รู้จักกับ คุณลักษณะการทำงานของ Switching Hub
Switching Hub ที่มีจำหน่ายอยู่ในท้องตลาดปัจจุบัน มีทั้งแบบ Layer 2 และ Layer 3 ขณะที่ยังมีผู้ผลิตบางรายที่ประกาศว่า Switching Hub ของตนสามารถทำงานตั้งแต่ Layer 2 ไปจนถึง Layer 7 ทีเดียว คำถามมีอยู่ว่า Layer 2 และ Layer 3 Switching คืออะไร และมีความแตกต่างกันอย่างไรบ้าง? คำตอบคือ Layer 2 Switching ทำงานบนมาตรฐาน ในระดับ Layer 2 ของ OSI Model ซึ่งในระดับชั้นหรือ Layer ที่ 2 นี้ มาตรฐาน OSI ได้กำหนดให้ Station ที่ทำงานบนเครือข่าย เมื่อต้องการติดต่อกัน จะต้องอ้างที่อยู่ (Address) ของกันและกัน Address นี้เรียกว่า MAC (Media Access Control) Address ซึ่ง MAC Address นี้ บางครั้งจะเรียกว่า Physical Address หรือ Ethernet Address เป็น Address ที่มากับอุปกรณ์ ที่ใช้ อินเตอร์เฟสกับเครือข่าย เช่น LAN Card เป็นต้น
การทำงานของ Layer 2 Switching Hub จะเหมือนกับการทำงานของอุปกรณ์ Bridge แทบทุกประการ ซึ่งบางครั้งจะเรียก Layer 2 Switching ว่า Multi-Port Bridge
ขณะ ที่ Layer 3 Switching Hub ใช้หลักการทำงานแบบเดียวกับ Router กล่าวคือ ภายใต้ Layer 3 นี้ การสื่อสารข้อมูลจาก Port หนึ่งของ Switches ไปยังอีก Port หนึ่งของ Switches อีกตัวหนึ่ง ซึ่งอยู่คนละเครือข่ายจะต้องผ่านการตรวจสอบข้อมูลเส้นทางภายในตาราง ที่เรียกว่า Routing Table เสียก่อน โดย Switches จะเลือกเส้นทางที่ดีที่สุด ในการนำส่ง Packet ข้อมูลไปยังปลายทาง ลักษณะนี้ เป็นการทำงานที่ Layer 3 แต่ในกรณีที่เป็นการส่งข้อมูลภายในเครือข่ายเดียวกัน จะกระทำที่ ระดับ Layer 2 เป็นการกระทำในลักษณะ ส่ง Frame ข้อมูลไปข้างหน้า (Frame Forward) สู่ผู้รับปลายทาง โปรดสังเกตว่า เมื่อใดที่กล่าวถึงการทำงานในระดับ Layer 3 จะกล่าวถึงรูปแบบของข้อมูลข่าวสารเป็น Packet แต่เมื่อกล่าวถึง Layer 2 จะอ้างถึง ข้อมูลในรูปแบบของ Frame ซึ่งท่านผู้อ่านอาจเกิดคำถามนี้ขึ้น โดยมาตรฐานแล้ว การส่งข้อมูลภายใต้ Layer 3 จะต้องเป็นไปในรูปแบบของ Packet หรือ Datagram เสมอ (Datagram เป็นรูปแบบของข้อมูลที่ถูกถ่ายเทระหว่างสถานีทำงานของเครือข่าย ที่สื่อสารกันแบบไม่มีการสถาปนาการเชื่อมต่อ [Connectionless] ซึ่งโปรโตคอลที่ใช้มักจะเป็นแบบ IP) ส่วนการส่งข้อมูลภายใต้ Layer 2 จะเป็นแบบ Frame เสมอ ซึ่งรูปแบบของ Frame ได้แก่ Ethernet Frame เป็นต้น (รายละเอียดของ Frame โปรดอ่านเรื่องเรียนรู้เครือข่ายด้วยตนเองจากวารสารไมโครคอมพิวเตอร์ ฉบับที่ 186 เดือนมกราคม 2544)
Layer 3 Switching Hub โดยมาตรฐานยังมีข้อจำกัด ซึ่งข้อจำกัดนี้ได้แก่ การที่มันไม่สนับสนุนโปรโตคอล การทำงานอื่นๆ ยกเว้น โปรโตคอล IP และ IPX เท่านั้น นอกจากนี้ ยังใช้ได้กับระบบเครือข่ายเฉพาะอย่าง เช่น ใช้ได้กับเครือข่าย Ethernet เท่านั้น แต่ในอนาคตข้างหน้า ท่านอาจได้เห็น Layer 3 Switching ที่ทำงานบนระบบเครือข่าย FDDI และ Token Ring ก็เป็นได้
อย่าง ไรก็ดี Layer 3 Switching สามารถที่จะจัดส่งข้อมูลด้วยอัตราความเร็วที่เรียกว่า Wire Speed โดยมีความหน่วงของสัญญาณที่น้อยที่สุด ประมาณ 2-3 ไมโครวินาทีเท่านั้น คำว่า Wire Speed หมายถึงอัตราความเร็วสูงสุดของการรับส่ง Frame ของข้อมูลเท่าที่ อินเตอร์เฟสของเครือข่ายนั้นจะทำได้ เช่น 10 หรือ 100 Mbps เป็นต้น และ Wire Speed ของ 100 Mbps เท่ากับ 100 ล้านบิตต่อวินาที หรืออัตราความเร็วในการรับส่ง 148,809.5 Frame ต่อวินาที
Layer 3 Switching Hub โดยสรุปแล้วสามารถทำงานได้ทั้งสอง Layer ซึ่งได้แก่ Layer 2 และ Layer 3 ซึ่งผลิตภัณฑ์ของ Layer 3 Switching ได้รวมเอาการทำงานของ Router ผนวกเข้ากับ กลไกการทำงานของ Switches ซึ่งในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ Layer 3 Switching ได้ถูกจำแนกออกไปตามประเภทของการใช้งาน ดังนี้
-
