Token Passing ทําหน้าที่อะไร

Multiple Access Protocols (โปรโตคอลที่ใช้ในการจัดการกับการรับส่งข้อมูลแบบ broadcast)

หลังจากพวกเราได้ศึกษาวิชา computer networking  มาบ้างแล้ว พวกเราคงจะคุ้นเคยกับคำว่า protocol ดี และรู้ว่า protocol นั้นหมายถึงการกำหนดระเบียบปฏิบัติและวิธีการที่จะใช้ในการสื่อสารกันระหว่าง node ต่าง ๆ ที่อยู่ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (ดูเพิ่มเติม internet protocol)  ใน internet protocol layer แต่ละ layer ต่างก็มี protocol เฉพาะที่เป็นของตัวเอง เพื่อใช้ในการสื่อสารระหว่าง protocol ใน layer นั้น ๆ ในบทความนี้เราจะได้เรียนรู้ protocol ที่ใช้ใน link layer ซึ่งมีลักษณะพิเศษแตกต่างจาก protocol ที่ใช้ใน … Continue reading →

Posted in Network | Tagged ชาคริต กุลไกรศรี, Carrier Sense Multiple Access, CDMA, Channel Partitioning Protocols, Code Division Multiple Access, CSMA, CSMA with collision detection, CSMA/CD, FDM, Frequency Division Multiplexing, Multiple Access Protocols, Polling Protocol, Random Access Protocol, Slotted ALOHA, Taking Turns Protocols, TDM, Time Division Multiplexing, Token Passing Protocol |

         เป็นเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่บริษัทไอบีเอ็มได้พัฒนาขึ้นโดยการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั้งหมด

ใช้รูปแบบวงแหวน โดยด้านหนึ่งเป็นตัวรับสัญญาณ และอีกด้านหนึ่งเป็นตัวส่งสัญญาณการเชื่อมต่อแบบนี้

ทำให้คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องสามารถส่งข้อมูลถึงกันได้ โดยผ่านไปในเส้นทางวงแหวนนั้น   การส่งผ่านข้อมูลจะเวียนไปใน

ทิศทางเดียวกัน การติดต่อสื่อสารระหว่างกันนี้จะมีการจัดลำดับให้ผลัดกันส่งเพื่อว่าการรับส่งข้อมูลจะได้ไม่สับสนและมีรูปแบบ

ที่ชัดเจน เครือข่ายโทเค็นริงที่ใช้กันอยู่ในขณะนี้มีความเร็ว  ในการรับส่งสัญญาณ 16 ล้านบิตต่อวินาทีข้อมูลจะไม่ชนกัน

เพราะการรับส่งมีลำดับแน่นอนข้อมูลที่รับส่งจะมีลักษณะเป็นชุดๆ แต่ละชุดมีการกำหนดตำแหน่งแน่นอนว่ามาจากสถานีใด

จะส่งไปยังสถานีปลายทางที่ใด  

           ดังนั้นถ้าสถานีใดพบข้อมูลที่มีการระบุตำแหน่งปลายทางมาเป็นของตัวเอง ก็สามารถคัดลอกข้อมูลนั้นเข้าไปได้

และตอบรับว่าได้รับข้อมูลนั้นแล้ว

                                                                                     ภาพแสดงโทเค็นริง (token ring)

โทเค็นริง (token ring)

 ข้อดี   

         1.  ใช้สายสัญญาณน้อย 

         2. ข้อมูลไม่ชนกัน

ข้อเสีย        

         1.  หากมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีปัญหาอยู่ในระบบจะทำให้เครือข่ายไม่สามารถทำงานได้เลย

         2.  การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าสู่เครือข่ายอีกครั้งอาจต้องหยุดระบบทั้งหมดลงก่อน

5.1 บทนำ

การนำเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องมาทำการเชื่อมต่อกันเป็นระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั้น จะต้องมีการศึกษาถึงเทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง และวิธีการควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย เพื่อไม่ให้เกิดการชนกันของข้อมูล

