บทที่ 3

1. บทที่ 3 การขนส่งข้อมูลในระบบเครือข่ายNetwork Transport System

2. 3.1 Ethernet รูปแบบการสื่อสารข้อมูลของอีเทอร์เน็ต (EthernetCommunication)มาตรฐานLAN แบบ Ethernet มีแนวคิดมาจากเครือข่ายสื่อสารผ่านดาวเทียมที่มีชื่อว่า"ALOHA" ซึ่งยินยอมให้อุปกรณ์สื่อสารหลายๆชุดทำการติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์สื่อสารอื่นๆโดยใช้คลื่นความถี่วิทยุช่องเดียวกันผ่านทางอุปกรณ์ทรานสปอนเดอร์ (Transponder)ของดาวเทียมโดยอุปกรณ์สื่อสารแต่ละชนิดมีชื่อเรียกว่าสถานี (Station) ซึ่งจะรอจนกว่าช่องสัญญาณว่าง (ไม่มีสถานีอื่นส่งสัญญาณ) เพื่อที่จะส่งแพ็กเก็ตข้อมูลของตนไปยังสถานีปลายทางแพ็กเก็ตข้อมูลที่ส่งออกไปจะประกอบด้วยแอดเดรสต้นทาง

3. แอดเดรสปลายทาง (Destination Address) ข้อมูล (Data) และข่าวสารที่ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการส่งข้อมูล (Error Detection)สถานีที่อยู่ว่างทั้งหมดจะคอยตรวจสอบสัญญาณที่ปรากฏขึ้นบนช่องสัญญาณและจะรับข้อมูลทีมีการระบุแอดเดรสปลายทางตรงกับแอดเดรสของตนเองทันทีที่เริ่มรับข้อมูลสถานีปลายทางจะส่งสัญญาณยืนยันการรับข้อมูลกลับไปยังสถานีต้นทางหากสถานีต้นทางไม่ได้รับการตอบยืนยันหลังจากที่เริ่มส่งข้อมูลออกไปภายในระยะเวลาที่กำหนดก็จะทำการส่งข้อมูลเดิมซ้ำออกไปอีกครั้งทั้งนี้อยู่ภายใต้สมมติฐานที่ว่าข้อมูลเดิมที่ส่งออกไปอาจถูกรบกวนจากสัญญาณรบกวนหรืออาจเกิดชนกันกับข้อมูลที่ส่งมาจากสถานีอื่นที่ไม่เกี่ยวข้อง (Collision) จนทำให้สถานี

4. พื้นฐานของ ALOHA นั้นถูกพัฒนามาเป็นเทคโนโลยี CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) หรือมาตรฐาน LANแบบ Ethernetซึ่งมีรหัสเรียกมาตรฐานว่า IEEE 802.3 กำหนดให้ระดับชั้น Data Link Layer ใช้เทคโนโลยีดังกล่าวในการเชื่อมต่อเข้ากับสายนำสัญญาณทั้งที่เป็นสายคู่ตีเกลียวและสายโคแอกเชียลซึ่งรายละเอียดของมาตรฐาน Ethernet ประกอบด้วย

5. ระดับชั้นกายภาพ (Physical Layer) เป็นส่วนของตัวกลางในการส่งสัญญาณตามมาตรฐาน Ethernet โดยเริ่มตั้งแต่การใช้สายโคแอกเชียลชนิดแข็ง (Thick Coaxial Cable) ส่งข้อมูลโดยใช้สัญญาณแบบเบสแบนด์อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาทีในปัจจุบันมีการใช้ตัวกลางประเภทอื่นๆเช่นสายโคแอกเชียลชนิดอ่อน(Thin Coaxial Cable )ซึ่งใช้สำหรับรูปแบบการเชื่อมต่อแบบบัสสายคู่ตีเกลียว (Twisted-pair Wire) ใช้งานในรูปแบบการเชื่อมต่อแบบกระจายหรือแบบดวงดาวและใยแก้วนำแสง (Optic Fiber) จะใช้ในกรณีของการเชื่อมต่อระบบกระจายนอกจากนั้นยังมีการนำไปใช้งานในมาตรฐาน LAN ชนิด Token อีกด้วย

6. การเข้ารหัส (Encoding Scheme) ในกรณีของ Ethernet ความเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาทีขณะที่สถานีกำลังส่งข้อมูลจะมีการใช้งานแบนวิดธ์ของระบบอย่างเต็มที่ข้อมูลที่ส่งออกไปจะถอดและเข้ารหัสโดยใช้เทคนิคในการเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์ (Manchester Coding) ดังแสดงตัวอย่างไว้ในรูปในกรณีของมาตรฐาน Ethernet อัตราเร็ว 100 เมกะบิตต่อวินาทีหรือ Fast Ethernet ซึ่งมีอยู่หลายมาตรฐานด้วยกันจะมีการใช้เทคนิคการเข้ารหัสที่แตกต่างกันสำหรับเทคนิคการเข้ารหัสแบบแมนเชสเตอร์จะช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ในเรื่องการเข้าจังหวะฐานเวลาทั้งนี้เพราะการเปลี่ยนแปลงขั้วแรงดันจะเกิดขึ้นทุกจุดกึ่งกลางของข้อมูลแต่ละบิตจากรูปจะเห็นว่าสัญญาณไฟฟ้าที่ใช้แทนข้อมูลแต่ละบิต

7. แสดงการเข้ารหัสสัญญาณตามมาตรฐานแบบแมนเซสเตอร์แสดงการเข้ารหัสสัญญาณตามมาตรฐานแบบแมนเซสเตอร์