Packet by Packet Routing : เป็นการทำงานแบบจัดหาเส้นทาง เพื่อการส่งข้อมูลที่ได้มาตรฐาน และมีประสิทธิภาพสูง โดยที่ Switches นี้จะทำหน้าที่ จัดหาเส้นทางอย่างเต็มที่สำหรับ Packet ทุกตัว และ Forward มันออกไปที่จุดหมายปลายทาง
Packet By Packet Routing ทำงานภายใต้โปรโตคอลจัดหาเส้นทาง (Routing Protocol )
ที่ได้มาตรฐาน และใช้ประโยชน์ของเทคโนโลยีการจัดหาเส้นทาง รวมทั้ง Switches อย่างเต็มที่
-
Flow-Based Routing : เป็นการประยุกต์ใช้งานที่เหมาะสม ที่อาศัยทางลัดในการทำงานของ Router ขณะที่ยังมีการ Forwarding Packet บนเครือข่ายอยู่
การ ทำงานเริ่มตั้งแต่ การตรวจสอบ Packet ชิ้นแรกที่จะส่ง เพื่อกำหนดจุดหมายปลายทาง เสียก่อน จากนั้นก็จะทำการส่งมันออกไปที่ Layer 3 ส่วน Packet ที่เหลือจะถูก Switches ออกไปที่ปลายทางเดียวกันทั้งหมดบน Layer 2 โดยไม่ต้องควบคุมดูแลการเลือกเส้นทางอีกต่อไป (หมายความว่า Packet แรกจะต้องตรวจสอบและหาเส้นทางก่อนส่ง จากนั้นที่เหลือก็จะถูกส่งต่อออกไปอย่างเดียว)
Flow-Based Routing อาจไม่สนับสนุนโปรโตคอลการเลือกเส้นทาง ทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบัน อีกทั้งอาจมีปัญหาความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ Hardware จากผู้ผลิตต่างๆ ที่เชื่อมต่อกันบนเครือข่ายไม่ว่าจะเป็นขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ก็ตาม และเพื่อไม่ให้มีปัญหา ก็จำต้องมีการจัด Configure PC หรือสถานีทำงาน รวมทั้งการ Upgrade Driver ที่เหมาะสมเท่านั้น
เปรียบเทียบความสามารถ Switching Hub แบบ Flow-Based กับ Packet by Packet Routing
การประยุกต์ใช้งาน Layer-3 Switching
ท่านสามารถเลือกใช้ Layer -3 Switching ด้วยเหตุผลหลายประการ ดังนี้
Layer-3 Switching ได้ถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถประยุกต์ใช้งานในรูปแบบเครือข่าย 2 แบบ ดังต่อไปนี้ (ดูรูปที่ 1) * แบบ Centralized * แบบ Distributed
รูปที่ 1 ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งาน Layer-3 Switching Hub |
รูป แบบการเชื่อมต่อแบบนี้ มีการนำเอา Layer-3 Switching มาเชื่อมต่อแบบ Back Bone ข้อดีของการเชื่อมต่อแบบนี้ เหมาะสำหรับการแยก Broadcasting Traffic ระหว่าง Workgroup ออกจากกันด้วย Layer-3 Switching โดย จะแบ่ง Server ออกเป็นสองส่วนได้แก่ Server ที่ Workgroup และ Server ที่ส่วนกลาง โดยจะใช้ Chassis Based LAN Segmentation Router เชื่อมต่อระหว่าง Workgroup กับ Server ส่วนกลาง และในที่นี้ layer-3 Switching จะทำหน้าที่แยก Broadcasting Traffic ระหว่าง Workgroup มิให้กวนกันได้ ลักษณะ การเชื่อมต่อของ Layer-3 Back Bone Switches ในรูปที่ 2 นี้จะเห็นได้ว่า Layer-3 Switching Hub มีการเพิ่ม Subnet ให้กับเครือข่าย ซึ่งมีผลดีทำให้สามารถลดปัญหาเกี่ยวกับ Broadcasting Traffic ระหว่าง Workgroup ได้ ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครือข่ายได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ ยังมีความยืดหยุ่นมากกว่า เนื่องจาก สามารถเปลี่ยนแปลงการวางตำแหน่ง การวาง Layer -3 Switching Hub ได้ ข้อพิจารณาการติดตั้ง Layer-3 Switching แบบ Back Bone ในการติดตั้ง Layer-3 Switching ท่านจะต้องพิจารณาดังนี้ 1. Layer-3 Switching จะต้องให้การสนับสนุน IP และ IPX รวมทั้ง Protocol อื่นๆ 2. จะต้องให้การสนับสนุนโปรโตคอลการเลือกเส้นทาง ได้แก่ RIP RIPv2 OSPF 3. จะต้องให้การสนับสนุนการเชื่อมต่อด้วย Fiber Optic โดยเฉพาะ จะต้องสนับสนุน 100Base-FX หรือ 1000Based-SX หรือ LX 4. สามารถสนับสนุนการทำงานแบบ Port Aggregation หรือ Fast EtherChannal 5. Layer-3 Switch นี้จะต้องมี Port เพื่อใช้เชื่อมต่อมากเพียงพอหรือไม่? และถ้าหากไม่ จะสามารถ Upgrade เพิ่มเติมได้หรือไม่? 6. Layer-3 สามารถสนับสนุน Uplink Module หรือไม่? และ Uplink Module เหล่านี้สามารถสนับสนุน ATM หรือ Gigabit Ethernet ได้หรือไม่ หากได้ สามารถทำงานบน Layer-3 Switching ได้หรือไม่?
