DCM Summerize Chapter7: Local Area Network

Preclasss_บทที่ 7 Local Area Network

หัวข้อที่จะศึกษา
ท ลักษณะโดยทั่วไปของเครือข่าย LAN (Introduction)
ท ประเภทของ LAN โดยจำแนกตามรูปแบบการเชื่อมต่อที่เรียกว่า Topology (LAN Topologies)
ท ประเภทของ LAN โดยจำแนกตามบทบาทของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อในเครือข่าย LAN นั้นๆ (LAN Categorized by Computer Roles)
ท โปรโตคอล ที่เรียกว่า Media Access Control Protocol ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ องค์ประกอบหนึ่งในมาตรฐานเครือข่าย LAN ที่ใช้ในปัจจุบัน (Media Access Control Protocols)

Introduction
ท LAN ย่อมาจาก Local Area Network เป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่ถูกออกแบบมาให้ใช้สำหรับการเชื่อมต่อในระยะทางที่ไม่ไกลนัก ระยะทางที่ไม่ไกลนัก จะครอบคลุมพื้นที่ในระดับของห้อง ของชั้น ของอาคาร หรือแม้แต่อาคารที่ใกล้เคียงกัน ก็สามารถใช้เทคโนโลยีเครือข่าย LAN ในการเชื่อมต่อได้
ท มีขีดความสามารถในการรับ-ส่งได้ในความเร็วสูงๆ และมีข้อผิดพลาดในการรับ-ส่งข้อมูลต่ำ
ท เครือข่าย LAN เป็นสิ่งที่เติบโตมาพร้อมกับความก้าวหน้าและการผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ที่มีการใช้งานมากขึ้นและมีราคาที่ถูกลงจึงทำให้เกิดความต้องการเชื่อมต่อเครื่องพีซีเหล่านั้นเข้าด้วยกัน จึงเป็นที่มาที่ทำให้การเชื่อมต่อ LAN ได้รับความนิยมนับจากจุดนั้นเป็นต้นมา

จำแนกประเภทของฟังก์ชัน หรือ จุดประสงค์ของการใช้เครือข่าย LAN แบ่งออกเป็น 3 ประเภท
ท เป็นการใช้เครือข่าย LAN เพื่อ share ทรัพยากร (Resource Sharing) โดยเฉพาะทรัพยากรที่มีราคาแพง เช่น การแชร์ฮาร์ดดิสก์ ในอดีตฮาร์ดดิสก์มีราคาแพงจึงทำให้ต้องมีการแชร์, พรินเตอร์ โดยเฉพาะเครื่องเลเซอร์พรินเตอร์ การใช้งานแรกๆ จึงเป็นการแชร์ทรัพยากรที่มีราคาแพง
ท เป็นสื่อกลางในการแชร์ Information และ Data (Information and Data sharing) เช่น การพัฒนา Database Applications, Web, Intranet และ Video on Demand จึงเป็นจุดประสงค์ที่เริ่มมีความสำคัญในระยะหลัง
ท เป็นช่องทางในการติดต่อสื่อสาร (Communication) เช่น รูปแบบโปรแกรมหรือ Application ที่รันบนเครือข่าย LAN เพื่อรองรับรูปแบบดังกล่าว อาทิเช่น E-Mail, CSCW (Computer Supported Collaborative Work) เช่น ซอฟท์แวร์ที่เป็น workflow ต่างๆ, Web board, IP Telephone

ลักษณะโดยทั่วไปของเครือข่าย LAN
ท ใช้งานในพื้นที่ที่มีระยะทางไม่ไกลมากนัก
ท เป็นเครือข่ายที่ผู้ใช้ หรือเจ้าของอาคารเป็นเจ้าของเครือข่าย LAN ที่ถูกติดตั้งขึ้น ซึ่งแตกต่างจากเครือข่าย WAN และ MAN ซึ่งโดยปกติผู้ใช้บริการจะไม่ได้เป็นเจ้าของเครือข่าย แต่เป็นผู้เช่าเครือข่ายนั้น
ท ถูกออกแบบมาให้เป็น Shared medium technology นั่นคือถูกออกแบบมาเพื่อให้เชื่อมต่อในรูปแบบ Multipoint-Connection แต่แนวโน้มในปัจจุบันเริ่มเปลี่ยนไป เนื่องจากการใช้งานแบบ Multipoint-Connection เริ่มลดลง เริ่มนำอุปกรณ์มาใช้ในการเชื่อมต่อกันโดยที่ไม่ต้อง Shared Medium กันมากขึ้น แนวโน้มการ Shared medium คงลดลง
ท มีความเร็วในการเชื่อมต่อสูง
ท ตัวอย่างเช่น Ethernet, Token Ring