8. เงื่อนไขที่สำคัญอีกประการหนึ่งของ Ethernet คือในขณะที่กำลังทำการส่งข้อมูลอุปกรณ์รับส่งข้อมูลจะต้องสามารถตรวจจับข้อมูลแปลกปลอมที่ถูกส่งมาจากสถานีอื่นได้ความสามารถดังกล่าวเรียกว่า "การตรวจสอบการชนกันของข้อมูล" (Collision Detection) เมื่อสถานีงานที่กำลังทำการส่งข้อมูลตรวจพบว่ามีการส่งข้อมูลออกมาจากสถานีอื่นจะมีหยุดทำการส่งข้อมูลในช่วงระยะเวลาหนึ่งซึ่งช่วงเวลาดังกล่าวเป็นค่าที่ถูกสุ่มขึ้นมาจากอุปกรณ์รับส่งสัญญาณเองหลังจากพ้นช่วงเวลานั้นแล้วสถานีจะเริ่มส่งข้อมูลออกไปใหม

9. ่และเนื่องจากก่อนที่จะส่งข้อมูลทุกครั้งสถานีจะทำการตรวจสอบการปรากฏของข้อมูลในสื่อทุกครั้งดังนั้นโอกาสที่จะเกิดการชนกันของข้อมูลจากสถานี 2 สถานีจะเกิดขึ้นได้เฉพาะเมื่อแต่ละสถานีเริ่มส่งข้อมูลพร้อมกันโดยถ้าเรากำหนดระยะห่างสูงสุดระหว่างอุปกรณ์รับส่งสัญญาณบนบัสข้อมูลไว้ไม่ให้เกิน 2,500 เมตรก็จะช่วยลดโอกาสเกิดการชนกันของข้อมูลลงได้มากเมื่อสถานีใดเริ่มต้นส่งข้อมูลสถานีจะทราบว่าไม่มีการชนกันของข้อมูลก็ต่อเมื่อไม่พบการปรากฏของข้อมูลจากสถานีอื่นในช่วงเวลา 46.4 ไมโครวินาทีเนื่องจากที่อัตราเร็ว 10 เมกะบิตต่อวินาทีการส่งข้อมูลออกไป 1 บิตจะกินเวลา 0.1 ไมโครวินาทีนั่นคือการตรวจสอบการชนกันของข้อมูลจะเกิดขึ้นหลังจากสถานีงานส่งข้อมูลออกไปแล้ว 464 บิตแรก

10. ก่อนที่จะส่งข้อมูลออกไปใหม่โอกาสเกิดการชนกันของข้อมูลครั้งนี้จะต่ำกว่าครั้งแรกมากเพราะช่วงเวลาที่แต่ละสถานีงานหยุดจะถูกกำหนดอย่างสุ่มเมื่อแต่ละสถานีพร้อมส่งข้อมูลอีกครั้งจะต้องตรวจสอบก่อนถ้าพบว่าไม่ว่างก็จะยังไม่ส่งข้อมูลออกไปสำหรับรูปแบบของการเชื่อมต่ออุปกรณ์รับส่งข้อมูล (Transceiver) สำหรับ Ethernet จะใช้คอนเน็กเตอร์แบบ D ซึ่งมีจำนวนขา 15 ขาที่ตัวอุปกรณ์รับส่งข้อมูลจะเป็นคอนเน็กเตอร์ตัวผู้และที่สถานีจะเป็นคอนเน็กเตอร์ตัวเมียดังนั้นสายที่ใช้ในการเชื่อมต่อจึงต้องมีหัวด้านหนึ่งเป็นคอนเน็กเตอร์ตัวผู้และอีกด้านหนึ่งจะเป็นคอนเน็กเตอร์ตัวเมียโดยมีลักษณะการจัดวางดังตาราง

11. รูปแบบของการเชื่อมต่ออุปกรณ์รบส่งข้อมูลแบบอีเธอร์เน็ตรูปแบบของการเชื่อมต่ออุปกรณ์รบส่งข้อมูลแบบอีเธอร์เน็ต ตามมาตรฐานเชื่อมต่อ 15 ขา

12. ตำแหน่งขาและหน้าที่การทำงานตำแหน่งขาและหน้าที่การทำงาน ขาที่1 : Shield ขาที่9 : Collision Presence-ขาที่2 : Collision Precense+ ขาที่10 : Transmit -ขาที่3 : Transmit + ขาที่11 : ไม่ใช้งานขาที่4 : ไม่ใช้งานขาที่12 : Receive +ขาที่5 : Receive + ขาที่13 : Powerขาที่6 : Power Return ขาที่14 : ไม่ใช้งานขาที่7 : ไม่ใช้งานขาที่15 : ไม่ใช้งานขาที่8 : ไม่ใช้งาน

13. การส่งสัญญาณข้อมูล (Signal Trnsmission) ในระดับชั้นดาต้าลิ้งมีหน้าที่พื้นฐานเกี่ยวข้องกับการจัดโครงสร้างเฟรมข้อมูลและควบคุมวงจรเชื่อมโยงทางตรรกะระหว่างสถานีต้นทางกับปลายทางโดยการทำงานแทบจะไม่ขึ้นกับประเภทของตัวกลางนำสัญญาณเลยฟังก์ชันการทำงานที่สำคัญประกอบด้วยการกำหนดจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเฟรมข้อมูลในแต่ละเฟรม (Framing) การกำหนดและการระบุแอดเดรสของสถานีต้นทางและสถานีปลายทาง (Addressing) และการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูล (Error Checking)รูปแบบโครงสร้างของเฟรมEthernet โดยเริ่มจากส่วนที่เรียกว่าปรีแอมเบิล (Preamble) ซึ่งเป็นการจัดเรียงข้อมูลในรูป "101010…" มีความยาว 8 ไบต์หรือ 64 บิต

