Issuu on Google+

บทที่ 3 โครงสร้ างระบบเครือข่ ายและโมเดล OSI 3.1 บทนา ในระบบคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อขึ้นมาเป็ นเครื อข่ายเพื่อใช้งานนั้น จะต้องมีการศึกษาถึงโครงสร้าง โมเดลการสื่ อสารและการจัดวางของระบบเครื อข่ายคอมพิวเตอร์ ว่าอุปกรณ์และคอมพิวเตอร์ในเครื อข่าย จะติดต่อกันในรู ปแบบใด เพื่อที่การติดตั้งและจัดวางระบบนั้นจะเกิ ดประโยชน์และเกิ ดประสิ ทธิ ภาพ สู งสุ ด ดังนั้นเนื้ อหาในบทนี้จะกล่าวถึงลักษณะของโครงสร้างระบบเครื อข่าย (Network Topology) และ โมเดลโอเอสไอ (OSI) เป็ นหลัก ซึ่งนักเรี ยนจะได้เรี ยนรู ้รายละเอียดดังต่อไปนี้ 3.2 การจัดวางเครือข่ าย การจัดวางเครื อข่ายคอมพิวเตอร์น้ นั มี 2 รู ปแบบ คือ 3.2.1 การจัดวางเครือข่ ายแบบรวมศูนย์ การจัดวางเครื อข่ายแบบรวมศูนย์ (Centralized Network Layout) เป็ นการวางทรัพยากร สาคัญๆ เช่ น ไฟล์เซิ ร์ฟเวอร์ และดาตาเบสเซิ ร์ฟเวอร์ ไว้ในบริ เวณเดี ยวกัน สามารถใช้โครงสร้ าง เครื อข่ายแบบบัส แบบวงแหวน แบบดาว และแบบผสมจัดวางตาแหน่งแบบรวมศูนย์ได้  การบริหารเครือข่ าย การบริ หารเครื อข่ายที่มีการจัดวางเครื อข่ายแบบศูนย์รวมทาได้ง่ายกว่า การจัดวางรู ปแบบอื่นๆ ข้อดี อีกอย่างหนึ่ งในการจัดวางนี้ ก็คือมี ความปลอดภัยสู งเพราะ สามารถจัดทรั พยากรสาคัญ เช่ น ไฟล์เซิ ร์ฟเวอร์ และดาตาเบสเซิ ร์ฟเวอร์ ไว้ในห้องหรื อ บริ เวณที่ สามารถปิ ดล็อกได้ การจัดวางทรั พยากรในห้องที่ ปิดล็อกจะช่ ว ยให้ทรั พ ยากร ปลอดภัยจากขโมยหรื อไฟไหม้ได้  การแบ็คอัพ งานหลักที่สาคัญอย่างยิ่งของผูบ้ ริ หารเครื อข่ายคือ การแบ็คอัพไฟล์ขอ้ มูลอย่าง สม่าเสมอ เพราะการแบ็คอัพจะช่วยให้เราสามารถดึงข้อมูลกลับมาใช้ได้อีกครั้ง ในกรณี ที่ ข้อมูลในเครื อข่ายเกิดเสี ยหายหรื อสู ญหายไปด้วยสาเหตุต่างๆ การแบ็คอัพที่เก็บไฟล์รวม ศูนย์ไว้ที่เดียวจะทาได้ง่ายกว่าแบ็คอัพไฟล์บนเครื่ องคอมพิวเตอร์ของผูใ้ ช้แต่ละคน

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

31

 ความเร็ว อุปกรณ์คอมพิวเตอร์เกือบทุกชิ้นออกแบบสาหรับงานเครื อข่ายจะมีความเร็ วและมี เสถียรภาพการทางานสู งกว่าอุปกรณ์ ปกติ ที่ใช้กัน เช่ น ฮาร์ ดดิ สก์ที่ใช้ในไฟล์เซิ ร์ฟเวอร์ สามารถอ่านขีดเขียนข้อมูลได้รวดเร็ วกว่าฮาร์ดดิสก์ที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ทวั่ ๆ ไป  เสถียรภาพของระบบ เครื อข่ายเป็ นเรื่ องของผูใ้ ช้จานวนมาก ถ้าเครื อข่ายเกิดเสี ยขึ้น งานของ ทุกคนจะสะดุดทันที ดังนั้นเสถียรภาพการทางานของเครื อข่ายจึงเป็ นเรื่ องที่สาคัญ ผูบ้ ริ หาร เครื อข่ายบางแห่งถึงกับสร้างเซิร์ฟเวอร์ที่เรี ยกว่าเซิร์ฟเวอร์กระจก (Mirror Server) ให้ทางาน แบ็คอัพกับเซิร์ฟเวอร์หลัก ถ้าเซิร์ฟเวอร์หลักเกิดเสี ยหาย เซิร์ฟเวอร์กระจกนี้ก็จะทางานแทน ทันที  ค่ าใช้ จ่าย ถึงแม้วา่ ค่าใช้จ่ายในการสร้างเครื อข่ายแบบศูนย์รวมค่อนข้างสู ง แต่ถา้ มองปริ มาณ การใช้บริ การคอมพิวเตอร์กบั ผูใ้ ช้จานวนมาก ก็ถือว่าเป็ นวิธีที่ไม่แพงนัก 3.2.2 การจัดวางเครือข่ ายแบบกระจาย การจัดวางเครื อข่ายแบบกระจาย (Distributed Network Layout) เป็ นการจัดวางทรัพยากร ตามหน้าที่ไว้ตลอดเครื อข่าย เช่น ในแต่ละแผนกก็จะมีไฟล์เซิ ร์ฟเวอร์ และปริ๊ นท์เซิ ร์ฟเวอร์ เป็ นของ แผนกเอง เป็ นต้น การจัดวางเครื อข่ายแบบกระจายสามารถใช้กบั โครงสร้างเครื อข่ายทุกประเภท เครื อข่ายที่จดั วางแบบกระจายสามารถใช้ในงานหลักๆ ได้เป็ นอย่างดี โดยการกระจายงานไปให้ คอมพิวเตอร์ ในเครื อข่ายช่วยประมวลผล เช่น เครื อข่ายงานออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มีความซับซ้อนสู ง จะใช้คอมพิวเตอร์ เครื่ องหนึ่ งในการคานวณ ส่ วนอีกเครื่ องหนึ่ งใช้ในการประมวลผลข้อมูล และอีก เครื่ องหนึ่งใช้ในการพิมพ์ขอ้ มูล เป็ นต้น ถ้าใช้คอมพิวเตอร์เพียงเครื่ องเดียวในการทางานหลัก ๆ แบบ นี้ อาจต้องใช้เวลานานในการทางานชิ้นหนึ่งให้สาเร็ จ  การบริ หารเครื อข่ าย การบริ หารเครื อข่ายแบบกระจายทาได้ยากกว่าแบบรวมศูนย์เพราะ ทรัพยากรจะวางกระจายไปยังส่ วนต่างๆ ของเครื อข่าย ด้วยเหตุน้ ี ผูใ้ ช้เครื อข่ายแบบนี้ ควร ศึกษาการใช้ระบบปฏิบตั ิการเครื อข่ายมากขึ้น เพื่อช่วยดูแลและสามารถใช้งานเครื อข่ายได้ อย่างมีประสิ ทธิภาพ  การแบคอัพ การแบคอัพข้อมูลในเครื อข่ายที่จดั วางแบบกระจาย ค่อนข้างจะลาบากกว่า เครื อข่ายที่จดั วางแบบรวมศูนย์ เพราะจะต้องแบคอัพไฟล์แต่ละเครื่ องที่เชื่อมต่อกับเครื อข่าย

