Читать книгу: «Создание и обслуживание локальных сетей», страница 4

4.10. Коннекторы, розетки, инструменты…

Одного кабеля для создания сети мало. Нужны еще различные мелочи – коннекторы, розетки, короба, панели и т. п. и, конечно, разнообразные инструменты для обрезки и обжима кабелей. Понятное дело, что в случае использования беспроводной сети без всего этого можно обойтись. Исключение составляют лишь комбинированные сети (например, беспроводная сеть с сегментами проводной).

Ниже рассмотрены практически все инструменты и материалы, необходимые для создания сетей на коаксиальном кабеле и на основе витой пары. Оптоволоконная сеть не рассматривается, поскольку она требует слишком дорогостоящего оборудования и ее создание лучше оставить профессионалам.

Все необходимое для сети на коаксиале

Коннектор BNC. Коннектор BNC (Bayonet Nut Connector) применяют при построении сети на основе коаксиального кабеля для обжима его концов, идущих к сетевой карте или порту любого сетевого оборудования, которое имеет соответствующий разъем (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Коннектор BNC и его составные части

Существует два типа коннекторов для обжима коаксиального кабеля. Наибольшее распространение получил коннектор, показанный рис. 4.18, для обжима которого используется специальный инструмент. Такой коннектор обеспечивает большую степень надежности, нежели другие, например использующие металлический колпачок, который накручивается на коннектор и прижимает его к кабелю.

Т-коннектор используют для соединения основной кабельной магистрали с сетевой картой компьютера или другого оборудования в сети, построенной на коаксиальном кабеле.

Внешне Т-коннектор (рис. 4.19) похож на обычный, но имеет отводы для вклинивания в центральную магистраль.

Рис. 4.19. Т-коннектор

Т-коннектор всегда используют в паре с коннектором (продлевает сегмент кабеля) или терминатором (закрывает сегмент) (рис. 4.20).

Рис. 4.20. T-коннектор, присоединенный к сетевой карте

I-коннектор (рис. 4.21) служит соединителем сегментов кабеля без применения активного оборудования.

Рис. 4.21. I-коннектор

Данный коннектор применяют, когда нужно, например, дотянуть кабель до компьютера, но его длины не хватает.

Терминатор (рис. 4.22) – устройство, которое устанавливают в конце сегмента с целью заглушить сигнал.

Рис. 4.22. Терминатор

Если терминатор не установить, то сигнал, поступая в никуда, может привести не только к задержкам неопределенной длительности, но и к выходу сети из строя.

Существуют разные инструменты для обработки коаксиального кабеля. При использовании коннекторов с накручивающимся колпачком достаточно иметь инструмент, показанный на рис. 4.23.

Рис. 4.23. Инструмент для обрезки кабеля и оголения его центрального проводника

Для обжима BNC-коннекторов необходимо иметь инструмент, показанный на рис. 4.24. Он сочетает в себе функции обрезного инструмента, а также обеспечивает возможность обжима центрального сердечника и металлического обжимного кольца.

Рис. 4.24. Инструмент для обжима коннектора BNC

Все необходимое для сети на основе витой пары

Коннектор RJ-45 (рис. 4.25) используют для обжима кабеля, основанного на витой паре.

Рис. 4.25. Коннектор RJ-45 (слева) и защитный колпачок (справа)

Если в случае с коннектором BNC обжим кабеля можно произвести без инструмента, то с RJ-45 это невозможно. Чтобы хорошо обжать кабель с таким разъемом, требуется достаточно сильно сжать ручки инструмента, который оголит проводники кабеля и прижмет их к проводящим дорожкам на коннекторе. Вручную это сделать не получится.

Колпачок, надевающийся на коннектор, используется не только для скрытия лишней оголенности проводников, но и защищает их от пыли и различных атмосферных явлений.

