บทที่ 12 การออกแบบเครือข่าย

                การต่อเครือข่ายคอมพิวเตอร์ในหน่วยงานหรือองค์การต่างๆ สามารถทำได้หลายวิธี แต่ละวิธีก็สามารถใช้เครือข่ายได้เหมือนกัน การออกแบบที่ต่างกันจะมีผลต่อการดูแลและการขยายเพิ่มเติมในอนาคตด้วย ดังนั้น การวางแผนการออกแบบจึงเป็นเรื่องสำคัญต่อการปรับปรุงเครือข่ายไม่ว่าจะเป็นเครือข่ายใดๆ และการออกแบบเครือข่ายเป้นอีกส่วนที่มีความสำคัญต่อขั้นตอนในการวางแผน ไม่ว่าเครือข่ายนั้นจะเป็นเครือข่ายขององค์กรขนาดใหญ่หรือเครือข่ายขนาดเล็ก และแนวทางการพัฒนาเครือข่ายที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

12.1 เริ่มต้นการออกแบบเครือข่าย

                การออกแบบเครือข่ายจะข่วยในการตัดสินใจอุปกรณ์เครือข่ายชนิดใดควรนำมาใช้ อุปกรณ์ชนิดนั้นจะมีราคาเท่าไร ควรจะติดตั้งอุปกรณ์นั้นไว้ตำแหน่งใด และจะเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่ายอย่างไร

                กรณีที่เครือข่ายนั้นเป็นเครือข่ายขนาดเล็ก เช่น เครือข่ายแลน (Local Area Network LAN) การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในบ้านหรือออฟฟิศขนาดเล็กนั้นสามารถทำได้โดยไม่ยุ่งยากนัก เพียงแต่นำเครื่องคอมพิวเตอร์มีการ์ดเครือข่ายมาเชื่อมต่อเข้ากับฮับก็สร้างเป็นเครือข่ายได้หรืออาจนำอุปกรณ์ชิ้นอื่นมาใช้งานก็ได้ขึ้นกับารออกแบบเครือข่ายที่วางไว้และถ้าหากเครือข่ายภายในบ้านที่ออกแบบขึ้นนี้ต้องการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตออกไปภายนอกผู้ออกแบบควรคิดตามมาด้วยว่าเราต้องการความเร็วมากหรือไม่ ความเร็วขนาดโมเด็มธรรมดาพอหรือไม่ หรืออาจต้องใช้เป็นระบบ ADSL ที่มีความเร็วสูงขึ้น

12.1.1 การระบุความต้องการ

                ก่อนการสร้างเครือข่าย จำเป็นจะต้องระบุสาเหตุที่ต้องสร้างเครือข่ายก่อน หากว่าเป็นเครือข่ายขนาดเล็ก เช่น เครือข่ายภายในบ้าน หรือองค์กรธุรกิจขนาดเล็ก สาเหตุที่ต้องสร้างเครือข่ายอาจสั้นและเรียบง่าย อาจต้องการใช้เครื่องพิมพ์และเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตร่วมกัน ทำให้การตัดสินใจค่อนข้างง่านเพียงแต่ให้น้ำหนักหนักที่การ์ดเครือข่าย สายสัญญาณตัวกลาง ฮับ เทียบกับราคาการซื้อเครื่องพิมพ์ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ทุดเครื่องและการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต จากนั้นจึงทำการสรุปเปรียบเทียบ

12.1.2 การเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับเครือข่าย

                หลังจากขั้นตอนการระบุความต้องการในการสร้างเครือข่ายแล้ว ต่อมาคือ การเลือกเทคโนโลยีและอุปกรณ์เพื่อสร้างเครือข่าย เช่น หากต้องการสร้างเครือข่ายอินเทอร์เน็ตที่ใช้สัญญาณแบบ UTP  Cat 5 ทั้งหมด 10 เครือข่าย มีสายใยแก้วนำแสงเป็นแบ๊กโบนที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต จากข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให่การประเมินค่าใช้จ่ายจากการซื้ออุปกรณ์ที่ต้องการและการติดตั้งได้

                อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายในการสร้างเครือข่ายนั้นสามารถปรับเปลี่ยนได้ โดยอาจต้องทำการตรวจทานรายการอุ)กรณ์ และค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องซ้ำอีกครั้ง เพื่อที่จะทำการปรับปรุงหรือปรับเปลี่ยนรายละเอียดบางอย่าง เพราะถ้าหากเริ่มต้นการสร้างเครือข่ายไปแล้ว การปรับเปลี่ยนแก้ไขจะมีความยุ่งยากมากขึ้น

                ตัวอย่างเช่น ถ้าหากสร้างเครือข่ายแลนภายใน อาจต้องคิดว่าถ้าหากนำเครือข่ายไร้สายมาใช้จะเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการเดินวายหรือไม่ ห้องที่จะสร้างระบบเครือข่ายมีแนวโน้มจะปรับปรุงห้องหรือไม่ ถ้าอาจต้องปรับปรุงห้องในอนาคต อาจต้องนำเครือข่ายแบบไร้สายมาใช้ เนื่องจากสามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวกและนำไปใช้ในที่ต่างๆได้อีก ถ้าหากเป็นห้องประชุมก็ควรใช้ระบบเครือข่ายแบบไร้สาย เนื่องจากจะทำให้สามารถจัดรูปแบบของห้องประชุมได้หลายแบบตามต้องการ

12.2 การออกแบบเครือข่ายขนาดใหญ่

                ในการออกแบบเครือข่ายแลนนั้น ภายในเครือข่ายเดียวอาจมีเครือข่ายย่อยอยู่ภายในอีกหลายเครือข่ายก็ได้ ซึ่งการออกแบบเพื่อกำหนดรายระเอียดภายในเครือข่ายย่อยเหล่านี้จะช่วยให้รู้ถึงอุปกรณืต่าง ๆ ได้มากขึ้น เช่น จะต้องใช้ฮับกี่ตัว เครือข่ายย่อยแต่ละเครือข่ายจะเชื่อมต่อกันอย่างไร นอกจากนี้การออกแบบเครือข่ายยังต้องคำนึงถึงการเชื่อมต่อเครือข่ายอินเตอร์เน็ตและบริการต่างๆ ภายในเครือข่ายสำหรับผู้ใช้อีกด้วย ซึ่งหมายความว่า รายละเอียดการติดตั้งซอฟต์แวร์และการตั้งค่าต่าง ๆ จะต้องรวมอยู่ในการออกแบบด้วย และถ้าหากเป็นเครือข่ายที่มีขนาดใหญ่ หรือเป็นเครือข่ายขแงองค์กรใด ๆ  การออกแบบต้องคำนึงถึงความสำคัญด้านธุรกิจด้วย เช่น ถ้าองค์กรอยู่ห่างกัน และต้องการเชื่อมต่อกันก็ต้องพิจารณาดูว่า สายที่เชื่อมต่อกันนั้นจะใช้สายโทรศัพท์ที่มีอยู่ หรือเป้นสายเช่า

โดยสรุปแล้ว ขั้นตอนการออกแบบเครือข่าย โดยทั่วไปมีดังนี้

ระบุความต้องการที่ใช้งาน รวมทั้งความต้องการเชิงธุรกิจที่เครือข่ายสามารถตอบสนองได้

ออกแบบเครือข่ายที่สามารถตอบสนองความต้องการที่ระบุในหัวข้อก่อนหน้านี้

เปรียบเทียบความคุ้มค่าระหว่างผลประโยชน์ที่ได้รับจากการสร้างเครือข่ายกับค่าใช้จ่าย

ตรวจสอบการออกแบบว่าสามารถปรับลดค่าใช้จ่ายในส่วนใดเพื่อให้ผลประโยชน์ที่ได้รับเหมาะสมกับค่าใช้จ่าย

12.3  การออกแบบเครือข่ายขนาดเล็ก

                โดยทั่วไปเครือข่ายขนาดเล็กมักเป้นเครือข่ายแลนเครือข่ายเดียว ประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ ตั้งแต่ 2 ถึง 16 เครื่อง อาจมีอุปกรณ์อื่นติดตั้งมาด้วย เช่น เครื่องพิมพ์ เราเตอร์ เพื่อทำการเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตหรืออีกออฟฟิศหนึ่งก็ได้