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


32

2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

ด้วยเหตุน้ ีผใู ้ ช้จึงมักมีอุปกรณ์แบคอัพเป็ นของตนเอง เช่น อุปกรณ์แบคอัพแบบพกพาที่ผใู ้ ช้ คนอื่นสามารถหยิบยืมไปใช้ได้ เป็ นต้น  เสถียรภาพของระบบ เสถียรภาพของเครื อข่ายที่จดั วางแบบกระจายมีค่อนข้างสู ง ถึงแม้จะมี คอมพิวเตอร์ เครื่ องใดเครื่ องหนึ่ งในเครื อข่ายเกิดเสี ยหายขึ้นมา ก็จะกระทบกับผูใ้ ช้คนอื่นๆ บนเครื อข่ายเพียงส่ วนหนึ่งเท่านั้น  ค่ าใช้ จ่าย การจัดวางแบบกระจายนี้จะมีตน้ ทุนในการจัดวางต่างจากการจัดวางเครื อข่ายแบบ รวมศูนย์เพราะว่าไม่จาเป็ นต้องใช้เซิ ร์ฟเวอร์ ราคาแพง แต่คอมพิวเตอร์ ที่ใช้ในเครื อข่ายจัด วางแบบกระจายจะต้องใช้เครื่ องที่มีสมรรถนะสูงกว่าคอมพิวเตอร์ทวั่ ๆ ไป 3.3 รูปแบบการเชื่อมต่ อ รู ปแบบในการเชื่ อมต่อจะถูกกาหนดโดย “โครงสร้างเครื อข่าย” หรื อมักเรี ยกกันในภาษาเทคนิ คว่า “Network Topology” หมายถึง รู ปแบบการจัดวางคอมพิวเตอร์และการเดินสายสัญญาณคอมพิวเตอร์ ใน เครื อข่าย รวมถึงหลักการไหลเวียนข้อมูลในเครื อข่ายด้วย โดยจะแบ่งการมองโครงสร้างเครื อข่ายออกเป็ น 2 ระดับ คือ 1. ระดับกายภาพ (Physical Level) 2. ระดับตรรกะ (Logical Level) 3.3.1 ระดับกายภาพ โครงสร้างเครื อข่ายระดับกายภาพ เป็ นการมองไปที่วิธีการเชื่อ มต่อทางฮาร์ ดแวร์ ท้ งั หมดใน เครื อข่ายจริ ง ไม่ว่าจะเป็ นคอมพิวเตอร์ คอนเน็กเตอร์ หรื อสายเคเบิล การรั บ–ส่ งข้อมูลในระดับ กายภาพ เครื อข่ายส่ วนใหญ่ที่พบเห็นกันจะใช้สายเคเบิ้ลเป็ นเส้นทางให้ขอ้ มูลวิ่งผ่านไปมา เนื่องจาก มีราคาไม่แพง ติดตั้งง่าย และมีความเร็ วในการรับ –ส่ งข้อมูลสู ง แต่บางครั้งก็อาจมีการผสมผสาน สื่ อบางตัวเข้าไปในระบบด้วย เช่ น คลื่นวิทยุ เพื่อแก้ไขปั ญหาจุดที่อาจเชื่ อมต่อด้วยสายเคเบิลได้ ลาบาก

