Network Topology
(โครงสร้างของเครือข่าย )
โครงสร้างของเครือข่ายหรือภาษาทางเทคนิคเรียกว่า "Topology" คือลักษณะการเชื่อต่อทางกายภาพระหว่างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ในระบบเครือข่าย ซึ่งหากจะแบ่งประเภทของโครงสร้างเครือข่ายกันจริง ๆ ตามหลักวิชาการที่ใช้กันมาตั้งแต่สมัยก่อน ๆ นั้น ก็สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 แบบคือ
1. โครงสร้างแบบสตาร์ (Star Network)
2. โครงสร้างแบบบัส ( Bus Network)
3. โครงสร้างแบบริง ( Ring Network)
4. โครงสร้างแบบเมซ ( Mesh Network)
โครงสร้างแบบสตาร์ ( Star Network)
ลักษณะการเชื่อมต่อของโครงสร้างแบบสตาร์จะคล้าย ๆ กับดาวกระจาย ดังรูปที่ได้แสดงไว้ คือมีอุปกรณ์ประเภท Hub หรือ Switch เป็นศูนย์กลางการเชื่อมต่อแบบนี้มีประโยชน์คือ เวลาที่มีสายเส้นใดเส้นหนึ่งหลุดหรือเสียก็จะไม่มีผลต่อการทำงานของระบบโดยรวมแต่อย่างใด นอกจากนี้หากต้องการเพิ่มเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าไปในเครือข่ายก็สามารถทำได้ทันทีโดยไม่ต้องหยุดการทำงานของเครือข่ายก่อน การต่อแบบสตาร์นี้เป็นแบบที่นิยมมากในปัจจุบัน เนื่องจากราคาอุปกรณ์ที่มาใช้เป็นศูนย์กลางอย่าง Hub หรือ Switch ลดลงมากในขณะที่ประสิทธิภาพหรือความเร็วเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนปัจจุบันได้ความเร็วถึงระดับของกิกาบิต ( 1,000 Mbps) แล้ว
รูปของโครงสร้างแบบสตาร์ ( Star network)
ข้อดี
- การติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำ ได้ง่าย หากมีเครื่องใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์ กลางสามารถตัดเครื่องที่เสียหายนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้เลย โดยไม่มีผลกระทบกับระบบเครือข่าย
ข้อเสีย
- เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น เครื่องศูนย์กลาง หรือตัว HUB เอง และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในเครื่องอื่น ๆ ทุกเครื่อง การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้ง จะต้องเกี่ยวเนื่องกับเครื่องอื่นๆ ทั้งระบบ
โครงสร้างเครือข่ายแบบบัส (Bus Network)
คือลักษณะการเชื่อมต่อแบบอนุกรม โดยใช้สายเคเบิลเส้นยาวต่อเนื่องกันไปดังรูปที่ได้แสดงไว้ โครงสร้างแบบนี้มีจุดอ่อนคือเมื่อคอมพิวเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งมีปัญหากับสายเคเบิล ก็จะทำให้เครือข่ายรวนไปทั้งระบบ นอกจากนี้เมื่อมีการเพิ่มคอมพิวเตอร์เข้าไปในเครือข่าย อาจต้องหยุดการใช้งานของระบบเครือข่ายก่อน เพื่อตัดต่อสายเข้าเครื่องใหม่ ส่วนข้อดีคือโครงสร้างแบบบัสนี้ไม่ต้องมีอุปกรณ์อย่าง Hub หรือ Switch ใช้เพียงเส้นเดียวก็สามารถเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายขนาดเล็กที่มีจำนวนเครื่องไม่มาก ปัจจุบันไม่ค่อยใช้กันแล้ว เนื่องจากไม่มีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพิ่มเติม ทำให้ความเร็วถูกจำกัดอยู่ที่ 10 Mbps และถูกทดแทนโดยการเชื่อมต่อแบบสตาร์