Розетка RJ-45. Розетки являются такой же частью компьютерной сети, как бытовые электророзетки в электросети. Это некое связующее звено, служащее в качестве контактной площадки. Прокладка сети стоит достаточно дорого, поэтому она должна быть максимально защищена от повреждений. Чтобы исключить возможность порчи сегментов кабеля, их рекомендуется скрывать в специальные короба, окнами из которых и служат розетки (рис. 4.26).

Примечание

При использовании коаксиального кабеля розетки не применяют.

Как и кабели, розетки делятся на категории, которые отличаются степенью защиты и другими требованиями к организации сети. На рис. 4.27 изображена розетка более низкой категории, чем розетка, показанная на рис. 4.26.

Рис. 4.26. Розетка

Рис. 4.27. Розетка одной из первых категорий

Одно из видимых различий между показанными розетками заключается в наличии специальных площадок для крепления проводников в первой (см. рис. 4.26), в то время как во второй (см. рис. 4.27) крепление производится с помощью обычных шурупов, что не гарантирует качества соединения.

Кросс-панель (рис. 4.28) используется в сети, построенной на кабеле, который основан на витой паре.

Кросс-панель служит в качестве связующего звена между кабельной системой и сетевым оборудованием.

Рис. 4.28. Кросс-панель

На передней ее части находится определенное количество разъемов RJ-45, которые при необходимости соединяются с портами RJ-45 на сетевом оборудовании, например концентраторе или маршрутизаторе.

Все приходящие к соответствующим разъемам на передней панели проводники монтируются в задней части кросс-панели.

Патч-кордом (рис. 4.29) называют провод длиной до 5 м, который соединяет выход сетевой карты компьютера с разъемом на розетке. Как правило, он более мягкий, чем Щ кабель, который идет от розетки к концентратору или другому сетевому оборудованию.

Рис. 4.29. Патч-корд

Такой кабель на обоих концах содержит коннекторы RJ-45, которые обжаты согласно принятым правилам в зависимости от выбранного стандарта и категории кабеля.

Кросс-кабель является «родным братом» патч-корда и отличается только меньшей длиной. Его применяют специально для подключения портов на концентраторе или другом сетевом оборудовании с разъемами на кросс-панели, которая физически связана с кабелем, ведущим к конкретному сетевому порту.

Инструменты для работы с витой парой. Для обжима кабеля на основе витой пары используют инструмент, подобный по принципу действия инструменту для обжима коаксиального кабеля. Данное приспособление позволяет обрезать кабель, снимать внешнюю оболочку и, конечно, обжимать коннектор, то есть втискивать жилы проводников в контакты разъема (рис. 4.30).

Рис. 4.30. Инструмент для обжима коннектора RJ-45

Часто этим инструментом можно обжимать разъемы для телефонной сети (RJ-11), более узкие и с меньшим количеством контактов.

При монтаже сетевых розеток используют специальный нож-вставку (рис. 4.31).

Рис. 4.31. Инструмент для зажима проводников в сетевой розетке

С помощью данного ножа можно вставлять проводники кабеля в контактные площадки сетевой розетки.

Глава 5
Стратегия выбора

• Критерии выбора класса сети

• Определение необходимого сетевого оборудования

Если вы планируете соединить два домашних компьютера, вам вполне хватит сети, построенной с применением коаксиального кабеля или кабеля на основе витой пары со скоростью передачи данных 10 Мбит/с, а в последнем случае и 100 Мбит/с. Стоимость такой сети состоит лишь из стоимости кабеля и коннекторов, поскольку сетевая карта обычно (для витой пары) уже установлена в компьютере.

Если же вы планируете соединить в сеть 40 компьютеров с выделенными серверами и сетевыми принтерами, естественно, вам придется использовать стандарт, скорости передачи которого будет достаточно для обеспечения потребностей пользователей.

5.1. Критерии выбора класса сети

Вы уже знаете, что существует два типа сетей – одноранговые и сети на основе выделенного сервера. Их аппаратная разница и возможности имеют большое значение и влияют на практическое использование (более подробные сведения смотрите в последующих главах книги). Поэтому при выборе класса сети необходимо учитывать следующие факторы.

