รู้หรือไม่ Hub กับ Switch ต่างกันอย่างไร

Hub กับ Switch แตกต่างกันอย่างไร?

ในปัจจุบันเน็ตเวิร์คที่เข้ามามีบทบาทในระบบควบคุมอัตโนมัติอย่างมากในยุคอุตสาหกรรม 4.0 คงหนีไม่พ้น Ethernet    ซึ่งในภาคอุตสาหกรรมเราจะเรียกว่า Industrial Ethernet  อุปกรณ์ที่ใช้สร้างเครือข่ายเพื่อเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์ เช่น PLC และอุปกรณ์ต่างๆเข้าด้วยกันจะใช้ Hub และ Switch   แต่หลายท่านอาจไม่ทราบว่าอุปกรณ์ทั้ง 2 นี้ทำงานแตกต่างกันอย่างไร   จึงทำให้เลือกใช้ไม่เหมาะสมและทำให้เน็ตเวิร์คไม่สามารถทำงานได้เต็มขีดความสามารถของมัน  ต่อไปเราจะกล่าวถึงหลักการทำงานเบื้องต้นของอุปกรณ์ทั้ง 2 นี้

ฮับ (Hub)

Hub จะส่งข้อมูลไปให้ทุกๆ พอร์ตพร้อมกัน เช่น Hub 5 พอร์ต เมื่อพอร์ตที่ 1 จะส่งข้อมูลไปยังพอร์ตที่ 5   Hub จะส่งข้อมูลจากพอร์ตที่ 1 ในลักษณะกระจายไปยังพอร์ตที่ 2,3,4,5 พร้อมกัน   เมื่อพอร์ตอื่นๆ ได้รับข้อมูลและเห็นว่าไม่ใช่ข้อมูลของตัวเองก็จะไม่สนใจข้อมูลนั้น ส่วนพอร์ตที่ 5 จะรับข้อมูลไว้เพียงพอร์ตเดียวและประมวลผลโต้ตอบกัน

การส่งข้อมูลของ Hub แบบนี้จะทำให้ปริมาณข้อมูลที่ไหลเวียนในระบบเน็ตเวิร์คมีมากมายและไม่ได้ใช้ประโยชน์ทำให้ระบบเน็ตเวิร์คช้า  นอกจากนั้น Hub จะไม่สามารถส่งข้อมูลพร้อมๆ กันได้ เช่น  พอร์ตที่ 1 ต้องการส่งข้อมูลไปหาพอร์ตที่ 5 ถึงแม้จะไม่เกี่ยวข้องกับพอร์ตที่ 2-4 แต่พอร์ตที่ 2-4 ก็ต้องหยุดรอให้พอร์ตที่ 1 กับพอร์ตที่ 5 ส่งข้อมูลกันเสร็จเสียก่อน   ดังนั้นในช่วงเวลาหนึ่งจะมีการส่งข้อมูลถึงกันเพียงการเชื่อมต่อเดียวเท่านั้น   ก่อนการส่งข้อมูลทุกครั้ง Hub จะต้องตรวจสอบก่อนว่าระบบว่างอยู่หรือไม่  ถ้าการตรวจสอบเกิดผิดพลาดและมีการส่งข้อมูลพร้อมกันข้อมูลจะชนกันต้องทำการส่งใหม่   ดังนั้นการใช้ Hub ในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จำนวนมากจะยิ่งทำให้ระบบเน็ตเวิร์คนั้นช้าลงอย่างมาก

รูปข้างล่างนี้แสดงตัวอย่างการใช้ Hub ขนาด 5 พอร์ตในการเชื่อมต่อ PLC 2 ตัว และไดร์ฟ 3 ตัว ในเครือข่าย Ethernet/IP จากรูปจะเห็นว่า PLC1 จะส่งข้อมูล Data1 ไปให้ Drive2 แต่จะเห็นว่าข้อมูลจะถูกส่งไปให้ Drive ตัวอื่นด้วย รวมทั้ง PLC2 แต่พวกมันจะไม่สนใจข้อมูลเหล่านั้น

สวิทช์ (Switch)