|
รูปที่ 2 แสดงภาพตัวอย่าง Centralized Layer-3 SwitchingDistributed Layer-3 Switching มีความยืดหยุ่นน้อยกว่า รูปแบบการเชื่อมต่อแบบ Centralized Layer-3 Switching เนื่องจากว่า ท่านอาจต้องสิ้นเปลือง จำนวนของ Layer-3 Switching มากขึ้น (หากต้องการมี Subnet มากๆ) ตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบ Distributed Layer-3 Switching เป็นไปดังรูปที่ 3 ดังนี้
รูปที่ 3 แสดง Distributed Layer-3 Switching
ข้อ ดีของการใช้ระบบนี้คือ การสัญจรไปมาของข้อมูลข่าวสารหรือ Traffic ที่ถูกสร้างขึ้นโดย Subnet A และ B ตามตัวอย่างในภาพ จะไม่กวนซึ่งกันและกัน เนื่องจาก Traffic จะต้องมาที่ Layer-3 Switching Hub เสียก่อนที่จะมาสู่ Backbone โดยที่ Layer-3 Switching ในแต่ละ Floor บนอาคาร ในภาพ จะทำหน้าที่กลั่นกรอง Traffic
การ กลั่นกรอง Traffic ด้วยวิธีการนี้ เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจาก Central Backbone Switching Hub ที่เชื่อมต่อกับ Central Server ไม่ต้องมาเกี่ยวข้องกับการเลือกเส้นทางในการนำส่ง Packet ด้วยเหตุนี้ หาก Packet ต้องการ จะเดินทางจาก Floor หนึ่งไปยังอีก Floor หนึ่งจะถูกส่งผ่านไปที่ Backbone Switching Hub ซึ่งทำงานบน Layer-2 เท่านั้น
ที่ว่า มีความยืดหยุ่นน้อยกว่า Layer-3 Centralized Switching ก็ตรงที่ Layer-3 Switching Hub ที่ติดตั้งอยู่บน Floor ต่างๆ ต้องการ Update Routing Table ของกันและกัน โดยใช้โปรโตคอล RIP หรือ OSPF และการ Update ดังกล่าวจะต้องถูกส่งผ่านไปที่ Backbone
รูปที่ 4 แสดงการเชื่อมต่อแบบ Centralized
ระดับ Layer-4 Switching ของ OSI Model จัดเป็นระดับชั้น Transport ซึ่งเป็นระดับชั้นที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการสื่อสารข้อมูลแบบ End-to-End หรือระหว่างเครื่องผู้รับและผู้ส่ง ทำหน้าที่ประสานงานเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างต้นทางและปลายทางบนเครือข่าย เป็นระดับชั้นที่ใช้โปรโตคอล TCP และ UDP Layer 4 Switching จะให้เครื่องมือที่สามารถจัด Configuration แก่เครือข่ายในรูปแบบของ Application โดยมีการนิยามวิธีการกลั่นกรอง Security รวมทั้งระดับชั้นของการให้บริการ (Class of Service ) ทำให้สามารถควบคุมระบบเครือข่ายได้ดีขึ้น Layer 4 Switching ก็ยังมี Hardware เพิ่มเติมที่ทำหน้าที่รวบรวมสถิติของ Traffic ของแต่ละ Port ซึ่งคุณลักษณะพิเศษเหล่านี้ จะทำงานในรูปแบบ Application การรวบรวม Traffic นี้ทำบนพื้นฐานของ ข่าวสารของ Layer 4 Application Information (นอกเหนือจากการใช้ Layer 3 IP Header) ซึ่งจะทำให้ผู้บริหารเครือข่ายสามารถควบคุม และตรวจสอบ ปัญหาของเครือข่ายได้ดียิ่งขึ้น ตัวอย่าง เช่น 3COM CoreBuilder จะให้การสนับสนุน RMON ที่แสดงการทำงานของแต่ละ Port บน Switching Hub Layer 4 Switching Hub จะต้องมีตารางการเก็บข้อมูลที่ใช้เพื่อการ Forward ที่มีขนาดใหญ่ โดยเฉพาะ ซึ่งเป็นการเก็บ ตารางข้อมูลนี้ไว้ในแกนหลักของ Enterprise Hub ขณะที่ Layer 2 และ Layer 3 Switch มีแนวโน้มที่จะมีขนาดของตาราง Forwarding ที่มีขนาดเป็นสัดส่วนกับจำนวนของอุปกรณ์บนเครือข่าย ขณะที่ Layer 4 Switching