งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

Sripatum University IS516 การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "Sripatum University IS516 การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Sripatum University IS516 การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย
Computer Communication and Networks การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย Asst.Dr.Surasak Mungsing Sripatum University

2 Lecture 05: Guided Networks

3 LAN

4 Line Configuration Computers are connected for data communication through transmission Medium, which may be either Guided Media or Unguided Media Two types of connection configuration, point-to-point and multipoint Line Configuration รูปแบบที่เครื่องคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์สื่อสารตั้งแต่สองตัวขึ้นไป ทำการเชื่อมต่อกันโดยผ่านสื่อกลาง (Transmission Medium) ในการสื่อสารข้อมูล ซึ่งสื่อกลางนั้นอาจจะเป็นสื่อกลางที่เป็นแบบสาย (Guided Media) หรือ สื่อกลางแบบไร้สาย (Unguided Media) ก็ได้ ลักษณะการเชื่อมต่อนั้นมีอยู่สองประเภทใหญ่ๆ คือ แบบ point-to-point (จุดต่อจุด) และ แบบ multipoint (หลายจุด)

5 Point-to-Point Line Configuration
A pair of computers or network devices have specific connection points for connecting only those pairs of computers or devices Communication capacity dedicated to the two connected computers or devices Transmission media may be either guided or unguided medium Point-to-Point Line Configuration การเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด คือการที่อุปกรณ์สื่อสาร หรือเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละคู่ มีจุดเชื่อมต่อกันแน่นอน และใช้เฉพาะคู่ของอุปกรณ์นั้นเท่านั้น ปริมาณหรืออัตราในการสื่อสารทั้งหมดของจุดเชื่อมต่อนั้นใช้สำหรับคู่ของอุปกรณ์ สื่อกลางที่ใช้อาจจะเป็นแบบสาย หรือแบบไร้สายก็ได้

6 Multipoint Line Configuration
Use common medium for two or more computers and devices Multipoint Line Configuration การเชื่อมต่อแบบหลายจุด เป็นการใช้สื่อกลางในการสื่อสารร่วมกันของอุปกรณ์สื่อสาร หรือคอมพิวเตอร์ มากกว่าสองเครื่องขึ้นไป

7 Topology Connection structure of computer network(computers or network devices) Five types of topology: Mesh, Star, Tree, Bus and Ring Topology โครงสร้างการเชื่อมต่อกันของแต่ละโหนด (อุปกรณ์สื่อสาร หรือ คอมพิวเตอร์) ภายในเครือข่าย Topology ของเครือข่ายเป็นรูปลักษณ์ทางเรขาคณิตของความสัมพันธ์ในการสื่อสารข้อมูลของแต่ละโหนดในเครือข่าย ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท Mesh, Star, Tree, Bus และ Ring

8 Mesh Topology All nodes are directly connected (linked) to other nodes in the network Number of connection lines n(n-1) / 2 where n is number of computers in the network Each node must have (n-1) I/O ports Mesh Topology การเชื่อมต่อแบบนี้ ทุกโหนดจะมีจุดเชื่อมต่อ (Link) โดยตรงไปยังโหนดอื่นๆทุกโหนดในเครือข่าย ดังนั้นจำนวนของจุดเชื่อมต่อของเครือข่ายรูปแบบ Mesh ที่มีจำนวนโหนดอยู่ n โหนด คือ n(n-1) / 2 จุดเชื่อมต่อ โหนดแต่ละตัวจะต้องมี port I/O ในการเชื่อมต่อ (n-1) port

9 Mesh Topology Advantages:
- better transmission rate and system reliability - easy to detect errors - better security and privacy Disadvantages: - many connection point and I/O ports required e.g. 100 nodes requires 4950 connection lines ข้อดี ข้อเสีย ของ Mesh Topology มีข้อดีเหนือกว่ารูปแบบการเชื่อมต่อประเภทอื่นๆ อยู่หลายอย่างๆ เช่น อัตราความเร็วในการส่งข้อมูล ความเชื่อถือได้ของระบบ, ง่ายต่อการตรวจสอบความผิดพลาด และ ข้อมูลมีความปลอดภัยและมีความเป็นส่วนตัว ส่วนข้อเสีย คือจำนวนจุดที่ต้องใช้ในการเชื่อมต่อ และจำนวน Port I/O ของแต่ละโหนดมีจำนวนมาก (ตามสูตรข้างต้น) ถ้าในกรณีที่จำนวนโหนดมาก เช่นถ้าจำนวนโหนดทั้งหมดในเครือข่ายมีอยู่ 100 โหนด จะต้องมีจำนวนจุดเชื่อมต่อถึง 4,950 เส้น เป็นต้น

