รูปแบบของการเชื่อมโยงเครือข่าย หรือโทโปโลยี
(LAN Topology)
โทโปโลยีคือลักษณะทางกายภาพ (ภายนอก) ของระบบเครือข่าย ซึ่งหมายถึง ลักษณะของการเชื่อมโยงสายสื่อสารเข้ากับอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องคอมพิวเตอร์ ภายในเครือข่ายด้วยกันนั่นเอง โทโปโลยีของเครือข่าย LAN แต่ละแบบมีความเหมาะสมในการใช้งาน แตกต่างกันออกไป การนำไปใช้จึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องทำการศึกษาลักษณะและคุณสมบัติ ข้อดีและข้อเสียของโทโปโลยีแต่ละแบบ เพื่อนำไปใช้ในการออกแบบพิจารณาเครือข่าย ให้เหมาะสมกับการใช้งาน รูปแบบของโทโปโลยี ของเครือข่ายหลัก ๆ มีดังต่อไปนี้
1.โทโปโลยีแบบบัส (BUS)
เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์จะถูกเชื่อมต่อกันโดยผ่ายสายสัญญาณแกนหลัก ที่เรียกว่า BUS หรือ แบ็คโบน (Backbone) คือ สายรับส่งสัญญาณข้อมูลหลัก ใช้เป็นทางเดินข้อมูลของทุกเครื่องภายในระบบเครือข่าย และจะมีสายแยกย่อยออกไปในแต่ละจุด เพื่อเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ซึ่งเรียกว่าโหนด (Node) ข้อมูลจากโหนดผู้ส่งจะถูกส่งเข้าสู่สายบัสในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบไปด้วยข้อมูลของผู้ส่ง, ผู้รับ และข้อมูลที่จะส่ง การสื่อสารภายในสายบัสจะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของ บัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัส จะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ลบล้างสัญญาณที่ส่งมาถึง เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เพื่อเป็นการป้องกันการชนกันของข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัสในขณะนั้น สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่งเมื่อเข้าสู่บัส ข้อมูลจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่า ตำแหน่งปลายทางที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้นตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าตรง ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนด ตน แต่ถ้าไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้
ข้อดี - ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางสายสัญญาณมากนัก สามารถขยายระบบได้ง่าย เสียค่าใช้จ่ายน้อย ซึ่งถือว่าระบบบัสนี้เป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อนมากนัก
ข้อเสีย - อาจเกิดข้อผิดพลาดง่าย เนื่องจากทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ ต่อยู่บนสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ดังนั้นหากมี สัญญาณขาดที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ก็จะทำให้เครื่องบางเครื่อง หรือทั้งหมดในระบบไม่สามารถใช้งานได้ตามไปด้วย - การตรวจหาโหนดเสีย ทำได้ยาก เนื่องจากขณะใดขณะหนึ่ง จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อความ ออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์ค ซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้
2.โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING)
เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย ทั้งเครื่องที่เป็นผู้ให้บริการ( Server) และ เครื่องที่เป็นผู้ขอใช้บริการ(Client) ทุกเครื่องถูกเชื่อมต่อกันเป็นวงกลม ข้อมูลข่าวสารที่ส่งระหว่างกัน จะไหลวนอยู่ในเครือข่ายไปใน ทิศทางเดียวกัน โดยไม่มีจุดปลายหรือเทอร์มิเนเตอร์เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือแต่ละเครื่อง จะมีรีพีตเตอร์ (Repeater) ประจำแต่ละเครื่อง 1 ตัว ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข้อมูลที่จำเป็นต่อการติดต่อสื่อสารเข้าในส่วนหัวของแพ็กเกจที่ส่ง และตรวจสอบข้อมูลจากส่วนหัวของ Packet ที่ส่งมาถึง ว่าเป็นข้อมูลของตนหรือไม่ แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยัง Repeater ของเครื่องถัดไป
