Data Communication and Network

MAC Layer/Data Link Layer
สําหรับ Wi-Fi แล้วการทาํ งานของ MAC (Media Access Controller) จะเป็ นแบบคอนเท็นชัน
(Contention) กล่าวคือ ไคลเอนทท์ ีตอ้ งการส่งขอ้ มูลผา่ นแอ็คเซสพอยต์ (AP) จะตอ้ งแขง่ กนั เพือให้ไดร้ ับ
การอนุญาตจากแอ็คเซสพอยต์นันก่อน ซึงบางครังทาํ ให้ไคลเอนทท์ ีอยู่ห่างไกลจากแอ็คเซสพอยตอ์ าจ
ไม่ได้ได้รับความเป็ นธรรมเท่ากบั ไคลเอนท์ทีอยู่ใกล้กับแอ็คเซสพอยต์ ซึงส่งผลกระทบกบั บริการ
อย่างเช่น VoIP (Voice over IP) หรือ IPTV ซึงเป็ นบริการทีตอ้ งการระดบั QoS (Quality of Service) ใน
ระดบั สูงส่งผลใหส้ ัญญาณเสียง หรือภาพขาดหายเป็นช่วง ๆ

แตส่ ําหรับ IEEE 802.16 MAC จะให้ Scheduling Algorithm ซึงไคลเอนทจ์ ะแข่งขนั การเชือมต่อ
เพียงแค่ครังแรกครังเดียว หลงั จากนันก็จะไดร้ ับช่องเวลาการเชือมต่อจากสถานีฐาน ช่วงเวลานีอาจถูก
ขยายให้นานขึนหรืออาจลดให้สันลงได้ ดงั นัน จึงทาํ ให้การเชือมต่อของ WiMAX นันค่อนขา้ งมนั คง
มากกว่าของ Wi-Fi นอกจากนนั สถานีฐานยงั สามารถควบคุมการให้ระดบั บริการ QoS โดยการควบคุม
ขนาดของช่วงเวลาทีกาํ หนดใหแ้ ตล่ ะไคลเอนทน์ นั เอง

Physical Layer
มาตรฐาน IEEE 802.16 WiMAX ดงั เดิมนนั กาํ หนดใหค้ ลืนความถีในช่วง 10-66 GHz แตส่ าํ หรับ
มาตรฐานยอ่ ย IEEE 802.16a ซึงประกาศใชเ้ มือปี ค.ศ. 2004 และมาตรฐาน IEEE 802.16d ซึงประกาศใน
ปี เดียวกนั ไดเ้ พิมช่วงความถี 2-11 GHz เขา้ ไปดว้ ย มาตรฐาน IEEE 802.16e หรืออีกชือหนึง คือ Mobile
WiMAX ซึงประกาศในปี ค.ศ. 2005 ซึงใช้เทคนิค Saleable OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing) ซึงต่างจากมาตรฐาน IEEE 802.16d ซึงใช้เทคนิค OFDM ธรรมดาทีใช้ 256 Sub Carrier
นอกจากนี IEEE 802.16e ยงั รองรับการรับส่งสัญญาณแบบใช้เสาอากาศหลายเสาทีเรียกว่า MIMO
(Multiple Input Multiple Output) ซึงจะช่วยเพิมระยะทาง การติดตงั ดว้ ยตนเอง ปริมาณกาํ ลงั ไฟฟ้าทีใช้
และการกลบั มาใชช้ ่วงความถีเดิมซึงเป็ นการเพิมแบนดว์ ดิ ธ์

มาตรฐานทีไดร้ ับความนิยมคือ IEEE 802.16d และ IEEE 802.16e เนืองจากคลืนความถีทีตาํ กว่า
จะทําให้การส่งสัญญาณสู ญเสี ยกําลังสัญญาณน้อยกว่า ซึงทําให้ได้ระยะทางเพิมมากขึน และ
ความสามารถในการแทรกทะลุอาคารไดด้ ีกวา่ ปัจจุบนั อุปกรณ์เครือข่ายทีใชท้ วั โลกทีใชใ้ นเชิงพาณิชยน์ นั
ไดร้ ับใบรับรองมาตรฐานจาก WiMAX ซึงเป็นมาตรฐาน IEEE 802.16d

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 400

10.4 คลืนความถรี ะบบโทรศัพท์มือถือ (Mobile Phone Frequency Wave)

GSM เป็ นระบบโทรศพั ท์เคลือนทีซึงหมายความว่า โทรศพั ท์มือถือจะเชือมต่อเขา้ กบั เครือข่าย
โดยเริมจากการคน้ หาเซลล์ทีอยูใ่ นบริเวณนนั GSP ทาํ งานใน 4 แถบความถีของคลืนวิทยุ โดยส่วนใหญ่
จะใช้แถบคลืนความถีที 900 MHz หรือ 1800 MHz บางประเทศในทวีปอเมริกา ซึงรวมถึงสหรัฐฯ
แคนาดา จะใช้แถบคลืนความถีที 850 MHz และ 1900 MHz ดว้ ย เนืองจากแถบความถี 900 MHz และ
1800 MHz ไดใ้ ห้สัมปทานไปใช้กบั ระบบอืนแล้ว มีบางประเทศแต่น้อยมากทีมีการอนุญาตให้ใช้แถบ
ความถี 400 MHz และ 450 MHz เช่นประเทศในแถบสแกนดิเนเวีย เนืองจากแถบความถีนีจะใช้ใน
ยคุ แรก ๆ ของระบบ GSM

แถบความถี 900 MHz สําหรับอพั ลิงค์นันจะใช้ความถี 890-915 MHz ส่วนดาวน์ลิงค์จะใช้ช่วง
ความถี 935-960 MHz ซึงทาํ ให้มีแบนด์วิดธ์ 25 MHz ไดแ้ บ่งออกเป็ น 124 ช่องสัญญาณ โดยแต่ละช่อง
ห่างกนั 200 KHz ในแต่ละช่องสัญญาณนันจะใช้เทคนิค TDM (Time Division Multiplexing) ทาํ ให้ได้
ช่องสัญญาณเสียง 8 ช่องสําหรับ Full-rate หรือ 16 ช่องสาํ หรับ Half rate ในการมลั ติเพล็กซ์นนั จะมีช่อง
เวลาอยู่ 8 ช่อง (Time Slot) ทาํ ให้ไดอ้ ตั ราขอ้ มูลต่อช่องสญั ญาณที 270.833 Kbps และแต่ละเฟรมขอ้ มูลจะ
ใชเ้ วลาส่ง 4.615 ms

สาํ หรับกาํ ลงั ส่งสัญญาณของเครืองโทรศพั ทม์ ือถือของระบบ GSM850/900 กาํ หนดไวท้ ี 1.6 วตั ต์
และสําหรับระบบ GSM 1800/1900 กาํ หนดไวท้ ี 1 วตั ต์ GSM ใช้รูปแบบการบีบอดั ขอ้ มูลหลายแบบ
หรือโคเดก็ (Codecs) เพือบีบอดั เสียงความถี 3.1 KHz ไปเป็ นขอ้ มูลดิจิตอลทีมีขนาด 6-13 Kbps

การจดั สรรความถีสาํ หรับระบบ 3G หรือ IMT-2000 ในดา้ นเศรษฐกิจการใชส้ เปกตรัมให้คุม้ ค่ามี
ความจาํ เป็ นมากสําหรับระบบใหม่ จึงได้มีการจดั ประชุมเพือจดั สรรความถีขึน มีชือว่า WARC (World
Administrative Radio Conference) โดยแบ่งการใช้ช่วงของความถีออกเป็ น 2 ช่วงคือ ช่วง 1,885-2,025
MHz และ 2,110-2,200 MHz ในแตล่ ะประเทศมีการใชค้ วามถีในช่วงความถีตาํ อยบู่ า้ งแลว้ จึงไมช่ ่วงของ
ความถีส่วนรวมทีสามารถใช้ได้ทวั สําหรับ IMT-2000 ดังนัน ITU จึงตอ้ งมีการจดั ประชุมอีกครังเพือ
กาํ หนดการใชแ้ ถบความถีทีเหมาะสมเพมิ เติม ซึงไดจ้ ากการประชุมใน WARC2000

ส่วน WiMAX หรือมาตรฐาน IEEE 802.16 กาํ หนดให้ใชห้ ลากหลายช่วงความถี อยา่ งไรก็ตาม
ขอ้ กาํ หนดตามมาตรฐานนีไม่ไดห้ มายความว่า จะสามารถใช้ช่วงความถีนนั ไดเ้ ลยโดยทีไม่ขออนุญาต
เนืองจากไมม่ ีหน่วยงานใดทีมีอาํ นาจในการกาํ หนดใหช้ ่วงความถีใดช่วงความถีหนึงใชไ้ ดท้ วั โลก สาํ หรับ
ในสหรัฐฯ นนั ช่วงความถีทีใช้งานไดค้ ือช่วง 2.5 GHz แต่ก็ไดใ้ ห้สัมปทานกบั ทางบริษทั Sprint Nextel

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 401

และ Clearwire ส่วนภูมิภาคอืนจะใชช้ ่วงความถีประมาณ 3.5 GHz, 2.3/2.5 GHz หรือ 5 GHz โดยเฉพาะ
ในภูมิภาคเอเชียนนั จะใชช้ ่วงความถี 2.3/2.5 GHz นอกจากนีบางบริษทั กาํ หนดพฒั นาอุปกรณ์ทีจะใชช้ ่วง
ความถี 1.7/2.1 GHz เนืองจาก FCC กาํ ลงั เปิ ดประมูลสัมปทานช่วงความถีนีสําหรับการให้บริการ AWS
(Advance Wireless Services) โดยสรุปคือ มาตรฐาน IEEE 802.16 นันอาจมีหลากหลายเพือให้เป็ นไป
ตามเงือนไขของกฎหมายแต่ละประทศ โดยส่วนใหญ่ผูผ้ ลิตอุปกรณ์ WiMAX นนั จะพยายามให้อุปกรณ์
ของตนนันทาํ งานได้หลากหลายช่วงความถี นอกจากนีแบนด์วิดธ์ของช่วงความถีก็แตกต่างกันตาม
ภูมิภาคเช่นกนั โดยปกติแลว้ แบนดว์ ดิ ธ์นนั จะมีขนาด 5 MHz หรือ 7 MHz ซึงแบนด์วิดธ์นียิงมาก ยิงเป็ น
การเพิมอตั ราถ่ายโอนขอ้ มูลสาํ หรับผใู้ ชไ้ ดม้ ากขึน

. เครือข่ายดาวเทยี ม (Satellite Network)

เครือข่ายดาวเทียม เป็ นเครือข่ายทีประกอบด้วยโหนด ๆ หนึงทีอยู่บนพืนโลกทีสามารถ
ติดต่อสือสารกบั โหนดอืน ๆ ได้ โหนดทีกล่าวถึงนีสามารถเป็ น ดาวเทียม , สถานีบนพืนโลก, เทอร์มินลั
ของผใู้ ช้ หรือโทรศพั ทถ์ ึงแมว้ า่ ดวงจนั ทร์จะสามารถถือไดว้ า่ เป็ นโหนดหนึงของเครือข่ายได้ แตเ่ รามกั จะ
ใช้คาํ ว่าโหนดกับเครืองมือทีมีการติดตังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากกว่า เรืองจากสามารถทีจะทวน
สัญญาณทีอ่อนกาํ ลงั ลงในระว่างการเดินทางได้ เครือข่ายดาวเทียมจะคล้ายคลึงกบั เครือข่ายเซลลูลาร์
เนืองจากถือไดว้ า่ โลกเป็ นเซลลข์ นาดใหญ่ โดยดาวเทียมสามารถทีจะส่งสัญญาณไปยงั สถานทีใด ๆ บน
พนื โลกได้

วงโคจรของดาวเทยี ม
เส้นทางทีดาวเทียมเดนิทางรอบโลก จะเรียกวา่ วงโคจรของดาวเทียม เราสามารถแบ่งประเภท
ของวงโคจรของดาวเทียมไดเ้ ป็น 3 ประเภท คอื Equatorial, Inclined และ Polar ดงั ภาพที 10.7

ภาพที 10.7 วงโคจรของดาวเทยี ม หนา้ ที 402

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม

เวลาทีดาวเทียมใช้ในการโคจรรอบโลก 1 รอบ เรียกวา่ “คาบเวลาดาวเทยี ม (Period)” ซึงในการ
คาํ นวณคาบเวลานีจะใชก้ ฎของเคบ็ เลอร์ (Kapler’s law) ดงั นี

Period = C * distance1.5

โดยที C เป็ นค่าคงที ซึงจะมีค่าประมาณ 1/100 ; คาบเวลามีหน่วยเป็ นวนิ าที ส่วนระยะทางมีหน่วยเป็ น
กิโลเมตร

ตวั อยา่ งที 1 จงหาคาบเวลาของดวงจนั ทร์ โดยใช้ Kapler’s law
วธิ ีทาํ
ดวงจนั ทร์อยูห่ ่างจากโลกประมาณ 384,000 กิโลเมตร รัศมีของโลกประมาณ 6,378 กิโลเมตร ดงั นนั จาก
Kapler’s law จะไดว้ า่

Period = (1/100) (384,000+6,378)1.5 = 2,439,090 วนิ าที = 1 เดือน

ตวั อยา่ งที 2 จงหาคาบเวลาของดาวเทียมทีโคจรอยรู่ อบโลก โดยอยเู่ หนือจากพืนโลกประมาณ 35,786 กม.
วธิ ีทาํ
Kapler’s law จะไดว้ า่

Period = (1/100) (35,786+6,378)1.5 = 86,579 วนิ าที = 24 ชวั โมง

ประเภทของดาวเทียม
หากพิจารณาตามวงโคจรของดาวเทียมแลว้ เราสามารถแบ่งออกได้ 3 ประเภท คือ GEO, LEO
และ MEO ดงั ภาพที 10.8

ภาพที 10.8 ประเภทของดาวเทยี ม หนา้ ที 403

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม

ภาพที 10.9 ความสูงของดาวเทยี ม

จากภาพที 10.9 จะแสดงให้เห็นถึงความสูงจากพืนโลกของดาวเทยี มแต่ละประเภท โดยดาวเทียม
GEO จะโคจรทีความสูง 35,786 กิโลเมตร, ดาวเทียม MEO โคจรทีความสูงตังแต่ 5,000 ถึง 15,000
กิโลเมตร ส่วนดาวเทียม LEO ปกตจิ ะโคจรทีความสูงตาํ กวา่ 2,000 กิโลเมตร

ช่วงความถีในการสือสารของดาวเทยี ม
ดาวเทียมจะสือสารกันโดยใช้คลืนไมโครเวฟ ซึงความถีทีใช้จะมีหน่วยเป็ นกิกะเฮิร์ต (GHz)
ดาวเทียมจะใช้ความถีสําหรับการรับและส่งสัญญาณทีแตกต่างกนั การส่งสัญญาณจากพืนโลกไปยงั
ดาวเทียม จะเรียกว่า “อัพลิงค์ (Up Link)” ส่วนการส่งสัญญาณจากดาวเทียมลงมายงั พืนโลก เรียกว่า
“ดาวน์ลงิ ค์ (Down Link)” ดงั ภาพที 10.10

ภาพที 10.10 ย่านความถีของดาวเทียม หนา้ ที 404

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม

ดาวเทียม GEO (Geosynchronous Earth orbit)
ดาวเทียม GEO จะใช้วิธีของการแพร่สัญญาณแบบ Line-of-Sight ดงั นันดาวเทียมควรจะตอ้ งมี
ความเร็วเท่ากบั การหมุนรอบตวั เองของโลก เนืองจากตาํ แหน่งของดาวเทียมถา้ มมองจากโลกแลว้ จะไม่
เปลียนไป ทาํ ให้ไม่ตอ้ งปรับจานสัญญาณบนพืนโลกตามการโคจรของดาวเทียม ดาวเทียมชนิดนีสามารถ
เรียกไดอ้ ีกอยา่ งวา่ “ดาวเทยี มค้างฟ้า (Geosynchronous satellite)”

การทีจะสามารถแพร่สัญญาณใหไ้ ดน้ นั จะไม่สามารถใชด้ าวเทียมชนิดนีเพียงดวงเดียวได้ อยา่ ง
น้อยทีสุดตอ้ งใช้ 3 ดวง ดงั ภาพที 10.11 จะแสดงให้เห็นถึงดาวเทียม 3 ดวงทีโคจรอยูร่ อบโลก ซึงแต่ละ
ดวงจะห่างกนั 120 องศา ในภาพจะเป็นการมองจากขวั โลกเหนือ

ภาพที 10.11 ดาวเทยี ม GEO

ดาวเทยี ม MEO (Medium-Earth orbit)
ดาวเทียม MEO จะอยู่ตาํ กวา่ ดาวเทียม GEO และใช้เวลาในการโคจรรอบโลก 1 รอบประมาณ
6 ชวั โมง

