Главная - Коммуникация - Выбор оборудования для сетей SOHO

Вступление

Вот уже много лет идёт бурное развитие компьютерной техники, и одной из главных её отраслей являются компьютерные сети (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Они предоставляют нам огромное количество услуг и возможностей: разделение дорогостоящих ресурсов (файловые серверы, принтеры, модемы), улучшение доступа к информации (интернет, e-mail, телеконференции, электронная коммерция, возможность обмена данными между различными операционными системами), свободу в территориальном размещении компьютеров.

В нашей стране наибольшее распространение получила сетевая технология - Ethernet (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Основной принцип, положенный в основу Ethernet - случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных (CSMA/CD). В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны.

Эта статья подготовлена не для профессионалов, а для тех, кто собирается сам создать свою небольшую сеть в офисе или дома. В рамках данной статьи мы рассмотрим только создание сетей на тонком коаксиальном кабеле и витой паре.

Исходное оборудование

Тонкий коаксиальный кабель (coaxial): диаметр ~ 5 мм, тонкий внутренний проводник ~ 0.89 мм, сопротивление – 50 Ом. Кабель RG-58/U имеет сплошной внутренний проводник, RG-58 A/U – многожильный. Рабочая частота – 10 Мгц. Для соединения кабеля с оборудованием используется BNC коннектор.

Пример сети на коаксиальном кабеле:

рис. 1

Кабель типа "витая пара" (TP, Twisted Pair) бывает двух видов: экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair) и неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair). Также подразделяется на одножильную и многожильную витую пару, а также витую пару для внешней прокладки.

Неэкранированная витая пара (Unshielded Twisted Pair): разделяется на категории 1,2,3,4,5,5e,6; самые распространённые 3 и 5, со скоростью передачи данных 10 и 100 Мб/с. Кабели выпускаются в 4-парном исполнении. Все пары имеют определённый цвет и шаг скрутки. Обычно две пары предназначены для передачи данных, а две – для передачи голоса. Для соединения кабеля с оборудованием используются вилки и розетки RJ-45. Диаметр кабеля: 22 AWG, 24 AWG, 26 AWG. Чем больше номер, тем меньше его диаметр.

Экранированная витая пара (Shielded Twisted Pair): разделяется на категории 5,5e,6,7. Основное назначение этих кабелей – поддержка высокоскоростных протоколов. Экранированная витая пара хорошо защищает передаваемые сигналы от внешних помех и используется только для передачи данных.

Преимущества и недостатки витой пары: плюсы: Простота установки, отказоустойчивость, высокая производительность. Минусы: Ограниченная длина, слабая помехоустойчивость от наводок (силовые трансформаторы, передающие устройства, лампы дневного света).

Таблица 1. Параметры физического уровня для сетей Ethernet , Fast Ethernet

Розетки для вилок RJ45 3 и 5 категории существуют в различных вариантах исполнения: настенные и для крепления в коробах глубиной 25 мм, 32 мм и более. Для крепежа вилок и розеток используется следующий минимальный набор инструментов: Stripping tool – зачистка, Crimping tool – обжим вилок на кабель, Punch Down tool – заделка кабеля в розетки и патч-панели.

Патч-панели - используются для коммутирования компьютерных и телефонных сетей в структурированных кабельных системах. Бывают как минимум 8-и видов: с 1 по 5 категорию на 12, 16, 32, 48 и более портов для монтажа в 19" стойку, экранированные и нет, с отключением и мониторингом. Внутренние соединители: 8-ми контактный KRONE или 8-ми контактный 110 IDC (прерывающий изоляцию) разъём. Пример работы патч-панели в составе сети:

рис. 2

Сетевые адаптеры.

Хотелось бы сказать несколько слов об основных сетевых адаптерах, продаваемых в нашей стране.

Сетевые адаптеры фирмы Genius 10 Мб (GE 2000 ISA и GE 2500 PCI) и 10/100 Мб (PCI) хорошо подходят для создания небольших (30-40 компьютеров) сетей с длиной каждого сегмента не более 60 метров.

Продукция D-Link имеет широкий спектр применения: от одно и многопроцессорных сетевых адаптеров с управлением 10 Мб (DE-528) и 10/100 Мб (DE-538TX) до многопортовых принт-серверов (серия DP-100 10 Мб и DP-300 10/100 Мб) и устройств управления сетями (концентраторы, коммутаторы и т.д.) по очень доступной цене.