ข้อดี - ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้หลาย ๆ เครื่องพร้อม ๆ กัน โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลงในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล Repeaterของแต่ละเครื่องจะทำการตรวจสอบเองว่า ข้อมูลที่ส่งมาให้นั้น เป็นตนเองหรือไม่ - การส่งผ่านข้อมูลในเครือข่ายแบบ RING จะเป็นไปในทิศทางเดียวจากเครื่องสู่เครื่อง จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลที่ส่งออกไป - คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
ข้อเสีย - ถ้ามีเครื่องใดเครื่องหนึ่งในเครือข่ายเสียหาย ข้อมูลจะไม่สามารถส่งผ่านไปยังเครื่องต่อ ๆ ไปได้ และจะทำให้เครือข่ายทั้งเครือข่าย หยุดชะงักได้ - ขณะที่ข้อมูลถูกส่งผ่านแต่ละเครื่อง เวลาส่วนหนึ่งจะสูญเสียไปกับการที่ทุก ๆ Repeater จะต้องทำการตรวจสอบตำแหน่งปลายทางของข้อมูลนั้น ๆ ทุก ข้อมูลที่ส่งผ่านมาถึง
3.โทโปโลยีแบบดาว (STAR)
เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในเครือข่าย จะต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตัวกลางตัวหนึ่งที่เรียกว่า ฮับ (HUB) หรือเครื่อง ๆ หนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อสายสัญญาญที่มาจากเครื่องต่าง ๆ ในเครือข่าย และควบคุมเส้นทางการสื่อสาร ทั้งหมด เมื่อมีเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลไปยังเครื่องอื่น ๆ ที่ต้องการในเครือข่าย เครื่องนั้นก็จะต้องส่งข้อมูลมายัง HUB หรือเครื่องศูนย์กลางก่อน แล้ว HUB ก็จะทำหน้าที่กระจายข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายต่อไป
ข้อดี - การติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำ ได้ง่าย หากมีเครื่องใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์ กลางสามารถตัดเครื่องที่เสียหายนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้เลย โดยไม่มีผลกระทบกับระบบเครือข่าย
ข้อเสีย - เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น เครื่องศูนย์กลาง หรือตัว HUB เอง และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในเครื่องอื่น ๆ ทุกเครื่อง การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้ง จะต้องเกี่ยวเนื่องกับเครื่องอื่นๆ ทั้งระบบ
4.โทโปโลยีแบบ Hybrid
เป็นรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากการผสมผสานกันของโทโปโลยีแบบ STAR , BUS , RING เข้าด้วยกัน เพื่อเป็นการลดข้อเสียของรูปแบบที่กล่าวมา และเพิ่มข้อดี ขึ้นมา มักจะนำมาใช้กับระบบ WAN (Wide Area Network) มาก ซึ่งการเชื่อมต่อกันของแต่ละรูปแบบนั้น ต้องใช้ตัวเชื่อมสัญญาญเข้ามาเป็นตัวเชื่อม ตัวนั้นก็คือ Router เป็นตัวเชื่อมการติดต่อกัน
5.โทโปโลยีแบบ MESH
เป็นรูปแบบที่ถือว่า สามารถป้องกันการผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นกับระบบได้ดีที่สุด เป็นรูปแบบที่ใช้วิธีการเดินสายของแต่เครื่อง ไปเชื่อมการติดต่อกับทุกเครื่องในระบบเครือข่าย คือเครื่องทุกเครื่องในระบบเครือข่ายนี้ ต้องมีสายไปเชื่อมกับทุก ๆ เครื่อง ระบบนี้ยากต่อการเดินสายและมีราคาแพง จึงมีค่อยมีผู้นิยมมากนัก
ประเภทของระบบเครือข่าย Lan ซึ่งแบ่งตามลักษณะการทำงานในการแบ่งรูปแบบการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย Lan นั้น สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่การเชื่อมต่อแบบ Peer - To - Peer และแบบ Client / Server