GPS
ตวั อยา่ งหนึงของระบบดาวเทียม MEO คือ Global Positioning System (GPS) ซึงจะมีวงโคจรอยู่
เหนือพืนโลกประมาณ 18,000 กิโลเมตร ในอดีต GPS ถูกใช้เฉพาะกับกระทรวงกลาโหม ของ
สหรัฐอเมริกาเท่านนั แต่ปัจจุบนั สามารถใชง้ านกนั ไดโ้ ดยทวั ไป ระบบนีจะใชส้ ําหรับการระบุตาํ แหน่ง
บนโลกไม่ว่าจะอย่บู นบกหรือในทะเล เช่น ตาํ แหน่งของรถ หรือเรือ เป็ นตน้ GPS ไม่ไดใ้ ชส้ ําหรับการ
สือสาร
GPS จะประกอบดว้ ยดาวเทียม 24 ดวง มีวงโคจรทงั หมด 6 วงโคจร ดงั ภาพที 10.12 ในการระบุ
ตาํ แหน่งบนพืนโลกจะตอ้ งใชด้ าวเทียม 4 ดวง โดยตวั รับสัญญาณ GPS ทีอยูบ่ นโลก จะส่งสัญญาณไป

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 405

ใหก้ บั ดาวเทียมทงั 4 ดวง แลว้ นาํ ค่าของเวลาทีดาวเทียมแตล่ ะดวงตอบกลบั มาทาํ การคาํ นวณ ผลลพั ธ์ทีได้
คือ ตาํ แหน่งทีอยบู่ นโลก

ภาพที 10.12 GPS
ดาวเทียม LEO (Low-Earth orbit)
ดาวเทียม LEO มีวงโคจรอยูเ่ หนือพืนโลกตงั แต่ 500 ถึง 2,000 กิโลเมตร ดาวเทียมชนิดนีจะใช้
เวลาโคจรรอบโลก 1 รอบประมาณ 90 ถึง 120 นาที โดยใช้ความเร็ว 20,000 ถึง 25,000 กิโลเมตรต่อ
ชวั โมง ระบบ LEO นีจะคล้ายกบั ระบบโทรศพั ท์เซลลูล่าร์ ดาวเทียมแต่ละดวงจะครอบคลุมพืนทีทีมี
เส้นผา่ ศูนยก์ ลางประมาณ 8,000 กิโลเมตร ส่วนการแพร่สัญญาณนนั ปกติจะมีดีเลย์ (Delay) นอ้ ยกว่า 20
มิลลิวนิ าที ซึงสามารถทีจะใชส้ าํ หรับการสือสารดว้ ยเสียงได้
ระบบ LEO จะมีดาวเทียมทาํ งานร่วมกันเป็ นเครือข่าย โดยดาวเทียมแต่ละดวงจะทาํ หน้าที
เหมือนสวิตซ์การเชือมต่อระหว่างดาวเทียมจะกระทําผ่าน ISL (Intersatellite link) ส่วนการเชือมต่อ
ระหวา่ งระบบมือถือกบั ดาวเทียมจะกระทาํ ผา่ น UML (User Mobile Link) นอกจากนนั แลว้ ดาวเทียมยงั
สามารถสือสารกบั สถานีบนพืนโลกโดยผา่ น GWL (Gateway Link) ดงั ภาพที 10.13

ภาพที 10.13 ระบบดาวเทยี ม LEO หนา้ ที 406

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม

ระบบอริ ีเดียม (Iridium System)
ในปี พ.ศ. 2533 บริษทั โมโตโรล่าในสหรัฐอเมริกาไดค้ ิดโครงการอิรีเดียม โดยในโครงการนีจะ
ใชด้ าวเทียมวงโคจรตาํ ทงั หมด 77 ดวง ใชเ้ วลาดาํ เนินการ 8 ปี ในระหวา่ งช่วงดาํ เนินการนนั ไดม้ ีการลด
จาํ นวนของดาวเทียมลง จนกระทงั ปี พ.ศ. 2541 โครงการนีได้เริมให้บริการโดยใช้ดาวเทียมทงั หมด 66
ดวงคาํ วา่ อิรีเดียมนนั มาจากชือของธาตุตวั ที 77 ในตารางธาตุทางเคมี

โครงการอิรีเดียมไดป้ ระสบปัญหาตลอดมาในระหว่างช่วงดาํ เนินการ จนกระทงั ปี พ.ศ. 2542
โครงการนีไดห้ ยดุ ชะงกั ลง เนืองจากประสบปัญหาทางดา้ นการเงิน จนกระทงั ขายโครงการนีไปให้กบั
บริษทั อืน และเริมดาํ เนินการไดอ้ ีกครังเมือ พ.ศ. 2544

ระบบนีแบ่งดาวเทียมทงั 66 ดวงออกเป็ น 6 วงโคจรโดยในวงโคจรหนึง ๆ จะใช้ดาวเทียม 11
ดวง วงโคจรของดาวเทียมจะอยเู่ หนือพืนโลกประมาณ 750 กิโลเมตร และแตล่ ะวงโคจรจะอยหู่ ่างกนั 30
องศา ตามแนวละติจูด ดงั ภาพที 10.14

ภาพที 10.14 ระบบอริ ีเดียม

ดาวเทียมแต่ละดวงสามารถส่งสัญญาณแบบเฉพาะจุดได้ 48 จุด ดงั นนั ทงั ระบบจึงสามารถส่ง
สัญญาณครอบคลุมพืนทีได้ถึง 3,168 จุด แต่อย่างไรก็ตาม สัญญาณทีส่งไดจ้ ริงในเวลาเดียวกนั นันจะ
ครอบคลุมพืนทีประมาณ 2,000 จุด นนั หมายความวา่ ถา้ แบ่งพืนทีของโลกออกเป็ นเซลลจ์ ะสามารถแบ่ง
ไดท้ งั หมดประมาณ 2,000 เซลล์

อุปกรณ์สือสารทีใช้งานระบบนี จะใชด้ าวเทียมเป็ นตวั ส่งสัญญาณ ดงั นันในการสือสารจากจุด
หนึงไปกบั อีกจุดหนึงบนโลกอาจจะตอ้ งใช้ดาวเทียมหลายดวงช่วยส่งสัญญาณซึงวิธีการแบบนีจะไม่
จาํ เป็ นตอ้ งติดตงั สถานีรับสญั ญาณบนพืนโลกเลย

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 407

โกบอลสตาร์ (Global Star)
โกบอลสตาร์ เป็ นอีกระบบหนึงของดาวเทียม LEO ซึงใช้ดาวเทียมทงั หมด 48 ดวง มีวงโคจร
6 วงโคจรดงั นันในแต่ละวงโคจรจะมีดาวเทียม 8 ดวง ส่วนความสูงของดาวเทียวจะอยู่เหนือพืนโลก
ประมาณ 1,400 กิโลเมตร

ระบบโกบอลสตาร์จะคล้ายคลึงกบั ระบบอิรีเดียม แต่จะแตกต่างกนั ในเรืองของกลไกลการ
ส่งผา่ นสญั ญาณเนืองจากอริ ีเดียมจะใชด้ าวเทียมในการส่งผา่ นสัญญาณทงั หมด แต่การสือสารของโกบอล
สตาร์จะใชท้ งั ดาวเทียมและสถานีบนพืนโลกในการส่งผา่ นสัญญาณ

เทเลเดสอคิ (Teledesic)
เทเลเดสอิค เป็ นระบบเครือข่ายดาวเทียมทีมีวตั ถุประสงคเ์ พือเป็ นเครือข่ายบรอดแบนด์สําหรับ
อินเทอร์เน็ตซึงผใู้ ชท้ วั โลกสามารถใชง้ านอินเทอร์เน็ตโดยผา่ นเครือข่ายนี ในบางครังเราจะเรียกระบบนี
วา่ “อนิ เทอร์เน็ตบนท้องฟ้า”

โครงการนีเกิดขึนเมือ พ.ศ. 2533 โดย Craig McCaw และ Bill Gate ซึงต่อมาได้มีผูส้ นใจอีก
จาํ นวนหนึงเขา้ มาขอลงทุนดว้ ย โครงการนีกาํ หนดจะใช้งานแบบเต็มระบบในอีก 15 ปี ต่อมา (ปี พ.ศ.
2548) เทเลเดสอิค จะมีจาํ นวนดาวเทียมทงั หมด 288 ดวง มีวงโคจร 12 วงโคจร ดงั นนั ในแต่ละวงโครจร
จะมีดาวเทียม 24 ดวง และดาวเทียมจะโคจรอยูเ่ หนือพืนโลก 1,350 กิโลเมตร ดงั ภาพที 10.15 ในระบบนี
จะมีอตั ราการส่งขอ้ มูลจากพืนโลกสู่ดาวเทียมหรืออพั ลิงคท์ ี 155 Mbps ส่วนดาวน์ลิงค์มีอตั รากาํ ลงั ส่งที
1.2 Gbps

ภาพที 10.15 Teledesic หนา้ ที 408

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม

สรุปท้ายบทที 10

ววิ ฒั นาการของโทรศพั ทม์ ือถือจากอดีตถึงปัจจุบนั แบง่ ออกได้ 4 ยคุ คือ

ยุค 1G เป็ นโทรศพั ทเ์ ซลลูล่ารุ่นแรกส่งสัญญาณแบบอะนาลอ็ ก ดว้ ยระบบ AMPS และแบ่งช่อง
ความถีดว้ ยเทคนิค FDMA

ยุค 2G ใชก้ ารส่งสญั ญาณโดยรหสั ดิจิตอล โดยใชเ้ ทคโนโลยี TDMA และ CDMA
ยุค 3G เป็ น ยุคพัฒ น าโทรศัพท์ตามมาตรฐาน IMT-2000 โดยใช้เท คโน โลยี UMTS,
CDMA2000, DECT
ยุค 4G เป็ นยคุ ทีโทรศพั ทม์ ือถือทาํ งานบนเครือข่ายไร้สายดว้ ยความเร็วสูง ตามมาตรฐาน IMT-
Advance ซึงเป็ นมาตรฐานทีพฒั นาต่อมาจาก IMT-2000 สามารรถรองรับแบนดว์ ิดธไ์ ดก้ วา้ งถึง 100 Mbps
สําหรับข้อมูลการสือสารทีมีการเคลือนทีเร็ว เช่นอยู่ในรถ หรือรถไฟ และรองรับแบนด์วิดธ์ 1 Gbps
สาํ หรับการเคลือนไหวทีชา้ เช่น กาํ ลงั เดิน เป็ นตน้

เทคโนโลยีการส่งข้อมูลในยุค 4G ได้แก่ Long Term Evolution(LTE) และ WiMAX ภายใต้
มาตรฐาน IMT-Advanced

GSM (Global System for Mobile) เป็ นระบบโทรศพั ท์เซลลูล่าร์ยุคที 2 ทีมีการใช้งานในแถบ
ประเทศยโุ รป

IS-95 (Interim Standard) เป็ นระบบโทรศพั ทเ์ ซลลูล่าร์ยุคที 2 ทีมีพืนฐานของการสือสารบน
CDMA และ DSSS

โครงสร้างเครือขา่ ยโทรศพั ทม์ ือถือ ประกอบดว้ ย

 โทรศพั ทแ์ ละ SIM
 สถานีฐาน (Base Station)
 เครือข่ายแบก็ โบน

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 409

เครือข่ายดาวเทียม จะมีการใชด้ าวเทียม ทาํ หนา้ ทีในการติดตอ่ สือสารกบั จุดรับสญั ญาณบนโลก

GEO (Geosynchronous Earth orbit) จะตอ้ งมีความเร็วเทียบเท่ากับการหมุนรอบตวั เองของ
โลก

ดาวเทยี ม GPS (Global Positioning System) จดั อยใู่ นกลุ่มของดาวเทียม MEO (Medium-Earth
orbit) โดย GPS จะเป็นระบบทีใชส้ าํ หรับบอกเวลาและตาํ แหน่งทีอยบู่ นพืนโลกกบั ยานพาหนะ และเรือ

ดาวเทียมอิรีเดียม (Iridium) จดั อยูใ่ นกลุ่มของดาวเทียม LEO (Low-Earth orbit) โดยดาวเทียม
อิรีเดียมจะใชไ้ ดท้ งั การสือสารดว้ ยเสียงและการส่งขอ้ มูลสาํ หรับอุปกรณ์มือถือตา่ ง ๆ

ดาวเทยี มเทเลเดสอคิ (Teledesic) จดั อยใู่ นกลุ่มของดาว LEO ซึงใชส้ าํ หรับการติดต่อสือสารกบั
อินเทอร์เน็ต

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 410

แบบฝึ กหดั ท้ายบทและการค้นคว้า

จงตอบคาํ ถามต่อไปนี

1. จงอธิบายความแตกตา่ งระหวา่ งระบบโทรศพั ทม์ ือถือในยคุ 1G และ G มาใหเ้ ขา้ ใจ
2. โครงสร้างเครือข่ายมอื ถือ มีองคป์ ระกอบใดบา้ ง จงอธิบายพร้อมยกตวั อยา่ ง
3. GPRS คืออะไรและมีคุณสมบตั ิอยา่ งไร จงอธิบายพร้อมยกตวั เองประกอบ
4. จดุ มุ่งหมายของ IMT-2000 คืออะไร บอกอยา่ งนอ้ ย 2 ขอ้
5. จงคาํ นวณหาความเร็วในการโคจรรอบโลกของดาวเทียม GPS
6. จงคาํ นวณหาความเร็วในการโคจรรอบโลกของดาวเทียมอิรีเดียม
7. คาํ นวณหาความเร็วในการโคจรรอบโลกของดาวเทียมโกบอลสตาร์
8. GPS มีหลกั การทาํ งานอยา่ งไรบา้ ง จงอธิบายพร้อมยกตวั อยา่ งประกอบ

บทที 10 ระบบเครือข่ายโทรศพั ทม์ ือถือและเครือข่ายดาวเทียม หนา้ ที 411

บทที 11

อปุ กรณ์เชือมต่อเครือข่ายท้องถิน เครือข่ายแบ็กโบน และวแี ลน
LAN Backbone and VLAN Equipment

วตั ถปุ ระสงค์การเรียนรู้

1. สามารถอธิบายหนา้ ทีของอปุ กรณ์ทีทาํ งานอยใู่ นเครือขา่ ยทอ้ งถินได้
2. สามารถวิเคราะห์การทาํ งานของอปุ กรณ์ในแต่ละชนั การสือสารบนแบบจาํ ลอง OSI ได้
3. อธิบายหลกั การทาํ งานและออกแบบเครือข่ายแบก็ โบนได้
4. อธิบายหลกั การทาํ งานและออกแบบเครือข่ายวแี ลนได้
โดยปกติแลว้ เครือข่ายทอ้ งถินเป็ นเครือข่ายทีมกั จะถูกต่อเชือมเขา้ กบั อินเทอร์เน็ต ในการเชือม
ต่อกนั เป็ นเครือข่ายทอ้ งถินนนั นอกจากมีคอมพิวเตอร์แลว้ ยงั ตอ้ งมีอุปกรณ์ต่าง ๆ อีกหลายชนิดทีมีการ
นาํ มาใชง้ านกนั อุปกรณ์แต่ละชนิดก็จะมีการทาํ งานทีแตกต่างกนั ออกไป ขึนอยู่กบั ว่าอุปกรณ์นนั ๆ จะ
สามารถทาํ งานไดถ้ ึงชนั สือสารใด ในบทนีเราจะไดก้ ล่าวถึงอุปกรณ์ทีทาํ งานในชนั สือสารกายภาพและ
ชนั เชือมต่อขอ้ มูล และชนั ควบคุมเครือข่าย ส่วนในส่วนทา้ ยจะกล่าวถึงการออกแบบเครือข่ายแบ็กโบน
และวแี ลน

บทที 11 อุปกรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 412

11.1 อปุ กรณ์สําหรับเครือข่ายท้องถิน

อุปกรณ์ทีมีการนํามาใช้งานกันโดยทัวไปสําหรับเครือข่ายท้องถิน จะมีอยู่ 5 ชนิด ได้แก่
รีพีตเตอร์ ฮบั บริดจ์ สวิตซ์เลเยอร์ 2 สวิตซ์เลเยอร์ 3 โดยทีรีพีตเตอร์และฮบั จะทํางานในชันสือสาร
กายภาพ หรือว่าชนั ที 1 บนแบบจาํ ลอง OSI ส่วนบริดจแ์ ละสวิตซ์เลเยอร์ 2 จะทาํ งานได้ทงั ชนั สือสาร
กายภาพและชันสือสารเชือมต่อขอ้ มูล ส่วนสวิตซ์เลเยอร์ 3 และเราท์เตอร์จะทาํ งานได้ถึงชันสือสาร
ควบคุมเครือขา่ ยหรือวา่ Network Layer ดงั ภาพที 11.1

ภาพที 11.1 อุปกรณ์ทใี ช้สําหรับเครือข่ายท้องถิน
ฮับ (Hub)
ฮบั หรือบางครังเรียก “รีพีตเตอร์” คือ อุปกรณ์ทีใชเ้ ชือมต่อกลุ่มคอมพิวเตอร์ ฮบั มีหน้าทีรับส่ง
เฟรมขอ้ มูลทุกเฟรมทีไดร้ ับมาจากพอร์ตใดพอร์ตพอร์ตหนึงไปยงั ทุก ๆ พอร์ตทีเหลือ คอมพิวเตอร์ที
เชือมต่อกบั ฮบั จะแชร์แบนด์วดิ ธ์หรืออตั ราขอ้ มูลของเครือข่าย ฉะนนั ยิงมีคอมพวิ เตอร์เชือมตอ่ เขา้ กบั ฮบั
มากเท่าใด ยิงทาํ ให้แบนด์วิดธ์ต่อคอมพิวเตอร์แต่ละเครืองลดลง ในทอ้ งตลอดปัจจุบนั มีฮบั หลายบริษทั
ขอ้ แตกต่างระหวา่ งฮบั เหล่านีก็คือ จาํ นวนพอร์ต สายสัญญาณทีใช้ ประเภทของเครือข่าย และอตั ราการส่ง
ขอ้ มลู ทีฮบั รองรับได้ ดงั ภาพที 11.2

