thernet Technology
การรับส่งข้อมูลตามมาตรฐาน Ethernet อยู่คู่กับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์มานานมากแล้ว แทบจะเรียกได้ว่าตั้งแต่เริ่มมีเทคโนโลยีเครือข่ายเลยทีเดียว ..Ethernet พัฒนาโดยสามบริษัทใหญ่แห่งวงการคอมพิวเตอร์ คือ Digital Equipement Corp., Intel, และ Xerox เมื่อราวปี 1973 ..
ในสมัยแรก Ethernet ใช้สายสัญญาณ RG-8 Coaxial Cable ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางสายถึงครึ่งนิ้ว เชื่อมต่อเป็น bus topology การต่อสายเข้าไปยัง workstation จะใช้วิธีบีบเขี้ยวโลหะให้จมลงไปในสายเพื่อให้สัมผัสกับตัวนำข้างใน มีอัตราในการรับส่งข้อมูล 2.94 Mbps (อาจจะช้า แต่สมัยนั้นถือว่าเร็วมาก เร็วเกินกว่า bus ของคอมพิวเตอร์ทั่วไปจะทำงานได้ทันด้วยซ้ำ) แต่เนื่องจากว่าราคาสายมันแพง และหนัก (ก็หนาตั้งครึ่งนิ้ว - -') ในที่สุดจึงมีการพัฒนาสายสัญญาณสำหรับ Ethernet แบบใหม่เรียกว่า cheapernet หรือ thinnet เป็น coaxial เหมือนกัน แต่ลดขนาดลงเหลือเพียง 1/4 นิ้ว (RG-58) ส่วน Ethernet แบบเดิมจะเรียกว่า Thick Ethernet หรือ DIX Ethernet (DIX ก็มาจากชื่อบริษัทนั่นเอง) .. ช่วงเดียวกันนี้เองที่ IEEE ได้ออกมาตรฐาน IEEE 802 สำหรับ LAN ออกมา .. หนึ่งในมาตรฐานนี้ก็คือ IEEE 802.3 ซึ่งกล่าวถึง Ethernet protocol และ physical media ที่นำมาใช้งาน โดยแยกมาตรฐานของ media เป็น 10Base5 (DIX Ethernet), 10Base2(Thinnet), 10BaseT (UTP cable), ฯลฯ .. IEEE 802.3 ได้พัฒนาให้ Ethernet ทำงานได้เร็วขึ้นโดยการลด delay ในการส่งข้อมูลลง 10 เท่า จึงได้เป็นมาตรฐานที่เรียกกันว่า Fast Ethernet ซึ่งใช้ frame format เหมือน Ethernet แต่เพิ่มอัตราการรับ-ส่งข้อมูลเป็น 100 Mbps และเพิ่มความสามารถในการทำ full duplex (แต่เดิม Ethernet เป็น half duplex) ซึ่งทำให้ประสิทิธิภาพสูงขึ้นมาอีก และยังออกมาตรฐานที่สามารถใช้งานในระยะที่ไกลขึ้นโดยเปลี่ยนสื่อเป็น optical fiber ปี 1997 IEEE 802.3 ก็ออกมาตรฐานใหม่ คือ IEEE 802.3z หรือที่เราเรียกกันว่า Gigabit Ethernet ซึ่งมีอัตราการรับส่งข้อมูลเป็น 1 Gbps .. Gigabit Ethernet ออกแบบโดยกลุ่มบริษัทที่มีธุรกิจเกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมเครือข่ายเรียกว่า Gigabit Ethernet Alliance (GEA) โดย GEA ออกแบบให้ Gigabit Ethernet ทำงานได้ดีขึ้นกว่า Fast Ethernet และทำงานได้ดีพอๆ กับ ATM ... ATM เป็น protocol ที่ออกแบบมาดีมาก สนับสนุน Quality of Service ที่สมบูรณ์ มีคุณสมบัติที่เหมาะกับข้อมูลทุกประเภท และเป็น protocol ที่เป็นอิสระกับ physical media ดังนั้นจึงสามารถทำงานบน physical media ต่างๆ กันได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงที่ตัว protocol . ATM ก็เลยใช้งานได้ตั้งแต่ LAN ยัน WAN โดยไม่ต้อง convert protocol ไปๆ มาๆ . อย่างใรก็ตามข้อเสียชอง ATM ก็คือเป็นเทคโนโลยีราคาแพง ทั้งในแง่ของอุปกรณ์ และบุคลากร มีความซับซ้อนมากๆ โดยเฉพาะเรื่องของ routing ใน ATM ดังนั้น การนำไปใช้งานจึงเป็นเรื่องที่ไม่สะดวกนัก .. Gigabit Ethernet ออกแบบมาให้ใช้งานกับ Fast Ethernet และ Ethernet ได้ ดังนั้นจึงใช้ frame format เหมือนเดิม แต่เพิ่มความสามารถในการทำ Class of Service เพื่อให้ทำงานได้เทียบเท่ากับ Quality of Service และสามารถสร้าง Virtual LAN ได้เหมือนกับ ATM .. ปัจจุบัน Gigabit Ethernet ใช้งานกันมากขึ้น เนื่องจากส่วนใหญ่จะคุ้นเคยกับ Ethernet มานานแล้ว จึงไม่ต้องเรียนรู้มากเหมือน ATM ค่าใข้จ่ายก็น้อยกว่าด้วย.. ตอนที่ไปประชุมที่ฮาวาย วิทยากรท่านนึงได้กล่าวถึง 10 Gigabit Ethernet