ลักษณะของเครือข่าย

ลักษณะของเครือข่าย

            เครือข่ายเเบบใช้สายเเละไร้สาย (Wired and Wireless Networks)

 เทคโนโลยีแบบใช้สายต่อไปนี้เรียงลำดับตามความเร็วจากช้าไปเร็วอย่างหยาบๆ

 สายคู่บิดเป็นสื่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมทั้งหมด สายคู่บิดประกอบด้วยกลุ่มของสายทองแดงหุ้มฉนวนที่มีการบิดเป็นคู่ๆ สายโทรศัพท์ธรรมดาที่ใช้ภายในบ้านทั่วไปประกอบด้วยสายทองแดงหุ้มฉนวนเพียงสองสายบิดเป็นคู่ สายเคเบิลเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (แบบใช้สายอีเธอร์เน็ตตามที่กำหนดโดยมาตรฐาน IEEE 802.3) จะเป็นสายคู่บิดจำนวน 4 คู่สายทองแดงที่สามารถใช้สำหรับการส่งทั้งเสียงและข้อมูล การใช้สายไฟสองเส้นบิดเป็นเกลียวจะช่วยลด crosstalk และการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างสายภายในเคเบิลชุดเดียวกัน ความเร็วในการส่งอยู่ในช่วง 2 ล้านบิตต่อวินาทีถึง 10 พันล้านบิตต่อวินาที สายคู่บิดมาในสองรูปแบบคือคู่บิดไม่มีต้วนำป้องกัน (การรบกวนจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก) (unshielded twisted pair หรือ UTP) และคู่บิดมีตัวนำป้องกัน (shielded twisted pair หรือ STP) แต่ละรูปแบบออกแบบมาหลายอัตราความเร็วในการใช้งานในสถานการณ์ต่างกัน        สายโคแอคเชียลถูกใช้อย่างแพร่หลายสำหรับระบบเคเบิลทีวี, ในอาคารสำนักงานและสถานที่ทำงานอื่นๆ ในเครือข่ายท้องถิ่น สายโคแอคประกอบด้วยลวดทองแดงหรืออะลูมิเนียมเส้นเดี่ยวที่ล้อมรอบด้วยชั้นฉนวน (โดยปกติจะเป็นวัสดุที่มีความยืดหยุ่นกับไดอิเล็กทริกคงที่สูง) และล้อมรอบทั้งหมดด้วยตัวนำอีกชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจากภายนอก ฉนวนไดอิเล็กทริกจะช่วยลดสัญญาณรบกวนและความผิดเพี้ยน ความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ในช่วง 200 ล้านบิตต่อวินาทีจนถึงมากกว่า 500 ล้านบิตต่อวินาที

  ใยแก้วนำแสง เป็นแก้วไฟเบอร์ จะใช้พัลส์ของแสงในการส่งข้อมูล ข้อดีบางประการของเส้นใยแสงที่เหนือกว่าสายโลหะก็คือมีการสูญเสียในการส่งน้อยและมีอิสรภาพจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและมีความเร็วในการส่งรวดเร็วมากถึงล้านล้านบิตต่อวินาที เราสามารถใช้ความยาวคลื่นที่แตกต่างของแสงที่จะเพิ่มจำนวนของข้อความที่ถูกส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงพร้อมกันในเส้นเดียวกัน

           เทคโนโลยีไร้สาย

   'ไมโครเวฟบนผิวโลก - การสื่อสารไมโครเวฟบนผิวโลกจะใช้เครื่องส่งและเครื่องรับสัญญาณจากสถานีบนผิวโลกที่มีลักษณะคล้ายจานดาวเทียม ไมโครเวฟภาคพื้นดินอยู่ในช่วงกิกะเฮิรตซ์ที่ต่ำ ซึ่งจำกัดการสื่อสารทั้งหมดด้วยเส้นสายตาเท่านั้น สถานีทวนสัญญาณมีระยะห่างประมาณ 48 กิโลเมตร (30 ไมล์)

   ดาวเทียมสื่อสาร - การสื่อสารดาวเทียมผ่านทางคลื่นวิทยุไมโครเวฟที่ไม่ได้เบี่ยงเบนโดยชั้นบรรยากาศของโลก ดาวเทียมจะถูกส่งไปประจำการในอวกาศ ที่มักจะอยู่ในวงโคจร geosynchronous ที่ 35,400 กิโลเมตร (22,000 ไมล์) เหนือเส้นศูนย์สูตร ระบบการโคจรของโลกนี้มีความสามารถในการรับและถ่ายทอดสัญญาณเสียง, ข้อมูลและทีวี

   ระบบเซลลูลาร์และ PCS ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารวิทยุหลายเทคโนโลยี ระบบแบ่งภูมิภาคที่ครอบคลุมออกเป็นพื้นที่ทางภูมิศาสตร์หลายพื้นที่ แต่ละพื้นที่มีเครื่องส่งหรืออุปกรณ์เสาอากาศถ่ายทอดสัญญาณวิทยุพลังงานต่ำเพื่อถ่ายทอดสัญญาณเรียกจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งข้างหน้า

