LAN Technology

เทคโนโลยเี ครือข่ายท้องถ่นิ (LAN)

LAN LAN (Local Area Network) คือเครือข่ายข้อมลู ความเร็วสงู และทนทาน ตอ่ การเกิดข้อผิดพลาดระหว่างการรับสง่ ข้อมลู เครือข่าย LAN นนั้ จะครอบคลุมพืน้ ท่ีขนาดเล็ก โดยปกติจะเป็ นการเช่ือมต่อ คอมพิวเตอร์ เคร่ืองพิมพ์ และอุปกรณ์อื่นๆ ท่ีอยู่ไม่ห่างกันมากนัก เครือข่าย LAN ได้ให้ประโยชน์แก่ผ้ใู ช้หลายอยา่ ง เช่น การแชร์กนั ใช้ อุปกรณ์และแอพพลิเคชัน การแลกเปล่ียนไฟล์ระหว่างผู้ใช้ การ ส่อื สารโดยอีเมล และแอพพลเิ คชนั อ่ืนๆ

LAN LAN เป็นรากฐานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทว่ั ไป กลา่ วคอื เกือบทกุ ๆ เครือข่ายต้องมี LAN เป็นสว่ นประกอบ เครือข่ายแบบ LAN อาจ เป็นได้ตงั้ แตเ่ ครือขา่ ยแบบง่ายๆ เชน่ มีคอมพิวเตอร์สองเครื่อง เช่ือมตอ่ กนั ด้วยสายสญั ญาณ ไปจนถงึ เครือขา่ ยที่สลบั ซบั ซ้อน เชน่ มีคอมพิวเตอร์เป็นพนั ๆ เคร่ืองและมีอปุ กรณ์เครือข่ายอ่ืนๆ อีกมาก แตล่ กั ษณะสาคญั ของ LAN ก็คอื เครือข่ายประเภทนีจ้ ะครอบคลมุ พนื ้ ท่ีจากดั

โทโปโลยี โทโปโลยีของเครือข่าย (Network Topology) จะอธิบายถึงแผนผงั การ เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ลกั ษณะทางกายภาพ ( Physical Topology) หรือทางตรรกะ (Logical Topology) ซ่ึงจะแสดงถึงตาแหน่งของ คอมพวิ เตอร์และอปุ กรณ์เครือขา่ ยอ่ืนๆ และเส้นทางการเช่ือมตอ่ ของ อปุ กรณ์เหลา่ นี ้

ประเภทของโทโปโลยี ⚫ โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology) ⚫ โทโปโลยีแบบดวงดาว (Star Topology) ⚫ โทโปโลยแี บบวงแหวน (Ring Topology) ⚫ โทโปโลยีแบบเมช (Mesh Topology)

โทโปโลยแี บบบสั (Bus Topology) ⚫ โทโปโลยแี บบบสั บางทีก็เรียกวา่ Linear bus เพราะมีการเชื่อมตอ่ แบบเส้นตรงซง่ึ เป็นลกั ษณะการเชื่อมตอ่ ท่ีง่ายท่ีสดุ และเป็นโทโปโลยี ท่ีนิยมกนั มากที่สดุ ในสมยั แรกๆ

ลักษณะการส่งข้อมูล ⚫ การส่งข้อมลู บนเครือข่ายท่ีมีโทโปโลยีแบบบสั นนั้ ข้อมูลจะถูกส่งไป บนสายสัญญาณในรูปแบบของสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ ซ่ึง สญั ญาณนีจ้ ะเดินทางไปถึงคอมพิวเตอร์ทกุ เคร่ืองท่ีเช่ือมต่อเข้ากับ สื่อกลางบสั แต่เฉพาะคอมพิวเตอร์เคร่ืองท่ีมีอยตู่ รงกับท่ีอย่ขู องผ้รู ับ ท่ีอยใู่ นข้อมลู เท่านนั้ จงึ จะนาข้อมลู นนั้ ไปทาการโพรเซสส์ตอ่ ไป สว่ น เคร่ืองอื่นๆ ก็จะไม่สนใจข้อมูลนัน้ เน่ืองจากสายสัญญาณเป็น สื่อกลางที่ใช้ร่วมกนั ดงั นนั้ คอมพิวเตอร์แคเ่ คร่ืองเดียวเท่านนั้ ท่ีจะสง่ ข้อมลู ได้ในเวลาใดเวลาหนง่ึ

