Network topology คืออะไร มีกี่รูปแบบ

Network topology คืออะไร

Network topology คือรูปแบบการเชื่อมต่ออุปกรณ์(devices)กับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะอธิบายการเชื่อมต่อ รับส่งข้อมูลระหว่างส่วนประกอบและเครือข่าย แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ Physical topology และ Logical topology

Physical topology หมายถึงการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์กับเครือข่ายจริงๆ

Logical topology หมายถึงการส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์กับเครือข่ายในลักษณะของแผนภาพ

รูปแบบ Network topology

รูปแบบ Network topology ต่างๆ ออกมาเพื่อให้การรับส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพสูงสุดตามความต้องการใช้งาน เพื่อลดค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น ง่ายต่อการระบุและแก้ปัญหา สามารถแบ่งออกได้ 7 ประเภท ดังนี้

Point to Point Topology

Point to Point เป็นรูปแบบการส่งแบบจุดต่อจุด มีผู้ส่งและผู้รับเพียง 2 nodes จะเชื่อมต่อแบบมีสายหรือไร้สายก็ได้ สามารถเชื่อมต่อได้เฉพาะคู่ของตัวเองทำนั้น เป็นวิธีที่ไม่ซับซ้อน แต่มีข้อจำกัดในการใช้งาน

Mesh Topology

Mesh Topology เป็นการเชื่อมต่อสายสัญญาณทั้งหมดเข้าด้วยกัน หาก link ใด link หนึ่งชำรุด ยังมีทางเลือกให้ไปถึงปลายทางอีกหลากหลาย มีความปลอดภัยสูง แต่มีค่าใช้จ่ายในการเดินสายสูงเช่นกัน ตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบ Mesh เช่น ระบบ WAN

Star Topology

Star Topology เป็นรูปแบบที่ได้รับความนิยมมากทีสุด อุปการณ์ทั้งหมดจะเชื่อมต่อเข้าหาส่วนกลาง เช่น hub, switch ข้อมูลทั้งหมดจะผ่านไปยังส่วนกลางก่อนส่งไปยังปลายทาง หาก cable ใด cable หนึ่งชำรุด ระบบที่เหลือยังสามารถใช้ได้อยู่ เพราะต่อ cable ใคร cable มัน แต่ถ้าอุปการณ์ส่วนกลาง(hub/switch)ชำรุดจะส่งผลกระทบทั้งหมด ถ้ามีการส่งข้อมูลจำนานมากจะเกิดปัญหาคอขวดที่ส่วนกลาง แต่ง่ายต่อการออกแบบ, บำรุงรักษาและขยาย รูปแบบนี้ใช้ในระบบ LAN ในปัจจุบัน

Bus Topology

Bus Topology ทุก nodes เชื่อมกับเป็นด้วย cable เส้นเดียวกัน เรียกว่า bus หรือ backbone ข้อมูลจะถูกส่งผ่าน cable เส้นเดียวกันเท่านั้น และมีสาย drop line แตกกิ่งแยกย่อยไป สามารถได้ทั้งรับและส่งข้อมูล เรียกว่า bi-directional เวลาส่งข้อมูลไปหา node ใด node หนึ่ง node อื่นก็จะได้รับข้อมูลได้ แต่จะถูก reject ทำให้มีความปลอดภัยต่ำ มีค่าใช้จ่ายที่ไม่สูงมากเพราะมีสายหลักเส้นเดียว แต่ถ้าสายเส้นหลักชำรุดระบบจะล่มทั้งระบบ ถ้า node ใด node หนึ่งชำรุด node บริเวณสายที่เชื่อมต่อกันนั้นจะใช้ไม่ได้ แต่บริเวณอื่นจะใช้ได้อยู่ หากมีการเชื่อมต่อที่เพิ่มขึ้น ระบบก็จะช้าลง เหมาะสำหรับการใช้ชั่วคราว ตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบ Bus เช่น LAN, ระบบเคเบิลทีวี

Ring Topology

Ring Topology เป็นแบบ Peer-to-peer LAN topology เชื่อมต่อกันแบบจุดต่อจุด จะส่งข้อมูลเป็นวงกลมไปในทิศทางเดียวกัน จากซ้ายไปขวาเท่านั้น แต่ node มีความสามารถในการส่งข้อมูลเท่าๆกัน มีประสิทธิภาพมากกว่าแบบ Bus topology แต่ถ้า link หรือ node ชำรุด จะส่งผลกระทบไปท้ังระบบ มีความปลอดภัยต่ำ เพราะการส่งข้อมูลต้องผ่านแต่ละ node ก่อนจะถึงปลายทาง

