Congestion Control
ความคับคั่ง (Congestion) ในความหมายของระบบเครือข่ายหมายถึง มีปริมาณการใช้งานระบบเครือข่ายมากเกินไปจนทำให้การรับส่งข้อมูลทำได้ช้า สาเหุตทั่วไปของการเกิดความคับคั่งได้แก่
  • มีผู้ใช้งานระบบเครือข่ายในส่วนงานนั้น ๆ มากเกินไป
  • โปรแกรมที่ใช้งานต้องการใช้การติดต่อบนระบบเครือข่ายสูงมาก เช่น โปรแกรมประเภทกรุ๊ปแวร์ (สำหรับการจัดตาราง หรือการจัดการนัดหมาย) และอีเมล์ที่มีการส่งไฟล์ขนาดใหญ่แนบมาด้วย
  • โปรแกรมที่ใช้งานต้องการส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายเป็นปริมาณมากๆ เช่น โปรแกรมเกี่ยวกับสิ่งพิมพ์ และโปรแกรมมัลติมีเดีย
  • จำนวนผู้ใช้อินเทอร์เน็ตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
  • ความสามารถให้การทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ และเครื่องเซิร์ฟเวอร์ตัวใหม่สูงขึ้น

สามารถหาจุดที่เกิดความคับคั่งของระบบเครือข่ายได้อย่างไร

การเกิดความคับคั่งของระบบเครือข่ายมักมีอาการดังนี้

ระบบเครือข่ายทำงานช้ามากขึ้น

ระบบเครือข่ายทั้งหมดมีข้อจำกัดในการส่งข้อมูล เมื่อการใช้งานระบบเครือข่ายน้อย อัตราการส่งข้อมูลจากเครื่องหนึ่ง ไปสู่อีกเครื่องหนึ่งย่อมใช้เวลาน้อยด้วย เมื่อมีผู้ใช้มากขึ้น การติดต่อสื่อสารและส่งข้อมูลเข้าสู่ระบบเครือข่าย ก็มากขึ้นทำให้อัตราความเร็วในการส่งข้อมูลลดลง การส่งข้อมูลไปถึงปลายทางช้าลง

ในสถานะการณ์ที่ระบบเครือข่ายเกิดการทำงานหนักมากเกินไป โปรแกรมต่างๆ จะไม่สามารถทำงานผ่านระบบเครือข่ายได้เลย และโปรแกรมหรือระบบปฏิบัติการไม่สามารถทำงานต่อไปได้ ทำให้จำเป็นต้องปิดเปิดเครื่องใหม่ แต่จำไว้ว่ามีหลายปัจจัยที่ทำให้การทำงานของโปรแกรมช้าลง (เช่น ความเร็วของซีพียู, ขนาดของหน่วยความจำ และประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์)

Network Utilization สูงขึ้น

การวัดถึงความหนาแน่นของระบบเครือข่ายที่สำคัญ รูปแบบหนึ่งก็คือการ วัด Channel utilization ซึ่งวัดจากเปอร์เซ็นต์ของเวลาที่ระบบเครือข่ายต้องทำการส่งข้อมูล ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรง กับปริมาณการใช้งานของระบบเครือข่าย คุณสามารถตรวจสอบข้อมูลการใช้งานระบบเครือข่ายได้ ผ่านโปรแกรมจัดการระบบเครือข่ายที่สามารถแสดงข้อมูลหล่านี้ ออกมาเป็นรูปภาพและกราฟให้คุณเข้าใจได้ง่าย นอกจากนี้ อาจจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ตรวจสอบระบบเครือข่ายชนิดพิเศษ (เช่น Protocol Analyzer หรือ Remote Monitoring RMON) ที่สามารถตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์ระบบเครือข่ายอื่นๆ ที่ใช้งานบนระบบเครือข่ายของคุณ