รูปแบบโครงสร้างเครือข่ายแบบบัส ( Bus Network)
โครงสร้างแบบริง ( Ring Network)
โครงสร้างแบบนี้คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์จะถูกเชื่อมต่อเข้ากับสายเคเบิลเส้นเดียวเป็นวงแหวนดังรูปที่ได้แสดงไว้ การส่งข้อมูลจะใช้ทิศทางเดียวกันตลอดโดยผ่านเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ถัดกันไปเป็นทอด ๆ ถ้าแอดเดรสของมันไม่ตรงกับผู้รับตามที่เครื่องต้นระบุมา มันก็จะส่งผ่านไปยังเครื่องถัดไป จนกว่าจะถึงเครื่องปลายคือตรงกับใครเครื่องนั้นก็รับ ไม่ส่งต่อ โครงสร้างแบบนี้มีข้อเสียคล้าย ๆ กับแบบบัส คือเมื่อสายเคเบิลช่วงใดช่วงหนึ่งขาดจะทำให้ทั้งระบบใช้งานไม่ได้ อย่างไรก็ตามเครือข่ายแบบวงแหวนมักใช้สายเคเบิลที่มีวงแหวนสำรองที่สามารถส่งข้อมูลในทิศทางกลับกัน เพื่อเป็นเส้นทางสำรองในกรณีที่เครือข่ายมีปัญหา ซึ่งราคาแพงพอสมควร นอกจากนี้การเพิ่มเครื่องเข้าไปในเครือข่ายจะต้องปิดการทำงานของระบบก่อนเช่นเดียวกับแบบบัส เครือข่ายแบบนี้ปัจจุบันยังใช้กันอยู่ โดยเฉพาะในเครือข่ายของผลิตภัณฑ์ในตระกูล IBM ซึ่งโดยมากจะเป็นการเชื่อมต่อเครื่องเมนเฟรมหรือมินิคอมพิวเตอร์
รูปแบบโครงสร้างแบบริง ( Ring Network)
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
โครงสร้างเครือข่ายแบบเมซ (Mesh Network)
เป็น Topology ที่ถือว่าป้องกันการผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นกับระบบได้ดีที่สุด ทั้งนี้เนื่องจากเราเดินสาย Cable ไปเชื่อม ต่อกับ Station ทุก Station โดยเมื่อสายจาก Station ใดเกิดมีปัญหาขึ้นก็จะยังสามารถใช้สายอื่นที่เหลืออีกได้ ระบบนี้ยากต่อการ เดินสายและมีราคาแพงมาก จึงยังไม่เป็นที่นิยมมากนัก
โครงสร้างเครือข่ายแบบเมซ ( Mesh Network)
โครงสร้างเครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Topology)
มีลักษณะเชื่อมโยงคล้ายกับโครงสร้างแบบดาวแต่จะมีโครงสร้างแบบต้นไม้ โดยมีสายนำสัญญาณแยกออกไปเป็นแบบกิ่งไม่เป็นวงรอบ โครงสร้างแบบนี้จะเหมาะกับการประมวลผลแบบกลุ่มจะประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับต่างๆกันอยู่หลายเครื่องแล้วต่อกันเป็นชั้น ๆ ดูราวกับแผนภาพองค์กร แต่ละกลุ่มจะมีโหนดแม่ละโหนดลูกในกลุ่มนั้นที่มีการสัมพันธ์กัน การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่นๆได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม และรับส่งข้อมูลเดียวกัน ดังนั้นในแต่ละกลุ่มจะส่งข้อมูลได้ทีละสถานีโดยไม่ส่งพร้อมกัน
โครงสร้างเครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Topology)
รูปแบบการเชื่อมต่อของเครือข่ายโทโพโลยีแบบสมบูรณ์ (full connected or complete topology)