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

33

3.3.2 ระดับตรรกะ โครงสร้ างเครื อข่ายระดับตรรกะเป็ นการมองที่วิธีการวิ่งของข้อมูลภายในเครื อข่ายว่าเป็ น อย่างไร โครงสร้างเครื อข่ายระดับตรรกะแบบหนึ่ งอาจจะรับ–ส่ งไฟล์ขนาดใหญ่ได้ดี แต่อีกแบบ หนึ่ งอาจจะเหมาะในการรั บ –ส่ งไฟล์ขนาดเล็ก ที่ วิ่งไปมาบ่ อยๆ ได้ดี การติ ด ต่ อสื่ อสารระหว่าง คอมพิวเตอร์ จะใช้สัญญาณทางไฟฟ้ าโดยสัญญาณนี้ จะวิ่งบนสื่ อกลางที่เชื่ อมต่อคอมพิวเตอร์ เข้า ด้วยกัน แต่สญ ั ญาณอาจจะใช้เส้นทางแตกต่างกันไปขึ้นอยูก่ บั การเชื่อต่อเครื อข่ายว่าเป็ นอย่างไร 3.3.3 การผสมผสานโครงสร้ างเครือข่ ายทั้งสองระดับ การติดตั้งเครื อข่ายโดยส่ วนใหญ่มกั จะใช้รูปแบบโครงสร้างเครื อข่ายระดับตรรกะที่���อดคล้อง กัน แต่ก็มีหลายองค์กรที่ใช้แตกต่างกันไป เช่น ใช้โครงสร้างเครื อข่ายระดับตรรกะแบบวงแหวนแต่ ระดับกายภาพใช้แบบดาว เป็ นต้น 3.4 โครงสร้ างระบบเครือข่ าย (Network Topology) 3.4.1 เครือข่ ายแบบบัส เป็ นเครื อข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆ ด้วยสายเคเบิลยาวต่อไปเรื่ อยๆ โดยจะมี คอนเน็กเตอร์เป็ นตัวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เข้ากับสายเคเบิลและเทอร์มิเนเตอร์

รูปที่ 3.1 ลักษณะการเชื่อมต่อของโทโปโลจีแบบบัส  หลักการรับส่ งข้ อมูล ในการรับส่ งข้อมูลนั้น จะมีคอมพิวเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้น ที่สามารถ ส่ งข้อมูลได้ในช่ วงเวลาหนึ่ งๆ จากนั้นข้อมูลจะวิ่งไปตลอดความยาวของสายเคเบิ ลและ คอมพิวเตอร์ปลายทางจะรับข้อมูลที่วิ่งผ่านมา

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


34

2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

 เทอร์ มิเนเตอร์ (Terminator) เป็ นอุปกรณ์ที่ใช้ดูดซับสัญญาณที่ส่งมาทางสายเคเบิล โดยจุด ปลายของเครื อข่ายจะต้องมีเทอร์ มิเนเตอร์ น้ ี ติดอยู่เสมอ พูดง่ายๆ ก็คือเทอร์ มิเนเตอร์ เป็ น อุปกรณ์ที่ใช้หยุดสัญญาณไม่ให้สะท้อนกลับไปให้เกิดสัญญาณรบกวนได้ สายเคเบิลแต่ละ แบบของเครื อข่ายก็อาจใช้เทอร์มิเนเตอร์หน้าตาแตกต่างกันไป  การเซ็ตอัพ การเซ็ตอัพเครื อข่ายแบบัสนี้ทาได้ไม่ยากนักเพราะคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์แต่ ละชนิ ดถูกเชื่ อมต่อด้วยสายเคเบิลเพียงเส้นเดี ยว โดยส่ วนใหญ่เครื อข่ายแบบบัสจะใช้ใน เครื อข่ายขนาดเล็กซึ่งอยูใ่ นองค์กรที่มีคอมพิวเตอร์ใช้ไม่มากนัก  การขยายเพิม่ เติมระบบ การขยายเพิ่มเติมคอมพิวเตอร์เข้าไปในเครื อข่ายแบบบัสนี้ ค่อนข้าง ยุง่ ยาก เพราะจะต้องมีการตัดและต่อสายเคเบิ้ลเข้ากับคอมพิวเตอร์ ตวั ใหม่ ในขณะที่ทาการ เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ตวั ใหม่อยูน่ ้ นั ผูใ้ ช้ไม่สามารถใช้เครื อข่ายได้  การซ่ อมแซมดูแล ถ้าคอมพิวเตอร์ ตวั ใดตัวหนึ่ งในเครื อข่ายเกิดรวนและมีปัญหากับสาย เคเบิ ลก็จะเกิ ดปั ญหาขึ้นทันที เพราะเครื อข่ายทั้งหมดจะรวนตามไปด้วย อี กทั้งการแยก คอมพิวเตอร์ออกมาซ่อมต่างหากนั้นก็ทาได้ยาก  ค่ าใช้ จ่าย ข้อดีของเครื อข่ายแบบนี้ ก็คือราคาไม่แพง เพราะใช้สายเคเบิลเพียงเส้นเดียวก็ สามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ท้ งั หมดเข้าด้วยกันได้ 3.4.2 เครือข่ ายแบบดาว (Star Network) เป็ นเครื อข่ายที่เชื่อมคอมพิวเตอร์เข้ากับอุปกรณ์ที่เป็ นจุดศูนย์กลางของเครื อข่าย เครื อข่ายแบบ นี้มีขอ้ ดีหลายอย่างด้วยกันจึงทาให้เป็ นที่นิยมอย่างกว้างขวาง คอมพิวเตอร์ แต่ละเครื่ องในเครื อข่ายจะเชื่ อมต่อกับอุปกรณ์ที่เป็ นศูนย์กลางของเครื อข่ายที่ เรี ยกว่า ฮับ (Hub) ดังนั้นการรับ–ส่ งข้อมูลของคอมพิวเตอร์ จากเครื่ องหนึ่ งไปยังอีกเครื่ องหนึ่ งจะ ผ่านฮับเสมอ  การเซ็ตอัพ เนื่องจากคอมพิวเตอร์ทุกตัวจะต้องเชื่อมต่อกับฮับ ดังนั้นคอมพิวเตอร์ไม่ควรจะ วางห่ างจากฮับมากนัก ถ้าจะให้ดีควรจะให้ห่างฮับน้อยกว่า 100 เมตร ฮับแต่ละตัวสามารถ เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ ได้ต้ งั แต่ 4, 8 ไปจนถึง 16 เครื่ อง สาหรับบริ ษทั ใหญ่ๆ มักจะมีฮบั เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ในแต่ละชั้นแยกกัน