จะต้องมีมากกว่านั้นเป็นทวีคูณ เนื่องจากบนเครือข่ายมีการใช้ โปรโตคอลในระดับ Application ที่มีความหลากหลาย ดังนั้นขนาดของ Forwarding Table จะมีขนาดที่เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว ตามจำนวนของอุปกรณ์เครือข่าย รวมทั้งชนิดของ Application ที่เพิ่มขึ้น เช่นกัน สรุป จุดประสงค์ของการมี Layer 4 Switching * เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น บนพื้นฐานของข้อมูลข่าวสารในระดับ Layer-4 * ให้การสนับสนุน โปรโตคอลการจัดหาเส้นทาง อีกทั้งมีระบบกลั่นกรองรักษาความปลอดภัย และสนับสนุน Multicast (การส่งข้อมูลข่าวสารเฉพาะกลุ่ม) * มี Class of Service สำหรับ Application ต่างๆ * มี Routing Table ขนาดใหญ่ที่ให้การสนับสนุน Forwarding Traffic ภายใต้ข้อมูลข่าวสารบน Layer 4 รวมทั้งมีการปรับปรุงระบบการจัดการบริหารเครือข่ายในตัว
|
คุณสมบัติการทำงานของ Switching Hub เพื่อการตัดสินใจเลือกซื้อ |
ปัจจุบัน นี้ มีผู้ผลิต Switching Hub ออกมาจำหน่ายมากมายหลายยี่ห้อ ทั้งที่เป็นแบบที่ใช้แนวคิดการทำงานทั้งเก่าและใหม่ ต่อไปนี้ เป็นแนวทางสำหรับท่านที่จะตัดสินใจเลือกซื้อ Switching Hub สักตัวหนึ่ง
สนับสนุนขนาดของ Address Size ที่เพียงพอ
Switching Hub ที่ดีจะต้องมี ขนาดของตารางเก็บข้อมูลเกี่ยวกับ Frame หรือ Packet ที่ต้องการจะ Forward มากเพียงพอ ตารางนี้เราเรียกว่า Address table หรือ SAT (Source Address Table) ขนาดของตารางยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใด ก็ยิ่งสามารถที่จะรองรับ Address ของ Station ต่างๆมากขึ้นเท่านั้น โดยทั่วไป ค่า Address table นี้มักมีขนาด 1024 หรือ 8192 MAC Address ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่า ท่านประสงค์จะนำ Switching Hub ไปใช้งานส่วนใดของเครือข่าย เช่น หากท่านนำมาใช้เป็น Backbone Switch ที่ซึ่งเป็นทางผ่านของกลุ่มของ Hub หรืออาจเป็นทางผ่านของ ทุก Station บนเครือข่ายขนาดใหญ่ (เนื่องจาก Switching Hub นี้เชื่อมต่อกับ Server ที่ทุกคนจะต้องเข้ามา Access ใช้งาน) ท่านควรเลือกใช้ Switching Hub ที่มี MAC Address Size ขนาดใหญ่เช่น 2048 MAC Address ขึ้นไป ก็เป็นสิ่งจำเป็นยิ่ง
สถาปัตยกรรมที่ใช้
ปัจจุบัน มีสถาปัตยกรรมการสร้าง Switching อยู่ 3 แบบ ได้แก่ ระบบ ASIC หรือ Application Specific Integrated Circuit ซึ่งมีประสิทธิภาพการทำงานสูง เนื่องจาก ภายในประกอบด้วย IC ประเภท ASIC ที่ถูกออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานเฉพาะด้าน เช่น ควบคุมดูแลการ Forwarding ของ Frame หรือ Packet ต่างๆโดยเฉพาะ จึงมีความเร็วสูงที่สุด อย่างไรก็ดี ระบบนี้ จะมีปัญหาเรื่องการ Upgrade ที่อาจต้องเปลี่ยนแผงวงจรใหม่ทั้งแผง ทำให้มีต้นทุนสูง
สถาปัตยกรรมที่สอง ได้แก่ Switching Hub ที่ใช้ Complex หรือ Conventional Instruction Set Computer (CISCs) รวมทั้ง แบบ Reduced Instruction Set Computer (RISCs) ซึ่ง Switching Hub ที่ใช้ระบบนี้ จะติดตั้งตำสั่งควบคุมการทำงานบน ROM หรือ Flash ROM ที่สามารถ Upgrade ได้ง่าย ทำให้สามารถ Upgrade ได้สะดวกกว่า อย่างไรก็ดี ประสิทธิภาพความเร็วในการทำงาน ไม่สามารถเทียบกันได้กับระบบ ASICs ซึ่งดีกว่า งานที่เหมาะสมสำหรับ Switching Hub ที่เป็นระบบ ASICs ได้แก่ ใช้เป็น Backbone Switching Hub