10 Star Topology Each node directly connects to the center device, called “hup” , which a node must send data to other nodes through the hub Saves a lot of connection lines in comparison with mesh topology In star topology, as well as the mesh, if a line fails only the two connected nodes fails to communicate. But if the hub fails the whole network fails to work. Star Topology แต่ละโหนดจะทำการเชื่อมต่อโดยตรง กับศูนย์กลางการควบคุมหรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า Hub โหนดแต่ละโหนดไม่ได้เชื่อมต่อกันโดยตรง การที่โหนดหนึ่งๆจะส่งข้อมูลไปที่โหนดอื่นๆทำได้โดยการส่งข้อมูลผ่าน Hub เท่านั้น วิธีการเชื่อมต่อแบบ Star นี้ทำให้ประหยัดจำนวนสายเชื่อมต่อกว่าแบบ Mesh ได้มาก ในการเชื่อมต่อแบบนี้เช่นเดียวกับการเชื่อมต่อแบบ Mesh ซึ่งถ้าจุดเชื่อมต่อใดเกิดความเสียหาย ก็จะเกิดปัญหาเฉพาะโหนดนั้นเท่านั้น ไม่มีผลกับระบบเครือข่ายโดยรวม อย่างไรก็ตาม ถ้า Hub เกิดความเสียหายระบบโดยรวมก็จะทำงานไม่ได้ทั้งหมด

11 Tree Topology Based on star from star topology, in such a way that each node connects to a hub, either active hub or passive hub The center of the network structure is an active hub and repeaters are used to extend signal distance Passive Hub is directly connected to nodes Longer distance network than star topology Tree Topology การเชื่อมต่อแบบ Tree เป็นการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงมาจากรูปแบบ Star ซึ่งแต่ละโหนดเชื่อมต่อกับ Hub ซึ่งมีอยู่สองประเภท คือ Active Hub และ Passive Hub Hub ที่เป็นศูนย์กลางของโครงสร้างต้นไม้ทั้งหมด คือ Active Hub ซึ่งมี Repeater เป็นอุปกรณ์ช่วยในการถ่ายทอดสัญญาณให้มีระยะทางเพิ่มมากขึ้น Hub แบบ Passive จะเป็นตัวที่เชื่อมต่อกับโหนดโดยตรง ข้อดีและข้อเสียของรูปแบบการเชื่อมต่อแบบ Tree นั้นคล้ายคลึงกับแบบ Star อย่างไรก็ตามข้อดีที่เหนือกว่าคือ สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์หรือโหนดได้มากกว่า และสามารถเชื่อมต่อกันได้ในระยะทางที่ไกลมากกว่า

12 Bus Topology Bus is Multipoint connection, but the previous (Mesh, Star, and Tree) are point-to-point connection All node are connected to a cable, which acts as a backbone for the network, so that all nodes can communicates to each other through this cable Bus Topology การเชื่อมต่อที่กล่าวมาแล้วข้างต้นทั้งสามแบบ (Mesh, Star, Tree) เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (point-to-point) ส่วนลักษณะการเชื่อมต่อแบบ Bus นั้นใช้รูปแบบการเชื่อมต่อแบบหลายจุดเข้าด้วยกัน (Multipoint) ลักษณะการเชื่อมต่อแบบ Bus นี้จะมีสายเคเบิลเพียงเส้นเดียวที่ใช้เชื่อมต่อโนดทุกโหนดเข้าด้วยกัน ทำหน้าที่เป็นเหมือนกับกระดูกสันหลัง (backbone) ให้กับเครือข่าย โหนดแต่ละโหนดเชื่อมต่อกันได้ผ่านทางสายเคเบิลส่วนกลางนี้

13 Bus Topology Disadvantage:
Use less connection lines and connection ports than Mesh, Star, and Tree Cable Terminators required at the two ends and all nodes in the network tap to the cable Disadvantage: - if the cable fails, then the network fails - Adding new node is more difficult than Mesh, Star, and Tree topologies - low data transmission rate due to sharing of a common cable Bus Topology ลักษณะการเชื่อมต่อแบบ Bus ใช้ปริมาณสาย และจำนวนจุดในการเชื่อมต่อน้อยกว่าแบบ Mesh, Star และ Tree สายเคเบิลที่ใช้เป็นสายเคเบิลกลางจะมีจุดปิดหัวปิดท้าย (Cable Terminators) และแต่ละจุดเชื่อมต่อ (tap) ก็จะเป็นจุดที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างเคเบิลส่วนกลางกับโหนดในเครือข่าย ข้อเสียของลักษณะการเชื่อมต่อแบบ Bus คือ ถ้าสายเคเบิลกลางเสียหาย ก็จะทำให้ทั้งเครือข่ายทำงานไม่ได้ทั้งระบบ การเพิ่มโหนดใหม่เข้าไปในเครือข่ายทำได้ยากกว่าลักษณะการเชื่อมต่อสามแบบข้างต้น, และการส่งข้อมูลทำได้ช้ากว่าแบบอื่นเพราะต้องใช้เคเบิลกลางร่วมกัน