14. ระดับชั้นที่ 1 สำหรับการแจ้งจุดสิ้นสุด 8 ไบต์ 6 ไบต์ 6 ไบต์ 2 ไบต์ 46-150 ไบต์ 4 ไบตPreamble แอดเดรสปลายทางแอดเดรสต้นทางประเภทข้อมูล PCS โครางสร้างเฟรมข้อมูลของมาตรฐาน Ethernet

15. การเชื่อมต่อทางกายภาพของอีเทอร์เน็ตการเชื่อมต่อทางกายภาพของอีเทอร์เน็ต (Ethernet Physical Connectivity) ในการใช้งนจRingผู้ใช้งานสามารถเชื่อมต่อเครือข่าย Ethernet หลายๆส่วนเข้าหากันโดยผ่านอุปกรณ์เชื่อมต่อซึ่งอาจจะเป็นตัวทวนสัญญาณ (Repeater)หรือเราเตอร์โดยมากมักพบการใช้งานในกรณีเชื่อมต่อ LAN แบบ Ethernet จากหลายๆอาคารซึ่งแยกตัวนำสัญญาณออกจากกันเข้าด้วยกันในตารางที่ 3.2 ได้แสดงถึงตัวอย่างการเชื่อมต่อเครือข่าย Ethernet หลายๆชุดเข้าด้วยกันซึ่งเรียกแต่ละส่วนว่าเซกเมนต์ (Segment) ข้อกำหนดที่เป็นขีดจำกัดสำหรับการเชื่อมต่อที่ควรทราบเป็นดังนี้

16. ความยาวสูงสุดต่อเซกเมนต์ 1,500 เมตรกรณีใช้สายแบบมัลติโหมด (Multimode) • ในการเชื่อมต่อระหว่าง Campus สามารถใช้สายแบบซิงเกิ้ลโหมด(Single Mode) ซึ่งทำให้ได้ระยะทางถึง 40 กิโลเมตร • สามารถเชื่อมต่อเซกเมนต์ระหว่างโดยการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุด (Point-to-Point) • ระยะทางจากอุปกรณ์รับส่งสัญญาณไปยังสถานีงานไม่เกิน 300 เมตร • จำนวนสถานีงานสูงสุดไม่เกิน 1,024 จุด

17. การจัดโครงสร้างเครือข่าย LAN แบบ Ethernet ขนาดใหญ่

18. การจัดโครงสร้างเครือข่าย LAN แบบ Ethernet ขนาดใหญ่ เนื่องจากปัจจุบันมัลติมีเดียมีการได้ใช้งานกันมากจึงมีความต้องการเครือข่ายความเร็วสูงในการเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์เหล่านี้เข้าด้วยกันกลุ่มทำงานของ IEEE จึงตัดสินใจที่จะปรับปรุงมาตรฐาน 802.3 ให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงขึ้นซึ่งกลายเป็นมาตรฐานเรียกว่า 802.3mแต่อย่างไรก็ตามคนทั่วไปเรียกว่าฟาสต์อีเทอร์เน็ต (Fast Ethernet)หลักการทำงานของฟาสต์อีเทอร์เน็ตเหมือนกับแบบ 802.3 เพียงแต่ลดเวลาการส่งข้อมูลของแต่ละบิตจาก 100 นาโนวินาทีเป็น 10 นาโนวินาทีจึงทำให้อัตราส่งข้อมูลส่งถึง 10 เท่าจากเดิมและสำหรับรูปร่างเครือข่ายนั้นคณะทำงานของ IEEE ได้เลือกใช้แบบฮับเนื่องจากแบบฮับนี้ใช้สายคู่ตีเกลียว

19. ที่มีขนาดบางและเบาอีกทั้งเมื่อสายขาดก็ไม่กระทบต่อการทำงานส่วนอื่นของเครือข่ายส่วนสายเคเบิลที่ใช้เป็นสื่อส่งข้อมูลนั้นคณะทำงานได้ยินยอมให้มีการใช้ได้ทั้งสายคู่ตีเกลียวแบบ category 3 ที่ใช้สำหรับระบบโทรศัพท์ทั่วไปซึ่งทำให้ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งสายใหม่ภายในตึกแต่ทั่วไปแล้วสายสำหรับฟาสต์อีเทอร์เน็ตมักจะเป็นสายคู่ตีเกลียวแบบ category 5 หรือเส้นใยแก้วนำแสงตารางที่ 3.3 แสดงคุณสมบัติทั่วไปของทั้ง 3 ชนิด

