ระบบเครือข่ายไร้สาย (wireless lan)
Download as PPT, PDF0 likes2,218 views
วิชา Network
ระบบเครือข่ายไร้สาย (wireless lan)
- 2. • ระบบเครือข่ายไร้สาย (Wireless LAN) ระบบเครือข่ายไร้ สาย (Wireless LANs) เกิดขึ้นครั้งแรก ในปี ค.ศ. 1971 บน เกาะฮาวาย โดยโปรเจกต์ ของนักศึกษาของ มหาวิทยาลัยฮาวาย ที่ชื่อว่า “ALOHNET” ขณะนั้น ลักษณะการส่งข้อมูลเป็นแบบ Bi-directional ส่งไป-กลับ ง่ายๆ ผ่านคลื่นวิทยุ สื่อสารกันระหว่างคอมพิวเตอร์ 7 เครื่อง ซึ่งตั้งอยู่บนเกาะ 4 เกาะโดยรอบ และมีศูนย์กลาง การเชื่อมต่ออยู่ที่เกาะๆหนึ่ง ที่ชื่อว่า Oahu • ระบบเครือข่ายไร้สาย (WLAN = Wireless Local Area Network) คือ ระบบการสื่อสารข้อมูลที่มีความคล่อง ตัวมาก ซึ่งอาจจะนำามาใช้ทดแทนหรือเพิ่มต่อกับระบบ เครือข่ายแลนใช้สายแบบดั้งเดิม โดยใช้การส่งคลื่น ความถี่วิทยุในย่านวิทยุ RF และ คลื่นอินฟราเรด ในการ รับและส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง ผ่าน อากาศ, ทะลุกำาแพง, เพดานหรือสิ่งก่อสร้างอื่นๆ โดย
- 3. • ที่สำาคัญก็คือ การที่มันไม่ต้องใช้สายทำาให้การ เคลื่อนย้ายการใช้งานทำาได้โดยสะดวก ไม่ เหมือนระบบ LAN แบบใช้สาย ที่ต้องใช้เวลา และการลงทุนในการปรับเปลี่ยนตำาแหน่งการ ใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์
- 4. • ปัจจุบันนี้ โลกของเราเป็นยุคแห่งการติดต่อสื่อสาร เทคโนโลยีต่างๆ เช่นโทรศัพท์มือถือ เป็นสิ่งจำาเป็น ต่อการดำาเนินธุรกิจและการใช้ชีวิตประจำาวัน ความ ต้องการข้อมูลและการบริการต่างๆ มีความจำาเป็น สำาหรับนักธุรกิจ เทคโนโลยีที่สนองต่อความ ต้องการเหล่านั้น มีมากมาย เช่น โทรศัพท์มือถือ เครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค เครื่องปาร์ม ได้ถูกนำามา ใช้เป็นอย่างมากและ ผู้ที่น่าจะได้ประโยชน์จากการ ใช้ ระบบเครือข่ายไร้สาย มีมากมายไม่ว่าจะเป็น - หมอหรือพยาบาลในโรงพยาบาล เพราะสามารถดึง ข้อมูลมารักษาผู้ป่วยได้จาก เครื่องคอมพิวเตอร์ โน้ตบุ๊ค ที่เชื่อมต่อกับ ระบบเครือข่ายไร้สายได้
- 5. - นักธุรกิจที่มีความจำาเป็นต้องใช้งานเครื่อง คอมพิวเตอร์นอกสถานที่ที่ทำางานปกติ ไม่ว่าจะ เป็นการนำาเสนองานยังบริษัทลูกค้า หรือการนำา เครื่องคอมพิวเตอร์ติดตัวไปงานประชุมสัมมนา ต่างๆ บุคคลเหล่านี้มีความจำาเป็นที่จะต้องเชื่อม ต่อเข้ากับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็น เครือข่ายคอมพิวเตอร์ขององค์กรซึ่งอยู่ห่างออก ไปหรือเครือข่ายคอมพิวเตอร์สาธารณะ เช่น เครือข่ายอินเทอร์เน็ต เทคโนโลยีเครือข่ายไร้ สายจึงน่าจะอำานวยความสะดวกให้กับบุคคล เหล่านี้ได้ ซึ่งในปัจจุบันได้มีการเปิดให้บริการ เชื่อมต่อเครือข่ายอินเตอร์เน็ตแบบไร้สาย ตาม