ข้อดี-ข้อเสยี ของBUS Topology ข้อดี ⚫ ประหยดั ค่าใชจ้ ่ายในการติดต้งั ⚫ มีโครงสร้างง่ายและระบบกม็ ีความน่าเช่ือถือเพราะใชส้ าย ส่งขอ้ มูลเพยี งเสน้ เดียว ⚫ ง่ายในการเพิ่มจุดบริการใหม่เขา้ สู่ระบบ

ข้อดี-ข้อเสีย ของBUS Topology ข้อเสีย ⚫ การตรวจหาข้อผิดพลาดของระบบทาได้ยาก ⚫ ในกรณีท่สี ายสง่ ข้อมลู เกิดเสียหายจะทาให้ระบบ ทงั้ ระบบไมส่ ามารถทางานได้

โทโปโลยแี บบดวงดาว (Star Topology) ⚫ โทโปโลยีแบบดวงดาว (Star Topology) นี ้คอมพิวเตอร์แต่ละเคร่ืองจะเช่ือมต่อด้วย สายสญั ญาณเข้ากบั อปุ กรณ์รวมศนู ย์ที่เรียกวา่ “ ฮบั ” โดยการเช่ือมตอ่ แบบดวงดาวคือ เม่ือ คอมพิวเตอร์เคร่ืองใดจะส่งข้อมลู ก็จะส่งไปที่ฮบั ก่อน แล้วฮบั จะทาหน้าท่ีกระจายข้อมลู ไป ยงั ทกุ เคร่ืองท่ีเชื่อมเข้ากบั ฮบั

ข้อดี-ข้อเสยี ของStar Topology ข้อดี - งา่ ยในการให้บริการ - อปุ กรณ์ 1 ตวั ตอ่ สายสง่ 1 เส้น ทาให้การเสียหายของ อปุ กรณ์ในระบบไมม่ ีผลกระทบตอ่ การทางานในจดุ อ่ืนๆ - ตรวจหาข้อผิดพลาดได้งา่ ย

ข้อดี-ข้อเสีย ของStar Topology ข้อเสีย ⚫ ต้องใช้สายสง่ ข้อมลู จานวนมาก ⚫ ถ้าจดุ ศนู ย์กลางเกิดการเสยี หาย จะทาให้ระบบทงั้ ระบบ ไมส่ ามารถจะทางานได้

โทโปโลยแี บบวงแหวน (Ring Topology) ⚫ โทโปโลยีแบบวงแหวนนีจ้ ะใช้สายสญั ญาณเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นห่วงหรือวงแหวน การ เชื่อมต่อแบบนีส้ ญั ญาณจะเดินทางเป็นวงกลมในทิศทางเดียว และจะวิ่งผ่านคอมพิวเตอร์ แต่ละเครื่อง ซ่ึงจะทาหน้าที่ทวนสัญญาณไปในตัวแล้วส่งผ่านไปเครื่องถัด ไป ซึ่งถ้ า คอมพิวเตอร์เครื่องหนง่ึ เครื่องใดหยดุ ทางานก็จะทาให้ระบบเครือข่ายลม่ เช่นกนั