เป็นการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่ายเข้าด้วยกันแบบจุดต่อจุด คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ทุกๆ ตัว มีสายหรือสื่อส่งข้อมูลต่อเฉพาะระหว่างอุปกรณ์แต่ละตัว ทำให้มองดูเหมือนกับว่าระหว่างอุปกรณ์ 2 ตัวมีถนนที่ใช้เฉพาะ 2 อุปกรณ์นั้นๆ ดังนั้นถ้าเรามีอุปกรณ์ n ตัว แต่ละตัวต้องมีช่องทางสื่อสาร (channel) เท่ากับ n- 1 ช่อง และมีช่องทางทั้งหมดในเครือข่ายเท่ากับ n ( n-1)/2 ช่อง ดังแสดงในรูปภาพ
ข้อดี
- มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูง โปรแกรมที่ใช้ในการควบคุมการสื่อสารก็เป็นแบบพื้นฐานไม่ซับซ้อนมากนัก
- สามารถรับส่งข้อมูลได้ปริมาณมากและไม่มีปัญหาเรื่องการจัดการการจราจรในสื่อส่งข้อมูลไม่เหมือนกับแบบที่ใช้สื่อส่งข้อมูลร่วมกัน
- มีความทนทานต่อความเสียหายเมื่อสื่อส่งข้อมูลหรือสายใดสายหนึ่งเสียหายใช้การไม่ได้ ไม่ส่งผลต่อระบบเครือข่ายโดยรวม แต่เกิดเสียหายเฉพาะเครื่องต้นสายและปลายสายเท่านั้น
- ระบบเครือข่ายมีความปลอดภัยหรือมีความเป็นส่วนตัว เมื่อข่าวสารถูกรับส่งโดยใช้สายเฉพาะระหว่าง 2 เครื่องเท่านั้น เครื่องอื่นไม่สามารถเข้าไปใช้สายร่วมด้วย
- เนื่องจากโทโพโลยีแบบสมบูรณ์เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ทำให้เราสามารถแยกหรือระบุเครื่องหรือสายที่เสียหายได้ทันที ช่วยให้ผู้ดูแลระบบแก้ไขข้อผิดพราดหรือจุดที่เสียหายได้ง่าย
ข้อเสีย
- จำนวนสายที่ใช้ต้องมีจำนวนมากและอินพุด / เอาต์พุตพอร์ต (i / o port ) ต้องใช้จำนวนมากเช่นกัน เพราะแต่ละเครื่องต้องต่อเชื่อมไปยังทุก ๆ เครื่องทำให้การติดตั้งหรือแก้ไขระบบทำได้ยาก
- สายที่ใช้มีจำนวนมาก ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่ในการเดินสาย
- เนื่องจากอุปกรณ์ต้องการใช้อินพุด / เอาต์พุตพอร์ตจำนวนมาก ดังนั้นราคาของอุปกรณ์ต่อเชื่อมจึงมีราคาแพงและจากข้อเสียข้างต้นทำให้โทโพโลยีแบบสมบูรณ์จึงถูกทำไปใช้ค่อนข้างอยู่ในวงแคบ
รูปแบบการเชื่อมต่อของเครือข่ายโทโพโลยีแบบสมบูรณ์ (full connected or complete topology)
โทโพโลยีแบบผสม ( Hybrid Topology)
เครือข่ายบริเวณกว้าง (WAN) เป็นตัวอย่างที่ใช้ลักษณะโทโพโลยีแบบผสมที่พบเห็นมากที่สุด เครือข่ายแบบนี้จะเชื่อมต่อทั้งเครือข่ายขนาดเล็กและขนาดใหญ่ หลากหลายที่เข้าด้วยกัน ซึ่งอาจจะถูกเชื่อมต่อจากคนละจังหวัด หรือคนละประเทศก็ได้ ตัวอย่างเช่น บริษัทที่มีสาขาแยกย่อยตามจังหวัดต่าง ๆ สาขาที่หนึ่งอาจจะใช้โทโพโลยีแบบดาว อีกสาขาหนึ่งอาจใช้โทโพโลยีแบบบัส การเชื่อมต่อเครือข่ายเข้าด้วยกันอาจใช้สื่อกลางเป็นไมโครเวฟ หรือดาวเทียม เป็นต้น
การเข้าถึงระยะไกล
ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายจากระยะไกล เช่น อยู่ที่บ้าน ในการเชื่อมต่อก็จะใช้คอมพิวเตอร์สั่งโมเด็มหมุนสัญญาณให้วิ่งผ่านสายโทรศัพท์ไปเชื่อมต่อกับเครือข่าย หลักจากนั้นผู้ใช้ก็สามารถเรียกใช้ข้อมูลได้เสมือนกับว่ากำลังใช้เครือข่ายที่บริษัทอยู่
