ระบบเครือข่าย: บทที่ 4 เครือข่ายท้องถิ่น (LAN)

1. เทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network : LAN)

เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network) คือการจำแนกประเภทเครือข่ายคอมพิวเตอร์ตามขนาดทางภูมิศาสตร์ ใช้เรียกเครือข่ายขนาดเล็กที่มีพื้นที่จำกัด เช่น ภายในสำนักงาน หรือภายในองค์กรที่มีหน่วยอยู่ในพื้นที่เดียวกัน ในการเชื่อมต่ออาจจะมีเครื่องคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกันเพียงแค่สองเครื่อง ไปจนถึงเครือข่ายที่สลับซับซ้อน มีคอมพิวเตอร์เป็นพันๆ เครื่อง เครือข่ายท้องถิ่น เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network) หรือที่บางครั้งเรียกสั้นๆ ว่าเครือข่ายเลน (LAN) ถือว่าเป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลความเร็วสูงซึ่งมีความทนทานต่อการเกิดข้อมูล เราสามารถนำเอาเทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่นมาใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย เช่น การแบ่งปันการใช้อุปกรณ์และโปรแกรมสำเร็จรูปภายในสำนักงานการแลกเปลี่ยนไฟล์ข้อมูลระหว่างผู้ใช้ในระบบเครือข่าย สื่อสารโดยใช้จดหมายอิเล็กทรอนิกส์ โปรแกรมสนทนา และ โปรแกรมสำเร็จรุปต่างๆ

เครือข่ายท้องถิ่น สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น เครือข่ายท้องถิ่นแบบอีเธอร์เน็ต (Ethernet) เครือข่ายท้องถิ่นแบบโทเคนริง (Token Ring) เครือข่ายท้องถิ่นแบบ FDDI (Fiber Distribotion Data Interface ) และเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สาย (WLAN:Wireless LAN) เป็นต้น ซึ่งในปัจจุบันเครือข่ายท้องถิ่นส่วนใหญ่จะใช้เทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่นแบบอีเธอร์เน็ต(Ethernet) และแนวโน้มการใช้งานเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สายซึ่งได้สร้างความสะดวกสบายอิสระในการติดตั้งใช้งาน ก็เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในปัจจุบัน

2.เครือข่ายอีเธอร์เน็ต (Ethernet)

อีเธอร์เน็ต (Ethernet) เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่ถูกคิดค้นมากกว่า 30 ปี ถือได้ว่าปัจจุบันเป็นเครือข่ายท้องถิ่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เทคโนโลยีนี้ได้ถูกพัฒนาโดยสถาบัน IEEE (Institute of Electrical and Electroics Engineer) ใช้มาตรฐานการส่งข้อมูลหรือโปรโตคอล CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) ในการเข้าถึงสื่อกลางในการรับ-ส่งข้อมูล มาตรฐานอีเธอร์เน็ตได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จากช่วงแรกสามารถทำงานได้ที่ความเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาที ปัจจุบันอีเธอร์เน็ตได้มีการพัฒนาปรับปรุงเทคโนโลยีให้มีความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลเพิ่มขึ้น เช่น อีเธอร์เน็ตความเร็วสูง หรือ ฟาสต์อีเธอร์เน็ต (Fast Ethernet) ซึ่งได้พัฒนาโปรโตคอลให้มีการรับ-ส่งข้อมูลแบบ Full Duplex ซึ่งปัจจุบันอีเธอร์เน็ตได้พัฒนาให้สามารถรับ-ส่งข้อมูลได้ในระดัความเร็ว 10000 เมกะบิตต่อวินาที หรือ 10 กิกะบิตต่อวินาที เพื่อรองรับงานที่ต้องการความเร็วสูง

2.1 เครือข่ายอีเธอร์เน็ต 10Base2

คือระบบเครือข่ายอีเธอร์เน็ต ที่ถูกนำมาใช้งานในสมัยแรกๆ ขอระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เหมาะสำหรับองค์กรขนาดเล็กที่มีจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่มาก และมีความต้องการความเร็วของระบบไม่สูงนัก เพราะเครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบ 10Base2 มีความเร็วที่ 10เมกะบิตต่อวินาที ใช้สายโคแอ็กเชียลในการเชื่อมต่อ ปัจจุบันไม่ได้รับความนิยมในการใช้งาน เนื่องจากปัญหาด้านความเร็วและอุปกรณ์ในการเชื่อมต่อ