ภาพที 11.2 D-Link 10/100 Hub
จากทีเกรินนาํ ในบทที 1 ประเภทของเครือข่ายและการเชือมต่อโทโพรโลยีแบบดาวทีฮบั เป็ น
ศูนยก์ ลางนัน ฮบั ยงั สามารถนาํ มาเชือมต่อกนั ไดเ้ ป็ นลาํ ดบั ชนั สามารถช่วยแก้ปัญหาดา้ นขอ้ จาํ กดั ของ

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 413

ระยะทางของอีเทอร์เน็ตแบบ 10Base-T ได้ เนืองจากสายคู่บิดเกลียวทีใชใ้ น 10Base-T นนั จะส่งสัญญาณ
ไดเ้ พียงแค่ 100 เมตรเท่านนั แต่ถา้ มีการนาํ ฮบั มาใชใ้ นการทวนสญั ญาณทีส่งกจ็ ะสามารถส่งสัญญาณได้
ไกลกวา่ เดิม ดงั แสดงในภาพที 11.3

ภาพที 11.3 การเชือมต่อฮบั แบบลาํ ดบั ชัน

รีพตี เตอร์ (Repeater)
รีพีตเตอร์ เป็ นอุปกรณ์ทีสามารถทาํ งานได้เพียงชันสือสารกายภาพเท่านัน (Physical Layer)
รีพตี เตอร์มีคุณสมบตั ิทีทาํ ใหส้ ัญญาณเดินทางไปไดไ้ กลขึน กล่าวคือ ในการส่งสญั ญาณจากอุปกรณ์หนึง
ไปยงั อุปกรณ์หนึงนนั จะถูกจาํ กดั ดว้ ยระยะทางโดยสือประเภทต่าง ๆ ซึงปกติเมือสัญญาณเดินทางจะมี
การอ่อนกาํ ลงั ของสัญญาณลงไปเรือย ๆ จึงมีโอกาสทีจะทาํ ให้การผิดพลาดของการส่งขอ้ มูลได้ ดังนัน
รีพีตเตอร์จึงมีหน้าทีรับสัญญาณเขา้ มา แลว้ ทาํ การสร้างสัญญาณใหม่ให้เป็ นเหมือนของเดิม ซึงจะทาํ ให้
สามารถส่งสญั ญาณไปไดไ้ กลกวา่ เดิม ดงั ภาพที 11.4

ภาพที 11.4 การทาํ งานของรีพตี เตอร์
รีพีตเตอร์ไม่ได้ทาํ หน้าทีในการเชือมต่อระหว่างแลน 2 วง แต่จะใช้สําหรับเชือมต่ออุปกรณ์
ภายในวงแลนวงหนึงเท่านัน ตวั อยา่ งของการใช้งานรีพีตเตอร์ เช่น อีเทอร์เน็ตแบบ 10Base5 ทีใช้สาย
โคแอกเชียลแบบหนา ซึงสามารถส่งสัญญาณไดป้ ระมาณ 500 เมตร ดงั นนั ถา้ เครืองคอมพิวเตอร์อยูห่ ่าง

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 414

มากกวา่ 500 เมตรแลว้ จาํ เป็ นทีจะตอ้ งนาํ รีพีตเตอร์เขา้ มาใชง้ าน โดยจะตอ้ งแบ่งสายออกเป็ น 2 ส่วน ซึง
แตล่ ะส่วนจะเรียกวา่ “เซ็กเมนท์ (Segment)” แลว้ รีพีตเตอร์เชือมระหวา่ งเซ็กเมนท์ โดยทีรีพีตเตอร์จะทาํ
การรับสัญญาณมาจากเซ็กเมนทห์ นึง จากนนั การสร้างสัญญาณใหม่ แลว้ ส่งต่อไปใหก้ บั อีกเซ็กเมนทห์ นึง

รีพีตเตอร์มีหน้าทีแตกต่างกนั กบั “ตัวขยายสัญญาณ (Amplifier)” เนืองจากตวั ขยายสัญญาณจะ
รับสญั ญาณเขา้ มาแลว้ ทาํ การขยายสญั ญาณใหโ้ ตขึน ดงั นนั ถา้ รับสัญญาณรบกวนเขา้ มา ตวั ขยายสญั ญาณ
จะขยายสัญญาณรบกวนให้โตขึนดว้ ย แต่รีพีตเตอร์เมือรับสัญญาณเขา้ มาแลว้ ไม่ทาํ การขยายสัญญาณแต่
จะทาํ การสร้างสัญญาณขึนมาใหม่ โดยจะสร้างสัญญาณแบบบิตตอ่ บิตของสัญญาณเดิม

ตาํ แหน่งของการวางรีพีตเตอร์นนั สาํ คญั มาก เนืองจากถา้ สัญญาณอ่อนกาํ ลงั ลงจะถูกคลืนรบกวน
จะทําให้สัญญาณเกิดการเปลียนรูปไป ซึงถ้าเป็ นอย่างนีรีพีตเตอร์จะไม่สามารถสร้างสัญญาณให้
เหมือนกบั ของเดิมได้ ดงั ภาพที 11.5 จะแสดงถึงสัญญาณทีถูกสร้างขึนใหม่โดยใชร้ ีพีตเตอร์ ซึงจะเห็นได้
วา่ ถึงแมว้ า่ สญั ญาณจะอ่อนกาํ ลงั ลง แตร่ ีพตี เตอร์ก็ยงั คงสร้างสญั ญาณใหมใ่ ห้เหมือนเดิมได้

ภาพที 11.5 หน้าทขี องรีพตี เตอร์
บริดจ์ (Bridge)
บริดจส์ ามารถทาํ งานได้ทงั ชันสือสารกายภาพและชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มูล ซึงในชันสือสาร
กายภาพนันบริดจ์สามารถทีรับสัญญาณเข้ามา และสร้างสัญญาณใหม่ได้ ส่วนในชนั สือสารเชือมต่อ
ขอ้ มูล บริดจส์ ามารถทีจะตรวจสอบฟิ สิคลั แอดเดรส หรือ MAC Address ทีอยใู่ นเฟรมขอ้ มูลไดด้ ว้ ย
การกรองเฟรมข้อมูล นอกจากจะสามารถสร้างสัญญาณใหม่ไดแ้ ลว้ บริดจย์ งั สามารถทีจะกรอง
เฟรมขอ้ มูลไดด้ ว้ ย โดยจะทาํ การตรวจสอบแอดเดรสปลายทาง แลว้ ตดั สินใจวา่ จะส่งตอ่ เฟรมนนั หรือวา่
จะทิงเฟรมนันไป ในการส่งต่อเฟรมขอ้ มูล บริดจจ์ ะตรวจสอบจากตารางวา่ แอดเดรสทีจะตอ้ งส่งต่อไป
นนั จะตอ้ งส่งไปทางพอร์ตไหน ดงั ภาพที 11.6 จะแสดงถึงการเชือมตอ่ ระหวา่ งแลน 2 วง โดยใชบ้ ริดจ์

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 415

ภาพที 11.6 บริดจ์

จากภาพที 11.6 จะเห็นไดว้ า่ ถา้ เฟรมทีมีแอดเดรสของสถานีปลายทางเป็ น 712B1345642 มาถึง
พอร์ตที 1 เมือบริดจไ์ ดร้ ับเฟรมนีแลว้ จะทาํ การตรวจสอบในตารางเสียก่อน หลงั จากตรวจสอบแลว้ พบวา่
ไมต่ อ้ งทาํ การส่งเฟรมนีไปทีพอร์ตอืน ก็จะทาํ การทิงเฟรมนีไป ในทางตรงกนั ขา้ มถา้ บริดจไ์ ดร้ ับเฟรมทีมี
แอดเดรสปลายทางเป็ น 712B1345641 มาถึงพอร์ต 2 หลงั จากบริดจไ์ ดต้ รวจสอบในตารางแลว้ จะพบว่า
ตอ้ งส่งเฟรมขอ้ มูลนีต่อไปยงั พอร์ต 1 เมือเป็ นอยา่ งนีจะเห็นไดว้ า่ ในกรณีแรกเฟรมขอ้ มูลจะวิงอยูภ่ ายใน
แลนวงที 1 เท่านนั ส่วนแลนวงที 2 จะไม่ได้รับเฟรมขอ้ มูล แต่ในกรณีทีสองนัน แลนทงั 2 วงจะไดร้ ับ
เฟรมขอ้ มูลนีเหมือนกนั

Transparent Bridge เป็นบริดจท์ ีแต่ละสถานีจะไมท่ ราบวา่ มีบริดจน์ ีอยูห่ รือไม่ หรือแตล่ ะสถานี
จะมองไม่เห็นบริดจน์ ี ดงั นนั ไม่วา่ จะมีการเปลียนแปลงบริดจน์ ีอยา่ งไร กไ็ ม่ส่งผลตอ่ การเปลียนแปลงค่า
ตา่ ง ๆ ภายในสถานีดว้ ย ตามมาตรฐาน IEEE 802.1d ไดก้ ล่าววา่ อุปกรณ์ทีเป็ น Transparent Bridge จะตอ้ ง
มีคุณลกั ษณะดงั นี

1. จะตอ้ งมีการส่งตอ่ เฟรมจากสถานีหนึงไปยงั อีกสถานีหนึงได้
2. ตารางของการเกบ็ แอดเดรส จะถูกสร้างโดยอตั โนมตั ิ
3. จะตอ้ งไมม่ ีการวนลูปของเฟรมขอ้ มูลภายในระบบ

การส่งต่อเฟรมข้อมูล เมือทราบแอดเดรสปลายทางแลว้ Transparent Bridge จะตอ้ งสามารถส่ง
เฟรมขอ้ มูลไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง ดงั ไดก้ ล่าวไวใ้ นหวั ขอ้ ก่อนหนา้ ถึงวธิ ีการส่งตอ่ เฟรมขอ้ มูลวา่ จะทาํ อยา่ งไร

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 416

การสร้างตารางเก็บแอดเดรส บริดจใ์ นหวั ขอ้ ทีผา่ นมาจะตอ้ งมีการกาํ หนดตารางแอดเดรสเอาไว้
ก่อนโดยผูค้ วบคุมระบบ ซึงจะตอ้ งกาํ หนดว่าแอดเดรสไหน จะตอ้ งส่งไปยงั พอร์ตใด วิธีการแบบนี
ถึงแมว้ า่ จะดูง่ายและไม่ซบั ซอ้ น แต่ยงั มีขอ้ เสียบางประการ เช่น ถา้ มีการติดตงั สถานีใหม่หรือเอาสถานีเก่า
ออกจากระบบ จะตอ้ งทาํ การแกไ้ ขตารางเสียใหม่ หรือถา้ มีการเปลียนการ์ดเครือข่าย จะตอ้ งมีการเปลียน
คา่ ตารางเก็บแอดเดรสอกี เช่นกนั

ดงั นนั เพือใหส้ ามารถช่วยลดปัญหานีลงไปได้ จึงควรให้การแกไ้ ขปรับปรุงตารางเก็บแอดเดรส
ตอ้ งทาํ เป็ นแบบอตั โนมตั ิ ซึงการจะทาํ เช่นนีไดน้ นั บริดจจ์ ะตอ้ งค่อย ๆ สร้างตารางเกบ็ แอดเดรสจากเฟรม
ข้อมูลทีได้รับเนืองจากภายในเฟรมข้อมูลจะมีทังแอดเดรสต้นทาง และแอดเดรสปลายทาง โดยที
แอดเดรสตน้ ทางจะใชส้ ําหรับการปรับปรุงแกไ้ ขตาราง ดงั ภาพที 11.7 แสดงถึงกระบวนการสร้างตาราง
เกบ็ แอดเดรส

1. เมือสถานี A ตอ้ งการส่งเฟรมขอ้ มูลให้กบั สถานี D โดยในขณะนนั ในตารางเก็บแอดเดรสยงั
ไม่มีขอ้ มูลใด ๆ เลย เมือบริดจไ์ ดร้ ับเฟรมนี จะทาํ การส่งเฟรมออกไปยงั ทุกพอร์ต แต่อยา่ งไรก็ตามบริดจ์
ได้ทราบแล้วว่าสถานี A ได้ถูกเชือมต่อกบั พอร์ต 1 นันหมายความว่าถ้าต้องการส่งเฟรมให้สถานี A
จะตอ้ งส่งไปทีพอร์ต 1 ดงั นนั บริดจจ์ ะเก็บแอดเดรสของสถานี A ไวใ้ นตาราง

. เมือสถานี E ตอ้ งการส่งเฟรมไปให้กบั สถานี A บริดจ์สามารถทีจะส่งเฟรมนีให้กบั สถานี A
โดยส่งทางพอร์ต 1 ไดท้ นั ที โดยดูจากตารางเก็บแอดเดรส จากนนั ก็จะเก็บแอดเดรสของสถานี E ลงใน
ตารางดว้ ย

3. เมือสถานี B ตอ้ งการส่งเฟรมให้กบั สถานี C โดยทีขณะนนั ในตารางยงั ไม่มีขอ้ มูลของทงั 2
สถานี ดงั นนั บริดจจ์ ะทาํ การส่งเฟรมนีออกไปยงั ทุกพอร์ต แลว้ ทาํ การเก็บแอดเดรสของสถานี B ไวใ้ น
ตาราง

4. จะมีการกระทาํ เช่นนีไปเรือย ๆ คือ ถ้ายงั ไม่มีแอดเดรสของสถานีไหน บริดจ์จะทาํ การเพิม
แอดเดรสเขา้ ไปในตารางทกุ ครัง

บทที 11 อุปกรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 417

ภาพที 11.7 การสร้างตารางเกบ็ แอดเดรส

ปัญหาการวนลูปของเฟรมข้อมูล โดยปกติ Transparent Bridge จะทาํ งานไดด้ ีถา้ มีเพียงตวั เดียว
แต่ถา้ มีบริดจ์ ตงั แต่ 2 ตวั ขึนไปทาํ การเชือมแลน 2 วงเข้าด้วยกนั ซึงการเพิมบริดจ์เขา้ ไปนนั จะช่วยให้
ระบบมีความน่าเชือถือขึน เนืองจากถา้ มีตวั ใดตวั หนึงเสียหายไป จะยงั คงสามารถส่งเฟรมระหวา่ งแลน
2 วงนีได้ แต่การเพิมบริดจแ์ บบนีสามารถสร้างปัญหาการวนลูปของเฟรมข้อมูลได้ ดงั ภาพที 11.8 ซึง
แสดงถึงการวนลูปของเฟรมขอ้ มูลของแลน 2 วง โดยใชบ้ ริดจ์ 2 ตวั

1. เมือสถานี A ตอ้ งการทีจะส่งเฟรมขอ้ มูลไปยงั สถานี D โดยในขณะนนั ในตารางเก็บแอดเดรส
ของบริดจท์ งั 2 ตวั ยงั ไมม่ ีขอ้ มลู ใด ๆ เลย บริดจจ์ ะทาํ การส่งเฟรมนีออกไปยงั ทุกพอร์ตทีเหลือและทาํ การ
เก็บแอดเดรสของสถานี A ลงในตาราง

2. ในขณะนีจะมีเฟรมขอ้ มูล 2 ชุดถูกส่งออกมาจากบริดจท์ งั สองตวั ไปยงั แลนวงที 2 เมือบริดจต์ วั
ที 1 ไดร้ ับเฟรมขอ้ มูลจากบริดจต์ วั ที 2 จะทาํ การส่งเฟรมนีออกไปยงั พอร์ต 1 อีกครัง เนืองจากในตารางยงั
ไมม่ ีขอ้ มูลของสถานี D นนั เอง ในทาํ นองเดียวกนั เมือบริดจต์ วั ที 2 ไดร้ ับเฟรมขอ้ มูลจากบริดจต์ วั ที 1 กจ็ ะ
ทาํ เช่นเดียวกนั

3. ในนีจะมีเฟรมขอ้ มูลเดิม 2 ชุดถูกส่งกลบั มาทีแลนวงที 1 อีกครังโดยบริดจท์ งั สองตวั ซึงจากนี
ไปบริดจจ์ ะเริมเกิดการวนลูปของการส่งเฟรมขอ้ มูลแลว้

4. กระบวนการนีจะกระทาํ ไปเรือย ๆ เป็ นการวนลูปโดยไมร่ ู้จบ ซึงเมือบริดจไ์ ดร้ ับเฟรมขอ้ มูลมา
จะทาํ การสร้างสัญญาณใหม่แลว้ ส่งต่อออกไป

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 418

ภาพที 11.8 ปัญหาการวนลปู ของเฟรมข้อมลู

ในการแกป้ ัญหาการวนลูปของเฟรมขอ้ มูลนี IEEE ไดก้ าํ หนดคุณสมบตั ิของบริดจเ์ อาไว้ โดยจะ
ใหบ้ ริดจแ์ ตล่ ะตวั ใชอ้ ลั กอริทึม Spanning tree ในการสร้างโทโพรโลยแี บบ loopless

