รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย

ระบบเครือข่ายวงกว้างหรือเครือข่ายระยะไกล (Wide Area Networks; WAN)

เป็นระบบ เครือข่ายที่เชื่อมเครือข่ายแบบท้องถิ่นตั้งแต่ 2 เครือข่ายขึ้นไปเข้าด้วยกันผ่านระยะทางที่ไกลมาก โดยการเชื่อมโยงจะผ่านช่องทางการสื่อสารข้อมูลสาธารณะขององค์การโทรศัพท์ ในสมัยแรกถูกนำมาใช้ในการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ เทอร์มินอล และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ติดตั้งอยู่ในสถานที่ต่างกัน ซึ่งอาจจะหมายถึงในบริเวณเมืองเดียวกันหรือต่างเมืองกัน บางครั้งก็เชื่อมต่อระบบเครือข่ายเฉพาะบริเวณบนเครื่องเมนเฟรม เข้ากับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของบริษัทคู่ค้าและลูกค้าทั่วไป โปรแกรมเมอร์สามารถเขียนโปรแกรมใช้ระบบเครือข่ายนี้ในการทำงานกับเครื่องเมนเฟรมจากสถานที่ทำงานที่อยู่ไกลออกไป ในปัจจุบันระบบเครือข่ายวงกว้างได้รับการพัฒนาให้มีขีดความสามารถเพิ่มขึ้น เช่น ระบบ เครือข่ายอินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายระดับโลก เทคโนโลยีระบบเครือข่ายวงกว้างยังถูกนำไปประยุกต์ใช้ในระบบเครือข่ายเขตเมือง (Metropolitan Area Networks; MAN) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กของผู้ใช้งานที่อยู่ในเขตตัวเมืองเดียวกันเป็นเครือข่ายที่เชื่อมโยงระยะห่างไม่มากนัก เช่น เชื่อมโยงสื่อสารกันกับในเขตเมือง หรือ ย่านใจกลางธุรกิจ การเชื่อมโยงแบบ MAN ปกติแล้วจะเป็นการเชื่อมโยงระหว่างตึกต่าง ๆ การเชื่อมโยงด้วยความเร็วสูงผ่านสายใยแก้วนำแสงและเป็นระบบเครือข่ายสาธารณะที่สามารถทำการเช่าใช้งานจากผู้ให้บริการได้ทันที (วาสนา สุขกระสานติ, 2540,78)
1 การเชื่อมต่อระบบเครือข่าย ในระบบเครือข่ายทุกชนิด เทอร์มินอล คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ต่าง ๆ จะต้องเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน ซึ่งรูปแบบหรือวิธีการเชื่อมต่อจะเป็นตัวกำหนดวิธีการทำงานของอุปกรณ์นั้น ๆ การเชื่อมต่อ พื้นฐานมีอยู่สองแบบ คือ แบบจุด-ต่อ-จุด และแบบเชื่อมต่อหลายจุด

1 การเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด

การเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด (Point-to-Point Connection) อาศัยการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเทอร์มินอลกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งมักจะนำมาใช้ในหลายแบบคือ

1.1 การเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างเทอร์มินอลกับเครื่องเมนเฟรมในกรณีที่สามารถเชื่อมต่อได้และมีค่าใช้จ่ายไม่แพงจนเกินไป

1.2 การเชื่อมต่อระหว่างเทอร์มินอลบางเครื่องกับเครื่องเมนเฟรมเมื่อเทอร์มินอลอยู่ไกลออกไปมาก

1.3 การเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องคอมพิวเตอร์ ผู้บริหารระบบ ผู้บริหารเครือข่าย หรือโปรแกรมเมอร์ มักจะใช้เทอร์มินอลที่อยู่ใกล้กับเครื่องเมนเฟรมเรียกว่า คอนโซลเทอร์มินอล (Console Terminal)

สำหรับการตรวจสอบการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่ายจะมีเครื่องที่เรียกว่า คอนโซลเทอร์มินอล จะเชื่อมต่อกับเมนเฟรมแบบจุด-ต่อ-จุด ซึ่งจะช่วยให้การติดต่อเกิดขึ้นได้ทันทีทันใด เหมาะสำหรับการทำงานที่ต้องการการควบคุมอย่างใกล้ชิด และการติดต่อที่ต้องการส่ง ข้อมูลปริมาณมาก

จากภาพแสดงตัวอย่างของระบบเครือข่ายแบบจุด-ต่อ-จุด ที่มีเทอร์มินอลจำนวน 3 เครื่องตั้งอยู่ในสถานที่เดียวกับเครื่องเมนเฟรม และเทอร์มินอลอีกหนึ่งเครื่องตั้งอยู่ไกลออกไปโดยใช้การเชื่อมต่อผ่านโมเด็ม เนื่องจากสายสื่อสารแต่ละเส้นมีเทอร์มินอลอยู่เพียงเครื่องเดียว โฮสต์จึงทราบตลอดเวลาว่าเทอร์มินอลใดติดต่อเข้ามา และสามารถส่งข้อมูลไปยังเทอร์มินอลที่ต้องการได้เสมอ

การเชื่อมต่อระบบจุด-ต่อ-จุดยังนำไปใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องเมนเฟรมกับเครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ ซึ่งการเชื่อมต่อลักษณะนี้ เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ช่องสื่อสาร (Channel) ฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ทำหน้าที่รวบรวมข้อมูลในเบื้องต้นเพื่อนำไปส่งยังเครื่องเมนเฟรมในลำดับต่อไป การเชื่อมต่อแบบนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ที่มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลปริมาณมากระหว่างกัน

1.2 การเชื่อมต่อแบบหลายจุด

การเชื่อมต่อแบบหลายจุด (Multipoint Connections) มีเครื่องโฮสต์หนึ่งเครื่องที่ต้นสายสื่อสาร ส่วนที่ปลายสายจะมีเทอร์มินอลอยู่จำนวนหนึ่ง ซึ่งเป็นวิธีการที่นิยมใช้มากกว่าการเชื่อมต่อแบบจุด-ต่อ-จุด อันที่จริงแล้วการเชื่อมต่อของเทอร์นินอลส่วนใหญ่เป็นแบบเชื่อมต่อแบบหลายจุดโดยมีสายสื่อสารเพียงเส้นเดียวติดต่อรับและส่งข้อมูลเข้าที่เครื่องเมนเฟรม สายสื่อสารเส้นเดียวนี้อาจเชื่อมต่อผ่านโมเด็มเพื่อติดต่อกับเทอร์มินอลที่อยู่ไกลออกไป หรือติดต่อกับเครื่องฟร้อนท์เอนด์โปรเซสเซอร์ หรือคอนเซ็นเทรเตอร์ เพื่อรวบรวมข้อมูลในเบื้องต้นก่อนที่จะส่งให้กับเครื่องเซิร์ฟเวอร์ (Server) ทำการประมวลผลในที่สุด
การใช้ระบบเครือข่ายแบบเชื่อมต่อหลายจุด ช่วยลดค่าใช้จ่ายที่ต้องใช้ในส่วนของการเชื่อมต่อแบบจุด - ต่อ - จุดลงได้มากโดยเฉพาะในระบบที่มีเทอร์มินอลระยะไกลติดตั้งอยู่เป็นจำนวนมาก สมมุติว่าบริษัทแห่งหนึ่งที่สำนักงานใหญ่อยู่ที่กรุงเทพฯ และมีสาขาแห่งหนึ่งอยู่ที่จังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งมีเทอร์มินอลจำนวน 10 เครื่อง การเชื่อมต่อแบบหลายจุดจะใช้คอนเซ็นเทรเตอร์ตัวหนึ่งพ่วงเทอร์มินอลทั้งหมดเข้าด้วยกัน แล้วใช้โมเด็มคู่หนึ่งเพื่อติดต่อผ่านสายโทรศัพท์มาเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องเมนเฟรมที่กรุงเทพ เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อแบบจุด - ต่อ - จุดแล้ว จะต้องใช้โมเด็มจำนวน 10 คู่พร้อมสายโทรศัพท์ 10 คู่สาย เพื่อเชื่อมต่อเทอร์มินอลทั้งหมดกับเมนเฟรมซึ่งจะเป็นค่าใช้จ่ายที่สูงมากทีเดียว

รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่าย ( Topologies )

รูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายหรือมักเรียกสั้น ๆ ว่า โทโพโลยี เป็นลักษณะทั่วไปที่กล่าวถึงการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทางกายภาพว่ามีรูปแบบหน้าตาอย่างไร เพื่อให้สามารถสื่อสารร่วมกันได้และด้วยเทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่นจะมีรูปแบบของโทโพโลยีหลายแบบด้วยกัน ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเรียนรู้และทำความเข้าใจแต่ละโทโพโลยีว่ามีความคล้ายคลึง หรือแตกต่างกันอย่างไร รวมถึงข้อดีและข้อเสียของแต่ละโทโพโลยี และโดยปกติโทโพโลยีที่นิยมใช้กันบนเครือข่ายท้องถิ่นจะมีอยู่ 3 ชนิดด้วยกัน คือ
โทโพโลยีแบบบัส
โทโพโลยีแบบดาว
โทโพโลยีแบบวงแหวน
โทโพโลยีแบบบัส
เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ใช้ช่องทางการสื่อสารร่วมกัน ซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อบนบัส หรือสายเคเบิลที่ทำหน้าที่เหมือนกับกระดูกสันหลัง

1. แบบบัส ( BUS Topology )

เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องบนสายสัญญาณหลักเส้นเดียว ที่เรียกว่า BUS ทีปลายทั้งสองด้านปิดด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Teminator ไม่มีคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งเป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์เครื่องใดหยุดทำงาน ก็ไม่มีผลกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ในเครือข่าย

ข้อดี ของการเชื่อแบบบัส คือ
สามารถติดตั้งได้ง่าย เนื่องจากเป็นโครงสร้างเครือข่ายที่ไม่ซับซ้อน
การเดินสายเพื่อต่อใช้งาน สามารถทำได้ง่าย
ประหยัดค่าใช้จ่าย กล่าวคือ ใช้สายส่งข้อมูลน้อยกว่า เนื่องจากสามารถเชื่อมต่อกับสายหลักได้ทันที
ง่ายต่อการเพิ่มสถานีใหม่เข้าไปในระบบ โดยสถานีนี้สามารถใช้สายส่งข้อมูลที่มีอยู่แล้วได้
ข้อเสียของการเชื่อแบบบัส คือ
1. ถ้ามีสายเส้นใดเส้นหนึ่งหลุดไปจากสถานีใดสถานีหนึ่ง ก็จะทำให้ระบบเครือข่ายนี้หยุดการทำงานลงทันที
2. ถ้าระบบเกิดข้อผิดพลาดจะหาข้อผิดพกลาดได้ยาก โดยเฉพาะถ้าเป็นระบบเครือข่ายขนาดใหญ่

2. แบบดาว ( Star topology )

เป็นการเชื่อมต่อสถานีหรือจุดต่าง ๆ ออกจากคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางหรือคอมพิวเตอร์แม่ข่ายที่เรียกว่า File Server แต่ละสถานีจะมีสายสัญญาณเชื่อมต่อกับศูนย์กลาง ไม่มีการใช้สายสัญญาณร่วมกัน เมื่อสถานีใดเกิดความเสียหายจะไม่มีผลกระทบกับสถานีอื่น ๆ ปัจจุบันนิยมใช้อุปกรณ์ HUB เป็นตัวเชื่อมต่อจากคอมพิวเตอร์แม่ข่ายหรือคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง

ข้อดีของการเชื่อมแบบดาว คือ ง่ายต่อการใช้บริการ เพราะมีศูนย์กลางอยู่ที่คอมพิวเตอร์แม่ข่ายอยู่เครื่องเดียวและเมื่อเกิดความเสียหายที่คอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่ง คอมพิวเตอร์เครื่องอื่นก็จะไม่มีผลกระทบอันใดเพราะใช้สายคนละเส้น
ข้อเสียของการเชื่อมแบบดาว คือ ต้องใช้สายสัญญาณจำนวนมาก เพราะแต่ละสถานีมีสายสัญญาณของตนเองเชื่อมต่อกับศูนย์กลางจึงเหมาะสมกับเครือข่ายระยะใกล้มาก กว่าการเชื่อมต่อเครือข่ายระยะไกล การขยายระบบก็ยุ่งยากเพราะต้องเชื่อมต่อสายจากศูนย์กลางออกมา ถ้าศูนย์กลางเสียหายระบบจะใช้การไม่ได้

แบบวงแหวน ( Ring Topology )

เป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายเป็นรูปวงแหวนหรือแบบวนรอบ โดยสถานีแรกเชื่อมต่อกับสถาน สุดท้าย การรับส่งข้อมูลในเครือข่ายจะต้องผ่านทุกสถานี โดยมีตัวนำสารวิ่งไปบนสายสัญญาณของแต่ละสถานี ต้องคอยตรวจสอบข้อมูลที่ส่งมา ถ้าไม่ใช่ของตนเองต้องส่งผ่านไปยังสถานีอื่นต่อไป

** แสดงโครงสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบวงแหวน

ข้อดีของการเชื่อมแบบวงแหวน คือ ใช้สายสัญญาณน้อยกว่าแบบดาว เหมาะกับการเชื่อมต่อด้วยสายสัญญาณใยแก้วนำแสง เพราะส่งข้อมูลทางเดียวกันด้วยความเร็วสูง
ข้อเสียของการเชื่อมแบบวงแหวน คือ ถ้าสถานีใดเสียระบบก็จะไม่สามารถทำงานต่อไปได้จนกว่าจะแก้ไขจุดเสียนั้น และยากในการตรวจสอบว่ามีปัญหาที่จุดใดและถ้าต้องการเพิ่มสถานีเข้าไปจะพกหระทำได้ยากด้วย

แบบผสม คือ

เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานโทโพโลยีแบบต่างๆ เข้าด้วยกัน เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่เพียงเครือข่ายเดียว เช่น การเชื่อมเครือข่ายแบบวงแหวน แบบดาว และแบบบัสเข้าเป็นเครือข่ายเดียวกันเครือข่ายบริเวณกว้าง (WAN) เป็นตัวอย่างที่ใช้ลักษณะโทโพโลยีแบบผสมที่พบเห็นมากที่สุด เครือข่ายแบบนี้จะเชื่อมต่อทั้งเครือข่ายขนาดเล็กและขนาดใหญ่ หลากหลายที่เข้าด้วยกัน ซึ่งอาจจะถูกเชื่อมต่อจากคนละจังหวัด หรือคนละประเทศก็ได้ ตัวอย่างเช่น บริษัทที่มีสาขาแยกย่อยตามจังหวัดต่าง ๆ สาขาที่หนึ่งอาจจะใช้โทโพโลยีแบบดาว อีกสาขาหนึ่งอาจใช้โทโพโลยีแบบบัส การเชื่อมต่อเครือข่ายเข้าด้วยกันอาจใช้สื่อกลางเป็นไมโครเวฟ หรือดาวเทียม เป็นต้นการเข้าถึงระยะไกลผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายจากระยะไกล เช่น อยู่ที่บ้าน ในการเชื่อมต่อก็จะใช้คอมพิวเตอร์สั่งโมเด็มหมุนสัญญาณให้วิ่งผ่านสายโทรศัพท์ไปเชื่อมต่อกับเครือข่าย หลักจากนั้นผู้ใช้ก็สามารถเรียกใช้ข้อมูลได้เสมือนกับว่ากำลังใช้เครือข่ายที่บริษัทอยู่การบริหารเครือข่าย

