โทโปโลยี(Topology)

รูปแบบของการเชื่อมโยงเครือข่าย หรือโทโปโลยี (LAN Topology)
***โทโปโลยีคือลักษณะทางกายภาพ (ภายนอก) ของระบบเครือข่าย ซึ่งหมายถึง ลักษณะของการเชื่อมโยงสายสื่อสารเข้ากับอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องคอมพิวเตอร์ ภายในเครือข่ายด้วยกันนั่นเอง โทโปโลยีของเครือข่าย LAN แต่ละแบบมีความเหมาะสมในการใช้งาน แตกต่างกันออกไป การนำไปใช้จึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องทำการศึกษาลักษณะและคุณสมบัติ ข้อดีและข้อเสียของโทโปโลยีแต่ละแบบ เพื่อนำไปใช้ในการออกแบบพิจารณาเครือข่าย ให้เหมาะสมกับการใช้งาน รูปแบบของโทโปโลยี ของเครือข่ายหลัก ๆ มีดังต่อไปนี้
1.โทโปโลยีแบบบัส (BUS) เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์จะถูกเชื่อมต่อกันโดยผ่ายสายสัญญาณแกนหลัก ที่เรียกว่า BUS หรือ แบ็คโบน (Backbone) คือ สายรับส่งสัญญาณข้อมูลหลัก ใช้เป็นทางเดินข้อมูลของทุกเครื่องภายในระบบเครือข่าย และจะมีสายแยกย่อยออกไปในแต่ละจุด เพื่อเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ซึ่งเรียกว่าโหนด (Node) ข้อมูลจากโหนดผู้ส่งจะถูกส่งเข้าสู่สายบัสในรูปของแพ็กเกจ ซึ่งแต่ละแพ็กเกจจะประกอบไปด้วยข้อมูลของผู้ส่ง, ผู้รับ และข้อมูลที่จะส่ง การสื่อสารภายในสายบัสจะเป็นแบบ 2 ทิศทางแยกไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของ บัส โดยตรงปลายทั้ง 2 ด้านของบัส จะมีเทอร์มิเนเตอร์ (Terminator) ทำหน้าที่ลบล้างสัญญาณที่ส่งมาถึง เพื่อป้องกันไม่ให้สัญญาณข้อมูลนั้นสะท้อนกลับ เข้ามายังบัสอีก เพื่อเป็นการป้องกันการชนกันของข้อมูลอื่น ๆ ที่เดินทางอยู่บนบัสในขณะนั้น
สัญญาณข้อมูลจากโหนดผู้ส่งเมื่อเข้าสู่บัส ข้อมูลจะไหลผ่านไปยังปลายทั้ง 2 ด้านของบัส แต่ละโหนดที่เชื่อมต่อเข้ากับบัส จะคอยตรวจดูว่า ตำแหน่งปลายทางที่มากับแพ็กเกจข้อมูลนั้นตรงกับตำแหน่งของตนหรือไม่ ถ้าตรง ก็จะรับข้อมูลนั้นเข้ามาสู่โหนด ตน แต่ถ้าไม่ใช่ ก็จะปล่อยให้สัญญาณข้อมูลนั้นผ่านไป จะเห็นว่าทุก ๆ โหนดภายในเครือข่ายแบบ BUS นั้นสามารถรับรู้สัญญาณข้อมูลได้ แต่จะมีเพียงโหนดปลายทางเพียงโหนดเดียวเท่านั้นที่จะรับข้อมูลนั้นไปได้
ข้อดี
- ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวางสายสัญญาณมากนัก สามารถขยายระบบได้ง่าย เสียค่าใช้จ่ายน้อย ซึ่งถือว่าระบบบัสนี้เป็นแบบโทโปโลยีที่ได้รับความนิยมใช้กันมากที่สุดมา ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน เหตุผลอย่างหนึ่งก็คือสามารถติดตั้งระบบ ดูแลรักษา และติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมได้ง่าย ไม่ต้องใช้เทคนิคที่ยุ่งยากซับซ้อนมากนัก
ข้อเสีย
- อาจเกิดข้อผิดพลาดง่าย เนื่องจากทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ ต่อยู่บนสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ดังนั้นหากมี สัญญาณขาดที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ก็จะทำให้เครื่องบางเครื่อง หรือทั้งหมดในระบบไม่สามารถใช้งานได้ตามไปด้วย
