ใบงานที่ 1

การ์ดเน็ตเวิร์ก (Network Interface Card)
ซึ่งมักจะถูกเรียกว่า “การ์ดแลน” นั้นมีหน้าที่ในการที่จะนำเฟรมข้อมูล ส่งลำเลียงไปตามสายนำส่งสัญญาณ ซึ่งมันจะแปลงเฟรมข้อมูลให้เป็นข้อมูลระดับบิต (bit) เสียก่อน โดยส่วนมากแล้วมักจะใช้การ์ดเน็ตเวิร์กแบบ Ethernet ซึ่งจะมีความเร็วในการรับส่ง 10 เมกะบิตต่อวินาที และใช้ Fast Ethernet ที่มีความเร็วในการรับส่งสูงถึง 100 เมกะบิตต่อวินาที

สาย TP (Twisted Pair)
เป็นสายคู่ตีเกลียวบิดไขว้กันไปตลอดแนวความยาว เพื่อลดการรบกวนจากสัญญาณภายนอก แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ แบบที่มีชีลห่อหุ้ม ซึ่งเรียกว่า STP (Shield Twisted Pair) และแบบที่ไม่มีชีลห่อหุ้มซึ่งเรียกว่า UTP (Unshield Twisted Pair)

สายโคแอคเชียล (Coaxial)
เป็นสายที่มีลักษณะคล้ายกับสายที่ต่อระหว่างเครื่องรับโทรทัศน์กับเสาอากาศ ซึ่งโครงสร้างของมันจะประกอบด้วยแกนทองแดงตรงกลางและมีฉนวนหุ้ม

สายไฟเบอร์ออปติก (Fiber-Optic)
เป็นสายนำสัญญาณที่ใช้รับส่งข้อมูลในรูปของแสง โครงสร้างภายในจะเป็นท่อเล็ก ๆ ที่ทำมาจากแก้ว ซึ่งทำหน้าที่สะท้อนแสง แสงที่เดินทางจากต้นทางไปยังปลายทางจะไม่สะท้อนออกมาข้างนอก แต่จะสะท้อนไปมาภายในตลอดแนวความยาว ซึ่งใช้หลักการของดัชนีการหักเหของแสง สายไฟเบอร์ออปติกจะสามารถส่งสัญญาณได้เร็วกว่า 100 เมกะบิตต่อวินาที และจะไม่ถูกรบกวนจากสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจากภายนอกแต่ข้อเสียของมันก็คือมีราคาแพง

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 และนอกจากนั้นสวิตช์ยังมีข้อได้เปรียบในเรื่องของความปลอดภัยจากการแบดักจับข้อมูลอีกด้วย ซึ่งจะได้กล่าวในบทต่อไป

เร้าเตอร์ (Router)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมระหว่างเครือข่าย ซึ่งโดยส่วนมากมักจะใช้เร้าเตอร์เพื่อเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายแลนภายในองค์กรกับอินเทอร์เน็ต หรือเชื่อมระหว่างศูนย์กลางกับสาขา เป็นต้น

ไฟร์วอลล์ (Firewall)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เพิ่มระดับความปลอดภัยให้กับเน็ตเวิร์ก โดยมันจะเป็นตัวขั้นระหว่างเน็ตเวิร์กภายในหน่วยงานกับเน็ตเวิร์กภายนอกเช่น อินเทอร์เน็ต และคอยป้องกันแพ็กเก็ตอันตรายไม่ให้วิ่งเข้ามายังเน็ตเวิร์กภายในได้ ซึ่งระดับความปลอดภัยนั้นจะขึ้นอยู่กับ Access Rule ที่ผู้ดูแลระบบตั้งไว้ว่ารัดกุมเพียงใด ไฟร์วอลล์ไม่ได้ช่วยป้อนกันแฮกเกอร์ (hacker) ได้ร้อยเปอร์เซ็นต์ แต่มันก็ช่วยทำให้แฮกเกอร์ต้องทำงานลำบากขึ้น ซึ่งผู้เขียนก็เคยนำเสนอวิธีการที่แฮกเกอร์ใช้แฮก Windows 2000 ผ่านทาง IIS โดยที่ไฟร์วอลล์ป้องกันไม่ได้ไปแล้วในหนังสือ Hack Step by Step



โปรโตคอล (Protocol)
การที่คอมพิวเตอร์ 2 เครื่องจะสื่อสารกันได้นั้น จะต้องใช้ภาษากลางในการสื่อสารกันซึ่งเรียกว่า โปรโตคอล ปัจจุบันโปรโตคอลมีมากมายหลายชนิดขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานของระบบ ว่าต้องใช้โปรโตคอลอะไรเมื่อเวลาใด เช่นเมื่อมีผู้ใช้จากเครื่องไคลเอนต์มาขอรับอีเมล์จากเมล์เซิร์ฟเวอร์ด้วยโปรโตคอล POP3 ตัวเมล์เซิร์ฟเวอร์ก็จะต้องพูดจาภาษาโปรโตคอล POP3 กับเครื่องไคลเอนต์ด้วยเช่นกัน



