บทที่ 3 มาตรฐานการสื่อสาร

บทที่ 3 มาตรฐานการสื่อสาร
3.1โทโพโลยีเครือข่าย

โทโพโลยี หมายถึง รูปแบบการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันให้เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งในการกล่าวถึงโทโพโลยีจะกล่าวถึงใน 2 ลักษณะ คือ โทโพลีทางตรรกะและโทโพโลยีทางการภาพโทโพโลยีทางตรรกะแสดงถึงการเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ของเครือข่ายเป็นแผนภาพ ส่วนโทโพโลยีทางกายภาพ หมายถึง การเชื่อมโยงทางกายภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆซึ่งเป็นการเชื่อมโยงทางวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โทโพโลยีทั่วไปในเครือข่ายคอมพิวเตอร์มักจะหมายถึง โทโพโลยีทางตรรกะ ซึ่งมีรูปแบบการเชื่อมโยงหลายรูปแบบ  โทโพโลยีเครือข่ายพื้นฐานในปัจจุบันจะมีดังนี้ โทโพโลยีแบบดาว (star topology) โทโพโลยีแบบต้นไม้ (tree topology) โทโพโลยีแบบบัส (bus topology) โทโพโลยีแบบวงแหวน (ring topology) โทโพโลยีแบบผสม (hybrid topology) 3.1.1 โทโพโลยีแบบบัส ( BUS Topology )         เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ใช้ช่องทางการสื่อสารร่วมกัน ซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อบนบัส หรือสายเคเบิลที่ทำหน้าที่เหมือนกับกระดูกสันหลัง        เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องบนสายสัญญาณหลักเส้นเดียว ที่เรียกว่า BUS ทีปลายทั้งสองด้านปิดด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Teminator ไม่มีคอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งเป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์เครื่องใดหยุดทำงาน ก็ไม่มีผลกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น ๆ ในเครือข่าย    ข้อดี ของการเชื่อแบบบัส คือ 1. สามารถติดตั้งได้ง่าย เนื่องจากเป็นโครงสร้างเครือข่ายที่ไม่ซับซ้อน 2. การเดินสายเพื่อต่อใช้งาน สามารถทำได้ง่าย 3. ประหยัดค่าใช้จ่าย กล่าวคือ ใช้สายส่งข้อมูลน้อยกว่า เนื่องจากสามารถเชื่อมต่อกับสายหลักได้ทันที 4. ง่ายต่อการเพิ่มสถานีใหม่เข้าไปในระบบ โดยสถานีนี้สามารถใช้สายส่งข้อมูลที่มีอยู่แล้วได้ ข้อเสียของการเชื่อแบบบัส คือ 1. ถ้ามีสายเส้นใดเส้นหนึ่งหลุดไปจากสถานีใดสถานีหนึ่ง 2. ถ้าระบบเกิดข้อผิดพลาดจะหาข้อผิดพกลาดได้ยาก 3.1.2 โทโพโลยีแบบดาว ( Star topology )            เป็นการเชื่อมต่อสถานีหรือจุดต่างๆออกจากคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางหรือคอมพิวเตอร์แม่ข่ายที่เรียกว่า FileServer แต่ละสถานีจะมีสายสัญญาณเชื่อมต่อกับศูนย์กลางไม่มีการใช้สายสัญญาณร่วมกัน เมื่อสถานีใดเกิดความเสียหายจะไม่มีผลกระทบกับสถานีอื่น ๆ ปัจจุบันนิยมใช้อุปกรณ์ HUB เป็นตัวเชื่อมต่อจากคอมพิวเตอร์แม่ข่ายหรือคอมพิวเตอร์ศูนย์กลาง ข้อดีของโทโพโลยีแบบดาว 1.    เป็นระบบที่ง่ายต่อการติดตั้ง 2.    หากเครื่องคอมพิวเตอร์เสียหายก็ไม่ส่งผลกระทบต่อระบบ 3.    การตอบสนองที่รวดเร็วเพราะไม่ต้องแย่งใช้สายสื่อสาร ข้อเสียของโทโพโลยีแบบดาว 1.    เสียค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษามาก 2.    