Domácí počítačová síť prakticky - utkejte si vlastní pavučinu

Rád bych věnoval tento seriál několika článků následujícím skupinám uživatelů.
Hlavně ze začátku se budu zabývat stavbou a konfigurací domácí sítě pro

začínající uživatele, kteří o této možnosti buďto již přemýšleli, ale k její

realizaci se neodhodlali nebo se k tomu donutí až s přečtením článku. Ke konci

tohoto seriálu se budu věnovat pokročilým aspektům počítačových sítí (ovšem

nikoli pouze suchopárnou, i když nesmírně důležitou teorií, ale zejména

praktickými ukázkami) a dále pak využitím různým prográmkům a utilitám, které

přispívají k lepšímu využití potenciálu zesíťovaných PC, a to jak v rámci LAN,

tak i WAN.





Proč vůbec síťovat?



Odpovědí na tuto otázku je nepřeberně mnoho. Počínaje sdílením adresářů či

celých pevných disků mezi uživateli, můžeme pokračovat oblíbeným sdílením

jednoho internetového připojení pro celou síť, tímto způsobem můžeme také

zpřístupnit naši jedinou tiskárnu pro všechny počítače, které potřebují

tisknout možností je vskutku mnoho. Podotýkám, že se budu zabývat pouze

možnostmi prakticky využitelnými pro malé domácí sítě, tzn. vynechám bootování

klientských stanic ze síťového serveru, sdílení výpočetního výkonu pro

nejrůznější výpočtové či vizualizační aplikace a dalších několik stovek možných

využití.





Co je zapotřebí k vybudování domácí sítě?



Pokud budeme uvažovat nejjednodušší variantu, kdy potřebujeme mezi sebou

propojit pouze dva počítače, vystačíme si se dvěma síťovými kartami a s

příslušně dlouhým síťovým kabelem (druh a typ kabelu v závislosti na plánované

rychlosti sítě si rozebereme posléze). Vzhledem k situaci, kdy se síťová karta

nachází standardně integrovaná na stále větším počtu základních desek, se

rozhodně nejedná o extrémně drahou investici, vždyť i při nutnosti zakoupit dvě

síťové karty pro sběrnici PCI samostatně se i s kabelem s přehledem vejdeme do

cenové hranice 1 000 Kč. Poněkud odlišná situace nastává, pokud potřebujeme

propojit více PC mezi sebou. Síťovou kartu do každého počítače budeme

potřebovat v každém případě, navíc však budeme potřebovat tzv. hub nebo switch

po česku rozbočovač či přepínač, který se bude starat o síťový provoz a o

směrování dat (paketů) k jednotlivým příjemcům. Ani zde se naštěstí nemusíte

příliš bát o stav vaší peněženky, pětiportový switch pořídíte za cenu okolo 1

500 Kč. Smíříte-li se s těmito náklady, nic už vám nestojí v cestě.





Jakou rychlost a typ sítě zvolit?



V podstatě máte tři možnosti, z čehož je pouze jedna použitelná pro 99 %

procent všech uživatelů jak výkonem, tak cenou. Projděme si tedy jednu po

druhé. První možnost je 10Mb/s síť přes koaxiální kabel, pro kterou potřebujete

síťové karty s BNC konektorem na koaxiální kabel. Výše uvedená rychlost je

nejvyšší, jakou z této sítě vymáčknete. Pro tuto síť také nemusíte disponovat

žádným switchem, protože spojuje počítače v sérii, tzn. za sebou. Druhou

výhodou je maximální délka kabelu, která může bez dodatečného zesilovače

dosáhnout až 500 m. Určitou nevýhodou je fakt, že pokud se síť v nějakém místě

přeruší, bude fungovat pouze mezi prvním zapojeným počítačem a místem

přerušení. Další nevýhodou je také maximální rychlost, která dnes již

nedostačuje.



Druhou možností je topologie sítě typu hvězda, kdy je krouceným kabelem typu

UTP propojena vždy koncová stanice s hubem či switchem. Rychlost sítě v tomto

případě je dána rychlostí komponent, tzn. jednotlivých síťových karet, přičemž

nejvíce limitující je rychlost rozbočovače či přepínače. Rychlost těchto prvků

totiž bude ovlivňovat rychlost celé sítě, protože jsou jejími centrálními body.