Предназначение сети. Сеть может быть обычная (из нескольких компьютеров), домашняя и офисного или корпоративного назначения. Каждая из них несет свою функциональную нагрузку.

• Обычная сеть является разновидностью офисной и отличается только размерами и требованиями.

• Офисную или корпоративную сеть строят по строгим правилам, которые обеспечивают ей максимальную защищенность и функциональность.

• Домашняя сеть – особый тип, ориентированный на использование в квартирах, домах и районах (при ее построении применяют свои правила, что обуславливает ее уникальность и особенности).

Количество пользователей сети. Этот факт решающим образом влияет на выбор класса сети. Чем больше пользователей подключено, тем большим запасом производительности она должна обладать. Кроме того, от этого зависит количество проблем, которые будут возникать при работе сети, что рано или поздно приводит к решению выбрать администратора.

Масштабность сети. При построении сети используют определенные стандарты, диктующие правила ее использования (см. главу 11). Одним из них является максимальная протяженность сегмента сети. Естественно, что реальная оценка протяженности будущей сети повлияет на выбор класса.

Пропускная способность сети. Это величина, которую должна обеспечивать сеть при выполнении запросов пользователей. Другими словами – это скорость сети.

Предположим, в сети установлен сервер базы данных, в которой хранятся результаты деятельности крупного предприятия за несколько лет. Большое количество экономистов, бухгалтеров, менеджеров и других специалистов целый день работают с сервером, на котором находится эта база, «мучая» его своими запросами. Сервер, как ему и положено, добросовестно трудится, пересылая нужную информацию пользователям. Теперь представьте, что к этим работникам присоединились еще пять, которые осваивают известную «рабочую» программу – игру Quake. В результате количество сетевых запросов настолько возрастает, что сеть не успевает их все вместе обслуживать. Это приводит к возникновению задержек. Вот здесь и встает вопрос о пропускной способности: 10, 100 Мбит/с или более.

Финансовые затраты. Безусловно, та сумма, которую вы в состоянии потратить на организацию сети, также влияет на выбор ее класса. Если ограничений в капиталовложениях нет, то следует серьезно подумать об использовании такого стандарта, как 1000Base, который обеспечивает максимальную на сегодняшний день производительность и отличную расширяемость, чего с лихвой хватит на 5-10 лет.

Рассмотрим реальные примеры сетей и выбор соответствующего класса для их построения (табл. 5.1–5.5).

Таблица 5.1. Пример выбора класса сети (обычная сеть)

Как видно из данных табл. 5.1, сеть совсем небольшая. Для нее рекомендуется использовать топологию «общая шина» и стандарт 10Base-2 или 10Base-T. При этом вы не только сэкономите деньги, но и обеспечите достаточно приемлемую скорость передачи данных – 10 Мбит/с. Также можно задуматься об использовании одного из беспроводных стандартов, поскольку в случае малого количества рабочих станций достигается теоретический предел производительности.

Таблица 5.2. Пример выбора класса сети (офисная сеть)

В табл. 5.2 приведен пример офисной сети, характерной для большинства малых и средних частных предприятий, занимающихся неопределенного рода бизнесом: от продажи книг до реализации продуктов питания.

В этом случае рекомендуется использовать топологию «общая шина» или «звезда». Второй вариант предпочтительней, так как предполагает дальнейшее развитие сети и переход с технологии 10 Мбит/с на 100 Мбит/с. Однако если возможно скорое развитие предприятия и переезд на новое место, лучшим выбором будет использование технологии «общая шина» с применением комбинированных сетевых адаптеров. Объясняется это достаточно просто – зачем вкладывать деньги в организацию сети со скоростью 100 Мбит/с в старом здании, если можно это сделать в новом – элементарная экономия денежных средств.