ขึ้นมาในที่ประชุม ก็เลยเริ่มค้นๆ ข้อมูลมาตั้งแต่เดียวนั้น (ผมหมายถึงเดี๋ยวนั้นจริงๆ .. พอได้ยินปุ๊บก็เปิด browser เข้า www.gigabit-etherhet.org กันเลย - -'') ก็เลยได้รู้ว่ากลุ่ม GEA ได้เปลี่ยนเป็น 10GEA ไปแล้ว รวมถึง website ก็เปลี่ยนไปเป็น www.10gea.org ด้วย ..10GEA ก่อตั้งขึ้นตั้งแต่เดือนมีนาคมปี 1999 โดยรวมเอาวิศวกรจากบริษัทต่างๆ กว่า 100 บริษัท มาช่วยกันร่างมาตรฐาน IEEE 802.3ae ซึ่งจะเป็นมาตรฐานที่กล่าวถึง 10 Gigabit Ethernet .. ร่างล่าสุดตีพิมพ์ออกมาเมื่อเดือนกันยายน 2000 .. 10GEA คาดว่ามาตรฐานที่สมบูรณ์จะออกมาในปี 2002.. อย่างใรก็ตาม มีแนวโน้มว่า product ที่ใช้งานได้ตามมาตรฐานอาจจะออกมาก่อนหน้าที่มาตรฐานจะเสร็จสมบูรณ์ .. ทีแรกผมคิดว่า 10 Gigabit Ethernet ไม่น่าจะมีอะไรมากไปกว่าการทำให้มันเร็วขึ้น เพื่อจะแข่งกับ ATM OC-48 .. แต่เมื่อลองอ่านดูละเอียดๆ ก็พบว่า 10 Gigabit Ethernet ถือว่าเป็นก้าวกระโดดที่สำคัญอีกก้าวนึงของ Ethernet protocol เลยทีเดียว...
Boosted to 10 Gbps
อย่างแรกที่ต้องพูดถึงก็คงเป็นเรื่องอัตราการรับส่งข้อมูลนี่ละครับที่ปรับขึ้นเป็น 10 Gbps .. เหตุผลที่เลือกเป็น 10 Gbps ก็เนื่องจากว่าเป็นตัวเลขที่เหมาะสมในแง่ของ scalability และเป็นอัตรารับส่งที่ใกล้เคียงกับ MAN/WAN backbone ที่ความเร็ว OC-192/STM-64 ... เนื่องจาก 10 Gigabit Ethernet ยังคงใช้ frame format เดิมเหมือน MAC ก็ยังเหมือนเดิม ขนาดของ frame ก็ยังจำกัดไว้เท่าเดิม ดังนั้นมันจึงสามารถใช้งานร่วมกันได้กับเทคโนโลยี Ethernet, Fast Ethernet, และ Gigabit Ethernet ได้ อย่างไรก็ตาม 10 Gigabit Ethernet จะสนับสนุนเฉพาะ full duplex เท่านั้น และไม่สนับสนุนการใช้งานบน shared media .. แปลว่าการทำงานจะเป็น switching เท่านั้น และเพราะเหตุผลนี้เอง ทำให้ 10 Gigabit Ethernet สามารถใช้งานได้ ไม่ว่าจะมีระยะห่างระหว่าง node เท่าไหร่ก็ตาม ข้อจำกัดของระยะทางจะอยู่ที่ physical media ไม่ใช่ตัว 10 Gigabit Ethernet protocol..
LAN/MAN/WAN ในมาตรฐานเดียว
ทีนี้ถ้าลองคิดต่อจากที่ว่า ข้อจำกัดของระยะทางจะอยู่ที่ physical media ก็หมายความว่า 10 Gigabit Ethernet สามารถใช้งานเป็น protocol ของเครือข่ายได้ทุกระดับ ทั้ง LAN, MAN, และ WAN ขึ้นอยู่กับว่าใช้ physical media ใด.. นี่เป็นเรื่องใหม่สำหรับ Ethernet ครับ เพราะที่ผ่านมา Ethernet เป็นเทคโนโลยีที่เอาไว้ใช้งานกับ LAN เท่านั้น หรืออย่างมากก็ทำเป็น MAN ในระยะใกล้ๆ .. ที่สำคัญก็คือ หากเราใช้ Ethernet ในระดับ WAN ได้ เราก็จะสามารถส่ง Ethernet frame จากเครื่องนึงไปอีกเครื่องนึงได้โดยไม่ถูก convert ไปเป็น protocol อื่นเลย เหมือนกับที่ ATM ทำมาก่อนหน้านี้ ทำให้ router/L3 switch ไม่ต้องทำงานหนักในการแปลง protocol ไปๆ มาๆ .. 10 Gigabit Ethernet ยังถูกออกแบบให้ compatible กับ SONET OC-192 และ SDH STM-64 ด้วย จึงสามารถเอา 10 Gigabit Ethernet กับ SONET OC-192/SDH STM-64 มาเชื่อมกันได้โดยตรง เพื่อให้สามารถส่ง Ethernet frames ผ่าน SONET/SDH WAN PHY ได้
การสนับสนุนมาตรฐานต่างๆ
10 Gigabit Ethernet สนับสนุนการทำงานตามมาตรฐานต่างๆ มากมาย เช่น
IEEE 802.1p Multicast pruning
IEEE 802.1Q Virtual LAN/Class of Service
IEEE 802.3ad Link Aggregation for Load Balancing
Multi Protocol Label Switching (MPLS)
Simple Network Management Protocol (SNMP)
Remote Monitoring (RMON)
ดังนั้น 10 Gigabit Ethernet จึงมีขอบเขตการใช้งานค่อนข้างกว้าง เช่น ทำ server load balancing, Voice over IP โดยระบุ CoS, ทำ multicasting สำหรับ video/audio broadcasting, etc.