12.3.1 การเลือกเครื่องคอมพิวเตอร์

                เครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันจะสามารถเชื่อมต่อเครือข่ายได้อยู่แล้ว โดยไม่ต้องการการ์ดเครือข่ายเพิ่มเติม สิ่งที่ควรพิจารณาต่อมาคือ ระบบปฏิบัติการซึ่งโดยส่วนมากนิยมใช้ระบบปฏิบัติการ Windows ทำให้ไม่มีปัญหาในการสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่หากว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายใช้ระบบปฏิบัติการแตกต่างกัน จะต้องมีการตั้งค่าเพิ่มเติมเพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกันสามรถสื่อสารกันได้

12.3.2 การเลือกรูปแบบการต่อและโปรโตคอล

                การต่อระบบเครือข่ายสามารถทำได้หลายวิธี ควรเลือกลักษณะการต่อที่เหมาะสมกับงาน และการต่อแต่ละรูปแบบก็จะใช้โปรโตคอลที่แตกต่างกัน โปรโตคอลในระดับ Data link ในโมเดล OSI ที่ใช้ภายในเครือข่ายเป็นปัจจัยที่ต้องคำนึงถึง เพราะโปรโตคอลที่ใช้นั้นจะส่งผลต่อการเลือกอุปกรณ์เครือข่าย วิธีการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่าย ความเร็วในการรับส่งข้อมูล ซึ่งโปรโตคอลในระดับ Data link นิยมใช้ คือ อีเทอร์เน็ตโปรโตคอล (Ethernet Protocol : IEEE802.3)

12.3.3 การเลือกตัวกลาง

                ตัวกลางที่ใช้จะขึ้นกับโปรโตคอลในระดับชั้น Data link สำหรับอีเทอร์เน็ตโปรโตคอล ตัวกลางที่นิยมใช้ในกรณีที่เป็นตัวกลางแบบใช้สัญญาณ คือ สายสัญญาณแบบสายคู่บิดเกลียวแบบ UTP ที่สามารถรับส่งข้อมูลได้ 100 Mbps สำหรับอีเทอร์เน็ตความเร็วสูง (Fast Ethernet) sinv 1000 Mbps สำหรับกิกะบิตอีเทอร์เน็ต (Gigabit Ethernet)ส่วนตัวกลางแบบไร้สายก็สามารถใช้ได้ เช่น เดียวกัน แต่จะมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดอยู่ที่ 54 Mbps สำหรับ IEEE802.11g

12.3.4 การขยายเครือข่าย

                การขยายเครือข่ายจำเป็นต้องมีการวางแผนรองรับไว้ล่วงหน้าตั้งแต่ยังไม่ติดตั้งเครือข่าย แม้ว่าจะเป็นการขยายเครือข่ายขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น อาจมีการซื้อฮับที่มีจำนวนพอร์ตมากขึ้นก็เพียงพอ สำหรับการขยายเครือข่ายแล้ว แต่ในกรณีของเครือข่ายขนาดใหญ่ การวางแผนรองรับการขยายเป็นเรื่องที่จำเป็นมาก เพราะต้องพิจารณาหลายปัจจัยมากขึ้น เช่น เครือข่ายอีเทอร์เน็ตสามารถติดตั้งฮับได้สูงสุด 4 ตัว หากการติดตั้งเครือข่ายนั้น ได้ติดตั้งฮับไว้ 4 ตัวแล้ว จะส่งผลให้ไม่สามารถติดตั้งฮับเพิ่มอีกได้ จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนมาใช้ฮับที่มาจำนวนพอร์ตมากขึ้น ซึ่งการเปลี่ยนการใช้ฮับ จะส่งผลต่อการวางสายสัญญาณตัวกลางที่ต้องเปลี่ยนแปลงตามไปอีกด้วย เป็นต้น

12.4 แนวทางการขยายเครือข่าย

                ระบบเครือข่ายของหน่วยงานบางหน่วยงานอาจมีเครือข่ายแค่เครือข่ายเดียว บางหน่วยงานอาจต้องนำเครือข่ายหลาย ๆ เครือข่ายมาต่อรวมกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ สำหรับระบบเครือข่ายแลนแบบมีสายที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEEE ได้แก่ มาตรฐาน IEEE 802.3 หรือที่เรียกว่า เครือข่ายแบบ Ethernet ที่นิยมใช้กันมี 3 ประเภท ได้แก่ 10 Base T,10 Base 2 และ10 Base 5 ตัวเลขที่นำหน้าหมายถึงความเร็ว เช่น 10 หมายความว่ามีความเร็ว 10 Mbps คำว่า Base หมายความว่าเป็นเครือข่ายแบบ Baseband ส่วนตัวเลขที่ตามหลังมาหมายถึงระยะทางไกลสุดที่สามารถต่อได้ โดยให้คูณด้วย 100 แล้วมีหน่วยเป็นเมตร ถ้าหากเป็นมาตรฐาน 10 Base 5 หมายความว่าส่งด้วยความเร็ว 10 Mbps และไปได้ไกลสุด 500 เมตร สำหรับตัว T หมายความว่าเป็นการใช้สายแบบ Twisted Pair

                เครือข่ายแบบ 10 Base T นี้จะเป็นการต่อระบบแลนในรูปดาว โดยมีฮับเป็นตัวกระจายสัญญาณดังนั้นในการออกแบบระบบเครือข่ายควรจะต้องคิดไว้ด้วยว่าฮับที่จะนำมาใช้จะต้องมีพอร์ตจำนวนเท่าไรเพื่อที่จะได้มีพอร์ตเพียงพอต่อการขยายในอนาคต และถ้าหากต้องการลากสายไปไกลๆ จะต้องมีตัวช่วยในการขยายสัญญาณด้วย โดยตัวขยายสัญญาณอาจใช้ฮับอีกตัวหนึ่งมาต่อแทนก็ได้ เนื่องจากฮับในปัจจุบันสามารถขยายสัญญาณได้อยู่แล้ว

                สำหรับเครือข่ายแบบไร้สายที่นิยมใช้กันในปัจจุบันได้แก่มาตรฐาน IEEE 802.11g ที่ใช้คลื่นความถี่ 2.4 GHz ในการส่งสัญญาณ การออกแบบระบบไร้สายนี้จะต้องคำนึงถึงตำแหน่งที่จะติดตั้งจุดเชื่อมต่อ (Access Point) ด้วย เนื่องจากถ้าหากตำแหน่งของจุดเชื่อมต่ออยู่สูงเกินไปก็จะทำให้สัญญาณที่เครื่องคอมพิวเตอร์จะได้รับนั้นได้รับสัญญาณอ่อนลง และต้องพิจารณาด้วยว่าจุดเชื่อมต่อแต่ละจุดนั้นสามารถรองรับเครื่องลูกข่ายได้กี่เครื่อง และถ้าหากมีเครื่องลูกข่ายมากขึ้น ก็จะทำให้การทำงานของระบบโดยรวมมีประสิทธิภาพต่ำลงด้วย

                ถ้าหากในหน่วยงานของเรามีระบบเครือข่ายหลายวง อาจต้องนำระบบ FDDl (Fiber Distributed Data lnterface) หรือระบบใยแก้วนำแสงมาใช้เป็นตัวเชื่อมต่อหรือเป็นเครือข่ายแบคโบนความเร็วสูง เนื่องจากระบบ FDDI นี้จะมีการส่งสัญญาณที่มีแถบความถี่ (Bandwidth) ที่สูงกว่าระบบสายทองแดง สำหรับมาตรฐานของระบบ FDDI ก็คือมาตรฐาน 802.5 ที่สามรถส่งได้ไกลถึง 200 กิโลเมตร

                แต่ถ้าหากระบบของเราไม่ต้องการความเร็วมาก ก็ไม่จำเป็นต้องใช้เส้นใยแก้วนำแสงก็ได้ โดยทั่วไปแล้วการพิจารณาว่าจะนำระบบใยแก้วนำแสงมาใช้หรือไม่พิจารณาดังนี้

ต้องการระบบที่มีความเร็วสูงหรือไม่

ระยะทางที่เชื่อมต่ออยู่ไกลมากหรือไม่

ต้องการระบบที่มีความปลอดภัยสูงหรือไม่

สำหรับระบบเครือข่ายในปัจจุบัน จะประกอบไปด้วยการสื่อสารหลาย ๆ แบบผสมกัน เช่น ใช้ดาวเทียมในการสื่อสารไปในทางที่ห่างไกล หรือที่ที่ไม่สามารถเดินสายได้สะดอก ใช้ระบบไมโครเวฟในการเชื่อมโยงระหว่างเมือง และภายในหน่วยงานก็ใช้ระบบแลนทั้งแบบมีสายและแบบไร้สาย เป็นต้น โดยแต่ละระบบมีมาตรฐานการสื่อสารหลาย ๆ แบบให้เลือกใช้