Ethernet (IEEE 802.3 )
Ethernetในระยะเวลาปี 1972 Metcalfe และผู้ร่วมงานใน Xerox PARC ได้พัฒนาการทดลองระบบ Ethernet เพื่อติดต่อกับ Xerox Alto workstation ด้วย user interface การทดลองของ Ethernet ทำให้สามารถเชื่อมต่อระหว่าง Alto กับหน่วยงานอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็น server และเครื่องพิมพ์ สัญญาณนาฬิกาที่ใช้ติดต่อกับการทดลอง Ethernet นี้ได้รับการติดต่อมาจากระบบนาฬิกาของ Alto ที่มีผลของอัตราการส่งข้อมูลจากการทดลองเป็น 2094 Mbps
การทดลองทางเครือข่ายในครั้งแรกของ Metcalfe นี้ถูกเรียกว่า Alto Aloha Network ในปี 1973 Metcalได้เปลี่ยนเป็น Ethernet ที่มีความชัดเจนของระบบและสนับสนุนการใช้คอมพิวเตอร์ในระบบใหม่ที่เปลี่ยนแปลงมาจากระบบ Aloha โดยเขาได้เลือกชื่อที่มาจาก Ether ซึ่งได้อธิบายถึงลักษณะสำคัญของระบบทางกายภาพ (เช่น สาย) ที่จะส่งข้อมูลไปยังหน่วยงาน ซึ่งมีความหมายเช่นเดียวกับ ether ที่ให้แสงสว่าง ที่เป็นการแพร่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอากาศ ดังนั้นจึงเกิด Ethernet ขึ้น
อีเธอร์เน็ต ( Ethernet) เป็นชื่อเรียกวิธีการสื่อสารในระดับล่างหรือที่เรียกว่าโปรโตคอล (Protocol) ของระบบ LAN ชนิดหนึ่งคะ พัฒนาขึ้นโดย 3 บริษัทใหญ่คือบริษัท Xerox Corporation, Digital Equipment Corporation (DEC) และ Intel ในปี ค.ศ. 1976 ตามมาตรฐาน IEEE 802.3
การเชื่อมเครือข่ายแบบ Ethernet สามารถใช้สายเชื่อมได้ทั้งแบบ Co-Axial และ UTP (Unshielded Twisted Pair) โดยสายสัญญาณที่ได้รับความนิยม คือ UTP 10 Base-T โดยปกติสามารถส่งข้อมูลได้เร็วถึง 10 Mbps ผ่าน Hub แต่ถ้าเป็นการส่งข้อมูลของระบบเครือข่ายที่ความเร็ว 100Mbps จะเรียกว่า Fast Ethernet หากความเร็วในการส่งข้อมูลที่ 1000Mbps หรือ 1Gbps จะเรียกว่า Gigabit Ethernet
Ethernet เป็นระบบ LAN อีกระบบที่มีค่าใช้จ่ายน้อยแต่ความเร็วสูง โดย adapter card สำหรับ PC มีราคาอยู่ในช่วง 60 $ ถึง 120 $ โดยที่สามารถส่งถ่ายและรับข้อมูลในอัตรา 10 million bits per sec. ในระยะทาง 300 ฟุตของสายโทรศัพท์ โดยใช้ศูนย์กลางของการเดินสายไปในห้องเล็ก ๆ ในแต่ละจุด จะใช้ทั้งสาย Thicknet และสาย Fiber optic
โดยส่วนใหญ่ Ethernet ที่รวบรวมอยู่บน Thicknet coax เพราะเป็นการติดต่อเชื่อมโยงในตอนที่ Xerox ได้คิดค้นระบบ LAN การติดต่อเชื่อมโยงภายในองค์กรในอาคารเดียวกัน จะใช้สาย coax ที่เรียกว่า Thinnet ซึ่งจะต้องคำนึงถึงสื่อที่ใช้ในการเชื่อมโยงระหว่างคอมพิวเตอร์
อย่างไรก็ตาม ในเครื่อง PC และ Macintosh ได้เปลี่ยนลักษณะการเชื่อมโยงทางภูมิศาสตร์ ซึ่งคอมพิวเตอร์ที่ใช้ติดต่อระหว่างหอพัก , บ้าน ได้ใช้สายโทรศัพท์ที่ต่อมาจากใต้ดินไปยัง desktop
คำจำกัดความของ Ethernet
Ethernet เป็นส่วนของ layer 1, 2 ของ OSI model ส่วน layer 3 – 7 ไม่ได้เป็นส่วนของ Ethernet แม้ว่า Ethernet จะเป็น package ของ TCP/ IP ซึ่ง TCP/IP มีการใช้ network – layer function ของ Ethernet โดยเมื่อใช้งานกับคอมพิวเตอร์แล้วจะทำให้จำกัดความเร็วและหน่วยความจำ ซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบของ TCP/IP ในการใช้งาน
Ethernet จะอยู่ในรูปแบบของ hardware ส่วน protocol จะอยู่ทางด้าน software ถูกสร้างขึ้นภายใต้พื้นฐานของ hardware ใน operating system ก็มีส่วนประกอบเป็น function ที่สร้างโดย Ethernet controller โดยความเกี่ยวข้องของ Ethernet อยู่ที่ความแตกต่างและขัดแย้งกันของ software อย่างไรก็ตาม Ethernet เป็นระบบที่ง่ายต่อการส่งข้อมูล และดูแลความสำคัญของ code โดยจะเชื่อมต่อกันทางสายโทรศัพท์แล้วต่อไปยัง application software ต่างกัน และมีระบบมาตรฐานที่สำคัญ