- 6. ประโยชน์ของระบบเครือข่ายไร้สาย • mobility improves productivity & service มีความคล่องตัวสูง ดังนั้นไม่ว่าเราจะเคลื่อนที่ไปที่ไหน หรือเคลื่อนย้าย คอมพิวเตอร์ไปตำาแหน่งใด ก็ยังมีการเชื่อมต่อ กับเครือข่าย ตลอดเวลา ตราบใดที่ยังอยู่ในระยะการส่งข้อมูล • installation speed and simplicity สามารถติดตั้งได้ง่ายและ รวดเร็ว เพราะไม่ต้องเสียเวลาติดตั้งสายเคเบิล และไม่รกรุงรัง • installation flexibility สามารถขยายระบบเครือข่ายได้ง่าย เพราะเพียงแค่มี พีซีการ์ดมาต่อเข้ากับโน๊ตบุ๊ค หรือพีซี ก็เข้า สู่เครือข่ายได้ทันที • reduced cost- of-ownership ลดค่าใช้จ่ายโดยรวม ที่ผู้ลงทุน ต้องลงทุน ซึ่งมีราคาสูง เพราะในระยะยาวแล้ว ระบบเครือ ข่ายไร้สายไม่จำาเป็นต้องเสียค่าบำารุงรักษา และการขยาย เครือข่ายก็ลงทุนน้อยกว่าเดิมหลายเท่า เนื่องด้วยความง่ายใน การติดตั้ง • scalability เครือข่ายไร้สายทำาให้องค์กรสามารถปรับขนาด และความเหมาะสมได้ง่ายไม่ยุ่งยาก เพราะสามารถโยกย้าย
- 7. • ระบบเครือข่ายไร้สาย เป็นระบบเครือข่าย คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ที่ประกอบไปด้วย อุปกรณ์ไม่มากนัก และมักจำากัดอยู่ในอาคาร หลังเดียวหรืออาคารในละแวกเดียวกัน การใช้ งานที่น่าสนใจที่สุดของเครือข่ายไร้สายก็คือ ความสะดวกสบายที่ไม่ต้องติดอยู่กับที่ ผู้ใช้ สามารถเคลื่อนที่ไปมาได้โดยที่ยังสื่อสารอยู่ใน ระบบเครือข่าย
- 8. รูปแบบการเชื่อมต่อของระบบ เครือข่ายไร้สาย • Peer-to-peer ( ad hoc mode )
- 9. • รูปแบบการเชื่อมต่อระบบแลนไร้สายแบบ Peer to Peer เป็นลักษณะ การเชื่อมต่อแบบโครงข่าย โดยตรงระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ จำานวน 2 เครื่องหรือมากกว่านั้น เป็นการใช้งานร่วมกัน ของ wireless adapter cards โดยไม่ได้มีการ เชื่อมต่อกับเครือข่ายแบบใช้สายเลย โดยที่ เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะมีความเท่า เทียมกัน สามารถทำางานของตนเองได้และขอ ใช้บริการเครื่องอื่นได้ เหมาะสำาหรับการนำามา ใช้งานเพื่อจุดประสงค์ในด้านความรวดเร็วหรือ
- 10. • Client/server (Infrastructure mode)
- 11. • ระบบเครือข่ายไร้สายแบบ Client / server หรือ Infrastructure mode เป็นลักษณะการรับส่งข้อมูล โดยอาศัย Access Point (AP) หรือเรียกว่า “Hot spot” ทำาหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมต่อระหว่างระบบ เครือข่ายแบบใช้สายกับเครื่องคอมพิวเตอร์ลูกข่าย (client) โดยจะกระจายสัญญาณคลื่นวิทยุเพื่อ รับ- ส่งข้อมูลเป็นรัศมีโดยรอบ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ ในรัศมีของ AP จะกลายเป็น เครือข่ายกลุ่มเดียวกัน ทันที โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ จะสามารถติดต่อกัน หรือติดต่อกับ Server เพื่อแลกเปลี่ยนและค้นหา ข้อมูลได้ โดยต้องติดต่อผ่านAP เท่านั้น ซึ่ง AP 1 จุด สามารถให้บริการเครื่องลูกข่ายได้ถึง 15-50 อุปกรณ์ ของเครื่องลูกข่าย เหมาะสำาหรับการนำาไป ขยายเครือข่ายหรือใช้ร่วมกับระบบเครือข่ายแบบ
- 12. • Multiple access points and roaming