หากHubเกิดขัดข้องก็จะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถใช้งานได้ 3.    สิ้นเปลืองสายส่งข้อมูล https://sites.google.com/site/wepsitpheuxkars/hnwy-kar-reiyn-ru-thi3/khorngsrang-kherux-khay2 3.1.3 โทโพโลยีแบบวงแหวน ( Ring Topology )       เป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายเป็นรูปวงแหวนหรือแบบวนรอบ โดยสถานีแรกเชื่อมต่อกับสถาน สุดท้าย การรับส่งข้อมูลในเครือข่ายจะต้องผ่านทุกสถานีโดยมีตัวนำสารวิ่งไปบนสายสัญญาณของแต่ละสถานีต้องคอยตรวจสอบข้อมูลที่ส่งมา ถ้าไม่ใช่ของตนเองต้องส่งผ่านไปยังสถานีอื่นต่อไป ข้อดีของโทโพโลยีแบบวงแหวน 1.    สามารถส่งข้อมูลไปยังผู้รับได้หลาย ๆ เครื่องพร้อมกัน 2.    ครอบคลุมพื้นที่ได้กว้าง 3.    ไม่สิ้นเปลืองสายสัญญาณสื่อสาร ข้อเสียของโทโพโลยีแบบวงแหวน 1.    หากขัดข้องที่สถานีใดก็จะทำให้ทั้งระบบไม่สามารถใช้งานได้ 2.    การตรวจสอบข้อผิดพลาดจะต้องตรวจสอบไปทีละสถานี 3.    เวลาจะส่งข้อมูลจะต้องให้สายข้อมูลนั้นว่างเสียก่อนจึงจะส่งออกไปได้ 3.1.4. โทโพโลยีแบบต้นไม้ (Tree Topology) โทโพโลยีต้นไม้ เป็นเครือข่ายที่ผสมระหว่างรูปแบบของโทโพโลยีบัสกับดาวเข้าด้วยกัน โดยมีสายนำสัญญาณแยกออกไปเป็นแบบกิ่งไม่เป็นวงรอบ โครงสร้างแบบนี้จะเหมาะกับการประมวลผลแบบกลุ่มจะประกอบด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ระดับต่างๆกันอยู่หลายเครื่องแล้วต่อกันเป็นชั้น ๆ ดูราวกับแผนภาพองค์กร แต่ละกลุ่มจะมีโหนดแม่ละโหนดลูกในกลุ่มนั้นที่มีการสัมพันธ์กัน การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่นๆได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม และรับส่งข้อมูลเดียวกัน ดังนั้นในแต่ละกลุ่มจะส่งข้อมูลได้ทีละสถานีโดยไม่ส่งพร้อมกัน          ข้อดีของโทโปโลยีแบบต้นไม้   1. มีความเร็วในการสื่อสารข้อมูลสูง โปรแกรมที่ใช้ในการควบคุมการสื่อสารก็เป็นแบบพื้นฐานไม่ซับซ้อนมากนัก   2. สามารถรับส่งข้อมูลได้ปริมาณมากและไม่มีปัญหาเรื่องการจัดการการจราจรในสื่อส่งข้อมูลไม่เหมือนกับแบบที่ใช้สื่อส่งข้อมูลร่วมกัน   3. มีความทนทานต่อความเสียหายเมื่อสื่อส่งข้อมูลหรือสายใดสายหนึ่งเสียหายใช้การไม่ได้ ไม่ส่งผลต่อระบบเครือข่ายโดยรวม แต่เกิดเสียหายเฉพาะเครื่องต้นสายและปลายสายเท่านั้น   4. ระบบเครือข่ายมีความปลอดภัยหรือมีความเป็นส่วนตัว เมื่อข่าวสารถูกรับส่งโดยใช้สายเฉพาะระหว่าง 2 เครื่องเท่านั้น เครื่องอื่นไม่สามารถเข้าไปใช้สายร่วมด้วย   5. เนื่องจากโทโพโลยีแบบสมบูรณ์เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด ทำให้เราสามารถแยกหรือระบุเครื่องหรือสายที่เสียหายได้ทันที ช่วยให้ผู้ดูแลระบบแก้ไขข้อผิดพราดหรือจุดที่เสียหายได้ง่าย ข้อเสียของโทโปโลยีแบบต้นไม้   1. จำนวนสายที่ใช้ต้องมีจำนวนมากและอินพุด / เอาต์พุตพอร์ต (i / o port ) ต้องใช้จำนวนมากเช่นกัน เพราะแต่ละเครื่องต้องต่อเชื่อมไปยังทุก ๆ เครื่องทำให้การติดตั้งหรือแก้ไขระบบทำได้ยาก   2. สายที่ใช้มีจำนวนมาก ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่ในการเดินสาย   3. เนื่องจากอุปกรณ์ต้องการใช้อินพุด / เอาต์พุตพอร์ตจำนวนมาก ดังนั้นราคาของอุปกรณ์ต่อเชื่อมจึงมีราคาแพงและจากข้อเสียข้างต้นทำให้โทโพโลยีแบบสมบูรณ์จึงถูกทำไปใช้ค่อนข้างอยู่ในวงแคบ https://sites.google.com/site/xayyaratn/r3-4  3.1.5 โพโทโลยีแบบผสม (Hybrid Topology)      เป็นเครือข่ายที่ผสมผสานโทโพโลยีแบบต่างๆ เข้าด้วยกัน เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่เพียงเครือข่ายเดียว เช่น การเชื่อมเครือข่ายแบบวงแหวน แบบดาว และแบบบัสเข้าเป็นเครือข่ายเดียวกัน        เครือข่ายบริเวณกว้าง (WAN) เป็นตัวอย่างที่ใช้ลักษณะโทโพโลยีแบบผสมที่พบเห็นมากที่สุด เครือข่ายแบบนี้จะเชื่อมต่อทั้งเครือข่ายขนาดเล็กและขนาดใหญ่ หลากหลายที่เข้าด้วยกัน ซึ่งอาจจะถูกเชื่อมต่อจากคนละจังหวัด หรือคนละประเทศก็ได้ ตัวอย่างเช่น บริษัทที่มีสาขาแยกย่อยตามจังหวัดต่าง ๆ สาขาที่หนึ่งอาจจะใช้โทโพโลยีแบบดาว อีกสาขาหนึ่งอาจใช้โทโพโลยีแบบบัส การเชื่อมต่อเครือข่ายเข้าด้วยกันอาจใช้สื่อกลางเป็นไมโครเวฟ หรือดาวเทียม เป็นต้น ข้อดีของโพโทโลยีผสม 1.    รองรับการทำงานของอุปกรณ์จากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน 2.    นำส่วนดีของโพโทโลยีต่าๆมาใช้ ข้อเสียของโพโทโลยีผสม 1.    มีค่าใช้จ่ายสูง 2.    เครือข่ายมีความซับซ้อน 3.2 โปรโตคอลกับองค์กรกำหนดมาตรฐาน       3.2.1 ความหมายของโปรโตคอล        โปรโตคอล (Protocol) หมายถึง ข้อกำหนดหรือข้อตกลงในการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหลายชนิดคล้ายกับภาษามนุษย์ที่มีทั้ง ภาษาไทย ภาษาอังกฤษ และภาษามือ เป็นต้น โดยมนุษย์จะสื่อสารกันให้เกิดความเช้าใจได้ จะต้องใช้ภาษาเดียวกัน ในกรณีที่คอมพิวเตอร์ 2 เครื่อง ต้องการสื่อสารกันแต่ใช้คนละภาษา จะต้องมีตัวกลางในการแปลงโปรโตคอล ที่เรียกว่า Gateway ถ้า เทียบกับภาษามนุษย์ก็คือ ล่าม ซึ่งอาจะเป็นเครื่องเซิฟเวอร์สำหรับทำหน้าที่นี้โดยเฉพาะ หรืออาจะเป็นโปรแกรมเมอร์หรือไดร์ฟเวอร์สำหรับติดตั้งเพิ่มเติมในเครื่อง คอมพิวเตอร์ 3.2.2 องค์กรที่มีบทบาทต่อการกำหนดมาตรฐาน    เนื่องจากหน่วยงานที่มีหน้าที่กำหนดมาตรฐาน มีบทบาทสำคัญสำหรับการพัฒนาการทางด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และระบบเครือข่าย เราจึงพบชื่อย่อของหน่วยงานต่างๆ ที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานในเอกสารหรือ บทความทางเทคนิคบ่อยๆ ในส่วนต่อไปนี้  จะอธิบายเกี่ยวกับองค์กรกำหนดมาตรฐาน ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบ เครือข่ายและเครือข่ายอินเตอร์เน็ต ANSI   ANSI (American National Standards Institute) เป็นองค์กรอาสาสมัครที่ไม่มีผลกำไรจากการดำเนินงาน ประกอบด้วยกลุ่มนักธุรกิจและกลุ่มอุตสาหกรรมในประเทศสหรัฐอเมริกา ก่อตั้งในปี ค.ศ. 1918 มี สำนักงานใหญ่อยู่ที่นิวยอร์คANSI ทำหน้าที่พัฒนามาตรฐานต่างๆ ของอเมริการให้เหมาะสมจากนั้นจะรับรองขึ้นไปเป็นมาตรฐานสากล ANSI ยังเป็นตัวแทนของอเมริกาในองค์กรมาตรฐานสากล ISO (International Organization for Standardization) และ IEC (International Electrotechnical Commission) ANSI เป็นที่รู้จักในการเสนอภาษาการเขียนโปรแกรม ได้แก่ ANSI Cและยังกำหนดมาตรฐานเทคโนโลยีระบบเครือข่ายอีกหลายแบบ เช่นระบบเครือข่ายความเร็วสูงที่ใช้เคเบิลใยแก้วนำแสง SONET เป็นต้น IEEE    IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) เป็นสมาคมผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิค ก่อตั้งเมื่อปี ค.