Computer  Network


3901-2004

หน้าแรก ll หน่วยที่ 1 ll หน่วยที่ 2 ll หน่วยที่ 3 ll หน่วยที่ 4 ll หน่วยที่ 5 ll หน่วยที่ 6 ll หน่วยที่ 7 ll หน่วยที่ 8 ll

หน่วยที่ 3 การเชื่อมต่อเครือข่าย
     การนำเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องมาทำการเชื่อมต่อกันเป็นระบบเครือข่ายนั้น จะต้องมีการศึกษาถึงรูปแบบ โครงสร้าง และการจัดวางอุปกรณ
์ต่างๆในระบบเครือข่าย เพื่อทำให้การใช้งานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั้นเกิดประโยชน์และมีประสิทธิภาพในการใช้งานสูงสุด

รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย (Line Configuration)
     หมายถึง การสร้างเส้นทางการสื่อสารเพื่อส่งข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์หนึ่ง แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ คือ
1. รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบจุดต่อจุด (peer- to-peer)
     เป็นการเชื่อมต่อแบบพื้นฐาน โดยต่อจากอุปกรณ์รับหรือส่ง 2 ชุด ใช้สายสื่อสารเพียงสายเดียวมีความยาวของสายไม่จำกัด เชื่อมต่อสายสื่อสาร
ไว้ตลอดเวลา (Lease Line) ซึ่งสายส่งอาจจะเป็นชนิดสายส่งทางเดียว (Simplex) สายส่งกึ่งทางคู่ (Half-duplex) หรือสายส่งทางคู่แบบสมบูรณ์
(Full-duplex) ก็ได้ และสามารถส่งสัญญาณข้อมูลได้ทั้งแบบซิงโครนัสหรือแบบอซิงโครนัส การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดมีได้หลายลักษณะ
ซึ่งการเชื่อมด้วยวิธีนี้จะมีคุณสมบัติ 3 ประการ ที่สำคัญ ดังนี้

1. เนื่องจากเป็นการเชื่อมต่อกันแบบโดยตรงระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่อง แบนด์วิดธ์บนสายสื่อสารที่ใช้งานระหว่างกันจะสามารถใช้งานได้
อย่างเต็มที่ โดยไม่มีโหนดอื่น ๆ เข้ามาแชร์การใช้งาน

2. มีความยืดหยุ่นในส่วนของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ใช้สื่อสารกัน รวมถึงรูปแบบของแพ็กเก็ตข้อมูล

3. มีความปลอดภัย และความเป็นส่วนตัวในข้อมูลที่สื่อสารกัน เนื่องจากช่องทางการสื่อสารที่ใช้สื่อสารกันไม่มีการแชร์เพื่อใช้งานร่วมกับโหนดอื่น ๆ

ข้อเสียที่เห็นได้ชัดของการเชื่อมแบบจุดต่อจุดคือ จะส่งผกระทบต่อค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น เมื่อมีอัตราการเพิ่มจำวนคอมพิวเตอร์บนเครือข่าย โดยหากมีการเพิ่มจำนวนคอมพิวเตอร์เพิ่มอีกหนึ่งเครื่องบน Location 1 จะต้องเพิ่มสายจากเดิมที่มีอยู่ 10 เส้น เป็น 15 เส้น นั่นหมายถึง หากมีการเพิ่มจำนวน N เครื่องเข้าไป จำนวนสายที่ต้องโยงก็จะเพิ่มขึ้นใหม่เป็น N – 1 นั่นเอง

 

2. การเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multi Point)
     เนื่องจากค่าเช่าช่องทางในการส่งผ่านข้อมูลต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดนั้นสิ้นเปลืองสายสื่อสารมาก การส่งข้อมูลไม่ได้ใช้งาน
ตลอดเวลา จึงมีแนวความคิดที่จะใช้สายสื่อสารเพียงสายเดียวแต่เชื่อมต่อกับหลายๆ จุดซึ่งทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้มากกว่า ลักษณะการเชื่อมต่อ
แบบหลายจุดแสดงให้เห็นได้
     การเชื่อมต่อแบบหลายจุดแต่จุดจะมีบัฟเฟอร์ (Buffer) ซึ่งเป็นที่พักเก็บข้อมูลชั่วคราวก่อนทำการส่ง โดยบัฟเฟอร์จะรับข้อมูลมาเก็บเรื่อย ๆ จนเต็มบัฟเฟอร์ ข้อมูลจะถูกส่งทันทีหรือเมื่อมีคำสั่งให้ส่ง เพื่อใช้สายสื่อสารให้เต็มประสิทธิภาพในการส่งแต่ละครั้ง และช่วงใดที่ว่างก็สามารถให้ผู้อื่น
ส่งได้ การเชื่อมต่อแบบนี้จะเหมาะกับการสื่อสารที่มีขนาดไม่ใหญ่มากนัก และเป็นข้อมูลที่ไม่ต่อเนื่อง แต่อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าการสื่อสารข้อมูล
โดยวิธีการเชื่อมต่อแบบหลายจุดจะประหยัดค่าใช้จ่ายและใช้ระบบสื่อสารได้ค่อนข้างเต็มประสิทธิภาพ แต่ก็มีข้อจำกัดหลายประการดังต่อไปนี้