21. 3.2 มาตรฐาน LAN แบบ Token Ring (IEEE 802.5) การใช้ Token Ring ในการส่งข้อมูล (Using Tokens Ring in Transmission)มาตรฐาน LAN แบบ Ethernet มีข้อจำกัดประการหนึ่งนั่นคือการใช้เทคโนโลยีการสื่อสารข้อมูลแบบ CSMA/CD ซึ่งเมื่อจำนวนสถานีงานที่เชื่อมต่ออยู่กับเครือข่ายเพิ่มมากขึ้นโอกาสที่สถานีมากกว่า 2 สถานีจะทำการส่งข้อมูลออกมาในเวลาเดียวกันก็ย่อมจะต้องมีมากขึ้นแม้ว่าจะมีกลวิธีในการป้องกันการชนกันของข้อมูลอยู่ก็ตามแต่วิธีการเหล่านั้นจะทำงานได้ดีก็ต่อเมื่อเกิดการชนกันในครั้งแรกขึ้นแล้วเท่านั้นการติดตั้งเครือข่าย LAN แบบ Ethernet ในองค์กรที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์หรือสถานีงานจำนวนมากๆโดยขาดการออกแบบระบบงานเชื่อมต่อ

22. การจัดกลุ่มเครือข่ายย่อย (Sub Network) ที่เหมาะสมย่อมส่งผลให้อัตราการชนกันของข้อมูลมีสูงขึ้นทำประสิทธิภาพในการรับส่งข้อมูลที่ช้าลง (ยิ่งเกิดการชนกันของข้อมูลมากขึ้นก็ย่อมหมายถึงต้องเสียเวลาในการส่งข้อมูลนานขึ้นด้วย) จึงได้มีการกำหนดมาตรฐาน LAN แบบ Token Ringซึ่งการทำงานของ Token Ring นั้นปกติจะมีTokenถูกส่งวิ่งไปรอบวงแหวนเมื่อสถานีใดต้องการส่งข้อมูลก็จะจับเอาToken แล้วส่งเฟรมข้อมูลลงไปในวงแหวนพอหมดข้อมูลแล้วInterface Board ก็จะสร้างToken ขึ้นแล้วส่งไปในวงแหวนเพื่อให้สถานีอื่นสามารถจับTokenและส่งข้อมูลได้และเนื่องจากการไหลของสัญญาณในวงแหวนมีทิศทางเดียวดังนั้นข้อมูลที่ถูกส่งออกไปเมื่อถึงสถานีปลายทางข้อมูลจะถูกตรวจสอบความถูกต้องและจะตอบกลับไปว่ารับข้อมูลเข้ามาหรือไม่โดยเปลี่ยนแปลงค่าบางบิตของเฟรม

23. ลักษณะ LAN มาตรฐาน Token Ring

24. การทำงานของInterface Board ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 โหมดคือโหมดการฟังและโหมดการส่งข้อมูลในโหมดการฟังนั้นบอร์ดจะสำเนาทุกบิตเข้าไปยังบัฟเฟอร์ 1 บิตแล้วสำเนาบิตออกไปยังวงแหวนอีกในระหว่างที่บิตอยู่ในบัฟเฟอร์นั้นบิตจะถูกตรวจสอบเพื่อตีความหมายของข้อมูลและบิตอาจจะถูกเปลี่ยนแปลงค่าก่อนที่จะส่งออกมาก็ได้หลังจากมีการจับToken แล้ว Interface Board จะสลับวงจรเพื่อส่งสัญญาณข้อมูลของตัวเองออกไปยังวงแหวนเมื่อบิตข้อมูลถูกส่งไปรอบวงแหวนแล้วกลับมาบิตข้อมูลจะถูกดึงออกจากวงแหวนโดยผู้ส่งเมื่อบิตสุดท้ายของข้อมูลที่ส่งไปกลับมาถึงInterface Board แล้ววงจรของ Interface Board จะถูกสลับไปยังโหมดการฟังทันที่เพื่อป้องกันไม่ให้มันดึงเอา Token ออกมาจากวงแหวนในกรณีที่ไม่มีสถานีอื่นๆจับเอา Token นั้นไปนั่นก็แสดงว่าสถานีที่ส่งข้อมูลออกไปแล้ว

25. แสดงวงแหวนและการอินเตอร์เฟซของวงแหวนแสดงวงแหวนและการอินเตอร์เฟซของวงแหวน

26. การเชื่อมต่อ LAN แบบ Token Ring (Token Ring Physical Connectivity) สายเคเบิลที่ใช้แลน 802.5 นั้นเป็นสายคู่ตีเกลียวแบบหุ้มฉนวนและสามารถส่งข้อมูลได้ 1 หรือ 4 Mbps(ปัจจุบัน IBM ได้ประกาศมาตรฐานของแลนแบบToken Ring ที่มีอัตราส่งถึง 16 Mbps) สำหรับสัญญาณข้อมูลที่ถูกส่งถูกเข้ารหัสโดยวิธี Differential Manchester เนื่องจากการทำงานของ Token Ring เป็นลักษณะของการสร้างสัญญาณขึ้นใหม่ที่ทุก Interface Boardและสัญญาณถูกส่งไปรอบวงแหวนดังนั้นหากสายเคเบิลขาดหรือ Interface Board ของสถานีใดเสียจะทำให้ระบบไม่ทำงานซึ่งปัญหานี้ถูกแก้โดยการปล่อยสายจากทุก Interface Board เข้าสู่ศูนย์รวมสาย (wire center)