ตารางแสดงคุณสมบัติของเครือข่ายอีเธอร์เน็ต 10Base2

2.2 เครือข่ายอีเธอร์เน็ต 10Base T

คือระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับองค์กรหรือหน่วยงาน ที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ประมาณ 20 เครื่อง ถูกออกแบบสำหรับการใช้งานที่รองรับแบนด์วิธ (Bandwidth) ไม่สูงนัก เช่น การแชร์ไฟล์ข้อมูล เครื่องพิมพ์ หรือการใช้งานระบบอินเทอร์เน็ต ให้ความเร็วในการสื่อสารข้อมูลข้อมูล 10เมกะบิตต่อวินาที ใช้งบประมาณในการติดตั้งน้อย ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบ 10BaseT มีข้อกำหนดดังนี้

ตารางแสดงคุณสมบัติของเครือข่ายอีเธอร์เน็ต 10Base2

2.2 เครือข่ายอีเธอร์เน็ต 10Base T

ตารางแสดงคุณสมบัติของเครือข่ายอีเธอร์เน็ต 10BaseT

2.3 เครือข่ายอีเธอร์เน็ต 100BaseTX

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 100BaseTx เหมาะสำหรับองค์กร ที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมาก ต้องการความเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลสูงๆ เช่น ระบบงานฐานข้อมูล,Web Service , ระบบงานมัลติมีเดีย และร้านอินเทอร์เน็ตคาเฟ่ ระบบเครือข่าย 100BaseTX มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูล 100 เมกะบิตต่อวินาที ใช้งบประมาณติดตั้งไม่สูงมากนัก โดยมีข้อกำหนดสำหรบการเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์ดังนี้

ตารางแสดงคุณสมบัติของเครือข่ายอีเธอร์เน็ต 100BaseTX

2.4 เครือข่ายอีเธอร์เน็ต 100BaseFX

เป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ที่มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูล 100เมกะบิตต่อวินาทีเป็นระบบเครือข่ายที่ใช้สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) ในการเชื่อมต่อ จึงต้องใช้งบประมาณในการติดตั้งสูง ไม่นิยมนำมาใช้ในองค์กรขนาดเล็ก แต่จะนิยมใช้ในองค์กรขนาดกลาง และขนาดใหญ่ และส่วนใหญ่ใช้ในการสร้างเป็นเส้นทางหลักหรือเป็นแกนของระบบเครือข่าย หรืออาจใช้เครือข่าย 100BaseFX เชื่อมโยงระบบเครือข่ายระหว่างสำนักงานที่มีระยะทางไกลๆให้สามารถติดต่อสื่อสารกันได้

2.5 เครือข่ายอีเธอร์เน็ต 1000BaseTX

ระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ 1000BaseTX ถูกนำมาใช้ในการสร้างเป็นเส้นทางหลักของระบบเครือข่าย มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูงถึง 1000 เมกะบิตต่อวินาที มีความสามารถในการรองรับระบบงานได้เกือบทุกประเภท เหมาะสำหรับองค์กรที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมาก ต้องการความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูง และระบบเครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบ 1000BaseTX จะทำการเชื่อมต่ออุปกณ์ศูนย์กลางประเภทสวิตช์แทนฮับ

3.ติดตั้งและใช้งานครือข่ายท้องถิ่น (LAN)

ปัจจุบันมาตรฐานที่นิยมในการเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่น จะเป็นการสร้างระบบเครือข่ายแบบสตาร์ โดยมีอุปกรณ์ศูนย์กลางในการเชื่อมคือ Hub หรือ Switch แต่อุปกรณ์ Hub ปัจจุบันไม่ได้รับความนิยม เนื่องจาก Switch มีราคาถูกลงมาก สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่น แบบสตาร์ อุปกรณ์ที่ต้องเตรียมก็ต้องมี Switch อย่างน้อย 1 ตัว โดยมีจำนวนพอร์ตที่เพียงพอกับจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต้องการเชื่อมต่อ โดยต้องใช้สาย UTP (Cat5) และหัวเชื่อมต่อแบบ RJ-45 ในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ศูนย์กลางหรือ Switch กับเครื่องคอมพิวเตอร์