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

35

รูปที่ 3.2 ลักษณะการเชื่อมต่อของโทโปโลจีแบบดาว  การขยายเพิม่ เติมระบบ การขยายเพิ่มเติมคอมพิวเตอร์เข้าไปในเครื อข่ายแบบดาวนี้ทาได้ง่าย เพียงแค่ต่อสายเคเบิลจากคอมพิวเตอร์ไปเสี ยบช่องที่เรี ยกว่าพอร์ท (Port) ของฮับ จากนั้นทา การเซ็ตอัพ ก็จะสามารถใช้งานได้ทนั ทีโดยไม่ตอ้ งปิ ดการทางานของเครื อข่ายแต่อย่างใด  การแก้ ไขปัญหาที่เกิดขึน้ เมื่อคอมพิวเตอร์ เครื่ องใดเครื่ องหนึ่ ง เกิดรวนหรื อสายเคเบิลเกิดมี ปั ญหาขึ้น การแก้ไขก็เพีย งแต่แยกเอาคอมพิวเตอร์ เครื่ องนั้นออกมาซ่ อม นอกจากนี้ ฮับ จานวนมากยังสามารถตรวจสอบปั ญหาที่เกิดขึ้นกับเครื อข่ายได้อีกด้วย สิ่ งนี้ทาให้การแก้ไข ทาได้ง่ายขึ้น  ค่ าใช้ จ่าย การลงทุนกับเครื อข่ายแบบนี้ ค่อนข้างสู งกว่าเครื อข่ายแบบอื่น เพราะว่าจะใช้ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่ องเชื่อมต่อกับฮับ ซึ่งแน่นอนว่าจะต้องใช้สายเคเบิ้ลจานวนมากอีกทั้งฮับ ก็เป็ นอุปกรณ์ตวั หนึ่งที่มีราคาค่อนข้างสูง 3.4.3 เครือข่ ายแบบวงแหวน (Ring Network) เป็ นเครื อข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ดว้ ยสายเคเบิลยาวเพียงเส้นเดียวในลักษณะวงแหวน  หลักการรับส่ งข้ อมูล การวิ่งของข้อมูลในเครื อข่ายวงแหวนจะใช้ทิศทางเดียวเท่านั้นและเมื่อ คอมพิวเตอร์ เครื่ องหนึ่ งส่ งข้อมูล ก็จะส่ งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ เครื่ องถัดไป ถ้าข้อมูลที่ รับมาไม่ตรงตามเครื่ องต้นทางระบุ ก็จะส่ งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์ เครื่ องถัดไป ซึ่ งจะเป็ น ขั้นตอนอย่างนี้ไปเรื่ อยๆ จนกว่าจะถึงคอมพิวเตอร์ปลายทางที่ถูกระบุตามที่อยูจ่ ากเครื่ องต้น ทาง

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


36

2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

รูปที่ 3.3 ลักษณะการเชื่อมต่อของโทโปโลจีแบบริ ง  การเซ็ ตอัพ เครื อข่ายวงแหวนมักจะใช้ในองค์กรที่ มีคอมพิวเตอร์ ว างอยู่ในพื้นที่ ใกล้กัน คอมพิวเตอร์ทุกตัวในเครื อข่ายวงแหวนจะเชื่อมต่อเข้ากันด้วยสายเคเบิลเพียงเส้นเดียวต่อกัน เป็ นวงแหวน โดยไม่มีจุดเริ่ มต้นหรื อจุดปลายของเส้น  การขยายเพิ่มเติมระบบ การขยายเพิ่มเติมคอมพิวเตอร์ เข้ามาในระบบนี้ ค่อนข้างยุง่ ยากกว่า เครื อข่ายแบบอื่น เพราะทุกครั้งที่เพิ่มคอมพิวเตอร์ เข้ามาก็จะต้องมีการตัดต่อสายเคเบิลเข้า กับคอมพิวเตอร์ใหม่ ซึ่งจะต้องปิ ดเครื อข่ายจนกว่าจะเชื่อมต่อเสร็ จ  การแก้ ไขปัญหาที่เกิดขึน้ เมื่อสายเคเบิลช่วงใดช่วงหนึ่งเกิดขาดขึ้นมา เครื อข่ายก็ไม่สามารถ รับ–ส่ งข้อมูลได้จนกว่าจะซ่ อมแซมสายช่วงนั้นให้เรี ยบร้อย แต่จุดที่มีปัญหาในโครงสร้าง เครื อข่ายแบบนี้ หาได้ไม่ยากนัก เครื อข่ายวงแหวนจานวนมากมักจะมีวงแหวนคู่ในการรับ – ส่ งข้อมูลในทิศทางต่างกัน เพื่อเป็ นเส้นทางสารองในการป้ องกันไม่ให้เครื อข่ายหยุดการ ทางานโดยสิ้ นเชิง  ค่ าใช้ จ่าย ค่าใช้จ่ายในการสร้ างเครื อข่ายแบบวงแหวนมี ราคาสู งพอสมควร เนื่ องจากว่า คอมพิวเตอร์ทุกตัวในวงแหวนจะต้องเชื่อมต่อเข้ากับสายเคเบิลวงแหวนเส้นเดียว ซึ่งจะต้อง ใช้สายยาวมากขึ้นถ้าคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่ องวางอยูใ่ นตาแหน่งที่ห่างกัน 3.4.4 เครือข่ ายแบบผสม (Hybrid Network) เป็ นเครื อข่ายที่ผสมผสานโครงสร้างเครื อข่ายแบบต่างๆ เข้าด้วยกันให้เป็ นเครื อข่ายขนาดใหญ่ เพียงเครื อข่ายเดี ยว เช่ น การเชื่ อมต่อเครื อข่ายแบบวงแหวน แบบดาวและแบบบัสเข้าด้วยกันเป็ น เครื อข่ายเดียว นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