Physical Media
ตามร่างของ IEE 802.3ae แบ่ง physical media สำหรับ 10 Gigabit Ethernet เป็นสองแบบคือสำหรับ LAN และสำหรับ WAN ทั้งสองอย่างจำเป็นต้องใช้ optical fiber ทั้งคู่ ซึ่งมีดังนี้ครับ
PMD | FiberDiameter | Bandwidth | Distance |
850 nm serial MMF | 50 | 400 | 65 |
1310 nm WWDM MMF | 62.5 | 160 | 300 |
1310 nm WWDM SMF | 9 | N/A | 10000 |
1310 nm serial SMF | 9 | N/A | 10000 |
1550 nm serial SMF | 9 | N/A | 40000 |
ส่วนชื่อตามมาตรฐานของ 10GEA ก็จะมี 10GBASE-R สำหรับ LAN, 10GBASE-X สำหรับ WDM LAN/WAN และ 10GBASE-W สำหรับ WAN
ข้ออ้างอิง : http://kitty.in.th/index.php?room=article&id=88
มาตรฐานเครือข่าย LAN แบ่งออกเป็น 3 ชนิด
1.มาตรฐานเครือข่าย LAN Ethernet
2. มาตรฐานเครือข่าย LAN TOKEN
3. มาตรฐานเครือข่าย LAN ARCnet
มาตรฐานเครือข่าย LAN Ethernet
เทคโนโลยี LAN แบบ Ethernet พัฒนามาจากแนวคิดเครื่อข่ายการสื่อสารผ่านดาวเทียมโดยมหาวิทยาลัย แห่งฮาวาย ใช้เทคนิค CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection)
เป็นเครือข่ายที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน ซึ่งติดตั้งง่าย ไม่มีความสลับซับซ้อน ประกอบกับมีต้นทุนที่ต่ำ และยังมีอุปกรณ์ต่างๆ สนับสนุนมากมายที่สามารถนำเชื่อมต่อกับระบบให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น หรือเชื่อมต่อกับเครือข่ายขนาดใหญ่ เช่น เมนเฟรมคอมพิวเตอร์
ระบบ Ethernet มีการพัฒนาด้านความเร็วและประสิทธิภาพของระบบอยู่เสมอ ความเร็วในการส่งข้อมูลบนเครือข่าย Ethernet เดิมจะมีความเร็วที่ 10 เมกกะบิตต่อวินาที แต่ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาความเร็วถึง 100 เมกกะบิต หรือที่เรียกว่า Fast Ethernet ในรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบ Star, Ethernet ยังแบ่งออกเป็นรูปแบบการเชื่อมต่อระบบ 3 รูปแบบด้วยกันคือ
1. 10 Base 2
2. 10 Base 5
3. 10 Base T
มาตรฐานเครือข่าย LAN TOKEN
เทคโนโลยี LAN แบบ Ethernet มีข้อจำกัดในเรื่องการชนกันของข้อมูลเพราะใช้เทคนิค CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) ซึ่งเมื่อจำนวนเครือข่าย
เพิ่มการส่งข้อมูลก็มีสูง จึงใช้หลักการ แบบ TOKEN
หลักการ Token – Passing
วิธีการนี้สามารถใช้กับ Topology หลายแบบด้วยกัน เช่น Bus, Star, Ring โดยวิธีการนี้จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวในช่วงเวลาหนึ่งที่มีสิทธิในการส่งข้อมูล โดยรหัส Token เก็บไว้ และเมื่อทำการส่งข้อมูลออกไปแล้ว ก็จะทำการส่งรหัส Token นี้ออกไปให้เครื่องอื่น ๆ ตามลำดับที่ได้กำหนดไว้ เมื่อเครื่องใดได้รับรหัสแล้ว ถ้าเครื่องนั้นไม่ต้องการส่งข้อมูลก็จะส่งรหัสนี้ต่อไปยังเครื่องอื่นต่อไป ถ้าเครื่องนั้นต้องการส่งข้อมูลก็ให้ส่งข้อมูลออกมาก่อน แล้วค่อยส่งรหัสออกไปให้เครื่องอื่นทราบตามลำดับ ซึ่งวิธีนี้ จะทำให้ทุกเครื่องในเครือข่ายจะได้รับสิทธิในการส่งข้อมูล 1 ครั้ง ภายใน 1 รอบการทำงาน ทำให้สามารถจำกัดเวลาได้ว่าจะส่งข้อมูลออกไปได้ภายในเวลาไม่เกินกี่ millisecond
ในที่นี้ จะกล่าวถึงเฉพาะ ระบบ Ethernet เพราะมีการพัฒนาด้านความเร็วและประสิทธิภาพของระบบอยู่เสมอ ความเร็วในการส่งข้อมูลบนเครือข่าย Ethernet เดิมจะมีความเร็วที่ 10 เมกกะบิตต่อวินาที แต่ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาความเร็วถึง 100 เมกกะบิต หรือที่เรียกว่า Fast Ethernet ในรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบ Star, Ethernet ยังแบ่งออกเป็นรูปแบบการเชื่อมต่อระบบ 3 รูปแบบด้วยกันคือ