มี 10/100 Autonegotiation Port
National Semiconductor ได้พัฒนาชุดของ Chip Set เรียกว่า Nway ขึ้นเพื่อให้มีการทำงานที่เรียกว่า Automatic Data Sensing ซึ่งจะช่วยให้อุปกรณ์เครือข่ายทั้งที่เป็น 10 หรือ 100 Mbps สามารถสื่อสารกันได้ โดยก่อนที่จะสื่อสารกัน อุปกรณ์ทั้งสองที่มีความเร็วต่างกัน เช่น Hub 100 แต่ LAN Card เป็นแบบ 10 Mbps จะต้องกระทำการอย่างหนึ่ง เรียกว่า Autonegotiation โดย Switching Hub ที่เป็นระบบ 10/100 Autonegotiation จะส่งสัญญาณออกไปสุ่มที่ LAN Card เพื่อตรวจสอบความเร็วของอุปกรณ์ปลายทาง หากอุปกรณ์ปลายทาง เช่น LAN Card เป็นแบบความเร็ว 10 Mbps ก็จะปรับความเร็วของ Switching Port นั้นให้เป็น 10 Mbps ต่อไป
ประสิทธิภาพในการถ่ายเทข้อมูลของ Back Plane
ประสิทธิภาพ ในการถ่ายเทข้อมูลของ Back Plane จะชี้ให้ท่านเห็นถึงประสิทธิภาพ ในการสลับสัญญาณข้อมูลภายใน Switching Hub ที่จะเกิดขึ้นพร้อมกันในเวลาหนึ่งๆ ตัวอย่างได้แก่ Switching Hub ขนาด 64 Port ความเร็ว 10 Mbps ที่มีขนาดความเร็วการถ่ายเทข้อมูลของ Back Plane ที่ 400 Mbps เนื่องจาก Switching Hub มีขนาด 64 Port ดังนั้นจะมี Switch ที่เป็นจุดตัดที่ 32 จุด หรือเรียกว่า 32 Cross Connect ดังนั้นอัตราความเร็วของ Backplane ควรจะอยู่ที่ 32 x 10 Mbpe เท่ากับ 320 Mbps เช่นเดียวกับ Switching Hub ขนาดความเร็ว 100 Mbps และมีจำนวนของ Port 24 Port จะมีจุดตัดของ Switch ที่ 12 จุด (24/2) หรือ 12 Cross Connect ดังนั้นอัตราความเร็วในการถ่ายเทข้อมูลภายใน Switching Hub หรือ Backplane จะต้องอยู่ที่ 1.2 Gbps !! อย่างไรก็ดี เมื่อ Switching ตรวจพบ Address ที่ไม่มีตัวตน มันจะ Forward Packet ออกไปที่ทุกๆ Port แทนที่จะเป็นเฉพาะ Port ดังนั้นเพื่อให้มีการทำงานแบบ Non-Blocked Mode ตัว Switching Hub เองควรมี Buffer เพื่อการถ่ายเทข้อมูลที่ 64x10 Mbps หรือ 640Kb (สำหรับ 64 Port ที่ความเร็ว 10 Mbps)
รูปที่ 5 แสดงลักษณะของ Switching Hub
มีระบบป้องกันความผิดพลาด (Error Prevention)
บน เครือข่ายที่มีการสัญจรไปมาของข้อมูลอย่างคับคั่ง หรือแน่นขนัด อาจเกิดปัญหาหนึ่ง เรียกว่า การเกิด Runt Frame ซึ่งเป็น frame ข้อมูลที่ไม่ได้รับการติดตั้งตามปกติ ซึ่ง Runt Frame มักเกิดขึ้นจาก ปัญหาของ Collision ขณะที่พยายามจะอ่านข้อมูล 64 ไบต์แรกของ Frame ซึ่งบน เครือข่ายที่ใช้ระบบ Switching แบบ Cut-Through อาจจะปล่อยให้ Runt Frame นี้เล็ดลอดออกไปที่ปลายทางโดยไม่ตรวจสอบให้ดีเสียก่อน
เพื่อ ป้องกันมิให้เกิดปัญหาดังกล่าวผู้ออกแบบ Switching Hub ได้สร้าง Delay ที่มีขนาด 51.2 ไมโครวินาที ขึ้น เพื่อให้มีเวลามากเพียงพอที่จะพิสูจน์ความถูกต้องของ Frame ก่อนที่จะส่งออกไป
มีระบบ Fat Pipe ในตัว
Fat Pipe ในที่นี้หมายถึง Port พิเศษสำหรับ Switching Hub โดยเป็น Port ที่มีความเร็วสูง โดยปกติจะเป็น Port ที่มีจำนวน 2 Port หรือมากกว่า ปกติจะถูกนำมาใช้เพื่อการเชื่อมต่อกับ Server หรือเชื่อมต่อกับ Switching Hub ที่มี Fat Pipe ด้วยกัน โดยทำเป็น Port Trunking
