อุปกรณ์ สำหรับเชื่อมต่อเครือข่าย และรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย

อุปกรณ์สำหรับเชื่อมต่อเครือข่าย (Connecting Devices)

เครือข่ายท้องถิ่นอาจจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อในระยะทางที่ไกลขึ้น เช่น การเชื่อมต่อระหว่างชั้น ระหว่างตึกหรืออาคาร และรวมถึงการเพิ่มจำนวนสถานีเพื่อใช้งานบนเครือข่าย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพึ่งพออุปกรณ์เครือข่ายที่นำมาใช้เพื่อการเชื่อมต่อเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม เครือข่ายท้องถิ่นจะมีข้อจำกัดด้านระยะทางเป็นสำคัญ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพึ่งพาอุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่ายเพิ่มเติม ซึ่งในที่นี้ได้มีการแบ่งอุปกรณ์เครือข่ายที่ประกอบด้วยรีพีตเตอร์ และบริดจ์ที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย ในขณะที่เร้าเตอร์และเกตเวย์จะเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายระดับสากล

รีพีตเตอร์/ฮับ (Repeaters/Hub)

อุปกรณ์ฮับหรือรีพีตเตอร์จะทำงานอยู่บนชั้นสื่อสารฟิสิคัลบนแบบจำลอง OSI โดยที่รีพีตเตอร์มักจะบรรจุพอร์ตมาให้เพียง 2 พอร์ตด้วยกัน เพื่อนำมาใช้เชื่อมต่อระหว่างเครือข่าย ซึ่งการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายด้วยรีพีตเตอร์ อาจเชื่อมต่อด้วยสายสัญญาณชนิดเดียวกัน หรือคนละชนิดก็ได้ ในขณะที่ฮับก็เหมือนกับรีพีตเตอร์ กล่าวคือฮับก็คือรีพีตเตอร์ที่มีหลาย ๆ พอร์ตนั่นเอง โดยฮับนอกจากสามารถนำมาใช้เป็นศูนย์กลางการรับส่งข้อมูลแล้วยังเป็นอุปกรณ์ทวนสัญญาณในตัว

บริดจ์ (Bridges)

ความสามารถในการทำงานของบริดจ์จะเหนือกว่าการทำงานของรีพีตเตอร์ โดยที่บริดจ์สามารถแบ่งเครือข่ายขนาดใหญ่ออกเป็นเครือข่ายย่อยหรือเป็นเซกเมนต์ย่อย ๆ ได้ ซึ่งไม่เหมือนกับรีพีตเตอร์ตรงที่เซกเมนต์ย่อยต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อด้วยบริดจ์นั้นจะถือว่าเป็นเครือข่ายคนละวงกัน กล่าวคือมิได้อยู่บน Collision Domain เดียวกัน ดังนั้นบริดจ์จึงสามารถลดความคับคั่งของข้อมูลบนเครือข่ายได้ โดยเครือข่ายแต่ละวงนอกจากจะรับส่งข้อมูลภายในวงแลนตัวเองแล้ว หากต้องการส่งข้อมูลข้ามเครือข่ายก็สามารถกระทำได้ ซึ่งแตกต่างกับฮับที่ทำหน้าที่เพียงแพร่ข่าวสาร หรือข้อมูลออกไปยังทุกพอร์ตหรือทุกเซกเมนต์ที่เชื่อมต่อ

สวิตช์ (Switch)

อุปกรณ์สวิตช์จะมีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกับบริดจ์ แต่สวิตช์จะมีความแตกต่างกับบริดจ์ตรงที่สวิตช์นั้นจะมีพอร์ตหลายพอร์ตด้วยกัน ในขณะที่บริดจ์นั้นจะมีเพียงสองพอร์ตเท่านั้น ปัจจุบันสวิตช์ที่ทำงานเช่นเดียวกับบริดจ์จะเรียกว่า สวิตช์เลเลอร์ 2 และสวิตช์ที่ทำงานเทียบชั้นเร้าเตอร์ก็จะเรียกว่า สวิตช์เลเยอร์ 3 อย่างไรก็ตาม หากมองอย่างผิวเผินแล้ว สวิตช์กับฮับจะมีความคล้ายคลึงกันมาก

เร้าเตอร์ (Routers)

เร้าเตอร์ถูกนำมาใช้เพื่อการเชื่อมต่อเครือข่ายหลาย ๆ กลุ่มเข้าด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็นเครือข่ายแลนด้วยกัน หรือระหว่างเครือข่ายแลนกับแวน โดยฟังก์ชันการทำงานที่สำคัญของเร้าเตอร์ก็คือ การเลือกเส้นทางเพื่อส่งแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังปลายทางได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม รวมถึงความสามารถในการเปลี่ยนเส้นทางเดินของข้อมูลในกรณีที่เส้นทางเดิมที่ใช้งานอยู่เกิดข้อขัดข้อง

เกตเวย์ (Gateways)

เกตเวย์สามารถปฏิบัติงานได้ในทุกชั้นสื่อสารบนแบบจำลอง OSI โดยเกตเวย์อนุญาติให้คอมพิวเตอร์บนเครือข่าย ที่เชื่อมต่อกันที่ใช้โปรโตคอลแตกต่างกัน รวมถึงสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เช่น พีซีคอมพิวเตอร์ และเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ให้สามารถสื่อสารกันได้ กล่าวคือเกตเวย์จะอนุญาตให้เครือข่ายต่างแพลตฟอร์ม ไม่ว่าจะเป็นด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ให้สามารถเชื่อมโยงสื่อสารกันได้ เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายทั้งอีเทอร์เน็ต โทเค็นริง และเมนเฟรมคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน ด้วยอุปกรณ์เกตย์เวย์

โทโพโลยี คือ ลักษณะการเชื่อมต่อเครือข่ายในเชิงกายภาพ

รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย (Topologies)

โทโพโลยีเป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างโหนดในลักษณะเชิงกายภาพ โดยโทโพโลยียังสามารถแบ่งออกเป็น 4 รูปแบบด้วยกันคือ

โทโพโลยีแบบบัส (Bus Topology)

โทโพโลยีแบบดาว (Star Topology)

โทโพโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)

โทโพโลยีแบบเมช (Mesh Topology)

1.      โทโพโลยีแบบบัส (Bus Topology)

ลักษณะทางกายภาพของโทโพโลยีแบบบัสนั้น จัดเป็นรูปแบบที่ง่าย ซึ่งประกอบด้วยสายเคเบิลเส้นหนึ่งทีนำมาใช้เป็นสายแกนหลักที่เปรียบเสมือนเป็นกระดูกสันหลัง (Backbone) โดยทุก ๆ โหนดบนเครือข่ายจะต้องเชื่อมต่อเข้ากับสายเส้นนี้ จึงแลดูเหมือนกับราวที่มีไว้แขวนเสื้อผ้า

ข้อดี

มีรูปแบบที่ไม่ซับซ้อน ติดตั้งง่าย

เพิ่มจำนวนโหนดได้ง่าย โดยสามารถเชื่อมต่อเข้ากับสายแกนหลักได้ทันที

ประหยัดสายสื่อสาร เนื่องจากใช้สายแกนหลักเพียงเส้นเดียว

ข้อเสีย

หากสายเคเบิลที่เป็นสายแกนหลักเกิดชำรุดหรือขาด เครือข่ายจะหยุดชะงักในทันที

กรณีเกิดข้อผิดพลาดบนเครือข่าย จะค้นหาจุดผิดพลาดยาก เนื่องจากทุกอุปกรณ์ต่างก็เชื่อมต่อเข้ากับสายแกนหลักทั้งหมด

ระหว่างโหนดแต่ละโหนดจะต้องมีระยะห่างตามข้อกำหนด

2.      โทโพโลยีแบบดาว (Star Topology)
ในความเป็นจริงโทโพโลยีแบบดาวนั้น มีจุดเริ่มต้นจากการเชื่อมต่อเทอร์มินัลกับเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ โดยเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลาง และเทอร์มินัลทุกเครื่องจะเชื่อมต่อเข้ากับเมนเฟรมคอมพิวเตอร์