  • ประสิทธิภาพของเครื่องและซอฟต์แวร์ที่ใช้สื่อสารข้อมูล
  • ปริมาณการส่งผ่านข้อมูลที่เกิดขึ้นจากสถานีส่งและรับข้อมูล
  • ความเร็วของช่องทางการส่งผ่านข้อมูลที่ใช้
  • ข้อจำกัดที่ออกโดยองค์การที่ควบคุมการสื่อสารของแต่ละประเทศ

โครงสร้างการเชื่อมต่อเครือข่ืาย (Network Topology)
     หมายถึง ลักษณะหรือรูปทรงในการเชื่อมต่ออุปกรณ์การสื่อสารต่าง ๆ ในเครือข่าย แบ่งออกเป็นลักษณะต่าง ๆ ดังนี้
1) แบบดาว (Star Network)
ลักษณะการเชื่อมต่อของโครงสร้างแบบสตาร์จะคล้าย ๆ กับดาวกระจายคือมีอุปกรณ์ประเภท Hub หรือ Switch เป็นศูนย์กลางการเชื่อมต่อเป็นเครือข่าย
ที่คอมพิวเตอร์ทุกตัวและอุปกรณ์อื่นเชื่อมกับโฮสต์คอมพิวเตอร์ที่อยู่ และการสื่อสารทั้งหมดระหว่างอุปกรณ์ต่างๆภายในเครือข่ายต้องผ่านโฮสต์คอมพิวเตอร์
เนื่องจากโฮสต์คอมพิวเตอร์เป็นตัวควบคุมอุปกรณ์อื่นทั้งหมดในเครือข่าย เครือข่ายแบบดาวเหมาะสำหรับการประมวลผลที่มีลักษณะรวมศูนย์
เวลาที่มีสายเส้นใดเส้นหนึ่งหลุดหรือเสียก็จะไม่มีผลต่อการทำงานของระบบโดยรวมแต่อย่างใดอย่างไรก็ตามข้อจำกัดของแบบนี้ คือ หากใช้โฮสต์คอมพิวเตอร์ก็จะทำให้ระบบทั้งหมดทำงานไม่ได้

นอกจากนี้หากต้องการเพิ่มเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าไปในเครือข่ายก็สามารถทำได้ทันทีโดยไม่ต้องหยุดการทำงานของเครือข่ายก่อน การต่อแบบสตาร์นี้เป็นแบบที่นิยมมากในปัจจุบัน เนื่องจากราคาอุปกรณ์ที่มาใช้เป็นศูนย์กลางอย่าง Hub หรือ Switch ลดลงมากในขณะที่ประสิทธิภาพหรือความเร็วเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนปัจจุบันได้ความเร็วถึงระดับของกิกาบิต ( 1,000 Mbps) แล้ว



Star      star   star


2) แบบบัส (Bus Network)
เป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์โดยใช้สายวงจรเดียว ซึ่งอาจจะเป็นสายเกลียวคู่สายโคแอกเชียล หรือ สายใยแก้วก็ได้ สัญญาณสามารถสื่อสารได้ 2 ทางใน
เครือข่ายโดยมีซอฟต์แวร์คอยช่วยแยกว่าอุปกรณ์ใดจะเป็นตัวรับข้อมูล หากมีคอมพิวเตอร์ตัวใดในระบบล้มเหลวจะไม่มีผล ต่อคอมพิวเตอร์อื่น อย่างไรก็ตามช่องทางในระบบเครือข่ายแบบนี้สามารถจัดการรับข้อมูลได้ครั้งละ 1 ชุดเท่านั้น ดังนั้นจึงเกิดปัญหาการจราจรของข้อมูลได้ในกรณี
ที่มีผู้ต้องการใช้งานพร้อมกัน โทโปโลจีแบบนี้นิยมใช้ในวงแลน
     นอกจากนี้การขยายระบบของเครือข่ายก็สามารถกระทำได้ง่าย เพราะเพียงแต่นำอุปกรณ์ใหม่มาต่อพ่วงกับบัสเท่านั้นก็สามารถเชื่อมโยงกับเครือข่าย
ได้ทันที และประการสำคัญหากเครื่องลูกข่ายภายในระบบตัวใดตัวหนึ่งเกิดมีปัญหาไม่สามารถเชื่อมโยงกับเครือข่ายได้ในขณะนั้น ก็จะไม่ทำให้ทั้ง
ระบบหยุดชะงักหรือขาดการติดต่อสื่อสารลงไปทั้งระบบ สถานีแต่ละสถานีไม่มีปัญหายังคงติดต่อสื่อสารภายในระบบกันได้อย่างไม่มีปัญหา