3Com известна своим оборудованием, которое работает намного быстрее и на большей длине, чем оборудование других производителей. Хорошо известны сетевые адаптеры серии 509 ISA и 905TX на 10/100 Мб. Эти адаптеры имеют высокую производительность за счёт применения новейших технологий пересылки данных: Parallel Tasking, Parallel Tasking II и Resilient Server Links, и протоколов управления: DMTF, RMON, RMON-2, SNMP, SNMP-2, dRMON, которые уменьшают степень загрузки процессора и повышают производительность приложений благодаря более эффективной передаче данных по шине ISA и PCI.

В настоящее время сетевые адаптеры фирмы 3COM представлены в основном картами 905-ой серии:

• 3COM 905B-TX-NM – 10Base-T, 100Base-Tx. WOL. Поддержка всех ОС.
• 3COM 905C-TX-NM – отличается от предыдущей модели только отсутствием WOL.
• 3COM 905B-COMBO – адаптер с поддержкой стандартов 10Base-T, 100Base-Tx, 10Base-2, 10Base-5.
• 3COM 905B-FX – сетевая карта для многомодового оптоволоконного кабеля 1300нм.

Для серверных решений выпускается плата 3COM980C-TXM. В ней используется уникальная технология Dynamic Access, которая выполняет интеллектуальные функции и помогает решать проблемы, возникающие в информационных системах (выравнивание нагрузки, восстановление сетевых связей, самовосстанавливающие драйверы, множество виртуальных ЛС и т. д.).

Концентраторы (хабы).

Во всех современных технологиях локальных сетей определено устройство, которое имеет несколько равноправных названий - концентратор (consentrator), хаб (hub). Концентратор объединяет отдельные физические сегменты сети в единую разделяемую среду. Основная функция хаба - повторение кадра на всех портах.

Концентратор Ethernet 10 Мб обычно имеет от 4 до 72 портов, причем основная часть предназначена для подключения кабелей на витой паре. Подразделяются на концентраторы технологии 10Base-T и 100Base-Tx, с поддержкой стандартов 10Base-2 и 10Base-5 или нет.

Концентраторы 100Base-Tx могут быть двух видов: 100 на всех портах одновременно, или DualSpeed (10/100 Мб) - когда каждый порт работает на автоопределении 10/100 изолированно от других. Иногда на концентраторах присутствует отдельный порт MDI (uplink)- для подключения концентраторов между собой.

Концентраторы подразделяются по конструктивному исполнению на концентраторы с фиксированным количеством портов и стековые концентраторы. Стековые концентраторы отличаются от фиксированных тем, что стековые концентраторы имеют специальные порты и кабели для объединения нескольких хабов как бы в единый повторитель.

Для создания недорогих 10 мегабитных сетей с минимальной нагрузкой хорошо подходят концентраторы фирмы Genius на 8 (GH4080 SE) и 16 (GH4160 SE) портов.

Линейка концентраторов фирмы D-Link: DE-812TP, DE-816TP, DE-824TP - 10 Мбит концентраторы.

DFE-908Dx, DFE-916Dx - недорогие и надежные 100 Мбит концентраторы Dualspeed на 8 и 16 портов. Концентраторы стыкуются до 5 в стек, соответственно с поддержкой до 80 портов.

Фирмой 3COM представлен большой ассортимент концентраторов:

• Office Connect Ethernet Hub 4, 4C, 8, 8C, 16, 16C - 10 Мбитные концентраторы. Число означает количество портов, индекс "C" - порт для подключения 10Base2.
• OfficeConnect Fast Ethernet Hub 4, 8, 16 -100 Мбитные концентраторы.
• OfficeConnect Dualspeed Hub 4, 8, 16 - концентраторы на 10/100 Мбит.
• Концентраторы класса Super Stack II на 12 и 24 порта, стыкуемые по 4 в стек. И т. д.

Соблюдение многочисленных ограничений и допусков, установленных для различных стандартов физического уровня сетей Ethernet, гарантирует корректную работу вашей сети. Наиболее важные ограничения, связаны с длиной отдельного сегмента кабеля, а также количеством повторителей и общей длиной сети.

Правила "5-4-3" для коаксиальных сетей и "4-х хабов" для 10-ти мегабитных сетей на основе витой пары дают гарантию работоспособности сети. "Правило 5-4-3" говорит о том, что в сети может быть не более 4 повторителей и, соответственно, не более 5 сегментов кабеля. Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, то есть такими, к которым подключаются конечные узлы. На рис. приведен пример сети Ethernet, состоящей из трех сегментов, объединенных двумя повторителями. Правило "4-х хабов" показывает, что между любыми двумя узлами сети не должно быть больше 4-х повторителей. На рис. 3 показана сеть 10Base-T с максимальным иерархическим соединением концентраторов Ethernet.

