บทที่ 6 เครือข่ายไร้สาย

บทที่ 6 เครือข่ายไร้สาย

ระบบเครือข่ายไร้สาย

          ระบบเครือข่ายไร้สาย หรือ ระบบเครือข่ายแบบ Wireless LAN หรือ WLAN  เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นเครือข่ายแบบไร้สาย (ไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิ้ล) เหมาะสำหรับการติดตั้งในสถานที่ที่ไม่สะดวกในการเดินสาย หรือในสถานที่ที่ต้องการความสวยงาม เรียบร้อย และเป็นระเบียบ เช่น สนามบิน โรงแรม ร้านอาหาร เป็นต้น

หลักการทำงานของระบบ Wireless LAN

          การทำงานจะมีอุปกรณ์ในการส่งสัญญาณ และกระจายสัญญาณ หรือที่เราเรียกว่า Access Point และมี PC Card ที่เป็น LAN card สำหรับในการเชื่อมกับ access point โดยเฉพาะ การทำงานจะใช้คลื่นวิทยุเป็นการรับส่งสัญญาณ โดยมีให้เลือกใช้ตั้งแต่ 2.4 to 2.4897 Ghz และสามารถเลือก config ใน Wireless Lan (ภายในระบบเครือข่าย Wireless Lan ควรเลือกช่องสัญญาณเดียวกัน)

ระยะทางการเชื่อมต่อของระบบ Wireless LAN

          ภายในอาคาร

          1. ระยะ 50 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 11 Mbps

          2. ระยะ 80 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 5.5 Mbps

          3. ระยะ 120 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 2 Mbps

          4. ระยะ 150 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 1 Mbps

          ภายนอกอาคาร

          1.ระยะ 250 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 11 Mbps

          2. ระยะ 350 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 5.5 Mbps

          3. ระยะ 400 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 2 Mbps

          4. ระยะ 500 เมตร ได้ความเร็วประมาณ 1 Mbps

การเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย Wireless LAN มี 2 ลักษณะ ดังนี้

          1. การเชื่อมโยงระบบแบบ Ad-hoc (Peer to Peer)

          โครงสร้างการเชื่อมโยงระบบแบบ Ad-hoc หรือ Peer to Peer เป็นการสื่อสารข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายและอุปกรณ์ต่าง ๆ ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป โดยที่ไม่มีศูนย์กลางควบคุมอุปกรณ์ทุกเครื่องสามารถสื่อสารข้อมูลถึงกันได้เอง ตัวส่งจะใช้วิธีการแพร่กระจายคลื่นออกไปในทุกทิศทุกทางโดยไม่ทราบจุดหมายปลายทางของตัวรับว่าอยู่ที่ใด ซึ่งตัวรับจะต้องอยู่ในขอบเขตพื้นที่ให้บริการที่คลื่นสามารถเดินทางมาถึงแล้วคอยเช็คข้อมูลว่าใช่ของตน หรือไม่ ด้วยการตรวจสอบค่า Mac Address ผู้รับปลายทางในเฟรมข้อมูลที่แพร่กระจายออกมา ถ้าใช่ข้อมูลของตนก็จะนำข้อมูลเหล่านั้นไปประมวลผลต่อไป

การเชื่อมโยงเครือข่ายไวร์เลสแลนที่ใช้โครงสร้างการเชื่อมโยงแบบ Ad-hoc ไม่สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่ระบบเครือข่ายอีเธอร์เน็ตได้ เนื่องจากบนระบบไม่มีการใช้สัญญาณเลย

          2. การเชื่อมโยงระบบแบบ Infrastructure (Client/Server)

          โครงสร้างการเชื่อมโยงระบบแบบ Infrastructure หรือ Client / Server มีข้อพิเศษกว่าระบบแบบ Ad-hoc ตรงที่มีแอ็กเซสพอยน์เป็นศูนย์กลางการเชื่อมโยง (ทำหน้าที่คล้ายฮับ) และเป็นสะพานเชื่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายอุปกรณ์ไวร์เลสแลนเข้าสู่เคลือข่ายอีเธอร์เน็ตแลนหลัก (Ethernet Backbone) รวมถึงการควบคุมการสื่อสารข้อมูลอุปกรณ์ไวร์เลสแลน