27. บางทีเรียกว่า MAU (Multi Station Access Unit) ดังแสดงในรูปที่ 3.4 ซึ่งจะช่วยให้ความเชื่อถือของระบบดีขึ้นแต่ก็เปลืองสายและต้องเพิ่มอุปกรณ์พิเศษภายในศูนย์รวมสายจะมีRelayซึ่งได้รับไฟจากสถานีเมื่อสายเคเบิลขาดหรือสถานีไม่ทำงานไฟที่จ่ายให้ Relay จะหายไปทำให้สวิตซ์ของ Relay ปิดและทำให้วงจรของวงแหวนผ่านเลยสถานีนั้นไปนอกจากนั้น Relay ยังอาจควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ซึ่งทำให้สามารถควบคุมการถอดสถานีบางสถานีออกจากวงแหวนเพื่อที่จะตรวจหาสถานีที่เสียหรือสายเคเบิ้ลที่ขาดและเมื่อเอาส่วนที่เสียหายของวงแหวนออกไปวงจรส่วนที่เหลือก็ยังสามารถทำงานตามปกติได้สำหรับรูปแบบของ Token Ringที่ใช้ศูนย์รวมสายนี้คล้ายกับแลน 802.3 ที่ใช้ Hub ดังนั้นวงแหวนรูปแบบนี้จึงมักถูกเรียกว่าวงแหวนรูปดาว (star-shaped ring)

28. โครงสร้างเฟรมของ Token Ring (Structure of Token Ring) โครงสร้างของเฟรมของToken Ring ปกติแล้วถ้าไม่มีสถานีใดส่งข้อมูลในวงแหวนจะมีToken 3 ไบต์วิ่งวนในวงแหวนเมื่อสถานีใดต้องการส่งข้อมูลจะจับTokenโดยการเปลี่ยนบางบิตของไบต์ควบคุมการเข้าวงแหวน(Access Control) จากค่า 0 เป็น 1 ซึ่งก็จะทำให้Tokenกลายเป็นส่วนเฮดเดอร์ของเฟรมข้อมูลแล้วInterface Boardจะส่งส่วนที่เหลือของเฟรมข้อมูลกำหนดความเร่งด่วนตนของข้อมูลที่ต้องการส่ง (priority bit) และบิตจองการส่งข้อมูล (reservation bit) กล่าวคือสถานีใดต้องการส่งข้อมูลด้วยระดับความเร่งด่วนข้อมูลผ่านสถานีหนึ่งมันอาจจะจองTokenได้โดยการเขียนค่าความเร่งด่วนของข้อมูลของมันลงไปที่บิตจองการส่งข้อมูลแต่ถ้าค่าของบิตจองนี้มีค่าความเร่งด่วน (ซึ่งถูกเขียนด้วยสถานีอื่นก่อนหน้า)ที่สูงกว่าของมันมักจะไม่สามารถจองTokenได้

29. โดยที่เฟรมต้องถูกส่งภายในช่วงเวลาของการถือTokenของสถานีนั้นนอกจากนั้นฟิลด์ผลรวมตรวจสอบจะเช่นเดียวกับแลน 802.3 และ 802.4ฟิลด์สถานะของเฟรม (Frame Status) จะมีบิต A และ C ที่ใช้ควบคุมการส่งข้อมูลโดยที่เมื่อฝั่งรับได้รับข้อมูลมักจะกำหนดค่าของบิตนี้เพื่อบ่งบอกสภาวะของการรับเฟรมข้อมูลซึ่งค่าของบิตนี้มีได้ 3 รูปแบบคือ

30. 1. ค่า A = 0 และ C = 0 หมายความว่าปลายทางฝั่งรับไม่อยู่ในวงแหวน2. ค่า A = 1 และ C = 0 หมายความว่าฝั่งรับอยู่ในวงแหวนแต่ไม่รับเฟรมนั้นซึ่งอาจเป็นเพราะว่ามันไม่มีบัฟเฟอร์ว่างที่จะรับข้อมูล3. ค่า A = 1 และ C = 1 หมายความว่าปลายทางรับข้อมูลแล้วสำหรับฟิลด์ท้ายเฟรมยังมีบิต E ที่ถูกเขียนโดยInterface Boardใดก็ได้ที่พบว่าการส่งข้อมูลมีความผิดพลาดเช่นสัญญาณไฟฟ้าสูงสูงและต่ำต่ำปรากฏในตำแหน่งที่ไม่น่าเกิดเป็นต้นนอกจากนั้นในฟิลด์นั้นมีบิตที่ระบุว่าเป็นเฟรมสุดท้ายของการส่งข้อมูลของสถานีส่งนั้นด้วย

31. 3.3 มาตรฐาน LAN แบบ Token Bus (IEEE 802.4) เมื่อมีการคิดค้นแลนแบบ 802.3 ก็มีการใช้แลนแบบนี้มากในสำนักงานแต่สำหรับโรงงานอัตโนมัติ (Factory Automation)เช่นเจนเนอรัลมอเตอร์ไม่อาจใช้แลนแบบนี้ได้เนื่องจากแลน 802.3 ไม่อาจรับประกันได้ว่าในขณะเวลาที่ต้องการส่งข้อมูลนั้นสถานีจะสามารถรับส่งข้อมูลได้หรือไม่เช่นในการประกอบรถยนต์เมื่อรถยนต์มาถึงหุ่นยนต์ประกอบรถยนต์แล้วหุ่นยนต์ต้องพร้อมที่จะทำงานได้หรือในการผสมสารเคมีนั้นต้องใส่สารเคมีต่างๆตามเวลาที่กำหนดไว้พอดีดังนั้นจึงมีการคิดค้นวิธีการส่งข้อมูลลงในสายซึ่งแต่ละบอร์ดควบคุมจะสามารถรู้ว่าเวลานานที่สุดที่บอร์ดควบคุมจะต้องรอก่อนส่งข้อมูลได้เป็นเท่าไร