- 13. • โดยทั่วไปแล้ว การเชื่อมต่อสัญญาณระหว่าง เครื่องคอมพิวเตอร์ กับ Access Point ของเครือ ข่ายไร้สายจะอยู่ในรัศมีประมาณ 500 ฟุต ภายในอาคาร และ 1000 ฟุต ภายนอกอาคาร หากสถานที่ที่ติดตั้งมีขนาดกว้าง มากๆ เช่นคลัง สินค้า บริเวณภายในมหาวิทยาลัย สนามบิน จะ ต้องมีการเพิ่มจุดการติดตั้ง AP ให้มากขึ้น เพื่อ ให้การรับส่งสัญญาณในบริเวณของเครือข่าย ขนาดใหญ่ เป็นไปอย่างครอบคลุมทั่วถึง
- 14. • Use of an Extension Point
- 15. • กรณีที่โครงสร้างของสถานที่ติดตั้งเครือ ข่ายแบบไร้สายมีปัญหาผู้ออกแบบระบบอาจจะ ใช้ Extension Points ที่มีคุณสมบัติเหมือนกับ Access Point แต่ไม่ต้องผูกติดไว้กับเครือข่ายไร้ สาย เป็นส่วนที่ใช้เพิ่มเติมในการรับส่งสัญญาณ
- 16. • The Use of Directional Antennas
- 18. มาตราฐาน IEEE802.11 • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) เป็นสถาบันที่กำาหนดมาตรฐาน การทำางานของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ได้ กำาหนดมาตรฐานสำาหรับเครือข่ายไร้สายขึ้น คือ มาตรฐาน IEEE802.11a, b, และ g ตามลำาดับขึ้น ซึ่งแต่ละมาตรฐานมีความเร็วและคลื่นความถี่ สัญญาณที่แตกต่างกันในการสื่อสารข้อมูล มี รายละเอียดดังนี้
- 19. มาตรฐาน IEEE802.11a • เป็นมาตรฐานระบบเครือข่ายไร้สายที่มีประสิทธิภาพสูง ทำางานที่ย่านความถี่ 5 GHz มีความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 54 Mbps ที่ความเร็วนี้สามารถทำาการแพร่ภาพและข่าวสารที่ ต้องการความละเอียดสูงได้ อัตราความเร็วในการรับส่งข้อมูล สามารถปรับระดับให้ช้าลงได้ เพื่อเพิ่มระยะทางการเชื่อมต่อ ให้มากขึ้น เช่น 54, 48, 36, 24 และ 11 เมกกะบิตเป็นต้น ใน ขณะที่คลื่นความถี่ 5 GHz นี้ยังไม่ได้ใช้งานอย่างแพร่หลาย ดังนั้นปัญหาการรบกวนคลื่นความถี่จึงมีน้อย ต่างจากคลื่น ความถี่ 2.4 GHz ที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายทำาให้สัญญาณ ของคลื่นความถี่ 2.4 GHz ถูกรบกวนจากอุปกรณ์ประเภทอื่นที่ ใช้คลื่นความถี่เดียวกันได้ ระยะทางการเชื่อมต่อประมาณ 300 ฟิตจากจุดกระจาย สัญญาณ Access Point หากเทียบกับมาตรฐาน 802.11b แล้ว ระยะทางจะได้น้อยกว่า 802.11b ที่คลื่นความถี่ตำ่ากว่า และทั้ง 2 มาตรฐานนี้ไม่สามารถทำางานร่วมกันได้ ขณะที่ประเทศไทย ไม่อนุญาติให้ใช้คลื่นความถี่ 5 GHz จึงไม่เห็นอุปกรณ์ WLAN มาตรฐาน 802.11a จำาหน่ายในประเทศไทย แต่ความเร็ว 54
- 20. มาตรฐาน IEEE802.11b • 802.11b เป็นมาตรฐานที่ได้รับความนิยมอย่าง แพร่หลายทั้งต่างประเทศและในประเทศไทย เป็น มาตราฐาน WLAN ที่ทำางานที่คลื่นความถี่ 2.4 GHz (คลื่นความถี่นี้สามารถใช้งานในประเทศไทยได้) มี ความสามารถในการรับส่งข้อมูลที่ความเร็ว 11 Mbps ปัจจุบันผลิตภัณฑ์อุปกรณ์เครือข่ายไร้สาย ภายใต้มาตรฐานนี้ถูกผลิตออกมาเป็นจำานวนมาก และที่สำาคัญแต่ละผลิดภัณฑ์มีความสามารถทำางาน ร่วมกันได้ อุปกรณ์ของผู้ผลิตทุกยี่ห้อต้องผ่านการ ตรวจสอบจากสถาบัน Wi-Fi Alliance เพื่อตรวจสอบ มาตรฐานของอุปกรณ์และความเข้ากันได้ของแต่ละ ผู้ผลิต ปัจจุบันนี้นิยมนำาอุปกรณ์ WLAN ที่มาตรฐาน 802.11b ไปใช้ในองค์กรธุรกิจ สถาบันการศึกษา สถานที่สาธารณะ และกำาลังแพร่เข้าสู่สถานที่พัก