มีวิธีการหลากหลายวิธี ที่ใช้ตัดสินใจว่า Network Utilization ของคุณอยู่ในระดับปลอดภัยหรือไม่ โดยคำนึงถึงจำนวนของเครื่องคอมพิวเตอร์บนแลน, ซอฟต์แวร์ที่ใช้ตรวจสอบ และรูปแบบของการวางระบบเครือข่ายด้วย หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง การใช้งานระบบเครือข่ายที่มากนี้ เกิดระหว่างผู้ใช้ภายในแลน หรือเกิดจากผู้ใช้ที่รับส่งข้ามส่วนของระบบเครือข่าย จนทำให้เกิดความคับคั่ง สำหรับองค์กรขนาดเล็กส่วนมาก การวัด Network Utilization เป็นไปตามกฎ rules of thumb เพื่อใช้พิจารณาว่า แลนของคุณได้ทำงานหนักเกินไปหรือยัง
  • Network Utilization 20 เปอร์เซ็นต์สำหรับการทำงาน 8 ชั่วโมงต่อวัน
  • Network Utilization 30 เปอร์เซ็นต์ไม่ควรเกิน 1 ชั่วโมงต่อวัน
  • Network Utilization 50 เปอร์เซ็นต์ไม่ควรเกิน 15 นาทีต่อวัน

ความไม่พอใจของผู้ใช้

ความเร็วของระบบเครือข่ายเป็นการวัดที่ปลายทาง สิ่งใช้วัดความหนาแน่นของแลนได้ดีที่สุดคือ ผู้ใช้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ ถ้าผู้ใช้ไม่พอใจกับประสิทธิภาพของระบบเครือข่ายแล้ว แปลว่าต้องมีปัญหาเกิดขึ้น แม้ว่าระบบเครือข่ายจะทำงานได้ดีอยู่ก็ตาม ความไม่พอใจของผู้ใช้ อาจไม่ได้มาจากความหนาแน่นของระบบเครือข่าย แต่อาจมาจากโปรแกรมที่ใช้งาน ความเร็วของซีพียู และประสิทธิภาพของฮาร์ดดิสก์ ประสิทธิภาพของเซิร์ฟเวอร์ หรืออุปกรณ์เชื่อมต่อ WAN ก็เป็นได้ (เช่น โมเด็มทำงานได้ช้าเกินไป)

การออกแบบระบบเครือข่ายที่ดี : กฎ 80 - 20

กุญแจที่นำไปสู่การออกแบบระบบเครือข่ายคือ วิธีการวางตำแหน่งของเครื่องไคลเอ็นต์ (Client) และเซิร์ฟเวอร์สัมพันธ์กันอย่างไร ตัวอย่างเช่น เครื่องไคลเอ็นต์ควรตั้งไว้ในส่วนของระบบเครือข่ายเดียวกัน (ในเซิงลอจิคอล : Logical) กับเซิร์ฟเวอร์ที่ไคลเอ็นต์เครื่องนั้นใช้งานบ่อย (ลอจิคอล หมายถึงการแบ่งส่วนการวางตำแหน่งของเครื่องต่างๆ โดยใช้ซอฟต์แวร์เป็นตัวจัดการ ดังนั้นผู้ใช้ที่อยู่ต่างอาคารกัน ก็สามารถอยู่ให้ส่วนของลิจิคอลเน็ตเวิร์กเดียวกันได้ ตรงข้ามกับฟิซิคอล (physical) ที่หมายถึงเครื่องที่อยู่รวมกันและใช้ฮับร่วมกัน) วิธีนี้จะช่วยลดปริมาณการใช้งาน ของระบบเครือข่ายแกนหลัก (Backbone) ที่ใช้ส่งข้อมูลจากส่วนหนึ่งไปอีกส่วนหนึ่งลงได้