การส่งต่อโทเคน (Token Passing) ⚫ วิธีที่จะส่งข้อมลู ในโทโปโลยีแบบวงแหวนเรียกว่าการส่งต่อโทเคน โทเคนเป็น ข้อมลู พิเศษท่ีสง่ ผ่านในเครือข่ายแบบวงแหวน แตล่ ะเครือข่ายจะมีเพียงโทเคน เดียวเทา่ นนั้ โทเคนนีจ้ ะสง่ ตอ่ กนั ไปเรื่อยๆ สาหรับเครื่องที่ต้องการสง่ ข้อมลู เม่ือ ได้รับโทเคนแล้วก็จะมีสิทธิ์ท่ีจะส่งข้อมลู การส่งข้อมลู ก็ทาได้โดยใส่ท่ีอย่ขู อง เคร่ืองรับไว้ในข้อมลู แล้วส่งต่อๆ กนั ไป เมื่อข้อมลู มาถึงเคร่ืองปลายทาง หรือ เครื่องท่ีมีท่ีอย่ตู รงกบั ท่ีระบใุ นเฟรมข้อมลู เคร่ืองนนั้ ก็จะนาข้อมลู ไปโพรเซสส์ และส่งเฟรมข้อมลู ตอบรับกลบั ไปยงั เครื่องส่งเพ่ือบอกให้ทราบว่าได้รับข้อมลู เรียบร้อยแล้ว เม่ือเคร่ืองส่งได้รับการตอบรับแล้ว ก็จะส่งผ่านโทเคนต่อไปยงั เคร่ืองถดั ไป เพื่อเครื่องอื่นจะได้มีโอกาสสง่ ข้อมลู บ้าง

ข้อดี-ข้อเสีย ของRing Topology ข้อดี ⚫ ใช้สายสง่ ข้อมลู น้อยจะใกล้เคยี งกบั แบบ Bus ⚫ ประหยดั คา่ ใช้จ่ายในการติดตงั้ ⚫ งา่ ยในการเพ่ิมจดุ บริการใหมเ่ ข้าสรู่ ะบบ

ข้อดี-ข้อเสยี ของRing Topology ข้อเสีย ⚫ ถ้าจดุ ใดจดุ หนง่ึ เสยี หายจะทาให้ระบบทงั้ ระบบไม่ สามารถตดิ ตอ่ กนั ได้ ⚫ ยากในการตรวจสอบข้อผิดพลาด

เครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Network ) ⚫ เป็นเครือข่ายท่ีมีผสมผสานโครงสร้ างเครือข่ายแบบต่างๆเข้าด้วยกันเป็นเครื อข่ายขนาด ใหญ่ การจดั ส่งข้อมลู สามารถส่งไปถึงได้ทกุ สถานี การส่ือสารข้อมลู จะผ่านตวั กลางไปยงั สถานีอื่น ๆ ได้ทงั้ หมด เพราะทกุ สถานีจะอย่บู นทางเช่ือม รับสง่ ข้อมลู เดียวกนั

โทโปโลยีแบบเมซ (Mesh Topology) ⚫ โทโปโลยีเมซคอื การเชื่อมตอ่ คอมพวิ เตอร์แบบสมบรู ณ์ กลา่ วคอื คอมพิวเตอร์ทกุ เคร่ืองในเครือขา่ ยจะเชื่อมตอ่ ถงึ กนั หมดโดยใช้ สายสญั ญาณทกุ การเชื่อตอ่ วธิ ีการนีจ้ ะเป็นการสารองเส้นทาง เดนิ ทางข้อมลู ได้เป็นอยา่ งดี เช่น ถ้าสายสญั ญาณเส้นใดเส้นหนง่ึ ขาด ก็ยงั มเี ส้นทางอ่ืนที่สามารถสง่ ข้อมลู ได้ นอกจากนีย้ งั เป็นระบบ ท่ีมีความเช่ือถือได้สงู แตข่ ้อเสยี ก็คือ เครือข่ายแบบนีจ้ ะใช้สญั ญาณ มาก ดงั นนั้ คา่ ใช้จา่ ยในการติดตงั้ ระบบก็เพ่ิมขนึ ้

โทโปโลยแี บบเมซ (Mesh Topology) ในการเช่ือมตอ่ จริงๆ นนั้ การเช่ือมต่อแบบเมซนนั้ มีการใช้งานน้อยมาก เน่ืองจากข้อเสียก็คือการ เชื่อมต่อหลายจดุ แตเ่ น่ืองจากข้อดขี องการเช่ือมตอ่ แบบเมซคือ การมีเส้นทางสารองข้อมลู จงึ ได้มีการประยกุ ต์ใช้การเชื่อมต่อแบบเมซบางส่วน หรือการเชื่อมต่อแบบเมซที่ไม่สมบรู ณ์ กลา่ วคอื จะเช่ือมตอ่ เฉพาะสิ่งท่ีจาเป็นหรือสาคญั เทา่ นนั้