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์ ( 10BaseT/100BaseT)
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์หรือมีชื่อทางเทคนิคว่า 10BaseT ซึ่งต่อไปจะเรียกง่าย ๆ ว่าระบบ LAN แบบสตาร์ จะใช้อุปกรณ์ประเภท Hub หรือ Switch เป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อโดยจะต้องใช้สาย UTP (CAT5) ต่อระหว่างการ์ด LAN ของเครื่องพีซีแต่ละเครื่องมาที่พอร์ตของ Hub หรือ Switch เครือข่ายแบบนี้นิยมใช้ในบริษัทหรือตามร้านอินเตอร์เน็ตคาเฟ่ทั่ว ๆไป ถ้าจะนำมาใช้ในบ้านก็ไม่ผิด เนื่องจากราคาอุปกรณ์ไม่ว่าจะเป็น Hub หรือ Switch การ์ด LAN และสาย UTP (CAT5) ในปัจจุบันค่อนข้างถูกในขณะที่ความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงมากถึง 100 Mbps ( จริง ๆ ปัจจุบันได้ถึง 1000 Mbps แต่อุปกรณ์ยังมีราคาแพงอยู่) ซึ่งเพียงพอต่อการเล่นเกมผ่านระบบ LAN ได้อย่างสบาย วิธีนี้พวกร้านอินเตอร์เน็ตคาเฟ่นำไปใช้เป็นสูตรสำเร็จในการสร้างระบบ LAN ภายในร้านกันถ้วนหน้า
เทคโนโลยีเครือข่าย (Network Technology)
เทคโนโลยีของการสร้างเครือข่ายที่ใช้กันอยู่หลัก ๆ จะมีอยู่ประมาณ 5 วิธีคือ 1. การใช้เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์ 2. การใช้เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบบัส 3. การใช้สายโทรศัพท์ในบ้าน 4. การใช้สายไฟฟ้าในบ้าน 5. การใช้เทคโนโลยีไร้สายEthernet คืออะไรอีเธอร์เน็ต ( Ethernet) เป็นชื่อเรียกวิธีการสื่อสารในระดับล่างหรือที่เราเรียกว่าโปรโตคอล ( Protocol) ของระบบ LAN ชนิดหนึ่งที่พัฒนาขึ้นโดย 3 บริษัทใหญ่คือบริษัท Xerox Corporation, Digital Equipment Corporation (DEC) และ Intel ในปี ค.ศ. 1976ปัจจุบันมีอายุได้ประมาณเกือบ 30 ปีแล้ว โดยถูกจัดให้เป็นมาตรฐานของ IEEE 802.3 และใช้กันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งถึงปัจจุบัน อีเธอร์เน็ตในช่วงแรกทำความเร็วได้ 10 Mbps แต่ปัจจุบันมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า Fast Ethernet และ Gigabit Ethernet ที่ทำความเร็วได้ถึง 100 Mbps และ 1000 Mbps ตามลำดับอีเธอร์เน็ตจะใช้เทคนิคในการรับส่งข้อมูลที่เรียกว่า CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) ซึ่งอธิบายได้คือในการส่งข้อมูลครั้งหนึ่ง ๆ จะกระทำได้ครั้งละคนเท่านั้น หากมีการส่งข้อมูลมากว่า 1 คนพร้อม ๆ กันจะทำให้ข้อมูลชนกันและนำมาใช้ไม่ได้ ซึ่งเหตุการณ์นี้เรียกว่าการเกิด “Collision” ซึ่งอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ จะมีสามารถในการตรวจสอบการเกิด Collision ได้จึงเป็นที่มาของคำว่า “Collision Detection” และเมื่อเกิด Collision ขึ้นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แต่ละชิ้นนั้นจะต้องมีการหยุดรอเพื่อส่งข้อมูลใหม่ โดยช่วงระยะเวลาที่แต่ละคนต้องหยุดรอเพื่อส่งข้อมูลใหม่นั้นจะอาศัยการคำนวณทางสถิติแบบสุ่ม (Random) ซึ่งโอกาสที่จะกลับมาส่งข้อมูลพร้อมกันอีกจึงมีน้อยมาก อย่างไรก็ตามหากเกิด Collision ขึ้นอีกก็ใช้วิธีหยุดรอเพื่อส่งข้อมูลใหม่ตามขั้นตอนที่ผ่านมานั่นเอง นอกจากนี้เพื่อลดโอกาสการเกิด Collision อุปกรณ์คอมพิวเตอร์จึงมีความสามารถในการตรวจสอบว่าปัจจุบันมีใครกำลังส่งข้อมูลอยู่หรือไม่ ถ้ามีจะไม่ส่งข้อมูลเข้าไปรบกวนซึ่งวิธีนี้เป็นที่มาของคำว่า Carrier Sense นั่นเอง สำหรับคำว่า Multiple Access ก็คือการที่อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ใช้สื่อชุดเดียวกันในการรับส่งข้อมูลนั่นเอง