ประเภทของการเชื่อมต่อ (LAN Topology)
เป็นรูปแบบของการเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน เรียกว่า Topology โดยเกี่ยวข้อง 2 ลักษณะ คือ Physical Topology และ Logical Topology

ท Physical Topology เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อทางกายภาพ คือเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งเชื่อมต่อโดยใช้สาย เชื่อมต่อเข้ากับอุปกรณ์หรือเครื่องคอมพิวเตอร์อีกเครื่องหนึ่งในลักษณะอย่างไร
ท Logical Topology การส่งข้อมูลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหลือว่ามีการกระจายข้อมูลไปเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นอย่างไร

รูปแบบหลักๆ ของ LAN Topology
ท Bus
ท Tree
ท Star
ท Ring
ท Broadcast (wireless)

ภาพหน้า 8 ความแตกต่างระหว่าง Physical Topology และ Logical Topology
ภาพบน ทาง Physical Topology เรียกว่า Bus Topology เนื่องจากใช้สายเพียงเส้นเดียว สายเส้นนั้นจะเชื่อมต่อกับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหลือทั้งหมด
ภาพล่าง ทาง Physical Topology เรียกว่า Star Topology การเชื่อมต่อประเภทนี้จะมีอุปกรณ์ เช่น Hub เป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่ออยู่ 1 ตัว คอมพิวเตอร์ต่างๆ จะเชื่อมโยงเข้าหา ผ่าน Hub ซึ่งเป็นศูนย์กลาง

แต่การส่งข้อมูล (Logical Topology) ทั้งสองมีการส่งข้อมูลแบบเดียวกัน ถึงแม้มีการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน ทั้งสองมีการส่งข้อมูลเหมือนกัน สังเกตจาก ลักษณะข้อมูลที่ส่งออกมา โดยเครื่อง A ส่งข้อมูลออกมาสู่ระบบเครือข่าย จะถูกส่งต่อไปยังเครื่องอื่นๆ ที่เหลือทั้งหมด รวมทั้งเครื่องที่ส่งเอง เช่นเดียวกับภาพด้านล่าง ที่เครื่อง A ส่งข้อมูลยัง Hub แล้ว Hub กระจายข้อมูลต่อไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์ในเครือข่าย

Bus/Tree Topology
ทั้งสองมีลักษณะที่ใกล้เคียงกัน
ท Bus Topology มีลักษณะ Physical: Bus, Logical: Bus
ท Tree Topology มีลักษณะ Physical: Tree, Logical: Bus
ทั้งสองลักษณะเป็นการเชื่อมต่อโดยอาศัย Coaxial Cable

ภาพหน้า 10 ภาพบนเป็นการเชื่อมต่อของ ระบบเครือข่าย LAN ที่ใช้ Bus Topology ในลักษณะการเชื่อมต่อจะมีสายโคแอกเชียลอยู่เส้นหนึ่ง แล้วเครื่องคอมพิวเตอร์ที่จะเชื่อมต่อในเครือข่ายนี้จะ Tap เชื่อมต่อ LAN Card ของแต่ละเครื่อง เข้ากับสายโคแอกเชียลแต่ละเส้นได้โดยตรง

ในขณะที่การเชื่อมต่อแบบ Tree Topology (ภาพล่าง) จะเชื่อมต่อระหว่าง LAN Card ของแต่ละเครื่อง ไปยังสายโคแอกเชียลแต่ละเครื่องนั้น จะทำผ่านสายโคแอกเชียลอีกเส้นหนึ่ง (network card ไม่ได้เชื่อมต่อเข้ากับสายโคแอกเชียลโดยตรงเหมือน Bus)

ทั้งสองมีการรับ-ส่งข้อมูลแบบ Bus เหมือนกัน หมายความว่าเมื่อเครื่องใดเครื่องหนึ่งส่งข้อมูลไปยังเครือข่าย เครื่องอื่นๆ ที่อยู่ในเครือข่ายที่อยู่ในบัสเดียวกันก็จะได้รับข้อมูลด้วย (ดูภาพเพิ่มเติมการรับ-ส่งข้อมูลแบบบัส หน้า 12)

Star Topology
ุ Star-wired Bus Topology
มีลักษณะ Physical: Star, Logical: Bus

ภาพหน้า 15 เป็นการเชื่อมต่อแบบ Star-wired Bus Topology ในทางกายภาพจะมีการเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์ศูนย์รวม นั่น คือ Hub อุปกรณ์แต่ละตัวจะมีสายเชื่อมมาสู่ Hub โดยการเชื่อมต่อแบบนี้มี Logical แบบ Bus เนื่องจากเมื่อเครื่องใดเครื่องหนึ่งส่งข้อมูลมายัง Hub ข้อมูลจะถูกกระจายไปยังทุกเครื่องที่ต่อกับ Hub ตัวนั้น
และการกระจายข้อมูลก็จะมีลักษณะเหมือน Bus Topology