рис. 3По сравнению с сетями Ethernet на протяженность сети Fast Ethernet накладываются более жесткие ограничения. Правило "4-х хабов" переходит в правило "двух хабов" и диаметр сети сокращается примерно до 200 метров. Причем повторители должны быть соединены между собой кабелем не длиннее 5 метров.

Из-за того, что сетевые карты 3Com имеют меньшее время задержки сигнала после возникновения коллизии, чем другие, иногда возникают проблемы в работе с другими сетевыми картами, типичный пример - 1С бухгалтерия версии 7.5 и выше. В таких случаях решению проблемы помогает коммутатор.

рис. 4

Коммутаторы (switch).

В последнее время прослеживается отчетливая тенденция вытеснения концентраторов коммутаторами с нижних уровней сетей. И это неспроста. Ведь коммутаторы занимаются разбиением общей разделяемой среды на логические элементы, которые представляют самостоятельные разделяемые среды с меньшим количеством узлов. Сеть, разделенная на логические сегменты, обладает более высокой производительностью и надежностью.

Основные преимущества применения коммутатора:

• в режиме half duplex домен коллизий локализуется между портом коммутатора и сетевой платой;
• появляется возможность использовать режим full duplex;
• преодоление ограничения расстояния сети;
• сегментация сети снижает количество коллизий в каждом из сегментов, увеличивая тем самым пропускную способность.

Недорогим и в тоже время надежным решением является использование коммутаторов фирмы 3COM - OfficeConnect Dualspeed Switch 4, 8, 16 - с автоопределением 10/100 на каждый порт.

На рис. 5 и 6 представлены два случая применения коммутаторов в небольших сетях. В первом случае коммутатор выступает в качестве присоединения целого участка сети, а в другом в качестве разделения среды.

рис. 5	рис. 6

Заключение

В качестве среды передачи в настоящее время в офисных ЛВС преимущественно используется неэкранированная витая пара 5-й категории (UTP). Соединение компьютеров в сеть описанным выше набором средств обычно не вызывает трудностей в силу логической простоты традиционно применяемой топологии звезды, используемой в сетях Ethernet.

Топология "звезда" - это топология, которая предполагает радиальное соединение центрального и периферийных устройств.

То есть в районе территориального центра офиса устанавливается концентратор (hub) или коммутатор (switch) на необходимое количество портов. От него прокладываются кабельные линии к рабочим станциям. Очень часто с целью упрощения прокладки сетей и удешевления конструкции не устанавливаются настенные розетки, а провод от концентратора или коммутатора непосредственно подключается к сетевой карте компьютера. На этом прокладка локальной сети заканчивается. В лучшем случае кабель укладывается в короба, в худшем – кабель прокладывается вдоль стен или крепится подручными средствами (скобами) к плинтусу.

При прокладке сети необходимо учитывать следующие особенности:

• будет ли увеличиваться количество пользователей или нет;
• если количество пользователей будет увеличено, то в каких "географических" координатах данной фирмы они будут располагаться;
• хватит ли существующего трафика сети в будущем;
• возникнет ли необходимость логического разделения сети с помощью маршрутизатора, и т. д.

В подобных случаях как раз всплывает вопрос о правильности прокладки сети, и если она была проложена без соответствия основным сетевым стандартам, то приходиться прокладывать всю сеть сначала. Соответственно, накладные расходы при этом увеличиваются. Поэтому правильная прокладка сети будет не только гарантировать работоспособность сети, но и даст возможность ее модернизировать или нарастить, не затрагивая изначальную кабельную систему.

Не нужно забывать об ограничении на длину каждого сегмента, складывающегося из нескольких составляющих: не более 90 метров на горизонтальную проводку, и примерно по 2 или 3 метра на патч-корды. При обжиме кабеля в вилки RJ-45 для категории 5 нужно соблюдать правило: оставлять прямой, нескрученный кабель не более чем 13 мм. Также, для обжима в вилки RJ-45 необходимо применять соответствующие типу кабеля вилки: для многожильного кабеля применяются вилки с I-образными ножами, для одножильного – Y образными. В противном случае, не будет никакой гарантии, что кабель будет работать правильно.

Таким образом, после всего вышесказанного, становятся более понятными критерии выбора оборудования для сети. Конечно, очень много осталось за рамками этой статьи: и вопросы настройки операционных систем, и разрешение конфликтов оборудования различных фирм, и обзор инструмента для монтажа и тестирования сети. Но мы к этому сознательно и не стремились, а хотели лишь дать общее представление о теме.