บทที่ 3 : รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายและส่วนประกอบของเครือข่าย ท้องถิ่น (Topologies and LAN Components) Part1
Outline การเชื่อมต่อเครือข่าย (Line Configuration) รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย (Topologies) 2
การเชื่อมต่อเครือข่าย (Line Configuration) หมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์สื่อสารที่สื่อสารไปตามแนวเส้นทาง หรือที่ เรียกว่า “ลิงก์” (Link) ลิงก์หมายถึงเส้นทางการสื่อสารเพื่อถ่ายโอนข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์ หนึ่ง มี 2 รูปแบบ คือ 1) การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) 2) การเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multi-Point/Multi-Drop) 3
การเชื่อมต่อเครือข่าย (Line Configuration) : การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) เป็นการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์สองตัว โดยช่องทางถูกจับจองไว้เพื่อการสื่อสาร ระหว่างสองอุปกรณ์เท่านั้น อาจเป็นระบบใช้สาย หรือไร้สายก็ได้ 4
การเชื่อมต่อเครือข่าย (Line Configuration) : การเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multi-Point/Multi-Drop) มีอุปกรณ์มากกว่าหนึ่งอุปกรณ์ที่สามารถใช้ลิงก์ร่วมกันเพื่อการสื่อสารได้ วิธีการเชื่อมต่อแบบหลายจุดท าให้ประหยัดสายสื่อสารได้ แต่ต้องควบคุมการ รับส่งข้อมูลไม่ให้ชนกันได้ เป็นวิธีการที่ใช้ในเครือข่ายส่วนใหญ่ในปัจจุบัน 5
ร ู ปแบบของระบบเคร ื อข ่ าย Topology
ระบบเครือข่าย (Network System) Network System หมายถึง ระบบที่มีคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้น ไปเชื่อมต่อกันอยู่ ตัวเชื่อมต่อเรียกว่า จุด Node เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกัน
ความส าคัญและประโยชน์ของระบบเครือข่าย ระบบเครือข่าย มีประโยชน์จ าแนกได้ 9 ประโยชน์ 1. สามารถใช้อุปกรณ์ร่วมกันได้ (Peripheral Sharing) 2. การใช้ซอฟต์แวร์ร่วมกัน (Software Sharing) 3. การใช้ข้อมูลร่วมกัน (File Sharing) 4. การสื่อสารระหว่างบุคคล (Electronic communication) 5. ค่าใช้จ่าย (Cost) 6. การบริหารเครือข่าย (Network Management) 7. ระบบรักษาความปลอดภัย (Security System) 8. เสถียรภาพของระบบ (Stability) 9. การส ารองข้อมูล (Back up)
การประมวลผลขอ ้ ม ู ลกบ ั การส ื ่ อสารขอ ้ ม ู ลทางอ ิ เลก ็ ทรอนิกส์ สามารถจ าแนกได้ 3 ประเภท 1. ระบบเครือข่ายแบบรวมศูนย์กลาง (Centrallized Networks) 2. ระบบเครือข่าย (Peer – to -Peer) 3. ระบบเครือข่ายแบบ (Client/Server)
1. ระบบเครือข่ายแบบรวมศูนย์กลาง (Centrallized Networks) เป็น ระบบที่มีเครื่องหลักเพียงเครื่องเดียวที่ใช้ในการประมวลผล มักเป็น เครื่องคอมพิวเตอร์เมนเฟรมประสิทธิภาพสูง ระบบเครือข่ายแบบรวม ศูนย์กลางจะมีราคาสูง
2. ระบบเครือข่าย (Peer – to -Peer)แต่ละสถานีงานบนระบบเครือข่าย จะมี ความเท่าเทียมกันสามารถที่จะแบ่งปันทรัพยากรให้แก่กันและกันได้
