Chapter 9

ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LANs)

ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LANs) ระบบเครือข่ายไร้สาย หมายถึง เทคโนโลยที ี่ทาใหอ้ ุปกรณ์การสื่อสาร ต้งั แต่ 2 เครื่องข้ึนไป สามารถติดต่อส่ือสารกนั ไดด้ ว้ ยมาตรฐานโพรโตคอลการส่ือสาร โดยปราศจากการใชส้ ายสัญญาณใด ๆ WLAN = Wireless Local Area Network เป็นเทคโนโลยที ่ีใช้คล่ืนแม่เหลก็ ในอากาศ เช่น คลื่นวทิ ยุ (Radio Frequency) หรือ คลื่นอินฟราเรด (Infrared) สาหรับการส่ือสารขอ้ มูลต่างๆ จากจุดหน่ึงไปยงั อีกจุดหน่ึง โดยไม่ตอ้ งใชส้ ายนาสญั ญาณ (สายเคเบิล)ในการสื่อสารขอ้ มูล เทคโนโลยี Wireless LAN จะมีอุปกรณ์หลกั ที่เรียกวา่แอคเซสพอยต์ (Access Point)

ลกั ษณะการตดิ ต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ในระบบเครือข่ายไร้สาย อุปกรณ์ต่าง ๆ ในระบบเครือข่ายไร้สาย สามารถติดต่อกนั ไดโ้ ดยผ่าน คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีการกาหนดรูปแบบการส่ือสารออกเป็ น ส่วน ๆ ดงั น้ี 1. BSS (Basic Service Set) เป็นบริเวณพ้ืนที่การส่ือสารระหวา่ งอุปกรณ์ ต่าง ๆ อุปกรณ์ใน BSS ติดต่อกนั ไดห้ ลาย ๆ เครื่อง 2. IBSS (Independent Basic Service Set) เป็นการส่ือสารท่ีอิสระ ไม่ถูก ควบคุมโดยอุปกรณ์อ่ืน ๆ ทาให้เกิดเครือข่ายขนาดใหญ่ ผใู้ ชจ้ านวนมาก การ สื่อสารวิธีน้ีจาเป็ นตอ้ งมีอุปกรณ์ควบคุมการดูแลพ้ืนที่ของการส่ือสาร เรียก อุปกรณ์น้ีวา่ AP (Access Point)

สถาปัตยกรรมเครือข่ายไร้สาย กา หน ด หน้า ที่ ก ารท าง า น โด ย แบ่ ง ออ กเ ป็ นระ ดับ ช้ัน ต่ าง ๆ 3 ระดบั ช้นั คือ 1. ระดบั ช้นั Physical 2. ระดบั ช้นั Data Link 3. ระดบั ช้นั Network

การทางานในระดับช้ัน Physical กาหนดมาตรฐานของการเชื่อมต่อเครือขา่ ย หรือช่องส่งสญั ญาณท่ีเป็นคลื่นวทิ ยุ หรือแสงอินฟราเรด

การทางานในระดบั ช้ัน Data Linkกาหนดวิธี รับ/ส่งขอ้ มูลระหวา่ งอุปกรณ์ต่าง ๆ ในเครือข่ายไร้สายมีการควบคุมวิธีการรับ/ส่งขอ้ มูล โดยวิธี CSMA/CD (Carrier Sense Multiple with CollisionAvoidance) ข้นั ตอนการทางาน คือ 1. CSMA เป็ นเทคนิคอย่างง่ายสาหรับจดั สรรการเขา้ ใชช้ ่องสัญญาณของผใู้ ชง้ านอยา่ งยตุ ิธรรม วธิ ีน้ีเป็นท่ียอมรับและนิยมนามาใชง้ านกนั อยา่ งแพร่หลายหลักการทางาน คือ เมื่ออุปกรณ์ใดต้องการส่งข้อมูล จะต้องตรวจสอบช่องสัญญาณว่าว่างหรือไม่ ตอ้ งรอจนกว่าจะว่าง อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ตอ้ งการส่งขอ้ มูลตอ้ งรอตามระยะเวลาที่สุ่มได้ อุปกรณ์ใดสุ่มไดร้ ะยะเวลานอ้ ยท่ีสุดจะมีสิทธ์ิเขา้ ไปใชช้ ่องสัญญาณก่อน วิธีน้ีอาจจะมีบางอุปกรณ์เขา้ ไปใชช้ ่องสัญญาณในเวลาเดียวกนั ทาใหเ้ กิดการชนกนั ของขอ้ มูลได้ จะตอ้ งส่งขอ้ มูลใหม่อีกคร้ัง