ุ Star-wired Ring Topology
มีลักษณะ Physical: Star, Logical: Ring
ภาพหน้า 18 ความแตกต่างระหว่าง Star-wired Bus Topology และ Star-wired Ring Topology คือ Logical Topology ที่แตกต่างกันเพราะการเชื่อมต่อทั้งสองทางกายภาพทั้งสองแบบเหมือนกัน คือ Star โดยแบบที่ Logical Topology แบบ Ring หมายความว่า เมื่อมีการส่งข้อมูลจากเครื่องใดในระบบเครือข่าย ข้อมูลจะวิ่งไปยังเครื่องถัดไป เครื่องถัดไปเมื่อได้รับข้อมูลแล้ว ก็จะส่งไปยังเครื่องถัดมา การส่งข้อมูลจะเป็นลักษณะการส่งเป็นทอดๆ จนกว่าข้อมูลจะถูกส่งไปยังเครื่องที่เป็นต้นกำเนิดของข้อมูล

ภาพหน้า 20 เป็นการเชื่อมต่อแบบ Star Topology คือมีอุปกรณ์เชื่อมโยงกลาง 1 ตัว อุปกรณ์ที่เหลือก็จะเชื่อมโยงมายังอุปกรณ์ตัวนั้น แต่ในกรณีนี้อุปกรณ์ที่เป็นศูนย์รวมในการเชื่อมต่อ มีชื่อเรียกเฉพาะว่า Multi-Station Access Unit (MAU) แทนที่เรียกว่า Hub

ภาพหน้า 21 การเชื่อมต่อทางกายภาพแบบ Star ทำให้การรับส่งเป็นแบบ Ring ได้ โดยอยู่ที่การทำงานของ Multi Station Access Unit (MAU) ตัว MAU ทำหน้าที่ในการควบคุมการรับส่งข้อมูล เพื่อให้ลำดับการรับส่งข้อมูลเป็นแบบ Ring Topology (จากภาพ) เมื่อข้อมูลส่งเข้าไปยัง MAU/ MAU ก็จะส่งข้อมูลไปยัง port ถัดไป ซึ่งทำให้เครื่องที่อยู่ถัดไปได้รับข้อมูล และข้อมูลก็จะวกกลับมายังอุปกรณ์เป็นต้นกำเนิดเหมือนเดิม ในกรณีที่ port บาง port ไม่มีคอมพิวเตอร์เชื่อมอยู่ MAU จะทำหน้าที่ในการเชื่อมต่อทางเข้า-ออกของข้อมูลเพื่อที่จะทำให้การรับ-ส่งข้อมูลในวงแหวน เป็นเส้นทางที่ครบในวง ไม่ว่าข้อมูลจะส่งมาจากอุปกรณ์ใดก็ตาม สุดท้ายกจะส่งมายังเครื่องที่เป็นต้นกำเนิดของข้อมูล

Broadcast Topology
มีลักษณะ Physical: No physical cable, Logical: Point-to-point, Star

อาจจะไม่จัดว่าเป็น Topology เนื่องจากไม่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพ เนื่องจากเป็นผลจากการใช้คลื่นวิทยุเป็นสื่อในการเชื่อมต่อข้อมูล การรับ-ส่งข้อมูลเป็นแบบ Point-to-point และ Star

การรับ-ส่งแบบ Point-to-point หมายความว่าอุปกรณ์ 2 ตัวต้องการเชื่อมต่อกัน แลกเปลี่ยนข้อมูลกันโดยตรง ในขณะที่การรับส่งแบบ Star ต้องมีการเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์อีกตัวหนึ่ง ซึ่งทำหน้าที่คล้าย Hub แต่ในที่นี้เรียกว่า access point หรือ AP ซึ่งเป็นตัวเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ผ่าน Wireless หรือ คลื่นวิทยุ นอกจากนี้ยังใช้ access point ในการเชื่อมต่อระหว่างกลุ่มเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้คลื่นวิทยุ หรือ Wireless กับ เครือข่ายหรือกลุ่มเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้สายเคเบิล

การเชื่อมต่อแบบออกเป็น 2 รูปแบบ คือ
ุ A single cell (ภาพหน้า 24) (มี 1 service set) คือ มี access point 1 ตัว แล้วอุปกรณ์ต่างๆ ก็จะติดต่อผ่าน access point ตัวนี้
ุ Multiple-cell (ภาพหน้า 25) มี access point หลายตัว ระหว่าง access point อาจจะเชื่อมต่อกันในเครือข่ายโดยใช้สายก็ได้ หรือเชื่อมต่อกันโดยใช้คลื่นวิทยุก็ได้