3.1 การเข้าหัวสาย UTP (Cat 5) แบบ RJ-45

การเข้าหัวสาย UTP แบบ RJ-45 เพื่อนำไปใช้ในการเชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่นสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทลักษณะการใช้งานคือ แบบสายตรง คือสายปกติทั่วไปที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างการ์ดแลน และ Switch อีกประเภทเป็นแบบสายไขว้ (Crossover Cable) ใช้เชื่อมต่อระหว่างการ์ดแลน 2 การ์ด เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่อง สามารถติดต่อได้โดยตรงไม่ต้องผ่าน Hub หรือ Switch และในการทำสายดังกล่าวต้องมีอุปกรณ์เครื่องมือเฉพาะสำหรับเข้าหัวสาย ดังนี้

- เครื่องมือสำหรับเข้าหัวสาย RJ-45 (Crimping Tool)

- หัวต่อ RJ-45

- สาย UTP แบบ Category 5e(CAT5e)

มาตรฐานสายสัญญาณ UTP แบบ Category 5e (CAT5e) สีของฉนวนหุ้มเส้นลวดในสาย UTP เมื่อเราปอกเปลือกชั้นนอกของสาย UTP ออกมา จะเห็นลวดเส้นเล็กๆ (Electronics Industries Association) และ TIA (Telecommunication Industries Association )ร่วมกันกำหนดมาตรฐาน EIA/TIA 568 ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในการผลิต สาย UTP โดยจะเรียกสายแต่ละประเภทเป็น Category N ซึ่งราละเอียดของสีได้แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้

สำหรับมาตรฐานการจัดเรียงสายสัญญาณ UTP เพื่อใช้ในระบบเครือข่ายอีเธอร์เน็ตนั้น เราจะใช้มาตรฐานการจัดเรียงสายสัญญาณแบบ EIA/TIA 568A และ EIA/TIA 568B ซึ่งการจดทำสายสัญญาณ UTP โดยยึดถือมาตรฐานสี จะสามารถช่วยให้การเกิดสัญญาณรบกวนภายในสายสัญญาณถูกหักล้าง ทำให้ข้อมูลที่ถูกส่งไปมาในสายสัญญาณจะไม่ได้รับผลกระทบ โดยการจัดเรียงสายสัญญาณมาตรฐานการจัดเรียงสายสัญญาณแบบ EIA/TIA 568A และ EIA/TIA 568B สามารถดูได้จากตารางเทียบมาตรฐานสีสายสัญญาณ

ขั้นตอนการเข้าหัวสาย UTP (Cat5) แบบ RJ-45

1. วัดระยะของสายที่ต้องใช้ เช่น จากเครื่องคอมพิวเตอร์ไปยัง Switch หรือ ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่อง ในกรณีที่ต้องการใช้สายแบบไขว้ หรือ Crossover โดยอาจเผื่อระยะของสายให้ยาวไว้ก่อนและทำการตัดสาย UTP ให้ยาวตามระยะที่วัดหรือตามที่ต้องการ

2. ปอกเปลือกของสาย UTP ออกด้วยเครื่องมือเข้าหัวสายโดยสอดปลายสายเข้าไปในช่องที่เขียนว่า Strip ให้สุด แล้วบีบเครื่องมือจนได้ยินเสียงคลิกก่อนจึงสามารถคลายเครื่องมือออกได้

3. ลอกเปลือกสาย UTPที่เป็นสีขาวออก ให้ได้ความยาวประมาณ 13 มิลลิเมตรและจัดลำดับสีให้ตรงตามมาตรฐานที่ต้องการ เช่น แบบสายตรง (Straightthrough Cable) ปลายสายทั้งสองข้าง จะต้องเป็นมาตรฐานเดียวกัน โดยส่วนมากนิยมใช้เป็นมาตรฐานการเข้าหัว RJ-45 แบบ EIA/TIA 568B แต่ถ้าต้องทำเป็นสายไขว้ (Crossover Cable) เพื่อเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องเข้าด้วยกัน ปลายสายทั้งสองข้าง จะต้องเป็นคนละมาตรฐานกัน เช่น ปลายข้างหนึ่งเป็นมาตรฐานการเข้าหัว RJ-45 แบบ EIA/TIA 568A ปลายอีกข้าง ต้องเป็นมาตรฐานการเข้าหัว RJ-45 แบบ EIA/TIA 568B