ฮับที่ทำหน้าที่ทวนสัญญาณ เรียกว่าอะไร

จากบทความที่แล้ว เราได้กล่าวถึงการทำงานของ OSI Model ทั้ง 7 Layers ไปแล้ว ในบทความนี้เราจะนำองค์ความรู้เหล่านั้นมา Map เข้ากับอุปกรณ์ Network เพื่อให้มองเห็นการทำงานเป็นรูปธรรมมากขึ้น และเข้าใจการทำงานของ OSI Model ในระดับ Hardware มากขึ้นด้วย

ลิงค์บทความที่เกี่ยวข้อง “ทำความรู้จัก OSI Model” **
http://www.ablenet.co.th/2020/08/28/what-is-osi-model/

Hub หรือ Repeater

เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อ Devices เข้ากับ Network ภายในองค์กร หรือ Local Area Network (LAN) เป็นการทำงานบน Physical Layer (Layer 1) ** โดยหลักการทำงานของ Hub/Repeater ก็ตามชื่อเลยครับ รับสัญญาณมาจากเครื่องต้นทาง แล้วทำสำเนาส่งไปยังทุก Port บนตัวอุปกรณ์ (Boardcast) อยู่ตลอดเวลา. ใช่ครับ ไม่มีการคิดอะไรทั้งสิ้น เครื่องไหนไม่เอาก็ Drop สัญญาณทิ้งไป ซึ่งมันค่อนข้างเกินความจำเป็น ทำให้ปัจจุบันไม่ค่อยเป็นที่นิยมเท่าที่ควร

Switch

เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อ Devices เข้ากับ Network ภายในองค์กร หรือ Local Area Network (LAN) เป็นการทำงานบน Data-link Layer (Layer 2) ** หลายคนอ่านมาถึงตอนนี้ อาจจะคิดว่า มันก็เหมือนกับ Hub/Repeater เลยรึเปล่า? คำตอบคือ ไม่ใช่ครับ เพราะสิ่งที่ Switch ทำได้มากกว่า Hub/Repeater คือ มีความเร็วสูงกว่า, สามารถแก้ปัญหา Collision บน Hub, ฯลฯ และที่เป็นคุณสมบัติเด่นของ Switch เลยก็คือ มีการเก็บ MAC Address ของอุปกรณ์แต่ละชิ้นลงบน MAC Address Table แล้วส่ง Frame ข้อมูล ผ่าน Port ต่างๆ บนตัวอุปกรณ์ ซึ่งจะมีรูปแบบการส่งหลากหลายวิธี ได้แก่ 1.ฺBoardcast(ส่งทุก Ports) 2.Multicast(ส่งหลาย Ports) 3.Unicast(ส่ง 1 Port แบบระบุปลายทาง) ตัว Switch จะเลือกเองว่าแต่ละ Frame ควรจะต้องส่งแบบไหน จึงเป็นเหตุผลที่ Switch เข้ามาแทนที่ Hub/Repeater จนถึงปัจจุบัน โดยกระบวนการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ผ่าน Switch เรียกกันว่า “Switching”

จากรูปจะเห็นว่าคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องถูกต่อเข้ากับ Switch ตัวเดียวกัน คอมพิวเตอร์เหล่านั้นสามารถสื่อสารกันได้โดยการส่ง Frame ข้อมูลผ่าน Switch โดยใช้ MAC Address เป็นตัวกำหนดทิศทางการส่งข้อมูล ซึ่ง MAC Address ของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะถูกบันทึกลงบน MAC Address Table เมื่อมีการส่งข้อมูลผ่าน Switch

Router

เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อ Network หนึ่ง เข้ากับ Network อื่นๆ โดยจะทำงานบน Network Layer (Layer 3) ** ซึ่งสามารถเชื่อมต่อได้ทั้ง Network ภายในองค์กร (Local Area Network: LAN) และ/หรือ Network ระหว่างองค์กร (Wide Area Network: WAN) ผ่านทาง IP Address ซึ่งจะส่ง Packet ข้ามระหว่าง Network ผ่าน Port ต่างๆ ระหว่างอุปกรณ์ที่ทำงานบน Layer 3 ด้วยกัน วิธีการดังกล่าวนี้เรียกว่า “Routing”

จากรูปจะแทน Network แต่ละวง ด้วยสีที่แตกต่างกัน จะเห็นว่า Router ทำการเชื่อมต่อระหว่างแต่ละ Network เข้าด้วยกัน เพื่อให้แต่ละ Network สามารถส่ง Packet ผ่านถึงกันได้