Spanning Tree
ในวิชาโครงสร้างขอ้ มูล (Data Structures) ส่วนของทฤษฎีกราฟ (Graph Theory) ไดก้ ล่าวไวว้ ่า
Spanning tree หมายถึงกราฟทีไม่มีลูป เราสามารถนําทฤษฎีนีมาประยุกต์กบั แลนทีใช้บริดจ์ในการ
เชือมตอ่ ซึงไม่ตอ้ งการใหม้ ีการวนลูปของเฟรมขอ้ มูลเกิดขึน ถึงแมว้ า่ เราจะไม่สามารถแกไ้ ขรูปแบบการ
เชือมโยงเครือข่ายหรือโทโพรโลยีไดก้ ็ตาม เนืองจากเป็ นเชือมโยงทางกายภาพ แต่เราสามารถสร้างการ
เชือมโยงทางตรรกะ (Logical Topology) ได้ ซึงกระบวนการสร้างจะเป็น ดงั นี

1. ใหบ้ ริดจท์ ุกตวั มีหมายเลขทีไม่ซาํ กนั หรือกล่าวอีกนยั หนึงวา่ ใหบ้ ริดจท์ ุกตวั มี ID โดยบริดจท์ ี
มีค่า ID นอ้ ยทีสุดจะทาํ หนา้ ทีเป็น Root Bridge

2. กาํ หนด Root Port ให้กับบริดจ์ทุกตัว (ยกเวน้ Root Bridge ทีไม่ตอ้ งกาํ หนด Root Port ให้)
โดยผคู้ วบคุมระบบสามารถพจิ ารณา Root Port จากเส้นทางทีทาํ ให้สัญญาณเดินทางไดเ้ ร็วทีสุดจากบริดจ์
ไปยงั แลน หรือเส้นทางทีมีแบนดว์ ดิ ธท์ ีมากทีสุดก็ได้

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 419

3. กาํ หนด Designated Bridge สําหรับแลนแต่ละวง โดยพิจารณาจากเส้นทางทีดีทีสุดระหว่าง
แลนและ Root Bridge จากนันกาํ หนด Designated port ทีเชือมระหวา่ งแลนกบั Designated Bridge ถา้ มี
บริดจต์ งั แต่ 2 ตวั ขึนไปทีมีคุณสมบตั ิเหมือนกนั ใหเ้ ลือกบริดจท์ ีมีค่า ID ทีนอ้ ยทีสุด

4. ให้ Root Port และ Designated port ทาํ หน้าทีเป็ นพอร์ตสําหรับการส่งต่อเฟรมขอ้ มูล หรือ
“Forwarding port” ส่วนพอร์ตทีเหลือทงั หมดจะทาํ หน้าทีเป็ นพอร์ตทีไม่ต้องมีการส่งต่อเฟรมขอ้ มูล
หรือ “Blacking port”

ตัวอย่าง ของอลั กอริทึม Spanning tree นันสามารถหาอ่านได้จากหนงั สือวิชาโครงสร้างขอ้ มูล
ส่วนในภาพที 11.9 แสดงถึงการเชือมโยงกนั ของแลน โดยจะมีแลน 4 วง และมีบริดจท์ งั หมด 5 ตวั

ภาพที 11.9 การเชือมโยงกนั ของแลน
จากภาพที 11.9 แสดงถึงการนาํ อลั กอริทึม Spanning tree มาประยุกต์ใชง้ าน ซึงจะเห็นไดว้ า่ การ
เชือมโยงเครือข่ายทางกายภาพหรือโทโพรโลยียงั เหมือนกนั แต่จะสร้างการเชือมโยงทางตรรกะขึนมา
ใหม่ด้วย โดยสมมติให้บริดจ์ B1 เป็ นบริดจ์ทีมีค่า ID น้อยทีสุดและทาํ หน้าทีเป็ น Root Bridge จากนัน
กาํ หนด Root port ให้กบั ริดจ์แต่ละตวั โดยแทนตวั สัญลกั ษณ์ดาว 1 ดวง ส่วน Designated Bridge จะให้มี
ลูกศรวงิ จากแลนไปยงั บริดจน์ นั สุดทา้ ย Designated Bridge จะใหแ้ ทนดว้ ยสัญลกั ษณ์ดาว 2 ดวง

ภาพที 11.10 การประยุกต์ใช้งาน Spanning Tree หนา้ ที 420

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน

จากทีกล่าวมาทงั หมด จะเห็นได้ว่าเส้นทางในการเดินทางของเฟรมขอ้ มูลจากแลนวงหนึงไปยงั
แลนอีกวงหนึงโดยใช้อลั กอริทึม Spanning Tree นนั จะมีเพยี งเส้นทางเดียวเท่านนั โดยสามารถตรวจสอบ
ไดจ้ ากเส้นทางจากแลนวงที 1 ไปยงั แลนวงที 2, วงที 3 หรือวงที 4 ได้ เช่นเดียวกนั จะมีเพียงเส้นทางเดียว
จากแลนวงทีที 2 ไปยงั แลนวงที 1, วงที 3 หรือวงที 4 ส่วนแลนวงที 3 และวงที 4 จะเป็ นไปในทาํ นอง
เดียวกนั นอกจากนนั แลว้ จะไมม่ ีการวนลูปของเฟรมขอ้ มูลเกิดขึนเลย

สวติ ซ์ เลเยอร์ 2 (Layer 2 Switch)
สวิตซ์เป็ นอุปกรณ์ทีทาํ งานในลกั ษณะเดียวกนั กบั บริดจ์ แต่มีจาํ นวนพอร์ตมากกวา่ จึงสามารถ
เชือมต่อเครือข่ายย่อยได้มากกว่า เครือข่าย และด้วยการทํางานในชันที 2 ของแบบจาํ ลอง OSI
เหมือนกนั จึงสามารถลบขอ้ ดอ้ ยของอุปกรณ์ฮบั ในเรืองการส่งขอ้ มูลแบบกระจาย (Broadcast) ไปยงั ทุก ๆ
พอร์ตทีมีโหนดต่ออยไู่ ด้ โดยอุปกรณ์สวติ ซ์สามารถจดั ส่งขอ้ มูลแพก็ เกต็ ไปยงั เครืองปลายทางทีเชือมตอ่ ยู่
ทีพอร์ตใด ๆ ได้เลยไม่ตอ้ งกระจายให้กบั ทุก ๆ พอร์ต เนืองจากอุปกรณ์สวิตซ์มีการเก็บขอ้ มูล MAC
Address ของโหนดทีต่ออยใู่ นแตล่ ะพอร์ต จึงรู้วา่ เครืองปลายทางทีตอ้ งการส่งใหอ้ ยทู่ ีไหน

สวติ ซ์ เลเยอร์ 3 (Layer 3 Switch)
เมือพูดถึงสวิตซ์นนั จะหมายถึง อุปกรณ์เครือข่ายทีทาํ งานในเลเยอร์ที 2 แต่ปัจจุบนั เทคโนโลยี
การผลิตอุปกรณ์เครือข่ายนันพฒั นาไปมาก สวิตซ์ทีมีในทอ้ งตลาดปัจจุบนั บางประเภทสามารถรองรับ
การทาํ งานทีเลเยอร์ที 3 ไดด้ ว้ ย ซึงอุปกรณ์ทีเครือข่ายทีทาํ งานในเลเยอร์นีจะรู้จกั กนั ในนาม เราท์เตอร์
(Router) แต่เลเยอร์ 3 สวิตซ์ หมายถึง อุปกรณ์เครือข่ายทีทาํ หน้าทีทงั ในเลเยอร์ 2 และเลเยอร์ 3 โดย
คุณสมบตั ิทีเพิมขึนมา เช่น

 VLAN (Virtual LAN) คือ การแบ่งพอร์ตเน็ตเวิร์คบนสวิตซ์ไวส้ าํ หรับเชือมตอ่ เครือข่าย
ข่ายทีต่างกนั โดยทีเราไม่ตอ้ งใชอ้ ุปกรณ์สวิตซ์ 1 ตวั สําหรับ 1 เครือข่าย ตวั อยา่ งเช่น มี
สวิตซ์ขนาด 24 พอร์ต และเราแบ่งเครือข่ายภายในออกเป็ น 2 วงเครื อข่าย ดังนี
157.168.10.0/24, 192.168.10.0/24 (เรืองของ IP Address จะกล่าวถึงในรายละเอียดใน
บทที 12) เราสามารถทาํ VLAN แบ่ง 12 พอร์ตแรกสําหรับเครือข่าย 157.168.10.0/24
และอีก 12 พอร์ตทีเหลือสาํ หรับเครือข่าย 192.168.10.0/24 โดยทีเครืองทีใช้ IP Address
ของเครือข่ายวงไหนก็สามารถเชือมต่อได้แต่พอร์ตทีกาํ หนดไวใ้ ห้ในเครือข่ายวงนัน
เท่านนั เสมือนเรามีสวติ ซ์ 12 พอร์ต 2 ตวั

 ACL (Access Control Lists) เป็ นการสร้างกฎในการผา่ นเขา้ ออกของขอ้ มูล เหมือนกบั
การทาํ Firewall Filtering เราสามารถจาํ กดั การเข้าออกทีตอ้ งผ่านอุปกรณ์สวิตซ์ได้ทงั

บทที 11 อุปกรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 421

แบบ IP Address, MAC Address, Port เป็ นต้น ดังนันเราจะสามารถกําหนดได้ว่า
เครือขา่ ยต่างวงจะสามารถเขา้ มาใชบ้ ริการอะไรไดบ้ า้ งในเครือข่ายอีกวงหนึง เช่นการใช้
โพรโทคอล Telnet, FTP, SMTP สําหรับบริการทวั ไป หรืออาจเป็ นบริการทีเกิดจากการ
ติดตงั โปรแกรมเพิม เช่น การใชง้ านฐานขอ้ มูลผา่ นพอร์ต 1521, 3306 เป็ นตน้ สาํ หรับใน
สวติ ซ์เลเยอร์ 2 บางรุ่นสามารถทาํ ACLs ไดใ้ นระดบั MAC Address
 Support Secure Shell And SNMP Protocol เพิมการป้องกนั ขอ้ มูลทีส่งผา่ นเครือข่ายโดย
การเขา้ รหัสไว้ ดงั นนั หากมีผูไ้ ม่ประสงค์ดีแอบดึงขอ้ มูลทีส่งอยู่ในเครือข่ายไปก็จะไม่
สามารถนาํ ไปใชง้ านได้ เป็นตน้

สาํ หรับขอ้ แตกต่างระหวา่ งสวติ ซ์ เลเยอร์ 3 และเราทเ์ ตอร์ คือ สวิตซ์จะผลิตโดยใชเ้ ทคโนโลยีที
เรียกว่า ASIC (Application Specific Integrated Circuit) หรือเป็ นวงจรควบคุมทีสร้างสําหรับทําสวิตซ์
โดยเฉพาะ ส่วนเราท์เตอร์นนั โดยทวั ไปจะสร้างจากโพรเซสเซอร์ทวั ไป และมีซอฟต์แวร์ทีควบคุมการ
ทาํ งานอีกครังหนึง ดงั นนั การทาํ งานของสวติ ซก์ จ็ ะเร็วกวา่ เราทเ์ ตอร์มาก

ภาพที 11.11 ตวั อย่างสวติ ซ์เลเยอร์ 3 Catalyst 3750 Series

เราท์เตอร์ (Router)
เราทเ์ ตอร์เป็ นอุปกรณ์เครือข่ายทีทาํ งานในชนั ที 3 ของแบบจาํ ลอง OSI การทาํ งานจึงเกียวขอ้ งใน
ระดบั ของ IP Address โดยหน้าทีหลกั ของเราท์เตอร์ คือ การส่งผ่านขอ้ มูลจากเครือข่ายหนึงไปยงั อีก
เครือข่ายหนึง ซึงอุปกรณ์เราท์เตอร์จะตอ้ งมีการ์ดเครือข่าย (Network Interface Card: NIC) อยา่ งน้อย 2
การ์ดขึนไปต่ออยู่ โดยในแต่ละการ์ดเครือข่ายจะเชือมเขา้ กบั หนึงเครือข่าย ดงั นนั เราท์เตอร์จึงทาํ หนา้ ที
เป็ นเกตเวยใ์ หก้ บั คอมพวิ เตอร์หรือโหนดต่าง ๆ ทีเราทเ์ ตอร์เชือมตอ่ อยใู่ นเครือข่ายเดียวกนั ดว้ ย
ตัวอย่างเช่น หากองค์กรหนึงมีหน่วยงานทีเป็ นสาขาอยู่ต่างจงั หวดั การเชือมต่อกับสาขา
เราสามารถติดตงั อุปกรณ์เราทเ์ ตอร์ขึนทีสาขาเพือใชเ้ ป็นเกตเวยใ์ นการติดต่อกบั เครือขา่ ยภายในของสาขา

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 422

นันได้ แต่อุปกรณ์เราท์เตอร์จะต้องมีพอร์ตเครือข่ายแบบ WAN เพือใช้เชือมโยงกับส่วนกลางด้วย
สาํ หรับตวั อยา่ งอุปกรณ์เราทเ์ ตอร์ทีแสดงในภาพที 11. 12 เป็ นเราทเ์ ตอร์ของบริษทั Cisco รุ่น 3800 Series

ภาพที 11.12 Router Cisco 3800 Series

ภ ายใ น อุ ป ก รณ์ เราท์เต อร์ มี ซ อฟ ต์แ ว ร์ ที ค ว บ คุ ม ก ารท ํางาน เห มื อน กับ ระ บ บ ป ฏิ บ ัติ ก า รใ น
คอมพิวเตอร์ เราทเ์ ตอร์จะมีการทาํ ตาราง Routing ซึงเป็ นตารางเส้นทางการขนส่งขอ้ มูล เมือขอ้ มูลส่งผา่ น
เขา้ มาเราทเ์ ตอร์จะอ่าน IP Header ซึงจะไดห้ มายเลข IP ของเครืองปลายทาง และจะตรวจสอบกบั ตาราง
Routing เพือใหร้ ู้วา่ เครืองปลายทางทีส่งขอ้ มูลไปนนั จะตอ้ งส่งต่อผา่ นการ์ดเครือข่ายใด จากนนั เราทเ์ ตอร์
จะตรวจดูดว้ ยวา่ ค่า MTU (Maximum Transfer Unit) ของการ์ดเครือข่ายนนั วา่ สามารถส่งขอ้ มูลทีมีขนาด
มากทีสุดไดเ้ ท่าใด หากวา่ ขอ้ มูลทีเขา้ มามีขนาดใหญ่กวา่ ค่า MTU ของการ์ดเครือข่ายนนั เราทเ์ ตอร์จะตดั
แบง่ ขอ้ มูลใหม้ ีขาดไม่เกิด MTU ทีจาํ กดั แลว้ คอ่ ยจดั ส่งไปทีละส่วนจนครบ

นอกจากนีเราท์เตอร์ยงั มีคุณสมบัติในการทํา Filtering, ACLs (Access Control Lists), IPSec
VPN ( IP Security Virtual Private Network) , Support Broadband Integration, Voice Video Data
Integration เป็นตน้ ซึงบางคุณสมบตั สิ วติ ซ์ทีทาํ งานในระดบั เลเยอร์ 3 จะสามารถทาํ ไดเ้ ช่นกนั

11.2 เครือข่ายแบ็กโบน (Backbone Network)

แบ็กโบนเป็ นเครือข่ายหนึงทีสามารถนาํ แลนหลาย ๆ วงมาเชือมตอ่ เขา้ กนั ได้ โดยทีแบ็กโบนจะ
ทาํ หน้าทีเป็ นตวั กลางในการส่งขอ้ มูลจากแลนวงทีหนึงไปยงั แลนวงอืน ๆ เครือข่ายแบ็กโบนจะไม่มี
สถานีมาเชือมต่อโดยตรงเนืองจากสถานีจะตอ้ งถูกเชือมตอ่ ภายในแลนเท่านนั ดงั นนั เครือขา่ ยแบก็ โบนจะ
เชือมต่อเฉพาะกบั แลนเพยี งอยา่ งเดียว

แบ็กโบนถือวา่ เป็ นแลนประเภทหนึง ดงั นนั โพรโทคอลทีสามารถใชง้ านภายในแลนจึงสามารถ
ใชก้ บั แบ็กโบนไดเ้ หมือนกนั เช่น อีเทอร์เน็ต เป็ นตน้ ถึงแมว้ า่ สถาปัตยกรรมของแบ็กโบนจะมีอยหู่ ลาย

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 423

แบบแต่ในหนงั สือเล่มนีขอยกตวั อยา่ งแบ็กโบนทีมีการใชง้ านกนั ทวั ๆ ไป ไดแ้ ก่ แบก็ โบนแบบบสั และ
แบก็ โบนแบบดาว

