อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบเครือข่าย

ในการรับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายนั้น จำเป็นที่จะต้องมีอุปกรณ์ระบบเครือข่ายเพื่อใช้เป็นตัวกลางในการรับส่งข้อมูล ซึ่งอุปกรณ์ระบบเครือข่ายดังกล่าวมีหลายชนิดด้วยกัน แต่ละอย่างก็จะทำงานต่างหน้าที่กัน ผู้ดูแลระบบจะต้องรู้หน้าที่และกลไกการทำงานของอุปกรณ์เครือข่ายชนิดต่าง ๆ เป็นอย่างดี จึงจะสามารถออกแบบ ติดตั้ง ปรับค่าคอนฟิก และดูแลรักษาระบบเครือข่ายได้



การ์ดเน็ตเวิร์ก (Network Interface Card)


ซึ่งมักจะถูกเรียกว่า “การ์ดแลน” นั้นมีหน้าที่ในการที่จะนำเฟรมข้อมูล (เป็นก้อนข้อมูลที่จัดอยู่ใน Layer 2 ของ OSI Reference Model ที่จะได้ศึกษาต่อไป) ส่งลำเลียงไปตามสายนำส่งสัญญาณ ซึ่งมันจะแปลงเฟรมข้อมูลให้เป็นข้อมูลระดับบิต (bit) เสียก่อน โดยส่วนมากแล้วมักจะใช้การ์ดเน็ตเวิร์กแบบ Ethernet ซึ่งจะมีความเร็วในการรับส่ง 10 เมกะบิตต่อวินาที และใช้ Fast Ethernet ที่มีความเร็วในการรับส่งสูงถึง 100 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งปัจจุบันการ์ดเน็ตเวิร์กที่เป็นที่นิยมจะต้องทำการรับส่งได้ทั้งสองความเร็วคือ 10 และ 100 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งใช้สัญลักษณ์ 10/100 Mbps และมักจะต่อเชื่อมกับสายสัญญาณชนิด UTP ทางช่อง RJ-45 การ์ดเน็ตเวิร์กของเครื่องคอมพิวเตอร์ต้นทางและเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางจะส่งข้อมูลหากันโดยการอ้างถึงหมายเลขประจำการ์ดเน็ตเวิร์ก ซึ่งเรียกว่า MAC Address ซึ่งเป็นเลขฐานสิบหกจำนวน 12 ตัว (6 ไบต์)

สายสัญญาณ (Cable)

สายสัญญาณมีหน้าที่ลำเลียงข้อมูลดิจิตอลจากเครื่องคอมพิวเตอร์ต้นทางไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง สายสัญญาณมีหลายชนิด ซึ่งมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน


สาย TP (Twisted Pair)

เป็นสายคู่ตีเกลียวบิดไขว้กันไปตลอดแนวความยาว เพื่อลดการรบกวนจากสัญญาณภายนอก แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ แบบที่มีชีลห่อหุ้ม ซึ่งเรียกว่า STP (Shield Twisted Pair) และแบบที่ไม่มีชีลห่อหุ้มซึ่งเรียกว่า UTP (Unshield Twisted Pair) ปัจจุบันนิยมใช้สาย UTP เนื่องจากมีราคาถูกสาย UTP มักจะต่อเชื่อมกับการ์ดเน็ตเวิร์กด้วยแจ๊คแบบ RJ-45
สาย UTP ที่ใช้กับระบบแลนทั่ว ๆ ไป จะประกอบด้วยสายไฟฟ้าข้างใน 8 เส้น ถ้าปลายทั้งสองข้างเรียงสีเหมือนกันจะเรียกว่า “สายตรง” แต่ถ้าปลายทั้งสองข้างเรียงสีไม่เหมือนกัน โดยมีการสลับตำแหน่งกัน 2 คู่ คือ 1 สลับกับ 3 ส่วน 2 สลับกับ 6 จะเรียกว่า “สายไขว้” สายตรงมีไว้เพื่อเชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์กับฮับ/สวิตช์ หรือต่อระหว่างฮับ/สวิตช์กับฮับ/สวิตช์ด้วยกันเองโดยที่ฮับ/สวิตช์ตัวใดตัวหนึ่งต้องต่อที่ช่อง Up-Link ส่วนสายไขว้มีไว้ต่อเชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์โดยตรง หรือฮับ / สวิตช์กับฮับ / สวิตช์ด้วยกันเองโดยที่ไม่ใช้ช่อง Up-Link เลย