การที่อุปกรณ์เครือข่ายอีเธอร์เน็ตสามารถทำงานได้ที่ความเร็ว 2 ระดับ เช่น 10/100 Mbps นั้น ก็เนื่องจากอุปกรณ์เครื่องนั้นมีฟังก์ชันที่สามารถเช็คได้ว่าอุปกรณ์ หรือคอมพิวเตอร์ที่มาเชื่อมต่อกับHub นั้นสามารถรับส่งข้อมูลได้ที่ความเร็วสูงสุดเท่าใด และอุปกรณ์นั้นก็จะเลือกอัตราข้อมูลสูงสุดที่รองรับทั้งสองฝั่ง ฟังก์ชันนี้จะเรียกว่า "การเจรจาอัตโนมัติ (Auto-Negotiation)" ส่วนใหญ่ Hub หรือSwitch ที่ผลิตจะมีฟังก์ชันนี้อยู่ เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อเครือข่ายอีเธอร์เน็ตที่ความเร็วต่างกันได้ ถ้ามีอุปกรณ์เครือข่าย หรือคอมพิวเตอร์หลาย ๆ เครื่องเชื่อมต่อเข้ากับ Hub และแต่ละโหนดสามารถส่งข้อมูลได้ในอัตราที่ต่างกัน Hub ก็จะเลือกอัตราส่งข้อมูลที่อัตราความเร็วต่ำสุด เนื่องจากคอมพิวเตอร์เหล่านี้จัออยู่ในคอลลิชันโดเมน (Collision Domain) เดียวกัน ตัวอย่างเช่น ถ้า LAN การ์ดของคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งสามารถรับส่งข้อมูลได้ที่่ 10 Mbps ส่วน LAN การ์ดของคอมพิวเตอร์ที่เหลือสามารถรับส่งข้อมูลได้ 10/100 Mbps แล้วคอมพิวเตอร์เหล่านี้เชื่อมต่อเข้ากับ Hub เดียวกันที่รองรับอัตราความเร็วที่ 10/100 Mbps เครือข่ายนี้ก็จะทำงานที่ความเร็ว 10 Mbps เท่านั้น แต่ถ้าเป็น Switchอัตราความเร็วจะขึ้นอยู่กับความเร็วของคอมพิวเตอร์ เนื่องจาก Switch จะแยกคอลลิชันโดเมน

ความเร็วในการรับส่งข้อมูลของฮับ                                       

• ความเร็วต่ำสุดคือ 10 MBPS                                  

• ความเร็วสูงสุดคือ 100 MBPS

• บางรุ่นรองรับทั้ง 10 และ 100 เรียกว่า 10/100 MBPS : MBPS ย่อมาจาก Megabit

Per Second (เมกกะบิตต่อวินาที)

hub นั้นทำงานในระดับ layer 1 ซึ่งเป็น layer เกี่ยวข้องกับ เรื่องของการส่งสัญญาณออกไปสู่media หรือ สื่อกลางที่ใช้ในการสื่อสาร รวมไปถึงเรื่องของการเข้ารหัสสัญญาณเพื่อที่จะส่งออกไปเป็นค่าต่างๆในทางไฟฟ้า และ เป็น layer ที่กำหนดถึง การเชื่อมต่อต่างๆที่เป็นไปในทาง physical hubนั้น จะทำงานในลักษณะของการทวนสัญญาณ หมายถึงว่า จะทำการทำซ้ำสัญญาณนั้นอีกครั้งซึ่งเป็นคนละอย่างกับการขยายสัญญาณพอทำแล้วก็จะส่งออกไปยังเครือข่ายที่เชื่อมต่ออยู่โดยจะมีหลักว่า จะส่งออกไปยังทุกๆ port ยกเว้น port ที่เป็นตัวส่งสัญญาณออกมาและเมื่อปลายทางแต่ละจุดรับข้อมูลไปแล้ว ก็จะต้องพิจารณา ข้อมูลที่ได้มา ว่าข้อมูลนั้นส่งมาถึงตัวเองหรือไม่ ถ้าหากไม่ใช่ข้อมูลที่จะส่งมาถึงตัวเอง ก็จะไม่รับข้อมูลที่ส่งมานั้นการทำงานในระดับนี้ ถ้าดูในส่วนของตัว hub เองนั้น จะเห็นได้ว่า ตัวของ hub นั้นเวลาส่งข้อมูลออกไป จะไม่มีการพิจารณาข้อมูลอย่างพวก Mac address ของ layer 2หรือ IP addressซึ่งเป็นของ layer 3 เลย

ประเภทของ Hub

- Intelligent Hub เป็นฮับที่สามารถจัดการควบคุม บางอย่างกับโหนด ที่เชื่อมต่ออยู่ เช่น การอนุญาตให้ผู้บริหารระบบเครือข่ายควบคุมแต่ละพอร์ตได้อย่างอิสระ ไม่ว่าจะเป็นการสั่งให้ทำงาน หรือ หยุด ทำงานก็ตาม Intelligent Hub บางประเภท สามารถเฝ้าติดตาม กิจกรรมของระบบเครือข่ายได้ เช่น ติดตามจำนวนแพ็กเกจที่ส่งผ่าน และการเกิดความ ผิดพลาดขึ้นในแพ็กเกจเหล่านั้น

-  Standalone Hub เป็นอุปกรณ์ภายนอกที่เชื่อมต่อ เข้ากับ เครื่องคอมพิวเตอร์ เป็นฮับที่พบ เห็นโดยทั่วไป ซึ่งไม่มีความสามารถในการจัดการ มีเฉพาะความสามารถในการ เชื่อมต่อไปยังฮับ ตัวอื่น เท่านั้น

- Modular Hub เป็นฮับที่สามารถจัดการได้โดยมีลักษณะเป็น การ์ดสล็อต การ์ดแต่ละ ตัวจะมีการ ทำงานเช่นเดียวกับ Standalone Hub 1 ตัว การใช้ฮับ ประเภทนี้ทำให้สามารถขยาย ระบบเครือ ข่ายได้โดยง่าย บางตัวก็สามารถสนับสนุน การเชื่อม ต่อกับเครือข่ายได้มากกว่า