แบก็ โบนแบบบสั (Bus Backbone)
เนืองจากแบ็กโบนแบบบัสจะใช้โทโพรโลยีแบบบัส ดังนันแบ็กโบนแบบนีจึงสามารถใช้
โพรโทคอลทีสามารถใชก้ บั โทโพรโลยแี บบบสั ได้ เช่น 10Base5 หรือ 10Base2 โดยปกติแบก็ โบนแบบ
บสั จะใช้สําหรับเชือมต่อแลนระหว่างตึก โดยทีภายในตึกอาจจะมีแลนเพียงวงเดียวหรือถ้ามีหลายวง
อาจจะเชือมต่อกนั โดยใชแ้ บ็กโบนแบบดาวได้ ตวั อยา่ งของแบ็กโบนแบบบสั เช่น ถา้ มีแลนหลาย ๆ วง
ภายในมหาวิทยาลยั โดยทีภายในแลนแต่ละวงเครืองคอมพิวเตอร์อาจจะเชือมต่อโดยใชแ้ บ็กโบนแบบ
ดาว แตถ่ า้ ตอ้ งการเชือมแลนเขา้ ดว้ ย จะสามารถต่อเชือมกนั โดยใชแ้ บก็ โบนแบบบสั ได้ ดงั ภาพที 11.13

ภาพที 11.13 แบ็กโบนแบบบสั

จากภาพที 11.13 จะเห็นไดว้ า่ ถา้ สถานีตอ้ งการทีจะส่งเฟรมขอ้ มูลไปยงั สถานีทีอยูใ่ นวง
แลนเดียวกนั แลว้ เฟรมขอ้ มูลนนั จะไม่ถูกส่งออกไปยงั แลนวงอืน เนืองจากบริดจจ์ ะเป็ นตวั ป้องกนั เอาไว้
แต่ถา้ ตอ้ งการส่งเฟรมขอ้ มูลไปยงั สถานีทีอยใู่ นแลนวงอืน ๆ บริดจจ์ ะทาํ หนา้ ทีส่งเฟรมขอ้ มูลนันไปยงั
แบก็ โบน ส่วนบริดจท์ ีจะทาํ หนา้ ทีในการรับเฟรมขอ้ มูลนี จะทาํ การตรวจสอบจากตารางเก็บแอดเดรสวา่
เฟรมขอ้ มูลทีรับมานนั จะตอ้ งถูกส่งต่อไปยงั แลนวงของตวั เองหรือไม่ ดงั นนั ในการรับและส่งเฟรมขอ้ มูล
ของบริดจ์ จะใชต้ ารางเก็บแอดเดรสเป็ นหลกั

แบก็ โบนแบบดาว (Star Backbone)
แบ็กโบนแบบดาวจะใช้โทโพรโลยีแบบดาวในบางครังจะเรียกแบ็กโบนลกั ษณะนีวา่ “สวิตซ์
แบ็กโบน (Switched Backbone)” เนืองจากจะใช้สวิตซ์ทาํ หน้าทีเป็ นแบ็กโบนนันเอง ดังภาพที 11.14
แสดงถึงสวติ ซ์ทีทาํ หนา้ ทีในการเชือมต่อแลนหลาย ๆ วงเขา้ ดว้ ยกนั

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 424

ภาพที 11.14 แบก็ โบนแบบดาว

ปกติแลว้ แบ็กโบนแบบดาวมกั จะใช้เชือมต่อกนั ภายในตึก ถา้ เป็ นตึกหลายชันแล้วสามารถใช้
สวิตซ์ทาํ การแยกแลนออกเป็ นหลาย ๆ วงตามจาํ นวนชนั ของตึกได้ ภายในแลนแต่ละวงสามารถใช้ฮบั
เชือมโยงคอมพิวเตอร์เขา้ ดว้ ยกนั แลว้ ใชส้ ายในการเชือมต่อระหวา่ งฮบั กบั สวติ ซ์อีกทีหนึง ในการใชง้ าน
จริงเรามกั จะใชต้ ูแ้ ร็ค (Rack) ในการติดตงั ฮบั และสวติ ซ์ โดยทาํ การเดินสายจากเครืองคอมพวิ เตอร์มายงั ตู้
นีเพือทาํ การเชือมตอ่ กบั ฮบั หรือสวติ ซ์

การเชือมต่อแลนในระยะไกล
นอกจากจะสามารถใชเ้ ครือข่ายแบ็กโบนภายในบริษทั หรือมหาวิทยาลยั ไดแ้ ลว้ ในการใชง้ าน
จริงยงั สามารถใชเ้ ครือข่ายแบ็กโบนเชือมต่อแลนระหวา่ งบริษทั หรือมหาวทิ ยาลยั ไดด้ ว้ ย โดยการเชือมต่อ
จะใช้บริ ดจ์ทีเรียกว่า “Remote Bridge” ซึ งบริ ดจ์นีจะเชือมต่อกันแบบจุดต่อจุด โดยสามารถใช้
สายโทรศัพท์ หรือสาย ADSL ก็ได้ ตัวอย่างของโพรโทคอลทีใช้ในการเชือมต่อแบบจุดต่อจุดนัน
อยา่ งเช่น PPP เป็นตน้ ดงั แสดงในภาพที 11.15

ภาพที 11.15 การเชือมต่อแลนในระยะไกล หนา้ ที 425

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน

11.3 VLAN (Virtual LAN)

ในการนาํ เครืองคอมพวิ เตอร์มาเชือมต่อกนั เป็ นแลนนนั จะใชส้ ายในการเชือมตอ่ ทางกายภาพ แต่
ถา้ ตอ้ งการให้เครืองคอมพิวเตอร์ทีเชือมตอ่ กนั อยนู่ นั เสมือนวา่ อยกู่ นั คนละเครือข่าย หรือเรียกอีกอยา่ งวา่
เป็น “เครือข่ายแลนเสมือน (Virtual LAN)” จาํ เป็นทีจะตอ้ งมีซอฟตแ์ วร์เขา้ มาช่วย

ตวั อยา่ งของการแยกแลนออกเป็ นหลาย ๆ วงโดยใชส้ วติ ซ์จะเป็ นดงั ภาพที 11.16 ซึงจะเห็นวา่ มี
สถานีอยูท่ งั หมด 10 สถานี โดยแบ่งออกเป็นกลุ่ม ๆ ซึงจะมีอยู่ 3 กลุ่ม โดยกลุ่มแรกจะมีสถานีอยู่ 4 สถานี
กลุ่มทีสองมีอยู่ 3 สถานี กลุ่มทีสาม มีอยู่ 3 สถานี การติดตงั ลกั ษณะดงั กล่าวก่อให้เกิดความยดื หยนุ่ ทีนอ้ ย
ยากต่อการเปลียนแปลง เช่น ถา้ สมมติตอ้ งการทีจะให้สถานีในกลุ่มแรก เปลียนไปเป็ นสถานีในกลุ่มที
สาม จะตอ้ งทาํ การยา้ ยสถานีนนั ๆ ไปยงั กลุ่มทีสาม และจะตอ้ งทาํ การเดินสายใหม่ดว้ ย หรือถา้ สถานีใน
กลุ่มทีสองตอ้ งการเปลียนไปอยูก่ ลุ่มแรก ก็จะตอ้ งทาํ ในลกั ษณะเดียวกนั เป็ นตน้ การเชือมต่อแบบนีถา้
ตอ้ งการทีจะเปลียนแปลงจะตอ้ งเปลียนทางกายภาพเท่านนั

ภาพที 11.16 การใช้สวิตซ์เชือมต่อแลน 3 วง

จากปัญหาทีไดก้ ล่าวมานนั จะเห็นไดว้ า่ ถา้ เราตอ้ งการทีจะเปลียนลกั ษณะของการเชือมตอ่ โดยไม่
ตอ้ งมีการเปลียนแปลงทางกายภาพแลว้ จะตอ้ งใชซ้ อฟตแ์ วร์เขา้ มาช่วยจดั การในเรืองนี ลองพิจารณาภาพ
ที 11.17 ทีแสดงถึงการเชือมต่อสถานีกบั สวติ ซ์ โดยทีสวติ ซ์จะรองรับการทาํ งานของวแี ลน ซึงเทคโนโลยี
วแี ลนนนั จะตอ้ งสามารถแบ่งแลนได้ โดยทีไม่ตอ้ งมีการเปลียนแปลงทางกายภาพเลย นนั หมายถึงไมต่ อ้ ง
มีการยา้ ยสถานี หรือเดินสายใหม่ ถา้ ตอ้ งการทีเปลียนสถานีใด ๆ ใหเ้ ป็นอยใู่ นแลนวงไหน กส็ ามารถทีจะ
ใชซ้ อฟตแ์ วร์ในการจดั การได้

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 426

ภาพที 11.17 สวติ ซ์ทรี องรับวแี ลน

จากภาพที 11.17 จะเห็นไดว้ ่ามีการแบ่งแลนออกเป็ น 3 วง ไดแ้ ก่ VLAN1, VLAN2,VLAN3 ใน
การส่งเฟรมขอ้ มูลระหว่างสถานีภายในวแี ลน จะมีเพียงสถานีในวแี ลนวงนันทีสามารถรับเฟรมขอ้ มูลได้
เนืองจากเฟรมขอ้ มูลจะไมถ่ ูกส่งออกไปยงั วงแลน เนืองจากเฟรมขอ้ มูลจะไม่ถูกส่งออกไปยงั วงอืน ๆ ทาํ
ให้สามารถช่วยลดการจราจรภายในเครือข่ายได้ แต่ถา้ สถานีทีตอ้ งการส่งเฟรมขอ้ มูลไปยงั วงอืน ๆ แลว้
สวติ ซ์จะทาํ หนา้ ทีในการส่งเฟรมนนั ไปยงั วแี ลนวงอืนให้

เทคโนโลยีวแี ลนสามารถจดั ใหส้ ถานีใหอ้ ยเู่ ป็ นกลุ่ม โดยการใช้สวติ ซร์ ่วมกนั หลายตวั ได้ ดงั ภาพ
ที 11.18 ซึงแสดงการแบง่ วแี ลนออกเป็ น 3 วงโดยการใชส้ วิตซ์ 3 ตวั

ภาพที 11.18 การสร้างวแี ลนโดยใช้สวติ ซ์ 2 ตวั หนา้ ที 427

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน

จากภาพที 11.18 สามารถนําไปประยุกตใ์ ช้งานจริงได้ เช่น ภายในมหาวิทยาลยั ถา้ มีตึก 2 หลงั
โดยทีแต่ละหลงั จะมีสวติ ซ์ซึงทาํ หนา้ ทีเป็ นแบก็ โบนภายในตึก เราสามารถจดั กลุ่มของสถานีของทงั สอง
ตึกใหอ้ ยเู่ ป็ นกลุ่ม ๆ ได้ โดยใชเ้ ทคโนโลยวี แี ลน ซึงไม่ตอ้ งมีการเปลียนแปลงทางกายภาพเลย

มาตรฐาน IEEE 802.1Q/IEEE 802.1p
IETF (Internet Engineering Task Force) ได้พัฒนามาตรฐาน IEEE 802.1Q และ IEEE 802.1p
มาตรฐานนีกาํ หนดขึนเพือให้สามารถสร้าง VLAN โดยใช้อุปกรณ์จากต่างบริษทั กนั ขอ้ กาํ หนดนีได้
ปรับเปลียนรูปแบบของเฟรมขอ้ มูล โดยเพิมฟิ ลด์ในส่วนหวั ของเฟรมทงั หมด 4 ไบต์ ซึงเป็ นฟิ ลดถ์ ดั จาก
หมายเลขของ MAC Address ของเครืองส่ง (Source MAC Address) ดงั แสดงในภาพที 11.19

ภาพที 11.19 Ethernet Frame of VLAN

ทีมาของภาพ: http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=2181837&seqNum=5

เฟรมทีถูกแท็ก (Tag) หรือเพิมขอ้ มูลของ VLAN จะมีฟิ ลด์ทีเพิมขึนมา คือ Etype (Tag Protocol
Identifier) และ Tag (Tag Control Identifier) ซึ งแต่ละฟิ ลด์มีความยาว 2 ไบ ต์ ฟิ ลด์ Etype จะถูก
กาํ หนดให้เป็ น 0x8100 คงทีเสมอ ดงั นนั เมือใดก็ตามทีฟิ ลด์ Tag มีค่าเป็ น 0x8100 แสดงวา่ เฟรมนีมีแทก็
ของ IEEE 802.1Q/IEEE.1q ซึงถา้ เป็ นเฟรมของอีเทอร์เน็ตธรรมดา ค่านีก็จะตรงกบั ฟิ ลด์ Len/Etype ก็จะ
ไมส่ ่งตอ่ เฟรมดงั กล่าว

ฟิ ลด์ Tag จะแบ่งเป็ น 3 ฟิ ลด์ย่อย คือ 3 แรกเป็ น (Priority) ซึ งเป็ นฟิ ลด์ทีกําหนดระดับ
ความสาํ คญั ตามมาตรฐาน IEEE 802.1p เนืองจากมี 3 บิต จึงสามารถกาํ หนดระดบั ความสาํ คญั ได้ 8 ระดบั
ส่วนอีกหนึงบิตถดั มา คือ ฟิ ลด์ CFI (Canonical Format Identifier) ซึงเป็ นฟิ ลด์ทีใช้สําหรับการรับส่ง
ขอ้ มูลของเครือข่ายโทเคนริงผ่านอีเทอร์เน็ต ส่วน 12 บิต สุดท้ายเป็ นฟิ ลด์ VLAN ไดท้ งั หมด 4096 วง
(212 = 4096)

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 428

ถดั จากฟิ ลด์ Etype และ Tag จะเป็ นฟิ ลด์ Len/Etype ซึงมีความยาว 2 ไบต์ เป็ นฟิ ลด์ทีมีอยเู่ ดิมอยู่
แล้ว ซึงจะเป็ นฟิ ลด์ทีบอกความยาวของเฟรมสําหรับ IEEE 802.3 หรือเป็ น Ether Type สําหรับอีเทอร์
เน็ตเวอร์ชนั 2 (Ethernet v.2)

Layer 2 VLAN
การจดั กลุ่ม VLAN ประเภทนีจะใชข้ อ้ มูลทีอยใู่ นเลเยอร์ 2 เป็ นเกณฑ์ เช่น พอร์ตของสวติ ซ์ และ
หมายเลข MAC Address ของการ์ดเครือข่าย ซึงมรี ายละเอียด ดงั นี

Port Based VLAN
การจดั กลุ่ม VLAN โดยใชพ้ อร์ตของสวติ ซ์ (Port Based VLAN) ซึงเป็ นการใช้ VLAN ทีนิยมกนั
มากทีสุด การจดั กลุ่มดว้ ยวิธีนี คือ การจดั กลุ่มของพอร์ตบนสวิตซ์หนึงหรือมากกว่าให้อยูใ่ นวง VLAN
เดียวกนั ตวั อย่างเช่น สมมติวา่ สวติ ซ์เครืองหนึงมี 12 พอร์ต เราสามารถกาํ หนดใหพ้ อร์ต 1-6 เป็ นสมาชิก
ของวง VLAN 1 และพอร์ต 7-12 เป็ นสมาชิกของวง VLAN 2 การจดั เช่นนีจะทาํ ให้คอมพิวเตอร์ที
เชือมตอ่ เขา้ กบั สวติ ซ์พอร์ต 1-6 อยูใ่ นบรอดคาสตโ์ ดเมนเดียวกนั ในขณะทีคอมพวิ เตอร์เชือมต่อกบั พอร์ต
7-12 จะอยูอ่ ีกบรอดคาสตโ์ ดเมนหนึง ถา้ เป็นสวติ ซ์ทีไมร่ องรับ VLAN แลว้ แพก็ เก็ตแบบบรอดคาสต์ทีส่ง
โดยคอมพิวเตอร์เครืองใดเครืองหนึงจะถูกส่งต่อไปยงั ทุก ๆ พอร์ตสวิตซ์ แต่ในกรณีทีสวิตซ์รองรับ
VLAN และมีการจดั กลุ่มเหมือนขา้ งตน้ แพก็ เก็ตแบบบรอดคาสตก์ ็จะถูกส่งตอ่ ไปยงั เฉพาะพอร์ตทีจดั อยู่
ในวง VLAN เดียวกนั เท่านนั ส่วนการสือสารระหวา่ งคอมพิวเตอร์ทีอยตู่ ่าง VLAN กนั ก็จะอาศยั ฟังกช์ นั
ของเราทเ์ ตอร์หรือสวิตซ์เลเยอร์ 3 เพือช่วยในการส่งตอ่ แพ็กเก็ตระหว่าง VLAN ดงั นนั VLAN หนึงวงก็
เปรียบเสมือนเครือข่าย LAN หนึงวงนันเอง ภาพที 11.18 แสดงตวั อยา่ งการจดั กลุ่ม VLAN แบบ Port
Based

ภาพที 11.20 การจัดกล่มุ VLAN แบบ Port Based
การแบ่ง VLAN แบบพอร์ตเบสนียงั คงเป็ นวิธีทีนิยมมากทีสุดในปัจจุบนั เนืองจากง่ายต่อการ
จดั การ แต่ขอ้ จาํ กัดของการจดั VLAN แบบนี คือ แต่ละพอร์ตของสวิตซ์จะเป็ นสมาชิกของ VLAN ได้

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 429

หนึงวงเท่านัน นอกจากนีขอ้ เสียของการจดั แบบนี คือ เมือผูใ้ ชเ้ คลือนยา้ ยหรือตอ้ งเปลียนพอร์ตสวิตซ์
ผดู้ ูแลระบบตอ้ งจดั การ VLAN ใหม่ เพือทีจะทาํ ใหผ้ ใู้ ชค้ นนนั อยใู่ นวง VLAN เดิม