อนึ่ง Fat Pipe นี้ อาจเป็น Port ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย ATM ซึ่งวิ่งด้วยความเร็ว 155 Mbps ก็เป็นได้
สนับสนุนอัตราความเร็วในการ Forwarding รวมทั้ง Filtering
Forwarding เป็นการส่งผ่าน Frame ข้อมูลจาก Port หนึ่งไปยังอีก Port หนึ่ง ส่วน Filtering เป็นประสิทธิภาพในการบล็อกข้อมูล มิให้วิ่งไปยัง Port ที่ไม่เกี่ยวข้อง
การเลือกซื้อ Switching Hub ควรพิจารณาถึง อัตราความเร็วในการ Forward Frame ของ
ข้อมูล ในช่วงเวลาหนึ่ง โดยเฉพาะหากท่านจะนำมาใช้บน Switching Hub ที่เชื่อมต่อกับ Server หลายๆตัว และขนาดปริมาณของ Traffic สูงมาก อย่างไรก็ดี ปริมาณของการ Forward Frame นั้น ยังต้องขึ้นอยู่กับขนาดของ Frame ที่ต้องการจะ Forward อีกด้วย ต่อไปนี้ เป็นตัวเลขมาตรฐานสำหรับ Switching Hub ที่ใช้ Forward Frame ที่มีขนาดต่างๆ ดังนี้
ประสิทธิภาพการควบคุมการไหลของข้อมูลข่าวสาร (Flow Control)
Flow Control หมายถึงขีดความสามารถในการควบคุมให้ Frame ถูกถ่ายเทอย่างเป็นระเบียบและมีวินัย ภายใต้เครือข่าย Switching มีเหตุการณ์บ่อยครั้งที่ต้องการ Flow Control เข้ามาดูแล มิให้ข้อมูลเกิดการสูญหาย ซึ่งจะนำไปสู่การเกิด Retransmission ระหว่างผู้รับ-ส่ง ทำให้ประสิทธิภาพของเครือข่ายลดลง ความเป็นไปได้มากที่สุด ที่จะเกิดปัญหานี้ขึ้น ได้แก่ อัตราความเร็วในการถ่ายทอดข้อมูลที่เข้ากันไม่ได้ หรือ Buffer ของผู้รับเกิดเต็ม หรือ Buffer ที่อยู่บน Switching Hub เกิดเต็มเช่นกัน ลักษณะอาการเช่นนี้ มักเกิดขึ้น ในกรณีที่ Switching Hub เชื่อมต่อกับ Server ที่มีประสิทธิภาพสูงมากๆ และ Switching Hub ไม่มี Buffer มากพอที่จะรองรับ ด้วยเหตุนี้ ท่านอาจต้องเลือก Switching Hub ที่มี Buffer ต่อ Port มากๆ ยิ่งระบบปฏิบัติการในปัจจุบัน มีประสิทธิภาพสูงขึ้น การถ่ายเทข้อมูลของ Server ในแต่ละครั้งจะเป็นแบบ Burst Mode (การส่งข้อมูล 16 Frame ขึ้นไปต่อหนึ่งครั้ง) ดังนั้น หากพิจารณาถึง Buffer ต่อ 1 Port ให้ลองเอาขนาดค่าสูงสุดของแต่ละ Frame (1518 ไบต์) มาคูณด้วย 16 ท่านจะได้ Buffer ขั้นต่ำของแต่ละ Port ที่ Switching Hub ของท่านควรมี
อย่างไรก็ดี ท่านอาจต้องใช้โปรแกรมวิเคราะห์การทำงานของเครือข่ายที่มากับ Switching Hub (ที่มีในเฉพาะบางรุ่น) ทำการตรวจสอบดูปริมาณของ Frame ที่วิ่งเข้าออกระหว่าง Port ต่างๆ รวมทั้งตรวจหาคำว่า Frame Dropped ที่เกิดขึ้น หรือท่านอาจจะใช้คำสั่ง Netstat -s -p TCP เพื่อตรวจสอบดูปริมาณการเกิด Retransmission เพื่อพิจารณาเลือก หรือเปลี่ยน Switching Hub ที่เหมาะสมต่อไป
สาเหตุ ที่ทำให้เกิดการสูญหายของข้อมูล อีกสาเหตุหนึ่งได้แก่ การที่มีสถานีทำงานที่มาจาก Port ต่างๆ หลาย Port พร้อมกัน ต่างก็พยายามจะเข้ามาที่ Server ตัวเดียวกัน ถ้าหาก Port ทั้งสองมีความเร็วในการสื่อสารเท่ากันกับ Port ปลายทางที่เชื่อมต่อกับ Server ตัวเดียวกัน แล้วปัญหาการเกิดการสูญหายของข้อมูล สามารถเกิดขึ้นได้แน่นอน ดังนั้น Flow Control จึงเป็นกลไกหนึ่งที่จะทำให้สามารถแก้ปัญหานี้ได้ และ วิธีหนึ่งในการแก้ปัญหา ดังกล่าว ได้แก่การใช้ Buffer เข้าช่วย
ประสิทธิภาพ Back Pressure