ประเภทของ LAN โดยจำแนกตามบทบาทของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อในเครือข่าย LAN นั้นๆ (LAN Categorized by Computer Roles)

โดยปกติเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อในเครือข่าย LAN จะมีบทบาทใน 2 ลักษณะ คือ เป็น client และ server บทบาทในการเป็น Client คือ คอมพิวเตอร์เครื่องนั้นเป็นผู้ใช้บริการในเครือข่าย ในขณะที่บทบาทของ server คือ ให้บริการเครือข่ายบางอย่างกับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เหลือที่ทำหน้าที่เป็น Client

สามารถจำแนกตามบทบาทได้ 2 ลักษณะคือ
ุ Peer-to-Peer LAN
(ภาพหน้า 28) เป็นเครือข่ายที่มีขนาดเล็ก มีค่าใช้จ่ายติดตั้งต่ำ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในลักษณะนี้จะเป็นได้ทั้ง Client และ Server ในเครื่องเดียวกัน (จากภาพ) เป็นการเชื่อมต่อแบบ Peer-to-Peer โดยเครื่องคอมพิวเตอร์เป็นได้ทั้ง Client และ server โดยเซิร์ฟเวอร์ในที่นี้คือ การใช้บริการพรินเตอร์ ให้กับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นๆ โดยให้เครื่องอื่นส่งงานมายังเครื่องเซิร์ฟเวอร์เพื่อให้สามารถพิมพ์งานได้

ข้อดีของการใช้งานประเภทนี้ คือไม่มีความจำเป็นที่ต้องใช้เครื่องคอมพิวเตอร์เป็นเซิร์ฟเวอร์โดยเฉพาะ ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการติดตั้ง และการดูแลรักษาก็สามารถทำได้ง่าย

ข้อเสีย คือ reliability เนื่องจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้เป็นเซิร์ฟเวอร์มีปัญหา หรือไม่ได้เปิดเครื่อง จะทำให้ network service ที่ให้กับคอมพิวเตอร์อื่น หยุดทำงานไปด้วย นอกจากนี้ยังมีปัญหาด้าน Security มี 2 ประเด็นคือ ด่นกายภาพ คือ เครื่องต้องทำหน้าที่เป็นทั้ง Client และ Server ทำให้ต้องติดตั้งในพื้นที่ใช้งาน ทำให้ไม่มีมาตรการในแง่ของความปลอดภัยในเชิงกายภาพได้ ทำให้ความปลอดภัยรูปแบบนี้ต่ำกว่า Server-based LAN ประการที่สอง คือ ซอฟท์แวร์ที่ใช้ในระบบปฏิบัติการ มีความปลอดภัยน้อยกว่า ซอฟท์แวร์ที่ใช้ในระบบปฏิบัติการใน Server-based LAN

ุ Server-based LAN
(ภาพหน้า 30) มีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ถูกออกแบบให้ทำหน้าที่เป็นเซิร์ฟเวอร์โดยเฉพาะ เครื่องเซิร์ฟเวอร์จะไม่มีผู้ใช้เข้ามาใช้งานโดยตรง เป็นเครื่องที่ใช้บริการ Network Service กับคอมพิวเตอร์ที่เหลือที่ทำหน้าที่เป็น Client

ประเภท Server ที่มีให้บริการใน Server-based LAN
เซิร์ฟเวอร์แต่ละประเภทให้บริการแตกต่างกัน เช่น
ท File server
ให้บริการ File Service กับเครื่องอื่นๆ File Service คือ คอมพิวเตอร์เครื่องอื่นสามารถเข้ามาอ่านข้อมูล ที่อยู่บน File server ได้ สามารถเขียนข้อมูลและบันทึกลงในฮาร์ดดิสก์ของ File server ได้ และสามารถลบข้อมูลที่อยู่ใน File server ได้

ข้อดี คือ ผู้ใช้สามารถแชร์ไฟล์ระหว่าง ผู้ใช้ที่แตกต่างกันได้ สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลโดยผ่านทาง File server

(ภาพหน้า 33) ภาพอธิบายในเชิง conceptual ของ File server การใช้ File server จะทำให้เครื่อง Client 2 เครื่องนี้ เห็น File server เห็นข้อมูลที่อยู่ในฮาร์ดดิสก์ของ File server เสมือนปรากฏหรือเก็บไว้ใน Local disc ของตัวเอง อย่างไรก็ตาม ความสามารถของ File server ทำให้ผู้ดูแลระบบสามารถกำหนดระดับการเข้าถึงไฟล์ที่ติดตั้งหรือเก็บอยู่ในไฟล์เซิร์ฟเวอร์ได้ กำหนดให้ผู้ใช้บางคนไม่สามารถ access ไฟล์บางไฟล์ได้ หรือผู้ใช้บางคนไม่สามารถลบข้อมูลได้ ขึ้นอยู่กับขีดความสามารถที่ติดตั้งอยู่ที่ File server และการกำหนดของผู้ดูแลระบบ