MAC Address Based VLAN
การจดั กลุ่มของ VLAN วิธีนีจะใช้หมายเลข MAC Address ซึงหมายเลขนีจะถูกกาํ หนดตายตวั
ใหก้ บั แต่ละการ์ดเครือขา่ ยของเครืองคอมพิวเตอร์ ขอ้ ดีของการจดั กลุม่ ประเภทนีก็คือ เมือมีการยา้ ยทีของ
ผูใ้ ช้ ผูด้ ูแลระบบไม่ตอ้ งเซต VLAN ให้กบั ผูใ้ ช้คนนีใหม่ เนืองจาก VLAN จะผูกติดกบั หมายเลข MAC
Address ไม่ใช่พอร์ตของสวติ ซ์เหมือนกบั วธิ ีแรก ดงั นนั การจดั VLAN วงหนึงก่อนในตอนแรก การทีตอ้ ง
ทาํ เช่นนีก็อาจเป็ นไปไดย้ ากสาํ หรับองคก์ รขนาดใหญ่ทีมีคอมพวิ เตอร์จาํ นวนมาก ปัญหาอีกอยา่ งของการ
จดั VLAN แบบนีคือ กรณีทีคอมพิวเตอร์หลายเครืองแชร์สวติ ซ์พอร์ตเดียวกนั เช่น การเชือมต่อพอร์ตนนั
เขา้ กบั ฮบั แลว้ ถา้ คอมพิวเตอร์ทีเชือมเขา้ กบั ฮบั จดั อยูใ่ น VLAN คนละวงกนั จะทาํ ให้ประสิทธิภาพของ
เครือข่ายลดลงมาก เนืองจากว่าพอร์ตดงั กล่าวนีเป็ นสมาชิกของ VLAN หลายวง ทาํ ให้แพ็กเก็ตประเภท
บรอดคาสตข์ องแต่ละวง VLAN ทีเป็นสมาชิกจะถูกส่งมายงั พอร์ตนีทงั หมด

Layer 3 VLAN
การจดั กลุ่ม VLAN แบบนีจะใชข้ อ้ มูลของเลเยอร์ที 3 เช่นประเภทของโพรโทคอลหรือหมายเลข
ไอพี (IP Address) การจดั VLAN ประเภทนีมีขอ้ ดี ขอ้ เสีย คือ เมือผูใ้ ช้ตอ้ งยา้ ยที ผูด้ ูแลระบบไม่ตอ้ งเซต
VLAN ให้กบั ผใู้ ชค้ นใหม่อีกครัง นอกจากนีการทาํ VLAN โดยใชข้ อ้ มูลในเลเยอร์ที 3 ก็ไมจ่ าํ เป็ นตอ้ งทาํ
แท็กกิง (Tagging) สําหรับการสือสารระหว่างสมาชิกของ VLAN ทีอยู่คนละสวิตซ์กนั แต่ขอ้ เสีย คือ
สวิตซ์จะทาํ งานช้าลง เนืองจากสวิตซ์ต้องตรวจสอบข้อมูลในเลเยอร์ที 3 ซึงจะใช้เวลานานกว่าการ
ตรวจสอบขอ้ มูลในเลเยอร์ที 2

ถึงแมว้ ่าการจดั กลุ่ม VLAN วิธีนีจะใชข้ อ้ มูลทีอยุท่ ีเลเยอร์ 3 แต่ก็ไม่มีการทาํ เราท์ติง (Routing)
หรือจดั เส้นทางแพก็ เก็ตขอ้ มูลในเลเยอร์ที 3 การทาํ เราท์ติงยงั คงตอ้ งทาํ ในเราทเ์ ตอร์หรือสวติ ซ์เลเยอร์ 3
เหมือนเดิม ดงั นนั การสือสารระหว่าง VLAN จาํ เป็ นทีตอ้ งใชฟ้ ังก์ชนั ของเราทเ์ ตอร์มาช่วย แต่โดยส่วน
ใหญ่บริษทั ทีผลิตสวติ ซ์ทีรองรับ VLAN ในเลเยอร์ที 3 จะรวมฟังกช์ นั เราทต์ ิงนีเขา้ ไปในสวติ ซ์ดว้ ย ซึงจะ
เรียกสวิตซ์ประเภทนีว่า “เลเยอร์ 3 สวิตซ์ ” ฟังก์ชันนีจะถูกโปรแกรมรวมเข้าไปในชิปแบบ ASIC
(Application Specific Integrated Circuit) ซึงเป็นชิปทีควบคุมการทาํ งานของสวติ ซ์ ในขณะทีเราทเ์ ตอร์จะ
ใชโ้ พรเซสเซอร์ทวั ๆ ไป (General Processor) ทาํ ให้สวติ ซ์เลเยอร์ 3 ทาํ งานเร็วกวา่ เราท์เตอร์ทวั ไปมาก
อยา่ งไรกต็ ามฟังกช์ นั เราทต์ ิงยงั คงจาํ เป็นสาํ หรับการสือสารระหวา่ ง VLAN

บทที 11 อุปกรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 430

Protocol Type Based VLAN
การสร้าง VLAN ประเภทนีจะจดั กลุ่มโดยใชป้ ระเภทของโพรโทคอลในเลเยอร์ที 3 เช่น IP, IPX
เป็ นต้น ยกตวั อย่าง เช่น กลุ่มคอมพิวเตอร์ทีใช้โพรโทคอล IP ก็จะถูกจดั ให้เป็ น VLAN วงหนึง ส่วน
คอมพิวเตอร์ทีใชโ้ พรโทคอล IPX ก็ถูกจดั ใหอ้ ย่อู ีกกลุ่มหนึง เป็ นตน้ การจดั กลุ่มดว้ ยวิธีนีจะมีประโยชน์
มากสาํ หรับเครือข่ายทีตอ้ งการแยกกลุ่มของคอมพิวเตอร์ทีใชโ้ พรโทคอลหรือแอปพลิเคชนั ต่างกนั ทาํ ให้
ปัญหาเกียวกบั การทาํ งานร่วมกนั ไม่ไดข้ องโพรโทคอลหมดไป

IP Based VLAN
สําหรับเครือข่ายทีใชโ้ พรโทคอล TCP/IP นันการจดั กลุ่ม VLAN วิธีนีจะใช้หมายเลขเครือข่าย
(Network ID) เป็ นเกณฑ์ในการจดั กลุ่ม VLAN สําหรับการแบ่งเครือข่ายออกเป็ นเครือข่ายย่อยหรือ
ซบั เน็ตนนั โดยส่วนใหญ่แต่ละซบั เน็ตจะถูกแยกจากกนั ในระดบั กายภาพโดยมีเราทเ์ ตอร์เชือมระหวา่ ง
ซบั เน็ตเหล่านนั อาจมีบางกรณีทีบางซบั เน็ตอาจจะใช้สวิตซ์ร่วมกนั ได้ แตข่ อ้ เสียคือ ซบั เน็ตทีใชก้ ลุ่มของ
สวิตซ์เดียวกนั จะแชร์บรอดคาสตโ์ ดเมนเดียวกนั ในกรณีนี VLAN จะช่วยให้ซับเน็ตแยกบรอดคาสต์
โดเมนของแต่ละซบั เน็ตในขณะทียงั แชร์กนั ใชส้ วติ ซ์ชุดเดียวกนั อยู่

Port Trunking
การทาํ พอร์ตทรังกิง (Port Trunking) หรือ พอร์ตอะกรีเกชนั (Link Aggregation) เป็ นมาตรฐาน
IEEE 802.3ad ซึงเป็ นการขยายแบนด์วดิ ธ์ ให้กบั ลิงคโ์ ดยการรวมเอาหลาย ๆ พอร์ตของสวิตซ์ใหท้ าํ งาน
เสมือนเป็นพอร์ตเดียวกนั ตวั อยา่ งเช่น เราสามารถรวมเอา 3 พอร์ตของสวิตซ์ทีวิงดว้ ยความเร็ว 100 Mbps
เป็ นทรังค์ ทาํ ให้แบนด์วดิ ธ์ของลิงคเ์ พิมเป็น 300 Mbps และถา้ พอร์ตดงั กล่าวรองรับฟูลดูเพล็กซ์ ลิงค์ก็มี
แบนดว์ ดิ ธ์เป็น 600 Mbps ดงั แสดงในภาพที 11.21

ภาพที 11.21 Port Trunking หนา้ ที 431

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน

ข้อดีของการทาํ พอร์ตทรังกงิ มดี ังนี

 เพิมแบนดว์ ดิ ธ์ของลิงค์
 การแชร์โหลดระหวา่ งพอร์ต
 การแยกกลุ่มของเฟรมตามแอดเดรส ทาํ ให้แพก็ เกต็ รับส่งตามลาํ ดบั
 Fault Tolerance: ถา้ พอร์ตใดพอร์ตหนึงเสีย พอร์ตทีเหลือยงั คงทาํ งานไดต้ ามปกติ

หมายเหตุ: การทาํ พอร์ตทรังกิงมีประโยชน์สําหรับลิงค์ทีเชือมต่อระหว่างสวิตซ์ หรือลิงค์ทีมี
อตั ราการรบั ส่งขอ้ มูลสูง

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 432

สรุปท้ายบทที 11

รีพีตเตอร์(Repeater) /ฮับ (Hub) เป็ นอุปกรณ์ทีทาํ งานอยู่ในชนั สือสารกายภาพ มีหนา้ ทีในการ
สร้างสญั ญาณใหม่ใหเ้ หมือนของเดิม นอกจากนนั ยงั ใชเ้ ชือมตอ่ เซ็กเมนท์ แตจ่ ะไม่มีความสามารถในการ
กรองขอ้ มูล

บริดจ์ (Bridge) เป็นอุปกรณ์ทีทาํ งานทงั ชนั สือสารกายภาพและชนั เชือมต่อขอ้ มลู
Transparent Bridge สามารถกรองเฟรมขอ้ มูล และส่งต่อเฟรมขอ้ มูล นอกจากนันยงั สามารถ
สร้างตารางเกบ็ แอดเดรสไดโ้ ดยอตั โนมตั ิ
บริดจส์ ามารถใชอ้ ลั กอริทึม Spanning tree ในการสร้าง loopless topology ได้
สวติ ซ์ (Switch) เป็ นอุปกรณ์ทีมีลกั ษณะการทาํ งานเช่นเดียวกบั บริดจ์ แต่ต่างกนั ทีสวิตซ์มีหลาย
พอร์ต ขณะทีบริดจม์ เี พยี งสองพอร์ต
สวิตซ์ เลเยอร์ 3 เป็ นอุปกรณ์ทีทาํ งานอยู่บนชนั ที 3 ของแบบจาํ ลอง OSI เลเยอร์ เทียบเท่าการ
ทาํ งานของเราทเ์ ตอร์ โดยมีคุณสมบตั ทิ ีเพิมขึนมาจากสวติ ซ์เลเยอร์ 2 ดงั นี

 รองรับการทาํ VLAN
 สามารถสร้างกฎในการผา่ นเขา้ ออกขอ้ มูล เหมือนกบั การทาํ Firewall Filtering
 เพิมการป้องกนั ขอ้ มูลทีส่งผา่ นเครือขา่ ยโดยการเขา้ รหสั
เราท์เตอร์ (Router) เป็ นอุปกรณ์ทีทาํ งานอยู่บนชันที 3 ของแบบจาํ ลอง OSI มีหน้าทีส่งผ่าน
ขอ้ มูลจากเครือข่ายหนึงไปยงั อีกเครือข่ายหนึง ซึงเราทเ์ ตอร์จะตอ้ งมีการ์ดเครือข่ายอยา่ งนอ้ ย 2 ใบขึนไป
โดยทีการ์ดแตล่ ะใบจะเชือมตอ่ เขา้ กบั เครือข่าย
แบก็ โบน สามารถใชใ้ นการเชือมตอ่ แลนแตล่ ะวงเขา้ ดว้ ยกนั ได้
รูปแบบการเชือมตอ่ แบก็ โบนทีใชง้ านอยทู่ วั ไป คือ แบบบสั และแบบดาว
VLAN (Virtual Area Network) คือ กลุ่มของคอมพิวเตอร์ทีอยใู่ นบรอดคาสต์โดเมนเดียวกนั

บทที 11 อุปกรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 433

Broadcast Domain คือ กลุ่มของคอมพิวเตอร์ทีเชือมต่อกนั ดว้ ยสวิตซ์เลเยอร์ที 2 และเมือมีแพก็
เก็ตประเภทบรอดคาสต์ คอมพิวเตอร์ทุกเครืองจะไดร้ ับแพก็ เกต็ นีทงั หมด บรอดคาสตแ์ พก็ เก็ต หมายถึง
แพก็ เก็ตทีมีทีอยขู่ องเครืองปลายทางเป็นหมายเลขบรอดคาสต์

มาตรฐาน IEEE 802.1Q/IEEE 802.1p เป็ นมาตรฐานทีกาํ หนดให้สามารถสร้าง VLAN โดยใช้
อุปกรณ์ตา่ งบริษทั กนั ทาํ งานร่วมกนั ได้

ในการจดั กลุ่มวแี ลนสามารถทาํ ได้ ดงั นี

 Port Based VLAN
 MAC Address Based VLAN
 Protocol Type Based VLAN
 IP Based VLAN
 Port Trunking

วีแลนสามารถช่วยประหยดั เวลาและค่าใชจ้ ่าย, ช่วยลดปริมาณการจราจรภายในเครือข่าย และ
ช่วยเพิมความปลอดภยั

ข้อดีของการทาํ Port Trunking

 เพิมแบนดว์ ดิ ธ์ของลิงค์
 การแชร์โหลดระหวา่ งพอร์ต
 การแยกกลุ่มของเฟรมตามแอดเดรส ทาํ ให้แพก็ เกต็ รับส่งตามลาํ ดบั
 Fault Tolerance: ถา้ พอร์ตใดพอร์ตหนึงเสีย พอร์ตทีเหลือยงั คงทาํ งานไดต้ ามปกติ

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 434

แบบฝึ กหดั ท้ายบทและการค้นคว้า

จงตอบคําถามต่อไปนี

1. รีพีตเตอร์ (Repeater) แตกตา่ งกบั ตวั ขยายสญั ญาณ (Amplifier) อยา่ งไร
2. ฮบั (Hub) และ สวติ ซ์ (Switch) มีความแตกตา่ งกนั อยา่ งไร
3. ฮบั (Hub) และรีพตี เตอร์ (Repeater) มีความสัมพนั ธ์กนั อยา่ งไร
4. สวติ ซ์ (Switch) แตกตา่ งจาก เราทเ์ ตอร์ (Router) อยา่ งไร
5. Transparence Bridge คืออะไร
6. จงบอกความแตกตา่ งระหวา่ ง Root Bridge กบั Designated Bridge
7. จงอธิบายหลกั การทาํ งานของวแี ลน พร้อมยกตวั อยา่ งเทคนิคทีใชใ้ นการทาํ วแี ลนมาใหเ้ ขา้ ใจ
8. จงสร้างระบบทีประกอบไปดว้ ยแลน 3 วง และบริดจส์ ําหรับเชือมตอ่ 4 ตวั โดยทีบริดจแ์ ตล่ ะตวั

(B1 ถึง B4) จะเชือมตอ่ กบั แลน ดงั นี
 B1 เชือมต่อกบั LAN 1 และ LAN 2
 B2 เชือมต่อกบั LAN 1 และ LAN 3
 B3 เชือมตอ่ กบั LAN 2 และ LAN 3
 B4 เชือมตอ่ กบั LAN 1, LAN 2 และ LAN 3

ถ้าให้ B1 เป็ น Root Bridge จงแสดงให้เห็นถึง Forwarding port และ Blacking port หลังจากใช้
กระบวนการทาํ งานของอลั กอริทึม Spanning tree แลว้

บทที 11 อปุ กรณ์เชือมตอ่ เครือข่ายทอ้ งถิน เครือข่ายแบก็ โบน และวแี ลน หนา้ ที 435

บทที 12

อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกงิ แอดเดรสและการหาเส้นทาง
Internetworking, Address, and Routing

วตั ถุประสงค์การเรียนรู้

1. อธิบายถึงบทบาทหนา้ ทีของชนั การสือสารควบคุมเครือขา่ ยได้
2. อธิบายกลไกการทาํ งานของโพรโทคอล IP ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3. สามารถจดั สรรคลาสต่าง ๆ บน IPv 4 ได้
4. สามารถแบ่งเครือข่ายยอ่ ยดว้ ยการใชซ้ บั เน็ตมาสก์ได้
5. เข้าใจหลกั การของ CIDR และสามารถนําไปใช้เพือการจดั สรรหมายเลขไอพีได้

อยา่ งเหมาะสม
6. สามารถคาํ นวณแอดเดรสซบั เน็ตได้
7. อธิบายบทบาทหนา้ ทีและรูปแบบของ NAT ได้
8. เขา้ ใจโครงสร้างของ IPv6 และสามารถกาํ หนดแอดเดรสดว้ ย IPv6 ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