37

เครื อข่ายบริ เวณกว้าง (WAN) เป็ นตัวอย่างเครื อข่ายผสมที่พบเห็นกันมากที่สุด เครื อข่ายแบบนี้ จะเชื่อมต่อเครื อข่ายเล็ก–ใหญ่หลากหลายแบบเข้าด้วยกันเป็ นเครื อข่ายเดียว ซึ่งเครื อข่ายที่ถูกเชื่อมต่อ อาจจะอยูห่ ่ างคนละจังหวัด หรื ออาจอยูค่ นละประเทศก็เป็ นได้ ตัวอย่างเช่น บริ ษทั ที่ม���สาขาแยกย่อย ตามจังหวัดต่างๆ สาขาหนึ่ งอาจใช้เครื อข่ายแบบดาว บางสาขาอาจใช้เครื อข่ายแบบบัส การเชื่อมต่อ เครื อข่ายด้วยกันอาจจะใช้สื่อกลางเป็ นไมโครเวฟ หรื อดาวเทียมเป็ นต้น

รูปที่ 3.4 ลักษณะการเชื่อมต่อของโทโปโลจีแบบผสม  การเข้ าถึงระยะไกล คุณสมบัติเด่นอย่างหนึ่งของเครื อข่ายแบบผสมคือ ผูใ้ ช้สามารถเชื่อมต่อ กับ เครื อ ข่ า ยจากระยะไกล เช่ น อยู่บ ้า นหรื อ อยู่ภ าคสนามได้ ในการเชื่ อ มต่ อ ก็ จ ะใช้ คอมพิวเตอร์สงั่ โมเด็มหมุนสัญญาณให้วิ่งผ่านสายโทรศัพท์ไปเชื่อมต่อกับเครื อข่ายหลังจาก การเชื่อมต่อผูใ้ ช้กส็ ามารถเข้าไปเรี ยกใช้ขอ้ มูลได้เสมือนกับว่ากาลังใช้เครื อข่ายที่บริ ษทั อยู่  การบริ หารเครือข่ าย เนื่ องจากเครื อข่ายแบบผสมเป็ นการผสมผสานเครื อข่ายหลายแบบเข้า ด้วยกัน ซึ่ งแต่ละเครื อข่ายก็มีรายละเอี ยดทางเทคนิ คที่ แตกต่างกันไป ดังนั้นการบริ หาร เครื อข่ายก็อาจจะยากกว่าเครื อข่ายแบบอื่นๆ ด้วยเหตุน้ ี บริ ษทั ที่มีเครื อข่ายผสมขนาดใหญ่ ของตัวเองก็มกั จะตั้งแผนกที่ทาหน้าที่ดูแลและบริ หารเครื อข่ายนี้โดยเฉพาะ  ค่ าใช้ จ่าย โดยปกติเครื อข่ายแบบผสมจะมีราคาแพงกว่าเครื อข่ายแบบอื่นๆ เพราะเครื อข่าย แบบนี้ เป็ นเครื อข่ายขนาดใหญ่และมีความซับซ้อนสู ง นอกจากนี้ ยงั ต้องมีการลงทุนเกี่ยวกับ ระบบรั ก ษาความปลอดภัย มากกว่า เครื อ ข่ายแบบอื่ น อี ก ด้ว ย เนื่ องจากเป็ นการเชื่ อมต่ อ ระยะไกล สาหรับเครื อข่ายที่มีการแบคอัพก็อาจต้องเป็ นเครื อข่ายแบบผสมด้วย เช่น บริ ษทั ที่ มีการเชื่ อมต่อระหว่างสานักงานด้วยดาวเทียม อาจต้องเชื่ อมต่อด้วยสายเคเบิลอีกทางหนึ่ ง เพื่อเป็ นการป้ องกันการสื่ อสารที่ขดั ข้องที่อาจเกิดขึ้น

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


38

2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

3.4.5 โทโปโลจีแบบเมซ (Mesh Topology) โทโปโลจีแบบเมซ คือการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แบบสมบูรณ์ กล่าวคือ คอมพิวเตอร์ ทุกเครื่ อง ในเครื อข่ายจะเชื่อมต่อถึงกันหมดโดยใช้สายสัญญาณทุกการเชื่อมต่อ วิธีน้ ีจะเป็ นการสารองเส้นทาง เดินของข้อมูลได้เป็ นอย่างดี เช่น ถ้าสายสัญญาณเส้นใดเส้นหนึ่ งขาด ก็ยงั มีเส้นทางอื่นที่สามารถส่ ง ข้อ มู ล ได้ นอกจากนี้ ยัง เป็ นระบบที่ ค วามน่ า เชื่ อ ถื อ สู ง แต่ ข ้อ เสี ย ก็ คื อ เครื อข่ า ยแบบนี้ จะใช้ สายสัญญาณมาก ดังนั้น ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบก็จะเพิ่มมากขึ้น ในการเชื่อมต่อจริ งๆ การเชื่อมต่อแบบเมซนั้นมีการใช้งานน้อยมาก เนื่ องจากข้อเสี ยก็คือการ เชื่อมต่อหลายจุด แต่เนื่ องจากข้อดีของการเชื่ อมต่อแบบเมซ คือการมีเส้นทางสารองข้อมูล จึงได้มี การประยุกต์ใช้การเชื่ อมต่อแบบเมซบางส่ วน หรื อการเชื่ อมต่อแบบเมซที่ไม่สมบูรณ์ กล่าวคือ จะ เชื่อมต่อเฉพาะลิงค์ที่จาเป็ นหรื อสาคัญเท่านั้น