Pro názornost uvedu příklad. Dejme tomu, že máte čtyři PC se síťovými kartami,

přičemž tři z nich jsou kombinované (tj. rychlost 10/100 Mb/s). Čtvrtá karta je

potom archaická ISA karta s rychlostí pouze 10 Mb/s. Pak následují tři možnosti

(i když uznávám, že jedna z nich je nepříliš pravděpodobná). Pokud budete mít

pouze 10Mb/s hub či switch, pak vám celá síť bude fungovat právě rychlostí 10

Mb/s. Bude-li hub nebo switch kombinovaný (tedy 10/100 Mb/s), pak vám uzly sítě

se síťovými kartami 100 Mb/s budou fungovat právě na této rychlosti, a uzel se

síťovou kartou 10 Mb/s zase touto nižší rychlostí. Následuje třetí, ona nejméně

pravděpodobná možnost. Budete-li disponovat hubem nebo spíše switchem, který

podporuje pouze rychlost 100 Mb/s, budou vám fungovat tři uzly sítě s

10/100Mb/s síťovými kartami, a to rychlostí 100 Mb/s. Čtvrtý uzel sítě se

síťovou kartou 10 Mb/s vám nebude fungovat vůbec.



Samozřejmě předpokládám u všech mnou uvedených případů použití kabelu UTP-5.

Ten je ovšem standardem, takže pokud si jej někde koupíte (i když si jej

konektory můžete osadit sami), máte téměř 100% jistotu, že bude fungovat na

obou rychlostech.





Výhody malého domácího serveru



Plánujete-li propojení více stanic, možná byste pro vaši síť měli uvažovat o

serveru. Tím ovšem nemyslím drahé modely věhlasných značek jako jsou například

IBM, HP a podobně, ale nějaký starší, nepříliš výkonný (pro nové hry třeba)

počítač s rozumným operačním systémem (většinou Windows NT 4, Windows 2000 nebo

nějaká distribuce Linuxu). Záleží na tom, k čemu bude zrovna ten váš server

sloužit, zdali to bude například tiskový nebo souborový server, případně bude

sloužit jako firewall pro připojení na internet atd. Opět uvedu pro větší

přiblížení případ z praxe. Doma mám vybudovánu hodně malou síť se dvěma

pracovními stanicemi a jedním notebookem. Nějaký čas fungoval jako prozatímní

server můj počítač, který se staral o připojení celé sítě k internetu a navíc k

němu byla připojena sdílená tiskárna. Hlavním problémem bylo, že jsem tento

počítač prakticky nemohl vypnout, neboť všechny jím obsluhované služby musely

být neustále k dispozici. To by tolik nevadilo, kdyby se v mém případě

nejednalo o vyloženě herní sestavu, na které jsou přetaktovány snad i šroubky

na skříni což znamená zvýšené zahřívání a s tím spojenou nutnost aspoň na pár

hodin denně PC vypnout. Jelikož do stavby vodního (výkonného a přitom tichého)