เทคโนโลยเี ครือข่ายท้องถ่นิ ⚫ โทโปโลยีของเครือขา่ ยท้องถ่ิน เป็นลกั ษณะการเชื่อมตอ่ คอมพิวเตอร์ ในเครือข่ายเท่านัน้ ไม่ใช่เทคโนโลยีเครือข่ายท้องถ่ิน ในการสร้ าง เครือขา่ ยท้องถ่ินนนั้ ต้องคานึงถึงองค์ประกอบอื่นๆ เช่น โปรโตคอลที่ ใช้ในการรับส่งข้อมูล สายสัญญาณท่ีใช้ และอุปกรณ์เครื อข่ายที่ จาเป็น เทคโนโลยีเครือขา่ ยท้องถ่ินที่สาคญั เช่น อีเธอร์เน็ต โทเคนริง FDDI และเครือข่ายท้องถ่ินแบบไร้สาย เป็นต้น ซง่ึ บางเทคโนโลยีก็ เป็นท่ีนิยมในปัจจบุ นั บางเทคโนโลยีก็กาลงั ล้าสมยั

Token Ring ` ` Token-ring ` ⚫ เป็นเทคโนโลยีที่พฒั นาโดย บริษัท IBM ในช่วงทศวรรษ ` ที่1970 เครือข่าย Token Ring จะส่งเฟรมข้อมูลต่อ กัน เป็ น ว งกลมซ่ึง เรี ยกว่ า Token และสามารถที่จะ คานวณช่วงเวลาก่อนที่แต่ ล ะ ส ถ า นี จ ะ ส า ม า ร ถ ส่ ง เฟรมข้อมลู ได้

ลกั ษณะการเช่ือมต่อของโทเคนริง `` `` `` ``

FDDI ⚫ FDDI (Fiber Distribution Data Interface) เป็นเครือข่ายแบบสง่ ผ่านโทเคน (Token Passing) และมีแบนด์วิธท่ี 100 Mbps โดยใช้สายใยแก้วนาแสงต่อ สถานีเป็นวงแหวนสองวง ส่วนใหญ่จะใช้ FDDI เป็น แบ็คโบนของเครือข่าย เน่ืองจากแบนด์วธิ ท่ีสงู และสามารถเช่ือมตอ่ สถานีได้ไกลกว่าสายทองแดงมาก ลา่ สดุ ได้มีการพฒั นา CDDI (Copper Distribution Data Interface) โดยใช้ สายคเู่ กลียวบิดแทนสายใยแก้วนาแสงแตย่ งั คงใช้โปรโตคอลของ FDDI ⚫ FDDI จะใช้สายสญั ญาณเชื่อมต่อสถานีเป็นวงแหวนสองวง โดยทิศทางการ ไหลของข้อมลู ในวงแหวนทงั้ สองจะตรงกนั ข้ามกนั วงแหวนวงหนึง่ จะทาหน้าที่ เป็นเส้นทางหลกั ในการรับสง่ ข้อมลู ส่วนวงท่ีสองจะเป็นเส้นทางสารอง การที่ ออกแบบ FDDI ให้มีแบบนีก้ ็เพื่อเพ่ิมความเชื่อถือได้และความแข็งแรงให้กบั เครือขา่ ย

FDDI FDDI ` ` ` `

FDDI ⚫ FDDI พฒั นาโดย ANSA (American National Standard Institute) เม่ือตอนประมาณกลางทศวรรษ 1980 ในช่วงนนั้ เวิร์คสเตชนั แบบ ไคลเอนท์เซิร์ฟเวอร์เริ่มใช้แบนด์วิธเครือข่ายมากขนึ ้ ดังนนั้ จงึ มีความ ต้องการที่จะใช้สายสญั ญาณประเภทใหม่เพ่ือรองรับอตั ราข้ อมลู ได้ มากกว่า ในขณะเดียวแอพพลิเคชนั บางตวั ต้องการความน่าเชื่อถือ ได้ในเครือข่าย และยังมีความต้ องการการให้ ความสาคัญกับ เซริ ์ฟเวอร์ ท่ีสาคญั จดุ ประสงค์ของการพฒั นา FDDI เพ่ือแก้ปัญหา เหลา่ นีน้ นั้ เอง เม่ือ ANSI พฒั นา FDDI เสร็จได้เสนอมาตรฐานนีแ้ ก่ ISO เพือ่ ทาให้เป็นมาตรฐานนานาชาตติ อ่ ไป