เมื่อ Switch จะส่งข้อมูลมันจะตรวจสอบก่อนว่าปลายทางเชื่อมต่อกับพอร์ตใด มันก็ส่งข้อมูลไปยังพอร์ตนั้นโดยตรง ไม่ต้องส่งกระจายเหมือน Hub ทำให้ปริมาณข้อมูลไม่มากเกินไปทำงานได้ไวไม่มีข้อมูลที่ไม่ได้ใช้ประโยชน์ส่งไปให้พอร์ตอื่น ๆ     เวลาที่ Switch จะส่งข้อมูลมันจะสร้างวงจรส่งเข้าหากันเฉพาะพอร์ตที่ต้องการเท่านั้น เช่น พอร์ตที่ 1 ต้องการติดกับพอร์ตที่ 5 ก็สามารถทำได้อย่างอิสระ โดยที่พอร์ตอื่น ๆ ก็ยังส่งข้อมูลหากันได้โดยไม่ต้องรอให้พอร์ตที่ 1 กับ พอร์ตที่ 5 ทำงานเสร็จก่อน

รูปข้างล่างนี้แสดงตัวอย่างการใช้ Switch จากรูปจะเห็นว่า PLC1 จะส่งข้อมูล Data1 ไปให้ Drive2 และในขณะเดียวกัน PLC2 จะส่งข้อมูล Data2 ไปยัง Drive1 ได้ในเวลาเดียวกัน

สรุปความแตกต่างระหว่าง Hub กับ Switch

สิ่งที่แตกต่างข้อแรกคงเป็นเรื่องของราคาเพราะ Hub มีราคาถูกกว่า Switch ค่อนข้างมากแต่มันก็แลกมากับขีดความสามารถที่ต่างกัน  อย่างที่เราทราบ Hub จะส่งข้อมูลที่เข้ามาไปยังทุกๆ พอร์ตของ Hub ยกเว้นพอร์ตที่รับข้อมูลเข้ามา ในขณะที่ Switch จะทำรับรู้อุปกรณ์ที่ต่อกับพอร์ตต่างๆ ทำให้ Switch สามารถส่งข้อมูลไปยังพอร์ตที่มีอุปกรณ์ปลายทางอยู่เท่านั้น ไม่ส่งไปทุกๆ พอร์ตเหมือนกับ Hub   ซึ่งส่งผลให้ปริมาณข้อมูลภายในระบบเครือข่ายไม่มากเกินความจำเป็น

Switch จะมีอยู่ 2 ประเภท คือ Managed Switch และ Unmanaged Switch โดย Managed Switch จะมีคุณสมบัติพิเศษที่สามารถบริหารจัดการ เช่น การจัดการด้าน VLAN, Port trunking, Port security และ Port mirroring เป็นต้น

Industrial Switch กับ Commercial Switch ต่างกันอย่างไร

เมื่อเราเข้าใจความแตกต่างระหว่าง Hub กับ Switch กันไปแล้ว ต่อไปเราจะกล่าวถึงความแตกต่างระหว่าง Industrial Ethernet Switch กับ Commercial Ethernet Switch โดยปกติแล้ว Industrial Switch ได้รับการออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า ในขณะที่ Switch สำหรับงาน IT (Commercial switch) ได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานใน Data center และ Server room เป็นต้น และมีอายุการใช้งานที่สั้นกว่า  ข้อมูลข้างล่างนี้เป็นคุณสมบัติที่ Industrial switch ต่างจาก Commercial switch อย่างชัดเจน

สภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
Industrial switch มีความสามารถต้านทานการรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีกว่า ทำให้สามารถใช้งานในพื้นที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้ารบกวนได้ยาวนานและไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษา

สภาพแวดล้อมทางกล
Industrial switch สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมทางกลที่รุนแรงได้ดีกว่า เช่น การสั้นสะเทือน การกระแทก ฝุ่นละออง เป็นต้น

สภาพอากาศ
Industrial switch เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศที่แย่ เช่น อุณหภูมิ และความชื้น ที่สูงกว่าสภาวะทั่วไป

แรงดันไฟฟ้า
Industrial switch จะมีช่วงแรงดันไฟฟ้าใช้งานที่กว้างกว่า ซึ่งส่วนใหญ่ Commercial switch จะใช้แรงดันไฟสูงกว่า เช่น 220VAC

การติดตั้ง
Industrial switch สามารถติดตั้งบนราง DIN และ racks ได้ ส่วน Commercial switch จะติดตั้งบน rack และตั้งโต๊ะ

ระบบระบายความร้อน
โดยปกติ Industrial switch จะไม่มีพักลมระบายความร้อน ในขณะที่ Commercial switch จะใช้พัดลมในการระบายความร้อน

กล่าวโดยสรุป Industrial Ethernet Switch มีคุณสมบัติที่เหมาะสำหรับการใช้งานกับระบบควบคุมทางอุตสาหกรรมและเป็นโซลูชันที่คุ้มค่าที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมในโรงงานอุตสาหกรรม  และการบำรุงรักษาต่ำ