รูปที่ 3.5 ลักษณะการเชื่อมต่อของโทโปโลจีแบบเมซ 3.5 โมเดล OSI OSI (Open Systems Interconnection) เป็ นโมเดลการสื่ อสารว่าอุปกรณ์และคอมพิวเตอร์ ใน เครื อ ข่ า ยจะติ ด ต่ อ กัน ในรู ป แบบมาตรฐาน เนื่ อ งจากมี บ ริ ษ ัท จ านวนมากที่ ผ ลิ ต อุ ป กรณ์ สื่ อ สารและ คอมพิวเตอร์ ถ้าไม่มีการกาหนดมาตรฐานกลางขึ้นมา จะทาให้ต่างคนต่างผลิตในรู ปแบบและเทคโนโลยี ของตนเอง ทาให้ผใู ้ ช้ไม่สามารถนาอุปกรณ์จากหลายบริ ษทั มาทางานร่ วมกันได้ ซึ่ งจุดนี้จะทาให้เข้าไปสู่ ระบบปิ ด กล่าวคือจะต้องซื้ อผลิ ตภัณ ฑ์ท้ งั หมดจากบริ ษทั เดี ยวเท่านั้น แต่ หลังจากมี องค์กรที่ ก าหนด มาตรฐานอุตสาหกรรมกลางขึ้นมา ทาให้ผูผ้ ลิตต่างผลิตตามมาตรฐานเหล่านี้ ซึ่ งทาให้ผูใ้ ช้สามารถนา อุปกรณ์จากหลายบริ ษทั มาใช้ร่วมกันได้ นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

39

3.6 องค์ กร ISO ISO (International Standardization Organization) เป็ นองค์กรกลางที่ทาหน้าที่กาหนดมาตรฐาน กลางสาหรับผลิตภัณฑ์ทางด้านคอมพิวเตอร์ และการสื่ อสาร ผลงานชิ้นสาคัญชิ้นหนึ่ งที่องค์กร ISO ร่ าง ขึ้นมาก็คือโมเดล OSI ซึ่งเป็ นโมเดลที่อธิบายรู ปแบบขั้นตอนและรายละเอียดเกี่ยวกับการสื่ อสาร ถ้าผูผ้ ลิต ต่างพัฒนาผลิตภัณฑ์ตามโมเดล OSI อุปกรณ์เหล่านั้นก็จะสามารถทางานร่ วมกันได้อย่างไม่มีปัญหา จุดมุ่งหมายของการกาหนดมาตรฐาน OSI นั้นเพื่อจัดแบ่งการดาเนินงานพื้นฐานของเครื อข่ายและกาหนด หน้าที่การทางานในแต่ละชั้น ซึ่งได้แบ่งออกเป็ น 7 ชั้น โดยหลักเกณฑ์ในการกาหนดมีดงั นี้ 1. ไม่แบ่งโครงสร้างออกในแต่ละชั้นมากจนเกินไป 2. แต่ละชั้นมีหน้าที่การทางานแตกต่างกัน 3. หน้าที่การทางานคล้ายกันจะถูกจัดให้อยูใ่ นชั้นเดียวกัน 4. เลือกเฉพาะการทางานที่เคยใช้ได้ผลประสบความสาเร็ จมาแล้ว 5. กาหนดหน้าที่การทางานเฉพาะง่ายๆ เผื่อว่ามีการออกแบบหรื อเปลี่ยนแปลงใหม่ อุปกรณ์ ฮาร์ดแวร์จะได้ไม่ตอ้ งเปลี่ยนแปลงตาม 6. มีการกาหนดอินเตอร์เฟสมาตรฐาน 7. มีความยืดหยุน่ ในการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลในแต่ละขั้น 3.7 เลเยอร์ ตามโมเดลของ OSI จะมีการแบ่งรู ปแบบการสื่ อสารออกเป็ น 7 เลเยอร์ (Layers) ด้วยกัน ซึ่งแต่ละ เล เยอร์ ก็จะมีรายละเอียดเชิ งเทคนิ คของการสื่ อสารแตกต่างกันไป เช่นเลเยอร์ หนึ่ งอาจจะกาหนดเกี่ ยวกับ รู ปแบบการส่ งข้อมูลจากที่ อยู่หนึ่ งไปยังอี ก ที่ อยู่หนึ่ งในขณะที่ อีก เลเยอร์ หนึ่ งจะก าหนดเกี่ ยวกับการ ตรวจสอบข้อผิดพลาดในการส่ งข้อมูล เป็ นต้น ก่อนที่องค์กร ISO จะพัฒนาโมเดล OSI ออกมานั้นยังไม่มีการกาหนดมาตรฐาน การสื่ อสารใน เครื อข่ ายออกมา ท าให้บริ ษ ัทต่ างพัฒนาอุ ปกรณ์ เครื อข่ ายในรู ปแบบของตน และก็ไม่ ได้มี การค านึ งถึ ง

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


40

2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

ผลกระทบกับอุปกรณ์อื่นในเครื อข่าย แต่หลังจากที่ผผู ้ ลิตได้พฒั นาผลิตภัณฑ์ตามโมเดล OSI อุปกรณ์เครื อข่าย ที่พฒั นาจากหลายๆ บริ ษทั ก็สามารถทางานร่ วมกันได้เป็ นอย่างดี

