Jak se plete počítačová síť - základy sítí | Kapitola 2
Seznam kapitol
"Uplést" počítačovou síť dnes již nemusí být pouze doménou špičkových specialistů. Výrazný pokrok v konstrukci a zjednodušení konfigurace aktivních prvků to umožní i nám. Následující minikurz mapuje nejdůležitější body, které je nutné provést při realizaci sítě využívající dnes nejrozšířenějšího standardu Fast Ethernet a zároveň je malým můstkem ke článkům věnovaným bezdrátovým WiFi sítím a aplikačním serverům.
Topologie počítačové sítě definuje rozložení jednotlivých zařízení a jejich vzájemné propojení pomoci přenosových cest (přenosy po vedení, bezdrátové a satelitní). Pro budování sítě použijeme v článku pouze přenosu po vedení.
Sběrnicová topologie sítě se vytváří pomocí sdíleného koaxiálního kabelu RG-58. Jedná se starší řešení používané v řadě organizací a je nejlevnější alternativou budování počítačové sítě, kterou lze využít pouze pro standard Ethernet (10 Mbps).
Pro standard Fast Ethernet (100 Mbps) a Gigabit Ethernet (1000 Mbps) jsou tyto rozvody nepoužitelné. Kritickým místem je existence společné sběrnice pro počítače na jednom segmentu sítě. Výpadek komunikace si vyžádá v řadě případů revizi celé délky sběrnice se všemi následky pro činnost organizace. Pro budování nové sítě nelze tuto topologii v žádném případě doporučit.
Sběrnicová topologie sítě (Ethernet)
Hvězdicová topologie sítě má proti sběrnicové nesporné výhody především v podpoře standardů Ethernet a Fast Ethernet. Je tvořena aktivními prvky sítě (HUBy a SWITCHe) propojenými kabelovým rozvodem twisted-pair (obsahuje kroucené páry vodičů). U kabelů twisted-pair je důležitým údajem kategorie kabelu (určuje kvalitu a přenosové vlastnosti kabelu). Pro standard Ethernet je nutné použít kabel Category 3 nebo vyšší. Pro standard Fast Ethernet používáme kabel Category 5 nebo vyšší (viz dále).
Hvězdicová topologie sítě (Ethernet, Fast Ethernet a Gigabit Ethernet)
Pokud již vlastníte počítačovou síť vždy na začátku její rekonstrukce proveďte rozbor stávajícího stavu kabelových rozvodů a topologie sítě. Prakticky se mohou vyskytnout dva případy, které je nutné individuálně řešit při přechodu na Fast Ethernet úplnou nebo částečnou náhradou kabeláží Category 5. V topologii sítě určete nejvíc exponovaná místa počítačové sítě. V sítích client-server se jedná běžně o rozvody páteřních vedení (backbone) mezi počítači klientů a serverem. V sítích pro provoz multimediálních aplikací nebo videokonferencí jsou to prakticky všechny aktivní prvky připojující jednotlivé účastníky seance.
Ostatní kabelové rozvody mohou být podle finančních možností zachovány, nebo nahrazeny. Pro připojení staré koaxiální sběrnice provedené kabelem RG-58 můžeme použít například Ethernet HUB s BNC výstupem. Obecně je tento způsob propojení sítí levným řešením s výrazným vznikem kolizních stavů. V případě již existující hvězdicové topologie pracující na standardu Ethernet je možné připojit stávající kabeláž Category 3 s konektorem RJ-45 pouze prostřednictvím Dual Speed aktivních prvků. Typ kabelu poznáte podle popisky na izolaci. Je nutné také provést kontrolu, jestli není některých vodičů využito pro provoz běžné telefonní sítě.
Poznámka: V současné době je v sítích FastEthernet nejpoužívanějším přenosovým médiem 100 ohmový kroucený dvoupár označovaný jako UTP (Unshelded Twisted Pair). V Evropě je ovšem používanější stíněná modifikace (stíněný bývá celý kabel) tohoto kabelu označovaná jako STP (Shielded Twisted Pair) nebo FTP (Foiled Twisted Pair) - stále se jedná o kabel s impedancí 100 ohm. Ve skutečnosti "pravé" STP kabely mají stíněné oba jednotlivé páry a impedanci 150 ohm.
P.S. Běžné označení pro sítě tvořené krouceným dvoupárem je strukturovaná kabeláž.