14 Ring Topology Is a point-to-point connection between two nodes (a node and its predecessor node) Communication between nodes takes place from one node to another in one direction until the intended received is reached while each node in the ring acts as a repeater to relay data to the next node Ring Topology ลักษณะการเชื่อมต่อแบบ Ring เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (point-to-point) ประเภทหนึ่ง แต่เป็นการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดที่ทำการเชื่อมต่อกับโหนดอื่นๆสองโหนดเท่านั้น คือโหนดที่อยู่ก่อนหน้า และโหนดที่อยู่ถัดไป การสื่อสารข้อมูลในเครือข่ายทำได้โดยการส่งข้อมูล ผ่านโหนดต่างๆในเครือข่ายในทิศทางเดียวจนกระทั่งถึงผู้รับ แต่ละโหนดใน Ring ทำหน้าที่เหมือนกับเป็น Repeater คือเมื่อข้อมูลที่ได้รับเข้ามา เป็นข้อมูลของโหนดอื่น ก็จะทำถ่ายทอดการส่งข้อมูลนั้นผ่านออกไปยังโหนดถัดไป

15 Ring Topology Easy to install and change, e.g. adding a node only requires two connections Requires longer time for sending data from a node to another due the moving is in one direction, in particular when there are many nodes in the ring Ring Topology เครือข่ายแบบ Ring นั้นง่ายต่อการติดตั้งและการแก้ไขเปลี่ยนแปลงทำได้ง่าย การเพิ่มโหนดเข้าไปใหม่ทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อเพียงสองจุด อีกทั้งยังมีการใช้จำนวนเส้นทางในการเชื่อมต่อน้อย การที่ข้อมูลในเครือข่ายแบบ Ring เคลื่อนที่ในทิศทางเดียว ทำให้ระยะเวลาในการส่งข้อมูลถึงแม้ว่าโหนดที่อยู่ใกล้เคียงกันก็อาจจะใช้เวลานานได้ (ถ้าโหนดที่จะส่งข้อมูลให้เป็นโหนดก่อนหน้า) เพราะข้อมูลต้องส่งต่อไปจนกระทั่งเกือบครบรอบ อีกทั้งในกรณีที่จำนวนโหนดมีมากทำให้เวลาที่ใช้ในการส่งผ่านข้อมูลนานขึ้นด้วย

16 Hybrid Topology Connection in a network may be a hybrid of more than one topology Hybrid Topology การเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายนั้น ไม่จำเป็นต้องมีลักษณะการเชื่อมต่อแบบใดแบบหนึ่งทั้งหมด แต่อาจใช้ลักษณะของเครือข่ายหลายๆประเภทมารวมกันอยู่ในเครือข่ายเดียวกันได้

17 IEEE 802 LAN The Institute of Electrical and Electronics Engineers or IEEE (read eye-triple-ee) is an international non-profit, professional organization for the advancement of technology related to electricity. It has the most members of any technical professional organization in the world, with more than 395,000 members in around 150 countries The services and protocols specified in IEEE 802 map to the lower two layers (Data Link and Physical) of the seven-layer OSI networking reference model IEEE 802 describes CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), (Token Bus) and Token Ring LAN, which are different in Physical and MACsublayer LAN ตามมาตรฐาน IEEE 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ซึ่งเป็นองค์กรที่ได้สร้างมาตรฐานสากลทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์ ได้กำหนดมาตรฐาน สำหรับการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เรียกว่า IEEE 802 ซึ่งมาตรฐานนี้อธิบายถึงเครือข่ายทั้งแบบ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), แบบโทเคนบัส(Token Bus) และ แบบโทเคนริง (Token Ring) ซึ่งเป็น LAN ทีมีการใช้งานกันแพร่หลาย LAN ทั้งสามประเภทนี้แตกต่างกันในระดับชั้น Physical และระดับชั้นย่อย MAC แต่เนื้อหาในระดับชั้นบนของ Data Link จะเหมือนกัน ซึ่งทำให้การควบคุมการส่งข้อมูลระหว่างปลายทางทั้งสอง ตลอดจนการติดต่อกับระดับชั้น Network อยู่ในรูปแบบเดียวกัน

18 IEEE 802

19 Project 802

20 IEEE Ethernet (1) IEEE began from 100-nodes set up at Xerox that can send data as far as 1 km. at the rate of 2.94 Mbps, called Ethernet Follows by cooperation of Xerox, DEC and Intel in developing Ethernet standard that can operate at the rate of 10 Mbps, the IEEE 802.3 IEEE Ethernet (1) มาตรฐาน IEEE เริ่มมาจากบริษัท Xerox ได้สร้างระบบเครือข่ายเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ 100 เครื่องในบริษัท โดยมีความยาวของเครือข่ายได้ถึง 1 กิโลเมตร และมีอัตราในการส่งข้อมูลถึง 2.94 Mbps ระบบนี้เรียกว่า อีเทอร์เน็ต (Ethernet) ต่อมาบริษัท Xerox, DEC และ Intel ได้ร่วมกันพัฒนามาตรฐานอีเทอร์เน็ตซึ่งมีอัตราส่งข้อมูล 10 Mbps ซึ่งมาตรฐานนี้เป็นพื้นฐานของ IEEE 802.3