อุปกรณ์สำหรับการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย Wireless LAN  มี 7ประเภท

          1. แลนการ์ดไร้สาย (Wireless LAN Card)

          ทำหน้าที่ในการ แปลงข้อมูล ดิจิตอล ที่ได้จากการประมวลผลของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็นคลื่นวิทยุแล้วส่งผ่านสายอากาศให้กระจายออกไป และทำหน้าที่ในการรับเอาคลื่นวิทยุที่แพร่กระจายแปลงเป็น ข้อมูลดิจิตอล ส่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ประมวลผล Wireless LAN ที่ผลิตออกมาจำหน่าย มีหลายรูปแบบแบ่งตามลักษณะช่องเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ได้ดังนี้

- แลนการ์ดแบบ PCI

- แลนการ์ดแบบ PCMCIA

- แลนการ์ดแบบ USB

- แลนการ์ดแบบ Compact Flash (CF)

          2. อุปกรณ์เข้าใช้งานเครือข่าย (Wireless Access Point)

          ทำหน้าที่เสมือน ฮับ เชื่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายและอุปกรณ์ไวร์เลสแลนแบบต่าง ๆเข้าด้วยกัน อีกทั้งเป็นสะพานเชื่อมต่อ เครื่องไวร์เลสแลนเข้ากับเครื่องอีเธอร์เนตทำให้ระบบทั้งสองสามารถสื่อสารกันได้

          3. สะพานเชื่อมโยงไร้สาย (Wireless Bridge)

          ทำหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมโยงระบบ เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแลนตั้งแต่สองระบบขึ้นไปเข้าด้วยกันแทนการใช้สายสัญญาณ ข้อมูลที่สื่อสารระหว่างเครือข่ายอีเธอร์เน็ตจะถูกแปลงเป็นคลื่นวิทยุแล้วถูกแปลงไปยังปลายทาง

          4. Wireless Broadband Router

          ทำหน้าที่ในการต่อเข้ากับระบบอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านคู่สายโทรศัพท์ (ADSL) หรือ เคเบิลทีวี (UBC) ด้วยเทคโนโลยี Broadband Router ซึ่งมีฟังชันการทำงานเป็นตัวค้นหาเส้นทาง, NAT (Network Address Translation) , Firewall , VPN ๆลๆ มาผสมผสานเข้ากับ Access Point ทำให้ผู้ใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายสามารถสื่อสารข้อมูลไปยังระบบอินเทอร์เน็ต

          5. Wireless Print Server

          อุปกรณ์การแชร์เครื่องพิมพ์บนระบบเครือข่าย Wireless LAN

          6. Power Over Ethernet Adapter

          ทำหน้าที่แยกสาย UTP ที่มีสายทองแดงตีเกลียวอยู่ข้างใน 4 คู่โดยสายทองแดงสำหรับใช้สื่อสารข้อมูลใช้เพียง 2 คู่เท่านั้น ส่วนสายทองแดงอีก 2 คู่สามารถใช้อุปกรณ์ตัวนี้นำมาใช้เป็นเส้นทางสำหรับส่งแรงดันไฟฟ้าไปให้กับตัว Access Point ได้

          7. สายอากาศ (Antenna)

          ทำหน้าที่เปลี่ยนข้อมูลในรูปของกระแสไฟฟ้าที่ส่งออกมาจากภาคส่งของอุปกรณ์ไวร์เลสแลนให้กลายเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายออกไปในอากาศและสายอากาศยังทำหน้าที่รับเอาคลื่นที่อุปกรณ์ไวร์เลสแลนเครื่องอื่น ๆ ส่งออกมาแปลงกลับให้อยู่ในรูปของกระแสไฟฟ้าส่งให้ภาครับต่อไป

ข้อดีของระบบ Wireless LAN

          1. สะดวกในการเคลื่อนย้าย ติดตั้ง เนื่องจาก WLAN ไม่จำเป็นต้องมีสายเคเบิ้ลในการต่อพ่วง