1. 10 Base 2
2. 10 Base 5
3. 10 Base T
มาตรฐาน 10 Base 2
ความหมาย 10 คือความเร็วในการส่งข้อมูล 10 Mbps
Base คือการส่งข้อมูลแบบ Baseband
2 คือความยาวสูงสุด 200 เมตร (185 – 200 เมตร )
10 Base 2 เป็นแบบเครือข่ายที่ใช้สาย Coaxial แบบบาง (Thin Coaxial) ชนิด RG-58 A/U โดยจะมี Teminator (50 โอมห์ ) เป็นตัวปิดหัว และท้ายของเครือข่าย
อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ควรทราบ มีดังนี้
คือสายสัญญาณที่ใช้ในการส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายชนิด 10 Base 2 หรือที่เรียกสั้นๆ ว่าสาย Thin
แผงวงจรเครือข่าย (LAN Card)
คือแผงวงจรเครือข่ายที่เสียบไว้กับตัวเครื่อง และเชื่อมต่อด้วยสายเพื่อต่อเป็นเครือข่าย โดยวงจรเครือข่ายนี้จะมีหัวเสียบที่ใช้กับหัวต่อแบบ BNC Connector Socket
( LAN Card ) ชนิด BNC ใช้กับมาตรฐาน 10 Base 2
ข้อกำหนดของ 10 Base 2
• ใช้สาย Thin Coaxial ชนิด RG-58 A/U
• หัวที่ใช้ต่อกับสายคือ หัว BNC
• ห้ามต่อหัว BNC เข้ากับ LAN Card โดยตรง ต้องต่อด้วย T-Connector เท่านั้น
• เครื่องตัวแรกและตัวสุดท้ายในเครือข่าย ต้องปิดด้วย Terminator ขนาด 50 โอมห์
• ความยาวของสายแต่ละเส้นที่ต่อระหว่าง Workstation ต้องมีความยาวไม่ต่ำกว่า 0.5 เมตร
• สายสัญญาณต่อ 1 Segment ยาวไม่เกิน 200 เมตร (185 – 200 เมตร )
• ใน 1 Segment สามารถต่อเป็นเครือข่ายได้ไม่เกิน 30 เครื่อง
• ในกรณีที่ต้องการต่อมากกว่า 30 เครื่อง ต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า Repeater เพื่อเพิ่ม Segment โดยสามารถต่อ Repeater ได้ไม่เกิน 4 Repeater ( ดังนั้น 4 Repeater = 5 Segment)
• ความยาวของสายสัญญาณทั้งหมด สูงสุด 1000 เมตร (200 เมตรต่อ 1 Segment คูณด้วย 5 Segment)
• จำนวนเครื่องสูงสุดในเครือข่าย 150 เครื่อง (30 เครื่องต่อ 1 Segment คูณด้วย 5 Segment)
มาตรฐาน 10 Base 5
ความหมาย 10 คือความเร็วในการส่งข้อมูล 10 Mbps
Base คือการส่งข้อมูลแบบ Baseband
• คือความยาวสูงสุด 500 เมตร
10 Base 5 เป็นแบบเครือข่ายที่มีลักษณะคล้ายกับ 10 Base 2 แต่จะใช้สาย Coaxial แบบหนา (Thick Coaxial หรือ Back Bone) เป็นสายชนิด RG-8 ซึ่งสายจะเป็นสีเหลืองและมีขนาดใหญ่โดย Teminator (50 โอมห์ ) เป็นตัวปิดหัว และท้ายของเครือข่าย เครือข่ายชนิด 10 Base 5 นี้ จะมีต่อจำนวนเครื่องได้มากกว่า และต่อในระยะได้ไกลกว่าแบบ 10 Base 2 แต่ในปัจจุบันมักไม่นิยมใช้กัน เนื่องจากต้องใช้ค่าใช้จ่ายสูง อุปกรณ์ต่างๆ ที่ควรทราบ มีดังนี้
แผงวงจรเครือข่าย (LAN Card)
คือแผงวงจรเครือข่ายที่เสียบไว้กับตัวเครื่อง และเชื่อมต่อด้วยสายเพื่อต่อเป็นเครือข่าย โดยแผงวงจรเครือข่ายนี้จะมีหัวเสียบเป็นชนิด DIX Connector Socket
( LAN Card ) ชนิด AUI ใช้กับมาตรฐาน 10 Base 5
Base 5
• ใช้สาย Thick Coaxial ชนิด RG-8
• หัวที่ใช้ต่อกับสายคือหัว DIX หรือบางทีอาจจะเรียกว่า หัว AUI
• เครื่องตัวแรกและตัวสุดท้ายในเครือข่ายต้องปิดด้วย N-Series Terminator ขนาด 50 โอมห์
• ระยะห่างระหว่าง Transceiver ต้องไม่ต่ำกว่า 2.5 เมตร
• Transceiver Cable จะมีความยาวได้ไม่เกิน 50 เมตร
• ใน 1 Segment สามารถต่อเป็นเครือข่ายได้ไม่เกิน 100 เครื่อง
• สายสัญญาณต่อ 1 Segment ยาวไม่เกิน 500 เมตร
• ในกรณีที่ต้องการต่อมากกว่า 100 เครื่อง ต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกว่า Repeater เพื่อเพิ่ม
Segment โดยสามารถต่อ Repeater ได้ไม่เกิน 4 Repeater (ดังนั้น 4 Repeater = 5 Segment)
