Логотип сайта поддержки пользователей САПРО сайте поддержки пользователей САПР Translate to:

Компьютерная сеть в собственной квартире. Часть 1

Ткаченко В.Б.
При копировании статьи
ссылка на источник обязательна.

В наше время глобального развития сетевых технологий отдача от компьютера не связанного с другими минимальна. Обмен данными, загрузка программного обеспечения, игры наконец - все это в данный момент так или иначе связано с сетями. В данной статье будет рассмотрена организация малых локальных сетей, что пригодится как для небольшого офиса или компьютерного класса или интернет-клуба, так и просто для друзей живущих в одном доме, или тех кто желает создать "семейную" сеть в собственной квартире.

Необходимое оборудование

Для создание простейшей локальной сети нам понадобится: Рассмотрим каждый вид оборудования более подробно.

Кабель для сети конструктивно состоит из 8 проводов в изоляции, сплетених между собой попарно, таки образом составляя 4 пары. Каждая пара имеет свой специфический цвет:

1-я состоит из оранжевого и белого с оранжевими полосками провода,
2-я состоит из зеленого и белого с зелеными полосками провода,
3-я состоит из синего и белого с синими полосками провода,
и 4-я состоит из коричневого белого с коричневыми полосками провода.

По качеству кабель маркируется в зависимости от сертификации по пропускной способности на следующие категории:

категория 1 и 2 - это обычный телефонный кабель
категория 3 и 4 - кабель сертифицирован для сетей в 10 Мбит (в настоящее время практически не используется)
категория 5 - кабель сертифицирован для сетей в 100 Мбит
. категория 5E - кабель сертифицирован для сетей в 1000 Мбит (1Гбит).

По исполнению кабель бывает следующих видов:

UTP - Неэкранированный кабель (просто 4 пары проводов в общей изоляции).
STP - Экранированный кабель на витых парах.
S-FTP - Экранированный кабель на витых парах c двойным экраном - фольга и оплетка.
S-STP - Экранированный кабель на витых парах. В общий экран заключены экранированные пары.

Кроме этого кабель бывает гибким (каждый провод состоит из нескольких скрученых между собой тонких медных жил) и не гибким (каждый провод состоит из одной толстой медной жилы).

Для удобства определения метража кабеля на его оболочку через каждый метр наносится число от определенной изготовителем точки отсчета.

Конекторы, используемые в сетях на витой паре соответствуют стандарту RJ-45 (кстати, аббревиатура RJ означает Registered Jack - "зарегистрированный коннектор"), и имеют восемь контактов. В свою очередь они в зависимости от используемого кабеля бывают не экранированными и экранироваными, и так же как и кабель подразделяются по сертификации на категории 3,4,5 и 5E. Часто, для повышения прочности соединения коннектора с кабелем, и удобства его маркировки используются резиновые колпачки различных цветов.

Сказанное выше в равной мере относится и к другим средствам соединения кабеля - розеткам и кросс-панелям.

Сетевые карты, представленные на рынке в настоящее время на рынке, бываю трех видов:

На момент написания статьи наиболее широко на рынке были представлены карты с пропускной способностью 100 Мбит. Ниже перечислены наиболее широко распространенные модели 100 мегабитных сетевых карт (по данным с сайта http://www.ixbt.com/).

3Com 3C905CX-TX - довольно дорогая сетевая карта, однако отличается очень высокими характеристиками, "интеллектуальностью" при работе в сети и низкой загрузкой процессора.

Intel 82550EY (Intel Pro/100) - карта по характеристикам близка к 3COM, но стоит дешевле.

Intel GD82559 (In-business) - еще более дешевое решение от Intel, на мой взгляд несколько сказавшееся на характеристиках.

D-Link DL10050B - так сказать "золотая середина" между производительными и "Low End" решениями.

Realtek RTL8139A,B,C - карты на этом чипе выпускаются многими "Low end" произодителями, и стоят очень дешево. Однако сильно грузят центральный процессор системы и плохо реализована поддержка полного дуплекса (двунаправленной передачи данных).

Realtek RTL8139D - поддержка полного дуплекса исправлена (карты на этом чипе можно порекомендовать если вы все-таки вынуждены приобрести сетевые карты на Realtek).