          2. ง่ายในการติดตั้ง เพราะไม่จำเป็นต้องเดินสายเคเบิ้ล

          3. ลดค่าใช้จ่าย เนื่องจากไม่ต้องจำเป็นต้องเสียค่าบำรุงรักษา ในระยะยาว

          4. สามารถขยายเครือข่ายได้ไม่จำกัด

ข้อเสียของระบบ Wireless LAN

          1. มีอัตราการลดทอนสัญญาณสูง นั่นหมายความว่า “ ส่งสัญญาณได้ระยะสั้น ”

          2. มีสัญญาณรบกวนสูง

          3. ต้องแชร์กันใช้ช่องสัญญาณคลื่นความถี่เดียวกัน

          4. ยังมี หลายมาตรฐาน ตามผู้ผลิต แต่ละราย ทำให้มีปัญหาในการใช้งานร่วมกัน

          5. ราคาแพงกว่าระบบเครือข่ายแบบมีสาย

          6. มีความเร็วไม่สูงมากนัก

ระบบเครือข่ายไร้สายอื่นๆ

แวน หรือ ข่ายงานบริเวณกว้าง (อังกฤษ: Wide area network หรือ WAN) คือ ข่ายงานที่อยู่ห่างไกลกันมาก อาจจะอยู่ระหว่างเมือง หรือระหว่างประเทศ เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายของสำนักงานสาขาย่อยเข้ากับเครือข่ายของสำนักงานใหญ่ที่อยู่ห่างกันไกล อาจจะอยู่กันคนละที่หรือคนละเมืองกัน แต่ติดต่อกันด้วยระบบการสื่อสารทางไกลความเร็วสูง หรือโดยการใช้การส่งสัญญาณ ผ่านดาวเทียมเพื่อเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ให้ติดต่อถึงกันได้ ข่ายงานแต่ละข่ายงานจะอยู่ห่างกันประมาณ 2 ไมล์ซึ่งไกลกว่า ข่ายงานบริเวณเฉพาะที่ แลน ที่อาจอยู่ภายในอาคารหรือบริเวณมหาวิทยาลัยเดียวกัน แวนไร้สาย (wireless wide area network) ข่ายงานบริเวณกว้างไร้สาย

องค์ประกอบของเครือข่าย LAN

         1. Network Operating System (NOS)

 ระบบปฏิบัติการ หรือ OS (Operating System) ทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับการเข้าใช้ทรัพยากรต่าง ๆ ของโปรแกรมที่รันบนคอมพิวเตอร์ เช่น หน่วยความจำ ฮาร์ดดิสก์ จอภาพ คีย์บอร์ด เมาส์ เป็นต้น ถ้าไม่มีระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ก็จะรันโปรแกรมต่าง ๆ ไม่ได้ ระบบเครือข่ายก็เช่นกัน จำเป็นต้องมีระบบปฏิบัติการเครือข่าย หรือ NOS (Network Operating System) เพื่อทำหน้าที่จัดการเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลผ่านเครือข่ายและการเข้าใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ในเครือข่าย เช่น เครื่องพิมพ์ ฮาร์ดดิสก์ ฐานข้อมูล เป็นต้น คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายจำเป็นต้องมีระบบปฏิบัติการทั้งสองประเภท เพื่อที่จะทำหน้าที่ทั้งจัดการภายในคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่าย

         ระบบปฏิบัติการเครือข่ายที่ใช้งานในปัจจุบันส่วนใหญ่จะรองรับการใช้งานเครือข่ายอยู่แล้ว แต่อาจต้องติดตั้งโปรแกรมบางอย่างเพื่อให้สามารถใช้งานเครือข่ายได้ ในสภาพแวดล้อมของเครือข่าย เซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่ให้บริการกับไคลเอนท์ ส่วนไคลเอนท์ทำหน้าที่ติดต่อใช้บริการเหล่านั้นให้สามารถใช้ได้เสมือนเป็นทรัพยากรของเครื่องไคลเอนท์เอง ระบบปฏิบัติการของทั้งเครื่องเซิร์ฟเวอร์และไคลเอนท์ต้องทำงานร่วมกันเพื่อที่จะทำให้เครือข่ายทำงานได้ ระบบปฏิบัติการที่ออกแบบสำหรับทำหน้าที่เป็นเซิร์ฟเวอร์ เช่น NetWare 6.5, Windows Server 2003, Sun Solaris และ Linux เป็นต้น ส่วนไคลเอนท์นั้นอาจใช้ Windows ME/XP หรือ Linux ก็ได้