- การตรวจหาโหนดเสีย ทำได้ยาก เนื่องจากขณะใดขณะหนึ่ง จะมีคอมพิวเตอร์เพียงเครื่องเดียวเท่านั้น ที่สามารถส่งข้อความ ออกมาบนสายสัญญาณ ดังนั้นถ้ามีเครื่องคอมพิวเตอร์จำนวนมากๆ อาจทำให้เกิดการคับคั่งของเน็ตเวิร์ค ซึ่งจะทำให้ระบบช้าลงได้
***2.โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING) เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในระบบเครือข่าย ทั้งเครื่องที่เป็นผู้ให้บริการ( Server) และ เครื่องที่เป็นผู้ขอใช้บริการ(Client) ทุกเครื่องถูกเชื่อมต่อกันเป็นวงกลม ข้อมูลข่าวสารที่ส่งระหว่างกัน จะไหลวนอยู่ในเครือข่ายไปใน ทิศทางเดียวกัน โดยไม่มีจุดปลายหรือเทอร์มิเนเตอร์เช่นเดียวกับเครือข่ายแบบ BUS ในแต่ละโหนดหรือแต่ละเครื่อง จะมีรีพีตเตอร์ (Repeater) ประจำแต่ละเครื่อง 1 ตัว ซึ่งจะทำหน้าที่เพิ่มเติมข้อมูลที่จำเป็นต่อการติดต่อสื่อสารเข้าในส่วนหัวของแพ็กเกจที่ส่ง และตรวจสอบข้อมูลจากส่วนหัวของ Packet ที่ส่งมาถึง ว่าเป็นข้อมูลของตนหรือไม่ แต่ถ้าไม่ใช่ก็จะปล่อยข้อมูลนั้นไปยัง Repeater ของเครื่องถัดไป
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
***3.โทโปโลยีแบบดาว (STAR) เป็นรูปแบบที่ เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในเครือข่าย จะต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ตัวกลางตัวหนึ่งที่เรียกว่า ฮับ (HUB) หรือเครื่อง ๆ หนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อสายสัญญาญที่มาจากเครื่องต่าง ๆ ในเครือข่าย และควบคุมเส้นทางการสื่อสาร ทั้งหมด เมื่อมีเครื่องที่ต้องการส่งข้อมูลไปยังเครื่องอื่น ๆ ที่ต้องการในเครือข่าย เครื่องนั้นก็จะต้องส่งข้อมูลมายัง HUB หรือเครื่องศูนย์กลางก่อน แล้ว HUB ก็จะทำหน้าที่กระจายข้อมูลนั้นไปในเครือข่ายต่อไป
ข้อดี
- การติดตั้งเครือข่ายและการดูแลรักษาทำ ได้ง่าย หากมีเครื่องใดเกิดความเสียหาย ก็สามารถตรวจสอบได้ง่าย และศูนย์ กลางสามารถตัดเครื่องที่เสียหายนั้นออกจากการสื่อสาร ในเครือข่ายได้เลย โดยไม่มีผลกระทบกับระบบเครือข่าย
ข้อเสีย
- เสียค่าใช้จ่ายมาก ทั้งในด้านของเครื่องที่จะใช้เป็น เครื่องศูนย์กลาง หรือตัว HUB เอง และค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสายเคเบิลในเครื่องอื่น ๆ ทุกเครื่อง การขยายระบบให้ใหญ่ขึ้นทำได้ยาก เพราะการขยายแต่ละครั้ง จะต้องเกี่ยวเนื่องกับเครื่องอื่นๆ ทั้งระบบ
