให้เลเยอร์ถัดไปโดยอาจมีการแปลข้อความที่ได้เป็นโค้ด หรือมีการเข้ารหัส/ถอดรหัสข้อมูลตามคำสั่งที่ได้รับ โดยกำหนดรูปแบบของการสื่อสารอย่างเช่น ASCIIText,EBCDIC,BinaryและJPEG รวมถึงการเข้ารหัส(Encryption)
ก็รวมอยู่ในเลเยอร์นี้ด้วย ตัวอย่างเช่น โปรแกรม FTP ต้องการรับส่งโอนย้ายไฟล์กับเครื่อง Serverปลายทาง โปรโตคอลFTPจะอนุญาตให้ผู้ใช้ระบุรูปแบบของข้อมูลที่โอนย้ายกันได้ว่าเป็นแบบ ASCIITextหรือแบบ Binary เป็นต้น
Layer 7: Application Layer
เป็นเลเยอร์ชั้นบนสุด ซึ่งเป็นการจัดเตรียมแอปฟลิเคชันไว้ให้คอยบริการใช้งาน รูปแบบต่างๆบนเครือข่าย ซึ่งจะร้องขอจาก Presentation Layer เพื่อดำเนินการตามกระบวนการลงไปชั้นเลเยอร์ต่างๆ สำหรับบริการโปรโตคอลที่เกี่ยวกับเลเยอร์นี้เช่น FTP (File Transfer Protocol) Mail Transfer(SMTP/POP3/MAPProtocol)และเว็บเบราเซอร์ที่ทำ งานอยู่บน HTTP(Hypertext Markup Language Protocol)
สถาปัตยกรรมเครือข่ายคอมพิวเตอร์
ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ถ้าหากแบ่งตามประเภทของเครื่องที่นำมาเชื่อมต่อกันสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ได้แก่แบบ Peer-to-Peer และแบบ Client-Server ทั้งสองประเภทมีข้อแตกต่างไปขึ้นอยู่กับลักษณะการนำไปใช
สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบ Client-Server เป็นระบบเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสูงและมีการใช้งานกันอย่างกว้างขวางมากกว่าระบบเครือข่ายแบบอื่นที่มีในปัจจุบัน ระบบ Client-Serverสามารถสนับสนุนให้มีเครื่องลูกข่ายได้เป็นจำ นวนมาก และสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ได้หลายแพลตฟอร์ม ระบบนี้จะทำ งานโดยมีเครื่อง Server ที่ให้บริการ เป็นศูนย์กลางอย่างน้อย 1 เครื่อง
สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบ Peer-to-Peer เครือข่ายนี้อาจเรียกว่า “เวิร์คกรุ๊ป
(Workgroup)” เครือข่ายแบบนี้จะเก็บไฟล์และการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ ไว้ที่เครื่องคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้แต่ละคน โดยไม่มีคอมพิวเตอร์ส่วนกลางที่ทำ หน้าที่นี้ เรียกได้ว่าต่างคนต่างเก็บ ต่างคนต่างใชแต่ผู้ใช้ในเครือข่ายสามารถเรียกใช้ไฟล์จากคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้ถ้าคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นทำการแชร์ไฟล์เหล่านั้นไว้เครือข่ายแบบ Peer-to-Peer นี้เหมาะสำ หรับองค์กรขนาดเล็กที่มีคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกันไม่เกิน 10 เครื่อง เนื่องจากติดตั้งง่าย ราคาไม่แพง และการดูแลไม่ยุ่งยากนัก แต่ถ้าคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายมีมากกว่า 10 เครื่องขึ้นไปควรจะใช้เครือข่ายแบบอื่นดีกว่า
ข้อดีของระบบเครือข่ายแบบ Peer-to-Peerก็คือสามารถติดตั้งไว้ง่าย มีค่าใช้จ่ายต่ำ แต่มีข้อเสียก็คือมีความเร็วในการใช้งานต่ำ มีความปลอดภัยต่ำ ถ้าหากมีการต่อเครื่องคอมพิวเตอร์มากขึ้นก็จะทำให้ความสามารถของระบบลดลง
มาตรฐานการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์
มาตรฐานการสื่อสารบนเครือข่ายคอมพิวเตอร์
มาตรฐานการสื่อสารเป็นข้อกำหนดเพื่อให้เกิดความแน่นอนของการสื่อสาร เพราะในการสื่อสารนั้นอุปกรณ์ที่สื่อสารกันต้องเข้าใจกันทั้งสองฝ่ายไม่ว่าจะเป็นฝ่ายรับหรือฝ่ายส่ง ต้องมีวิธีการส่งการเข้ารหัสการตรวจสอบความผิดพลาดในรูปแบบเดียวกันและการกำหนดมาตรฐานนั้นยังช่วยเกิดข้อกำหนดที่ชัดเจนเกี่ยวกับเงื่อนไขเพื่อเชื่อมเครือข่ายอีกด้วย ไม่ว่าจะเป็นชนิดของสายสัญญาณระยะทางในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่ใช้เพื่อขยายสัญญาณให้แรงขึ้น
Subtopic
มาตรฐานที่ใช้กันปัจจุบันนั้น ถูกกำหนดเพื่อให้เทคโนโลยีในการเชื่อมต่อจากผู้ผลิตที่แตกต่างกันนั้นสามารถทำ งานร่วมกันได้ส่งผลให้ผู้ใช้สามารถเลือกใช้เทคโนโลยีที่หลากหลายได้มากยิ่งขึ้น มาตรฐานที่ใช้ในการสื่อสารนี้เรียกว่า โปรโตคอล (Protocol)