Таблица 5.3. Пример выбора класса сети (домашняя сеть)

Данные табл. 5.3 – яркий пример средней домашней сети, которая имеет все шансы на дальнейшее развитие. В этом случае можно использовать любую топологию, однако лучше предпочесть топологию «звезда». В случае если нужно организовать связь между отдельно стоящими зданиями, можно использовать беспроводное оборудование или проложить оптоволокно, поскольку оно более устойчиво к воздействию атмосферных явлений.

Таблица 5.4. Пример выбора класса сети (малая корпоративная сеть)

В табл. 5.4 описан начинающий представитель корпоративной сети со всеми вытекающими особенностями. Данный тип характеризуется постоянным развитием, что предъявляет свои требования к классу.

В этом случае рекомендуется использовать топологию «звезда» в паре со стандартом 100Base-TX. Хороший запас как по скорости, так и по расширяемости сети обеспечивает ее спокойное существование на протяжении нескольких лет.

Таблица 5.5. Пример выбора класса сети (крупная корпоративная сеть)

К серьезным сетям – серьезные требования! Такой девиз должен быть у системных администраторов подобных сетей.

Большое количество компьютерной техники и серверов обязательно приведет к повышению сетевого трафика, и, как следствие, возрастут требования к пропускной способности сети. В этом случае в качестве неплохой стартовой площадки может послужить топология «звезда» со стандартом 100Base-TX, однако следует задуматься о скором переходе на 1000Base.

Если компания создается с нуля, необходимо также задуматься об использовании оптоволокна, особенно если между филиалами налажен именно такой вид связи.

5.2. Определение необходимого сетевого оборудования

От того, является ли будущая сеть одноранговой или сетью с выделенным сервером, напрямую зависит количество оборудования, которое необходимо для ее создания. В частности, это касается использования выделенных серверов.

Здесь приведен обобщенный список для обоих типов сети.

• Сетевая плата. Количество сетевых плат зависит от числа компьютеров, которые подключены к сети (учитывают и клиентские машины, и серверы). Если к сети подключены сетевые принтеры без сетевых плат, этот факт также следует учесть. Кроме того, в компьютер могут устанавливаться и дополнительные сетевые платы, в зависимости от того, какие функции он выполняет (например, является интернет-шлюзом).

• Концентратор (точка доступа), коммутатор. Количество концентраторов зависит от используемой топологии сети. В сетях с топологиями «общая шина» или «кольцо» концентратор может служить только связующим звеном подсетей. Если сеть состоит всего из одного сегмента, концентратор не нужен вообще. Если используют топологию «звезда», то все зависит от количества подключаемых сетевых устройств и количества портов на концентраторе. Что касается использования коммутатора, то в последнее время он полностью вытеснил концентраторы. Поскольку выполняет гораздо больше функций и делает это более качественно за те же деньги.

• Маршрутизатор. Как правило, в «средней» по размерам сети используют один или два маршрутизатора. Если сеть насчитывает всего несколько компьютеров, использование маршрутизатора не обязательно. Это же относится и к коммутатору.

• Мост. Наличие моста определяется наличием разнородных сегментов сети. Если таковых нет, использовать мост бессмысленно.

• Модем. Количество модемов может быть разное. В сети могут использоваться как локальные, так и выделенные модемы.

• Сервер. Количество серверов зависит от потребностей сети. Если используется сеть на основе выделенного сервера, должен присутствовать хотя бы один сервер, содержащий учетные записи пользователей. Кроме этого, отдельно могут использоваться и другие серверы, например баз данных и файловый.

• Расходные материалы. Количество расходных материалов зависит от числа компьютеров, топологии и класса сети. При использовании топологии «общая шина» для подключения одного компьютера требуются два коннектора, один Т-коннектор и соответствующее количество кабеля. При использовании топологии «звезда» потребуются лишь два коннектора (плюс два защитных колпачка) и количество кабеля, необходимое для соединения компьютера с концентратором или другим компьютером (в случае соединения только двух машин). Сюда же можете добавить короба, скобы, дюбеля и т. д.