อุปกรณ์ที่ใช้ในการสร้างระบบ LAN แบบสตาร์
1 Hub หรือ Switchทั้ง Hub หรือ Switch ( หรือ Switching Hub) ต่างเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ เข้าในระบบ LAN แบบสตาร์ หน้าตาของ Hub และ Switch ดูภายนอกจะคล้าย ๆ กันคือ มีลักษณะ เป็นกล่องสี่เหลี่ยมที่ด้านหน้าจะมีพอร์ตแบบ RJ-45 ไว้ให้เสียบที่มาจากการ์ด LAN สำหรับจำนวนพอร์ตต่อตัวก็แตกต่างกันไปซึ่งมีตั้งแต่ 4, 5, 8, 12, 16 และ 24 พอร์ต ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและรุ่น หน้าตาของ Hub และ Switch
2 LAN Cardการ์ด LAN มีชื่อเรียกกันหลายอย่าง เช่น Network Adapter Card, Network Interface Card (NIC) และ Ethernet Card แต่เราเรียกย่อ ๆ ว่า “ การ์ด LAN” เครื่องพีซีหรืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่จะต่อเข้ากับระบบ LAN ทุกตัวจะต้องมีการ์ด LAN ซึ่งอาจติดมากับเครื่องพีซีบางรุ่นเลย หรืออาจต้องซื้อมาเสียบเพิ่ม ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นแบบเสียบเข้ากับสล็อต PCI หรือถ้าเป็นรุ่นเก่าหน่อยก็จะเป็นแบบเสียบกับสล็อต ISA ดังนั้นก่อนจะซื้อการ์ด LAN ควรจะตรวจสอบเมนบอร์ดของเครื่องพีซีก่อนว่ามีสล็อตเป็นแบบ PCI หรือ ISA พร้อมกับตรวจสอบระดับความเร็วของ Hub หรือ Switch ที่จะมาใช้คู่กันด้วย
การ์ด LAN ที่ใช้กับระบบ LAN แบบสตาร์นั้นจะต้องมีช่องไว้สำหรับเสียบสาย UTP แบบ RJ-45 ด้วย ซึ่งลักษณะจะแตกต่างจากการ์ด LAN ที่ใช้สำหรับระบบ LAN แบบบัสที่เป็นแบบหัวกลม นอกจากนี้ก็ยัง มีการ์ดแบบผสมที่ใช้ได้ทั้งกับระบบ LAN แบบบัสและระบบ LAN แบบสตาร์ สำหรับการ์ด LAN ที่ใช้กับระบบ LAN แบบสตาร์จะมีทั้งความเร็ว 10, 100 หรือ 10/100 Mbps หน้าตาของการ์ด LAN เป็นดังรูปข้างล่างซึ่งจะมีช่องเสียบกับสาย UTP ที่เข้าหัวแบบ RJ-45
การเลือกซื้อการ์ด LAN จะต้องเลือกการ์ดที่มีระดับความเร็วที่เข้ากันได้กับ Hub หรือ Switch เพราะถ้าซื้อ Hub หรือ Switch แบบ 100 Mbps แล้วการ์ด LAN ของเป็น 10 Mbps ก็ใช้ด้วยกันไม่ได้ ดังนั้นถ้าจะให้ ยืดหยุ่นหรือปลอดภัยไว้ก่อนควรซื้อแบบ 10/100 Mbps ( ใช้ได้ทั้งแบบ 10 และ 100 Mbps) ไปเลยดีกว่าทั้งการ์ด LAN และ Hub/Switch
4 สายคู่บิดเกลียว ( Twisted Pair)คือสายสัญญาณที่ใช้ในระบบ LAN แบบสตาร์ ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 2 ชนิดคือ แบบมีฉนวนหุ้มที่เรียกว่า “Shielded Twisted Pair” หรือ STP และแบบไม่มีฉนวนหุ้ม หรือ “Unshielded Twisted Pair) หรือ UTP แบบมีฉนวนหุ้มจะสามารถป้องกันการรบกวนทางไฟฟ้าได้ดีกว่า แต่ถ้าใช้กับระบบ LAN โดยทั่ว ๆ ไปจะใช้สาย UTP แบบ CAT5 (Category 5) ซึ่งให้ความเร็วได้สูงสุด 100 Mbps และระยะทำการ ไม่เกินเส้นละ 100 เมตร ในปัจจุบันมีสายแบบ UTP แบบ CAT5e ซึ่งสามารถสนับสนุนความเร็วได้ถึง 1000 Mbps หรือ 1 จิกาบิต ที่ใช้กับ Gigabit Ethernet แต่สามารถนำมาใช้แทน CAT5 ได้
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบบัส ( 10Base2)
เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบบัสมีชื่อเรียกกันไปหลาย ๆ อย่าง เช่น 10Base2, Thinnet, CheaperNet หรืออะไรก็ตาม แต่เรียกง่าย ๆ ว่าระบบ LAN แบบบัส คือระบบ LAN แบบอีเธอร์เน็ตที่ไม่ต้องมี Hub/Switch โดยสายที่ใช้จะต้องเป็นสายที่เรียกว่า “ โคแอกเชียล ” (Coaxial) และ “ การ์ด LAN” ที่ใช้จะต้องเป็นแบบ BNC ซึ่งจะทำความเร็วได้สูงสุด 10 Mbps
อุปกรณ์ที่ต้องใช้ในระบบ
1 สายโคแอกเชียล ( Coaxial) และหัวต่อต่าง ๆสายโคแอกเชียลหรือที่เรียกว่า “10Base2” คือสายสัญญาณที่ใช้ในระบบ LAN แบบบัสมี 2 แบบคือแบบหนา ( Thick Coaxial) และแบบบาง ( Thin Coaxial) แต่ที่จะนำมาใช้คือแบบบาง หรือเรียกอีกย่างหนึ่งว่า RG-58 ซึ่งมีความต้านทาน 50 โอห์ม การต่อสายเข้ากับการ์ด LAN ที่มีหัวแบบ BNC (British Naral Connector) โดยผ่านตัว T-Connector และที่ปลายสายทั้งสองด้าน จะต้องปิดด้วยหัวจุก Terminator ขนาด 50 โอห์มเสมอ ระยะทำการของสายจากเครื่องแรกจนกระทั่ง เครื่องสุดท้ายไม่เกินประมาณ 185 เมตร
การต่อโดยใช้สาย Coaxial และหัวต่อต่างๆ
2 การ์ด LAN สำหรับระบบ LAN แบบบัส ( หัวกลม)การ์ด LAN สำหรับ LAN แบบบัส คือการ์ด LAN ที่มีหัว BNC ( หัวกลม) สำหรับต่อเข้ากับสายโคแอกเชียลในระบบ LAN แบบบัสดังรูป ความเร็วที่ต่อได้จะเป็น 10 Mbps เท่านั้น เนื่องจากยังไม่มีการพัฒนาเทคโนโลยีแบบ 100 Mbps บนระบบ LAN แบบบัส
เครือข่ายโทรศัพท์ในบ้าน ( Phoneline Network)
คือการนำสายโทรศัพท์ในบ้านมาใช้ ในการรับส่งข้อมูลนอกเหนือจากการใช้โทรศัพท์ตามปกติ เหมาะสำหรับบ้านที่มีการเดินสายโทรศัพท์ภายในที่เป็นระบบอยู่แล้ว คือมีการติดตั้งปลั๊กโทรศัพท์ ไว้ตามจุดต่าง ๆ ในบ้าน เช่น ห้องรับแขก ห้องครัว ห้องนอน หรือห้องนั่งเล่น เป็นต้น ซึ่งบ้านฝรั่งส่วนมากจะเป็นแบบนั้น ถ้าบ้านไม่ได้มีการเดินสายในลักษณะนี้ก็ไม่เหมาะจะใช้เทคโนโลยีนี้ ซึ่งเป็นการผสมผสานเครือข่ายแบบ Phoneline Network เข้ากับเครือข่ายอีเธอร์เน็ตแบบสตาร์อุปกรณ์ที่ต้องใช้ในระบบอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องใช้ในการสร้างระบบเครือข่ายโทรศัพท์ในบ้าน จะมีรายเอียดดังต่อไปนี้
1 HomePNA Adapterคืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้าย ๆโมเด็ม ซึ่งมีแบบภายในและภายนอก โดย Adapter แบบภายในจะ เสียบสล็อตแบบ PCI ในเครื่องพีซี สำหรับ Adapter แบบภายนอกจะเสียบเข้ากับพอร์ต USB ของเครื่องพีซี และ Adapter ทั้งสองชนิดนี้จะมีพอร์ตหรือปลั๊กโทรศัพท์ ( RJ-45) อยู่ 2 ช่องโดยช่องแรกจะไว้ให้เสียบ สายโทรศัพท์เข้ากับปลั๊กโทรศัพท์ตามผนังห้องในบ้าน และช่องที่สองไว้สำหรับต่อเข้าหัวโทรศัพท์ หรือโมเด็มได้ ซึ่งในระหว่างที่คุยโทรศัพท์หรือโมเด็มอยู่ก็จะไม่ไปรบกวนสัญญาณของอุปกรณ์ HomePNA Adapter แต่อย่างใด กล่าวคือสามารถใช้พร้อมกันได้นั่นเอง
รูปแสดง Adapter PCI and HomePNA
2 HomePAN to Ethernet Bridgeในกรณีที่ต้องการเชื่อมต่อไปยังเครือข่ายประเภทอื่น ๆ เช่น เครือข่ายอีเธอร์เน็ต หรือเอาไว้ต่อพ่วงเข้ากับอุปกรณ์สำหรับแชร์อินเตอร์เน็ต (Internet Gateway) ที่ใช้ ADSL/cable Modem
แหล่งที่มา http://guru.google.co.th/guru/thread?tid=68e9a256635f4617
http://www2.cs.science.cmu.ac.th/seminar/2547/Powerline_Network/nettech.htmhttp://staff.cs.psu.ac.th/noi/cs344-481/group19_ethernet/Ethernet.htm
อิเธอร์เนต 10 Mbps (10BASE-T)
อิเธอร์เนต 10 Mbps