กฎที่ดีอีกข้อของ Rule of Thumb คือเพื่อการออกแบบที่เหมาะสมสำหรับองค์กรขนาดเล็กและขนาดกลาง การใช้งานระบบเครือข่าย 80 เปอร์เซ็นต์ สำหรับการรับส่งข้อมูลภายใน ส่วนของระบบเครือข่ายที่แบ่งตามลอจิคอลอีก 20 เปอร์เซ็นต์ เป็นปริมาณการส่งข้อมูลภายในแกนหลัก ที่เชื่อมระบบเครือข่ายย่อยต่างๆ ไว้ด้วยกัน การวัดความหนาแน่นของการใช้งาน ที่แกนหลักวัดได้ว่า หากไม่อยู่ในรูปของ 80-20 แล้ว แสดงว่าอาจเกิดความคับคั่งบนระบบเครือข่ายขึ้น ในกรณีนี้ แทนที่จะเพิ่มสวิตซ์ หรือเปลี่ยนฮับให้มีประสิทธิภาพขึ้น คุณอาจลองเพิ่มประสิทธิภาพระบบเครือข่ายได้โดยวิธีต่อไปนี้
  • ลองย้ายตำแหน่งที่เก็บของไฟล์ข้อมูล โปรแกรมที่ทำให้เกิดความคับคั่งบนระบบเครือข่าย
  • ลองย้ายผู้ใช้งาน (ย้ายในทางลอจิคอล) ที่อยู่ในส่วนที่มีผลต่อความหนาแน่นของระบบเครือข่าย
  • เพิ่มเครื่องเซิร์ฟเวอร์ เพื่อให้ผู้ใช้งานเรียกใช้ได้ โดยไม่ต้องผ่านระบบเครือข่ายแกนหลัก

เพื่อประสิทธิภาพระบบเครือข่ายของคุณให้มากขึ้นไปอีก

แลนส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยการใช้ระบบเครือข่ายด้วยอีเทอร์เน็ต ที่ผู้ใช้ทุกคนจะต้องให้ส่วนของระบบเครือข่ายร่วมกัน เห็นได้ชัดเจนว่ายิ่งผู้ใช้เพิ่มขึ้นมากเท่าไร และขนาดไฟล์ที่รับส่งใหญ่ขึ้นเท่าไร ระบบเครือข่ายก็ยิ่งช้าลงเท่านั้น

ในบทความนี้ได้แนะนำแนวทาง ในการแบ่งระบบเครือข่ายออกเป็นส่วนต่างๆ กลายเป็นหลายระบบเครือข่ายย่อย (subnetwork) เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาความคับคั่งของระบบเครือข่าย

อีเทอร์เน็ตสวิตซ์, ฟาสต์อีเทอร์เน็ตฮับ และฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเครือข่ายของคุณได้อย่างทันที และดีขึ้นจนเห็นได้ชัด เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ฮับที่ทำงานด้วยความเร็ว 10 ล้านบิตต่อวินาที บนระบบเครือข่ายที่ใช้งานอย่างหนัก การเพิ่มอุปกรณ์เหล่านี้แก่ระบบเครือข่ายของคุณ เปรียบเสมือนกับการเพิ่มช่องทางขับรถในถนน (ในกรณีที่เพิ่มสวิตซ์), เพิ่มความเร็วสูงสุดที่วิ่งได้ในถนน (ในกรณีที่เพิ่มฟาสต์อีเทอร์เน็ตฮับ) หรือเพิ่มทั้งช่องทางขับรถ และความเร็วสูงสุดที่วิ่งได้ (ในกรณีเพิ่มฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์)

การใช้ฟาสต์อีเทอร์เน็ตโดยปกติแล้ว สามารถทำงานได้เร็วกว่าสวิตซ์ที่ทำงานบนอีเทอร์เน็ตความเร็ว 10 ล้านบิตต่อวินาที ทั้งการใช้เซิร์ฟเวอร์ตัวเดียวหรือหลายตัว ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับชนิดของข้อมูลที่รับส่งกันในระบบเครือข่าย