1. แบบ Peer - to - Peer เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ละเครื่อง จะสามารถแบ่งทรัพยากรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟล์หรือเครื่องพิมพ์ซึ่งกันและกันภายในเครือข่ายได้ เครื่องแต่ละเครื่องจะทำงานในลักษณะทีทัดเทียมกัน ไม่มีเครื่องใดเครื่องเครื่องหนึ่งเป็นเครื่องหลักเหมือนแบบ Client / Server แต่ก็ยังคงคุณสมบัติพื้นฐานของระบบเครือข่ายไว้เหมือนเดิม การเชื่อต่อแบบนี้มักทำในระบบที่มีขนาดเล็กๆ เช่น หน่วยงานขนาดเล็กที่มีเครื่องใช้ไม่เกิน 10 เครื่อง การเชื่อมต่อแบบนี้มีจุดอ่อนในเรื่องของระบบรักษาความปลอดภัย แต่ถ้าเป็นเครือข่ายขนาดเล็ก และเป็นงานที่ไม่มีข้อมูลที่เป็นความลับมากนัก เครือข่ายแบบนี้ ก็เป็นรูปแบบที่น่าเลือกนำมาใช้ได้เป็นอย่างดี
2. แบบ client-server เป็นระบบที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีฐานะการทำงานที่เหมือน ๆ กัน เท่าเทียมกันภายในระบบ เครือข่าย แต่จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง ที่ทำหน้าที่เป็นเครื่อง Server ที่ทำหน้าที่ให้บริการทรัพยากรต่าง ๆ ให้กับ เครื่อง Client หรือเครื่องที่ขอใช้บริการ ซึ่งอาจจะต้องเป็นเครื่องที่มีประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูง ถึงจะทำให้การให้บริการมีประสิทธิภาพตามไปด้วย ข้อดีของระบบเครือข่าย Client - Server เป็นระบบที่มีการรักษาความปลอดภัยสูงกว่า ระบบแบบ Peer To Peer เพราะว่าการจัดการในด้านรักษาความปลอดภัยนั้น จะทำกันบนเครื่อง Server เพียงเครื่องเดียว ทำให้ดูแลรักษาง่าย และสะดวก มีการกำหนดสิทธิการเข้าใช้ทรัพยากรต่าง ๆให้กับเครื่องผู้ขอใช้บริการ หรือเครื่อง Client
ประเภทของระบบเครือข่ายมีอีกรูปแบบหนึ่งที่กำลังเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ก็คือ การเชื่อมต่อแลนแบบไร้สาย Wireless Lan แลนไร้สาย WLAN เป็นเทคโนโลยีที่นำมาใช้ได้อย่างกว้างขวาง เหมาะที่จะใช้ได้ทั้งเครื่องพีซีตั้งโต๊ะธรรมดา และเครื่อง NoteBook ซึ่งการส่งสัญญาณติดต่อกันนั้น จะใช้สัญญาณวิทยุเป็นพาหะ ดังนั้นความเร็วในการส่งข้อมูลก็จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับระยะทาง ระยะทางยิ่งไกล ความเร็วในการส่งข้อมูลก็ทำให้ช้าลงไปด้วย แลนไร้สายเหมาะที่จะนำมาใช้กับงานที่ต้องการความคล่องตัวในการปฏิบัติงาน อย่างเช่นพวก เครื่อง NoteBook เพียงแต่มีอินเตอร็เฟสแลนแบบไร้สาย ก็สามารถเคลื่อนที่ไปที่ใดก็ได้ภายในของเขตของระยะทางที่กำหนด อย่างเช่นภายในตึกได้ทั่วตึกเลยที่เดียว จุดเด่น ๆ ของ Wireless Lan มีดังนี้ - การเคลื่อนที่ทำได้สะดวก สามารถใช้ระบบแลนจากที่ใดก็ได้ และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้แบบ Real Time ได้อีกด้วย - การติดตั้งใช้งานง่าย และรวดเร็ว ไม่ต้องเดินสายสัญญาณให้ยุ่งยาก - การติดตั้งและการขยายระบบ ทำได้อย่างกว้างขวาง เพราะสามารถขยายไปติดตั้งใช้งาน ในพื้นที่ ที่สายสัญญาณเข้าไม่ถึง - เสียค่าใช้จ่ายลดน้อยลง เพราะว่าในปัจจุบันการส่งสัญญาณของ Wireless Lan ทำได้ไกลมากยิ่งขึ้น สามารถส่งได้ไกลกว่า 10 กม. ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในส่วนของการเช้าสายสัญญาณลงไปได้เป็นอย่างมาก - มีความยืดหยุ่นในการใช้งานและการติดตั้ง สามารถปรับแต่งระบบให้ใช้ได้กับทุก Topology เลยทีเดียว การปรับแต่งทำได้ง่าย ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งเครือข่าย การติดตั้ง Application ต่าง ทำได้โดยง่ายมาตราฐานของ Wireless Lan นั้นตามมาตรฐานสากล 802.11 มีอัตราการส่งสัญญาณข้อมูลได้สูงสุด 11 เมกะบิตต่อวินาที ระยะทางการรับส่งสัญญาณขึ้นอยู่กับผู้ผลิตว่าออกแบบมาอย่างไร ถ้าเป็นการใช้ภายในอาคารสถานที่ ก็จะใช้สายอากาศแบบทุกทิศทาง จะได้ระยะทางประมาณ 50 เมตร แต่ถ้าเป็นการใช้กันแบบจุดต่อจุดหรือนอกสถานที่ ก็จะมีการออกแบบให้ใช้สายอากาศแบบกำหนดทิศทาง ให้ได้ระยะทางมากกว่า 10 กม.ได้
