33, Вибір обладнання локальних та глобальних мереж. Концентратори. Призначення. Принцип роботи

Подключение сетевых компонентов.

Витая пара.

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое "витой парой" (twisted pair). Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка.

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Широкополосный коаксиальный кабель.

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель).

Оптоволоконные линии.

Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

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.

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).

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.

Сетевой концентратор или хаб (жарг. от англ. hub — центр деятельности) — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Термин концентратор (хаб) применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и пр.

В настоящее время хабы почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи), выделяющие каждое подключённое устройство в отдельный сегмент.

Принцип работы

Концентратор работает на физическом уровне сетевой модели OSI, повторяет приходящий на один порт сигнал на все активные порты. В случае поступления сигнала на два и более порта одновременно возникает коллизия, и передаваемые кадры данных теряются. Таким образом, все подключённые к концентратору устройства находятся в одном домене коллизий. Концентраторы всегда работают в режиме полудуплекса, все подключённые устройства Ethernet разделяют между собой предоставляемую полосу доступа.

Многие модели концентраторов имеют простейшую защиту от излишнего количества коллизий, возникающих по причине одного из подключённых устройств. В этом случае они могут изолировать порт от общей среды передачи. По этой причине, сетевые сегменты, основанные на витой паре, гораздо стабильнее в работе сегментов на коаксиальном кабеле, поскольку в первом случае каждое устройство может быть изолировано концентратором от общей среды, а во втором случае несколько устройств подключаются при помощи одного сегмента кабеля, и, в случае большого количества коллизий, концентратор может изолировать лишь весь сегмент.

В последнее время концентраторы используются достаточно редко, вместо них получили распространение коммутаторы — устройства, работающие на канальном уровне модели OSI и повышающие производительность сети путём логического выделения каждого подключённого устройства в отдельный сегмент, домен коллизии.

Упрощённое описание принципа работы

Хаб работает по следующему принципу: копирует все полученные пакеты во все порты. При этом может возникнуть проблема, при которой по двум и более портам приходят пакеты в одно и то же время. Другая проблема — безопасность — все пакеты доходят до всех компьютеров сети, поэтому существует возможность несанкционированного доступа к информации. И, наконец, ещё одной проблемой является то, что копирование пакетов повышает нагрузку на сеть, причём весьма существенно — весь трафик сегмента сети поступает к каждому из компьютеров и тем самым загружает сеть.