ระบบเครือข่ายท้องถิ่น (LAN)

ระบบเครือข่ายท้องถิ่น (LAN)
ระบบเครือข่ายแบบ LAN หรือระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณ โดยปกติแล้วจะเป็นระบบเครือข่ายส่วนตัว (Private Network) นั่นคือองค์กรที่ต้องการใช้งานเครือข่าย ทำการสร้าง เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกันเป็นระบบเครือข่ายในระยะใกล้ ๆ ซึ่งจะช่วยให้เกิดประโยชน์แก่องค์กรและธุรกิจต่างๆ มากมาย เช่น
       - สามารถแบ่งเบาการประมวลผลไปยังเครื่องต่างๆ เฉลี่ยกันไป
       - สามารถแบ่งกันใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องพิมพ์ ซีดีรอมไดร์ฟ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นต้น
       - สามารถแบ่งกันใช้งานซอฟต์แวร์และข้อมูลหรือสารสนเทศต่างๆ รวมทั้งทำให้สามารถจัดเก็บข้อมูลเหล่านั้นไว้เพียงที่เดียว
       - สามารถวางแผนหรือทำงานร่วมกันเป็นกลุ่มได้ แม้จะไม่ได้อยู่ใกล้กันก็ตาม
       - สามารถใช้ในการติดต่อกัน เช่น ส่งจดหมายทางอิเลคทรอนิคส์ หรือการส่งเสียงหรือภาพทางอิเลคทรอนิคส์ เป็นต้น
       - ช่วยลดค่าใช้จ่ายโดยรวมขององค์กร

ชนิดการเชื่อมต่อของเครือข่าย LAN
การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายเฉพาะบริเวณ (LAN) นั้น จุดประสงค์หลักอย่างหนึ่งก็คือการแบ่งกันใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ โดยทรัพยากรเหล่านั้นอาจเป็นหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ความเร็วสูง ฮาร์ดดิสก์ เครื่องพิมพ์ หรือแม้แต่อุปกรณ์สื่อสารต่างๆ ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้จะเชื่อมอยู่กับคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง
วิธีการเชื่อมต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อจัดสรรการใช้งานทรัพยากรในระบบเครือข่ายสามารถจำแนกได้เป็น 3 รูปแบบ คือ

เครือข่ายแบบ Peer-to-Peer
เครือ ข่ายแบบ Server-based
เครือ ข่ายแบบ Client/Server

ตาราง เปรียบเทียบการเชื่อมต่อแบบ Server based เทียบกับ Peer-to-Peer

เครือข่าย	ข้อดี	ข้อเสีย
Server-Based	- มีประสิทธิภาพสูงกว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเป็นแบบ Dedicated Server - การดูแลระบบสามารถทำได้ง่ายกว่า -เร็ว -ใช้กับเครือข่ายขนาดใหญ่ได้ -ระบบรักษาความปลอดภัยดี	- เสียค่าใช้จ่ายสูงสำหรับเครื่อง Server โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็นแบบ Dedicated Server ซึ่งไม่สามารถนำไปใช้งานอย่างอื่นได้ - ไม่สามารถใช้งานทรัพยากรที่เชื่อมอยู่กับ Workstation ได้ - ถ้า Server เสียระบบจะหยุดหมด -ติดตั้งยากกว่า
Peer-to-Peer	- สามารถใช้งานทรัพยากรซึ่งเชื่อมอยู่กับเครื่องใดๆ ในเครือข่าย - ประหยัดค่าใช้จ่ายในส่วนของ Server - สามารถกระจายโปรแกรมประยุกต์ไปไว้ยังเครื่องต่างๆ เพื่อลดการจราจรในเครือข่ายได้ -ติดตั้งง่าย ใช้งานง่าย	- การดูแลระบบทำได้ยาก เนื่องจากทรัพยากรกระจัดกระจายกันไปในเครื่องต่างๆ - มีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าแบบ Server based มาก - เครื่องทุกเครื่องต้องมีหน่วยความจำและประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่อง workstaion ในแบบ Server-based -ความเร็วไม่สูงเท่าแบบ Server-based -ระบบความปลอดภัยไม่ค่อยดี