Konektory používané pro standard Ethernet a Fast Ethernet
Pro zakončení kabelů používáme konektory. Liší se především technickými parametry, typem fixace a zapojeným počtem vodičů. Koaxiální kabely RG-58 jsou zakončeny vysokofrekvenčním konektorem BNC. Pro kabel Category 3 používáme konektor RJ-45 se čtyřmi zapojenými vodiči. V případě použití standardu Fast Ethernet nebo jeho kombinace se standardem Ethernet musí být použit kabel Category 5 s koncovkou RJ-45 s osmi zapojenými vodiči. Z obrázku je patrné, že koncovky RJ-45 se na pohled neliší. Rozdíl je v parametrech obou konektorů.
Nejběžnějším typem optického vodiče je pár SC Fiber s konektorem SC. Fixace i cena konektoru je nákladná, a proto se snaží celá řada výrobců tyto náklady snížit použitím nových technologických řešení. Zřejmě největší ambice na prosazení má konektor VF-45 vyvinutý sdružením kolem firmy 3M. V našem článku nebudeme s optickými vodiči uvažovat. Jejich použití je vhodné především v případě vzdálených budov, nebo v průmyslovém prostředí.
Přenosová rychlost je dána standardem Ethernet nebo Fast Ethernet. Pomocí optických vodičů lze navíc překlenout vzdálenosti až 2000 m. Optimalizací polohy aktivních prvků v síti se lze často vyhnout použití optického rozvodu a ušetřit nemalé finanční prostředky.
Konektory pro všechny typy kovových vodičů se zásadě upevňují mechanicky pomocí fixačních kleští. Vodiče nikdy nepájíme! Došlo by k jejich poškození a ke ztrátě funkčnosti. Fixované konektory již nelze použít pro novou instalaci.
Fixační kleště pro kovové vodiče s konektory BNC a RJ-45
Zapojení konektoru RJ-45 je díky většímu množství vodičů složitější. Před fixací je nutné pečlivě zkontrolovat pozice vodičů na správných číslech výstupů (pinů). Standardně používáme kabelů Category 5, a proto je vhodné zapojit všech osm vodičů. Usnadníte si v budoucnu přechod na Fast Ethernet již připravenou kabeláží.
Existuje jediná výjimka, kdy je nutné zapojení vodičů změnit. Jedná se o křížený kabel pro přímé propojení dvou počítačů bez použití aktivních prvků. Toto zapojení nikdy nepoužívejte při konstrukci sítě!
Poznámka: Většina aktivních prvků v síti má přepínač křížení nebo druhý křížený port pro připojení dalšího aktivního prvku.
Všechny vodiče kabelu jsou barevně označeny. Jejich barvy a vlastní zapojení vyplývá ze schémat na obrázku.
Zapojení konektoru RJ-45
Pro upevňování konektorů BNC na koaxiální kabel RG-58 se používá opět fixačních kleští. Ty nejsou ale vybaveny noži pro ořez izolace, který se provádí speciálním nástrojem. Fixační kleště lze zakoupit ve specializovaných obchodech za cenu 500 až 3000 Kč.
Realizace rozvodu pro počítačovou síť a možné úspory
I přes to, že se jedná o slaboproudou instalaci dbejte vždy při kladení vodičů na jejich bezpečné uložení v lištách, pokud možno ve vzdálenosti 20 cm od vodičů elektrického napětí (vzdálenost není kritická). Nejlépe je spolupracovat při pokládání vodičů s osobou, která má přehled o poloze elektrického rozvodu v organizaci. Kabely po fixaci konektorů můžeme prověřit pomocí testeru kabelů prodávaného ve specializovaných obchodech. Pokud dodržíte při instalaci sítě maximální vzdálenost 100 m (metry jsou vyznačeny na kabelu) a fixujete pečlivě konektory není použití testeru kritické. Kabely pokládejte vždy opatrně, nesnažte se je namáhat tahem nebo extrémním ohybem.
Při projektování počítačové sítě můžeme za cenu snížení profesionality provedení ušetřit především na částech zvyšujících přehlednost a odolnost sítě proti vnějším zásahům, kterými je instalační skříň (19" LAN rack) a zásuvky. Při použití instalační skříně a zásuvek tvoří síť kompaktní celek, který je odolný proti vnějším vlivům a poškození. Hlavní rozvody jsou realizovány pomocí drátových (tvrdých) vodičů. Aktivní prvky a počítače se připojují pomocí ohebných vodičů (lanka). Zvyšuje se tak odolnost a životnost rozvodů sítě.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