การบริหารเครือข่าย
เนื่องจากเครือข่ายเกิดจากการผสมแต่ละโทโพโลยีเข้าด้วยกัน ฉะนั้นรายละเอียดทางเทคนิคต่าง ๆ ของแต่ละเครือข่ายย่อยก็จะแตกต่างกันไป ดังนั้นจึงต้องแต่งตั้งผู้ดูแลบริหารเครือข่ายขึ้นมาทำหน้าที่ตรงนี้
โทโพโลยีทางกายภาพ
โทโพโลยีทางกายภาพ เป็นลักษณะการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์ทั้งหมดในเครือข่ายจริง ๆ ซึ่งพิจารณาใน 2 ลักษณะคือ
รูปแบบในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ และลักษณะการจัดวางอุปกรณ์ต่างๆ ในเครือข่าย
รูปแบบการเชื่อมต่อ (type of connection)
- แบบจุดต่อจุด (point – to - point )
- แบบหลายจุด (multipont หรือ multidrop lime )
การจัดวางเครือข่าย
- การจัดวางเครือข่ายแบบรวมศูนย์ (centralized network layout)
- การจัดวางเครือข่ายแบบกระจาย (distributed network layout)
รูปแบบการเชื่อมต่อ (type of connection)
หมายถึง วิธีการที่อุปกรณ์ตั้งแต่ 2 วิธีการที่อุปกรณ์ตั้งแต่ 2 อุปกรณ์ เชื่อมต่อกันด้วยสื่อส่งข้อมูล (transmission link) 1 สื่อ สื่อส่งข้อมูลเป็นลักษณะทางกายภาพ (physical ) และไม่จำเป็นต้องเป็นสายทองแดงอย่างเดียวอาจเป็นคลื่นวิทยุหรือคลื่นอื่นๆ สื่อส่งข้อมูลทำหน้าที่เป็นเส้นทางให้ข้อมูลข่าวสารเดินทางจากอุปกรณ์หนึ่งไปอีกอุปกรณ์หนึ่ง หรือไปยังอุปกรณ์หลายๆ ตัวได้ สื่อส่งข้อมูลได้แก่ สายทองแดง สายใยแก้วนำแสง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น รูปแบบการติดตั้งสายมี 2 แบบ ได้แก่
1. แบบจุดต่อจุด
แบบจุดต่อจุด (point-to-point) คือ วิธีเชื่อมต่อสื่อสงข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ 2 อุปกรณ์ โดยมีเส้นทางเพียง 1 เส้นเท่านั้น เช่น ลักษณะการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์พีซีแต่ละเครื่องมีเพียงสายเพียง 1 สายต่อเชื่อมโยงกันในการทำงาน หรือในเครื่องที่ทำหน้าที่เป็นเครื่องปลายทาง 1 เครื่อง เชื่อมต่อกับเครื่องเมนเฟรมโดยใช้สาย 1 เส้น หรือในอีกกรณีหนึ่งเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องสื่อสารกันโดยใช้การส่งข้อมูลผ่านคลื่นไมโครเวฟ ดังรูป
แบบหลายจุด หรือ มัลติดรอปไลน์ (multidrop lime) หมายถึง สื่อส่งข้อมูล 1 สื่อ มีอุปกรณ์หลายๆ อุปกรณ์ ใช้สื่อส่งข้อมูลหรือสายร่วมกันดังรูปที่ 2.3 นอกจากนี้ถ้าสื่อส่งข้อมูลเป็นคลื่นวิทยุ แบบหลายจุดใช้คลื่นวิทยุในอากาศร่วมกันการใช้คลื่นวิทยุร่วมกัน ทำได้โดยแบ่งความถี่ออกเป็นช่วงความถี่ของอุปกรณ์แต่ละตัวซึ่งถือว่าเป็นการใช้สื่อสงข้อมูลร่วมกันในแบบแบ่งส่วนที่เรียกว่า การแบ่งปันส่วน (spatially share ) หรืออาจผลัดกันใช้สื่อส่งข้อมูลโดยกำหนดระยะเวลาการใช้ที่เรียกว่า การแบ่งปันเวลา ( time share )
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น