ท Database server
(ภาพหน้า 34) เป็นภาพที่แสดงให้ความแตกต่างระหว่าง File server กับ Database server อย่างย่อๆ File server ให้บริการข้อมูลใน ระดับไฟล์ (File) Database server ให้บริการข้อมูลในระดับ record หรือ เฉพาะบางส่วนที่อยู่ใน file ทำให้ปริมาณการส่งข้อมูลในเครือข่ายที่มีการร้องขอ โดยใช้ database server นั้น ปริมาณที่ถูกส่ง ผ่านเครือข่ายจะมีปริมาณที่น้อยกว่าส่งผ่านเครือข่ายโดยใช้ File server เนื่องจากต้องส่งข้อมูลมาเป็นก้อนทีละ file แต่ Database server สามารถดึงเฉพาะไฟล์ไปสู่ Client ได้

ท Print server
(ภาพหน้า 35) เป็นตัวเชื่อมโยงระหว่างเครือข่ายกับพรินเตอร์ ทำให้ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถส่งงานและพิมพ์งานโดยที่เครื่องพรินเตอร์ไม่ได้ติดต่อทางกายภาพกับเครื่องนั้น (จากภาพ) ผู้ใช้ที่ Client PC สามารถที่จะส่งงานออกมาพิมพ์ยังพรินเตอร์เครื่องนี้ได้ ผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่า Print server ลักษณะอาจเป็นอุปกรณ์อื่นๆ (ดังภาพ) หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่เชื่อมต่อในระบบเครือข่าย แล้วทำการเซตตัวระบบปฏิบัติการเพื่อให้ทำหน้าที่เป็น Print server ก็ได้

ท Remote Access Server
(ภาพหน้า 36) อาจจะเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือเครื่องที่ได้รับการผลิตมาเพื่อทำหน้าที่ Remote Access Server โดยเฉพาะก็ได้ ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมเครือข่าย LAN ในหน่วยงานกับผู้ใช้ที่เชื่อมต่อเข้าสู่เครือข่ายภายในจากนอกออฟฟิศ อาจจะเชื่อมต่อผ่านทางสายโทรศัพท์ปกติ ใช้โมเด็มหมุนเข้ามาในลักษณะเดียวกับ เวลาเราเชื่อมต่อเข้ากับ ISP หรือผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต ลักษณะการใช้งานประเภทนี้มีประโยชน์ เช่น พนักงานที่ยู่นอกบริษัทและต้องการที่จะเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่อยู่ภายในบริษัท อาจจะเพื่อรับส่งข้อมูลเข้าสู่ฐานข้อมูลที่อยู่ภายในบริษัท

ในการเชื่อมต่อประเภทนี้ ต้องมี Remote Access Server เป็นตัวคอยรับการเชื่อมต่อจากผู้ใช้ผ่านสายโทรศัพท์และโมเด็ม ในอีกฝากหนึ่ง Remote Access Server ต้องมีการเชื่อมต่อกับเครือข่ายภายใน ก็จะทำให้ผู้ใช้ภายนอกหมุนโทรศัพท์เข้ามาที่ Remote Access Server สามารถเชื่อมโยงไปยังทรัพยากรต่างๆ ที่เหลือที่อยู่ในเครือข่าย LAN ขององค์กรได้

ท Other servers (Fax server, E-mail server, Web server, Directory server, DHCP server, Authentication server)

เครื่องคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์จะทำหน้าที่เป็นอย่างไรขึ้นอยู่กับซอฟท์แวร์ที่ติดตั้งและรันอยู่บนเครื่องเซิร์ฟเวอร์ เครื่องเซิร์ฟเวอร์ 1 เครื่องอาจจะทำหน้าที่มากกว่า 1 ประเภทก็ได้ โดยทำการรันโปรแกรมหลายๆ โปรแกรมไว้เครื่องเดียวกัน

Remote Access Control Protocols
ในบทที่ 6 ได้พูดถึงฟังก์ชันที่สำคัญ 3 ประการ ของ Data link layer 1 ใน 3 นั่นคือ การทำ Medium Access Control Protocols เป็นวิธีการที่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เชื่อมเข้ากับสายเคเบิล หรือ สื่อนำสัญญาณเส้นเดียวกันได้ และสามารถแชร์สายเส้นเดียวกันในการรับส่งข้อมูลกันได้ (เป็นโปรโตคอลที่ใช้ร่วมกับการเชื่อมต่อในลักษณะ Multipoint connection) ซึ่งระบบเครือข่าย LAN ในสมัยแรกที่นำมาใช้มีการเชื่อมต่อแบบ Multipoint Connection ทั้งสิ้น