32. แลนแบบTokenบัสซึ่งถูกกำหนดเป็นมาตรฐาน IEEE 802.4 เป็นวิธีหนึ่งที่แก้ปัญหานี้รูปที่ 12.7 แสดงหลักการทำงานแบบ Token bus จากรูปจะเห็นว่าสายเคเบิลซึ่งสถานีส่งต่างๆต่อเข้านั้นมักจะมีลักษณะเป็นเส้นตรงแบบบัสหรือแบบต้นไม้แต่ในการทำงานจาก Ring สถานีเหล่านั้นจะประกอบเป็นวงแหวนทางตรรกะ (logical ring) และสถานีแต่ละตัวจะรู้แอดเดรสของสถานีที่อยู่ทางซ้ายและทางขวาของตัวเองเมื่อวงแหวนถูกสร้างขึ้นแล้วสถานีที่มีค่าแอดเดรสสูงสุด (เช่นสถานี 20) จะสามารถส่งเฟรมข้อมูลได้และเมื่อส่งเฟรมข้อมูลแล้วสถานีนั้นจะส่งสิทธิการส่งข้อมูล (Tokenหรืออาณัติ) ให้แก่สถานีที่มีแอดเดรสรองลงไปโดยการแพร่ข้อมูลลงไปในสายแต่ระบุแอดเดรสปลายทางเป็นสถานีต่อไป (เช่นสถานี 17) ซึ่งทำให้สถานีที่ได้รับToken สามารถส่งข้อมูลไปในสายได้

33. แต่หากสถานีนั้นไม่มีข้อมูลจะส่งก็จะส่งTokenไปให้สถานีที่มีแอดเดรสถัดไปไม่ว่าสถานีนั้นจะอยู่ห่างไกลออกไป(ในที่นี้คือสถานี 13เนื่องจากตอนนี้สถานี 14 และ 19 ปิดเครื่องจึงไม่อยู่ในวงแหวนนี้) ดังนั้นการทำงานจะมีการส่ง Tokenไปยังสถานีต่างๆในทำนองเดียวกันนี้ซึ่ง Tokenนี้จะถูกเวียนไปยังสถานีต่างๆเป็นลักษณะวงแหวนสถานีที่ถือTokenเท่านั้นจึงจะสามารถส่งข้อมูลได้และเนื่องจากในขณะหนึ่งมีสถานีที่ถือTokenแค่สถานีเดียวเท่านั้นจึงไม่เกิดการชนกันของข้อมูลนอกจากนั้นในภาพจะเห็นว่าสถานี 19 ซึ่งตอนแรกอยู่ในวงแหวนนั้นเมื่อปิดเครื่องแล้วก็จะถูกลบออกจากวงแหวนดังนั้นจะเห็นว่าจะสามารถเพิ่มลดสถานีเข้าออกวงแหวนได้

34. รูป Token Bus การเชื่อมต่อ LAN แบบ Token Bus (Token Bus Physical Connectivity)

35. โครงสร้างเฟรมของ Token Ring (Structure of Token Ring) เฟรมของแลนแบบ 802.3 เฟรมTokenบัสจะมีส่วนเริ่มต้นของเฟรมซึ่งใช้ในการทำงานให้สอดคล้องกันระหว่างฝั่งส่งและฝั่งรับเพียง 1 ไบต์ฟิลด์เริ่มต้นเฟรมและฟิลด์จบเฟรมเป็นตัวบอกถึงขอบเขตของเฟรมดังนั้นในเฟรมนี้จึงไม่ต้องมีฟิลด์บ่งบอกความยาวของเฟรมข้อมูลสำหรับฟิลด์ควบคุมเฟรมใช้แยกระหว่างเฟรมข้อมูลและเฟรมควบคุมการส่งข้อมูลเช่นในกรณีการส่งTokenไปยังสถานีที่มีแอดเดรสรองลงไปนั้นค่าของไบต์นี้จะมีค่า 00001000 เป็นต้น

36. แอดเดรสของสถานีส่งและสถานีรับจะเหมือนกับแลน 802.3 กล่าวคือใช้ได้ทั้งแบบ 2 ไบต์และ 6 ไบต์นอกจากนั้นนอกจากนั้นการแยกชนิดของแอดเดรสระหว่างการส่งข้อมูลให้กับสถานีปลายทางสถานีเดียวหรือส่งให้แก่กลุ่มของสถานีก็จะเหมือนกับแลน 802.3 สำหรับฟิลด์ข้อมูลมีความยาวได้ถึง 8,182 ไบต์สำหรับเฟรมที่ใช้แอดเดรสเพียง 2 ไบต์แต่ข้อมูลอาจยาวได้เพียง 8,174 ไบต์เมื่อใช้แอดเดรส 6 ไบต์จะเห็นว่าเฟรมข้อมูลของToken Busสามารถยาวได้มากกว่าเฟรมข้อมูลของแลนแบบ 802.3 ถึง 5 เท่าทั้งนี้เนื่องจากในแลน 802.3 นั้นไม่ต้องการให้สถานีใดยึดครองการใช้ช่องสื่อสารนานเกินไปนั่นเองสำหรับฟิลด์ผลรวมตรวจสอบมีความยาว 4 ไบตและใช้วิธีเดียวกันกับแลน 802.3

38. 3.3 FDDI FDDI (Fiber Distributed Data Interface) เป็นแลนที่ทำงานแบบ Token Ring ที่มีอัตราการส่งถึง100 Mbps.และในระยะทางได้ไกลถึง 200กิโลเมตร FDDI อาจถูกใช้เป็นแบนเชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์และด้วยอัตราการส่งที่สูงจึงอาจใช้เป็นเครือข่ายกระดูกสันหลังเชื่อมโยงแลน 802 แบบเดิม