สายโคแอคเชียล (Coaxial)

เป็นสายที่มีลักษณะคล้ายกับสายที่ต่อระหว่างเครื่องรับโทรทัศน์กับเสาอากาศ ซึ่งโครงสร้างของมันจะประกอบด้วยแกนทองแดงตรงกลางและมีฉนวนหุ้มท ถัดออกมาข้างนอกก็จะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ทำเป็นลักษณะทรงกระบอกหุ้มห่อไว้อีกทีหนึ่ง เพื่อจะป้องกันสนามไฟฟ้าให้ได้มากที่สุด และรอบนอกก็จะหุ้มด้วยฉนวนอีกครั้งหนึ่ง ในอดีตนิยมนำมาต่อกับแลนที่มีการเชื่อมต่อแบบบัสและแบบวงแหวน ปัจจุบันไม่ค่อยนิยมใช้แล้ว

สายไฟเบอร์ออปติก (Fiber-Optic)

เป็นสายนำสัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูลในรูปของแสง โครงสร้างภายในจะเป็นท่อเล็ก ๆ ที่ทำมาจากแก้ว ซึ่งทำหน้าที่สะท้อนแสง แสงที่เดินทางจากต้นทางไปยังปลายทางจะไม่สะท้อนออกมาข้างนอก แต่จะสะท้อนไปมาภายในตลอดแนวความยาว ซึ่งใช้หลักการของดัชนีการหักเหของแสง สายไฟเบอร์ออปติกจะสามารถส่งสัญญาณได้เร็วกว่า 100 เมกะบิตต่อวินาที และจะไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจากภายนอกแต่ข้อเสียของมันก็คือมีราคาแพง

รีพีตเตอร์ (Repeater)

เมื่อคอมพิวเตอร์ส่งสัญญาณข้อมูลในรูปของสัญญาณไฟฟ้าไปตามสายที่มีความยาวมาก จะทำให้ความแรงของสัญญาณไฟฟ้าที่ปลายสายค่อย ๆ ลดน้อยลงไปตามระยะทางที่ยาวขึ้น เมื่อต้องการติดตั้งระบบแลนที่กินพื้นที่ค่อนข้างกว้าง จำเป็นที่จะต้องมีอุปกรณ์ที่ช่วยเพิ่มความแรงของสัญญาณดังกล่าว เพื่อที่ต้นทางจะได้ส่งข้อมูลไปให้ถึงปลายทางได้ รีพีตเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเพิ่มความแรงของสัญญาณ ซึ่งนับว่ามีประโยชน์มาก แต่การเพิ่มความแรงของสัญญาณนั้น จะทำให้สัญญาณรบกวน (noise) ถูกเพิ่มความแรงขึ้นด้วยเช่นกัน ดังนั้นจึงทำให้มีข้อจำกัดว่าควรที่จะใช้รีพีตเตอร์ได้ไม่เกินกี่จุดในแนวความยาวนั้น เช่น อีเทอร์เน็ตไม่ควรต่อรีพีตเตอร์เกิน 4 จุด เป็นต้น

ฮับ (Hub)