มาตรฐานระบบเครือข่ายแบบ LAN ชนิดต่าง ๆ

มาตรฐานของระบบเครือข่ายท้องถิ่น
              มาตรฐานของ LAN ถูกกำหนดโดยคณะกรรมการจาก IEEE ซึ่งมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า IEEE 802 Local and Metropolitan Area Network Standard Committee โดยจะเน้นการกำหนดคุณสมบัติในระดับของ Physical Layer และ Data Link Layer ใน OSI Reference Model มาตรฐานจำนวนมากถูกกำหนดออกมาจากกรรมการกลุ่มนี้ และได้นำมาใช้กำหนดรูปแบบโครงสร้างของระบบเครือข่ายในปัจจุบัน มาตรฐานที่น่าสนใจมีดังต่อไปนี้  
                โดยปกติแล้ว ในการออกแบบการเชื่อมต่อของระบบ LAN จะต้องคำนึงถึงลักษณะโครงสร้าง (Topology) สื่อกลาง (Media) และ วิธีการเข้าใช้สื่อกลาง (MAC) ซึ่งจะมีความเหมาะสมในการนำการประกอบกันเพื่อใช้งานแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตาม เพื่อให้การเชื่อมต่อระบบ LAN มีมาตรฐานและสามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง ทำให้ได้มีองค์กรกำหนดมาตรฐาน
ของระบบเครือข่ายแบบต่าง ๆ ออกมา ซึ่งมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับและมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง คือ

               - Ethernet/IEEE 802.3 ตัวอย่าง 10Base2, 10Base5, 10Base-T, 10Base-F
                - Fast Ethernet/IEEE 802.3 (100 Mbps) ตัวอย่าง 100Base-TX, 100Base-FX
                - Gigabit Ethernet/IEEE 802.3z (1000 Mbps) ตัวอย่าง 1000Base-T, 1000Base-LX, 1000Base-SX
                - Token Bus/IEEE 802.4
                - Token Ring/IEEE 802.5
                - FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

IEEE 802.3: Ethernet

            Ethernet นับเป็นต้นกำเนิดของเทคโนโลยี LAN เนื่องจาก LAN ส่วนมากหรือเกือบทั้งหมดในปัจจุบันใช้ พื้นฐานของเทคโนโลยีนี้ คุณลักษณะเฉพาะในการทำงานของ Ethernet คือการทำงานแบบที่เรียกว่า การเข้าใช้ระบบเครือข่ายโดยวิธีช่วงชิง หรือ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)    ระบบเครือข่าย Ethernet ยังสามารถแบ่งประเภทได้อีก ตามความเร็วและชนิดของสายเคเบิล ดังนี้