รูปที่ 3.6 OSI Model เลเยอร์ ของโมเดล OSI เลเยอร์ของโมเดล OSI แบ่งออกเป็ น 7 เลเยอร์ดว้ ยกัน โดยแต่ละเลเยอร์จะอธิบายหลักการและ รายละเอียดของการส่ งข้อมูลในระดับชั้นแตกต่างกันไป เมื่อข้อมูลเริ่ มส่ งออกไปยังเครื อข่าย มักจะ ถูกส่ งผ่านลงไปในแต่ละเลเยอร์ ของโมเดล OSI ซึ่ งข้อมูลเดิมจะถูกใส่ ขอ้ มูลปะหัวปะท้ายเพิ่มเติม และเมื่ อข้อมูลนั้น ถูก ส่ งถึ งจุ ด หมายปลายทาง ข้อมู ลนั้น ก็จ ะถู ก ส่ งกลับไปในแต่ ละเลเยอร์ OSI ส่ วนข้อมูลปะหัวปะท้ายนั้นก็จะถูกลบทิ้งไปในแต่ละเลเยอร์ 1. Application Layer เป็ นชั้นการทางานของซอฟต์แวร์ ประยุกต์ซ่ ึ งเกี่ยวข้องกับระบบ เครื อข่าย เช่น การส่ งผ่านแฟ้ มข้อมูล การจาลอง Terminal การแลกเปลี่ยนข้อมูล เป็ นต้น 2. Presentation Layer เป็ นชั้นการทางานของระบบรักษาความลับและการเปลี่ยนแปลงข้อมูล รู ปแบบต่างๆ ให้สามารถแลกเปลี่ยนกันได้ เช่น แปลงระหว่าง EBCDIC กับ ASCII หรื อการ แปลงข้อมูลรหัสจบบรรทัดระหว่างระบบ UNIX กับ MSDOS เป็ นต้น 3. Session Layer รับผิดชอบการควบคุมการติดต่อและการประสานของข้อมูลที่ส่งผ่านระบบ เครื อข่าย เช่น การตรวจสอบลาดับก่อนหลังที่ถูกต้องของ Packet เป็ นต้น

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

41

4. Transport Layer เป็ น���ั้นที่รับผิดชอบการส่ งถ่ายข้อมูลระหว่างจุด จะทาการตรวจสอบ 3 ชั้นล่างว่ามีการทางานที่ ถูกต้อง และทาการส่ งผ่านข้อมูลให้ช้ นั ที่สูงกว่าโดยซ่ อนวิธีการ ทางานที่ เกิ ดขึ้นจริ งใน 3

ชั้นล่างไว้ โดยปกติแล้วนับจากชั้นนี้ ถึงชั้นบนสุ ดจะอยู่ใน

ซอฟต์แ วร์ ประยุก ต์ทางด้านเครื อข่ายตัว เดี ย วกัน ในขณะที่ ช้ ัน ต่ ากว่านี้ เป็ นส่ ว นจัด การ เครื อข่ายซึ่งขึ้นกับชนิดของระบบเครื อข่ายที่ใช้งานอยู่ 5. Network Layer เป็ นชั้นที่ทาการตรวจสอบการส่ งข้อมูลผ่านเครื อข่าย เช่น เวลาที่ใช้ในการ ส่ ง การส่ งต่อ (Routing) และการจัดการลาดับ (Flow Control) ของข้อมูล 6. Data Link Layer เป็ นชั้นที่รับผิดชอบการนาข้อมูลเข้าและออกจากตัวกลาง การจัดเฟรม การตรวจสอบและจัดการข้อผิดพลาดของข้อมูล (Error Detection, Correction and Retransmission) ในชั้นนี้จะมีการแบ่งออกเป็ น 2 ชั้นย่อย (Sub–Layer) คือ LIC (Logical Link Control) จะอยู่ในครึ่ งบน รับผิดชอบในเรื่ องการตรวจสอบข้อผิดพลาด และ MAC (Media Access Control) อยูใ่ นครึ่ งล่าง เป็ นส่ วนของวิธีส่งข้อมูลผ่านสื่ อกลาง 7. Physical Layer เลเยอร์ น้ ี เป็ นเลเยอร์ ล่างสุ ดที่ติดกับฮาร์ ดแวร์ เลเยอร์ น้ ี จะนิ ยามถึงสื่ อส่ ง ข้อมูลเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ และรวมถึงการกาหนดว่าสัญญาณข้อมูลจะวิ่งผ่านบนสื่ อส่ ง ข้อมูลได้อย่างไร จากการเปรี ยบเทียบโครงสร้างของ TCP/IP กับ OSI นั้นพบว่า TCP/IP มีจานวนชั้นใน โครงสร้างที่นอ้ ยกว่า OSI ซึ่ งเหตุผลก็คือ TCP/IP เป็ นโปรโตคอลที่ใช้กนั มาก่อนที่ OSI จะเกิดขึ้น สาหรับรายละเอียดโครงสร้างของ TCP/IP หรื อ Protocol Suite ทั้ง 4 ระดับ มีดงั นี้ 1. Process/Application Layer คือชั้นที่เทียบเท่า Application Layer และ Presentation Layer ของ OSI ซึ่งจะรับรองการทางานของ Application ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็ น Application ที่ Run อยู่ ในเครื่ องแม่ข่ายในลักษณะของโพรเซสที่จะคอยให้บริ การกับเครื่ องลูกข่าย เช่น โปรแกรม บราวเซอร์ , E-mail, FTP และ Telnet เป็ นต้น โปรโตคอลที่ทางานในชั้นนี้ ได้แก่ FTP, Telnet, HTTP และ SMTP นอกจากนี้ยงั มีโปรโตคอลที่ทาหน้าที่อานวยความสะดวกต่างๆ อีกเช่น DNS และ DHCP 2. Host-to-Host Layer คือ ชั้นที่ทางานเทียบเท่ากับ Session Layer และ Transport Layer ของ OSI ที่ช่วยให้ Application ต่างๆ ที่รับอยูใ่ นเครื อข่ายสามารถรองรับการให้บริ การกับเครื่ อง ลูกได้หลายๆ เครื่ องพร้อมกันโดยที่ขอ้ มูลไม่ปะปนกัน ในชั้นนี้ ยงั ประกอบด้วยโปรโตคอล นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