39. รูปแสดงการใช้ FDDI ส่วนใหญ่เพื่อ เป็นเครือข่ายกระดูกสันหลัง

40. Access Method สำหรับโปรโตคอลที่ใช้ในระบบ FDDI จะคล้ายกับโปรโตคอล 802.5 มากแตกต่างกันที่ใน 802.5 นั้นสถานีหนึ่งเมื่อส่งเฟรมข้อมูลไปแล้วมันจะไม่สามารถสร้างTokenขึ้นใหม่จนกว่าเฟรมที่มันส่งไปนั้นจะวนกลับมาถึงมันกล่าวคือสถานีส่งข้อมูลยังไม่หมดเฟรมต้นเฟรมจะกลับมาถึงสถานีนั้นแล้วแต่ใน FDDI นั้นอาจจะมีสถานีในระบบถึง 1,000 สถานีและความยาวของวงแหวนอาจถึง 200 กิโลเมตรดังนั้นการทำงานในรูปแบบของ 802.5 นั้นจะทำให้เสียเวลาส่งข้อมูลใน FDDI จึงยอมให้สถานีหนึ่งส่งTokenใหม่ลงไปในวงแหวนเมื่อมันส่งเฟรมข้อมูลของมันไปหมดแล้วดังนั้นในวง FDDI ขนาดโตจึงอาจมีเฟรมจากข้อมูลหลายเฟรมอยู่ในวงแหวนในขณะเดียวกันได้

41. FDDI Physical Connectivity ระบบ FDDI ใช้เส้นใยแก้วนำแสงแบบมัลติโหมดก็เพียงพอสำหรับอัตราการส่งข้อมูล 100 Mbps. จึงไม่จำเป็นต้องใช้แบบซิลเกิลโหมดซึ่งมีราคาแพงแสงที่ใช้เป็นแสงจาก LED แทนที่จะเป็นแสงเลเซอร์เพราะนอกจากราคาถูกแล้วยังไม่เป็นอันตรายต่อสายตาของผู้ใช้ด้วยสำหรับอัตราข้อมูลผิดพลาดภายในระบบ FDDI ยังไม่เกิน 1 บิตต่อการส่งข้อมูล 2.5 x 1010 บิต

42. รูปแสดงวงแหวนของ FDDI

43. แสดงรูปแบบของ FDDI ซึ่งประกอบด้วยวงแหวน 2 วงวงหนึ่งส่งข้อมูลในทิศทางตามเข็มนาฬิกาอีกวงหนึ่งส่งข้อมูลทิศทางสวนนาฬิกาดังนั้นหากวงใดวงหนึ่งขาดการส่งข้อมูลก็ยังสามารถทำได้และหากสายทั้งคู่ขาดที่จุดเดียวกันวงแหวนทั้งสองยังสามารถถูกเชื่อมโยงเป็นวงเดียวกันซึ่งความยาวจะประมาณ 2 เท่าของๆเดิมดังแสดงในรูปที่ 12.14 โดยที่แต่ละสถานีที่ส่งข้อมูลจะมี Relay ซึ่งสามารถใช้เชื่อมโยงวงแหวนทั้งสองหรือหากสถานีส่งใดมีปัญหาก็จะสามารถผ่านเลยสถานีนั้นไปได้นอกจากนั้นยังสามารถใช้อุปกรณ์ศูนย์รวมสายเชื่อมโยงสถานีต่างๆเช่นเดียวกับแลนแบบ 802.5 ได้ในระบบ FDDI มีการใช้สถานี 2 ประเภทคือ A และ B สถานีประเภท A นั้นเชื่อมโยงเข้ากับวงแหวนทั้งสอง

44. 3.4 แลนแบบ ATM (Asynchronous Transfer Mode) ATM ถูกพัฒนาขึ้นโดย CCITT ให้เป็นเครือข่ายแลนที่ใช้เชื่อมโยงโอสต์ต่างๆหรือเป็นเครือข่ายกระดูกสันหลังเชื่อมโยงแลนหลายวงเข้าด้วยกันโดยแลนแต่ละวงอาจจะมีมาตราฐานที่แตกต่างกัน เช่น Ethernet,Ring,Busหรือจะเป็นเกตเวย์ออกไปสู่แวนแบบATMอื่นๆATMแบบเครือข่ายกระดูกสันหลัง และสามารถเชื่อมโยงไปยังเครือข่ายภายนอก

45. ATM Cells การส่งเซลล์ข้อมูลเมื่อมีข้อมูลส่งมาจากโปรแกรมประยุกต์ระดับชั้น AYM จะแบ่งออกเป็นเซลล์โดยจะมีการประเฉดเดอร์จำนวน 5 ไบต์และส่งเซลล์ข้อมูลให้แก่ระดับชั้นย่อย TC ซึ่ง TC ก็จะทำการคำนวณผลรวมตรวจสอบของเฮดเดอร์ (HEC: Geader Error Control)กล่าวคือมีการนำเฮดเดอร์ 4 ไบต์ที่มีข้อมูลของเวอร์ชวลเซอร์กิตและข้อมูลควบคุมการส่งข้อมูลนั้นมาหารด้วยโพลิโนเมียล X8+X2+X+1 ซึ่งเศษของการหารจะถูกนำมาบวกกับค่า 01010101 (การนำค่านี้มาบวกจะช่วยในกรณีที่บิตส่วนใหญ่ของเฮดเดอร์มีค่าเป็น 0) แล้วค่าที่ได้ถูกนำมาเป็นผลรวมตรวจสอบของเฮดเดอร์การคำนวณผลรวมตรวจสอบของเฮดเดอร์ก็เพื่อป้องกันไม่ให้มีการส่งเซลล์ข้อมูล