• ความยาวของสายสัญญาณทั้งหมด สูงสุด 2,500 เมตร (500 เมตรต่อ 1 Segment คูณด้วย 5 Segment )
• จำนวนเครื่องสูงสุดในเครือข่าย 500 เครื่อง (100 เครื่องต่อ Segment คูณด้วย 5 Segment )
มาตรฐาน 10 Base T
ความหมาย 10 คือความเร็วในการส่งข้อมูล 10 Mbps
Base คือการส่งข้อมูลแบบ Baseband
T คือ Twisted Pair (UTP)
10 Base T จัดได้ว่าเป็นเครือข่ายที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นระบบเครือข่ายที่ติดตั้งได้ง่ายและจำนวนสถานีที่ใช้งานจะต่อได้มากกว่า ในความจริงแล้ว 1 0 Base T นั้นไม่ได้จัดอยู่ในมาตรฐาน Ethernet โดยตรง แต่เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานระหว่าง Ethernet และ Star เ ข้าด้วยกัน ซึ่งจะมีอุปกรณ์ ตัวกลางที่เรียกว่า Concentrator หรือเรียกกันทั่วไปว่า HUB ที่คอยรับสัญญาณระหว่าง Workstation และ File Server โดยในกรณีที่มีสายจากสถานีใดเสียหาย ก็จะไม่มีผลกระทบต่อระบบ แต่ถ้า HUB มีปัญหาทั้งระบบก็จะใช้งานไม่ได้ 1 0 Base T นั้นจะใช้สายชนิด UTP (Unshield Twisted Pair) ส่วนหัวต่อนั้นจะเป็นชนิด RJ-45 อุปกรณ์ต่างๆ ที่ควรทราบ มีดังนี้
สาย UTP
คือ สายสัญญาณที่ใช้ในการส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายซึ่งมีลักษณะคล้ายกับสายโทรศัพท์โดยส่วนใหญ่แล้วมักใช้สาย UTP ชนิด CAT – 3 หรือ CAT – 5
สายชนิด CAT – 3 เป็นสายที่ใช้ความเร็วในการส่งข้อมุล 10 Mbs
สายขนิด CAT - 5 เป็นสายที่ใช้ความเร็วในการส่งข้อมูล 100 Mbs (แต่ถ้าใช้ในเครือข่าย Etherter ที่มีความเร็วในการส่งข้อมูล 10 Mbs ก็จะวิ่งที่ 10 Mbs แต่ถ้ามีการเปลี่ยนเป็น Fast Etrherter ก็จะวิ่งที่
100 Mbs ซึ่งทำให้ไม่ต้องเปลี่ยนหรือซื้อสาย UTP ใหม่
แผงวงจรเครือข่าย ( LAN Card )
คือ แผงวงจรเครือข่ายที่เสียบไว้กับตัวเครื่องและเชื่อมต่อด้วยสายเพื่อต่อเป็นเครือข่าย โดยแผงวงจรเครือข่ายนี้จะมีช่องไว้เสียบหัวชนิด RJ –45
( LAN Card ) ชนิด RJ 45 ใช้กับมาตรฐาน 10 Base T
เส้นจะหุ้มโดยฟอยล์ปลอกโลหะ ปลอกโลหะจะช่วยป้องกันสัญญาณรบกวน (noise) การมีฉนวนหุ้มภายนอกช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนจากสายอื่นหรือแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอื่น ๆ ข้อเสีย คือ การมีฉนวนหุ้มย่อมหมายถึงค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น
คีมเข้าหัว RJ-45
ใช้สำหรับเข้าหัว RJ-45 กับสาย UTP หรือ STP
1. ใช้สาย UTP ชนิด CAT – 3 หรือ CAT – 5
2. หัวที่ใช้ต่อกับสายคือหัวชนิด RJ –45
3. ระยะระหว่างเครื่อง หรือระหว่าง HUB กับ HUB จะยาวไม่เกินกว่า 100 เมตร
• 1 Segment = 4 HUB]
• ใน 1 Segment สามารถต่อเป็นเครือข่ายได้ 512 เครื่อง
• ในกรณีที่ต้องการต่อมากกว่า 512 เครื่อง ต้องเพิ่ม HUB ได้ไม่เกิน 4 ตัว ( ดังนั้น 4 Reperter = 5 Segment )
• จำนวนเครื่องสูงสุดในเครือข่าย 2,560 เครื่อง ( 512 เครื่องต่อ 1 Segment คูณด้วย 5 Segment )
รูปแบบการเชื่อมต่อแบบ 10 ฺ base T
ระบบเครือข่ายเฉพาะที่ ( Local Area Network )
สถาปัตยกรรมของระบบLAN มีอยู่ 4 แบบ ดังนี้
1.Ethernet 2.Token Bus 3.Token Ring 4.FDDI (Fiber Distributed Data Processing)
- Ethernet ,Token Bus ,Token Ring เป็นมาตรฐานที่ถูกกำหนดขึ้นโดย IEEE และเป็น
ส่วนหนึ่ง ของโครงการ 802 (Project 802)
- FDDI นั้นเป็นมาตรฐานของ ANSI (American Nation Standard Institute)
- การควบคุมData LinkของLAN Protocol ที่ใช้อยู่ทั้งหมดในทุกวันนี้นั้น มีพื้นฐานบนการทำงาน