การเชื่อมต่อแบบ 10BaseT นั้นเป็นที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เนื่องจากติดตั้งได้ง่าย และดูแลรักษาง่าย ความจริง 10BaseT ไม่ได้เป็น Ethernet โดยแท้ แต่เป็นการผสมระหว่าง Ethernet และ Tolopogy แบบ Star สายที่ใช้ก็จะเป็น สาย UTP และมีอุปกรณ์ตัวกลางเป็นตัวเชื่อมต่อระหว่างสายที่มาจากเครื่อง ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย อุปกรณ์ตัวกลางนี้เรียกว่า HUB ซึ่งจะคอยรับสัญญาณระหว่าง เครื่อง Client กับเครื่อง Server ในกรณีที่มีสายจากเครื่อง Client ใดเกิดเสียหรือมีปัญหา สัญญาณไฟที่ปรากฏอยู่บน Hub จะดับลง ทำให้เราทราบได้ว่า เครื่อง Client ใดมีปัญหา และปัญหาที่เกิดขึ้น จะไม่มีผลกระทบใด ๆ ต่อระบบ Network เลย แต่ระบบนี้จะต้องทำการดูแลรักษา Hub ให้เป็นอย่างดี เนื่องจาก Hub มีปัญหา จะส่งผลกระทบ ทำให้ระบบหยุดชะงักลงทันที
การเชื่อมต่อระบบเครือข่ายในลักษณะ 10BaseT นั้น เครื่องทุกเครื่องจะต้องเชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์ HUB โดยใช้สาย UTP ซึ่งเข้าหัวต่อเป็น RJ45 เสียบเข้ากับ HUB และ Card Lan ซึ่งจะเห็นว่า เครือข่ายแบบ 10BaseT นี้จะใช้อุปกรณ์ไม่กี่อย่าง ซึ่งต่างกับระบบเครือข่าย 10Base2 แต่อุปกรณ์ของ 10BaseT นั้นจะแพงกว่า
แหล่งที่มา http://www.tanti.ac.th/Com-tranning/NetWork/net2/10tbase.htm
Fast Ethernet
Fast Ethernet
เช่นเดียวกับเทคโนโลยีเครือข่ายอื่น ๆ ระบบเครือข่าย Fast Ethernet สามารถทำงานบนสื่อสายสัญญาณ ต่าง ๆ ที่สามารถใช้ได้ดีบนเครือข่ายแบบนี้ ได้แก่ สายตีเกลียวแบบ Unshield Twisted Pair (UTP) แบบ Categories 5 และ 3 รวมทั้งสาย Fiber Optic
ระบบเครือข่าย LAN เช่นระบบ Ethernet และ Fast Ethernet จัดได้ว่าเป็นเครือข่ายที่ไม่ขึ้นอยู่กับสายสื่อสัญญาณที่ใช้ หมายความว่า การทำงานขั้นพื้นฐานของมันไม่ขึ้นกับสายสัญญาณที่ใช้งานอยู่ การทำงานขั้นพื้นฐานได้แก่ กฎกติกาการเข้าถึง (Access) เครือข่าย เช่น CSMA/CD เป็นเรื่องของการ Interface ระหว่าง LAN Card หรือ NIC (Network Interface Card) หาใช่อยู่ที่สายสัญญาณไม่
สถาปัตยกรรมเครือข่าย Fast Ethernet เป็นเครือข่ายที่มีรูปแบบที่เรียกว่า Modular หรือประกอบด้วยชั้นของการทำงานอย่างเป็นระบบ
ภาพที่ 1
จากภาพที่ 1 แสดงให้เห็นระดับชั้น MAC ของ LAN Card หรือ NIC ที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ Repeater Hub ทางสายสัญญาณ (ระดับชั้น MAC นี้เป็นระดับชั้นย่อยในระดับชั้น Data Link Layer หรือระดับชั้น 2 ใน OSI Model ที่เรียกว่า PHY เป็นส่วนของการเชื่อมต่อที่ทำงานบน Layer 1 หรือ Physical Layer ใน OSI Model
ข้อแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งและเห็นได้ชัดคือ ระบบเครือข่าย Ethernet ทั่วไปสนับสนุนการเชื่อมต่อแบบบัส (BUS) และแบบ Star ขณะที่เครือข่าย Fast Ethernet สนับสนุนการเชื่อมต่อแบบ Star เท่านั้น และจะต้องเชื่อมต่อระหว่าง Repeater Hub กับสถานีการทำงานหรือคอมพิวเตอร์โดยตรงเท่านั้น นอกจากนี้ระบบเครือข่าย Fast Ethernet ไม่สนับสนุนการเชื่อมต่อด้วยสาย Coaxial ซึ่งเป็นแบบที่ใช้กับเครือข่าย Ethernet ธรรมดา อย่างไรก็ดีระบบเครือข่าย Fast Ethernet ที่ได้รับมาตรฐาน IEEE 802.3u สามารถรองรับการเชื่อมต่อด้วยสื่อสายสัญญาณดังต่อไปนี้มีคำถามว่าระบบเครือข่าย Fast Ethernet สามารถใช้สายตีเกลียวชนิด Shield ที่สามารถป้องกันสัญญาณรบกวนได้หรือไม่ คำตอบคือ มาตรฐานการเดินสายสัญญาณของระบบนี้ ไม่ได้ระบุความต้องการที่จะใช้สายระบบเครือข่าย Ethernet ยังไม่มีการกำหนดมาตรฐานของชุดเชื่อมต่อ (Connector) สำหรับสาย STP เช่น DB-9 เป็นต้น ยิ่งไปกว่านี้ ท่านจะไม่มีโอกาสได้เห็น LAN Card ที่ใช้ Connector แบบ DB-9 แน่นอนระบบเครือข่าย Ethernet ธรรมดา และ Fast Ethernet มักจะถูกเรียกว่าเป็นเครือข่ายที่ทำงานแบบ Haft-Duplex ซึ่งหมายถึง คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับ Repeater Hub จะใช้กฎกติกาการเข้าสูเครือข่ายเพื่อใช้งานภายใต้กฎกติกา CSMA/CD ตามปกติ มิใช่ กฎกติกา Full Duplexระบบ Haft-Duplex หมายถึงการสื่อสารบนเครือข่ายของคอมพิวเตอร์จะต้องเป็นไปในรูปแบบผลัดกันรับหรือส่ง จะรับและส่งในคราวเดียวกันไม่ได้ เนื่องจากภาคการรับและการส่งข้อมูลจะใช้ช่องสัญญาณเดียวกัน แต่ถ้าหากเป็นแบบ Full-Duplex จะมีการแยกสายสัญญาณออกมา สำหรับการรับและส่งข้อมูลโดยเฉพาะ ดังเช่น 100 Base-TX (ดังภาพ 2) ซึ่งมีการแยกคู่สายสัญญาณออกเป็น 2 คู่ คู่หนึ่งสำหรับส่งข้อมูลและอีกคู่หนึ่งสำหรับรับข้อมูล
ภาพที่ 2
การเชื่อมต่อทางกายภาพของ 100Base-TX และ 100Base-FX ระหว่าง LAN Card กับ Repeater Hub (ดังภาพ 2) จัดว่าเป็น Full-Duplex อย่างแท้จริง โดยมีการแยกเส้นทางสำหรับการรับและส่งข้อมูลที่ปลายด้านของคู่สายอย่างชัดเจนภาพที่ 2 เป็นการแสดงให้เห็นว่า LAN Card ที่ตัวคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับ Repeater Hub แบบ Full-Duplex ได้อย่างไร หากสังเกตจะเห็นว่า ทางด้านของส่วนที่ใช้ส่งข้อมูลและส่วนที่ใช้รับข้อมูลตรงที่ PMD,PMA, PCS รวมทั้ง MAC ได้มีการแยกจากกันออกมา ถ้ามองจากคอมพิวเตอร์หรือ Node การรับและส่งข้อมูลถือว่าเป็นการทำงานที่แยกออกจากกันโดยสิ้นเชิงแหล่งที่มา http://www.paktho.ac.th/computerptk/introcom/FastEthernet.htm
Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernetปัจจุบันเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้มีบทบาทต่อชีวิตประจำวันมากขึ้นทุกขณะ การเจริญเติบโตของเครือข่ายคอมพิวเตอร์เหล่านี้เป็นไปอย่างต่อเนื่อง และยังไม่มีสัญญานบ่งบอกว่าจะมีการ ชลอตัวแต่อย่างใด เครือข่ายแบบท้องถิ่นในองค์กรต่างๆ ตลอดจน บริษัท สถานศึกษาส่วนใหญ่กว่า80% จะนิยมใช้เครือข่าย Ethernet ส่วนที่เหลือก็จะเป็นพวก FDDI/CDDI, ATM และอื่นๆ ด้วยความต้องการการส่งผ่านข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามขนาดและจำนวน เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ต่ออยู่บนเครือข่าย ตลอดจนการเติบโตของ Internet อย่างรวดเร็ว จึงทำให้เครือข่าย Ethernet แบบดั้งเดิมที่มีความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลอยู่ที่ 10 Mbps เริ่มจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
รูป แสดงส่วนประกอบต่างๆของ Gigabit Ethernet ซึ่งได้มีการรวม Fiber Channel เข้าไว้ด้วย
Gigabit Ethernet (IEEE802.3z)เป็นมาตรฐานใหม่ของเทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่น (LAN-Local Area-Network) ที่พัฒนามาจาก เครือข่ายแบบ Ethernet แบบเก่าที่มีความเร็ว 10 Mbps ให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่ระดับความเร็ว 1 Gbps ทั้งนี้เทคโนโลยีนี้ ยังคงใช้กลไก CSMS/CD ในการร่วมใช้สื่อเหมือนEthernet แบบเก่า หากแต่มีการพัฒนาและดัดแปลงให้สามารถรองรับความเร็วในระดับ 1 Gbps ได้Gigabit Ethernet เป็นส่วนเพิ่มขยายจาก 10 Mbps และ 100 Mbps Ethernet (มาตราฐาน IEEE 802.3 และ IEEE802.3u ตามลำดับ) โดยที่มันยังคงความเข้ากันได้กับมาตราฐานแบบเก่าอย่าง100% Gigabit Ethernet ยังสนับสนุนการทำงานใน mode full-duplex โดยจะเป็นการทำงานในการเชื่อมต่อระหว่าง