***4.โทโปโลยีแบบ Hybrid เป็นรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากการผสมผสานกันของโทโปโลยีแบบ STAR , BUS , RING เข้าด้วยกัน เพื่อเป็นการลดข้อเสียของรูปแบบที่กล่าวมา และเพิ่มข้อดี ขึ้นมา มักจะนำมาใช้กับระบบ WAN (Wide Area Network) มาก ซึ่งการเชื่อมต่อกันของแต่ละรูปแบบนั้น ต้องใช้ตัวเชื่อมสัญญาญเข้ามาเป็นตัวเชื่อม ตัวนั้นก็คือ Router เป็นตัวเชื่อมการติดต่อกัน
***5.โทโปโลยีแบบ MESH เป็นรูปแบบที่ถือว่า สามารถป้องกันการผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นกับระบบได้ดีที่สุด เป็นรูปแบบที่ใช้วิธีการเดินสายของแต่เครื่อง ไปเชื่อมการติดต่อกับทุกเครื่องในระบบเครือข่าย คือเครื่องทุกเครื่องในระบบเครือข่ายนี้ ต้องมีสายไปเชื่อมกับทุก ๆ เครื่อง ระบบนี้ยากต่อการเดินสายและมีราคาแพง จึงมีค่อยมีผู้นิยมมากนัก
ประเภทของระบบเครือข่าย Lan ซึ่งแบ่งตามลักษณะการทำงาน
ในการแบ่งรูปแบบการเชื่อมต่อระบบเครือข่าย Lan นั้น สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่การเชื่อมต่อแบบ Peer - To - Peer และแบบ Client / Server
****1. แบบ Peer - to - Peer เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ละเครื่อง จะสามารถแบ่งทรัพยากรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟล์หรือเครื่องพิมพ์ซึ่งกันและกันภายในเครือข่ายได้ เครื่องแต่ละเครื่องจะทำงานในลักษณะทีทัดเทียมกัน ไม่มีเครื่องใดเครื่องเครื่องหนึ่งเป็นเครื่องหลักเหมือนแบบ Client / Server แต่ก็ยังคงคุณสมบัติพื้นฐานของระบบเครือข่ายไว้เหมือนเดิม การเชื่อต่อแบบนี้มักทำในระบบที่มีขนาดเล็กๆ เช่น หน่วยงานขนาดเล็กที่มีเครื่องใช้ไม่เกิน 10 เครื่อง การเชื่อมต่อแบบนี้มีจุดอ่อนในเรื่องของระบบรักษาความปลอดภัย แต่ถ้าเป็นเครือข่ายขนาดเล็ก และเป็นงานที่ไม่มีข้อมูลที่เป็นความลับมากนัก เครือข่ายแบบนี้ ก็เป็นรูปแบบที่น่าเลือกนำมาใช้ได้เป็นอย่างดี

****2. แบบ client-server เป็นระบบที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีฐานะการทำงานที่เหมือน ๆ กัน เท่าเทียมกันภายในระบบ เครือข่าย แต่จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง ที่ทำหน้าที่เป็นเครื่อง Server ที่ทำหน้าที่ให้บริการทรัพยากรต่าง ๆ ให้กับ เครื่อง Client หรือเครื่องที่ขอใช้บริการ ซึ่งอาจจะต้องเป็นเครื่องที่มีประสิทธิภาพที่ค่อนข้างสูง ถึงจะทำให้การให้บริการมีประสิทธิภาพตามไปด้วย ข้อดีของระบบเครือข่าย Client - Server เป็นระบบที่มีการรักษาความปลอดภัยสูงกว่า ระบบแบบ Peer To Peer เพราะว่าการจัดการในด้านรักษาความปลอดภัยนั้น จะทำกันบนเครื่อง Server เพียงเครื่องเดียว ทำให้ดูแลรักษาง่าย และสะดวก มีการกำหนดสิทธิการเข้าใช้ทรัพยากรต่าง ๆให้กับเครื่องผู้ขอใช้บริการ หรือเครื่อง Client
ประเภทของระบบเครือข่ายมีอีกรูปแบบหนึ่งที่กำลังเป็นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน ก็คือ การเชื่อมต่อแลนแบบไร้สาย Wireless Lan แลนไร้สาย WLAN เป็นเทคโนโลยีที่นำมาใช้ได้อย่างกว้างขวาง เหมาะที่จะใช้ได้ทั้งเครื่องพีซีตั้งโต๊ะธรรมดา และเครื่อง NoteBook ซึ่งการส่งสัญญาณติดต่อกันนั้น จะใช้สัญญาณวิทยุเป็นพาหะ ดังนั้นความเร็วในการส่งข้อมูลก็จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับระยะทาง ระยะทางยิ่งไกล ความเร็วในการส่งข้อมูลก็ทำให้ช้าลงไปด้วย แลนไร้สายเหมาะที่จะนำมาใช้กับงานที่ต้องการความคล่องตัวในการปฏิบัติงาน อย่างเช่นพวก เครื่อง NoteBook เพียงแต่มีอินเตอร็เฟสแลนแบบไร้สาย ก็สามารถเคลื่อนที่ไปที่ใดก็ได้ภายในของเขตของระยะทางที่กำหนด อย่างเช่นภายในตึกได้ทั่วตึกเลยที่เดียว จุดเด่น ๆ ของ Wireless Lan มีดังนี้