ของ HDLC
- HDLC ที่เหมาะสมนั้นจะแตกต่างกันไปตามเทคโนโลยีของแต่ละระบบ
- สิ่งที่แตกต่างกันในแต่ละProtocolนั้น มีความสำคัญในการควบคุมการออกแบบระบบมาก
โครงการ 802 (Project 802)
- IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineer) เป็นองค์กรที่กำหนดมาตรฐานทางด้าน
อุปกรณ์ด้านอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
- ใช้หมายเลขเป็นเครื่องหมายกำหนดมาตรฐานต่างๆ
- กำหนดมาตรฐานProtocol (กลุ่มหมายเลข IEEE 802) รายละเอียดได้ถูกแยกเป็นหลายส่วนย่อย
ส่วนแรก ใช้รหัส 802.1
1.กำหนดโครงสร้างโดยรวมของมาตรฐาน 802 ทั้งหมด
2.กำหนดวิธีการสื่อสารขั้นต้น
ส่วนที่สอง คือ 802.2
1.รายละเอียดของProtocolในชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลส่วนบน
2.ควบคุมการเชื่อมต่อในระดับตรรกภาพ (LLC: Logical Link Control)
ส่วนรหัส 802.3 ถึง 802.5
1.Protocolที่ใช้ในการสื่อสาร
2.ได้รับความนิยมในการนำมาใช้งาน 3 แบบคือ
- IEEE 802.3 CSMA/CD
- IEEE 802.4 Token Bus
- IEEE 802.5 Token Ring
- มีความแตกต่างกัน
1.ชั้นสื่อสารกายภาพ (Physical Layer)
2.ชั้นสื่อสารย่อยควบคุมการใช้สื่อ (Medium Access Sub Layer)
- แต่มีรายละเอียดการทำงานในชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล (Data link Layer) เหมือนกัน
- ได้รับการยอมรับจากองค์กรควบคุมมาตรฐานอื่นๆ ได้แก่ ANSI และ ISO IEEE Standard
- 802.3 Ethernet มีTopologyแบบBUS และใช้Protocol CSMA/CD
- 802.4 ใช้Protocolส่งผ่านTokenใน TopologyแบบBUS
- 802.5 ใช้Protocol ส่งผ่านToken รวมถึงมาตรฐาน ISO 9314 หรือ FDDI ซึ่งใช้Tokenใน
TopologyแบบRing
Protocol IEEE 802
- ใช้กันทั่วโลกเป็นการกำหนดมาตรฐานของ LAN
- ลักษณะของ LAN มีลักษณะเฉพาะตัวสำคัญอยู่ 2 ประการ
1.ข้อมูลที่ส่งออกไปจะได้รับการกำหนดเป็นFrame มีAddressที่แน่นอน
2.ไม่มีการเลือกเส้นทางในNetwork เพราะ LAN อาจจะเป็นแบบBUS หรือRING (วงแหวน) ก็
สามารถส่งเข้าระบบได้โดยตรง
- LAN จึงไม่เกี่ยวข้องกับระดับที่ 3 ของ OSI Modelโดยตรงเลย
- การกำหนดFrame และการตรวจสอบข้อผิดพลาดจะอยู่เพียงระดับที่ 2 เท่านั้น
- LAN Protocol จะเกี่ยวกับระดับของ OSI เพียง 2 ระดับ
ข้อกำหนดเอง IEEE 802 จัดแบ่งระดับของ LAN ขึ้นใหม่เป็นการแยกระดับออกโดยจัดระดับ
ของ IEEE 802 แบ่งเป็น 3 ระดับ = เทียบได้กับ OSI 2 ระดับ
1.ส่วนบนของระดับที่กำหนด คือ 802.2 LLC (Logical Link Control) มีหน้าที่
สำคัญ ดังนี้
1)มีจุดเชื่อมต่อที่เรียกว่า SAP (Service Access Point) เพื่อให้เชื่อมต่อกับระดับที่อยู่ข้างเคียงได้
2)ในระบบการส่งข้อมูล จะจัดข้อมูลเป็นFrame
3)ในการรับข้อมูล จะแยกข้อมูลออกจากFrame
2.ระดับล่าง MAC (Medium Access Control) ซึ่งอยู่ในระดับล่างถัดลงมาเทียบกับ
OSI โมเดล ก็ยังอยู่ในระดับData Link ทำงานในหน้าต่อไปนี้
1)จัดการสำหรับการ Access ข้อมูลที่มาจากต้นทางหลายแห่ง และไปยังปลายทางได้หลายที่
2)ทำหน้าที่บางส่วนคล้ายระดับ LLC (Logical Link Control) ในระดับสุดท้ายคือระดับต่ำสุด คือ
ระดับPhysical
3) End Code และDe Code สัญญาณ – ทำหน้าที่Synchronous สร้างสัญญาณส่งและรับBitข้อมูล
- MAC เป็นระดับที่ไม่มีในModelของ OSI
IEEE 802.3 (Ethernet)
-ได้ปฏิวัติความต้องการในการเพิ่มปริมาณของPacketข้อมูลในเครือข่าย
- ลดต้นทุนการรับส่งข้อมูล
- ความน่าเชื่อถือ
- การติดตั้งบำรุงรักษา ทำได้สะดวก
- เริ่มต้นทำงานที่ 10 Mbps (มีชื่อว่า Ethernet)
- ความเร็วระดับ 100 Mbps (มีชื่อว่า Fast Ethernet)