21 IEEE Ethernet (2) The describes LANs that use the principle of CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), which operates at the data rate of 1 ถึง 100 Mbps and on variety of transmission media IEEE and Ethernet have some different information in the Header (IEEE field length is used to identify type of Packet in the Ethernet standard ) Therefore IEEE describes LAN that use CSMA/CD but Ethernet means a product of IEEE LAN IEEE Ethernet (2) สำหรับมาตรฐาน จะอธิบายถึง LAN ทั้งหมดที่ใช้หลักการของ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) ที่มีอัตราการส่งข้อมูลตั้งแต่ 1 ถึง 100 Mbps และใช้สายส่งชนิดต่างๆ นอกจากนี้มาตรฐาน IEEE และอีเทอร์เน็ตยังมีบางส่วนของส่วนหัวของข้อมูล (Header) แตกต่างกันบ้าง (ฟิลด์ความยาวของ IEEE ถูกใช้บ่งบอกชนิดของ Packet ในมาตรฐานอีเทอร์เน็ต) ดังนั้นจะเห็นได้ว่ามาตรฐาน IEEE จะอธิบายถึง LAN ที่ใช้วิธีส่งข้อมูลแบบ CSMA/CD ส่วนอีเทอร์เน็ตนั้นจะหมายถึงผลิตภัณฑ์ชนิดหนึ่งของแลนแบบ IEEE 802.3

22 IEEE Ethernet (3) วิธีการรับส่งข้อมูลของแลน IEEE ซึ่งเป็นแบบ CSMA/CD ก็ทำงานในลักษณะเดียวกัน คือโหนดใดที่ต้องการส่งข้อมูลลงในสื่อกลางการส่งข้อมูล จะตรวจสอบดูสัญญาณในสื่อกลาง ถ้าหากสื่อกลางในการส่งข้อมูลว่างก็จะทำการส่งข้อมูลได้ทันที แต่หากโนดตั้งแต่ 2 โนดขึ้นไปส่งข้อมูลลงไปในสื่อกลางพร้อมๆกัน สัญญาณข้อมูลจะเกิดการชนกันขึ้น ทุกๆสถานีจะต้องหยุดการส่งข้อมูลแล้วรอเวลา ซึ่งช่วงเวลาของการรอแต่ละครั้งจะทำการสุ่มขึ้นมา (Random Time) หลังจากหมดเวลารอแล้วก็จะทำการตรวจสอบสัญญาณในสื่อกลางเพื่อส่งข้อมูลลงไปใหม่อีก IEEE Ethernet (4) วิธีการรับส่งข้อมูลของแลน IEEE ซึ่งเป็นแบบ CSMA/CD ก็ทำงานในลักษณะเดียวกัน คือโหนดใดที่ต้องการส่งข้อมูลลงในสื่อกลางการส่งข้อมูล จะตรวจสอบดูสัญญาณในสื่อกลาง ถ้าหากสื่อกลางในการส่งข้อมูลว่างก็จะทำการส่งข้อมูลได้ทันที แต่หากโนดตั้งแต่ 2 โนดขึ้นไปส่งข้อมูลลงไปในสื่อกลางพร้อมๆกัน สัญญาณข้อมูลจะเกิดการชนกันขึ้น ทุกๆสถานีจะต้องหยุดการส่งข้อมูลแล้วรอเวลา ซึ่งช่วงเวลาของการรอแต่ละครั้งจะทำการสุ่มขึ้นมา (Random Time) หลังจากหมดเวลารอแล้วก็จะทำการตรวจสอบสัญญาณในสื่อกลางเพื่อส่งข้อมูลลงไปใหม่อีก