CSMA / CD
เป็นโปรโตคอลในระบบเครือข่าย Ethernet เป็นระบบแลนชนิดหนึ่งที่นิยมใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน ใช้เมื่อการ์ดเน็ตเวิร์กต้องการจะส่งข้อมูลออกไปตามสายเพื่อป้องกันการชนกันของข้อมูล การ์ดเน็ตเวิร์กจะทำการเงื่ยหูฟังสักระยะหนึ่งก่อนว่าสายส่งว่างแล้วหรือยัง เมื่อไม่มีใครส่งข้อมูลมันก็จะทำการส่งข้อมูลออกไปตามสายสัญญาณและคอยเงี่ยหูฟังอยู่เป็นระยะ ๆ เมื่อพบว่ามีการชนกันของข้อมูลมันจะหยุดส่งทันที แล้วสุ่มช่วงเวลาเพื่อส่งข้อมูลใหม่อีก เนื่องจากฝ่ายตรงข้ามที่ชนกับเราก็ใช้โปรโตคอล CSMA / CD เช่นกัน ดังนั้นใครที่สุ่มช่วงเวลาได้น้อยกว่าคนนั้นก็จะได้ส่งก่อน



ARP
เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งต้องการส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งตามไอพีแอดเดรสที่ระบุ (ไอพีแอดเดรสเป็นตัวที่ใช้บ่งบอกว่าเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องใดในเน็ตเวิร์ก แต่ไอพีแอดเดรสจะอยู่ในระดับที่สูงกว่า MAC Address นั่นคือไอพีแอดเดรสอยู่ในระดับที่ห่างไกลจากระดับการทำงานทางกายภาพ เช่น การส่งสัญญาณไฟฟ้ามากกว่า MAC Address) การ์ดเน็ตเวิร์กผู้ที่จะต้องส่งเฟรมข้อมูลไปยัง MAC Address ของการ์ดเน็ตเวิร์กบนเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทาง จำเป็นที่จะต้องทราบว่าถ้าต้องการส่งไปยังไอพีแอดเดรสนี้ ต้องส่งไป MAC Address หมายเลขอะไร ดังนั้นจึงต้องมีโปรโตคอลที่ใช้ในการค้นหาคำตอบดังกล่าว ซึ่งโปรโตคอลนั้น ก็ถูกนักคอมพิวเตอร์คิดค้นขึ้นมาแล้วได้รับการตั้งชื่อว่า (ARP: Address Resolution Protocol) การทำงานของ ARP คือ เริ่มจากผู้ส่งทำการตรวจสอบในตารางข้อมูล ARP ของตนเองก่อน ถ้าไม่มีข้อมูล MAC Address ของปลายทางก็จะส่งคำร้องขอ (ARP Request) กระจายแบบบรอดคาสต์ออกไป คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่ายจะได้รับคำร้องขอนี้ แล้วแต่ละเครื่องก็จะนำไอพีแอดเดรสที่ต้นทางส่งมา ทำการเปรียบเทียบกับไอพีแอดเดรสของตนเอง ถ้าตรงกับของตนเองก็จะส่งคำตอบรับ (ARP Reply) กลับไปยังต้นทาง ซึ่งข้อมูลที่ส่งตอบรับกลับไปจะมีหมายเลข MAC Address ของตนเองด้วย พร้อมทั้งเก็บไอพีแอดเดรส และ MAC Address ของผู้ส่งไว้ในตารางข้อมูล ARP ของตนเองด้วย



PPP (Point to Point Protocol)
PPP เป็นโปรโตคอลแบบจุดต่อจุดชนิดหนึ่ง มักใช้กับเครือข่าย WAN ซึ่ง PPP ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อชดเชยข้อบกพร่องหลายอย่างของโปรโตคอล SLIP เช่น SLIP ไม่สามารถรับรองความผิดพลาดในการส่งข้อมูล และไม่สามารถกำหนดไอพีแอดเดรสโดยอัตโนมัติได้ เป็นต้น ตัวอย่างการใช้งานโปรโตคอล PPP ก็อย่างเช่น เมื่อเราทำการ Dial ไปยัง ISP เพื่อเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต เป็นต้น



IP (Internet Protocol)
IP เป็นโปรโตคอลในระดับชั้นเน็ตเวิร์ก ซึ่งทำหน้าที่กำหนดหมายเลขไอพีแอดเดรสประจำเครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นตัวที่บ่งบอกให้เร้าเตอร์ทราบว่าควรจะส่งแพ็กเก็ตนี้ไปเส้นทางใด โปรโตคอล IP จะมีลักษณะเป็น Unreliable และ connectionless ซึ่ง unreliable หมายถึงโปรโตคอล IP ไม่มีกลไกที่จะรับประกันว่าข้อมูลส่งถึงปลายทางได้สำเร็จ ส่วน connectionless หมายถึงไม่มีการสถาปนาการเชื่อมต่อ ดังนั้นการที่จะให้ข้อมูลเชื่อถือได้จึงตกเป็นหน้าที่ของโปรโตคอลระดับบนเช่น TCP เป็นต้น



UDP
เป็นโปรโตคอลชั้นที่อยู่สูงกว่าโปรโตคอล IP โปรโตคอล UDP เป็นโปรโตคอลที่เชื่อถือไม่ได้ เพราะถ้าข้อมูลหายระหว่างทางข้อมูลจะไม่ถูกนำส่งใหม่ UDP มักจะถูกนำมาใช้กับงานทางด้าน Multimedia เช่นส่งภาพและเสียง ซึ่งถ้าภาพที่ต้องการส่งมีการสูญหายของข้อมูลไปสัก 2 หรือ 3 pixel (จุดสี)เราก็ยังเห็นเป็นภาพอยู่ดี ข้อดีของ UDP ก็คือ ได้เปรียบด้านความเร็ว เพราะขั้นตอนของมันจะไม่ยุ่งยากเหมือนกับ TCP