การทางานในระดับช้ัน Data Link 2. CSMA/CA วิธีน้ีเป็ นเทคนิคการตรวจสอบว่าเกิดการชนกนั ของขอ้ มูลหรือไม่ โดยผูส้ ่งจะตอ้ งรอรับ Acknowledgement จากผูร้ ับ หากผูส้ ่งไม่ไดร้ ับ Acknowledgement กลบั มาในเวลาที่กาหนด แสดงว่าเกิดการชนกนัของขอ้ มูล ผสู้ ่งตอ้ งทาการส่งขอ้ มูลเดิมอีกคร้ัง

การทางานในระดบั ช้ัน Network เป็นช้นั ที่ออกแบบหรือกาหนดเส้นทางการเดินทางของขอ้ มูลท่ีส่ง-รับในการผ่านขอ้ มูลระหว่างตน้ ทางและปลายทาง ซ่ึงแน่นอนว่าในการสื่อสารขอ้ มูลผ่านเครือข่ายการสื่อสารจะต้องมีเส้นทางการส่ง-รับขอ้ มูลมากกว่า1 เส้นทาง ดงั น้นั เลเยอร์ช้นั Network น้ีจะมีหนา้ ที่เลือกเส้นทางที่มีการใช้ช่องทางสื่อสารท่ีใช้เวลาการสื่อสารน้อยท่ีสุด และระยะทางส้ันที่สุดด้วยข่าวสารท่ีรับมาจากเลเยอร์ช้นั ท่ี 4 จะถูกแบ่งออกเป็นแพก็ เกตๆ ในช้นั ที่ 3

มาตรฐาน IEEE 802.1 เป็นมาตรฐานที่กาหนดข้ึนโดย Institute of Electrical and ElectronicsEngineers เป็ นการอธิบายเกี่ยวกบั คล่ืนความถี่ และการทางานของคลน่ื วิทยุสาหรับเครือข่ายไร้สาย แบ่งเป็นมาตรฐาน ดงั น้ี 1. มาตรฐาน IEEE 802.11a 2. มาตรฐาน IEEE 802.11b 3. มาตรฐาน IEEE 802.11e 4. มาตรฐาน IEEE 802.11g

มาตรฐาน IEEE 802.11a เป็ นมาตรฐานเครือข่ายไร้สายประสิทธิภาพสูง ทางานที่ย่านความถี่ 5 GHz (กิกะเฮิรตซ์) อัตราความเร็วสูงสุดในการรับ/ส่ง ข้อมูล 54 Mbps โดยใช้คล่ืนวิทยุ เป็ นช่องสัญญาณข้อดขี องมาตรฐาน IEEE 802.11a 1. อตั ราความเร็วสูงสุดในการรับ/ส่ง ข้อมูล 54 Mbps เหมาะสาหรับการแพร่ภาพข้อมูลที่ต้องการความละเอยี ดสูง ตวั อย่างเช่น HDTV2. สามารถปรับลดอตั ราความเร็ว เพ่ือเพม่ิ ระยะทางการเช่ือมต่อ3. ปัญหาการรบกวนจากคล่ืนสัญญาณอ่ืน ๆ มนี ้อยข้อเสียของมาตรฐาน IEEE 802.11a1. ค่าใช้จ่ายในการติดต้ังระบบสูง2. ระยะทางการเชื่อมต่อประมาณ 300 ฟุต น้อยกว่ามาตรฐานอื่น ๆ3. มีระบบการสนับสนุนการใช้งานมัลตมิ เี ดยี ทีม่ ปี ระสิทธิภาพต่า

มาตรฐาน IEEE 802.11b เป็ นมาตรฐานเครือข่ายไร้ทที่ างานที่ย่านความถี่ 2.4 GHz อตั ราความเร็วในการรับ/สF่iงซขม่ึ ้กอกมาูลนด1ข1้นึ โMดาbpWs EโดCยAใช(W้คลirื่นelวeิทssยEุเปt็hนeชrn่อeงtสCัญomญpาrณataเปb็iนliทtyร่ี ูจ้Aกั lใliนaเnคcรe่ือ)งหมายกากกรคก้ Wi- ข้อดขี องมาตรฐาน IEEE 802.11b 1. เป็ นมาตรฐานทไ่ี ด้รับความนิยมนามาใช้งานในปัจจุบนั นี้ 2. ผ้ผู ลติ ส่วนใหญ่ทาการผลติ อปุ กรณ์ภายใต้มาตรฐานนี้ 3. มรี ะบบควบคุมการเข้าไปใช้งานเครือข่าย 4. มีระบบตรวจสอบสิทธ์ิของผู้ใช้งานระหว่างอุปกรณ์น้ัน ๆ กบั Access Point ก่อนจะอนุญาตเข้าไปใช้เครือข่าย