23 Collision Detection (1)
เมื่อเกิดการชนกันของสัญญาณข้อมูลแล้ว เวลาจะถูกแบ่งออกเป็นช่องๆ (slots) แต่ละช่องมีช่วงเวลา 51.2 ไมโครวินาที (นั่นคือเวลาสถานีที่ส่งข้อมูลรู้ว่าเกิดการชนกันของข้อมูลหรือไม่ สำหรับความยาวของแลน 2,500 เมตร อัตราการส่งข้อมูล 10 Mbps) หลังจากการชนกันครั้งแรก แต่ละสถานีจะสร้างตัวเลขสุ่ม (Random) ที่มีค่า 0 หรือ 1 (เลขสุ่ม 2^1 ค่า) สถานีที่ได้ค่า 0 จะส่งข้อมูลออกไปในช่องเวลา 0 และสถานีที่ได้ค่า 1 จะส่งข้อมูลในช่องเวลาที่ 1 หากสองสถานีได้ค่าเลขสุ่มเดียวกันและส่งข้อมูลภายในช่องเวลาเดียวกัน จะเกิดการชนกันอีกครั้ง Collision Detection (1) เมื่อเกิดการชนกันของสัญญาณข้อมูลแล้ว เวลาจะถูกแบ่งออกเป็นช่องๆ (slots) แต่ละช่องมีช่วงเวลา 51.2 ไมโครวินาที (นั่นคือเวลาสถานีที่ส่งข้อมูลรู้ว่าเกิดการชนกันของข้อมูลหรือไม่ สำหรับความยาวของแลน 2,500 เมตร อัตราการส่งข้อมูล 10 Mbps) หลังจากการชนกันครั้งแรก แต่ละสถานีจะสร้างตัวเลขสุ่ม (Random) ที่มีค่า 0 หรือ 1 (เลขสุ่ม 2^1 ค่า) สถานีที่ได้ค่า 0 จะส่งข้อมูลออกไปในช่องเวลา 0 และสถานีที่ได้ค่า 1 จะส่งข้อมูลในช่องเวลาที่ 1 หากสองสถานีได้ค่าเลขสุ่มเดียวกันและส่งข้อมูลภายในช่องเวลาเดียวกัน จะเกิดการชนกันอีกครั้ง

24 Collision Detection (2)
หลังจากการชนกันครั้งที่ 2 แต่ละสถานีจะสร้างตัวเลขสุ่มที่มีค่า 0,1,2, หรือ 3 (นั่นคือเลขสุ่ม 2^2 ค่า) แล้วส่งข้อมูลภายในช่องเวลาของตนเอง หากชนกันอีกก็จะสร้างเลขสุ่มจำนวน 2^3 ค่า กล่าวคือหลังจากการชนกัน i ครั้ง แต่ละสถานีก็จะมีการสร้างเลขสุ่มตั้งแต่ค่า 0 ถึง 2^i-1 ค่า และสถานีก็จะส่งข้อมูลภายในช่องเวลาของตนเอง กระบวนการในการแก้ไขการชนกันของข้อมูลแบบนี้เรียกว่า Binary Exponential Back off ซึ่งจะเห็นได้ว่ากระบวนการนี้ทำให้โอกาสในการที่จะเกิดการชนกันของข้อมูลมีน้อยลง เมื่อจำนวนครั้งของการชนกันของข้อมูลมากขึ้น Collision Detection (2) หลังจากการชนกันครั้งที่ 2 แต่ละสถานีจะสร้างตัวเลขสุ่มที่มีค่า 0,1,2, หรือ 3 (นั่นคือเลขสุ่ม 2^2 ค่า) แล้วส่งข้อมูลภายในช่องเวลาของตนเอง หากชนกันอีกก็จะสร้างเลขสุ่มจำนวน 2^3 ค่า กล่าวคือหลังจากการชนกัน i ครั้ง แต่ละสถานีก็จะมีการสร้างเลขสุ่มตั้งแต่ค่า 0 ถึง 2^i-1 ค่า และสถานีก็จะส่งข้อมูลภายในช่องเวลาของตนเอง กระบวนการในการแก้ไขการชนกันของข้อมูลแบบนี้เรียกว่า Binary Exponential Back off ซึ่งจะเห็นได้ว่ากระบวนการนี้ทำให้โอกาสในการที่จะเกิดการชนกันของข้อมูลมีน้อยลง เมื่อจำนวนครั้งของการชนกันของข้อมูลมากขึ้น

25

26

27 Number of nodes per Segment
Cable for IEEE802.3 LAN Type Cable Length of Segment Number of nodes per Segment Advantage 10Base5 Thick Coaxial 500 meters 100 Use as Backbone 10Base2 200 meters 30 Least expensive 10BaseT Twisted Pair 100 meters 1,024 Easy to maintain 10BaseF Fiber Optic 2,000 meters Connection between buildings

28 Figure 12-9-continued 10BASE5

29 Ethernet Segments

30 10BASE2

31 10BASET

32 Fast Ethernet High speed demand due to multimedia applications
IEEE decided to improve standard to 803.2u, called Fast Ethernet Fast Ethernet operates at the speed of 100 Mbps, with no change in frame structure and collision detection and control but reduce time of transmission of each bit from 100 nanoseconds to 10 nanoseconds to obtain 10 time faster Fast Ethernet เนื่องจากในปัจจุบันมัลติมีเดียได้มีการใช้งานกันมาก จึงมีความต้องการเครือข่ายความเร็วสูงในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน กลุ่มคณะทำงานของ IEEE จึงตัดสินใจที่จะปรับปรุงมาตรฐาน ให้สามารถ รับส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงขึ้น ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานที่เรียกว่า 802.3u ซึ่งเรียกกันโดยทั่วไปว่า Fast Ethernet Fast Ethernet อีเทอร์เน็ตรูปแบบหนึ่งที่มีความเร็วสูงถึง 100 Mbps รูปแบบของเฟรมข้อมูล หรือการควบคุมการชนกันของข้อมูลไม่มีการเปลี่ยนแปลงไปจากอีเทอร์เน็ตปกติ เพียงแต่ลดเวลาการส่งข้อมูลของแต่ละบิตจาก นาโนวินาที เป็น 10 นาโนวินาที จึงทำให้อัตราการส่งข้อมูลสูงขึ้น 10 เท่าจากเดิม