กฎเกณฑ์ในการควบคุมที่อุปกรณ์ใดจะได้สิทธิ์ในการใช้สื่อนั้นส่งข้อมูล มี 2 ลักษณะ

ท Contention-based protocols
เป็นรูปแบบที่ใช้ในเครือข่าย LAN ตามมาตรฐาน Ethernet รูปแบบของ Medium Access Control Protocols ที่เป็นลักษณะ contention-based protocols ซึ่งใช้ในเครือข่าย Ethernet มีชื่อเรียกว่า CSMA/CD ย่อมาจาก carrier sense multiple access with collision detection ลักษณะการทำงาน คือ จะเริ่มจากที่ เมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์หรือ workstation จะทำการส่งข้อมูล จำเป็นต้องทำการตรวจสอบก่อนว่า ณ ขณะเวลานั้นๆ เครื่องอื่นใช่สื่อหรือสายส่งข้อมูลอยู่หรือไม่ เป็น step ที่เรียกว่า carrier sense ถ้าพบว่า ไม่มีเครื่องอื่นเครื่องใดกำลังใช้สื่อในการส่งข้อมูล เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นก็สามารถส่งข้อมูลมาภายในสายได้ ด้วยวิธีนี้ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์แชร์สายเส้นเดียวกันในการรับส่งข้อมูลได้ แต่ถ้าหากเครื่องคอมพิวเตอร์ต้องการส่งข้อมูลแล้วเช็คแล้วว่างสายไม่ว่าง เนื่องจากมีเครื่องอื่นใช้สายในการส่งข้อมูล เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นก็ต้องจำเป็นที่จะต้องรอจนกว่าสายจะว่าง

ปัญหาคือ เครื่องคอมพิวเตอร์มากกว่า 1 เครื่องจะส่งข้อมูลในเวลาที่ใกล้เคียงกัน ในกรณีนี้หากตรวจสอบสัญญาณที่วิ่งอยู่ภายในสาย เมื่อไม่พบว่าเครื่องคอมพิวเตอร์กำลังส่งข้อมูลอยู่ คอมพิวเตอร์ทั้งสองเครื่องก็จะส่งมาในสายพร้อมๆ กัน สัญญาณที่ส่งมาจากเครื่องหนึ่งก็ทำให้รบกวนการส่งสัญญาณของเครื่องอื่นๆ ก็จะทำให้การรับ ส่งข้อมูลมีความผิดพลาดไม่สามารถที่จะส่งข้อมูลต่อไปได้ กระบวนการนี้เรียกว่า collision detection คือ ในระหว่างที่เครื่องใดเครื่องหนึ่งกำลังส่งข้อมูล ต้องมีการตรวจสภาพของสัญญาณที่วิ่งอยู่ในสายด้วย ในกรณีที่มีเครื่องอื่นส่งสัญญาณออกมาพร้อมๆ กัน เครื่องคอมพิวเตอร์จะ check สัญญาณที่ผิดปกติไปจากเดิม ที่เรียกว่า สามารถ check สิ่งที่เกิด collision ที่จะเกิดขึ้น เมื่อเครื่องแต่ละเครื่อง check แล้วว่าเกิด collision ขึ้น ก็จะหยุดส่งข้อมูลโดยทันที หลังจากนั้นแต่ละเครื่องก็จะรอไปในระยะเวลาหนึ่งและพยายามทำการส่งข้อมูลใหม่อีกครั้ง แต่ระยะเวลาในการรอของแต่ละเครื่องแตกต่างกัน เพื่อจะไม่ให้เกิดการชนกันในรอบถัดไป