Lan Protocol - EthernetEthernet เป็นโปรโตคอลของระบบ lan ตามมาตราฐานหนึ่งของ IEEE ซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 3 มาตรฐานหลัก ๆ คือ ARCnet , Token Ring และ Ethernet ซึ่งคุณสมบัติ ข้อกำหนด ขีดจำกัด ลักษณะการใช้งาน อุปกรณ์ที่ใช้ และ การใช้ Topology ก็จะแตกต่างกันออกไป ดังแสดงตามตารางดังนี้
| มาตรฐาน | ความเร็วการรับส่งข้อมูล | ชนิดของสายสัญญาณ | รูปแบบของ Topology |
| ARCnet | 2.5 Mbps | Coaxial , UTP | Star , Bus |
| Token Ring | 4 หรือ 16 Mbps | UTP , STP | Ring , Star |
| Ethernet | 10 Mbps | Coaxial , UTP | Bus , Star |
ซึ่งในที่นี้เราจะกล่าวถึงเฉพาะโปรโตคอล Ethernet เท่านั้น ซึ่งโปรโตคอลของ Ethernet นี้ จะอยู่ในมาตรฐานของ IEEE 802.3 โดยได้รับการออกแบบโดย Xerox ในปี 1970 เป็นเทคโนโลยีในการรับส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 10 Mbps แต่ในในปัจจุบันนี้ได้มีเทคโนโลยีความเร็วที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเรียกว่า Fast Ethernet และ Gigabit Ethernet ดังนี้
| ETHERNET |
| อัตราความเร็ว 10 Mbps | อัตราความเร็ว 100 Mbps | อัตราความเร็ว 1000 Mbps | อัตราความเร็ว 10 Gbps |
| บางทีจะเรียกว่า ......... ตามมาตรฐาน IEEE 802.3 | ซึ่งเรียกว่า Fast Ethernet system ตามมาตรฐาน IEEE 802.3u | ซึ่งเรียกว่า Gigabit Ethernet system ตามมาตรฐาน IEEE 802.3z/802.3ab | ซึ่งเรืยกว่า Gigabit Ethernet system ตามมาตรฐาน IEEE 802.3ae |
ซึ่งเทคโนโลยีความเร็วดังที่กล่าวมานี้ จะตั้งอยู่บนมาตรฐาน ของ Ethernet แบบเดียวกัน คือ สายที่สามารถใช้ได้ ก็จะเป็นพวกสาย โคแอคเชียล ( Coaxial Cable ) สายแบบ เกลียวคู่ ( Twisted Pair Cable - UTP ) และสายแบบ ใยแก้วนำแสง ( Fiber Optic Cable ) ส่วนโทโปโลยี ที่ใช้ก็จะอยู่ในรูปแบบของ BUS กับ Ring เสียเป็นส่วนใหญ่
จากระบบเครือข่ายแบบ Ethernet ที่กล่าวมาทั้งหมด จะมีจุดสำคัญอยู่ที่ ได้นำเอาคุณสมบัติดังที่กล่าวมา มาใช้ มาเชื่อมต่อให้อยู่ในรูปแบบ ที่ต้องการใช้ตามมาตรฐานของ Ethernet ซึ่งจะมีมาตรฐานการเชื่อมต่ออยู่ด้วยกันหลายแบบ มาตรฐานในการเชื่อมต่อ อย่างเช่น 10base2 , 10base5 , 10baseT , 10baseFL , 100baseTX , 100baseT4 และ 100baseFX ซึ่งมาตรฐานรูปแบบนี้ จะขึ้นอยู่กับ ความเร็วในการรับส่งข้อมูล อุปกรณ์ที่ใช้ และ ระยะทางที่สามารถส่งได้ อย่างเช่น 10base2 เป็นมาตรฐานที่ใช้ความเร็ว 10 Mbps ใช้สายแบบ Coaxial แบบบางหรือ เรียกว่า thin Ethernet รูปแบบการเชื่อมต่อ (Topology) เป็นแบบ BUS ระยะทางในการรับส่งข้อมูลประมาณ 185-200 เมตร เป็นต้น
| ETHERNET |
มาตรฐาน
การเชื่อมต่อ | อัตราความเร็ว
การรับส่งข้อมูล | ระยะความยาว
ในการรับส่งข้อมูล | Topology
ที่ใช้ | สายที่ใช้ Cable | ชื่อเรียก |
| 10base2 | 10 Mbps | 185 - 200 เมตร | BUS | Thin Coaxial | Thin Ethernet หรือ Cheapernet |
| 10base5 | 10 Mbps | 500 เมตร | | Thick Coaxial | Thick Ethernet |
| 10baseT | 10 Mbps | 100 เมตร | STAR | Twisted Pair (UTP) | |
| 10baseF | 10 Mbps | 2000 เมตร | | Fiber Optic | |
| 100baseT | 100 Mbps | ......... เมตร | | Twisted Pair (UTP) | Fast Ethernet |
ขอบคุณแหล่งข้อมูลจาก : http://www.yupparaj.ac.th
Share this