Switch กับ Switch และระหว่าง Switch กับ End Station ส่วนการเชื่อมต่อผ่าน Repeater, Hub ซึ่งจะเป็นลักษณะของShared-media (ซึ่งใช้กลไก CSMA/CD) Gigabit Ethernet จะทำงานใน mode Half-duplex ซึ่งสามารถจะใช้สายสัญญาณได้ทั้งสายทองแดงและเส้นใยแก้วนำแสงหลักพึ้นฐานหลักการพื้นฐานที่สำคัญของ Gigabit Ethernet (IEEE802.3z) คือการปรับแก้ส่วนของ MAC Layer (Media Access Control Layer) โดยกลไกที่เรียกว่า Carrier Extension โดยกลไกตัวนี้จะทำการเพิ่มความยาวของเฟรมที่มีขนาดน้อยกว่า 512 ไบต์ โดยจะทำการเพิ่มข้อมูลเข้าไปยังส่วนท้ายของเฟรมเพื่อให้เฟรมข้อมูลนั้นมีขนาดเท่ากับ 512 ไบต์ เหตุที่ต้องทำเช่นนี้เนื่องมาจากว่าใน Ethernet แบบแรกที่ความเร็ว 10Mbps (IEEE802.3) นั้นได้มีการกำหนดออกแบบเอาไว้ว่าจะต้องสามารถ ตรวจจับ (detect) การชนการของข้อมูล (Collision) ได้เมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์เครือข่ายที่อยู่ห่างกัน 2 กิโลเมตร ส่งข้อมูลที่มีความยาว 64 ไบต์ออกมาในจังหวะเวลาที่ทำให้เกิดการชนกันของข้อมูล (Roundtrip Propagation Delay) ซึ่งเมื่อเกิดการชนกันขึ้น MAC Layer จะเป็นตัวที่ตรวจพบและมันจะทำการส่งสัญญาณเพื่อให้เครื่องที่ส่งข้อมูลชนกันหยุดการส่งข้อมูล และทำการสุ่มเวลาเริ่มต้นเพื่อนที่จะทำการส่งข้อมูลนั้นใหม่อีกครั้ง และใน 100 Mbps (IEEE802.3u)ก็ใช้ข้อกำหนดนี้ แต่ความเร็วที่เพิ่มขึ้นได้มาจากการเพิ่มสัญญาณนาฬิกาในการส่งข้อมูลให้เร็วขึ้นเป็น 10 เท่าจากของเดิม ทำให้เวลาที่ต้องใช้ในการส่งข้อมูลลดลง 10 เท่า ซึ่งทำให้ระยะห่างสูงสุดระหว่างเครื่องในเครือข่ายลดลง 10 เท่าเช่นกัน คือ จาก 2 กิโลเมตรเหลือเพียง 200 เมตรแต่เมื่อมีการเพิ่มความเร็วขึ้นอีก 10 เท่าใน Gigabit Ethernet จึงทำให้ระยะห่างดังกล่าวลดลงเหลือเพียง 20 เมตรบนสาย UTP cat5 ซึ่งไม่สามารถใช้งานได้ในสภาพการทำงานจริง ดังนั้น Carrier Extension นี่เองที่จะเข้ามาทำให้สามารถตัวจับการชนกันของข้อมูลเมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์บนเครือข่ายอยู่ห่างกันที่ระยะ 200 เมตรขนาดของเฟรมที่เล็กที่สุดของ Gigabit Ethernet ซึ่งมีค่าเท่ากับ 512 ไบต์นั้นจะทำให้สามารถตรวจจับการชนกันของข้อมูลได้ที่ความเร็วในการส่งข้อมูลเท่ากับ 1 Gbps และระยะห่างสูงสุดที ่ 200 เมตร ทั้งนี้ทางคณะทำงานที่กำหนดมาตรฐาน IEEE802.3z ได้ลดจำนวน repeater hop ลงจาก 100Base-T(IEEE802.3u) ที่อนุญาตให้มีได้ 2 hop (และ 4 hop ใน 10Base-T) ลงเหลือเพียง 1 hop เท่านั้น ทั้งนี้เพื่อเหตุผลในเรื่องการลดเวลาในการตรวจสอบการชนกันของข้อมูล นอกจากนี้ค่าพารามิเตอร์อื่นๆทางวิศวกรรม(ค่าทางไฟฟ้า) ใน IEEE802.3z จะไม่มีการเผื่อ Safety Factor อีกต่อไปดังนั้นถ้าผู้ผลิตแต่ละยี่ห้อไม่ได้ใช่ค่าพารามิเตอร์ที่ตรงกันจริงๆ ก็จะทำให้เกิดปัญหาเมื่อนำเอา อุปกรณ์ Gigabit Ethernet ของต่างผู้ผลิตมาต่อเชื่อมกันได้
ประโยชน์ของกิกะบิตอีเธอร์เนต
เมื่อมีความต้องการแบนด์วิธมากขึ้น แน่นอนต้องปรับช่องส่งสัญญานให้กว้างขึ้น เสันใยแก้วนำแสง (Fiber Optics) จึงเข้ามามีส่วนมาก ในการส่งผ่านข้อมูล เพื่อรองรับการส่งผ่านสัญญาณสูง ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาให้ส่งผ่าน สายทองแดงหรือที่เรียกว่า 1000BASE-T1 ประสิทธิภาพในการใช้เครือข่ายเพิ่มมากขึ้น ทำให้การส่งผ่านข้อมูลข้ามจากเซกเมนต์หนึ่ง ไปยังเซกเมนต์หนึ่งด้วยความเร็วสูง เพื่อตอบสนองการใช้งาน2 โอกาสในการขยายตัวของระบบเครือข่าย ทำให้รองรับอนาคตได้อีกยาวไกล3 คุ้มค่าในการลงทุนในระยะยาว