มาตรฐาน FDDI โปรโตคอลนีจ้ ะอยใู่ นชนั ้ ฟิสคิ อลเลเยอร์ และ ดาต้าลงิ ค์เลเยอร์ของแบบอ้างองิ OSI เท่านนั ้ FDDI จะแบง่ โปรโตคอล ออกเป็น 4 สว่ น ซงึ่ เม่อื ทางานร่วมกนั ทาให้โปรโตคอลที่อยเู่ หนือกว่า เช่น TCP/IP สามารถส่งผ่านข้อมลู ไปบน สายไฟเบอร์ได้ ข้อกาหนด 4 อยา่ งของ FDDI คือ ⚫ MAS (Media Access Control) ในส่วนนีจ้ ะกาหนดเกี่ยวกบั การเข้าถึงส่ือกลางรับส่งข้อมลู และรวมถึง รูปแบบของเฟรมข้อมลู การจดั การเก่ียวกบั โทเคน ท่ีอยู่ วิธีการคานวณค่าตรวจสอบข้อผิดพลาดของข้อมูล และกลไกเกี่ยวกบั การก้คู ืนข้อมลู ท่ีเกิดข้อผิดพลาด ⚫ PHY (Physical Layer Protocol) ในสว่ นนีจ้ ะกาหนดเกี่ยวกบั ขนั ้ ตอนการเข้ารหสั ข้อมลู สญั ญาณนาฬิกา และการจดั เฟรมข้อมลู ⚫ PMD (Physical Medium Dependent) จะกาหนดเก่ียวกบั คณุ สมบตั ิสายสญั ญาณท่ีใช้ ซึ่งจะรวมถึงสายไฟ เบอร์ ระดบั กาลงั ของสญั ญาณ อตั ราการเกิดข้อผิดพลาด สว่ นตา่ งๆ ของไฟเบอร์ และหวั เชื่อมต่อที่ใช้ ⚫ SMT (Station Management) จะกาหนดเก่ียวกบั ลกั ษณะการเช่ือมต่อกนั ของแตล่ ะสถานี ข้อกาหนดเกี่ยวกบั การควบคมุ สถานีท่ีเขื่อมตอ่ เข้ากบั วงแหวน เชน่ การเพม่ิ สถานี การนาสถานีออกจากเครือข่าย การแยกจดุ เสีย และการก้คู ืน การกาหนดคา่ เกี่ยวกบั เวลาและการเก็บค่าสถิตติ า่ งๆ

ชุดโปรโคตอล FDDI OSI Model FDDI 7. Application 6. Presentation Med1ia. APchceysssiCcoanltrol Station Management 5. Session Physical Layer Protocol 4. Transport Physical Layer Medium 3. Network 2. Data Link 1. Physical