3. ระบบเครือข่ายแบบ (Client/Server) เป็นระบบเครือข่ายที่มี ประสิทธิภาพสูง และมีการใช้งานกันอย่างกว้างขวางมากกว่าระบบ เครือข่ายแบบอื่นที่มีในปัจจุบัน
สถาปัตยกรรมของระบบเครือข่าย (Network Architecture) หรือ โทโปโลยี (Topology)
คือลักษณะทาง กายภาพ (ภายนอก) ของเคร ื อข ่ ายซง ึ่หมายถง ึ ล ั กษณะของการเชอ ื่มโยงสายสอ ื่สารเข ้ าก ั บอ ุ ปกรณอ ์ เ ิ ลก ็ ทรอนิกส์ ตา ่ งๆ ภายในเคร ื อข ่ ายดว ้ ยก ั นน่ั นเอง โทโปโลยข ี องเคร ื อข ่ าย แต่ละ แบบมีความเหมาะสมในการใช้งาน แตกต่างกัน จึงมีความจ าเป็นท ี่ เราจะต้องท าการศึกษาลักษณะและคุณสมบัติ ข้อดีและข้อเสียของ โทโปโลยแ ี ตล ่ ะแบบ เพอ ื่นา ไปใช ้ในการ ออกแบบ พจ ิ ารณา เคร ื อข ่ ายใหเ ้ หมาะสมก ั บการใช ้ งาน ร ู ปแบบของโทโปโลยข ี อง เครือข่ายหลักๆ 1. แบบดาว (StarNetwork) 2. แบบวงแหวน (Ring Network) 3. แบบบัส (BusNetwork) 4. แบบผสม (Hybrid Network) สถาปัตยกรรมของระบบเครือข่าย (Network Architecture) หรือ โทโปโลยี (Topology)
ร ู ปแบบของระบบเคร ื อข ่ าย – Mesh – Bus – Star – Tree – Ring
1. แบบดาว (Star Network) เป็ นวิธีการที่นิยมใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ ขนาดเล็กเข้ากับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ (Host Computer) ซึ่งจะใช้ เป็ นเคร ื ่ องศ ู นย ์ กลางและต ่ อสายไปยง ั คอมพว ิ เตอร ์ หร ื อเทอร์มินัล ตามจ ุ ดต ่ างๆแต ่ ละจ ุ ดเปร ี ยบได ้ กบ ั แต ่ ละแฉกของดาว
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Star – ข้อดี • ง่ายต่อการต่ออุปกรณ์และการเดินสาย • สามารถเพิ่มเติมอุปกรณ์ หรือถอดอุปกรณ์ออกได้ง่าย และไม่รบกวนส่วนอื่น • ง่ายต่อการตรวจสอบจุดที่เกิดปัญหา และการแยกอุปกรณ์บางส่วนออกจาก ระบบ – ข้อเสีย • เปลืองสายเคเบิ้ลมากกว่าการต่อแบบ Bus • ถ้า hub หรือ switch ที่เชื่อมอยู่ตรงกลางมีปัญหา จะท าให้ระบบเครือข่ายทั้งหมด มีปัญหาไปด้วย • ค่าใช้จ่ายสูงกว่าการต่อแบบ Bus เนื่องจากจ าเป็นต้องมี Hub หรือ Switch เชื่อม ตรงกลาง
ลกัษณะการเชื่อมต่อจะเป็ นดงัรูป แบบดาว (Star Network)
2. แบบวงแหวน (Ring Network) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ระหว่างจุดโดยต่อเป็นวงแหวน ซึ่งคอมพิวเตอร์ที่ท าหน้าที่เป็นศูนย์กลางก็จะรวมอยู่ด้วย การท างานแต่ละ เครื่องจะท างานของตนเองและการเชื่อมโยงจะท าให้มีการแบ่งงานกันท า และการใช้แอดเดรสของปลายทางเอาไว้เพื่อให้ทราบว่าต้องการส่งไปยัง เครื่องใด ซึ่งข้อมูลที่ส่งจะผ่านๆทุกจุดในวงแหวน ซึ่งหากมีปัญหาขัดข้องที่ สถานนี้ใดก็จะท าให้ทั้งระบบไม่สามารถติดต่อกันได้ เครือข่ายแบบนี้มักใช้ เครื่องมินิคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอมพิวเตอร์
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Ring
รูปแบบวงแหวน (Ring Network)