ข้อดีของการเชื่อมแบบผสม
1. ช่วยลดปัญหาในการติดตั้งระบบเครือข่าย

2. ช่วยลดปัญหาในการวางสายระบบเครือข่าย

3. ไม่ต้องใช้สาย cable

4. ช่วยให้เกิดความเป็นระเบียบ เรียบร้อย

ข้อเสียของการเชื่อมแบบผสม
1. มีอัตราการลดทอนสัญญาณสูง นั่นหมายความว่า “ ส่งสัญญาณได้ระยะสั้น ”
2. มีสัญญาณรบกวนสูง
3. ต้องแชร์กันใช้ช่องสัญญาณคลื่นความถี่เดียวกัน
4. ยังมี หลายมาตรฐาน ตามผู้ผลิต แต่ละราย ทำให้ มีปัญหา ในการ ใช้งาน ร่วมกัน
5. ราคาแพงกว่าระบบเครือข่ายแบบมีสาย
6. มีความเร็วไม่สูงมากนัก

เครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Network)

มีลักษณะเชื่อมโยงคล้ายกับโครงสร้างแบบดาวแต่จะมีโครงสร้างแบบต้นไม้ โดยมีสายนำสัญญาณแยกออกไปเป็นแบบกิ่งไม่เป็นวงรอบ โครงสร้างแบบนี้จะเหมาะกับการประมวลผลแบบกลุ่มจะประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับต่างๆกันอยู่หลายเครื่องแล้วต่อกันเป็นชั้น ๆ ดูราวกับแผนภาพองค์กร แต่ละกลุ่มจะมีโหนดแม่ละโหนดลูกในกลุ่มนั้นที่มีการสัมพันธ์กัน การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่นๆได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม และรับส่งข้อมูลเดียวกัน ดังนั้นในแต่ละกลุ่มจะส่งข้อมูลได้ทีละสถานีโดยไม่ส่งพร้อมกัน

ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบต้นไม้

มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูง โปรแกรมที่ใช้ในการควบคุมการสื่อสารก็เป็นแบบพื้นฐานไม่ซับซ้อนมากนัก- สามารถรับส่งข้อมูลได้ปริมาณมากและไม่มีปัญหาเรื่องการจัดการการจราจรในสื่อส่งข้อมูลไม่เหมือนกับแบบที่ใช้สื่อส่งข้อมูลร่วมกัน- มีความทนทานต่อความเสียหายเมื่อสื่อส่งข้อมูลหรือสายใดสายหนึ่งเสียหายใช้การไม่ได้ ไม่ส่งผลต่อระบบเครือข่ายโดยรวม แต่เกิดเสียหายเฉพาะเครื่องต้นสายและปลายสายเท่านั้น- ระบบเครือข่ายมีความปลอดภัยหรือมีความเป็นส่วนตัว เมื่อข่าวสารถูกรับส่งโดยใช้สายเฉพาะระหว่าง 2 เครื่องเท่านั้น เครื่องอื่นไม่สามารถเข้าไปใช้สายร่วมด้วย- เนื่องจากโทโพโลยีแบบสมบูรณ์เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ทำให้เราสามารถแยกหรือระบุเครื่องหรือสายที่เสียหายได้ทันที ช่วยให้ผู้ดูแลระบบแก้ไขข้อผิดพราดหรือจุดที่เสียหายได้ง่าย

ข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบต้นไม้

จำนวนสายที่ใช้ต้องมีจำนวนมากและอินพุด / เอาต์พุตพอร์ต (i / o port ) ต้องใช้จำนวนมากเช่นกัน เพราะแต่ละเครื่องต้องต่อเชื่อมไปยังทุก ๆ เครื่องทำให้การติดตั้งหรือแก้ไขระบบทำได้ยาก- สายที่ใช้มีจำนวนมาก ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่ในการเดินสาย- เนื่องจากอุปกรณ์ต้องการใช้อินพุด / เอาต์พุตพอร์ตจำนวนมาก ดังนั้นราคาของอุปกรณ์ต่อเชื่อมจึงมีราคาแพงและจากข้อเสียข้างต้นทำให้โทโพโลยีแบบสมบูรณ์จึงถูกทำไปใช้ค่อนข้างอยู่ในวงแคบ