. ดังนั้น เพื่อให้การใช้งานระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์เกิดประโยชน์และมีประสิทธิภาพในการใช้งานสูงสุด ซึ่งเนื้อหาทั้งหมดในบทนี้จะกล่าวถึงเทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง และวิธีการควบคุม รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย ในลักษณะต่างๆกัน

5.2 เทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง

เทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางในระบบเครือข่าย แบ่งออกเป็น 2 วิธี คือ

1. การส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์ (Baseband)

2. การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์ (Broadband)

5.2.1 การส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์ (Baseband)

การส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์ หมายถึงการส่งข้อมูลที่มีช่องทางการสื่อสารเพียงช่องทางเดียว ดั้งนั้นจึงต้องมีเทคนิคในการจัดการข้อมูล เพื่อป้องกันการชนกันของข้อมูล ซึ่งเทคนิคที่นิยมใช้คือ เทคนิค CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

5.2.2 การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์ (Broadband)

การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์ หมายถึงการส่งข้อมูลที่มีหลายช่องทางการสื่อสาร โดยใช้ความถี่ในการส่งข้อมูลในแต่ละช่องทางการสื่อสารที่ต่างกัน เช่น การส่งสัญญาณข้อมูลและสัญญาณเสียงไปพร้อมๆกัน ดังนั้นสายสัญญาณประเภทนี้จึงมีราคาแพงกว่าสายสัญญาณแบบเบสแบนด์

5.3 การควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย

การควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย หรือวิธีควบคุมการเข้าใช้สื่อกลางในการส่งข้อมูล (Media Access Control Method Card: MAC) หมายถึงข้อตกลงในการรับ/ส่ง ข้อมูลผ่านสื่อกลาง ทุกๆโหนดในเครือข่ายจะต้องใช้มาตรฐานเดียวกัน การทำงานส่วนนี้จะกระทำในส่วนของแผงวงจรเชื่อมต่อเครือข่าย (Network Interface Card: NIC)

วิธีการควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่ายนี้ มีหลายวิธี แต่ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน มีดังนี้ คือ

1.วิธีการช่วงชิงกันส่งข้อมูล (Carrier Sense Multiple Access: CSMA/CD)

2. วิธีการใช้โทเคน (Token Passing)

5.3.1 วิธีการช่วงชิงการส่งข้อมูล (Carrier Sense Multiple Access: CSMA/CD)

วิธีการช่วงชิงกันส่งข้อมูล มีหลักการส่งข้อมูล ดังนี้ คือ

1. การตรวจฟังสัญญาณ (Carrier Sense)

ทุกๆ โหนดในระบบเครือข่ายที่ต้องการส่งข้อมูล จะทำการตรวจสอบสื่อกลางว่าว่างหรือไม่ โดยวิธีการส่งสัญญาณเข้าไปในสื่อกลางนั้น

2. ถ้าสื่อกลางไม่ว่างโหนดนั้นต้องรอและคอยส่งสัญญาณตรวจสอบเป็นระยะๆ

3. ถ้าสื่อกลางว่างจะมีสัญญาณตอบกลับให้ทราบ โหนดนั้นก็สามารถเริ่มส่งข้อมูลได้ โดยการแพร่กระจายข้อมูลไปทั่วเครือข่าย ทุกๆ โหนดในเครือข่ายสามารถเห็นข้อมูลนั้น