เป็นอุปกรณ์เครือข่ายที่พบเห็นได้บ่อย เนื่องจากฮับใช้เชื่อมต่อเครือข่ายอีเทอร์เน็ต ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบดาว (Star Topology) โดยใช้สาย UTP ต่อเชื่อมระหว่างการ์ดเน็ตเวิร์กบนเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ากับฮับ โดยเชื่อมต่อทางช่องเสียบ RJ-45 ซึ่งการต่อระบบแลนลักษณะนี้เป็นที่นิยมมากที่สุดปัจจุบัน ฮับจะมีช่องเสียบ RJ-45 ตัวเมียอยู่หลายช่อง เพื่อใช้เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ถ้ายิ่งมีช่องเสียบมากก็จะยิ่งต่อเชื่อมกับคอมพิวเตอร์ได้มาก แต่ราคาก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย การทำงานของฮับนั้นก็คล้าย ๆ กับรีพีตเตอร์ คือมันจะทำซ้ำและเพิ่มความแรงของสัญญาณทางไฟฟ้า แล้วส่งออกไปยังพอร์ต (ช่องเสียบ) ที่เหลือ แต่จะต่างกันตรงที่ฮับมีพอร์ตมากกว่ารีพีตเตอร์ ข้อดีของฮับคือมีราคาถูก แต่ข้อเสียคือเรื่องการชนกัน (Collision) ของข้อมูล (เนื่องจากคอมพิวเตอร์ที่ต่อเชื่อมกับฮับจะอยู่ในคอลลิชันโดเมนเดียวกัน) ถ้ายิ่งต่อเชื่อมกับคอมพิวเตอร์เป็นจำนวนมาก ก็ยิ่งทำให้โอกาสที่จะเกิดการชนกันของข้อมูลสูง ซึ่งทำให้ความเร็วโดยรวมของระบบช้าลง

บริดจ์ (Bridge)

สร้างขึ้นมาเพื่อลดปัญหาการชนกันของข้อมูลที่เกิดจากการใช้ฮับ โดยบริดจ์จะสามารถแบ่งคอลลิชันโดเมนให้มีจำนวนมากขึ้น ซึ่งมีผลทำให้ในแต่ละคอลลิชันโดเมนเหลือจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์น้อยลง จึงทำให้โอกาสที่จะเกิดการชนกันของข้อมูลได้น้อยลงตามไปด้วย ปัจจุบันบริดจ์ไม่ค่อยได้รับความนิยมแล้ว เนื่องจากมีอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่คล้ายกันแต่ดีกว่า ซึ่งก็คือสวิตช์

สวิตช์ (Switch)

สวิตช์ทำงานเหมือนกับบริดจ์ เพียงแต่มีพอร์ตมากกว่า ซึ่งจำนวนพอร์ตจะมากพอ ๆ กับฮับ สวิตช์จะมีหน้าตาคล้ายกับฮับมาก แต่การทำงานจะแตกต่างกัน สวิตช์จะเลือกส่งข้อมูลออกไปเฉพาะพอร์ตที่ใช้ติดต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง ดังนั้น จึงไม่มีโอกาสเกิดการชนกันของข้อมูล ทำให้ประสิทธิภาพด้านความเร็วของเครือข่ายสูงขึ้นมาก และเนื่องจากในปัจจุบันราคาของสิวตช์ถูกลงมาก จึงมีหลายหน่วยงานที่นำสวิตช์ไปใช้แทนฮับเพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพด้านความเร็วของเครือข่าย และนอกจากนั้นสวิตช์ยังมีข้อได้เปรียบในเรื่องของความปลอดภัยจากการแอบดักจับข้อมูลอีกด้วย ซึ่งจะได้กล่าวในบทต่อไป

เร้าเตอร์ (Router)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมระหว่างเครือข่าย ซึ่งโดยส่วนมากมักจะใช้เร้าเตอร์เพื่อเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายแลนภายในองค์กรกับอินเทอร์เน็ต หรือเชื่อมระหว่างศูนย์กลางกับสาขา เป็นต้น

สวิตช์เลเยอร์สาม (Layer 3 Switch)

สวิตช์เลเยอร์สามเป็นสวิตช์ที่สามารถทำงานเป็นเร้าเตอร์ได้ในตัว ซึ่งส่วนมากแล้วมักจะใช้เลือกเส้นทางระหว่างเน็ตเวิร์กภายในแลน สวิตช์เลเยอร์สามมีความเร็วในการเร้าต์แพ็กเก็ต (Packet) ข้อมูลได้สูงกว่าเร้าเตอร์เนื่องจากมันทำงานในระดับฮาร์ดแวร์ โดยทั่ว ๆ ไป มักจะนำสิวตช์เลเยอร์สามมาใช้กับการทำเวอร์ชวลแลน (VLAN) เพื่อเพิ่มระดับความปลอดภัยและลดจำนวนแพ็กเก็ตที่เกิดจากการบรอดคาสต์