46. ไปในทิศทางที่ผิดพลาดและการที่ระบบ ATM ไม่มีการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลในเซลล์ก็เนื่องมาจากสื่อส่งข้อมูลที่เป็นเส้นใจแก้วนำแสงนั้นมีอัตราความผิดพลาดต่ำอีกทั้งสำหรับการส่งข้อมูลประเภทเสียงและวีดีโอนั้นเกิดผลเสียนักหากข้อมูลผิดพลาดไม่กี่บิตนอกจากนั้นการที่ใช้แค่ 8 บิตสำหรับHECนั้นก็เนื่องจากข้อมูลผิดพลาดในเครือข่ายที่ใช้เส้นใยแก้วนำแสงนั้นส่วนใหญ่เป็นข้อมูลผิดพลาดแค่บิตเดียวซึ่งใช้ 8 บิตก็สามารถตรวจสอบได้และมีการประมาณว่าโอกาสที่ HEC จะตรวจไม่พบเฮดเดอร์ที่ผิดพลาดมีประมาณ 10-20 เท่านั้นเมื่อมีการปะ HEC ไปในเซลล์แล้วเซลล์ก็จะถูกส่งให้แก่ระบบส่งข้อมูลซึ่งระบบส่งนี้อาจเป็นแบบอะซิงโครนัสหรือแบบซิงโครนัส

47. การรับเซลล์ข้อมูล ดังที่ได้อธิบายข้างต้นแล้วว่าในการส่งข้อมูลออกนั้นระดับชั้นย่อย TC จะรับเซลล์ข้อมูลมาแล้วคำนวณ HEC ของแต่ละเซลล์และส่งเป็นสายของบิตข้อมูลออกไปนอกจากนั้นยังปรับอัตราส่งเซลล์ส่วนในการรับข้อมูลเข้านั้นระดับชั้นย่อย TC ทำหน้าที่รับสายของบิตข้อมูลเข้ามาตรวจหาของเขตเซลล์ตรวจเช็กความถูกต้องของเฮดเดอร์แล้วส่งเซลล์บิตข้อมูลที่เซลล์ของ ATM ไม่มีแฟล็กเช่น 0111111 เหมือนในกรณีของเฟรม HDLC แต่อย่างไรก็ตามระบบส่งข้อมูลบางอย่างของ ATM ก็จะช่วยในการหาขอบเขตของเซลล์เช่นระบบส่ง SONET นั้นในเฮดเดอร์ของเฟรมของมีตัวชี้ไปยังจุดเริ่มต้นของเซลล์ข้อมูลเป็นต้นแต่ในกรณีของระบบการส่งข้อมูลแบบอื่นๆนั้นการหาขอบเขตของเซลล์อาจทำได้โดยการใช้ HEC ซึ่งมีวิธีการดังต่อไปนี้

48. ในระดับชั้นย่อย TC จะมีริจิสเตอร์ 40 บิตซึ่งเลื่อนบิตเข้าทางซ้ายและเลื่อนบิตออกทางขวาเมื่อบิตข้อมูลอยู่ในรีจิสเตอร์นี้ระดับชั้นย่อย TC จะตรวจสอบว่า40 บิตนี้เป็นเฮดเดอร์หรือไม่โดยการคำนวณค่าไบต์ของ HEC จาก 4 ไบต์แรกหากคำนวณไม่ได้ค่า HECก็แสดงว่า 40 บิตนั้นไม่ใช่เฮดเดอร์ของเซลล์จะมีการเลื่อนบิตใหม่เข้ามาหนึ่งบิตเพื่อตรวจหา HEC อีกซึ่งจะทำเช่นนี้จนกว่าจะพบไบต์ของ HEC ซึ่งก็แสดงว่า 40 บิตในรีจิสเตอร์นี้อาจจะเป็นเฮดเดอร์ของเซลล์ข้อมูลและเพื่อยืนยันความถูกต้องของการตรวจสอบระบบตรวจสอบ

49. Access Method ในระดับชั้น ATM ได้กำหนดให้มีการอินเตอร์เฟซระหว่างอุปกรณ์ 2 ชนิดชนิดแรกคือ UNI (User - Network Interface) ซึ่งเป็นการอินเตอร์เฟซระหว่างโฮสต์กับเครือข่าย ATM (หรือในอีกแง่มุมหนึ่งคือระหว่างผู้ใช้กับผู้ให้บริการ) ชนิดที่สองคือการอินเตอร์เฟซระหว่างสวิตซ์ ATM (ซึ่งก็คือเราเตอร์) 2 ตัวการอินเตอร์เฟซทั้งสองชนิดนี้เซลล์ที่ถูกส่งจะประกอบด้วยเฮดเดอร์ 5 ไบต์ตามด้วยข้อมูล 48 ไบต์ดังแสดงในรูปที่ 3.10 ซึ่งจะเห็นว่าเฮดเดอร์ทั้งสองชนิดจะแตกต่างกันบ้างเฮดเดอร์เหล่านี้จะถูกใช้ในการควบคุมจัดการส่งข้อมูลดังอธิบายต่อไปนี้