มาตรฐาน IEEE 802.11e มาตรฐาน IEEE 802.11e มาตรฐานน้ีเป็นมาตรฐานท่ีออกแบบมาสาหรับการใชง้ านแอพพลิเคชนั ทางดา้ นมลั ติเมีย เหมาะสาหรับหน่วยงานทีตอ้ งการประสิทธิภาพในการส่งขอ้ มูลประเภท Voice, Data และ Video

มาตรฐาน IEEE 802.11g มาตรฐาน IEEE 802.11g มาตรฐานน้ีเป็ นมาตรฐานท่ีนิยมใชง้ านในปัจจุบนั และไดเ้ ขา้ มาทดแทนผลิตภณั ฑท์ ี่รองรับมาตรฐาน IEEE 802.11bเน่ืองจากสนบั สนุนอตั ราความเร็วของการรับส่งขอ้ มูลในระดบั 54 Mbpsโดยใชเ้ ทคโนโลยี OFDM บนคล่ืนสญั ญาณวิทยยุ า่ นความถี่ 2.4 กิกะเฮิรตซ์และใหร้ ัศมีการทางานท่ีมากกวา่ มาตรฐาน IEEE 802.11a พร้อมความสามารถในการใชง้ านร่วมกนั กบั มาตรฐาน IEEE 802.11b ได้

มาตรฐาน IEEE 802.11fยกตรฐกนน้ีเป็นทร่ี ูจ้ กั กนั ในช่อื งห IAPP (Inter Access Point Protocol) ซม่ึ เป็นยกตรฐกนท่อี งหองหกแบบยกสการบั จดั กกรกบั ผูใ้ ชม้ กนท่เี คลอ่ื งหนท่ขี ก้ ยเขตกกรใาบ้ ริกกรของหมAccess Point ตวั าน่ึมไปามั Access Point เพอ่ืงหใาบ้ รกิ กร ในแบบโรยยมิ สญั ญกณระาวก่ มกนัมาตรฐาน IEEE 802.11h มาตรฐานน้ีเป็นมาตรฐานท่อี อกแบบมาสาหรับผลิตภัณฑเ์ ครือข่ายไร้สายท่ใี ช้งานย่านความถ่ี 5 กกิ ะเฮิรตซ์ให้ทางานถูกต้องตามข้อกาหนดการใช้ความถ่ขี องประเทศในทวปี ยุโรป

มาตรฐาน IEEE 802.11iยกตรฐกนน้ีเป็นยกตรฐกนในดก้ นกกรรกั ษกควกยปลองหดภาั ของหมผลติ ภณั ฑเ์ ครอื งหขก่ าไรส้ กาโดากกรปรบั ปรุม MAC Layer เน่ืองหมจกกระบบเครืองหข่กาไร้สกายชี ่องหมโาว่ยกกยกาในกกรใชม้ กน โดาเฉพกะฟมั กช์ นั กกรเขก้ ราสัแบบ WEP 64/128-bit ซม่ึ ใชค้ าี ท์ ไ่ี ยย่ กี กรเปลา่ี นแปลมซม่ึ ไยเ่ ายกะสการบั สภกพกกรใช้มกนท่ีตอ้งหมกกรควกยยนั่ ใจในกกรรกั ษกควกยปลองหดภาั ของหมกกรส่ืองหสกรระดบั สู มยกตรฐกน IEEE 802.11i จมึ กกานดเทคนิคกกรเขก้ ราสั ทใ่ี ชค้ ีาช์ วั่ ครกวดว้ า WPAWPA2 และกกรเขก้ ราสั ในแบบ AES (Advanced Encryption Standard) ซม่ึ ยคี วกยน่กเช่อื งหถอืงหสูม

มาตรฐาน IEEE 802.11k ยกตรฐกนน้ีเป็นยกตรฐกนท่ใี ชจ้ ดั กกรกกรทกมกนของหมระบบเครืองหข่กาไรส้ กา ไย่ว่กจะเป็นกกรจดั กกรกกรใชม้ กนคล่ืนวิทาุใาย้ ีประสิทธิภกพโดายีฟมั ก์ชันกกรเลืองหกช่องหมสญั ญกณ กกรโรยยิมและกกรควบคุยกกลมั ส่มกกรรอ้งหมของหและปรบั แต่มค่กใา้เายกะสยกบั กกรทกมกน กกรากรศั ยกี กรใชม้ กนสการบั เคร่อื งหมไคลเองหนตท์ ่เี ายะสยทส่ี ุดเพอ่ืงหใาร้ ะบบจดั กกรสกยกรถทกมกนจกกศูนาก์ ลกมได้