Back Pressure เป็นเทคนิคที่ Switching Hub ใช้เพื่อการสร้างสัญญาณลวงขึ้น ในกรณีที่มันตรวจพบว่า Buffer ที่มีอยู่ใน Switching Hub ใกล้จะหมด เมื่อเป็นเช่นนี้ Switching Hub จะส่งสัญญาณลวงออกมา สัญญาณลวงนี้ มีขนาด 32 บิต สัญญาณนี้ส่งออกมาที่ Port ที่เชื่อมต่อกับสถานีที่ส่งข้อมูล ซึ่งจะทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่กำลังส่งข้อมูลอย่างเมามันนั้น จะต้องหยุดการส่งข้อมูลชั่วคราว เนื่องจากเข้าใจผิดคิดว่า กำลังเกิด Collision ขึ้น เป็นเช่นนี้ จนกว่า Buffer ใน Switching Hub เริ่มจะว่าง การส่งสัญญาณลวงก็จะหยุดส่งออกมา
Software Driver
Software Driver จะช่วยให้ Switching Hub สามารถสื่อสารโดยตรงกับ อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่กับมัน การทำเช่นนี้ จะทำให้ Switching Hub สามารถ Enable หรือ Disable ประสิทธิภาพความสามารถในการส่งกระจายข้อมูลของ อุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่ได้ ตัวอย่างของ Software Driver ได้แก่ Netware Loadable Module (NLM) สำหรับ Server ที่ทำงานบน Netware
สนับสนุนการเชื่อมต่อแบบ Full Duplex
การ เชื่อมต่อแบบ Full Duplex หมายถึงการเชื่อมต่อ ที่มีการรับส่งข้อมูลได้พร้อมกันในเวลาเดียวกัน บน Port หนึ่ง โดยทั่วไป การเชื่อมต่อแบบ Full Duplex จะมีประโยชน์มากสำหรับสถานการณ์ 2 สิ่งได้แก่
* การใช้ Full Duplex เพื่อเชื่อมต่อระหว่าง Switching Hub กับ Server
* การใช้ Full Duplex เพื่อการเชื่อมต่อระหว่าง Switching Hub ด้วยกัน
ประโยชน์ที่ได้จากการใช้ Full Duplex อย่างเห็นได้ชัดคือ การได้ความเร็วในการรับส่ง
ข้อมูล ที่ไวมากขึ้น อีกทั้งได้ระยะทางที่มากขึ้นอีกด้วย อย่าง เช่นการใช้ Fiber Optic เพื่อเชื่อมต่อระหว่าง Switching Hub กับ Switching Hub ด้วยกัน แบบ Full Duplex ท่านจะได้ความเร็วไม่เพียงเทียบเท่ากับ ความเร็ว 2 เท่า และยังได้ระยะทางไกลขึ้น เช่น 2 กิโลเมตรเป็นต้น
การควบคุม Jabber
Jabber เป็น Ethernet Frame ที่มีขนาดความยาวเกินกว่า 1518 ไบต์ ซึ่ง Jabber สามารถเกิดขึ้นได้ เนื่องจาก ปัญหาทางด้าน Hardware เช่น LAN Card บกพร่อง หรือจากการเกิด Collision ซึ่ง Jabber จะทำให้ เครื่องรับปลายทาง ตีความ Frame ที่ได้รับอย่างไม่ถูกต้อง ซึ่ง Switching Hub ที่ทำงานแบบ Cut-Through แต่มีระบบควบคุม Jabber จะสามารถป้องกัน มิให้ Frame ที่ไม่สมบูรณ์เหล่านี้ สามารถเล็ดลอดไปที่ ผู้รับปลายทางได้อย่างแน่นอน ด้วยการโยนมันทิ้ง (ดูรูปที่ 6)
รูปที่ 6 แสดงลักษณะการเชื่อมต่อโดยใช้ Switching Hub
อัตราการหน่วง (Latency)
อัตรา การหน่วงในที่นี้หมายถึง ความล่าช้าที่เกิดขึ้น หลังจาก ที่ Frame วิ่งเข้ามาที่ Port และใช้เวลาเท่าใดในการค้นหาที่อยู่ของผู้รับปลายทาง ก่อนที่จะ Forward Frame ออกไปยังปลายทาง ซึ่ง เราสามารถให้คำนิยามของ Latency สำหรับ Switching Hub ได้แก่ ความแตกต่างของเวลาตั้งแต่บิตแรกของข้อมูลเข้าไปที่ Port ของ Switching Hub และบิตแรกที่ออกจาก Port ของ Switching Hub โดยทั่วไป Switching Hub ที่ทำงานแบบ Cut-Through จะมีค่าหน่วงเวลาอยู่ที่ 40 ไมโครวินาที ขณะที่ แบบ Store and Forward จะมีค่าหน่วงเวลาอยู่ที่ 80-90 ไมโครวินาที สำหรับการ Forward Frame ขนาด 72 ไบต์ และ 1250-1300 ไมโครวินาที สำหรับการ Forward Frame ที่มีขนาด 1500 ไบต์