33 Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet operates at the speed of 1000 Mbps or 1 Gbps by improving data encoding and data transmission technique and using Fiber Optic media instead of Twisted Pairs Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet เป็นเครือข่ายที่มีอัตราการส่งข้อมูลความเร็วสูงถึง 1000 Mbps หรือ 1 Gbps โดยที่มีการปรับปรุงเปลี่ยนการเข้ารหัสข้อมูล และกระบวนการในการส่งบิตข้อมูล ผ่านทางสายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic) แทนที่การใช้สายบิดเกลียวคู่ (Twisted Pair)

34 IEEE LAN Token Bus is IEEE standard, which cannot guarantee whether a node can send data at the time it wants Physical topology is Bus but operation is logical ring Each node knows the addresses of node on its left and node on its right LAN แบบ IEEE 802.4 แลนแบบโทเคนบัส ซึ่งถูกกำหนดเป็นมาตรฐาน IEEE เป็นวิธีหนึ่งที่แก้ปัญหาซึ่ง ไม่สามารถรับประกันได้ว่าในขณะเวลาที่ต้องการส่งข้อมูลนั้น สถานีจะสามารถรับส่งข้อมูลได้หรือไม่ แลนแบบโทเคนบัส นั้นจะมีสายเคเบิลที่เป็นตัวกลางซึ่งโหนดต่างๆต่อเข้านั้น มักจะมีลักษณะเป็นเส้นตรงแบบ Bus แต่ในการทำงานจริง โหนดเหล่านั้นจะประกอบเป็นวงแหวนทางตรรกะ (Logical Ring) โหนดแต่ละตัวจะรู้ที่อยู่ (Address) ของสถานีที่อยู่ทางซ้าย และทางขวาของตัวเอง

35 IEEE LAN When ring is established, a token will be send from one node to another in the same direction The node that wants to send data will have to wait for the token with available flag to have the right to send data therefore there will be only one sender at a time LAN แบบ IEEE 802.4 เมื่อวงแหวนถูกสร้างขึ้นแล้ว โทเคน(Token) ก็จะถูกส่งกันไปตามวงแหวนนี้ โนดที่ต้องการที่จะส่งข้อมูลต้องรอให้ตนเองมีสิทธิที่จะส่งข้อมูลโดยการที่มี Token อยู่ ดังนั้นจึงไม่เกิดการชนกันของสัญญาณ เนื่องจากในเวลาใดเวลาหนึ่งจะมีผู้ที่มีสิทธิส่งข้อมูล (มี Token อยู่) อยู่เพียงโหนดเดียวเท่านั้น

36 IEEE LAN Each node in IEEE LAN or Token Ring LAN connects to the ring (which is different from Ethernet and Token Bus) Signals move in one direction from sender passing other nodes to the receiver LAN แบบ IEEE 802.5 แลน แบบ IEEE หรือ แลนแบบ Token Ring โนดแต่ละโหนด เชื่อมโยงเข้าด้วยกันเป็นวงแหวน ซึ่งแตกต่างจาก Ethernet (802.3) และ Token Bus (802.4) ที่ทำงานโดยสัญญาณข้อมูลที่ส่งลงไปในสายจะถูกแพร่ไปสายส่วนกลาง ซึ่งข้อมูลจะรับได้โดยทุกๆโนดที่เชื่อมต่ออยู่ แต่สำหรับแลนแบบ นั้นจะเป็นลักษณะที่เมื่อสัญญาณซึ่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว ผ่านโนดต่างๆระหว่างผู้ส่งไปยังผู้รับ

37 Token Ring A ส่งข้อมูล ถึง C

38

39 WAN

40 Wide Area Networks Relation between hosts on LANs and the subnet.

41 Switching Techniques Circuit switching Packet switching
Types of Switched Networks เทคนิคการสลับสาย Circuit switching Packet switching แตกต่างกันที่วิธีการสลับสายข้อมูลจากเส้นทางการเชื่อมต่อหนึ่งไปยังอีกเส้นทางการเชื่อมต่อหนึ่งระหว่างต้นทางกับปลายทาง

42 Circuit Switching Characteristics
Channel capacity dedicates to the sender and receiver, even through there is no data sending Once communication line connected, users feel like they have direct connection with no more delays Was developed for voice communication, but now also used for data communication Circuit Switching Characteristics ความจุของช่องสัญญาณอุทิศให้กับการสื่อสารตลอดเวลาที่มีการเชื่อมต่อ แม้ไม่มีการส่งข้อมูลก็ตาม เมื่อทำการสถาปนาเส้นทางการเชื่อมต่อแล้ว ผู้ใช้จะรู้สึกเหมือนได้รับการเชื่อมต่อโดยตรง และจะไม่มีความล่าช้าใดๆอีก พัฒนาสำหรับใช้กับการสื่อสารด้วยเสียง แต่ปัจจุบันใช้กับการสื่อสารข้อมูลด้วย