- 21. มาตรฐาน IEEE802.11g • มาตรฐานนี้เป็นมาตรฐานใหม่ที่ความถี่ 2.4 GHz โดยสามารถรับส่งข้อมูลที่ความเร็ว 36 - 54 Mbps ซึ่งเป็นความเร็วที่สูงกว่ามาตรฐาน 802.11b ซึ่ง 802.11g สามารถปรับระดับ ความเร็วในการสื่อสารลงเหลือ 2 Mbps ได้ (ตามสภาพแวดล้อมของเครือข่ายที่ใช้งาน) มาตรฐานนี้เป็นที่ยอมรับจากผู้ใช้เป็นจำานวน มากและกำาลังจะเข้ามาแทนที่ 802.11b ใน อนาคตอันใกล้
- 22. • นอกจากที่กล่าวมาข้างต้นนี้มีบางผลิตภัณฑ์ใช้ เทคโนโลยีเฉพาะตัวเข้ามาเสริมทำาให้ความเร็ว เพิ่มขึ้นจาก 54 Mbps เป็น 108 Mbps แต่ต้อง ทำางานร่วมกันเฉพาะอุปกรณ์ที่ผลิตจากบริษัท เดียวกันเท่านั้น ซึ่งความสามารถนี้เกิดจากชิป (Chip) กระจายสัญญาณของตัวอุปกรณ์ที่ผู้ผลิต บางรายสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการรับส่ง สัญญาณเป็น 2 เท่าของการรับส่งสัญญาณได้ แต่ปัญหาของการกระจายสัญญาณนี้จะมีผล ทำาให้อุปกรณ์ไร้สายในมาตรฐาน 802.11b มี
- 23. ตารางมาตรฐาน IEEE802.11 ของ เครือข่ายไร้สาย มาตรฐาน คลื่นความถี่ อัตราความเร็วของข้อมูล 802.11a 5.1 - 5.2 GHz 54 Mbps 802.11b 2.4 - 2.8 GHz 11 Mbps 802.11g 2.4 - 2.8 GHz 36 - 54 Mbps
- 25. • หลักการทำางานของระบบ Wireless LAN การทำางานจะมีอุปกรณ์ในการส่งสัญญาณ และ กระจายสัญญาณ หรือที่เราเรียกว่า Access Point และมี PC Card ที่เป็น LAN card สำาหรับใน การเชื่อมกับ access point โดยเฉพาะ การ ทำางานจะใช้คลื่นวิทยุเป็นการรับส่งสัญญาณ โดยมีให้เลือกใช้ตั้งแต่ 2.4 to 2.4897 Ghz และ สามารถเลือก config ใน Wireless Lan (ภายใน ระบบเครือข่าย Wireless Lan ควรเลือกช่อง สัญญาณเดียวกัน)
- 26. • 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
- 27. • การเชื่อมต่อของระบบเครือข่าย Wireless LAN มี 2 ลักษณะ ดังนี้ 1. การเชื่อมโยงระบบแบบ Ad-hoc (Peer to Peer) โครงสร้างการเชื่อมโยงระบบแบบ Ad-hoc หรือ Peer to Peer เป็นการ สื่อสารข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายและอุปกรณ์ต่าง ๆ ตั้งแต่สองเครื่องขึ้นไป โดยที่ไม่มีศูนย์กลางควบคุมอุปกรณ์ทุกเครื่อง สามารถสื่อสารข้อมูลถึงกันได้เอง ตัวส่งจะใช้วิธีการแพร่กระจายคลื่น ออกไปในทุกทิศทุกทางโดยไม่ทราบจุดหมายปลายทางของตัวรับว่า อยู่ที่ใด ซึ่งตัวรับจะต้องอยู่ในขอบเขตพื้นที่ให้บริการที่คลื่นสามารถ เดินทางมาถึงแล้วคอยเช็คข้อมูลว่าใช่ของตน หรือไม่ ด้วยการตรวจ สอบค่า Mac Address ผู้รับปลายทางในเฟรมข้อมูลที่แพร่กระจายออก มา ถ้าใช่ข้อมูลของตนก็จะนำาข้อมูลเหล่านั้นไปประมวลผลต่อไป การเชื่อมโยงเครือข่ายไวร์เลสแลนที่ใช้โครงสร้างการเชื่อมโยงแบบ Ad-hoc ไม่สามารถเชื่อมโยงเข้าสู่ระบบเครือข่ายอีเธอร์เน็ตได้ เนื่องจากบนระบบไม่มีการใช้สัญญาณเลย 2. การเชื่อมโยงระบบแบบ Infrastructure (Client/Server) โครงสร้างการเชื่อมโยงระบบแบบ Infrastructure หรือ Client / Server มีข้อพิเศษกว่าระบบแบบ Ad-hoc ตรงที่มีแอ็กเซสพอยน์เป็นศูนย์กลาง การเชื่อมโยง (ทำาหน้าที่คล้ายฮับ) และเป็นสะพานเชื่อมเครื่อง คอมพิวเตอร์ไร้สายอุปกรณ์ไวร์เลสแลนเข้าสู่เคลือข่ายอีเธอร์เน็ตแลน