- ระดับ 1 Gbps (มีชื่อว่า Gigabit Ethernet)
- ปัจจุบัน 10 Gbps (มีชื่อว่า 10 Gigabit Ethernet หรือ 10 GbE) กำลังจะเข้ามาในเครือข่ายของ
Ethernet และชั้นData Link
- เป็นข้อกำหนดด้านรูปแบบของเฟรมข้อมูล (Frame) ใช้ Access Method แบบ CSMA/CD และใช้
Topology แบบ Bus , Star และ Ring
- IEEE ก็ได้ประกาศรับรองมาตรฐานของEthernetไว้ในมาตรฐาน IEEE 802 ซึ่งเป็นมาตรฐานหลัก
ที่เกี่ยวกับรูปแบบของการใช้งานและข้อมูลต่างๆ เช่น 10Base5
“10” หมายถึงความเร็ว 10 Mbps
“Base” หมายถึง Baseband (“Broad” คือ Broadband)
“5” หมายถึงระยะไกลสุดที่สามารถเชื่อมต่อ ในที่นี้คือ 500 เมตร
“T” หมายถึง ใช้สาย Twisted Pair และ “F” หมายถึง Fiber
- มาตรฐาน IEEE 802.3u ซึ่งได้ขยายครอบคลุมความเร็วระดับ 100 Mbps (Fast Ethernet)
ประกอบด้วย
100BaseTX เป็นการใช้สาย UTP Category 5 เชื่อมต่อได้ไกล 100 เมตร/Segment
100BaseFX เป็นการใช้สาย Fiber Optic เชื่อมต่อได้ไกลถึง 412 เมตร/Segment
- ร่างมาตรฐาน 802.3z หรือ Gigabit Ethernet โดยจะทำการขยายความเร็วในการเชื่อมต่อขึ้นไป
ถึง 1000 Mbps (1 Gigabit/Seconds)
วิธีควบคุมการเข้าใช้งานสื่อกลาง (Media Access Control Method)
- เป็นข้อตกลงที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง (สายCableของเครือข่ายแบบ LAN)
การทำงาน
1.จะเกิดอยู่ในส่วนของแผงวงจรเชื่อมต่อเครือข่าย (NIC)
2.ทำงานอยู่ในครึ่งท่อนล่างของ Data link Layer
วิธีในการเข้าใช้งานจะมีอยู่หลายวิธี คือ
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) Protocol
- วิธีที่ทุก Node ของเครือข่ายสามารถเห็นข้อมูลที่ไหลอยู่ในสายสื่อสารของเครือข่าย
- มีโหนดปลายทางที่ระบุไว้เท่านั้นที่จะทำการคัดลอกข้อมูลขึ้นไป
- ทุกโหนดที่ต้องการส่งข้อมูลจะต้องทำการตรวจสอบสายสื่อสารว่าว่างหรือไม่
- หากสายไม่ว่างโหนดก็ต้องหยุดรอและทำการสุ่มตรวจเข้าไปใหม่เรื่อย ๆ
- เมื่อสัญญาณตอบกลับว่าว่างแล้วจึงสามารถส่งข้อมูลเข้าไปได้
- อาจมีกรณีที่ 2 Nodeส่งสัญญาณเข้าไปพร้อมๆกัน ทำให้เกิดการชนกัน (Collision)
- กรณีนี้ทั้งสองฝ่ายจะต้องหยุดส่งข้อมูล และรออยู่ระยะหนึ่ง (ตามตัวเลขที่สุ่มได้จากสูตร)
- Nodeที่สุ่มได้ระยะเวลาที่น้อยที่สุดก็จะทำการ ส่งก่อน
- วิธีการใช้สื่อกลางชนิดนี้จะพบมากในโครงสร้างแบบBus
Ethernet ที่นิยมใช้งานกันทั่วไปในปัจจุบัน
1000 BASE F ( IEEE 802.3z )
- เป็นมาตรฐานใหม่ของเทคโนโลยี LAN พัฒนามาจาก เครือข่ายแบบ Ethernet ความเร็ว 10 Mbps
- ให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่ระดับความเร็ว 1 Gbps
- ยังคงใช้กลไก CSMA/CD ในการร่วมใช้สื่อเหมือน Ethernet แบบเก่า
- มีการพัฒนาและดัดแปลงให้สามารถรองรับความเร็วในระดับ 1 Gbps
Gigabit Ethernet
- สนับสนุนการทำงานใน Mode Full-Duplex
- ทำงานในการเชื่อมต่อ
1) ระหว่าง Switch กับ Switch
2)ระหว่าง Switch กับ End Station
- การเชื่อมต่อผ่าน Repeater , Hub จะเป็นลักษณะของ Shared- Media (ซึ่งใช้กลไก
CSMA/CD) จะทำงานใน Mode Half-Duplex
1000 BASE T ( IEEE 802.3t )
- รับส่งข้อมูลได้ที่ระดับความเร็ว 1 Gbps
-ใช้สาย UTP
100 BASE T (802.3U)
10 BASE T
10 BASE 2
IEEE 802.4 (Token Bus)
- กลไกการเข้าใช้ช่องสัญญาณจะมีTokenพิเศษ
- ทำหน้าที่เป็นFrameสัญญาณกำหนดจังหวะให้สถานีเข้าใช้ช่องสัญญาณ
- Tokenจะถูกนำส่งจากสถานีหนึ่งไปยังสถานีหนึ่งและวนกลับมาที่เดิมเป็นวงรอบ
- ใช้สายCoaxil และมีอัตราเร็วหลายระดับคือ 1,5 หรือ 10 Mbps.