С помощью концентраторов (HUB) и коммутаторов (Switch) осуществляется связь и распределение передаваемых данных между компьютерами в сети. Концентратор является обычным повторителем (приемопередатчик-повторитель) электрического сигнала (пакета). Получив сетевой пакет от одного компьютера, подключен к данному порту), он транслирует его на все остальные порты одновременно, что при больших объемах передаваемых данных может приводить к значительным задержкам в локальной сети - возникает избыточных широковещательный (направленный всем узлам в сети) траффик. В зависимости от того, встроен ли в концентратор усилитель сигнала или нет, различают активные концентраторы и пассивные.

Коммутатор имеет свой процессор, внутреннюю высокопроизводительную шину и буферную память, что позволяет ему выполнять целенаправленную пересылку пакетов данных между двумя компьютерами. Кроме этого он поддерживает двунаправленную работу с каждой сетевой картой что позволяет передавать по сети в два раза больше данных (режим полного дуплекса). Коммутатор строит и поддерживает в своей памяти таблицу MAC-адресов (аппаратных адресов) для всех Ethernet-узлов в поддерживаемых им сетевых сегментах. Как только включается (загружается) новый узел (например, компьютер) в таблицу концентратора добавляется новая запись. Затем при передаче данных из одного сетевого сегмента в другой коммутатор сверяется со своей таблицей и осуществляет внутреннюю коммутацию необходимых сегментов. Если можно так выразиться, реализуется "маршрутизация на уровне MAC-адресов", вследствие чего тарффик попадает только в нужные сегменты.

В настоящее время цены на коммутаторы и концентраторы сравнимы между собой, поэтому по перечисленным выше причинам рекомендуется приобретать именно коммутаторы.

Цены на устройства различных производителей имеют такую же градацию как и сетевые карты - сначала идет 3COM, затем Intel, а потом производители 2-го звена - Compex, Prime, Surecom. Причем коммутационное оборудование 3COM и Intel, как правило содержит средства поддержки специфических возможностей своих сетевых карт и с именно с ними дает наилучший результат.

Коммутационные устройства так же различаются по количеству портов, что нужно брать в расчет в зависимости от размера планируемой сети и ее последующего расширения.

Для обжима кабеля и монтажа розеток нам понадобится специальный инструмент. К нему относится обжимное устройство, которое осуществляет вжатие контактов коннектора в кабель, устройство для зачистки кабеля (часто входит в состав обжимного устройства) и специальный нож для врезки кабеля в контакты розеток (если мы будем их использовать). Обжимное устройство желательно покупать металлическое, с шириной по размеру разьема (что обеспечит более точное перпендикулярное движение рукоятке при обжиме,) желательно с ограничителем (который не даст разжать инструмент до полного обжима).

Проектирование локальной сети

Проектирование локальной сети - это очень важный этап, от которого зависит как эффективность работы сети в будущем, так и ее расширяемость при необходимости, а так же срок ее устаревания.

В настоящий момент экономически эффективно строить именно сети с пропускной способностью 100 Мбит. Цены на 10 Мбит. и 100 Мбит. оборудование уже практически сравнялись. Оборудование для поддержки 1 Гбит. в настоящее время еще достаточно дорого, и в полной мере не может быть использовано современными компьютерами. Только в случае присутствия в вашей сети выделенного сервера с достаточно высокой загрузкой имеет смысл взят коммутатор с одним гигабитным портом и установить на сервер гигабитный сетевой адаптер.

На рис 1. показана схема 100 мегабитной сети.


Рис 1. схема 100-мегабитной сети

В зависимости от сложности сети ( распределения компьютеров, количества серверов), сеть условно можно разбить на узлы. Каждый узел ( выделено пунктиром) состоит из коммутатора и присоединенных к нему компьютеров и других сетевых устройств. Коммутаторы можно соединять между собой, к примеру если вы распространяете сеть на еще один отдел в вашей организации, но при этом максимальное расстояние такого соединения составляет 100 метров. Если необходимо соединить устройства, находящиеся на большем расстоянии, то используются усилители сигнала или оптический кабель.

Как видно из схемы, узлы соединяются друг с другом иерархически. К самому старшему узлу необходимо присоединять устройства, к которым с наибольшей вероятностью будут обращаться все пользователи сети (сетевые принтеры, файловые и интернет сервера).

Важным является и выбранный нами тип сети. По типу сети делятся на одноранговые и сети с выделенным сервером.

В одноранговой сети каждый компьютер может быть и клиентом и сервером одновременно. Иными словами все имеют равные права.