4. การส่งข้อมูลลักษณะนี้ ถ้ามีโหนดมากกว่าหนึ่งโหนดต้องการส่งข้อมูลในเวลาเดียวกัน และได้รับสัญญาณตอบกลับว่าสื่อกลางว่างพร้อมกัน ทำให้มีการส่งข้อมูลเข้าไปในสื่อกลางมากกว่าหนึ่งโหนด ขั้นตอนนี้เรียกว่า การใช้สื่อกลางร่วมกัน (Multiple Access) ซึ่งทำให้ข้อมูลนั้นเกิดการชนกัน และเมื่อเกิดการชนกันของข้อมูลในเครือข่าย แต่ละโหนดต้องหยุดการส่งข้อมูล แล้วทำการสุ่มเวลาเพื่อรอการตรวจสอบสื่อกลางและส่งข้อมูลในรอบใหม่

จากรูปที่ 5.3 ถ้าโหนดที่ 1 และโหนดที่ 3 มีการส่งข้อมูลออกมาพร้อมกัน ทำให้เกิดการชนกันของข้อมูลในเครือข่าย ดังนั้นโหนดที่ 1 และโหนดที่ 3 จะต้องทำการสุ่มเวลาเพื่อรอการตรวจสอบสื่อกลางและส่งข้อมูลในรอบใหม่

5.3.2 วิธีการใช้โทเคน (Token Passing)

วิธีการใช้โทเคน มีหลักการส่งข้อมูล ดังนี้ คือ

1. ในเครือข่ายจะมีกลุ่มบิตควบคุมที่เรียกว่าโทเคน (Token)

2. โทเคนนี้ทำหน้าที่วิ่งวนไปในสื่อกลางรอบเครือข่าย เพื่อ รับ/ส่ง ข้อมูลจากโหนดต่างๆ

3.แต่โหนดจะคอยตรวจสอบสัญญาณโทเคนที่ผ่านมาว่าว่างมีข้อมูลส่งมาถึงตนเองหรือไม่ หรือคอยตรวจสอบว่าสัญญาณโทเคนนั้นว่างให้ตนเองส่งข้อมูลไปให้โหนดอื่นๆ หรือไม่

-กรณีที่โหนดที่ 1 ต้องการส่งข้อมูลไปโหนดที่ 4

-โหนดที่ 1 จะทำการตวจสอบสัญญาณโทเคนที่ผ่านมาว่าว่างให้ตนเองส่งข้อมูลหรือไม่

-ถ้าสัญญาณโทเคนว่าง โหนดที่ 1 จะทำการเปลี่ยนข้อมูลของสัญญาณโทเคน เพื่อบอกให้โหนดอื่นทราบว่าขณะนี้สัญญาณโทเคนกำลังถูกใช้งานอยู่ แล้วส่งข้อมูลไปพร้อมกับสัญญาณโทเคนไปยังโหนด 2

-เมื่อโหนดที่ 2 รับข้อมูลจากโทเคน และตรวจสอบพบว่าไม่ใช่ข้อมูลของตนเองก็จะทำการส่งข้อมูลนั้นไปยังโหนดที่ 3

-เมื่อโหนดที่ 3 รับข้อมูลจากโทเคนและตรวจสอบพบว่าไม่ใช่ข้อมูลของตนเอง ก็จะทำการส่งข้อมูลนั้นไปยังโหนดที่ 4

-เมื่อโหนดที่ 4 รับข้อมูลจากโทเคน และตรวจสอบพบว่าเป็นข้อมูลของตนเอง ก็จะเก็บข้อมูลนั้นไว้พร้อมทั้งเปลี่ยนข้อมูลของสัญญาณโทเคนเพื่อบอกให้โหนดอื่นทราบว่าสัญญาณโทเคนว่าง

สรุปสาระสำคัญท้ายบท

เทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลาง

เทคนิคการส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางในระบบเครือข่าย แบ่งออกเป็น 2 วิธี คือ

1.การส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์ (Baseband)

การส่งข้อมูลแบบเบสแบนด์ หมายถึงการส่งข้อมูลที่มีช่องทางการสื่อสารเพียงช่องทางเดียวดังนั้นจึงต้องมีเทคนิคในการจัดการข้อมูล เพื่อป้องกันการชนกันของข้อมูล ซึ่งเทคนิคที่นิยมใช้คือ เทคนิค CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