                IEEE 802.3 10Base5 (Thick Ethernet) เป็นระบบเครือข่ายแบบบัส ใช้สายโคแอ็กเชียลอย่างหนา (3/8 นิ้ว) สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางสูงสุดไม่เกิน 500 เมตร และเนื่องจากสายโคแอ็กเชียลอย่างหนาสามารถนำสัญญาณไปได้ไกลกว่า จึงมักถูกใช้เป็นแบคโบน (Backbone) ของระบบเครือข่าย
                 IEEE 802.3 10Base2 (Thin Ethernet) เป็นระบบเครือข่ายแบบบัส ใช้สายโคแอ็กเชียลอย่างบาง (3/16 นิ้ว) สามารถติดตั้งได้ง่ายกว่าแบบแรกและราคาต่ำกว่า สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาที ในระยะทางสูงสุดไม่เกิน 200 เมตร
                 IEEE 802.3 10BaseT (Twisted-pair Ethernet) เป็นระบบที่จัดการเชื่อมต่อโหนดต่างๆ เข้ากับ Hub เป็นรูปแบบดาว ใช้สายคู่พันเกลียวโดยอาจเป็นแบบไม่มีสิ่งห่อหุ้ม(Unshielded Twisted-pair) หรือแบบมีสิ่งห่อหุ้ม (Shielded Twisted-pair) ก็ได้ มีหัวเชื่อมต่อเป็นแบบ RJ-45 มีลักษณะคล้ายปลั๊กโทรศัพท์ สามารถส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาที โดยมีความยาวของสายระหว่างสถานีงานกับ Hub ไม่เกิน 100 เมตร
                IEEE 802.3u 100BaseX (Fast Ethernet) มีระบบการเชื่อมต่อแบบดาว สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่อัตราเร็ว 100 เมกะบิตต่อวินาที แบ่งเป็น 3 ประเภท ได่แก่
1. 100BaseT4 ใช้สายคู่พันเกลียวจำนวน 4 คู่
2. 100BaseTX ใช้สายคู่พันเกลียวจำนวน 2 คู่
3. 100BaseFX ใช้เคเบิลใยแก้วนำแสง

IEEE 802.4: Token Bus
                ได้รับการพัฒนาเพื่อเป็นมาตรฐานสำหรับระบบเครือข่ายแบบบัสที่ตอบสนองความต้องการ คือไม่ต้องการให้มีการชนกันของข้อมูลเกิดขึ้นเลย โดยจะทำงานด้วยการส่งแพ็กเกตข้อมูลที่เรียกว่าโทเคน (Token) วนเป็นวงแหวนไปตามสถานีงานต่างๆ บนเครือข่าย 

IEEE 802.5: Token Ring

                มาตรฐานนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อรองรับระบบเครือข่ายท้องถิ่นที่ใช้โทโปโลยีรูปวงแหวน โดยใช้โทเคนเป็นตัวนำข้อมูลจากสถานีงานหนึ่งไปยังอีกสถานีงานหนึ่ง เมื่อสถานีปลายทางได้รับโทเคน และทำการคัดลอกข้อมูล เสร็จแล้ว ก็จะทำการส่งโทเคนกลับไปยังสถานีต้นทางเดิมซึ่งจะต้องทำการถอดเอาข้อมูลออก และจึงปล่อยโทเคนไปให้สถานีงานถัดไป 

IEEE 802.9: Isochronous Networks
                เป็นการรวมเทคโนโลยี ISDN (Integrated Services Digital Network) กับเทคโนโลยี LAN เข้าด้วยกัน Isochronous LAN อาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ISLAN (Integrated Services LAN) โดยมีจุดมุ่งหมายในการทำให้ระบบเครือข่ายมีความสามารถในการส่งข้อมูลประเภทมัลติมีเดียได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากข้อมูลที่ประกอบด้วยสัญญาณเสียง สัญญาณภาพ จำเป็นต้องได้รับการจัดส่งอย่างราบรื่นในช่วงเวลาที่แน่นอน เช่น สัญญาณภาพ

IEEE 802.11: Wireless Network
               เป็นการกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่ายไร้สายที่เทียบได้กับระบบเครือข่าย Ethernet แต่จะใช้เทคนิคในการเข้าถึงระบบเครือข่ายด้วยวิธี CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) ซึ่งวิธีการนี้ต่างจากวิธี CSMA/CD คือ ด้วยวิธี CSMA/CD ที่โหนดต่างๆ จะต้องมีการเฝ้าฟังสื่อกลาง ในการนำสัญญาณ และจะทำการส่งได้ก็ต่อเมื่อสายสัญญาณว่าง แต่สำหรับ CSMA/CA นั้นโหนดต่างๆ จะต้องส่ง ข่าวสารสั้นๆ ที่เรียกว่า RTS (Request To Send) ซึ่งจะระบุผู้รับเป้าหมายไว้ ขณะเดียวกันก็จะเตือนโหนดทั้งหมดที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงให้หยุดรอชั่วขณะหนึ่ง ส่วนทางผู้รับจะส่งสัญญาณ CTS (Clear To Send) กลับไปยังโหนดที่ต้องการส่งข้อมูล เมื่อกระบวนการนี้เสร็จสิ้นจึงจะมีการส่งข้อมูลจริง 

...........................................................................................................................................................................................................................