Switches ที่เป็นแบบ Cross-Point หรือ Cut-Through จะสามารถลดจำนวนของการหน่วงเวลาให้น้อยลง ซึ่งก็เป็นข้อพิจารณา ที่สำคัญหากใช้ Switching Hub ในการสื่อสารข้อมูล เชิงภาพหรือ Video จากตัวอย่างต่อไปนี้ ท่านสามารถคำนวณหาค่าเวลาอย่างน้อยที่สุดที่ Switching Hub จะต้องใช้เพื่อการ Forward Frame เบื้องต้น นั่นคือ ใน 2 ฟิลด์แรกของ Ethernet Frame ประกอบด้วย Preamble ขนาด 8 ไบต์ และอีก 6 ไบต์สำหรับ Address ปลายทาง รวมเป็น 14 ไบต์ ดังนั้น Switching Hub จะต้องอ่าน 14 ไบต์แรกก่อนที่จะค้นพบว่า Address ของผู้รับปลายทางอยู่ที่ใด ดังนั้น Switching Hub ที่ทำงานด้วยความเร็วขนาด 10 Mbps อาจต้องมีค่าหน่วงเวลาขั้นต่ำ ได้แก่
14 ไบต์ x 8 บิต/ไบต์ หรือ 11.2 ไมโครวินาที
-----------------------
10 Mbps
การบริหารจัดการ
วิธี การที่ใช้บ่อยที่สุดในการบริหารจัดการเกี่ยวกับ Switch ได้แก่การเสริมประสิทธิภาพของ RMON เข้าไปที่ Switches ซึ่งจะช่วยให้มีการเก็บสถิติ การทำงานของ Switches รวมทั้ง สร้างฐานข้อมูลเพื่อเก็บสถิติการทำงานทั้งหมดที่สามารถดึงออกมาดู เมื่อใดก็ได้
ให้การสนับสนุน Virtual LANs
Switching Hub ที่สนับสนุน VLANs จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ เครือข่ายได้เป็นอย่างดี เนื่องจาก สามารถแยก Broadcasting Traffic ระหว่าง Workgroup ออกจากกัน ประโยชน์การใช้งานของ VLANs มีดังนี้
1. ได้แบนด์วิดเพิ่มขึ้น : VLANs จะช่วยแยกปัญหาการเกิด Broadcasting ลงได้ การที่มี Broadcasting ลดลงย่อมหมายถึงประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น
2. แก้ปัญหาข้อจำกัดทางกายภาพ : VLANs เป็นเป็นกลุ่มของ Node บนเครือข่าย ที่ต่างก็มีการ Share ใช้งาน Resource ร่วมกัน โดยที่ Resource ดังกล่าวอาจจะอยู่ในที่เดียวกัน ใน Hub เดียวกัน หรือต่างกัน รวมทั้งอาจอยู่ต่างอาคารกันก็ได้ เช่น User 3 คนจาก Hub หนึ่งที่อาคารหนึ่ง กับ User อีก 2 คนบน Hub อีกหนึ่งที่ติดตั้งไว้ที่คนละอาคาร สามารถเป็นสมาชิกในวง VLANs เดียวกันได้
3. สามารถสื่อสารกันแบบ Multicast : การสื่อสารข้อมูลในระบบ VLANs จะเป็นไปในรูปแบบของเป็นกลุ่มคณะ ดังนั้นแทนที่จะส่งข้อมูลไปให้ทุกคน แต่จะส่งไปให้เฉพาะกลุ่มเท่านั้น
4. สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยง่าย : การเปลี่ยนแปลง Configuration ของ VLANs สามารถ ทำได้โดยง่าย ด้วยการจัดตั้งหรือเปลี่ยนแปลง Configuration ที่ Switching Hub เท่านั้น
5. ประสิทธิภาพ : VLANs มีขีดความสามารถในการทำงานแบบ Bandwidth on Demand เมื่อใดก็ตามที่ User บางส่วนบ่นว่า Bandwidth น้อย เราก็สามารถสร้าง VLANs เฉพาะขึ้นมาอีก VLANs หนึ่ง แล้วสามารถโยกย้าย User เหล่านี้มาที่ VLANs ใหม่โดยไม่ต้องโยกย้ายทางกายภาพ
6. การรักษาความปลอดภัย : ในสภาพแวดล้อมของเครือข่าย Switched ทุกคนจะ Share Braodcast กัน หาก Broadcast เหล่านี้ประกอบด้วยข้อมูลรักษาความปลอดภัย บุคคลที่ไม่เกี่ยวข้องก็สามารถมองเห็นได้ หากต้องการให้มี Security ดีขึ้น ก็สามารถแยกออกเป็น 1 VLANs ต่างหากก็ได้
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น