- 29. • อุปกรณ์สำาหรับการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย Wireless LAN 1. แลนการ์ดไร้สาย (Wireless LAN Card) ทำาหน้าที่ในการ แปลงข้อมูล ดิจิตอล ที่ได้จากการประมวลผลของ เครื่องคอมพิวเตอร์ให้เป็นคลื่นวิทยุแล้วส่งผ่านสายอากาศให้กระจาย ออกไป และทำาหน้าที่ในการรับเอาคลื่นวิทยุที่แพร่กระจายแปลงเป็น ข้อมูลดิจิตอล ส่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ประมวลผล Wireless LAN ที่ ผลิตออกมาจำาหน่าย มีหลายรูปแบบแบ่งตามลักษณะช่องเชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์ได้ดังนี้ - แลนการ์ดแบบ PCI - แลนการ์ดแบบ PCMCIA - แลนการ์ดแบบ USB - แลนการ์ดแบบ Compact Flash (CF) 2. อุปกรณ์เข้าใช้งานเครือข่าย (Wireless Access Point) ทำาหน้าที่เสมือน ฮับ เชื่อมเครื่องคอมพิวเตอร์ไร้สายและอุปกรณ์ ไวร์เลสแลนแบบต่าง ๆเข้าด้วยกัน อีกทั้งเป็นสะพานเชื่อมต่อ เครื่อง ไวร์เลสแลนเข้ากับเครื่องอีเธอร์เนตทำาให้ระบบทั้งสองสามารถสื่อสาร กันได้
- 30. 3. สะพานเชื่อมโยงไร้สาย (Wireless Bridge) ทำาหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมโยงระบบ เครือข่ายอีเธอร์เน็ตแลน ตั้งแต่สองระบบขึ้นไปเข้าด้วยกันแทนการใช้สายสัญญาณ ข้อมูลที่สื่อสารระหว่างเครือข่ายอีเธอร์เน็ตจะถูกแปลงเป็น คลื่นวิทยุแล้วถูกแปลงไปยังปลายทาง 4. Wireless Broadband Router ทำาหน้าที่ในการต่อเข้ากับระบบอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านคู่ สายโทรศัพท์ (ADSL) หรือ เคเบิลทีวี (UBC) ด้วยเทคโนโลยี Broadband Router ซึ่งมีฟังชันการทำางานเป็นตัวค้นหาเส้น ทาง, NAT (Network Address Translation) , Firewall , VPN ๆลๆ มาผสมผสานเข้ากับ Access Point ทำาให้ผู้ใช้งานเครื่อง คอมพิวเตอร์ไร้สายสามารถสื่อสารข้อมูลไปยังระบบ อินเทอร์เน็ต 5. Wireless Print Server อุปกรณ์การแชร์เครื่องพิมพ์บนระบบเครือข่าย Wireless LAN
- 31. 6. Power Over Ethernet Adapter ทำาหน้าที่แยกสาย UTP ที่มีสายทองแดงตีเกลียวอยู่ ข้างใน 4 คู่โดยสายทองแดงสำาหรับใช้สื่อสารข้อมูล ใช้เพียง 2 คู่เท่านั้น ส่วนสายทองแดงอีก 2 คู่ สามารถใช้อุปกรณ์ตัวนี้นำามาใช้เป็นเส้นทาง สำาหรับส่งแรงดันไฟฟ้าไปให้กับตัว Access Point ได้ 7. สายอากาศ (Antenna) ทำาหน้าที่เปลี่ยนข้อมูลในรูปของกระแสไฟฟ้าที่ส่ง ออกมาจากภาคส่งของอุปกรณ์ไวร์เลสแลนให้ กลายเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายออกไป ในอากาศและสายอากาศยังทำาหน้าที่รับเอาคลื่นที่อุ