   เทคโนโลยีวิทยุและการแพร่กระจายสเปกตรัม - เครือข่ายท้องถิ่นไร้สายจะใช้เทคโนโลยีวิทยุความถี่สูงคล้ายกับโทรศัพท์มือถือดิจิทัลและเทคโนโลยีวิทยุความถี่ต่ำ. LAN ไร้สายใช้เทคโนโลยีการแพร่กระจายคลื่นความถี่เพื่อการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์หลายชนิดในพื้นที่จำกัด. IEEE 802.11 กำหนดคุณสมบัติทั่วไปของเทคโนโลยีคลื่นวิทยุไร้สายมาตรฐานเปิดที่รู้จักกันคือ Wifi

   การสื่อสารอินฟราเรด สามารถส่งสัญญาณระยะทางสั้นๆมักไม่เกิน 10 เมตร ในหลายกรณีส่วนใหญ่ การส่งแสงจะใช้แบบเส้นสายตา ซึ่งจำกัดตำแหน่งการติดตั้งของอุปกรณ์การสื่อสาร

   เครือข่ายทั่วโลก (global area network หรือ GAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้สำหรับการสนับสนุนการใช้งานมือถือข้ามหลายๆ LAN ไร้สาย หรือในพื้นที่ที่ดาวเทียมครอบคลุมถึง ฯลฯ ความท้าทายที่สำคัญในการสื่อสารเคลื่อนที่คือการส่งมอบการสื่อสารของผู้ใช้จากพื้นที่หนึ่งไปอีกพื้นที่หนึ่ง ใน IEEE 802 การส่งมอบนี้เกี่ยวข้องกับความต่อเนื่องของ LAN ไร้สายบนผิวโลก 

  

     รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย (Network Topologies)

    รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย หรือที่เรียกว่า Network Topologies คือการแบ่งแยกการเชื่อมต่อเครือข่าย LAN ในลักษณะเชิงกายภาพ (Physical Topology) โดยมี 4 รูปแบบ ดังนี้ 

- Bus Network Topology
                - Ring Network Topology                - Mesh Network Topology                - Star Network Topology

โทโปโลยีแบบบัส (Bus Topology)
  รูปแบบการเชื่อมต่อแบบบัสจะเชื่อมต่อกันบนสายสัญญาณเส้นเดียวกัน(Backbone)โดยจำเป็นต้องมี  T-Connector เป็นตัวแปลงสัญญาณข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ และจำเป็นต้องมี Terminator ปิดที่ด้านท้ายและหัวของสายสัญญาน เพื่อดูดซับไม่ให้สัญญาณสะท้อนกลับ

การส่งผ่านข้อมูลจะไหลผ่านไปยังปลายทั้งสองด้านที่เครื่องนั้นได้เชื่อมต่ออยู่ โดยเครื่องปลายทางจะคอยตรวจสอบแพ็คเกจว่าตรงกันกับตำแหน่งของตนเองหรือไม่ หากไม่ก็จะผ่านไป 

เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งที่กำลังส่งข้อมูลอยู่ เครื่องอื่นๆจะไม่สามารถส่งข้อมูลได้  เนื่องจากสายสัญญาณเป็นสื่อกลางที่ใช้ร่วมกัน ดังนั้นหากมีการเชื่อมต่อแบบบัสจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องคำนึงถึงจำนวนเครื่องที่จะใช้ในเชื่อมต่อเครือข่าย

การ์ด LAN , Terminator , และ T-Connector

ข้อดีของการเชื่อมต่อรูปแบบบัสนี้คือมีรูปแบบการเชื่อมต่อที่ไม่ยุ่งยากซับซ้อน ตัวอย่างเช่นหากมีการเชื่อมต่ออยู่แล้ว 2 เครื่องก็สามารถเพิ่มเป็น 3 เครื่องด้วยวิธีการถอด Terminator ที่ปลายสาย จากนั้นนำเครื่องที่ 3 พร้อมสายสัญญานอีกอันมาต่อ จากนั้นจึงปิด Terminator ที่ด้านท้ายสุดเช่นเดิม แต่ด้านอุปกรณ์ดูเหมือนจะเป็นข้อเสีย เพราะปัจจุบันหาซื้อได้ยาก เช่น NIC หรือการ์ด LAN ที่มีพอร์ทที่สามารถเชื่อมต่อ T-Connector หาซื้อไม่ได้แล้ว ระบบบัสแทนที่จะง่าย ปัจจุบันกับเป็นเรื่องยากนั่นเอง ขอเสียด้านการส่งข้อมูลอย่างที่กล่าวไปแล้วในตอนต้นคือระบบบัสจะมี backbone เพียงแค่ตัวเดียว การส่งข้อมูลจึงส่งได้ทีละเครื่อง ประการที่สอง เมื่อการส่งข้อมูลมีปัญหา จะสามารถตรวจสอบได้ยาก เนื่องจากทุกอุปกรณ์ต่างก็เชื่อมต่อเข้ากับสายแกนหลักทั้งหมด หากสายสัญญาณชำรุดระบบก็จะล่มทั้งหมด นอกจากนี้การส่งผ่านระหว่างเครื่องสู่เครื่องด้วยระบบบัสยังมีจำกัดเรื่องระะห่างที่ไม่มาก เพราะสัญญาณข้อมูลอาจส่งไปไม่ถึง

โทโปโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)

Ring Topology เป็นระบบที่มีการส่งข้อมูลไปในทิศทางเดียวกันโดยมีลักษณะเป็นวงกลมหรือวงแหวน (Ring Topology บางระบบสามารถส่งได้ 2 ทิศทาง) โดยจะมีเครื่อง Server ในการปล่อย Token เพื่อตรวจสอบว่ามีเครื่องคอมพิวเตอร์ใดต้องการส่งข้อมูลหรือไม่ เครื่องใดที่ต้องการส่งข้อมูลก็จะต้องรอให้เครื่องอื่นๆส่งข้อมูลให้เสร็จสิ้นเสียก่อน (เช่นเดียวกับบัส)

                       

ข้อดีของโทโปโลยีแบบวงแหวนคือการส่งข้อมูลสามารถส่งไปยังผู้รับหลาย ๆ เครื่องพร้อมกันได้ โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลงไปในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล ซึ่ง repeater ของแต่ละเครื่องจะคอยตรวจสอบเองว่ามีข้อมูลส่งมาให้ที่โหนดตนเองหรือไม่ ข้อเสีย หากวงแหวนชำรุดหรือขาด จะส่งผลกระทบต่อระบบทั้งหมด และตรวจสอบได้ยากเช่นเดียวกันหากระบบเกิดมีปัญหา 

โทโพโลยีแบบเมช (Mesh Topology)

 Mesh Topology ถือว่าเป็นการเชื่อมโยงแบบ point to point โดยแต่ละเครื่องจะมีการเชื่อมโยงที่เป็นของตนเอง ข้อดีของรูปแบบเมชคือไม่มีการแชร์ข้อมูลกันระหว่างเครื่องใดๆ จึงสามารถใช้แบนด์วิดท์ (bandwidth) ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ มีความปลอดภัยสูงเนื่องจากเป็นกันสื่อสารกันระหว่าง 2 เครื่องไม่มีเครื่องอื่นๆเลย แต่มีข้อเสียคือเป็นรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายที่สิ้นเปลืองสายสื่อสารมากที่สุด 

โทโพโลยีแบบดาว (Star Topology)

Star Topology เป็นรูปแบบที่เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะต่อสายเข้าไปที่อุปกรณ์ที่เรียกว่า Hub หรือ Switch (จะกล่าวถึงอุปกรณ์ network ในบทต่อไป) โดยอุปกรณ์นี้จะทำหน้าที่รับส่งข้อมูลระหว่างเครื่องต่างๆในระบบ LAN ข้อดีของระบบแบบดาวนี้คือสามารถควบคุมดูแลได้สะดวกเนื่องจากมีจุดควบคุมอยู่ที่จุดเดียว เมื่อเครื่องใดเครื่องหนึ่งเกิดชำรุด ระบบก็จะยังคงทำงานได้ตามปรกติ การส่งข้อมูลไม่จำเป็นต้องรอคอยเครื่องใดๆสามารถส่งข้อมูลไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์เป้าหมายได้เลย แต่มีข้อเสียคือต้องเสียค่าใช้จ่ายมาก ได้แก่ เครื่องสวิตช์หรือฮับ รวมถึงอุปกรณ์สายสัญญาณที่ต้องสิ่นเปลืองกว่าระบบอื่นๆ ประการที่สอง หากอุปกรณ์ที่เป็นศูนย์กลางชุดรุดระบบก็จะไม่สามารถทำงานได้ทั้งระบบ

                          

อย่างไรก็ตามถึงแม้โทโปโลยีแบบดาวจะสิ้นเปลืองมาก แต่ก็มีข้อดีอยู่ไม่น้อย เพราะถึงแม้การสื่อสารเครื่องใดๆมีปัญหาก็จะสามารถทราบได้ทันทีว่าเครื่องใดชำรุด และถึงแม้เครื่องนั้นๆจะชำรุดก็ไม่ส่งผลใดๆไปยังระบบส่วนรวม กรณีที่ฮับหรือสวิตช์ชำรุดก็สามารถทราบและดำเนินการแก้ไขได้ในทันที Star Topology จึงเป็นรูปแบบที่เป็นที่นิยมมากที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน