ระบบเครือข่ายเฉพาะที่ ( Local Area Network )

ระบบเครือข่ายเฉพาะที่ ( Local Area Network )
สถาปัตยกรรมของระบบLAN มีอยู่ 4 แบบ ดังนี้
1.Ethernet 2.Token Bus 3.Token Ring 4.FDDI (Fiber Distributed Data Processing)
– Ethernet ,Token Bus ,Token Ring เป็นมาตรฐานที่ถูกกำหนดขึ้นโดย IEEE และเป็น
ส่วนหนึ่ง ของโครงการ 802 (Project 802)
– FDDI นั้นเป็นมาตรฐานของ ANSI (American Nation Standard Institute)
– การควบคุมData LinkของLAN Protocol ที่ใช้อยู่ทั้งหมดในทุกวันนี้นั้น มีพื้นฐานบนการทำงาน
ของ HDLC
– HDLC ที่เหมาะสมนั้นจะแตกต่างกันไปตามเทคโนโลยีของแต่ละระบบ
– สิ่งที่แตกต่างกันในแต่ละProtocolนั้น มีความสำคัญในการควบคุมการออกแบบระบบมาก
โครงการ 802 (Project 802)
– IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineer) เป็นองค์กรที่กำหนดมาตรฐานทางด้าน
อุปกรณ์ด้านอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
– ใช้หมายเลขเป็นเครื่องหมายกำหนดมาตรฐานต่างๆ
– กำหนดมาตรฐานProtocol (กลุ่มหมายเลข IEEE 802) รายละเอียดได้ถูกแยกเป็นหลายส่วนย่อย
ส่วนแรก ใช้รหัส 802.1
1.กำหนดโครงสร้างโดยรวมของมาตรฐาน 802 ทั้งหมด
2.กำหนดวิธีการสื่อสารขั้นต้น
ส่วนที่สอง คือ 802.2
1.รายละเอียดของProtocolในชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูลส่วนบน
2.ควบคุมการเชื่อมต่อในระดับตรรกภาพ (LLC: Logical Link Control)
ส่วนรหัส 802.3 ถึง 802.5
1.Protocolที่ใช้ในการสื่อสาร
2.ได้รับความนิยมในการนำมาใช้งาน 3 แบบคือ
– IEEE 802.3 CSMA/CD
– IEEE 802.4 Token Bus
– IEEE 802.5 Token Ring
– มีความแตกต่างกัน
1.ชั้นสื่อสารกายภาพ (Physical Layer)
2.ชั้นสื่อสารย่อยควบคุมการใช้สื่อ (Medium Access Sub Layer)
– แต่มีรายละเอียดการทำงานในชั้นสื่อสารเชื่อมต่อข้อมูล (Data link Layer) เหมือนกัน
– ได้รับการยอมรับจากองค์กรควบคุมมาตรฐานอื่นๆ ได้แก่ ANSI และ ISO IEEE Standard
– 802.3 Ethernet มีTopologyแบบBUS และใช้Protocol CSMA/CD
– 802.4 ใช้Protocolส่งผ่านTokenใน TopologyแบบBUS
– 802.5 ใช้Protocol ส่งผ่านToken รวมถึงมาตรฐาน ISO 9314 หรือ FDDI ซึ่งใช้Tokenใน
TopologyแบบRing
Protocol IEEE 802
– ใช้กันทั่วโลกเป็นการกำหนดมาตรฐานของ LAN
– ลักษณะของ LAN มีลักษณะเฉพาะตัวสำคัญอยู่ 2 ประการ
1.ข้อมูลที่ส่งออกไปจะได้รับการกำหนดเป็นFrame มีAddressที่แน่นอน
2.ไม่มีการเลือกเส้นทางในNetwork เพราะ LAN อาจจะเป็นแบบBUS หรือRING (วงแหวน) ก็
สามารถส่งเข้าระบบได้โดยตรง
– LAN จึงไม่เกี่ยวข้องกับระดับที่ 3 ของ OSI Modelโดยตรงเลย
– การกำหนดFrame และการตรวจสอบข้อผิดพลาดจะอยู่เพียงระดับที่ 2 เท่านั้น
– LAN Protocol จะเกี่ยวกับระดับของ OSI เพียง 2 ระดับ
ข้อกำหนดเอง IEEE 802 จัดแบ่งระดับของ LAN ขึ้นใหม่เป็นการแยกระดับออกโดยจัดระดับ
ของ IEEE 802 แบ่งเป็น 3 ระดับ = เทียบได้กับ OSI 2 ระดับ
1.ส่วนบนของระดับที่กำหนด คือ 802.2 LLC (Logical Link Control) มีหน้าที่
สำคัญ ดังนี้
1)มีจุดเชื่อมต่อที่เรียกว่า SAP (Service Access Point) เพื่อให้เชื่อมต่อกับระดับที่อยู่ข้างเคียงได้
2)ในระบบการส่งข้อมูล จะจัดข้อมูลเป็นFrame
3)ในการรับข้อมูล จะแยกข้อมูลออกจากFrame
2.ระดับล่าง MAC (Medium Access Control) ซึ่งอยู่ในระดับล่างถัดลงมาเทียบกับ
OSI โมเดล ก็ยังอยู่ในระดับData Link ทำงานในหน้าต่อไปนี้
1)จัดการสำหรับการ Access ข้อมูลที่มาจากต้นทางหลายแห่ง และไปยังปลายทางได้หลายที่
2)ทำหน้าที่บางส่วนคล้ายระดับ LLC (Logical Link Control) ในระดับสุดท้ายคือระดับต่ำสุด คือ
ระดับPhysical
3) End Code และDe Code สัญญาณ – ทำหน้าที่Synchronous สร้างสัญญาณส่งและรับBitข้อมูล
– MAC เป็นระดับที่ไม่มีในModelของ OSI

