โปรโตคอลและโทโปโลยี

ข้อมูลจาก http://www.thaiinternetwork.com/chapter/ieee_osi.htm ปี ค.ศ.1977 องค์กร ISO(International Organization for Standard) ได้ตั้งคณะกรรมการ เพื่อพัฒนามาตรฐานของสถาปัตยกรรมเครือข่าย และในปี ค.ศ.1983 องค์กร ISO ก็ได้ประกาศรูปแบบสถาปัตยกรรม OSI model(Open system interconnection model) เพื่อเป็นมาตรฐานในการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์ โดยแบ่งการเชื่อมต่อเป็น 7 Layer แลนตามข้อกำหนดของ IEEE เครือข่ายเฉพาะที่หรือแลนมีลักษณะโดยทั่วไป คือ มีอัตราการส่งข้อมูลสูงและมักมีรัศมีเครือข่ายครอบคลุมระยะทางประมาณ 5 กิโลเมตร ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงแลนตามมาตรฐานที่กำหนดโดย IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE กำหนดเครือข่ายเฉพาะที่โดยใช้ตัวเลข 802 ตามด้วยตัวเลขย่อยเป็นรหัสประจำแต่ละมาตรฐาน รูปที่ข้างล่างนี้ เป็นแบบจำลองบางส่วนของมาตรฐานซึ่งเป็นที่รู้จักแพร่หลายได้แก่ • IEEE 802.3 หรืออีเทอร์เนต ใช้โปรโตคอลซีเอสเอ็มเอ/ซีดีในโทโปโลยีแบบบัส • IEEE 802.4 หรือโทเคนบัส ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีแบบบัส • IEEE 802.5 หรือโทเคนริง ใช้โปรโตคอลส่งผ่านโทเคนในโทโปโลยีวงแหวน IEEE 802.3 IEEE 802.3 หรือ อีเทอร์เน็ต (Ethernet) เป็นเครือข่ายที่มีความเร็วสูงการส่งข้อมูล 10 เมกะบิตต่อวินาที สถานีในเครือข่ายอาจมีโทโปโลยีแบบัสหรือแบบดาว IEEE ได้กำหนดมาตรฐานอีเทอร์เน็ตซึ่งทำงานที่ความเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาทีไว้หลายประเภทตามชนิดสายสัญญาณเช่น • 10Base5 อีเทอร์เน็ตโทโปโลยีแบบบัสซึ่งใช้สายโคแอกเชียลแบบหนา (Thick Ethernet) ความยาวของสายในเซกเมนต์หนึ่ง ๆ ไม่เกิน 500 เมตร • 10Base2 อีเทอร์เน็ตโทโปโลยีแบบบัสซึ่งใช้สายโคแอ๊กเชียลแบบบาง (Thin Ethernet) ความยาวของสายในเซกเมนต์หนึ่ง ๆ ไม่เกิน 185 เมตร • 10BaseT อีเทอร์เน็ตโทโปโลยีแบบดาวซึ่งใช้ฮับเป็นศูนย์กลาง สถานีและฮับเชื่อมด้วยสายยูทีพี (Unshield Twisted Pair) ด้วยความยาวไม่เกิน 100 เมตร รูปที่ข้างล่าง แสดงถึงลักษณะเครือข่ายอีเทอร์เน็ตแยกตามประเภทของสายสัญญาณ รหัสขึ้นต้นด้วย 10 หมายถึงความเร็วสายสัญญาณ 10 เมกะบิตต่อวินาที คำว่า “Base” หมายถึงสัญญาณชนิด “Base” รหัสถัดมาหากเป็นตัวเลขหมายถึงความยาวสายต่อเซกเมนต์ในหน่วยหนึ่งร้อยเมตร (5=500, 2 แทนค่า 185) หากเป็นอักษรจะหมายถึงชนิดของสาย เช่น T คือ Twisted pair หรือ F คือ Fiber optics ส่วนมาตรฐานอีเทอร์เน็ตความเร็ว 100 เมกกะบิตต่อวินาทีที่นิยมใช้ในปัจจุบันได้แก่ 100BaseTX และ 100BaseFX สำหรับอีเทอร์เน็ตความเร็วสูงแบบกิกะบิตอีเทอร์เน็ตเริ่มแพร่หลายมากขึ้น ตัวอย่างของมาตรฐานกิกะบิตอีเทอร์เน็ตในปัจจุบันได้แก่ 100BaseT, 100BaseLX และ 100BaseSX เป็นต้น อีเทอร์เน็ตใช้โปรโตคอล ซีเอสเอ็มเอ/ซีดี (CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) เป็นตัวกำหนดขั้นตอนให้สถานีเข้าครอบครองสายสัญญาณ ในขณะเวลาหนึ่งจะมีเพียงสถานีเดียวที่เข้าครองสายสัญญาณเพื่อส่งข้อมูล สถานีที่ต้องการส่งข้อมูลต้องการตรวจสอบสายสัญญาณว่ามีสถานีอื่นใช้สายอยู่หรือไม่ ถ้าสายสัญญาณว่างก็ส่งข้อมูลได้ทันที หากไม่ว่างก็ต้องคอยจนกว่าสายสัญญาณว่างจึงจะส่งข้อมูลได้ ขณะที่สถานีหนึ่ง ๆ กำลังส่งข้อมูลก็ต้องตรวจสอบสายสัญญาณไปพร้อมกันด้วยเพื่อตรวจว่าในจังหวะเวลาที่ใกล้เคียงกันนั้นมีสถานีอื่นซึ่งพบสายสัญญาณว่างและส่งข้อมูลมาหรือไม่ หากเกิดกรณีเช่นนี้ขึ้นแล้ว ข้อมูลจากทั้งสองสถานีจะผสมกันหรือเรียกว่า การชนกัน (Collision) และนำไปใช้ไม่ได้ สถานีจะต้องหยุดส่งและสุ่มหาเวลาเพื่อเข้าใช้สายสัญญาณใหม่ ในเครือข่ายอีเทอร์เน็ตที่มีสถานีจำนวนมากมักพบว่าการทานจะล่าช้าเพราะแต่ละสถานีพยายามยึดช่องสัญญาณเพื่อส่งข้อมูลและเกิดการชนกันเกือบตลอดเวลา โดยไม่สามารถกำหนดว่าสถานีใดจะได้ใช้สายสัญญาณเมื่อเวลาใด อีเทอร์เน็ตจึงไม่มีเหมาะกับการใช้งานในระบบจริง IEEE 802.4 IEEE 802.4 หรือ โทเคนบัส (Token Bus) มีโทโปโลยีแบบบัสเช่นเดียวกับ IEEE 802.3 แต่มีข้อกำหนดการเข้าใช้สายสื่อสายโดยใช้โทเค็นพิเศษซึ่งทำหน้าที่เป็นเฟรมสัญญาณกำหนดจังหวะให้สถานีเข้าใช้สายสื่อสาร โทเค็นจะถูกนำส่งจากสถานหนึ่งไปยังสถานีหนึ่งและวนกลับที่เดิมเป็นวงรอบ สถานีที่ได้รับโทเค็นจะมีสิทธิ์ใช้สายสื่อสารเพื่อส่งข้อมูลได้ สายสื่อสารในโทเค็นบัสมักใช้สายโคแอ็กเชียล และมีอัตราเร็วหลายระดับคือ 1, 5 หรือ 10 เมกะบิตต่อวินาที การใช้โทเคนช่วยให้สถานีไม่ต้องแย่งยึดช่องสัญญาณเหมือนใน IEEE 802.3 หากแต่ความซับซ้อนของโปโตคอลทำให้ IEEE 802.4 ไม่เป็นที่นิยมใช้ IEEE 802.5 IEEE 802.5 หรือ โทเคนริง (Token Ring) หรือมักเรียกว่าไอบีเอ็มโทเคนริงจัดเป็นเครือข่ายที่ใช้โทโปโลยีแบบวงแหวนด้วยสายคู่ตีเกลียวหรือเส้นใยนำแสง อัตราการส่งข้อมูลของโทเค็นริงที่ใช้โดยทั่วไปคือ 4 และ 6 เมกะบิตต่อวินาที รูปที่ข้างล่าง แสดงการทำงานของโทเค็นริง โดยมีเฟรมพิเศษเรียกว่า โทเค็นว่าง (free token) วิ่งวนอยู่ สถานีที่ต้องการส่งข้อมูลจะรอให้โทเค็นว่างเดินทางมาถึงแล้วรับโทเค็นว่างมาเปลี่ยนเป็น เฟรมข้อมูล (data frame) โดยใส่แฟล็กแสดงเฟรมข้อมูลและบรรจุแอดเดรสของสถานีต้นทางและปลายทางตลอดจนข้อมูลอื่นๆจากนั้นสถานีจึงปล่อยเฟรมนี้ออกไป เมื่อสถานีปลายทางได้รับเฟรมจะสำเนาข้อมูลไว้และปล่อยเฟรมให้วนกลับมายังสถานีส่ง สถานีส่งจะตรวจสอบเฟรมและปล่อยโทเค็นว่างคืนสู่เครือข่ายให้สถานีอื่นมีโอกาสส่งข้อมูลต่อไป กลไกลแบบส่งผ่านโทเค็นจัดอยู่ในประเภทประเมินเวลาได้ กล่าวคือ สามารถคำนวณเวลาสูงสุดที่สถานีมีสิทธิ์จับโทเค็นเพื่อส่งข้อมูลได้ โทเค็นริงจึงเหมาะกับระบบที่ต้องการความแน่นอนทางเวลาหรืองานแบบเวลาจริง (Open System Interconnection) An ISO standard for worldwide communications that defines a framework for implementing protocols in seven layers. Control is passed from one layer to the next, starting at the application layer in one station, proceeding to the bottom layer, over the channel to the next station and back up the hierarchy. At one time, most vendors agreed to support OSI in one form or another, but OSI was too loosely defined and proprietary standards were too entrenched. Except for the OSI-compliant X.400 and X.500 e-mail and directory standards, which are widely used, what was once thought to become the universal communications standard now serves as the teaching model for all other protocols. Most of the functionality in the OSI model exists in all communications systems, although two or three OSI layers may be incorporated into one. For details of the OSI model, see OSI model. For comparisons between the OSI model and other protocol stacks,