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Ring – ข ้ อด ี ของระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Ring • การเพ ิ่มเต ิ มขนาดของระบบเคร ื อข ่ าย ส ่ งผลต ่ อประส ิ ทธ ิ ภาพไม ่ มาก • ลดจา นวนตว ั ร ั บและส ่ งสญ ั ญาณลงคร่ึ งน ึ ง (ในกรณี Ring ทางเดียว) • ทุกๆ อ ุ ปกรณ ์ ท ี่เช ื่อมต ่ อจะช ่ วยขยายสญ ั ญาณ ทา ใหส้ ามารถต ่ อเป็ นวงใหญ ่ ได้ – ข ้ อเส ี ยของระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Ring • ประส ิ ทธ ิ ภาพต่า กวา ่ แบบอ ื่น เน ื่องจากตอ ้ งผา ่ นอ ุ ปกรณ ์ หลายตว ั • ถา ้ อ ุ ปกรณ ์ บางตว ั หร ื อสายเคเบ ิ ้ ลชา ร ุ ด จะทา ใหเ ้ คร ื อข ่ ายท ้ ง ั หมดไม ่ สามารถ ใช้การได้ (ในกรณี Ring ทางเดียว)
3. แบบบัส (Bus Network) แบบบัส (Bus Network) มีลักษณะคล้ายแบบวงแหวน แต่ไม่ต่อเป็นวงกลม มีสายสื่อสาร1 สายโดยแต่ละสถานีจะถูกต่อเข้ากับสายโดย ไม่มีตัวใดเป็นตัวควบคุม การส่งข้อมูลระหว่าง 2 สถานีจะท าผ่านทางสายหรือบัสนี้ การต่อแบบนี้ ไม่มีตัวศูนย์กลางควบคุมดังนั้นถ้าหลายๆสถานี ต้องการส่งข้อมูล ในเวลาเดียวกันก็จะท าให้เกิด การชนกันของข้อมูลได้ วิธีแก้ก็คือจะต้องรอจนกว่าสายจะว่างแล้วจึงส่งใหม่ซ ้าอีกครั้งหนึ่ง
ลกัษณะการเช ื่อมต่อจะเป็ นดงัรูปแบบบสั (Bus Network)
ร ะ บ บ เ ค รื อ ข่า ย รู ป แ บ บ Bus
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Bus – ข้อดี • ง่ายต่อการน าอุปกรณ์เชื่อมต่อเข้ากับระบบเครือข่าย • ใช้สายเคเบิลน้อยกว่าการต่อแบบ Star – ข้อเสีย • ระบบเครือข่ายทั้งหมดจะไม่สามารถใช้การได้ ถ้าสายหลักช ารุด • จ าเป็นต้องมี Terminator ที่ปลายทั้ง 2ข้างของสายหลัก เพื่อป้องกัน สัญญาณสะท้อนกลับไปมาภายในสาย • ค้นหาจุดที่เกิดปัญหาได้ยาก ถ้าระบบเครือข่ายทั้งหมดไม่สามารถใช้ การได้
4. แบบผสม (Hybrid Network) แบบผสม (Hybrid Network) เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่ผสมผสานระหว่างรูปแบบ ต่างๆหลายๆแบบเข้าด้วยกันคือจะมีเครือข่ายคอมพิวเตอร์ย่อย ๆ หลาย ๆ เครือข่ายเพื่อให้เกิด ประสิทธิภาพสูงสุดในการท างาน
ล ั กษณะการเช ื่อมต ่ อจะเป็ นด ั งร ู ปแบบผสม (Hybrid Network)
เครือข่ายที่มีหลายโทโพโลยีมาเชื่อมต่อร่วมกัน เรียกว่า ไฮบริด โทโพโลยี (Hybrid Topology) 29 Ring Star Bus Bus Star
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Mesh (Full Mesh)
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Mesh – ข้อดี • ในกรณีสายเคเบิ้ลบางสายช ารุด เครือข่ายทั้งหมดยังสามารถใช้ได้ ท าให้ระบบมีเสถียรภาพสูง นิยมใช้กับเครือข่ายที่ต้องการเสถียรภาพ สูง และเครือข่ายที่มีความส าคัญ – ข้อเสีย • สิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย และสายเคเบิ้ลมากกว่าการต่อแบบอื่นๆ • ยากต่อการติดตั้ง เดินสาย เคลื่อนย้ายปรับเปลี่ยน และบ ารุงรักษา ระบบเครือข่าย
ระบบเคร ื อข่ายรูปแบบ Tree – เป็ นการผสมผสานกนัระหวา่งการต่อแบบ Bus และ Star หร ื อเป็ นการต่อ Star ซ้อน กนัหลายช ้ นั
ระบบเคร ื อข ่ ายร ู ปแบบ Tree – ข้อดี • ในแต่ละส่วนยอ่ยๆ จะต่อถ ึ งกนัแบบ Star ทา ไดร ้ับขอ ้ ด ี ของการต่อแบบ Star มาด้วย – ข้อเสีย • ระยะทางในแต่ละส่วนยอ่ยๆ จะถูกจา กดัโดยชนิดของสาย • ถ้าสายหลักหรือ Hub ตวักลางหลกัเส ี ยระบบเคร ื อข่ายท ้ งัหมดจะไม่สามารถใชก ้ ารได ้ • ยากต่อการติดต ้ งัและเดินสาย