ท Round robin (token passing) protocols
เป็น Protocols ที่ใช้ในเครือข่าย LAN ที่เรียกว่า Token ring LANs เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะส่งข้อมูลได้ก็ต่อเมื่อได้รับเฟรมข้อมูลที่มีลักษณะเฉพาะ หรือเรียกว่า Token frame โดย Token frame จะถูกส่งต่อจากเครื่องหนึ่งไปยังเครื่องถัดๆ ไป เป็นลักษณะเป็นวง คือเครื่องแรกส่ง Token ไปให้เครื่องที่สอง เครื่องที่สองส่งต่อให้เครื่องที่สามหมุนเวียนกันแบบนี้ จนกว่าเครื่องใดเครื่องหนึ่งมีความต้องการจะส่งข้อมูล และได้รับ Token เครื่องนั้นก็จะทำการ ส่งข้อมูลออกมา แทนที่จะส่ง Token หมายความว่า เครื่องที่ต้องการจะส่งเมื่อได้รับ Token แล้ว ก็จะทำการเก็บ Token Frame นั้นไว้ ก็ส่งข้อมูลออกมาแทน หลังจากนั้น frame ข้อมูล ก็จะส่งต่อไปยังเครื่องปลายทาง เมื่อ Frame นั้น ฟอร์เวิล์ดมายังเครื่องต้นทางแล้ว เครื่องที่ที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปจะทำการ generated Token Frame ขึ้นมาใหม่ เพื่อทำการส่งกลับเข้ามาในระบบเครือข่าย ด้วยวิธีทำให้มีเครื่องใดเครื่องหนึ่งเท่านั้น ที่จะทำการส่งข้อมูล เพราะว่า ในระบบเครือข่ายหนึ่งๆ จะมี Token frame ได้เพียง 1 frame เท่านั้น

(ภาพหน้า 43) เป็นการทำงานของ Token Passing Protocols ในภาพเครื่อง B เป็นเครื่องที่มีความต้องการจะส่งข้อมูล ใน Step ที่ 1-3 เป็น step ที่ปกติเนื่องจากยังไม่มีเครื่องใดที่ต้องการส่งข้อมูล Token frame (สี่เหลี่ยมเล็กๆ) จะถูกถ่ายเวียนไปในคอมพิวเตอร์เครื่องต่างๆ ที่อยู่ภายในเครือข่าย

Step 1 Token frame ไปยังเครื่อง A เนื่องจากว่า เครื่อง A ไม่มีข้อมูลที่จะส่ง
Step 2 เครื่อง A ก็จะทำการ Forward ไปให้เครื่อง B
Step 3 จากภาพเครื่อง B มีความต้องการจะส่งข้อมูล
Step 4 แทนที่เครื่อง B จะส่ง Token frame เข้าสู่ระบบ ก็ส่ง Frame ข้อมูล (ซึ่งเป็นสี่เหลี่ยมยาวๆ) กลับออกมาสู่ระบบเครือข่าย
Step 5 Frame ข้อมูล เมื่อเดินทางไปถึงเครื่องปลายทาง คือ เครื่อง M เครื่อง M เมื่อได้รีบข้อมูลแล้วจะ Copy ข้อมูลเก็บไว้ จากนั้นก็จะ Forward Frame ไปเรื่อยๆ
Step 6 Forward Frame ข้อมูลไปเรื่อยๆ จนไปถึง เครื่อง B ซึ่งเป็นเครื่องที่ส่งข้อมูลนี้ออกมา
Step 7 เครื่อง B เมื่อได้รับข้อมูลที่ตัวเองส่งออกไปแล้ว ก็จะทำการ Generate Token Frame ขึ้นมาใหม่ ส่งเข้าระบบเครือข่าย เพื่อเปิดโอกาสให้ เครื่องอื่นได้ใช้สิทธิ์ในการส่งข้อมูลต่อไป

IEEE Standards
เนื่องจากว่าในระบบเครือข่าย LAN แต่ละเครือข่ายต้องมีการกำหนดรายละเอียดในด้านต่างๆ เป็นจำนวนมาก อย่างเช่น ลักษณะของ connector ที่ใช้, รูปแบบของสายเคเบิล, สเปกของสายเคเบิล ตลอดจนถึง Medium access control protocols ลักษณะของ Frame ใน Data link layer ต้องแบ่งเป็น block แต่ละ block ควรจะมีข้อมูลอะไรบ้าง องค์ประกอบของรายละเอียดในข้อมูลเหล่านี้จะเป็นสิ่งระบุในมาตรฐาน LAN โดยมาตรฐาน LAN ที่ใช้ในปัจจุบัน กำหนดขึ้นโดยหน่วยงานที่ชื่อ IEEE ภายใต้ชื่อ IEEE 802

มาตรฐานของ LAN จะ require คุณสมบัติ หรือ specification ของอุปกรณ์ที่ทำงานในระดับ Physical Layer และ ระดับ Data link layer โดย Data link Layer ภายใต้มาตรฐาน IEEE802 ได้ทำการแบ่งเป็นเลเยอร์ย่อยหรือที่เรียกว่า sublayer โดยประกอบด้วย Logical link control sublayer (LLC sublayer) และ Medium access control sublayer (MCC sublayer)

Medium access control sublayer จะหน้าที่ควบคุมการใช้สื่อต่างๆ ระหว่างเครื่องต่างๆ ก็คือเป็น sublayer ที่ สนับสนุน media access control protocol นั่นเอง

(ภาพหน้า 45) จากภาพแสดงให้ดูว่าในมาตรฐาน LAN แบ่งฟังก์ชันในระดับ data link layer เป็น 2 layer