В сети с выделенным сервером основная часть сетевых ресурсов сосредоточена на определенных компьютерах (серверах). Сервера должны находится в старшем узле сети, их желательно подключать через наиболее высокоскоростные соединения (к примеру через гигабитный порт, если таковой есть). Простейший случай выделенного сервера - компьютер с выходом в Интернет, обеспечивающий доступ к нем всем компьютерам в сети будет рассмотрен ниже.

Перейдем к выбору оборудования для нашей локальной сети.

Активное сетевое оборудование

Если вы создаете сеть "с нуля" я бы посоветовал выбрать производителей первого звена - Intel или 3COM, соответственно все сетевые карты и коммутаторы должны быть от выбранного вами производителя. Это обезопасит вас от конфликтов оборудования.

Если вы экономите, или часть оборудования у вас уже есть, то при покупке нового я бы посоветовал вам хотя бы учесть рекомендации, описанные в первом разделе статьи.

И наконец сеть должна иметь запас по расширяемости. К примеру, если у вас только пять устройств для соединения в сеть, желательно купить не 5, а 8-портовый коммутатор.

Пассивное сетевое оборудование

Здесь можно выделить два подхода - эстетический и экономный.

При эстетическом подходе кабель укладывается в короба, один конец которого выводится на розетку, а второй - на кросс-панель. Кросс-панель и коммутатор, розетка и компьютер соединяется с помощью оконченного с двух сторон разъемами RJ-45 кабеля небольшой длины (патч-корда). В короба укладывается магистральный кабель (как правило не гибкий), патч-корды делаются из гибкого (многожильного) кабеля. Кабельный короб с розетками хорошо вписывается в современный интерьер, такая сеть как правило хорошо работает, но требует больших трудозатрат при монтаже, и добавление новых компьютеров приводит к ее косметическому ремонту (здесь очень важно зарезервировать порты под возможные дополнительные рабочие места).

От этих проблем можно освободится, используя экономный подход. Все кабели в этом случае представляют собой патч-кроды, и делаются из гибкого (лучше экранированного - для повышения прочности) кабеля и напрямую соединяют компьютеры и коммутатор. За дешевизну ,простоту и расширяемость в этом случае приходится платить эстетическим видом и надежностью сети. В обоих случаях рекомендуется использовать кабель категории 5E, как сертифицированный на гигабитную сеть (на перспективу).

Монтаж локальной сети

Определяющим фактором при монтаже локальной сети является правильно обжатый кабель. Для 100 мегабитной локальной сети существует два стандарта обжима кабеля (см. рис. 2).


Рис. 2.

Пара 1 обеспечивает передающий сигнал, а пара 2 - сигнал приема. Таким образом, 3-я и 4-я пара не используются (они дублируют функции 1-й и 2-й пары в гигабитной сети). При прокладке кабеля так же необходимо минимизировать длину распущенных пар (в разъеме или на розетке), чтобы уменьшить влияние помех на передачу данных. Технология же обжима достаточно проста - кабель зачищается от внешней изоляции где-то на 1 см., пары распускаются и укладываются разъем в указанном на рисунке порядке. Затем коннектор обжимается с помощью обжимного устройства. Врезка кабеля в контакты розеток и кросс-панели выполняется по такому же принципу за исключением - последнего этапа - здесь кабель просто вдавливается между режущих контактов специальным ножом.

Кабель, имеющий на одном конце вариант А, а на втором, вариант B называется crossover, и применяется либо для прямого соединения двух устройств без коммутатора, либо при соединении коммутаторов (если они не поддерживаю авто определения подключения или не имеют специальный порт, маркированный как "Uplink", или этот порт занят).

Довольно важна также такая как бы мелочь как маркировка кабеля. Лучше сразу пометить кому принадлежит такой кабель, чем потом пытаться определить его принадлежность методом вынимания - вставки из разъема сетевой карты. Для этой цели можно использовать как резиновые колпачки различного цвета или если кабелей больше 5 - специальные цифровые накладки или, на худой конец просто окольцевать кабель скотчем и закрепить на нем кусочек бумаги с надписью.

И наконец, проверим, правильно ли мы обжали кабель. Для этой цели можно использовать специальный кабельный тестер, можно просто вставить один конец коннектора в сетевую карту, а другой в коммутатор - линк должен загореться на обеих устройствах. Однако этого как правило недостаточно. Реально проверить качество соединения можно только после настройки сетевого программного обеспечения.

Читать дальше...



Copyright © Сайт поддержки пользователей САПР by Victor Tkachenko