มาตรฐาน IEEE 802.11n เป็นมาตรฐานของผลิตภณั ฑเ์ ครือขา่ ยไร้สายท่ีคาดหมายวา่ จะเขา้ มาแทนท่ีมาตรฐาน IEEE 802.11a มาตรฐาน IEEE 802.11b และมาตรฐาน IEEE802.11g ที่ใชง้ านกนั ในปัจจุบนั โดยใหอ้ ตั ราความเร็วในการรับส่งขอ้ มูลในระดบั 100 เมกะบิตต่อวนิ าทีมาตรฐาน IEEE 802.1x เป็ นมาตรฐานที่ใชง้ านกบั ระบบรักษาความปลอดภยั ซ่ึงก่อนเขา้ ใช้งานระบบเครื อข่ายไร้สายจะต้องตรวจสอบสิ ทธ์ิในการใช้งานก่อนโดยมาตรฐาน IEEE 802.1x จะใชโ้ พรโตคอลอาทิ LEAP PEAP EAP-TLSEAP-FAST ซ่ึงรองรับการตรวจสอบผา่ นเซิร์ฟเวอร์

ความเป็ นมาของระบบเครือข่ายไร้สายระบบเครือข่ายไร้สายน้ันเป็ นการส่ือสารขอ้ มูลโดยใชค้ ล่ืนวิทยเุ ช่นกนัซ่ึงระบบเครือข่ายไร้สายน้ีเกิดข้ึนคร้ังแรกในปี ค.ศ. 1971 บนเกาะฮาวายโดยเป็ นโครงงานของนักศึกษาของมหาวิทยาลยั ฮาวายชื่อว่า “ALOHNET”ในขณะน้นั ลกั ษณะการส่งขอ้ มูลเป็นแบบ Bi-directional โดยทาการส่งสญั ญาณไป-กลบั ง่ายๆ ผา่ นคล่ืนวิทยซุ ่ึงใชส้ ื่อสารกนั ระหวา่ งคอมพิวเตอร์7 เครื่องที่ติดต้งั อยบู่ นเกาะ 4 เกาะโดยรอบและมีศูนยก์ ลาง การเช่ือมต่ออยทู่ ี่เกาะๆ หน่ึงที่ช่ือวา่ Oahu

ประเภทของระบบเครือข่ายไร้สาย 1. ระบบเครือข่ายไร้สายแบบ Peer to Peer หรือแบบ Ad-hoc 2. ระบบเครือขา่ ยไร้สายแบบท่ีตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์ Access Point หรือเรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ Base Station

ระบบเครือขา่ ยไร้สายแบบ Peer to Peer เป็นระบบที่ประกอบดว้ ยอุปกรณ์ท่ีมีแผงวงจรเครือขา่ ยแบบไร้สายโดยอุปกรณ์แต่ละเครื่องสามารถติดต่อส่ือสาร แบ่งการใชง้ านแฟ้มขอ้ มูลและเครื่องพมิ พไ์ ด้ ขอ้ เสีย ไม่สามารถติดต่อส่ือสารกบั ระบบที่ใชส้ ายไดโ้ ดยตรง แต่ถา้ตอ้ งการติดต่อส่ือสารกบั ระบบเครือขา่ ยแบบใชส้ ายจะตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์บริดจ์(Bridge) แบบไร้สาย หรือ Access Point

ระบบเครือข่ายไร้สาย แบบทต่ี ้องใช้อุปกรณ์ Access Point เป็นอุปกรณ์ท่ีทาหนา้ ที่คลา้ ยกบั Hub ลกั ษณะของ Access Point มีดา้ นหน่ึงที่สามารถเช่ือมต่อกบัสาย UTP ได้ เพอ่ื ใชใ้ นการเชื่อมต่อไปยงั ฮบั หรือเรียกอีกอยา่ งหน่ึงวา่ Base Station ลกั ษณะการส่งขอ้ มูล จะแพร่ภาพสญั ญาณขอ้ มูลออกมาพร้อมกบั แปลงสญั ญาณใหเ้ ป็นสญั ญาณขอ้ มูลที่ใชใ้ นระบบเครือข่ายแบบใชส้ ายทาใหอ้ ุปกรณ์ในระบบเครือข่ายไร้สายท่ีใช้ Access Pointสามารถติดต่อกบั File Server หรือเคร่ืองพิมพไ์ ด้

นางสาววรรณิดา ทวีช่นื ส.2 คอมพวิ เตอรธ์ ุรกจิ 1