ไฟล์ขนาดเล็กจำนวนมาก

สำหรับการใช้งานที่มีการส่งไฟล์ขนาดเล็กเป็นจำนวนมาก (เช่น อีเมล์หรือรายงานฐานข้อมูล) ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างเทคโนโลยีทั้งสองมีน้อย ในกรณีนี้ความคับคั่งเกิดจากการส่งข้อมูลขนาดเล็กจำนวนมาก ระหว่างไคลเอ็นต์และเซิร์ฟเวอร์ การแบ่งระบบเครือข่ายออกเป็นส่วนย่อย เป็นทางแก้ที่ประหยัดกว่า หรือโดยการใช้อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ เพื่อแยกส่วนระบบเครือข่ายโดยใช้ความเร็ว 10 ล้านบิตต่อวินาที สำหรับแต่ละส่วน และความเร็ว 100 ล้านบิตต่อวินาที สำหรับการเชื่อมต่อไปสู่เซิร์ฟเวอร์ หรือระบบเครือข่ายแกนหลัก โดยไม่ต้องเปลี่ยนหรืออัพเกรดการ์ดแลน ความเร็ว 10 ล้านบิตต่อวินาทีที่มีอยู่เดิม

ไฟล์ขนาดใหญ่จำนวนน้อย

การส่งไฟล์ขนาดใหญ่เป็นระยะๆ หรือมีผู้ใช้โปรแกรม ที่ต้องใช้ความจุของระบบเครือข่ายจำนวนมาก จะมีวิธีแก้ปัญหาต่างออกไป เพราะว่าการส่งไฟล์ขนาดใหญ่ด้วยความเร็ว 10 ล้านบิตต่อวินาที ใช้เวลานานมาก การใช้ฮับ 100 BaseT จึงเป็นทางแก้ที่ดีที่จะทำให้การส่งข้อมูลขนาดใหญ่เร็วขึ้น

ไฟล์ขนาดใหญ่จำนวนมาก

ในกรณีที่มีส่งไฟล์ขนาดใหญ่เข้ามาระบบเครือข่ายเป็นประจำ ทางแก้ปัญหาที่ดีที่สุดคือ ใช้ฟาสต์อีเทอร์เน็ตฮับ และฟาสอีเทอร์เน็ตสวิตซ์ ซึ่งสามารถเพิ่มอัตราการรับส่ง และความเร็วในการทำงานบนระบบเครือข่ายอย่างมาก และลดปัญหาความคับคั่งได้มากเช่นกัน

ต้องการช่องสัญญาณสำหรับเวิร์กกรุ๊ป และเซิร์ฟเวอร์

ถ้าหากคุณต้องการความเร็วสูงถึง 100 ล้านบิตต่อวินาที ในการติดต่อระหว่างเวิร์กกรุ๊ป, เซิร์ฟเวอร์ หรือเครื่องไคลเอ็นต์ที่ส่งไฟล์ขนาดใหญ่มาก ในปริมาณที่สูงมาก ฟาสต์อีเทอร์เน็ตเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด ฟาสต์อีเทอร์เน็ตทำให้คุณสามารถแบ่งแลนของคุณออกเป็นส่วนๆ ได้ (แต่ละส่วนเรียก Collision Domain) และแต่ละส่วนสามารถทำงานได้เร็วถึง 100 ล้านบิตต่อวินาที และคุณอาจเพิ่มเซิร์ฟเวอร์ให้แก่ส่วนที่มีการใช้งานหนักได้อีกด้วย ในปัจจุบันนี้ ฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ ทำหน้าที่เหมือนเป็นระบบเครือข่ายแกนหลักของแลน โดยที่มีอีเทอร์เน็ตฮับ, อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ หรือฟาสต์อีเทอร์เน็ตฮับเป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างเครื่องต่างๆ ในเวิร์กกรุ๊ป และด้วยความต้องการด้านระบบเครือข่ายแบบใหม่เช่น โปรแกรมมัลติมีเดียหรือโปรแกรมประชุมทางไกลผ่านวิดีโอที่มีมากขึ้น ทำให้คุณอาจต้องเลือกติดตั้งอุปกรณ์ที่มีความเร็ว 100 ล้านบิตต่อวินาทีให้กับผู้ใช้ทุกเครื่อง