2. เครื่องบริการและสถานีงาน (Server and Workstation)

ก็คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ประกอบกันเป็นเครือข่ายนั้นเอง โดยเครื่องบริการจะเป็นเครื่องหลักที่มีหน้าที่ให้บริการต่าง ๆ แก่สถานีงานหรือโหนด ซึ่งบริการหลัก ๆ ก็คือบริการแฟ้มข้อมูล บริการเครื่องพิมพ์ บริการแฟกซ์ บริการฐานข้อมูล เป็นต้น ส่วน นั้นก็คือเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ผู้ใช้ใช้ในการติดต่อเข้าเครือข่ายนั้นเอง

3. แผงวงจรเชื่อมต่อเครือข่าย (Network Interface Card - NIC)

เน็ตเวิร์คการ์ดเป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่าย ส่วนใหญ่จะเรียกว่า “NIC (Network Interface Card)” หรือบางทีก็เรียกว่า “LAN การ์ด (LAN Card)” อุปกรณ์นี้จะทำหน้าที่แปลงข้อมูลเป็นสัญญาณที่สามารถส่งไปตามสายสัญญาณหรือสื่อแบบอื่นได้ ปัจจุบันนี้มีการ์ดหลายประเภท ซึ่งถูกออกแบบให้ใช้กับเครือข่ายประเภทต่าง ๆ เช่น อีเธอร์เน็ตการ์ด โทเคนริงการ์ด เป็นต้น การ์ดแต่ละประเภทอาจใช้ได้กับสายสัญญาณบางชนิดเท่านั้น หรืออาจจะใช้กับสัญญาณหลายชนิด

        เน็ตเวิร์คการ์ดจะติดตั้งกับคอมพิวเตอร์โดยเสียบเข้ากับช่องบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ ส่วนมากคอมพิวเตอร์ที่ผลิตในปัจจุบันจะมีเฉพาะช่อง PCI ซึ่งจะใช้บัสขนาด 32 บิต อย่างไรก็ตามยังมีคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าที่ยังมีช่องแบบ ISA อยู่ ซึ่งมีบัสขนาด 16 บิต การ์ดที่เป็นแบบ ISA จะประมวลผลข้อมูลช้ากว่า PCI อัตราข้อมูลที่สามารถส่งผ่านได้มีหลายระดับ เช่น 10 Mbps, 100 Mbps หรือ 1,000 Mbps บางการ์ดอาจทำงานได้ที่ความเร็วเดียว ส่วนบางการ์ดอาจสามารถทำงานได้หลายระดับความเร็ว เช่น การ์ดที่ระบุว่าเป็นแบบ 10/100 หมายความว่าการ์ดนี้ใช้ได้กับเครือข่ายที่มีความเร็วทั้ง 10 Mbps และ 100 Mbps การเลือกอัตราข้อมูลจะขึ้นอยู่กับฮับหรือสวิตช์ที่คอมพิวเตอร์เครื่องนี้ต้องเชื่อมต่อเข้า อย่างไรก็ตามการเลือกชนิดของการ์ดขึ้นอยู่กับงบประมาณและประเภทของเครือข่าย การเลือกควรเผื่อไว้สำหรับการขยายและการอัพเกรดเครือข่ายในอนาคตด้วย

4. ระบบการเดินสาย (Cabling System)

ระบบการเดินสายจะเป็นสื่อที่เชื่อมคอมพิวเตอร์ที่อยู่ในเครือข่ายเข้าด้วยกัน ซึ่งอาจจะประกอบด้วยสายต่าง ๆ คือ UTP/STP , Coaxial , Fiber Optic หรือแม้แต่การเชื่อมกันแบบไร้สาย เช่น Infared หรือสัญญาณวิทยุก็ได้

5. ทรัพยากรและอุปกรณ์ที่ใช้งานร่วมกัน (Shared Resources and Peripherals)จะรวมถึงอุปกรณ์หน่วยความจำถาวร เช่น อาร์ดดิสก์ หรือเทปที่ต่ออยู่กับเครื่องเซิร์ฟเวอร์ตลอดจนเครื่องพิมพ์หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ซึ่งผู้ใช้ในเครือข่ายที่ได้รับอนุญาตสามารถใช้งานได้