- การเคลื่อนที่ทำได้สะดวก สามารถใช้ระบบแลนจากที่ใดก็ได้ และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้แบบ Real Time ได้อีกด้วย
- การติดตั้งใช้งานง่าย และรวดเร็ว ไม่ต้องเดินสายสัญญาณให้ยุ่งยาก
- การติดตั้งและการขยายระบบ ทำได้อย่างกว้างขวาง เพราะสามารถขยายไปติดตั้งใช้งาน ในพื้นที่ ที่สายสัญญาณเข้าไม่ถึง
- เสียค่าใช้จ่ายลดน้อยลง เพราะว่าในปัจจุบันการส่งสัญญาณของ Wireless Lan ทำได้ไกลมากยิ่งขึ้น สามารถส่งได้ไกลกว่า 10 กม. ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในส่วนของการเช้าสายสัญญาณลงไปได้เป็นอย่างมาก
- มีความยืดหยุ่นในการใช้งานและการติดตั้ง สามารถปรับแต่งระบบให้ใช้ได้กับทุก Topology เลยทีเดียว การปรับแต่งทำได้ง่าย ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งเครือข่าย การติดตั้ง Application ต่าง ทำได้โดยง่าย
มาตราฐานของ Wireless Lan นั้นตามมาตรฐานสากล 802.11 มีอัตราการส่งสัญญาณข้อมูลได้สูงสุด 11 เมกะบิตต่อวินาที ระยะทางการรับส่งสัญญาณขึ้นอยู่กับผู้ผลิตว่าออกแบบมาอย่างไร ถ้าเป็นการใช้ภายในอาคารสถานที่ ก็จะใช้สายอากาศแบบทุกทิศทาง จะได้ระยะทางประมาณ 50 เมตร แต่ถ้าเป็นการใช้กันแบบจุดต่อจุดหรือนอกสถานที่ ก็จะมีการออกแบบให้ใช้สายอากาศแบบกำหนดทิศทาง ให้ได้ระยะทางมากกว่า 10 กม.ได้
URL เนื้อหา
http://www.yupparaj.ac.th/RoomNet2545/activity7/topology.htm
ข้อสอบ 5 ข้อ
1. เพื่อเป็นการลดข้อเสีย และเพิ่มข้อดีของโทโปโลยีแบบ Hybrid เป็นรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากการผสมผสานกันของโทโปโลยีแบบใด
ก. STAR
ข. BUS
ค. RING
ง. ถูกทุกข้อ
ตอบ ง. ถูกทุกข้อ โทโปโลยีแบบ Hybrid เป็นรูปแบบใหม่ ที่เกิดจากการผสมผสานกันของโทโปโลยีแบบ STAR , BUS , RING เข้าด้วยกัน เพื่อเป็นการลดข้อเสียของรูปแบบที่กล่าวมา และเพิ่มข้อดี ขึ้นมา มักจะนำมาใช้กับระบบ WAN (Wide Area Network) มาก ซึ่งการเชื่อมต่อกันของแต่ละรูปแบบนั้น ต้องใช้ตัวเชื่อมสัญญาญเข้ามาเป็นตัวเชื่อม ตัวนั้นก็คือ Router เป็นตัวเชื่อมการติดต่อกัน
2. จงบอกข้อดีของโทโปโลยีแบบวงแหวน (RING)
ก. ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้หลาย ๆ เครื่องพร้อม ๆ กัน โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลงในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล Repeaterของแต่ละเครื่องจะทำการตรวจสอบเองว่า ข้อมูลที่ส่งมาให้นั้น เป็นตนเองหรือไม่
ข. การส่งผ่านข้อมูลในเครือข่ายแบบ RING จะเป็นไปในทิศทางเดียวจากเครื่องสู่เครื่อง จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลที่ส่งออกไป