Часть 2
Проводная сеть

Глава 6
Топология и стандарты проводной сети

• Топология «общая шина»

• Топология «звезда»

• Топология «кольцо»

• Комбинированные топологии

• Стандарты проводной сети Ethernet

• Преимущества и недостатки проводной сети

Перед началом создания проводной (кабельной) сети следует выяснить, как и где будут располагаться подключаемые компьютеры. Также нужно определить места для необходимого сетевого оборудования и то, как будут проходить связывающие кабели. Это и есть топология сети.

От выбора топологии зависит очень многое, в частности необходимое сетевое оборудование, а также будущая судьба сети, то есть перспектива ее расширения.

Каждая из существующих технологий имеет свои правила, устанавливающие тип кабеля, который будет соединять компьютеры, максимальную длину сегмента,⁵ способ прокладки кабеля и т. д.

Сегодня существуют три различные топологии проводной сети – «общая шина», «звезда» и «кольцо». Часто можно встретить компьютерные сети, объединяющие в себе свойства всех топологий.

6.1. Топология «общая шина»

Такая сеть представляет собой набор компьютеров, подключенных вдоль одного кабеля (рис. 6.1). Сеть в данном случае строится на основе коаксиального кабеля.

Рис. 6.1. Сеть, построенная по топологии «общая шина»

Данная топология была первой, которая активно использовалась и используется до сих пор. Для работы сети нужен всего один центральный кабель и отрезки, соединяющие с ним все компьютеры.

Особенность сети, построенной по топологии «общая шина», заключается в передаче сигнала сразу всем компьютерам. Чтобы определить, какой из них должен его принять, используется специальный МАС-адрес, который соответствует данному компьютеру, вернее, его сетевой карте. Адрес зашифровывается в каждый из сигналов, или пакетов, передаваемых по сети. Кроме того, информацию в каждый конкретный момент времени может передавать только одна машина. Это является слабым местом данной топологии, так как с возрастанием количества подключенных машин, которые хотят одновременно пересылать сообщения, скорость передачи заметно падает.

Что касается надежности сети, построенной по топологии «общая шина», то она работает, пока соблюдаются все правила ее построения и отсутствует разрыв кабеля. Как только появляется разрыв – вся сеть перестает работать, пока неисправность не устранят или пока на компьютер, предшествующий разрыву, не будет установлен терминатор. В этом случае удается спасти работоспособность хотя бы части сети.

Несмотря на недостатки, эта топология идеально подходит для создания сети из нескольких компьютеров, особенно если они находятся в одном помещении, а средств практически нет. С другой стороны, встретить сетевые карты или коннекторы для подобного рода сети становится все труднее, что в скором времени приведет к ее «уходу на пенсию».

6.2. Топология «звезда»

При этой топологии все компьютеры (каждый своим кабелем) подключаются к некоторому сетевому устройству, например концентратору. Подобное подключение напоминает звезду (рис. 6.2), этим и объясняется название. Подобная топология находит свое применение в сетях на основе витой пары.

Рис. 6.2. Сеть, построенная по топологии «звезда»

Данный тип топологии – самый распространенный благодаря надежности и хорошей расширяемости сети.

Недостатком можно назвать только ее сравнительно высокую стоимость. Так, к каждому рабочему месту нужно подвести отдельный кабель. Кроме того, кабели подключают, например, к дорогостоящему многопортовому коммутатору.

С одной стороны, выход из строя коммутатора останавливает работу всей сети. С другой – поломка одного из компьютеров никак не влияет на работоспособность остальных участников сети.

Для расширения сети, построенной по топологии «звезда», достаточно подключить дополнительный концентратор, коммутатор или маршрутизатор (более дорогой вариант), обладающий необходимым количеством портов.

Сигнал, поступающий от передающего компьютера, идет на вход коммутатора, усиливается и передается сразу всем подключенным к нему машинам и остальным сетевым устройствам, поэтому не может потеряться по дороге.