IEEE 802.3 (Ethernet)
-ได้ปฏิวัติความต้องการในการเพิ่มปริมาณของPacketข้อมูลในเครือข่าย
– ลดต้นทุนการรับส่งข้อมูล
– ความน่าเชื่อถือ
– การติดตั้งบำรุงรักษา ทำได้สะดวก
– เริ่มต้นทำงานที่ 10 Mbps (มีชื่อว่า Ethernet)
– ความเร็วระดับ 100 Mbps (มีชื่อว่า Fast Ethernet)
– ระดับ 1 Gbps (มีชื่อว่า Gigabit Ethernet)
– ปัจจุบัน 10 Gbps (มีชื่อว่า 10 Gigabit Ethernet หรือ 10 GbE) กำลังจะเข้ามาในเครือข่ายของ
Ethernet และชั้นData Link
– เป็นข้อกำหนดด้านรูปแบบของเฟรมข้อมูล (Frame) ใช้ Access Method แบบ CSMA/CD และใช้
Topology แบบ Bus , Star และ Ring
– IEEE ก็ได้ประกาศรับรองมาตรฐานของEthernetไว้ในมาตรฐาน IEEE 802 ซึ่งเป็นมาตรฐานหลัก
ที่เกี่ยวกับรูปแบบของการใช้งานและข้อมูลต่างๆ เช่น 10Base5
“10” หมายถึงความเร็ว 10 Mbps
“Base” หมายถึง Baseband (“Broad” คือ Broadband)
“5” หมายถึงระยะไกลสุดที่สามารถเชื่อมต่อ ในที่นี้คือ 500 เมตร
“T” หมายถึง ใช้สาย Twisted Pair และ “F” หมายถึง Fiber
– มาตรฐาน IEEE 802.3u ซึ่งได้ขยายครอบคลุมความเร็วระดับ 100 Mbps (Fast Ethernet)
ประกอบด้วย
100BaseTX เป็นการใช้สาย UTP Category 5 เชื่อมต่อได้ไกล 100 เมตร/Segment
100BaseFX เป็นการใช้สาย Fiber Optic เชื่อมต่อได้ไกลถึง 412 เมตร/Segment
– ร่างมาตรฐาน 802.3z หรือ Gigabit Ethernet โดยจะทำการขยายความเร็วในการเชื่อมต่อขึ้นไป
ถึง 1000 Mbps (1 Gigabit/Seconds)
วิธีควบคุมการเข้าใช้งานสื่อกลาง (Media Access Control Method)
– เป็นข้อตกลงที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง (สายCableของเครือข่ายแบบ LAN)
การทำงาน
1.จะเกิดอยู่ในส่วนของแผงวงจรเชื่อมต่อเครือข่าย (NIC)
2.ทำงานอยู่ในครึ่งท่อนล่างของ Data link Layer