chlazení se mi z nedostatku času nechtělo, vyřešil jsem situaci starým

počítačem s procesorem K6–400 MHz a 128 MB RAM, který nyní běží nepřetržitě

jako server. Stará se o tisk a o sdílené připojení k internetu, kvůli čemuž

slouží i jako DHCP server. V okamžiku, kdy se dočkám vysněného bezdrátového

připojení, bude plnit i funkci firewallu, nyní je to zcela zbytečné. Celková

investice na pořízení serveru (nepočítám-li další licenci na Windows) mě vyšla

na necelé 2 000 Kč. Výhodou je nezávislost jednotlivých stanic, neboť jediné,

co musí být splněno k bezproblémovému chodu sítě, je funkční server. Na druhé

straně nevýhodou je nutnost investice ke stavbě potřebného PC, které bude

sloužit jako server. Pokud máte tiskárnu připojenu přes paralelní port (LPT) a

vlastníte externí modem (ať už klasický dial-up nebo ISDN) připojený přes

sériový port (COM), pak se můžete pokusit o stavbu linuxového serveru, který si

přes všechno ujišťování dodnes neumí se spoustou nových periferií uspokojivě

poradit. Pro běh Linuxu v textovém režimu (bez grafického rozhraní) vám totiž

stačí i počítač s procesorem 486 a 32 MB RAM, přičemž kapacita hard disku by

měla být mezi 500 až 1 000 MB. Linux si s výše uvedenými úkoly dovede hravě

poradit i na řádově slabším hardwaru, nežli dokáže operační systém Windows,

nevýhodou je pro začátečníky složitá konfigurace, výhodou je pak cena. Pokud se

pro stavbu linuxového serveru rozhodnete, pak doporučuji jít do toho po hlavě a

rovnou zvolit pro server distribuci Debian, kterou si můžete volně stáhnout z

internetu a která je zkušenými správci sítí považována pro tyto účely za

nejlepší.





Jdeme stavět



Nyní se vrhneme společnými silami do stavby vlastní domácí sítě. Odměnou nám

budiž fungující propojení mezi všemi počítači a zařízeními v celé domácnosti

nebo malé kanceláři, sdílené připojení k internetu a tiskárnám a s tím spojený

nárůst efektivity a výkonnosti. Chtěl bych jen upozornit, že tento článek si

neklade za úkol být úplný, což není možné, vždyť informace o problematice sítí,

protokolů a jejich spolupráce by zabraly několik knih. Bude se snažit být

zaměřen prakticky, tzn. krok za krokem postupovat při stavbě sítě, řešit

problémy a nastiňovat východiska a možnosti řešení.





Letmý úvod do situace



Představme si následující situaci. V domácnosti máme dva počítače, jeden

notebook, jednu inkoustovou tiskárnu a přístup k internetu realizujeme přes

vytáčené spojení (modem nebo ISDN). Aby to nebylo tak moc jednoduché, oba dva

počítače jsou v jednom patře, ale v rozdílných místnostech, notebook je dokonce

o patro níže. Co z toho vyplývá? Ano, správně. Nejhorší ze všeho bude tyto

počítače fyzicky (rozuměj kabelem) propojit. Hurá na to!





Instalace síťové karty



Jestliže nejsou všechna vaše PC vybavena síťovou kartou, musíte to napravit. V

dnešní době má většina nových základních desek síťovou kartu integrovanou,

ovšem tam, kde chybí, je třeba nějakou zakoupit a nainstalovat. V úvahu

přichází jakákoliv síťová karta 10/100 Mb/s pro sběrnici PCI, v případě

notebooku (jestliže není síťovou kartou již vybaven) potom PC (PCMCIA) karta

(kupříkladu Actiontec 10/100 FastNet Pro). Instalace není nijak složitá, při

vypnutém počítači zasuňte PCI kartu do volného slotu a po nastartování

operačního systému budete vyzváni k vložení instalační diskety/CD s ovladači. K

úspěšné instalaci pouze dodám, že pod OS Windows 95/98 budete potřebovat i

instalační média tohoto OS. A naposledy přidám malou poznámku, a to že pod

operačními systémy Windows NT/2000/XP byste se měli pro instalaci přihlásit

jako administrátor. Tento odstavec se týkal pouze instalace ovladačů pro vaši

novou síťovou kartu, potřebné protokoly si probereme v jednom z dalších

odstavců.





Pokládání kabeláže



Ještě nežli se pustíme do samotného pokládání kabelů, musíme si rozmyslet

(popřípadě namalovat) jaká bude topologie naší plánované sítě. V našem případě

je to jednoduché, topologie bude typu STAR, neboli hvězda. Zjednodušeně řečeno,

z každého počítače povede jeden kabel typu UTP-5 do centrálního switche (viz

nákres 1). Takže to máme při současné situaci tři kabely UTP-5 s koncovkami

RJ-45. Následuje několik variant, jak se k těmto kabelům dopracovat. Můžete si

je nechat zhotovit na míru, nebo si je můžete udělat sami. Zhotovení kabelů na

míru je nejjednodušší, protože příslušný technik vám zhotovený kabel proměří,

takže je 100% funkční. Navíc v tom má většinou praxi, takže je vyrobí rychleji

a přesněji. Problém může nastat v případě, že musíte kabely protáhnout průrazy

ve zdech či stropech. Standardizovaný konektor RJ-45 je rozhodně širší nežli

použitý kabel, tudíž pokud kvůli jednomu kabelu nechcete dělat díry olbřímích

rozměrů, budete si muset pozvat technika domů, nebo se naučíte konektorovat

kabely sami.