Tree Topology

Tree Topology เป็นการเชื่อมต่อที่ถูกพัฒนามาจาก Star topology โดยมีลักษณะเป็นโครงสร้างแบบต้นไม้ โดยมีอุปกรณ์ส่วนกลางเป็นแกนหลักและมีการแตกกิ่งก้านสาขาออกไป

Hybrid Topology

Hybrid Topology เป็นรูปแบบการรวมกันตั้งแต่ 2 topology ขึ้นไป ไม่ว่าจะเป็น Star, Bus, Ring, Mesh หรือ Tree เข้าด้วยกัน รูปแบบขึ้นอยู่กับการใช้งาน ทำให้มีความยืดหยุ่นกว่า รวมถึง fault tolerance แต่ก็มีความซับซ้อนมากขึ้น มีความปลอดภัยสูง รองรับการขยายตัว รองรับ traffic จำนวนมากได้ ง่ายต่อการระบุปัญหา แต่ยากต่อการ set-up

ข้อดีและข้อเสียของแต่ละ Topology

Network topology	ลักษณะ	ข้อดี	ข้อเสีย	การใช้งาน
Point to point	เชื่อมกันระหว่าง Nodes 2 ตัว	ความเร็วสูง, ติดตั้งง่าย	หากสายเคเบิลขาดจะส่งผลกระทบต่อทั้งระบบ	ดาวเทียมเชื่อมกับสถานีภาคพื้นดิน, bluetooth
Bus	อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่อกับสายเคเบิลหลักเส้นเดียว	ง่ายต่อการติดตั้ง, ใช้สายเคเบิลน้อย	หากสายเคเบิลขาดจะส่งผลกระทบต่อทั้งระบบ, ประสิทธิภาพลดลงเมื่อมีอุปกรณ์มากขึ้น	เครือข่ายขนาดเล็ก, เครือข่ายในรถยนต์
Star	อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่อกับอุปกรณ์กลาง (Hub หรือ Switch)	เชื่อถือได้, ง่ายต่อการแก้ไขปัญหา, เพิ่มหรือลบอุปกรณ์ได้ง่าย	หากอุปกรณ์กลางขัดข้อง ทั้งระบบจะใช้งานไม่ได้, ต้องใช้สายเคเบิลมาก	เครือข่ายภายในบ้าน, สำนักงานขนาดเล็ก
Ring	อุปกรณ์แต่ละตัวเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ข้างเคียงเป็นวงแหวน	ประสิทธิภาพสูง, เหมาะสำหรับการส่งข้อมูลต่อเนื่อง	หากมีอุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งขัดข้อง จะส่งผลกระทบต่อทั้งระบบ, การแก้ไขปัญหาค่อนข้างยาก	เครือข่ายโทเค็นริง (Token Ring)
Mesh	อุปกรณ์ทุกตัวเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ ทุกตัว	เชื่อถือได้สูง, ประสิทธิภาพสูง, ทนทานต่อความผิดพลาด	ต้องใช้สายเคเบิลจำนวนมาก, ต้นทุนสูง	เครือข่ายไร้สาย, เครือข่ายเซลลูลาร์
Tree	มีโครงสร้างคล้ายต้นไม้ โดยมีอุปกรณ์หลักเป็นราก และแยกสาขาออกไป	ง่ายต่อการขยายระบบ, เหมาะสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่	หากอุปกรณ์หลักขัดข้อง จะส่งผลกระทบต่อทั้งระบบย่อย	เครือข่ายภายในองค์กรขนาดใหญ่
Hybrid	เป็นการผสมผสานของ topology หลายชนิด	สามารถออกแบบให้เหมาะสมกับความต้องการของแต่ละส่วน	การออกแบบซับซ้อน, ต้องใช้ความรู้เชิงเทคนิคสูง	เครือข่ายภายในองค์กรขนาดใหญ่ที่ซับซ้อน

เนื้อหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบ Network

อ้างอิง

https://www.geeksforgeeks.org/types-of-network-topology

https://www.ibm.com/think/topics/network-topology

https://www.spiceworks.com/tech/networking/articles/what-is-network-topology

https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/automation/network-topology.html#~faqs