ประเภทของสถานี ลกั ษณะเฉพาะตวั อย่างหนึ่งของ FDDI คือ มีหลายวิธีที่สามารถเช่ือมต่อสถานีเข้ากบั เครือข่าย FDDI ได้ โดยสามารถแบง่ ประเภทของสถานีท่ีเช่ือมตอ่ เข้ากบั เครือข่ายออกเป็น 3 ประเภท ⚫ SAS (Single Attachment Station) สถานีประเภทนีเ้ป็นสถานีที่เชื่อมตอ่ เข้ากบั เครือข่ายวง แหวนเดยี ว โดยเชื่อมผา่ นตวั เช่ือมตอ่ หรือคอนเซ้นเตรเตอร์ ข้อดขี องการเชื่อมตอ่ แบบนีก้ ็คอื สถานะของสถานีนีจ้ ะไม่มีผลตอ่ การทางานของเครือข่าย กล่าวคอื ไม่วาสถานีประเภทนีจ้ ะ เสียหรือปิดเครื่องก็ไม่มีผลอย่างไร หน้าที่ต่างๆ จะรับผิดชอบโดยคอนเนก็ เตอร์นนั้ เอง ⚫ DAS (Data Attachment Station) จะเชื่อมต่อเข้ากบั ข่ายทงั้ สองวงแหวน ซงึ่ จดุ เชื่อมตอ่ ทงั้ สองจะเรียกว่า พอร์ต A และ B สถานีประเภทนีจ้ ะมีผลต่อการทางานของเครือข่ายถ้ามีการ เปลย่ี นแปลง เชน่ การปิดเคร่ือง หรือเคร่ืองหยดุ ทางาน ⚫ DAC (Dual Attachment Concentrator) จะเป็นอปุ กรณ์ท่ีเช่ือมตอ่ เข้ากบั วงแหวนหลกั และ สารอง ทาหน้าที่แทน SAS ในการรับส่งข้อมลู ผ่านเครือข่าย ทาให้การทางานของ SAS ไม่มี ผลต่อระบบทงั้ หมด DAC จะมีประโยชน์เมื่อใช้ในการเชื่อมต่อกบั อปุ กรณ์ เช่น PC ท่ีต้อง เปิด ปิด บอ่ ยๆ

Wireless LAN ⚫ เป็นระบบเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สายใช้อากาศและคลื่นวิทยุ ในการสง่ สญั ญาณมี Bandwidth ประมาณ 54 Mbps ประโยชน์ทส่ี าคญั ของการใช้ระบบนีค้ อื มีความสะดวกในการ เคล่ือนย้าย

ข้อดีของ WLAN ⚫ ความคลอ่ งตวั ⚫ ความสะดวกในการตดิ ตงั้ และจดั การงา่ ย ⚫ ความยืดหยนุ่ ⚫ ประหยดั คา่ ใช้จ่าย ⚫ ความสามารถในการขยายเครือขา่ ย

ข้อเสียของ WLAN ⚫ อตั ราขอ้ ผดิ พลาดของขอ้ มูล ⚫ ความปลอดภยั ของขอ้ มูล ⚫ การรบกวน ⚫ กาลงั ไฟฟ้าสารอง

รูปแบบเครือข่ ายไร้ สาย ⚫ การเชื่อมตอ่ แบบกลมุ่ สว่ นตวั (Ad-Hoc) ⚫ การเชื่อมตอ่ แบบกลมุ่ โครงสร้าง (Infrastructure)

การเช่ือมต่อแบบกลุ่มส่วนตวั

การเช่ือมต่ อแบบกล่ ุมโครงสร้ าง

มาตรฐาน IEEE 802.11 ⚫ ในปี 1997 คณะกรรมการของ IEEE ได้ประกาศมาตรฐาน IEEE 802.11เพ่ือ ใช้กาหนดมาตรฐาน WLAN IEEE802.11a IEEE802.11b IEEE802.11g MAC Protocol HiPerLAN II CSMA/CD -ACK CSMA/CD -ACK เทคนิคการสง่ สญั ญาณ OFDM/DSSS DSSS DFDM/DSSS ความถ่ี 5 GHz 2.4 GHz 2.4 GHz อตั ราข้อมลู 6-54 Mbps 1-11 Mbps 54 Mbps

แบบอ้างองิ IEEE 802.11 OSI Model WLAN 7. Application 6. Presentation Med1ia. APchceysssiCcoanltrol 5. Session PLCP 4. Transport PMD 3. Network 2. Data Link 1. Physical

แบบฝึ กหดั ⚫ จงบอกข้อดีและข้อเสยี ของ Star Topology ⚫ จงออกแบบ BUS Topology พร้อมกบั บอกอปุ กรณ์ท่ีใช้ในระบบ ⚫ จงออกแบบเครือขา่ ยห้อง lab คอมพิวเตอร์ของหลกั สตู รระบบ สารสนเทศให้เชื่อมตอ่ กนั ได้และสามารถใช้ Wireless LAN พร้อมทงั้ บอกอปุ กรณ์ท่ีใช้ในระบบทงั้ หมดมาให้ครบ