43 Circuit Switching Applications
Public Telephone Network (PSTN) Private Branch Exchanges (PBX) Private Wide Area Networks (often used to interconnect PBXs in a single organization) Data Switch Circuit Switching Applications โทรศัพท์สารธารณะ - Public Telephone Network (PSTN) ตู้สลับสายภายในองค์กร - Private Branch Exchanges (PBX) เครือข่ายวงกว้างส่วนตัว - Private Wide Area Networks (often used to interconnect PBXs in a single organization) ตู้สลับสายข้อูล - Data Switch A PBX (private branch exchange) is a telephone system within an enterprise that switches calls between enterprise users on local lines while allowing all users to share a certain number of external phone lines. The main purpose of a PBX is to save the cost of requiring a line for each user to the telephone company's central office.

44 Traditional Circuit Switching Illustration

45 Packet-Switching Networks
Developed in 1970s for long distance data communication due to the limitations of circuit switching During communication with circuit-switching, data traffic on the transmission line is rather light, so inefficiently use of data transmission line sender and receiver must communicate at the same data rate Packet-Switching Networks พัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1970s สำหรับการส่งข้อมูลระยะไกลเนื่องจากข้อจำกัดต่างๆของ circuit switching ในระหว่างที่มีการเชื่อมต่อสายสื่อสารของผู้ใช้หรือโฮส โดยเทคนิต circuit-switching นั้น สายมักจะว่าง ทำให้การใช้สายไม่มีประสิทธิภาพ ผู้ส่งและผู้รับต้องส่งและรับข้อมูลที่อัตราเดียวกัน

46 Packet Switching Operation
Data are arranged into small pieces called packets, which can be sent to the destination in different routes Advantage: more efficiently use of transmission line, signals can be transmitted on different line, and priority can be arranged Disadvantage: delays of data at nodes, each data packets arrive at different time (jitter), and all packets have extra information, e.g. addresses Packet Switching Operation ข้อมูลถูกแบ่งเป็นส่วนๆ เรียกว่า แพ็กเก็ต (packets) แต่ละแพ็กเก็ตส่งแยกเส้นทางกันได้ ข้อดี: การใช้สายมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น สัญญาณส่งแยกเส้นทางกันได้เสมอ มีการจัดลำดับความสำคัญ ข้อเสีย: มีความล่าช้าเกิดขึ้นในโหนด แต่ละแพ็กเก็ตไปถึงที่หมายไม่พร้อมกัน (jitter) ทุกแพ็กเก็ตต้องเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับที่อยู่ In voice over IP (VoIP), jitter is the variation in the time between packets arriving, caused by network congestion, timing drift, or route changes. A jitter buffer can be used to handle jitter.

47 Packet Switching Illustration

48 Integrated network access using dedicated channels

49 Integrated network access using public switched WAN

50 X.25 The first public data network developed in 1970s
Is connection-oriented network Support switched virtual circuit and permanent virtual circuitม similar to Leased Line Replaced by newer network, the Frame Relay, in s How to use X.25 network First establish connection between sender and receiver by dial telephone number: connection number for data communication Each data packet consists of 3-byte header and not more than 128 bytes of data Header consists of 12-bit connection number, packet sequence number, acknowledgement number and 2-3 bits for other X.25 เครือข่ายสื่อสารข้อมูลสาธารณะแบบแรก พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970s ต้องทำการสถาปนาการเชื่อมต่อก่อน (connection-oriented network) สนับสนุนเทคนิคการสลับสายแบบ switched virtual circuit and permanent virtual circuit คล้ายๆกับระบบสายเช่า (Leased Line) ถูกแทนที่โดยเครือข่ายที่ใหม่กว่าคือ Frame Relay ในช่วงทศวรรษ 1980s การใช้เครือข่าย X.25 ขั้นแรกต้องสถาปนาการเชื่อมต่อระหว่างคู่สื่อสารที่อยู่หางไกลกัน (โดยหมุนเบอร์โทรศัพท์) การเชื่อมต่อดังกล่าวจะได้เลขหมายการเชื่อมต่อ เรียกว่า connection number เพื่อใช้สำหรับการส่งข้อมูล แพ็กเก็ตของข้อมูลประกอบด้วยส่วนหัวขนาด 3 ไบต์ และส่วนที่เป็นข้อมูลไม่เกิน 128 ไบต์ ส่วนหัวประกอบด้วย connection number ขนาด 12 บิต หมายเลขลำดับของแพ็กเก็ต (packet sequence number) หมายเลขการตอบรับ (acknowledgement number) และอื่นๆอีก 2-3 บิต