จะเห็นได้ว่าเครื่องพีชี ที่ติดต่ออยู่กับระบบเนตเวอรค์ในปัจจุบัน ล้วนแต่ประสิทธิภาพสูงๆ ไม่ว่าจะเป็น เพนเทียมทู เพนเทียมโปร ซึ่งต้องการการผ่านข้อมูลสูงๆ ทั้งนั้น ฉนั้นโครงสร้างพื้นฐาน ระดับ 1000 Mbps จึงจำเป็นสำหรับเนตเวอร์ที่ต้องการการส่งผ่านข้อมูลสูงๆ แบบนี้
รูปแบบในการติดตั้งกิกะบิต อีเธอร์เนต อย่างง่ายๆ
รูปแบบที่หนึ่ง กิกะบิตอิเธอร์เนต จะถูกสวิสซ์แล้ววิ่งไปตามแบคโบนเครือข่าย ที่มีการเชื่อมต่อ ระหว่างสวิสต์กับสวิสต์ (Switch to Switch) การเชื่อมต่อใช้เส้นใยแก้วนำแสง ระหว่างตึกต่อตึก และใช้สายทองแดงเชื่อมต่อ ในระยะทางที่สั้นกว่า ดังรูป
รูปแบบที่สอง การเชื่อมต่อแบบ สวิสต์กับเครื่องเซิฟเวอร์ (Switch to Server) เป็นการเข้าถึงเชิฟเวอร์ด้วยความเร็วสูง แต่จุดสำคัญจะต้องเป็น เชิฟเวอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงมาก จากนั้นจึงสวิสต์ไปยัง อิเธอร์เนตอื่นด้วยความเร็วที่ 100 Mbps และส่งผ่านระดับ 10 Mbps เข้ายังพีชี เมื่อพีชีในปัจจุบันมีความเร็วมากขึ้นๆ ความต้องการเชิฟเวอร์ลดลง หันมาใช้แบบเวิร์คกรุ๊ปแทน ในรูปแบบที่สามการใช้ทรัพยากรในระดับ 100 Mbps
เครือข่ายความเร็วสูง เมื่อก่อนเห็นจะเป็น ATM แต่ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายนัก ที่จะจัดการไม่ว่าการข้ามยี่ห้อของอุปกรณ์ การเซ็ตอะไรต่อมิอะไร ในระบบ และแอพพิเคชั่นที่ใช้อยู่ในระบบ มาบัดนี้ กิกะบิต อีเธอร์เนต ดูเหมือนจะมาแรงแซงนำ มากกว่ารูปแบบอื่นๆ เพราะอิเธอร์เนต แทบจะไม่ต้องทำอะไรเลย ไม่ว่าจะเป็น อิเธอร์เนต ฟาสต์อิเธอร์เนต หรือกิกะบิต อิเธอร์ตเนต ซึ่งปัจจุบันฮาร์ดแวร์ก็มีอยู่หลายๆ ค่าย ที่ออกมารองรับความเร็วระดับนี้ ทาง บริษัท ซี-พลัส จำกัด เองได้มีโอกาส ติดตั้งกิกะบิต อิเธอร์เนตแบคโบน ที่ราชภัฎเชียงราย ถือว่าเป็นอีกความภาคภูมิใจหนึ่งของเรา ซึ่งพูดได้ว่าเป็นไซต์แรก ของประเทศก็ว่าได้ที่ กิกะบิตแบคโบน ที่ให้การส่งผ่านข้อมูลสูงถึงความเร็ว 1000 Mbps บทความ กิกะบิต อิเธอร์เนต จาก gigabit-ethernet.org (PDF File)
ข้อสอบ
1 การส่งข้อมูลของระบบเครือข่ายที่ความเร็ว 100Mbps เรียกว่าการส่งข้อมูลแบบใด
ก. Fast Ethernet
ข. Gigabit Ethernet
ค. Ethernet
ง. Hub
เฉลย ข้อ ก. Fast Ethernet
2 LAN แบ่งลักษณะการทำงานได้เป็นกี่ประเภท
ก. 1 ประเภท
ข. 2 ประเภท
ค. 3 ประเภท
ง. 4 ประเภท
เฉลย ข. 2 ประเภท
3 นักศึกษาคิดว่า สถานศึกษาควรใช้ระบบเครือข่ายแบบใด
ก. FDDI
ข. CDDI
ค. ATM
ง. Ethernet
เฉลย ข้อ ง. Ethernet
4 ปัจจุบันระบบเครือข่ายที่มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลมากที่สุดคือ
ก. Fast Ethernet
ข. Gigabit Ethernet
ค. Ethernet
ง. Hub
เฉลย ข้อ ข. Gigabit Ethernet
5 ระบบเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีวงแหวน คือข้อใด
ก. IEEE 802.3
ข. IEEE 802.4
ค. IEEE 802.2
ง. IEEE 802.5
เฉลย ข้อ ง. IEEE 802.5
6 Token-Ring (IEEE 802.5) ถูกพัฒนาขึ้นโดยองค์กรที่มีชื่อว่าอะไร
ก. IBM
ข. ISO
ค. CCITT
ง. IEEE
เฉลย ข้อ ก. IBM
7 Hub หรือ Switch เหมื่อนกันอย่างไร
ก. มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลเหมื่อนกัน
ข. Hub หรือ Switch ต่างเป็นอุปกรณ์ศูนย์กลาง สำหรับเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์
ค. มีจำนวนช่องเสียบสาย UTP เท่ากัน
ง. ถูกทุกข้อที่กล่าวมา
เฉลย ข้อ ข. Hub หรือ Switch