ETHERNET

               Ethernet เป็นเทคโนโลยีสำหรับเครือข่ายแบบแลน (LAN) ที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน คิดค้นโดยบริษัท Xerox ตามมาตรฐาน IEEE 802.3 การเชื่อมเครือข่ายแบบ Ethernet สามารถใช้สายเชื่อมได้ทั้งแบบ Co-Axial และ UTP (Unshielded Twisted Pair) โดยสายสัญญาณที่ได้รับความนิยม คือ UTP 10Base-T ซึ่งสามารถส่งข้อมูลได้เร็วถึง 10 Mbps ผ่าน Hub  ทั้งนี้การเชื่อมคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย ไม่ควรเกิน 30 เครื่องต่อหนึ่งวงเครือข่าย เนื่องจากอุปกรณ์ใน Ethernet LAN จะแข่งขันในการส่งข้อมูล หากส่งข้อมูลพร้อมกัน และสัญญาณชนกัน จะทำให้เกิดการส่งใหม่ (CSMD/CD: Carrier sense multiple access with collision detection) ทำให้เสียเวลารอ
      คำว่าอีเทอร์เน็ต (Ethernet) หมายถึง ความหมายที่มีอยู่ทั่วไปของอีเทอร์เน็ตซึ่งมีหลากหลายมาตรฐาน อีเทอร์เน็ตพัฒนาขึ้นโดยบริษัท Xerox (โดยได้แนวคิดมาจากโครงการสื่อสารผ่านดาวเทียม Aloha ที่พัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัย Hawaii) เพื่อเป็นมาตรฐานสำคัญของเครือข่าย LAN ที่ใช้กันอยู่ทั่วไป ระบบที่ใช้อีเทอร์เน็ตนั้นเหมาะกับงานที่ต้องการรับส่ง/ข้อมูลในอัตราความ เร็วสูงเป็นช่วง ๆ เป็นครั้งคราว การรับ/ส่ง 

         ประเภทของระบบเครือข่าย
 

         โดยแบ่งตามลักษณะการติดตั้งทางภูมิศาสตร์ แบ่งได้เป็น
      1. เครือข่ายท้องถิ่น (Local Area Network : Lan)
         เป็นเครือข่ายระยะใกล้ ใช้บริเวณเฉพาะที่เช่น ภายในอาคารเดียวกัน หรือภายในบิรเวณเดียวกัน ระบบแลนจะช่วยให้มีการติดต่อกันได้สะดวก ช่วยลดต้นทุน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ร่วมกัน และใช้ข้อมูลร่วมกันได้อย่างคุ้มค่า
        2. เครือข่ายระดับเมือง (Metropolitan Area Network : Man)
เป็นเครือข่ายขนาดกลางใช้ภายในเมืองหรือจังหวัด ตัวอย่างเช่น เคเบิลทีวี
      3. เครือข่ายระดับประเทศ (Wide Area Network : Wan)
เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ ติดตั้งใช้งานบริเวณกว้างมีสถานีหรือจุดเชื่อมมากมาย และใช้สื่อกลางหลายชนิด เช่น ไมโครเวฟ ดาวเทียม
    4. เครือข่ายระหว่างประเทศ (International Network)
เป็นเครือข่ายที่ใช้ติดต่อระหว่างประเทศ โดยใช้สายเคเบิล หรือดาวเทียม