ค. คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
ง. ถูกทุกข้อ
ตอบ ง. ถูกทุกข้อ โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING) มีข้อดีดังต่อไปนี้คือ
- ผู้ส่งสามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้หลาย ๆ เครื่องพร้อม ๆ กัน โดยกำหนดตำแหน่งปลายทางเหล่านั้นลงในส่วนหัวของแพ็กเกจข้อมูล Repeaterของแต่ละเครื่องจะทำการตรวจสอบเองว่า ข้อมูลที่ส่งมาให้นั้น เป็นตนเองหรือไม่
- การส่งผ่านข้อมูลในเครือข่ายแบบ RING จะเป็นไปในทิศทางเดียวจากเครื่องสู่เครื่อง จึงไม่มีการชนกันของสัญญาณ ข้อมูลที่ส่งออกไป
- คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเน็ตเวิร์กมีโอกาสที่จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
3. ประเภทของระบบเครือข่าย Lan แบ่งตามลักษณะการทำงานได้กี่ประเภท
ก. 2 ประเภท
ข. 3 ประเภท
ค. 4 ประเภท
ง. 5 ประเภท
ตอบ ก. 2 ประเภท คือ
1. แบบ Peer - to - Peer เป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน
2. แบบ client-server เป็นระบบที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีฐานะการทำงานที่เหมือน ๆ กัน เท่าเทียมกันภายในระบบ
4. โทโปโลยีรูปแบบใดที่สามารถป้องกันการผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นกับระบบได้ดีที่สุด
ก. โทโปโลยีแบบวงแหวน (RING)
ข. โทโปโลยีแบบบัส (BUS)
ค. โทโปโลยีแบบ MESH
ง. โทโปโลยีแบบดาว (STAR)
ตอบ ค.โทโปโลยีแบบ MESH เพราะเป็นรูปแบบที่ถือว่า สามารถป้องกันการผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นกับระบบได้ดีที่สุด เป็นรูปแบบที่ใช้วิธีการเดินสายของแต่เครื่อง ไปเชื่อมการติดต่อกับทุกเครื่องในระบบเครือข่าย คือเครื่องทุกเครื่องในระบบเครือข่ายนี้ ต้องมีสายไปเชื่อมกับทุก ๆ เครื่อง ระบบนี้ยากต่อการเดินสายและมีราคาแพง จึงมีค่อยมีผู้นิยมมากนัก
5.จุดเด่น ๆ ของ Wireless Lan มีกี่ข้อ
ก. 3 ข้อ
ข. 4 ข้อ
ค. 5 ข้อ
ง. 6 ข้อ

ตอบ ค. 5 ข้อ
1. การเคลื่อนที่ทำได้สะดวก สามารถใช้ระบบแลนจากที่ใดก็ได้ และสามารถเข้าถึงข้อมูลได้แบบ Real Time ได้อีกด้วย
2. การติดตั้งใช้งานง่าย และรวดเร็ว ไม่ต้องเดินสายสัญญาณให้ยุ่งยาก
3. การติดตั้งและการขยายระบบ ทำได้อย่างกว้างขวาง เพราะสามารถขยายไปติดตั้งใช้งาน ในพื้นที่ ที่สายสัญญาณเข้าไม่ถึง
4. เสียค่าใช้จ่ายลดน้อยลง เพราะว่าในปัจจุบันการส่งสัญญาณของ Wireless Lan ทำได้ไกลมากยิ่งขึ้น สามารถส่งได้ไกลกว่า 10 กม. ทำให้ลดค่าใช้จ่ายในส่วนของการเช้าสายสัญญาณลงไปได้เป็นอย่างมาก
5. มีความยืดหยุ่นในการใช้งานและการติดตั้ง สามารถปรับแต่งระบบให้ใช้ได้กับทุก Topology เลยทีเดียว การปรับแต่งทำได้ง่าย ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งเครือข่าย การติดตั้ง Application ต่าง ทำได้โดยง่าย
URL
http://www.yupparaj.ac.th/RoomNet2545/activity7/topology.htm