2.การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์ (Broadband)

การส่งข้อมูลแบบบรอดแบนด์ หมายถึงการส่งข้อมูลที่มีหลายช่องทางการสื่อสาร โดยใช้ความถี่ในการส่งข้อมูลในแต่ละช่องทางการสื่อสารที่ต่างกัน เช่น การส่งสัญญาณข้อมูลและสัญญาณเสียงไปพร้อมๆกัน ดังนั้นสายสัญญาณประเภทนี้จึงมีราคาแพงกว่าสายสัญญาณแบบเบสแบรนด์

การควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย

การควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย หรือวิธีการควบคุมการเข้าใช้สื่อกลางในการส่งข้อมูล (Media Access Control Method: MAC) หมายถึงข้อตกลงมนการ รับ/ส่ง ข้อมูลผ่านสื่อกลาง ทุกๆโหนดในเครือข่ายจะต้องใช้มาตรฐานเดียวกัน การทำงานส่วนนี้จะกระทำในส่วนของแผงวงจรเชื่อมต่อเครือข่าย (Network Interface Card: NIC)

วิธีการควบคุมการ รับ/ส่ง ข้อมูลในเครือข่าย มีหลายวิธี แต่ที่นิยมใช้ในปัจจุบัน มีดังนี้คือ

1.วิธีการช่วงชิงการส่งข้อมูล (Carrier Sense Multiple Access: CSMA/CD)

-การตรวจฟังสัญญาณ (Carrier Sense)

ทุกๆ โหนดในระบบเครือข่ายที่ต้องการส่งข้อมูล จะทำการตรวจสอบสื่อกลางว่าว่างหรือไม่ โดยวิธีการส่งสัญญาณเข้าไปในสื่อกลางนั้น

-ถ้าสื่อกลางไม่ว่างโหนดนั้นต้องรอและคอยส่งสัญญาณตรวจสอบเป็นระยะๆ

-ถ้าสื่อกลางว่างจะมีสัญญาณตอบกลับให้ทราบ โหนดนั้นก็สามารถเริ่มส่งข้อมูลได้ โดยการแพร่กระจายข้อมูลไปทั่วเครือข่าย ทุกๆ โหนดในเครือข่ายสามารถเห็นข้อมูลนั้น

-การส่งข้อมูลลักษณะนี้ ถ้ามีโหนดมากกว่าหนึ่งโหนดต้องการส่งข้อมูลในเวลาเดียวกัน และได้รับสัญญาณตอบกลับว่าสื่อกลางว่างพร้อมกัน ทำให้มีการส่งข้อมูลเข้าไปในสื่อกลางมากกว่าหนึ่งโหนด ขั้นตอนนี้เรียกว่า การใช้สื่อกลางร่วมกัน (Multiple Access) ซึ่งทำให้ข้อมูลนั้นเกิดการชนกัน และเมื่อเกิดการชนกันของข้อมูลในเครือข่าย แต่ละโหนดต้องหยุดการส่งข้อมูล แล้วทำการสุ่มเวลาเพื่อรอการตรวจสอบสื่อกลางและส่งข้อมูลในรอบใหม่

2.วิธีการใช้โทเคน (Token Passing)

-ในเครือข่ายจะมีกลุ่มบิตควบคุมที่เรียกว่าโทเคน (Token)

-โทเคนนี้ทำหน้าที่วิ่งวนไปในสื่อกลางรอบเครือข่าย เพื่อ รับ/ส่ง ข้อมูลจากโหนดต่างๆ

-แต่โหนดจะคอยตรวจสอบสัญญาณโทเคนที่ผ่านมาว่าว่างมีข้อมูลส่งมาถึงตนเองหรือไม่หรือคอยตรวจสอบว่าสัญญาณโทเคนนั้นว่างให้ตนเองส่งข้อมูลไปให้โหนดอื่นๆ หรือไม่