- ช่วยให้สถานีไม่ต้องแย่งยึดช่องสัญญาณเหมือนใน IEEE 802.3
IEEE 802.5 (Token Ring)
- อีกชื่อหนึ่งเรียกว่าIBM Token Ring ซึ่งได้ชื่อมาจากกลุ่มข้อมูลขนาด 3 Byteที่เรามักเรียกว่า Token
- Token นี้จะถูกส่งผ่านไปรอบๆNetwork
- Nodeที่ได้รับ เท่านั้นถึงจะมีสิทธ์ในการส่งข้อมูลออกมาในวงแหวนได้
- ด้วยการปะตัวข้อมูลและที่อยู่ของNodeที่จะเป็นผู้รับข้อมูลไปกับ Token
- Token ที่ถูกแก้ไขนี้ก็จะถูกส่งไปNodeถัดไป
- ขณะที่แต่ละNodeได้รับ Token มันจะตรวจสอบข้อมูลที่มากับ Token นั้นว่ามีการอ้างถึง Address
ของมันเองหรือไม่
- หากว่าไม่มี Token นั้นก็จะถูกส่งต่อไปตามปกติ
- หากว่ามีข้อมูลที่ส่งหาตัวมัน Nodeนั้นจะดึงเอาข้อมูลออกมาและจะแทรกข้อความตอบรับว่า
“ได้รับข้อมูลแล้ว”ให้กับ Token นั่นด้วย
- ท้ายที่สุดก็ส่ง Token นั้นกลับไปซึ่งเมื่อได้รับข้อความตอบรับนั้นแล้ว ก็จะมีการเอาข้อมูลตอบรับ
แล้วก็ใส่ข้อมูลใหม่ที่ว่า “ไม่มีการใช้งาน” กลับไปกับ Token นั้นแทน
- แนวคิดในการส่งข้อมูลเวียนไปเป็นวงกลมนั้นไม่ช้าเพราะว่าข้อมูลจะถูกสงวนไปตามNetwork
แบบวงกลมด้วยความเร็วเท่ากับแสงทีเดียว
ข้อดี
ที่เห็นได้ชัดเจนในการเชื่อมต่อแบบวงแหวนนี้คือคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในNetworkมีโอกาสที่
จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
ข้อเสีย
- หากNodeใดNodeหนึ่งเกิดปัญหาขึ้นจะค้นหาได้ยากว่าต้นเหตุอยู่ที่ไหน และวงแหวนก็จะขาด
ออก
- ต้องจัดส่วนประกอบในระบบNetworkเสียใหม่ ด้วยการลบชื่อของNodeที่เสียหายออกแล้ว
ข้ามไปใช้Nodeที่อยู่ถัดไป
แสดงความสัมพันธ์ระหว่างEthernetกับมาตรฐานที่รองรับ
Ethernet | IEEE |
10 BASE 2 | 802.5 |
10 BASE 5 | 802.5 |
10 BASE T | 802.3 |
100 BASE T | 802.3U |
1000 BASE T | 802.3X |
1000 BASE F | 802.3Z |
10 GBASE S | 802.3AE |
10 GBASE L | 802.3AE |
10 GBASE E | 802.3AE |
10 GBASE X | 802.3AE |
- เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่ได้รับความนิยม
- นำไปใช้ในลักษณะการเชื่อมต่อเป็น Backbone
- สามารถให้ความเร็วในการรับ/ส่งข้อมูลสูงถึง 100 Mbps
- กำหนดขึ้นจากหน่วยงานมาตรฐานสหรัฐฯ (ANSI : American National Standards Institute)
และหน่วยงานมาตรฐานสากล (ISO : International Standard Organization)
- เชื่อมต่อเป็นวงแหวนซ้อนกันสองวง
- การกำหนดวงแหวนเป็นสองวงนั้นก่อให้เกิดการทำงานที่คงทนต่อความผิดพลาด
- แต่ละเครื่องในเครือข่าย FDDI จะเชื่อมต่อเข้ากับวงแหวนทั้งสองที่เรียกว่า Primary Ring
และ Secondary Ring
- ถ้ามีปัญหาเกิดขึ้นหลายๆ จุดพร้อมกัน ก็จะเกิดการแยกตัวเป็น “Ringlets”
- แต่ละส่วนที่แยกจากกันจะไม่สามารถสื่อสารกันได้
- กำหนดProtocolที่ใช้ควบคุมการทำ Media Access
ชนิดของสื่อ | ระยะทางสูงสุด | ความเร็วสูงสุด |
Thin Coaxial | 16 Mbps | |
Thigh Coaxial | 16 Mbps | |
UTP | 1 Gbps | |
Wireless RF2.4 GHz | 54 Mbps | |
Multi Mode Optical | 10 Gbps | |
Single Mode Optical | 10 Gbps |