IEEE802 เป็นกลุ่มมาตรฐานเครือข่าย LAN อย่างเช่น IEEE802.3, IEEE802.5 ภายใต้มาตรฐานเหล่านี้ก็จะมีการกำหนดองค์ประกอบของแต่ละ frame ข้อมูล เพื่อที่จะให้มีความแตกต่างกันแต่ละมาตรฐาน ทำให้ข้อมูลที่อยู่ในมาตรฐานหนึ่งไม่สามารถส่งเข้าเครือข่ายอีกมาตรฐานหนึ่งโดยตรงได้ ต้องมีการ convert หรือ แปลง frame ข้อมูลก่อน

(ภาพหน้า 47) แสดงให้เห็นถึงองค์ประกอบของ Ethernet frame (ภาพบน) และ Token ring frame (ภาพล่าง) จะเห็นว่าองค์ประกอบทั้งสองมีความแตกต่างกัน

มาตรฐาน IEEE802.3 เป็นมาตรฐานของ Ethernet LAN มาตรฐานเริ่มต้นของ Ethernet คือ มีความเร็ว 10 Mbps จากนั้นก็มี Fast Ethernet หรือ ชื่อเป็นทางการคือ IEEE802.3u เป็นมาตรฐานที่มีความเร็ว 100 Mbps จากนั้นก็ได้มีการพัฒนาอีกขั้น เรียกว่า Gigabit Ethernet หรือชื่อเป็นทางการคือ IEEE802.3z ซึ่งมีความเร็วที่ 1 Gbps หรือ 1000 Mbps และปัจจุบันมีความเร็วที่ 10 Gbps

(ภาพหน้า 52) จากภาพเป็นมาตรฐานการเชื่อมต่อ Ethernet มีนิยามอยู่ 2 คำคือ Network diameter และ collision domain

Network diameter คือ ระยะทางสูงสุดในเครือข่ายระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ 2 เครื่องใดๆ จากภาพบนซ้าย Network diameter คือ 200 เมตร เนื่องจากเครื่องซ้ายเชื่อมต่อกับ Hub มีระยะทางของสาย 100 เมตร และเครื่องขวาเชื่อมต่อกับ Hub มีระยะทาง 100 เมตร ดังนั้นระยะทางความห่างของเครื่อง 2 เครื่อง สูงสุดคือ 200 เมตร

ภาพบนขวา เป็นการเชื่อมต่อโดยใช้ Hub จำนวน 3 ตัว ระยะทางสูงสุดของเครื่องในเครือข่ายนี้ก็จะเป็น 100 เมตรของเครื่องซ้าย บวก 50 เมตร บวก 50 เมตร และ 100 เมตรของเครื่องขวา ระยะทางความห่างสูงสุดก็จะเป็น 300 เมตร

Maximum Network Diameter ของ 10BASE-T เป็นมาตรฐานที่ส่งในความเร็ว 10Mbps โดยการใช้สาย Twisted pair ระยะทางสูงสุดจะถูกจำกัดที่ 500 เมตร ระยะห่างระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์แบ Hub สูงสุด 100 เมตร Hub กับ Hub สูงสุด 100 เมตร ในระยะเครื่องต่อเครื่องมี Hub อยู่คั่นกลางได้ไม่เกิน 4 ตัว เพราะฉะนั้นทำให้ Maximum Network Diameter อยู่ที่ 500 เมตร ข้อจำกัดเหล่านี้เกิดจากใช้ Hub ในการเชื่อมต่อ ซึ่งแตกต่างจากการใช้ Switch, Router ในการเชื่อมต่อ

ส่วนคำว่า Collision domain คือเป็นคำที่ใช้เรียกกลุ่มของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยอาศัยอุปกรณ์ Hub จะเรียกกลุ่มเหล่านั้นว่าอยู่ใน Collision domain บริเวณเดียวกัน เครื่องคอมพิวเตอร์ที่อยู่ใน Collision domain เดียวกันจะไม่สามารถส่งข้อมูลในเวลาเดียวกันได้

IBM Token Ring
มีชื่อมาตรฐานทางการว่า IEEE802.5 มาตรฐานเบื้องต้นคือ มีความเร็วที่ 4, 16, 100 Mbps ถึงแม้ว่า IBM Token Ring มีคุณสมบัติบางประการที่ดีกว่า Ethernet แต่ Ethernet มีผลิคภัณฑ์ที่ออกวางจำหน่ายเป็นจำนวนมากและมีราคาถูกกว่าToken Ring เพราะฉะนั้นในปัจจุบัน ระบบที่มีการใช้งานในเครือข่ายจึงเป็น Ethernet ส่วนใหญ่