51 Frame Relay Designed to reduce overhead of X.25
Use simple protocol with no flow control and error control between point-to-point communication Use “permanent virtual circuit” (like virtual leased line) between points of communication Packet size of 1,600 bytes Data rate of 1.5 Mbps, which is 23 times faster than that of X.25 Frame Relay ออกแบบเพื่อขจัดค่าโสหุ้ย (overhead) ของ X.25 ใช้โปรโตคอลที่ง่าย ไม่มีการควบคุมการเคลื่อนไหลและความผิดพลาดรหว่างการส่งข้อมูลแบบ จุด - ต่อ - จุด ต้องใช้การเชื่อมต่อแบบ “permanent virtual circuit” (เหมือนกับ virtual leased line) ระหว่างจุดต่างๆของการสื่อสาร แพ็กเก็ตมีขนาด 1,600 ไบต์ อัตราการส่งข้อมูล 1.5 Mbps, เร็วกว่าX.25 ประมาณ 23 เท่า

52 Frame Relay protocol vs. X.25 protocol
Reliability Frame relay looses capability in flow control and error control and error control for point-to-point communication X.25 has connection protocol for reliability point-to-point communication No advantage on this point due to more reliability of transmission and switching devices Streamlining Frame relay reduce user interface connection protocols requirements and processing requirements within network Better throughput than that of X.25, at least an order of magnitude Frame Relay protocol vs. X.25 protocol ความน่าเชื่อถือ (Reliability) Frame relay เสียความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนไหลและความผิดพลาดแบบ จุด - ต่อ - จุด X.25 มีโปรโตคอลระดับการเชื่อมต่อ ทำให้การควบคุมการสื่อสาร จุด – ต่อ – จุด มีความน่าเชื่อถือ เนื่องจากอุปกรณ์รับส่งสัญญาณและการสลับสายมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ประเด็นนี้จึงไม่ใช่ข้อเสียเปรียบที่สำคัญ Streamlining Frame relay ลดความต้องการโปรโตคอลที่ส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้กับเครือข่าย และลดความต้องการของการประมวลผลภายในเครือข่าย ปริมาณการส่งข้อมูล (throughput) ของ frame relay ดีกว่าของ X.25 ไม่น้อยกว่าหนึ่ง order of magnitude

53 Asynchronous Transfer Mode (ATM)
Technology used in B-ISDN network , called cell relay faster than X.25 Sending data continuously faster than frame relay in many order of magnitude Packets are small, called “cell” Cell size is 53 bytes (5 byte for header and 48 bytes for data) No link-by-link error control or flow control Asynchronous Transfer Mode (ATM) ATM เป็นเทคโนโลยีบนที่ใช้กับเครือข่าย B-ISDN เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า cell relay เร๊วกว่า X.25 ส่งข้อมูลต่อเนื่องได้เร็วกว่าframe relay สนับสนุนอัตราการส่งข้อมูลได้เร็วกว่า frame relay หลาย orders of magnitude ข้อมูลในการเชื่อมต่อทางตรรกะจัดเป็นแพ็กเก็ตขนาดคงที่ เรียกว่า เซล เซลมีขนาด 53 ไบต์ (เป็นส่วนหัว 5 ไบต์ และส่วนข้อมูบ 48 ไบต์) ไม่มีการควบคุมการเคลื่อนไหลและความผิดพลาดระหว่างช่วงการเชื่อมต่อ (No link-by-link error control or flow control)

54 ATM Cell Format

55 ATM Virtual Circuits

56 Cell-switching vs Circuit switching
Cell-switching is more flexible and effective for services with both data of almost constant size, e.g. multimedia data, and variable data such as data from database Data transmission at rate of Gbps, using Cell- switching technique, which more efficient than using multiplexor รื Circuit- switching, especially on fiber cable Cell-switching supports information broadcasting, such as television broadcasting, while circuit- switching does not directly support Cell-switching vs Circuit switching เทคโนโลยี Cell-switching มีความอ่อนตัวและคล่องตัวมากในการให้บริการแก่ข้อมูลที่มีปริมาณค่อนข้างคงที่ เช่น ข้อมูลประเภทภาพและเสียง และยังสามารถจัดการข้อมูลที่มีปริมาณไม่คงที่ เช่นข้อมูลประเภทฐานข้อมูล ได้เป็นอย่างดี การส่งข้อมูลที่ในย่านความเร็ว Gbps เทคนิคในการควบคุมแบบ Cell-switching มีประสิทธิภาพกว่าการควบคุมแบบ multiplexor ที่ใช้ในระบบ Circuit- switching โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้งานร่วมกับเคเบิลใยแก้ว การกระจายข่าวสาร เช่นการแพร่สัญญาณโทรทัศน์นั้น Cell-switching ให้การสนับสนุนได้ แต่ระบบ Circuit- switching ไม่สามารถสนับสนุนได้โดยตรง

57 Next Lecture: Switching and routing


ดาวน์โหลด ppt Sripatum University IS516 การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google