วิธีในการเข้าใช้งานจะมีอยู่หลายวิธี คือ
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) Protocol
– วิธีที่ทุก Node ของเครือข่ายสามารถเห็นข้อมูลที่ไหลอยู่ในสายสื่อสารของเครือข่าย
– มีโหนดปลายทางที่ระบุไว้เท่านั้นที่จะทำการคัดลอกข้อมูลขึ้นไป
– ทุกโหนดที่ต้องการส่งข้อมูลจะต้องทำการตรวจสอบสายสื่อสารว่าว่างหรือไม่
– หากสายไม่ว่างโหนดก็ต้องหยุดรอและทำการสุ่มตรวจเข้าไปใหม่เรื่อย ๆ
– เมื่อสัญญาณตอบกลับว่าว่างแล้วจึงสามารถส่งข้อมูลเข้าไปได้
– อาจมีกรณีที่ 2 Nodeส่งสัญญาณเข้าไปพร้อมๆกัน ทำให้เกิดการชนกัน (Collision)
– กรณีนี้ทั้งสองฝ่ายจะต้องหยุดส่งข้อมูล และรออยู่ระยะหนึ่ง (ตามตัวเลขที่สุ่มได้จากสูตร)
– Nodeที่สุ่มได้ระยะเวลาที่น้อยที่สุดก็จะทำการ ส่งก่อน
– วิธีการใช้สื่อกลางชนิดนี้จะพบมากในโครงสร้างแบบBus
Ethernet ที่นิยมใช้งานกันทั่วไปในปัจจุบัน
1000 BASE F ( IEEE 802.3z )
– เป็นมาตรฐานใหม่ของเทคโนโลยี LAN พัฒนามาจาก เครือข่ายแบบ Ethernet ความเร็ว 10 Mbps
ให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ที่ระดับความเร็ว 1 Gbps
– ยังคงใช้กลไก CSMA/CD ในการร่วมใช้สื่อเหมือน Ethernet แบบเก่า
– มีการพัฒนาและดัดแปลงให้สามารถรองรับความเร็วในระดับ 1 Gbps
Gigabit Ethernet
– สนับสนุนการทำงานใน Mode Full-Duplex
– ทำงานในการเชื่อมต่อ
1) ระหว่าง Switch กับ Switch
2)ระหว่าง Switch กับ End Station
– การเชื่อมต่อผ่าน Repeater , Hub จะเป็นลักษณะของ Shared- Media (ซึ่งใช้กลไก
CSMA/CD) จะทำงานใน Mode Half-Duplex
1000 BASE T ( IEEE 802.3t )
– รับส่งข้อมูลได้ที่ระดับความเร็ว 1 Gbps
-ใช้สาย UTP
100 BASE T (802.3U)
10 BASE T
10 BASE 2

 

 