ใช้โปรแกรมประเภทสตรีมมิงมัลติมีเดีย

ท้ายสุด สำหรับระบบที่มีเซิร์ฟเวอร์เพียงเครื่องเดียว ที่ใช้งานโปรแกรมประเภทสตรีมมัลมัลติมีเดีย เช่น การประชุมแบบเห็นภาพเคลื่อนไหวผ่านระบบเครือข่าย การใช้ฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์เป็นวิธีที่ดีที่สุด ด้วยสวิตซ์นี้จะทำให้ทุกเครื่องสามารถติดต่อกับเซิร์ฟเวอร์ได้ด้วยความเร็ว 100 ล้านบิตต่อวินาที และสวิตซ์ยังรองรับการทำงานแบบมัลติคาสต์ (Multicast) อีกด้วย (มัลติคาสต์ หมายถึง การส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่าย ให้แก่เครื่องไคลเอ็นต์หลายเครื่องโดยส่งเพียงครั้งเดียว)

เพิ่มประสิทธิภาพด้วยอุปกรณ์ที่มีอยู่

การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเครือข่ายบางส่วน ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิม ได้แก่ การ์ดเชื่อมต่อระบบเครือข่าย (NIC), เครื่องคอมพิวเตอร์, เซิร์ฟเวอร์ และสายสัญญาณที่ได้ติดตั้งไปแล้ว ยกตัวอย่างเช่น ฟาสต์อีเทอร์เน็ตฮับ รองรับการทำงานบนโปรแกรมที่ทำงานบนอีเทอร์เน็ตทั้งหมด แต่คุณต้องใช้สาย 100 BaseT และ 10/100 NIC ในเครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่อง เพื่อที่จะใช้งานฟาสต์อีเทอร์เน็ต การใช้ฮับนี้เหมาะกับการใช้ในการติดตั้งระบบเครือข่ายใหม่ทั้งหมด เพิ่มเติมจากระบบเครือจ่ายเดิมที่มี และตำแหน่งที่เพิ่มเติมออกไปนั้น จำเป็นต้องใช้การรับส่งข้อมูลในปริมาณสูง

สำหรับระบบเครือข่ายที่มีอยู่เดิม ซึ่งได้ติดตั้งการ์ดอีเทอร์เน็ตไว้แล้ว การใช้อีเทอร์เน็ตสวิตซ์เป็นการแก้ปัญหาที่ดีกว่า โดยที่อีเทอร์เน็ตสวิตซ์จะเพิ่มประสิทธิภาพให้แก่ระบบเครือข่ายของคุณทันที โดยไม่ต้องเจอปัญหาค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนการ์ด เชื่อมต่อระบบเครือข่ายที่มีอยู่เดิมอีกด้วย

อย่างที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ หากคุณเลือกที่จะใช้ฟาสต์อีเทอร์เน็ตฮับ หรือฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ ขอแนะนำให้คุณติดตั้งการ์ดเชื่อมต่อระบบเครือข่ายความเร็ว 10/100 ล้านบิตต่อวินาที สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ด้วย เพราะราคาแพงกว่าเพียงเล็กน้อย แต่มีประสิทธิภาพสูงกว่า การ์ดเชื่อมต่อระบบเครือข่ายความเร็ว 10 ล้านบิตต่อวินาทีตั้งแต่ 30 ถึง 90 ล้านบิตต่อวินาที

สายสัญญาณเป็นอุปกรณ์อีกชิ้น ที่ต้องตัดสินใจเลือกเมื่อคุณใช้ฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์ ฟาสต์อีเทอร์เน็ตสวิตซ์สามารถทำงานได้บนสาย Category 3 ที่บริษัทต่างๆ นิยมติดตั้ง และยังทำงานบนสาย Category 4 และสาย Category 5 UTP ด้วย แต่การใช้งานฟาสต์อีเทอร์เน็ตจำเป็นต้องใช้สายแบบ 100BaseTX ซึ่งได้แก่สาย Category 5 ดังนั้นการเดินสายสัญญาณขึ้นมาใหม่ขึ้งควรใช้สาย Category 5