V rychlosti bych si dovolil ještě jednu krátkou odbočku k teorii. Může se vám

stát, že se vás technik zeptá, jaký kabel chcete obyčejný, nebo křížený? Silně

zjednodušená odpověď zní: pokud chcete propojit počítač s počítačem, použijete

křížený UTP kabel, pokud chcete propojit počítač se switchem nebo hubem,

použijete obyčejný UTP kabel. Nejste-li příznivci zjednodušených odpovědí, tak

vězte, že ethernetová zařízení se dělí na tzv. Data Terminal Equipment (DTE),

což jsou zařízení, která slouží jako vysílač nebo přijímač datových rámců sem

patří PC, servery atd. Druhou skupinou jsou zařízení typu Data Circuit

Equipment (DCE), což jsou zase zařízení umístěná ve struktuře sítě, která

přijímají a přeposílají datové rámce v síti sem patří například hub, switch,

repeater, router nebo třeba modem. Křížený kabel potom slouží k propojení dvou

DTE nebo dvou DCE zařízení (třeba právě výše zmiňovaný model PC PC). Normální

kabel se použije při propojení DTE a DCE zařízení (kupříkladu PC switch).



K již zmíněnému konektorování potřebujete tzv. „krimpovací“ kleště, které se

dají pořídit v ceně cca 500 Kč, a pokud to se sítěmi myslíte vážně, koupit

byste si je měli, protože málokdy narazíte na ochotného (a hodného) technika,

který vám je půjčí. Dále potřebujete samozřejmě konektory RJ-45 (raději více) a

samotný kabel kategorie UTP-5, který dovoluje rychlost 100 Mb/s. Tento kabel

obsahuje 4 kroucené páry izolovaných vodičů, označené barvou. Samotné zapojení

je standardizováno a existují dva základní typy zapojení T568A a T568B. Liší se

tím, že mají navzájem prohozený zelený a oranžový pár (viz nákres výše).

Prakticky se všude používá zapojení T568B. Při výrobě potřebných kabelů pak

používáme pro normální (neboli přímý direct cable) kabel na obou stranách

zapojení T568B, při výrobě kříženého (cross over cable) pak na jedné straně

zapojení T568B, na druhé straně potom T568A.



Pokud máme nakonektorováno (a nejlépe přeměřenu funkčnost jednotlivých kabelů),

můžeme začít zapojovat. Co se týče použitého switche, výborně se mi osvědčil

levný 10/100 Mb/s switch s pěti porty od firmy Gembird v ceně okolo 1 500 Kč

(dodává např. firma ED-systems CZ), u o něco málo větších sítí pak osmiportový

od stejné firmy. Zapojme tedy jeden konec každého kabelu do switche a druhý

konec do síťové karty příslušného PC a vrhněme se na další nastavování,

tentokráte již softwarové.





Instalace síťových protokolů



Síťových protokolů existuje vícero, ale pro použití v jednoduché počítačové

síti vám bohatě stačí jeden, maximálně dva. V první řadě je to TCP/IP, který

použijete na sdílení dat, přístup na internet a hraní síťových her. V druhé

řadě existuje alternativa pro sdílení dat na lokální síti protokol NetBEUI,

který byl v minulosti doporučován kvůli větší bezpečnosti, ale od té doby se

objevilo několik nepříjemných bezpečnostních děr a virů, jež tento jednoduchý

protokol zcela zkompromitovaly, takže jej nedoporučuji. Další možnou

alternativou (i když spíše doplněním TCP/IP je protokol IPX/SPX, který ovšem

využijete pouze na hraní starších her po síti (např. Doom či Duke Nukem 3D),

starší hry jej používaly místo dnes defaultního TCP/IP.



Instalace protokolů je jednoduchá. Po úspěšné instalaci síťové karty se vám na

ploše objevila ikonka Okolní počítače ve Windows 95/98, nebo Místa v síti ve

Windows ME/2000/XP. Pravým kliknutím na tuto ikonku a z kontextového menu

zvolenou položkou Vlastnosti se dostanete do konfiguračního okna jednotlivých

protokolů tedy alespoň ve Windows 98 (2000/XP rozebereme za chvíli). Měli byste

nainstalovat tyto klienty a protokoly: „Klient sítě Microsoft“, „Sdílení

souborů a tiskáren v sítích Microsoft“ a „Protokol TCP/IP“. Ve Windows 2000/XP

se objeví ještě okno Síťová připojení, kde najdete ikonku Připojení k místní

síti, a tam se skrývají žádané volby.