แต่ในยุคปัจจุบัน อุปกรณ์ที่นิยมนำมาใช้เป็นศูนย์กลางควบคุมของสายสื่อสารทั้งหมดก็คือ ฮับ (Hub) โดยทุก ๆ โหนดบนเครือข่ายจะต้องเชื่อมโยงสายสื่อสารผ่านฮับทั้งสิ้น ซึ่งฮับจะทำหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ส่ง เพื่อส่งไปยังโหนดปลายทางที่ต้องการ

ข้อดี

มีความคงทนสูง กล่าวคือหากสายเคเบิลบางโหนดเกิดชำรุดหรือขาด จะส่งผลต่อโหนดนั้นเท่านั้น ไม่ส่งผลกระทบต่อระบบโดยรวม โหนดอื่น ๆ ยังคงใช้งานได้ตามปกติ

เนื่องจากมีจุดศูนย์กลางควบคุมอยู่ที่ฮับ ทำให้การจัดการดูแลง่ายและสะดวก

ข้อเสีย

สิ้นเปลืองสายเคเบิล ซึ่งต้องใช้จำนวนสายเท่ากับจำนวนเครื่องที่เชื่อมต่อ

กรณีต้องการเพิ่มโหนด อุปกรณ์ฮับจะต้องมีพอร์ตว่างให้เชื่อมต่อ และจะต้องลากสายเชื่อมต่อระหว่างฮับไปยังโหนดปลายทาง

เนื่องจากมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ฮับ หากฮับเกิดชำรุดใช้งานไม่ได้ คอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้ากับฮับดังกล่าวก็จะใช้งานไม่ได้ทั้งหมด

3.      โทโพโลยีแบบวงแหวน (Ring Topology)

การเชื่อมต่อแบบวงแหวนนั้น โหนดต่าง ๆ จะมีการเชื่อมต่อกันด้วยสายสัญญาณจากฆนดหนึ่งไปยังโหนดหนึ่งต่อกันไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งโหนดแรกและโหนดสุดท้ายได้เชื่อมโยงถึงกัน จึงเกิดเป็นลูปวงกลมหรือวงแหวนขึ้นมา

ข้อดี

แต่ละโหนดในวงแหวนมีโอกาสส่งข้อมูลได้เท่าเทียมกัน

ประหยัดสายสัญญาณ โดยจะใช้สายสัญญาณเท่ากับจำนวนโหนดที่เชื่อมต่อ

ง่ายต่อการติดตั้งและการเพิ่ม/ลบจำนวนโหนด

ข้อเสีย

หากวงแหวนชำรุดหรือขาด จะส่งผลกระทบต่อระบบทั้งหมด

ตรวจสอบได้ยาก ในกรณีที่มีโหนดใดโหนดหนึ่งเกิดข้อขัดข้อง เนื่องจากต้องตรวสอบทีละจุดว่าเกิดข้อขัดข้องอย่างไร

4.      โทโพโลยีแบบเมช (Mesh Topology)

การเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยโทโพโลยีแบบเมช จัดเป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดอย่างแท้จริง ที่แต่ละโหนดจะมีลิงก์สื่อสารระหว่างกันเป็นของตนเอง

ข้อดี

เนื่องจากเป็นการเชื่อมต่อกันโดยตรงระหว่างโหนด ดังนั้นแบนด์วิดธ์บนสายสื่อสารสามารถนำมาใช้ได้อย่างเต็มที่ ไม่มีโหนดใดมาแชร์ใช้งาน

มีความปลอดภัย และความเป็นส่วนตัวในข้อมูลที่สื่อสารกันระหว่างโหนด

ระบบมีความทนทานต่อความผิดพลาด (Fault-Tolerant) เนื่องจากหากมีลิงก์ใดชำรุดเสียหาย ก็สามารถเลี่ยงไปใช้งานลิงก์อื่นทดแทนได้

ข้อเสีย

เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายที่สิ้นเปลืองสายสื่อสารมากที่สุด

เครดิต : http://networksystemlan.blogspot.com/