bus   bus   bus



3) แบบวงแหวน (Ring Network)
โครงสร้างแบบนี้คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์จะถูกเชื่อมต่อเข้ากับสายเคเบิลเส้นเดียวเป็นวงแหวนคอมพิวเตอร์ทุกตัวเชื่อมโยงเป็นวงจรปิดทำให้การส่งข้อมูล
จากคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งโดยเดินทางไปในทิศทางเดียวกันตลอดโดยผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ถัดกันไปเป็นทอด ๆ การส่งข้อมูลจะใช้
้ทิศทางเดียวถ้าแอดเดรสของมันไม่ตรงกับผู้รับตามที่เครื่องต้นระบุมา มันก็จะส่งผ่านไปยังเครื่องถัดไป จนกว่าจะถึงเครื่องปลายคือตรงกับใครเครื่องนั้น
ก็รับไม่ส่งต่อ คอมพิวเตอร์แต่ละตัวทำงานโดยอิสระ หากมีตัวใด ตัวหนึ่งเสียระบบการสื่อสารในเครือข่ายได้รับการกระทบกระเทือน ยกเว้นจะมีวงแหวน
คู่ในการรับส่งข้อมูลในทิศทางต่างๆ กัน เพื่อเป็นเส้นทางสำรองในการป้องกันไม่ให้เครือข่ายหยุดทำงานโดยสิ้นเชิง
     โครงสร้างแบบนี้มีข้อเสียคล้าย ๆ กับแบบบัส คือเมื่อสายเคเบิลช่วงใดช่วงหนึ่งขาดจะทำให้ทั้งระบบใช้งานไม่ได้ อย่างไรก็ตามเครือข่ายแบบวงแหวน
มักใช้สายเคเบิลที่มีวงแหวนสำรองที่สามารถส่งข้อมูลในทิศทางกลับกัน เพื่อเป็นเส้นทางสำรองในกรณีที่เครือข่ายมีปัญหา ซึ่งราคาแพงพอสมควร นอกจากนี้การเพิ่มเครื่องเข้าไปในเครือข่ายจะต้องปิดการทำงานของระบบก่อนเช่นเดียวกับแบบบัส เครือข่ายแบบนี้ปัจจุบันยังใช้กันอยู่ โดยเฉพาะในเครือข่ายของผลิตภัณฑ์ในตระกูล IBM ซึ่งโดยมากจะเป็นการเชื่อมต่อเครื่องเมนเฟรมหรือมินิคอมพิวเตอร์

ring   ring  ring


     นอกจากโทโปโลจีทั้ง 3 แบบที่กล่าวข้างต้น อาจจะพบโทโปโลจีแบบอื่นๆ เช่น แบบโครงสร้างลำดับชั้น (Hierarchical Network) ซึ่งมีลักษณะโครงสร้างคล้ายต้นไม้ (Tree) หรือมีแบบผสม (Hybrid) อย่างไรก็ตามโทโปโลจีแต่ละประเภทจะมีข้อดีและ ข้อจำกัดแตกต่างกันผู้พัฒนาระบบจะต้องพิจารณาถึงความเร็ว ความเชื่อถือได้ และความสามารถของเครือข่ายในการทำงาน หรือการแก้ไขข้อบกพร่องในกรณีที่อุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่ง ในระบบมีปัญหาตลอดจนลักษณะทางกายภาพ เช่น ระยะห่างของ node และต้นทุนของทั้งระบบ

hybrid   mesh


ผู้สอน อาจารย์สุจิตรา  สงคราม
แผนกเทคโนโลยีสารสนเทศ
โรงเรียนวิรุณบริหารธุรกิจและเทคโนโลยีเชียงราย