Opět malá odbočka k teorii, tentokrát ohledně protokolu TCP/IP. Tento protokol

používá tzv. IP adresu, což je číselná adresa v rozsahu 0.0.0.0 až

255.255.255.255, která identifikuje každý počítač v síti. Vzhledem k tomu, že

se tento protokol používá hlavně v prostředí internetu, není možné svému

počítači přiřadit jakoukoliv adresu, nastal by chaos. Proto jsou v tomto

rozsahu vymezeny určité adresy pro použití v intranetu (pro příklad třeba

nejpoužívanější rozsah 192.168.xxx.xxx). Osobně doporučuji mít nastavenu u

serveru (nebo u počítače, ke kterému je připojen modem) adresu 192.168.0.1

(nastavuje se ve vlastnostech protokolu TCP/IP), a to z toho důvodu, abyste

mohli využívat sdílení internetového připojení. Z tohoto samého důvodu

doporučuji nastavit u ostatních počítačů dynamicky přidělovanou IP adresu

(DHCP). V tomto případě přidělí všem počítačům, které se přihlásí do sítě, IP

adresu server. Sám Microsoft toto nastavení doporučuje a musím uznat, že s

napevno nastavenými IP adresami se mi tuto službu rozchodit opravdu nepodařilo.





Nastavení sdílení (server)



Nastavení sdílení souborů a tiskáren je skutečně jednoduché. Na adresář, který

chcete sdílet, klikněte pravým tlačítkem myši a z kontextové nabídky dejte

Sdílení. Objeví se dialogové okno, kde zadáte název, pod kterým se má sdílet, a

u Windows 2000 můžete ještě upřesnit maximální počet připojených uživatelů a

také přesně určit, kteří uživatelé mají k tomuto oprávnění. Ve Windows XP je

situace opět trochu zjednodušena, stačí zvolit sdílení a zabezpečení, pokud

chcete složku sdílet, zaškrtnete příslušné políčko a pokud chcete, aby ostatní

uživatelé mohli soubory měnit, zaškrtnete druhé políčko. Jak prosté.



U tiskárny je postup analogický Ovládací panely Tiskárny pravé tlačítko myši

Vlastnosti Sdílení Sdílet tuto tiskárnu.



Co se týče sdílení internetového připojení, je to trochu složitější, jak už

jsem nastínil výše. Je třeba jít do Ovládacích panelů Síťová a telefonická

připojení (Vaše připojení) pravé tlačítko myši Vlastnosti Sdílení povolit

sdílení připojení k internetu pro toto připojení + povolit vyžádaná volání.

Dále je nutné mít u serveru nebo u počítače, který obsluhuje modem, nastavenu

IP adresu 192.168.0.1 a u všech ostatních počítačů, které mají sdílet toto

připojení, musí být IP adresa přidělována dynamicky (DHCP).





Nastavení sdílení (klient)



U jednotlivých klientů je nutné nainstalovat novou tiskárnu (Ovládací panely

Tiskárny Přidat novou tiskárnu Síťová tiskárna), kde je nutné tiskárnu vyhledat

ve struktuře sítě, nebo cestu zapsat v tzv. UNC adrese ve formátu

(\\server\tiskárna), což by bylo například \\server1\hpdeskjet.



Pro nastavení Internet Exploreru na klientské stanici je nutné v sekci

Připojení (Nástroje Možnosti internetu Připojení Nastavení místní sítě) zvolit

„automaticky zjišťovat nastavení“.



Tak, to bychom měli. Síť je funkční a příště se budeme věnovat prográmkům a

utilitám převážně freewarovým, pomocí kterých dosáhneme ještě lepších výsledků.

Případné dotazy můžete zasílat e-mailem na adresu situjeme@seznam.cz, kde se

vám pokusím odpovědět. S přáním mnoha úspěchů se s vámi prozatím loučím.