การสือสารในชนั สือสารควบคุมเครือข่าย (Network Layer) มีหนา้ ทีในการควบคุมการดูแลจดั ส่ง
ขอ้ มูลแต่ละชินจากผูส้ ่งให้ไปถึงจุดหมายหรือผูร้ ับทีกาํ หนด ถ้าการจดั ส่งดังกล่าวเป็ นเพียงการจดั ส่ง
ขอ้ มูลภายในกลุ่มเดียวกนั ผูส้ ่งจะมองเห็นหรือติดต่อกบั ผูร้ ับไดโ้ ดยตรง แต่ถา้ เป็ นการส่งขอ้ มูลระหวา่ ง
สมาชิกของกลุ่มทีอยูต่ ิดกนั นนั โฮสตใ์ นกลุ่มของผสู้ ่งทีอยหู่ ่างไกลกนั โดยไม่มีการเชือมต่อตรงดว้ ยวธิ ีการ
ใด ๆ ในกรณีนีโฮสตข์ องกลุ่มผูส้ ่งจาํ เป็ นจะตอ้ ง “ฝาก” ขอ้ มูลไปยงั โฮสตก์ ลุ่มทีอยตู่ ิดกนั ซึงก็จะ “ฝาก”
ขอ้ มูลนนั ต่อไปเรือย ๆ จนถึงโฮสต์ของกลุ่มผูร้ ับซึงจะจดั ส่งขอ้ มูลนนั ไปยงั ผรู้ ับตวั จริงได้ การทาํ งานใน
ชนั นีจึงไม่เหมือนกบั การทาํ งานในชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มูล (Datalink Layer) ทีเนน้ ความรับผดิ ชอบใน
ดา้ นการจดั ส่งขอ้ มูลจากคอมพิวเตอร์เครืองหนึง (อาจจะเป็ นผูส้ ่งขอ้ มูลหรือ เป็ นเพียงผูถ้ ่ายทอดขอ้ มูล)
ไปยงั เครืองคอมพิวเตอร์อีกเครืองหนึง (อาจจะเป็ นผูร้ ับหรือเป็ นเพียงผูถ้ ่ายทอดข้อมูลอีกแห่งหนึง)
เท่านนั

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 436

เพือให้บรรลุวตั ถุประสงคด์ งั กล่าว “การรับส่งขอ้ มูล” จึงไดร้ ับการพฒั นาขึนมาใช้งานในชัน
สือสารควบคุมเครือขา่ ย เมือรับขอ้ มูลทีส่งมาจากผใู้ ดก็ตาม โฮสตต์ า่ ง ๆ ทีเขา้ ใจกฎเกณฑน์ ีก็จะตรวจสอบ
ไดว้ า่ ขอ้ มูลนนั เป็ นของลูกข่ายตนหรือวา่ จะตอ้ งส่งต่อไปให้ใคร ดงั นันในบทนี จึงเป็ นการกล่าวถึงการ
ติดตอ่ สือสารแบบ Connectionless ความสําคญั ของไอพีแอดเดรส หลกั ในการจดั สรรไอพีแอดเดรส

12.1 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์ค (Internetwork)

ตามทีเคยกล่าวไปแลว้ ในส่วนของชนั สือสารกายภาพและชนั สือสารเชือมตอ่ ขอ้ มูล ซึงทงั สองชนั
นีมีหนา้ ทีทีเกียวกบั การส่งขอ้ มูลระหวา่ งสถานีในเครือข่าย หนึง ๆ ถา้ เราตอ้ งการทีจะส่งขอ้ มูลระหวา่ ง
เครือข่ายแลว้ จะตอ้ งมีการสร้างการเชือมโยงระหว่างเครือข่าย ดงั ภาพที 12.1 ทีแสดงถึงตวั อย่างของการ
เชือมโยงเครือข่าย

ภาพที 12.1 การเชือมโยงเครือข่ายคอมพวิ เตอร์
จากภาพที 12.1 อินเทอร์เน็ตเวริ ์คเป็ นเครือข่ายทีมีการเชือมโยงกนั ทงั หมด 5 เครือข่ายโดยมีแลน
4 เครือข่าย และแวน 1 เครือข่าย ถา้ โฮสต์ A ตอ้ งการส่งขอ้ มูลไปให้กบั โฮสต์ D ขอ้ มูลนนั จะเริมเดินทาง
จากโฮสต์ A ไปยงั S1 (อาจจะเป็นสวิตซ์หรือเราทเ์ ตอร์) จากนนั S1 จะส่งตอ่ ไปยงั S3 และในทีสุด S3 จะ
ส่งขอ้ มูลไปยงั ผรู้ บั คือโฮสต์ D กวา่ ทีขอ้ มูลนนั จะไปถึงปลายทางไดน้ นั จะตอ้ งผา่ นถึง 3 ลิงค์ (Link)
การส่งขอ้ มูลในแต่ละลิงคน์ นั จะใชก้ ารทาํ งานเพียงแค่ 2 เลเยอร์เท่านัน คือ ชนั สือสารกายภาพ
และชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มลู ดงั ภาพที 12.2

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 437

ภาพที 12.2 การส่งข้อมูลในเครือข่ายทีมกี ารทาํ งานในชันสือสารเชือมต่อข้อมูล

ถ้ามีการส่งข้อมูลภายในเครือข่ายเดียวกันเราสามารถใช้การทาํ งานเพียง 2 เลเยอร์ได้ แต่ถ้า
ตอ้ งการส่งขอ้ มูลขา้ มเครือข่ายกนั จะเห็นได้วา่ มีปัญหาในการส่งขอ้ มูลเกิดขึน จากภาพที 12.2 เมือขอ้ มูล
มาถึง S1 อินเทอร์เฟซ f1 S1 จะทราบไดอ้ ยา่ งไรวา่ จะตอ้ งส่งต่อไปยงั อินเทอร์เฟซ f3 ในเมือโพรโทคอล
ในชนั สือสารกายภาพและชนั สือสารเชือมต่อขอ้ มูลไม่สามารถตดั สินใจได้ เนืองจากในเฟรมขอ้ มูลไม่มี
ขอ้ มูลใด ๆ ทีบ่งบอกถึงการหาเส้นทางส่งขอ้ มูลขา้ มเครือข่ายไดเ้ ลย เพราะขอ้ มูลจะบรรจุเฉพาะ MAC
address ของ A ซึงเป็ นแอดเดรสตอ้ งส่ง และ MAC Address ของ S1 เป็ นแอดเดรสปลายทาง ซึงจะเห็นได้
วา่ ชนั สือสารเชือมตอ่ ขอ้ มลู จะสามารถส่งขอ้ มูลไดเ้ ฉพาะลิงคเ์ ดียวเท่านนั

ความสําคัญของชันสือสารควบคุมเครือข่าย
ในการแก้ไขปัญหาทีเกิดขึนนีจึงตอ้ งมีการออกแบบชนั สือสารควบคุมเครือข่ายขึนมา เพือให้
สามารถทีจะส่งขอ้ มูลไดห้ ลาย ๆ ลิงค์ เนืองจากชนั สือสารควบคุมเครือขา่ ยมีหน้าทีในการส่งขอ้ มูลจาก
โฮสตห์ นึงไปยงั อีกโฮสต์หนึงแมว้ ่าโฮสต์นันจะไม่อยใู่ นเครือข่ายเดียวกนั ก็ตาม นอกจากนันแลว้ ยงั มี
หน้าทีในการหาเส้นทางในการส่งขอ้ มูลโดยใช้เราท์เตอร์หรือสวิตซ์ดว้ ย ดงั ภาพที 12.3 ทีแสดงถึงการ
เชือมโยงเครือข่ายทีมีการทาํ งานถึงชนั สือสารควบคุมเครือข่าย

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 438

ภาพที 12.3 การส่งข้อมูลในเครือข่ายทีมกี ารทํางานในระดับชันสือสารควบคุมเครือข่าย

ชันสือสารควบคมุ เครือข่ายทีต้นทาง
ชนั สือสารควบคุมเครือข่ายทีตน้ ทาง มหี นา้ ทีในการสร้างแพก็ เก็ตและบรรจุแอดเดรสของตน้ ทาง
และปลายทางเมือชนั สือสารควบคุมเครือข่ายทีตน้ ทางไดร้ บั ขอ้ มูลมาจากชนั สือสารจดั การนาํ ส่งขอ้ มูล จะ
ทาํ การบรรจุแอดเดรสของโฮสต์ A และโฮสต์ D และทาํ การตรวจสอบขนาดของแพก็ เก็ตให้เหมาะสม
ก่อนจะส่งออกไปยงั เครือข่ายอืน ๆ ถา้ แพ็กเก็ตมีขนาดใหญ่เกินไป จะตอ้ งแบ่งเป็ นแพก็ เก็ตยอ่ ย ๆ หรือ
เรียกว่า “การทําแฟกเมนท์” นอกจากนันแล้วในชันสือสารควบคุมเครือข่ายทีตน้ ทางอาจจะเพิมฟิ ลด์
สาํ หรับการควบคุมความผดิ พลาดได้ ดงั ภาพที 12.4

ภาพที 12.4 ชันสือสารควบคมุ เครือข่ายทตี ้นทาง หนา้ ที 439

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง

ชันสือสารควบคมุ เครือข่ายทีเราท์เตอร์หรือสวติ ซ์
ชนั สือสารควบคุมเครือข่ายทีเราทเ์ ตอร์หรือสวิตซ์ มีหน้าทีในการหาเส้นทางให้กบั แพก็ เก็ต เมือ
แพก็ เก็ตเดินทางมาถึงเราทเ์ ตอร์หรือสวิตซ์ อุปกรณ์นีจะตรวจสอบในตารางหาเส้นทาง เพือหาว่าจะตอ้ ง
ส่งต่อแพก็ เก็ตนีออกไปทางอินเทอร์เฟซไหน นอกจากนนั แลว้ ยงั สามารถทาํ การแฟรกเมนทไ์ ดด้ ว้ ย (ถา้
จาํ เป็ น) ดงั ภาพที 12.5

ภาพที 12.5 ชันสือสารควบคุมเครือข่ายทเี ราท์เตอร์
ชันสือสารควบคุมเครือข่ายทปี ลายทาง
ชันสื อสารควบคุมเครือข่ายทีปลายทาง ทําหน้าทีตรวจสอบความถูกต้องของแอดเดรสว่า
แอดเดรสปลายทางเป็ นแอดเดรสของโฮสตข์ องตนเองหรือไม่ นอกจากนนั แลว้ ยงั ตรวจสอบวา่ แพ็กเก็ตมี
ความผดิ ปกติหรือไม่ ถา้ ใช่จะทาํ การทิงแพก็ เกต็ นนั ไป
ถา้ เป็ นแพก็ เก็ตถูกแฟรกเมนท์ ชนั สือสารควบคุมเครือข่ายจะตอ้ งรอให้ทุกแพก็ เก็ตยอ่ ยเดินทาง
มาครบเสียก่อน แลว้ จึงทาํ การรวมแพก็ เก็ตยอ่ ย ๆ เหล่านีเขา้ ดว้ ยกนั ใหก้ ลายเป็ นเหมือนของเดิม ก่อนทีจะ
ส่งต่อใหก้ บั ชนั สือสารจดั การนาํ ส่งขอ้ มลู ดงั ภาพที 12.6

ภาพที 12.6 ชันการสือสารควบคมุ เครือข่ายทปี ลายทาง หนา้ ที 440

บทที 12 อินเทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง

อนิ เทอร์เนต็ เป็ นเครือข่ายแบบ Connectionless
ในการส่งแพ็กเก็ตนันสามารถใช้บริการจากเครือข่ายได้ทังแบบ Connection-oriented หรือ
Connectionless ซึงบริการแบบ Connection-oriented ตน้ ทางจะตอ้ งมีการสร้างการติดต่อกับปลายทาง
ก่อนทีจะส่งแพ็กเก็ตออกไป เมือสร้างการติดต่อไดแ้ ล้ว แพ็กเก็ตจะถูกส่งไปในเส้นทางเดียวกันและ
เรียงลาํ ดบั กนั เมือส่งเสร็จจะตอ้ งมีการยกเลิกการติดต่อนีดว้ ย
โพรโทคอลของ Connection-oriented จะตดั สินใจหาเส้นทางระหวา่ งตน้ ทางและปลายทางแค่
ครังเดียวเมือสร้างการติดต่อกนั แลว้ สวิตซ์หรือเราทเ์ ตอร์ไม่ตอ้ งคาํ นวณหาเส้นทางให้กบั แต่ละแพ็กเก็ต
บริการแบบนีจะใชก้ บั วิธีการแบบเวอร์ชวลเซอร์กิต เช่น Frame Relay และ ATM เป็ นตน้
ส่วนบริการแบบ Connectionless จะใช้กับวิธี Datagram เนืองจากโพรโทคอลในชันสือสาร
ควบคุมเครือข่ายจะมองวา่ แตล่ ะแพก็ เก็ตเป็นอิสระจากกนั แพก็ เก็ตอาจจะใชเ้ ส้นทางทีแตกตา่ งกนั ดงั นนั
อินเทอร์เน็ตจงึ เลือกใชบ้ ริการแบบนีทีชนั สือสารควบคุมเครือข่าย

12.2 Internet Protocol (IP)

Internet Protocol หรือ IP เป็ นโพรโทคอลทีถูกพฒั นาโดยองค์กร US Department of Defense
(DoD) โพรโทคอลทาํ หนา้ ทีอยูใ่ นชัน Internet Layer ของแบบจาํ ลอง TCO/Model หรือเทียบไดก้ บั ชัน
สือสารควบคุมเครือข่าย (Network Layer) ของแบบจาํ ลอง OSI ซึงได้ถูกออกแบบให้สามารถทาํ งานบน
เครือข่ายแบบ Packet Switching ดว้ ย (นนั คือ การตดั ขอ้ มูลขนาดใหญ่ใหม้ ีขนาดเล็กลงเพือสามารถส่งไป
บนเครือข่ายทีจาํ กดั ขนาดของขอ้ มลู ได)้

ห น่ วยข้อมู ล ของ Internet Protocol ที เกิ ด ขึน ใน ชัน สื อส ารนี เรี ยกว่า Internet Datagram
(เอกสารอา้ งอิงรายละเอยี ดของ Inter Protocol สามารถดูไดจ้ ากเอกสาร RFC: 791)

ภาระหน้าทีของ Internet Protocol
จุดมุ่งหมายของ Internet Protocol คือ การนําส่ ง Internet Datagram จากฝังต้นทางไปยังฝัง
ปลายทางใหไ้ ดโ้ ดยไม่ติดขดั แต่ขอ้ มูลทีจะนาํ ส่งก็มีความเป็นไปไดว้ า่ ขอ้ มูลจะมีขนาดใหญ่กวา่ ขอ้ จาํ กดั
ของขอ้ มูลทีสือกลางเครือข่ายนนั สามารถนาํ ส่งได้ ดงั นนั เพือให้บรรลุจุดมุ่งหมาย Internet Protocol จึงมี
หนา้ ทีสาํ คญั หลกั 2 ประการ คือ

 การกาํ หนดทีอยู่ต้นทาง ปลายทาง (IP Addressing) หมายเลขหรือ Address ที Internet
Protocol กาํ หนดให้ทงั ฝังต้นทางและปลายทางเพือใช้เป็ นเสมือนทีอยู่ในการอา้ งอิง
แหล่งทีมาของการติดต่อใด ๆ เราเรียกหมายเลขนนั วา่ “IP Address” ซึงมีขนาด 32 บิต

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 441

หรือเท่ากับ 4 ไบต์ แบ่งตวั เลขเป็ น 4 ชุดขนาดละ 1 ไบต์คนั ด้วยเครืองหมาย “.” ดัง
ตวั อยา่ ง 192.168.1.1 เป็ นตน้ ซึงการกาํ หนด IP Address ให้กบั เครืองใด ๆ นนั มีขอ้ ควร
ระวงั เบืองตน้ ดงั นี

 หา้ มกาํ หนด IP Address ซาํ กนั ในเครือขา่ ยเดียวกนั
 ไม่ ค วรกําห น ด IP Address เป็ น ห ม ายเล ข ที ถู ก ส งวน ไว้ เช่ น

127.0.0.0/8, 0.0.0.0/8 เป็ นตน้
 ในแต่ละ Network Interface จะมี IP Address ได้ 1 หมายเลข (ไม่นับ

รวม Logical IP Address)

หมายเลข IP Address นีจะถูกกาํ หนดอยใู่ น IP Header ในส่วนของ Source Address และ
Destination Address ของทุก ๆ Internet Datagram เพือใช้อา้ งอิงในการจดั ส่งขอ้ มูลระหว่างตน้ ทางและ
ปลายทาง ซึงในการจดั ส่งหากเครืองปลายทางไม่ได้อยู่ภายในเครือข่ายเดียวกนั (อยู่คนละเครือข่าย)
Internet Protocol จะตอ้ งอาศยั โพรโทคอลอืนเพือช่วยในการคน้ หาเส้นทางการเชือมต่อถึงปลายทาง ซึง
เราเรียกวธิ ีการนีวา่ “Routing” โดยมี Routing Protocol ทาํ หนา้ ทีดงั กล่าว สาํ หรับรายละเอียดจะกล่าวถึง
ในบทที 13 ตอ่ ไป