42

2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

ย่อยอีก 2 ตัว คือ TCP และ UDP (User Datagram Protocol) สาหรับ TCP/IP จะทาหน้าที่ใน ลักษณะของ Connection Oriented ซึ่งเวลาที่จะติดต่อสื่ อสารกันต้องมีการเชื่อมโยงผูร้ ับกับผู ้ ส่ งเข้าด้วยกันก่อน เปรี ยบเสมือนการการใช้โทรศัพท์ที่ตอ้ งมีการหมุนเลขหมายก่อนจึงจะคุย กันได้ ทาให้การรับส่ งข้อมูลมีความถูกต้องครบถ้วนและเชื่อถือได้ แต่ภาระการทางานของ โปรโตคอลในขั้นตอนต่างๆ จะมากขึ้นตามไปด้วย ในส่ วนของ UDP นั้นจะทาหน้าที่ใน ลักษณะของ Connectionless Oriented ซึ่ งเปรี ยบเสมือนการส่ งจดหมาย คือ ไม่ตอ้ งมีการ เชื่อมโยงผูร้ ับกับผูส้ ่ งเข้าด้วยกัน และไม่มีการตรวจสอบความถูกต้องและความครบถ้วนของ ข้อมูล ซึ่ งข้อดี ก็คือ ไม่เป็ นภาระหรื อโหลดการทางานของเครื่ องมากนัก แต่มีขอ้ เสี ยคือ ข้อมูลอาจสู ญหายระหว่างทางได้ ดังนั้น Application ที่ใช้ UDP จะต้องตรวจสอบความ ถูกต้องของข้อมูลเอง 3. Internet Layer คือ ชั้นที่ทาหน้าที่เทียบเท่า Network Layer ของ OSI โดยรับผิดชอบ ทางด้านการส่ งข้อมูลข้ามไปข้ามมาระหว่างเครื อข่าย และรวมถึงภายในเครื อข่ายด้วย การ ทางานในชั้นนี้จะมีโปรโตคอล คือ IP และ ICMP (Internet Control Message Protocol) โดย โปรโตคอล IP จะอาศัยหมายเลขเครื อข่ายและหมายเลขประจาเครื่ องที่เรี ยกรวมกันว่า IP Address เพื่อใช้ในการกาหนดเส้นทางการวิ่งของข้อมูล การทางานของ IP จะเกี่ยวข้องกับ อุปกรณ์ประเภท Router หรื อ Gateway เป็ นหลัก สาหรับ ICMP คือ โปรโตคอลที่ช่วย อานวยความสะดวกในการตรวจสอบการทางานของเครื อข่าย ตัวอย่างโปรแกรมที่ใช้ ICMP คือโปรแกรม Ping ที่ใช้สาหรับตรวจสอบว่าเครื่ องคอมพิวเตอร์ใดๆ ในเครื อข่ายยังทางานอยู่ หรื อไม่ โดยโปรแกรม Ping จะส่ ง Message ไปที่เครื่ องที่ตอ้ งการตรวจสอบแล้วรอรับ Message ตอบกลับมาภายในเวลาที่กาหนด หากไม่มีอะไรตอบกลับมาก็จะถือว่าไม่สามารถ ติดต่อกับเครื่ องนั้นๆ ได้ ซึ่ งอาจเป็ นได้หลายสาเหตุ เช่ น เครื่ องไม่ได้เปิ ด หรื อเครื อข่ายมี ปัญหา เป็ นต้น 4. Network Access Layer คือ ส่ วนที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอลในระดับล่างที่เกี่ยวข้องกับระบบ LAN โดยเทียบได้กบั ชั้นที่ 1 และ 2 ของ OSI ซึ่ งได้แก่ระบบ LAN แบบอีเทอร์ เน็ต (Ethernet) หรื อแบบ Token–Ring นัน่ เอง

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


2104 – 2513 คอมพิวเตอร์ เครื อข่าย

43

แบบฝึ กหัดท้ ายบทที่ 3 1. ให้นกั เรี ยนสรุ ปความรู ้ที่ได้จากการเรี ยนในบทเรี ยนนี้ เป็ นแผนภูมิความรู ้ (Mind mapping) 2. จงตอบคาถามต่อไปในลงในสมุด 2.1 การจัดวางระบบเครื อข่ายคอมพิวเตอร์มีกี่รูปแบบ อะไรบ้าง 2.2 การจัดวางเครื อข่ายแบบรวมศูนย์มีลกั ษณะการทางานอย่างไร 2.3 การจัดวางเครื อข่ายแบบกระจายมีหลักการทางานอย่างไร 2.4 หลักในการเชื่อมต่อในระบบเครื อข่ายมีกี่ลกั ษณะ อะไรบ้าง 2.5 ระบบเครื อข่ายแบ่งการมองโครงสร้างเครื อข่ายเป็ นกี่ระดับ อะไรบ้าง 2.6 เทอร์มิเนเตอร์ คืออะไร มีลกั ษณะการทางานอย่างไร 2.7 โทโปโลจีแบบเมซ มีการทางานอย่างไร 2.8 โมเดล OSI คืออะไร มีลกั ษณะอย่างไร จงอธิบาย 2.9 ยกตัวอย่างหลักเกณฑ์ในการกาหนดโมเดล OSI 2.10 อธิบายลักษณะการทางานของ Internet Layer

นนท์ชยั ปัญจานนท์ แผนกอิเล็กทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม


Chapter 3