 
10 Base 2

IEEE 802.4 (Token Bus)
– กลไกการเข้าใช้ช่องสัญญาณจะมีTokenพิเศษ
– ทำหน้าที่เป็นFrameสัญญาณกำหนดจังหวะให้สถานีเข้าใช้ช่องสัญญาณ
– Tokenจะถูกนำส่งจากสถานีหนึ่งไปยังสถานีหนึ่งและวนกลับมาที่เดิมเป็นวงรอบ
– ใช้สายCoaxil และมีอัตราเร็วหลายระดับคือ 1,5 หรือ 10 Mbps.
– ช่วยให้สถานีไม่ต้องแย่งยึดช่องสัญญาณเหมือนใน IEEE 802.3
IEEE 802.5 (Token Ring)
– อีกชื่อหนึ่งเรียกว่าIBM Token Ring ซึ่งได้ชื่อมาจากกลุ่มข้อมูลขนาด 3 Byteที่เรามักเรียกว่า Token
– Token นี้จะถูกส่งผ่านไปรอบๆNetwork
– Nodeที่ได้รับ เท่านั้นถึงจะมีสิทธ์ในการส่งข้อมูลออกมาในวงแหวนได้
– ด้วยการปะตัวข้อมูลและที่อยู่ของNodeที่จะเป็นผู้รับข้อมูลไปกับ Token
– Token ที่ถูกแก้ไขนี้ก็จะถูกส่งไปNodeถัดไป
– ขณะที่แต่ละNodeได้รับ Token มันจะตรวจสอบข้อมูลที่มากับ Token นั้นว่ามีการอ้างถึง Address
ของมันเองหรือไม่
– หากว่าไม่มี Token นั้นก็จะถูกส่งต่อไปตามปกติ
– หากว่ามีข้อมูลที่ส่งหาตัวมัน Nodeนั้นจะดึงเอาข้อมูลออกมาและจะแทรกข้อความตอบรับว่า
“ได้รับข้อมูลแล้ว”ให้กับ Token นั่นด้วย
– ท้ายที่สุดก็ส่ง Token นั้นกลับไปซึ่งเมื่อได้รับข้อความตอบรับนั้นแล้ว ก็จะมีการเอาข้อมูลตอบรับ
แล้วก็ใส่ข้อมูลใหม่ที่ว่า “ไม่มีการใช้งาน” กลับไปกับ Token นั้นแทน
– แนวคิดในการส่งข้อมูลเวียนไปเป็นวงกลมนั้นไม่ช้าเพราะว่าข้อมูลจะถูกสงวนไปตามNetwork
แบบวงกลมด้วยความเร็วเท่ากับแสงทีเดียว
ข้อดี
ที่เห็นได้ชัดเจนในการเชื่อมต่อแบบวงแหวนนี้คือคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในNetworkมีโอกาสที่
จะส่งข้อมูลได้อย่างทัดเทียมกัน
ข้อเสีย
– หากNodeใดNodeหนึ่งเกิดปัญหาขึ้นจะค้นหาได้ยากว่าต้นเหตุอยู่ที่ไหน และวงแหวนก็จะขาด
ออก
– ต้องจัดส่วนประกอบในระบบNetworkเสียใหม่ ด้วยการลบชื่อของNodeที่เสียหายออกแล้ว
ข้ามไปใช้Nodeที่อยู่ถัดไป

 
แสดงความสัมพันธ์ระหว่างEthernetกับมาตรฐานที่รองรับ

Ethernet IEEE
10 BASE 2 802.5
10 BASE 5 802.5
10 BASE T 802.3
100 BASE T 802.3U
1000 BASE T 802.3X
1000 BASE F 802.3Z
10 GBASE S 802.3AE
10 GBASE L 802.3AE
10 GBASE E 802.3AE
10 GBASE X 802.3AE

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
– เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่ได้รับความนิยม
– นำไปใช้ในลักษณะการเชื่อมต่อเป็น Backbone
– สามารถให้ความเร็วในการรับ/ส่งข้อมูลสูงถึง 100 Mbps
– กำหนดขึ้นจากหน่วยงานมาตรฐานสหรัฐฯ (ANSI : American National Standards Institute)
และหน่วยงานมาตรฐานสากล (ISO : International Standard Organization)
– เชื่อมต่อเป็นวงแหวนซ้อนกันสองวง
– การกำหนดวงแหวนเป็นสองวงนั้นก่อให้เกิดการทำงานที่คงทนต่อความผิดพลาด
– แต่ละเครื่องในเครือข่าย FDDI จะเชื่อมต่อเข้ากับวงแหวนทั้งสองที่เรียกว่า Primary Ring
และ Secondary Ring
– ถ้ามีปัญหาเกิดขึ้นหลายๆ จุดพร้อมกัน ก็จะเกิดการแยกตัวเป็น “Ringlets”
– แต่ละส่วนที่แยกจากกันจะไม่สามารถสื่อสารกันได้
– กำหนดProtocolที่ใช้ควบคุมการทำ Media Access

 

แสดงชนิดของสื่อที่ใช้งานในEthernetกับระยะทางและความเร็วของข้อมูล
ชนิดของสื่อ ระยะทางสูงสุด ความเร็วสูงสุด
Thin Coaxial 185 เมตร 16 Mbps
Thigh Coaxial 500 เมตร 16 Mbps
UTP 100 เมตร 1 Gbps
Wireless RF2.4 GHz 500 เมตร 54 Mbps
Multi Mode Optical 2,000 เมตร 10 Gbps
Single Mode Optical 40,000 เมตร 10 Gbps
********************************************

 

 

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s