 การตดั แบ่งขอ้ มูลและการควบรวมขอ้ มูล (Data Fragmenting and Reassemble) ขอ้ มูล
จากแอปพลิเคชนั ถูก Encapsulate มาเป็ น Internet Datagram ในชนั Internet Layer และ
จะถูก Encapsulate เป็ น Frame ในชันสือสารควบคุมเครือข่าย ก่อนจะส่งออกไปบน
สือกลางของเครือข่าย แต่ขนาดของขอ้ มูลใน Frame นันจะถูกกาํ หนดค่าสูงสุดไวต้ าม
สื อกลางของเครือข่ายทีใช้ส่ งออกไป เช่น สื อกลางแบบ Ethernet LAN, Dial Up
Modem, DSL, ISDM, FDDI เป็ นตน้ ซึงจะมีค่าสูงสุดไม่เทา่ กนั โดยทีค่าสูงสุดนีเรียกวา่
“Maximum Transfer Unit” หรือ “Maximum Transmission Unit” แต่ส่วนใหญ่แล้ว
จะเรียกสัน ๆ วา่ “MTU”

ดงั นนั ก่อนที Internet Datagram จะถูก Encapsulate เป็ น Frame, Internet Protocol จะทาํ หน้าทีตดั
แบง่ ขอ้ มูลจากชนั สือสารจดั การนาํ ส่งขอ้ มลู (Transport Layer) ใหม้ ีขนาดเล็กลงเป็ นสัดส่วนตามค่า MTU
ก่อนจึงจะ Encapsulate เป็ น Internet Datagram และส่งต่อไปยงั ชัน Network Interface Layer เพือสร้าง
เป็น Frame ต่อไป โดยตวั อยา่ งค่า MTU สาํ หรับสือกลางเครือขา่ ยตา่ ง ๆ ดงั แสดงในตารางที 12.1

บทที 12 อินเทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 442

ตารางที 12.1 ค่า MTU ในแต่ละประเภทของสือกลางบนเครือข่าย

ประเภทสือกลาง MTU (Bytes)

Hyperchannel 65535

Token Ring (4) 82.5 4464

Token Ring (16) 17914

FDDI 4352

Ethernet 1500

PPPoE (DSL) <=1492

SLIP/PPP (Low Delay) 296

X.25 576

ISDN 1500

ATM 4500

รูปแบบของ Internet Datagram Header
Internet Protocol ประกอบดว้ ยเฮดเดอร์อยา่ งน้อยขนาด 20 ไบต์ขึนไปจึงจะถือวา่ สมบูรณ์พร้อม
ใชง้ าน

ภาพที 12.7 Internet Datagram Header

ทีมาของภาพ: http://techbooksforfree.com/intro_to_data_com/page247.html

บทที 12 อินเทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 443

จากภาพที 12.7 อธิบายรายละเอยี ดของ Internet Datagram Header ประกอบดว้ ย

 Version ขนาด 4 บิต เป็ นฟิ ลด์ทีกาํ หนดรูปแบบของ Internet Protocol Packet Header
ซึงมีค่าตงั แต่ 0-15 ดังตารางที 12.2 สําหรับการใช้งานเป็ น Internet Protocol ค่าของ
Version จะเท่ากบั “4” หรือ “6” ขึนอยกู่ บั เวอร์ชนั ของโพรโทคอล

ตารางที 12.2 การกําหนดรูปแบบของ Internet Protocol Packet Header

0 สงวนไวไ้ ม่ใช่
1-3 ยงั ไม่มีการกาํ หนดใช้
4 Internet Protocol Version 4
5 ST Datagram Mode
6 SIP (Simple Internet Protocol)

SIPP (Simple Internet Protocol Plus)
IPv6 (Internet Protocol Version 6)
7 TP/IX, The Next Internet
8 PIP, The P Internet Protocol
9 TUBA
10-14 ยงั ไมม่ ีการกาํ หนดใช้
15 สงวนไวไ้ ม่ใช่

 IHL หรื อ Internet Header Length ขนาด 4 บิต เป็ นฟิ ลด์ทีบอกขนาดของ Internet
Header ทีใช้ว่ามีขนาดเท่าไร โดยจะนับทีละ 32 บิต ดังนันค่าน้อยทีสุดของ IHL จะ
เท่ากบั 5 นนั คือตงั แต่ฟิ ลด์ Version จนถึง Destination Address ในกรณีทีไม่มีการใช้ค่า
Option

 Type of Service ขนาด 8 บิต เป็ นฟิ ลด์ทีใชใ้ นการระบุคุณภาพการใหบ้ ริการในระหวา่ ง
การส่งขอ้ มูลไปบนเครือข่าย โดยมีการใช้ 3 บิตแรกเป็น Precedence เพือกาํ หนดคุณภาพ
การให้บริการ และ 3 บิตถดั ไปใช้การกาํ หนดรายละเอียดในแต่ละ Precedence เช่น
คา่ ความล่าชา้ (Delay), ค่าปริมาณผลงาน (Throughput), คา่ ความน่าเชือถือ

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 444

012 3 4 5 67

Precedence Delay Throughput Reliability 0 0

ภาพที 12.8 Type of Service

จากภาพที 12.8 3 บิตแรกตงั แต่บิตที 0-2 เป็ นค่า Precedence ซึงมีค่าและความหมาย ดงั แสดงใน
ตารางที 12.3

ตารางที 12.3 ความหมายของบติ 0-2 Pecedence

ค่าทกี าํ หนด ความหมาย ส่วนขยายเพมิ เติม

111 7 Network Control ค่า Precedence นีใชค้ วบคุมเฉพาะภายในเครือข่ายเดียวกนั เท่ากนั

110 6 Internetwork Control คา่ Precedence นีใชเ้ ฉพาะเกตเวยใ์ นการควบคุมฝังตน้ ทาง

101 5 CRITIC/ECP -

100 4 Flash Override -

011 3 Flash -

010 2 Immediate -

001 1 Priority -

000 0 Routine -

บิตที 3 เป็นการกาํ หนดค่า Delay ซึงค่าทีควรเป็น คือ “1” มีความล่าชา้ ตาํ

0 Normal Delay
1 Low Delay

บิตที 4 เป็นการกาํ หนดค่า Throughput ซึงคา่ ทีควรเป็นคือ “1” มีปริมาณผลงานสูง

0 Normal Throughput
1 High Throughput

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 445

บิตที 5 เป็นการกาํ หนดค่า Reliability ซึงคา่ ทีควรเป็นคือ “1” มีความน่าเชือถือสูง

0 Normal Reliability
1 High Reliability

บิตที 6-7 สงวนไวย้ งั ไมไ่ ดน้ าํ มาใชจ้ งึ กาํ หนดเป็ นค่า “0” เสมอ

 Total Length ขนาด 16 บิตเป็ นฟิ ลดท์ ีแสดงขนาดของ IP Datagram ทงั หมดซึงจะรวม
ขนาดของ Header และขอ้ มูลดว้ ย โดยจะเก็บค่าเป็ นหน่วยของไบต์ และสามารถเก็บค่า
ไดม้ ากสุด คือ 65,535

 Identification ขนาด 16 บิตเป็ นค่าทีถูกกาํ หนดโดยฝังตน้ ทางเอาไวใ้ ชเ้ กียวกบั การรวม
Fragments ของ Datagram โดยค่าของ Identification นีจะถูกกาํ หนดให้ไมซ่ าํ กนั ระหวา่ ง
คูข่ องตน้ ทาง-ปลายทางใด ๆ

 Flag ขนาด 3 บิตเป็ น Flag ควบคุมเกียวกบั Fragment โดยในแต่ละบิตจะมีความหมาย
ดงั นี

บิตที 0 บิตที 1 บิตที 2
R DF MF

บติ ที ชือฟิ ลด์ ความหมายของค่าถ้าเป็ น “0” ความหมายของค่าถ้าเป็ น “1”

0 Reserve สงวนไวซ้ ึงจะเป็นคา่ “0” เสมอ -

1 Don’t Fragment (DF) มี Fragment ไมม่ ี Fragment

2 More Fragment (MF) เป็ น Fragment ตวั หลงั สุด ยงั มี Fragment อกี

 Fragment Offset ขนาด 13 บิตเป็ นค่าทีใช้อา้ งอิงขอ้ มูลเริมตน้ ใหม่ในแต่ละ Fragment
โดยที Fragment แรกจะมีค่า Offset = “0” และยงั นํามาใช้อ้างอิงลาํ ดบั ของ Fragment
เพือนาํ มารวมกนั เป็ นขอ้ มูลเตม็ ได้

 Time to Live (TTL) ขนาด 8 บิตเป็ นค่าทีกาํ หนดให้กบั Datagram ในการมีตวั ตนอยูใ่ น
เครือข่าย หน่วยทีกาํ หนดจะเป็ นวินาที/hop ถา้ ค่าของ TTL ลดลงจะเป็ น “0” เมือไรนัน
คือ Datagram นัน ๆ จะถูกยกเลิกและหายไป โดยปกติ Datagram ควรจะถูกส่งจนถึง
ปลายทางก่อนทีค่า TTL จะกลายเป็น “0”

บทที 12 อินเทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 446

 Protocol ขนาด 8 บิตฟิ ลด์นีจะระบุว่าโพรโทคอลทีมีการเรียกใช้ในชันสือสารถดั ไป
โดยมีคา่ ไดต้ งั แต่ 0-255 สาํ หรับโพรโทคอลทีเป็ นทีรู้จกั ดี มีดงั ตารางที 12.4

ตารางที 12.4 โพรโทคอลทีเป็ นทีรู้จักกันดี

ค่า โพรโทคอล (Protocol)
1 ICMP (Internet Control Message Protocol
3 GGP (gateway to Gateway Protocol
6 TCP (Transmission Control Protocol
8 EGP (Exterior Gateway Protocol
9 IGRP (Interior Gateway Routing Protocol
17 UDP (User Datagram Protocol
41 IPv6 over IPv4
43 IPv6 Routing header
97 EtherIP
111 IPX in IP

 Header Checksum ขนาด 16 บิตเป็ นฟิ ลด์ทีเก็บค่าการ checksum ทีเกิดจากการนาํ ค่า
Header มาคาํ นวณ เพือใชใ้ นการตรวจสอบความถูกตอ้ งของ Internet Datagram

 Source Address ขนาด 32 บิตฟิ ลดน์ ีเกบ็ หมายเลข IP Address ของเครืองตน้ ทาง
 Destination Address ขนาด 32 บิตฟิ ลดน์ ีเกบ็ หมายเลข IP Address ซึงเครืองปลายทาง
 Options ในส่วนของ Options นีโดยปกติแลว้ จะไม่ไดม้ ีการระบุอะไร เวน้ แต่บางระบบ

จะมีการเรียกใช้ ซึงรูปแบบการกาํ หนด Option มีดว้ ยกนั 2 แบบ คือ
 ใช้ 1 ไบตก์ าํ หนดเป็น Option Type
 ใช้ 3 ไบต์ กาํ หนดเป็ น Option Type, Option Length, Option Data โดย
ในส่วนของ 1 Byte Option Type ได้มีการแบ่งย่อยอออกไป 3 ส่วน
ดงั นี

0 1 2 34567
Copy Flag Option Class Option Number

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 447

ในแต่ละส่วนจะมีค่าทีสามารถกาํ หนดได้ เป็นดงั นี

Copy Flag ค่าทกี าํ หนด คําอธิบาย

0 ไมส่ าํ หรับ Option ทีกาํ หนดไปยงั ทกุ ๆ Fragment

1 ไม่สาํ หรับ Option ทีกาํ หนดไปยงั ทกุ ๆ Fragment

00 0 Control

01 1 สงวนไวย้ งั ไม่ใช้
Option Class 2 2 Debugging and Measurement

3 3 สงวนไวย้ งั ไมใ่ ช้

สําหรับการกาํ หนด Option Number มีขนาด บิต สามารถมีค่าได้ตงั แต่ 0-31 ซึงจะทาํ ให้ค่า
Option Type แตกตา่ งกนั 32 ค่า ดงั ตวั อยา่ งในตารางที 12.4

ตารางที 12.5 ตัวอย่างค่า Option Type

Option Copy Option Option Length คาํ อธบิ าย

Type Flag Class Number

000 0 1 End of option list

100 1 1 No Operation

130 1 0 2 11 เป็ น Option ทีใชเ้ กียวกบั เรืองของ Security เช่น

Compartments, Transmission Control Code, และ

Handling Restriction Codes Compatible with DOD

131 1 0 3 Variable Loose Source Routing ใชใ้ นการ Routing ของฝังตน้

ทาง

68 0 2 4 Variable Internet Timestamp

700 7 Variable Record Route

136 1 0 8 4 Stream Identifier

137 1 0 9 Variable Strict Source Routing ใชใ้ นการ Routing ของฝังตน้

ทาง

 Padding ไม่มีการกาํ หนดขนาดทีแน่นอนเนืองจาก Padding คือ การใส่ค่า “0” ให้ครบ
32 บิต ในกรณีทีมีการใชฟ้ ิ ลด์ Option แลว้ ค่าทีระบุไม่ครบ 32 บิต

บทที 12 อินเทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 448

12.3 รู้จักกบั Internet Address

IP Address เป็นหมายเลขที Internet Protocol ใชใ้ นการอา้ งอิงถึงเครืองคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์
เครือข่ายต่าง ๆ ทีเชือมต่อกันได้บนระบบเครือข่าย หากเปรียบกับระบบไปรษณีย์ IP Address ก็คือ
บา้ นเลขทีของผูร้ ับโดยทีมี Internet Protocol เป็ นบุรุษไปรษณียค์ อยส่งขอ้ มูลไปยงั ผูร้ ับนันเอง และที
สําคญั หมายเลข IP Address นีมีเงือนไขวา่ จะตอ้ งไม่มีการกาํ หนดให้ซาํ กนั ในโหนด ๆ ทีเชือมต่อกนั ได้
เพราะจะทาํ ให้เกิดความสับสนขึนในเครือข่ายหากมีการติดตอ่ ไปยงั โหนดทีมี IP Address ซาํ กนั ซึงจะทาํ
ใหอ้ ีกโหนดไมส่ ามารถเชือมต่อเครือข่ายได้

รูปแบบของ IP Address
หมายเลข IP Address ทีใช้กนั อยูใ่ นปัจจุบนั เป็ น Version หรือเราเรียกกนั ติดปากวา่ “IPv4” ซึง
มีขนาดเท่ากบั 32 บิต ประกอบดว้ ยตวั เลข 4 ชุด ชุดละ 8 บิต โดยมีเครืองหมาย “.” (Dot) คนั ตวั เลขแต่ละ
ชุด โดยปกติกการแสดงค่าตวั เลขทงั 4 ชุดนีเราจะแสดงเป็ นตวั เลขในระบบเลขฐานสิบ (ทีมีการใช้ตวั เลข
ตงั แต่ 0-9 ประกอบกนั เป็ นค่าต่าง ๆ) เช่น 192.168.1.1 เป็ นตน้ แต่เนืองจาก IPv4 ทีใช้กนั นีเริมจะไม่
เพียงพอกับองค์กรหรือหน่วยงานทีเพิมขึนเป็ นจาํ นวนมาก จึงได้มีการพฒั นาหมายเลข IP Address
Version 6 หรือเรียกสัน ๆ วา่ “IPv6” ซึงมีขนาดทงั 128 บิต ประกอบดว้ ยเลขฐานสิบหกทงั หมด 8 ชุด ชุด
ละ 16 บิต เช่น 0000: 0000: 0000: 0000: 0000: FFFF:C010:0215 เป็นตน้
นอกจากนีในหมายเลข IP Address แตล่ ะเบอร์ยงั มีอีกความหมายหนึงแฝงอยนู่ นั คือ การอา้ งอิง
ถึงค่า Network Address และ Host Address โดยค่า Network Address จะเป็ นตวั บอกถึงกลุ่มเครือข่ายที
หมายเลข IP Address นีเชือมต่ออยู่ ส่วน Host Address จะเป็ นเสมือนทีอยู่ (หรือเปรียบเป็ นบ้านเลขที-
Address) ของโหนดใด ๆ ทีใช้ในการติดต่อกนั ภายในเครือข่าย ซึงขนาดของ Network Address กบั Host
Address อาจจะมีขนาดไม่เท่ากนั ขึนอยู่กบั วา่ Network Address นีจดั อยูใ่ นกลุ่มไหนของ IP Address เช่น
กลุ่ม IP Address คลาส A, คลาส B หรือ คลาส C ซึงจะอธิบายในหวั ขอ้ ถดั ไป

ประเภทของ IP Address
ตามทีเราได้พูดกันถึง IP Address ในหัวข้อทีผ่านมาแล้วว่าเปรี ยบเสมือนบ้านเลขทีของ
คอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ในเครือข่ายใด ๆ เพือใช้ในการอา้ งอิงถึงกันบนเครือข่าย แต่หมายเลข IP
Address ไม่เพียงแตใ่ ชแ้ ทนทีอยูข่ องโหนดใดโหนดหนึงเท่านนั ยงั มีหมายเลข IP Address ประเภทอืนอีก
ทีใชอ้ า้ งอิงโหนดปลายทางไดเ้ ป็นกลุ่มหรือทงั หมด ขึนอยกู่ บั จุดประสงคแ์ ละวิธีการในการติดต่อกนั โดย
เราสามารถแบ่งหมายเลข IP Address ออกไดเ้ ป็ น 3 ประเภทดงั นี

บทที 12 อนิ เทอร์เน็ตเวริ ์คกิง แอดเดรสและการหาเส้นทาง หนา้ ที 449