ศ.1884 ตั้งอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกา มีสมาชิกจากประเทศต่างๆ ทั่วโลกประมาณ 150 ประเทศ IEEE มุ่งสนใจทางด้านไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรม และวิทยาการคอมพิวเตอร์ มีชื่อเสียงอย่างมากในการกำหนด คุณลักษณะเฉพาะต่างๆ ของระบบเครือข่าย เกณฑ์การจัดตั้งเครือข่ายต่างๆ ถูกกำหนดเป็นกลุ่มย่อยของคุณลักษณะเฉพาะมาตรฐาน 802ตัวอย่างที่รู้จักกันดีได้แก่ IEEE802.3 ซึ่งกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่าย Ethernet IEEE802.4 กำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่ายแบบ Token-Bus และ IEEE802.5 ซึ่งกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของระบบเครือข่ายแบบ Token-Ring เป็นต้น ISO    ISO (International Standard Organization หรือInternational Organization for Standardization) เป็นองค์กรที่รวบรวมองค์กรมาตรฐานจากประเทศต่างๆ 130 ประเทศ ISO เป็นภาษากรีกหมายถึงความเท่าเทียมกัน หรือความเป็นมาตรฐาน (Standardization) ISO ไม่ใช่องค์กรของรัฐ มีจุดมุ่งหมายในการส่งเสริมให้มีมาตรฐานสากล ซึ่งไม่เพียงแต่ในเรื่องที่เกี่ยวกับเทคโนโลยีและการสื่อสาร แต่ยังรวมไปถึงการค้า การพาณิชย์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ สำหรับในส่วนของระบบเครือข่ายนั้น ISO เป็นผู้กำหนดมาตรฐานโครงสร้าง 7 เลเยอร์ของ ISO/OSI Reference Model นั่นเอง IETF    IEFT (Internet Engineering Task Force) เป็นกลุ่มผู้ให้ความสนใจเรื่องระบบเครือข่ายและการเติบโตของเครือข่ายอินเตอร์เน็ต การเป็นสมาชิกของ IETF นั้นเปิดกว้าง โดยองค์กรนี้มีการแบ่งคณะทำงานออกเป็นหลายกลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มมุ่งสนใจเฉพาะในเรื่อง ต่างๆ กัน เช่น การกำหนดเส้นทางการส่งข้อมูล ระบบรักษาความปลอดภัย และระบบการออกอากาศข้อมูล (Broadcasting) เป็นต้น นอกจากนี้ IETF ยังเป็นองค์กรที่พัฒนาและจัดทำ คุณสมบัติเฉพาะที่เรียกว่าRFC (Requests for Comment) สำหรับมาตรฐานของ TCP/IP ที่ใช้บนระบบเครือข่ายอินเตอร์เน็ตอีกด้วย EIA    EIA (Electronics Industries Association) เป็นองค์กรกำหนดมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ด้านฮาร์ดแวร์ อุปกรณ์ทางด้านโทรคมนาคม และการสื่อสารของเครื่องคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่นคุณลักษณะในการเชื่อมต่อผ่าน RS-232เป็นต้น W3C    W3C (World Wide Web Consortium) ก่อตั้งในปี ค.ศ.1994 โดยมีเครือข่ายหลักอยู่ในประเทศสหรัฐอเมริกา ยุโรป และญี่ปุ่น โดยมีภารกิจหลักในการส่งเสริมและพัฒนามาตรฐานของเว็บ ข้อเสนอที่ได้รับการพิจารณาและรับรองโดยW3C จะเป็นมาตรฐานในการออกแบบการแสดงผลเว็บเพจ เช่น Cascading, XML, HTML เป็นต้น http://portal.in.th/eleccom42/pages/5976/