Domácí sítě - Vybudujte si vlastní síť 1. díl

Termín počítačová síť nebo síť LAN dodnes vzbuzuje v řadě uživatelů pocit
čehosi tajemného, složitého a „selským“ rozumem nepochopitelného. Ve

skutečnosti tomu tak ale nemusí být, právě naopak, snadno se budete moci

přesvědčit o tom, že vybudování a správa jednoduché „domácí“ sítě může být za

jistých podmínek daleko snazší záležitostí, než například absolvování vánočních

nákupů.



Pojďme si nejdříve definovat, co to vlastně sítě LAN jsou a podle jakých

kritérií je můžeme dělit. LAN (Local Area Network) v překladu znamená místní

počítačovou síť, která může sestávat z několika jednotek až několika set uzlů

(pracovních stanic, serverů a síťových periferních zařízení) a charakteristické

pro ni je, že její rozsah je geograficky omezen na několik místností, poschodí

nebo přímo sousedících objektů. Rozsah LAN může být řádově několik km. Co se

týče přenosových médií, rozlišuje-me sítě s kabeláží koaxiální, s krouceným

párem, s telefonním kabelem, síť optickou nebo s bezdrátovým mikrovlnným

přenosem. Jedním z nejdůležitějších hledisek dělení lokálních sítí je však

jejich topologie. Na její správné volbě zásadním způsobem závisí budoucí

funkčnost a možnost případného rozšiřování LAN.





Cheapernet 10Base-2 neboli „tenký Ethernet“



Pojďme se nejdříve seznámit s touto technologií, protože je vývojově starší než

UTP a pravděpodobně jí v budoucnosti úplně ustoupí. Vlastní přenosové médium

10Base-2, nesoucí typové označení RG 58, je stíněný koaxiální kabel o průměru 5

mm a impedanci 50 W. Jak jeho typové označení (10Base) napovídá, slouží k

přenosu dat rychlostí do 10 Mb/s.



Systém charakterizují některá omezení: největší počet samostatných segmentů je

5, maximální délka segmentu je 185 m, maximální celková délka sítě 925 m,

nejvyšší počet stanic na segmentu je 30 (včetně opakovače) a minimální délka

mezi konektory může být 50 cm (lépe však 1 m). Vzhledem k domácím podmínkám,

kde by neměly vzdálenosti dostoupit maximálních hodnot, nás bude zajímat pouze

poslední položka výčtu.



Dále je důležité dodržovat tato dvě základní pravidla:



- Zakončovací odpor (terminátor) musí být osazen na konci každého segmentu.

Jeden z každé dvojice terminátorů musí být uzemněn.



- Počet spojovacích konektorů (barelů) musí být co nejmenší. Čím méně spojení

na kabelu provedeno, tím spolehlivější bude síťový provoz.





Postup při instalaci HW



Výhody a nevýhody



Ještě než se dáme do práce, uvedeme si výčet hlavních výhod a nevýhod tenkého

Ethernetu. Výhodou je snadná realizace, příznivá cena, transparentní řešení,

nevýhodou pak obtížnější příprava kabeláže (konektorování), snadné zahlcení

sítě se sběrnicovou topologií, větší průměry kabelů a z toho vyplývající možné

problémy s jejich umístěním.



Vlastní realizace



Než začneme s vlastní realizací sítě, je nutné si dobře naplánovat její

prostorové i funkční dispozice, a také počítat s jejím případným rozšiřováním v

budoucnosti. Dále je praktické si vyhotovit seznam všech prvků, materiálu,

popř. zařízení, ze kterých bude sestávat, a následně si vypracovat 2 až 3

ekonomické varianty a tyto porovnat u několika dodavatelů komunikační techniky.



Volba kabeláže bude rozhodujícím momentem pro budoucí charakteristiky sítě.

Pokud se tedy rozhodneme pro jednodušší koaxiální variantu, máme dvě možnosti

osazení BNC konektorů na kabely. První snazší, ale dražší a méně pružná bude

možnost opatřit si kabeláž s již osazenými konektory u výrobce. Je možné koupit

už kabely hotové o standardních délkách nebo si nechat kabeláž vyrobit na míru.

Pokud se rozhodneme pro toto řešení, musíme počítat s tím, že budeme muset

sáhnout o něco hlouběji do kapsy a že nám to možná s sebou přinese určité

technické těžkosti, jako například když budeme potřebovat protáhnout kabel s

osazeným konektorem skrz uzoučký prostup ve zdi. V druhém případě jsme-li

trochu manuálně zručnější si můžeme pomoci sami. BNC konektory se osazují na

kabely pomocí speciálních kleští, které mají v čelistech tandemově usazeny dva

nože s nastavitelnými výškami břitů, podle druhu kabelu. Výšku definitivně

nastavíme až po úspěšném provedení několika pokusů, kdy výše nastavený břit

musí přesně oříznout vnější izolaci kabelu a zároveň nesmí ani nepatrně

poškodit stínicí opletení, zatímco níže nastavený břit musí oříznout vnitřní

izolaci hlavní žíly kabelu. Nastavení břitů může kolísat podle výrobce kabelu,

některé kleště jsou univerzální a lze jimi upravovat i jiné typy kabelů (RG 62

pro ARCNET nebo TV kabely). Kolmo zastřižený kabel vložíme kolmo do čelistí

kleští až po zarážku, jemně sevřeme a krouživým pohybem čelistí kolem osy

kabelu (360 až 720) provedeme oříznutí. Potom dopředným pohybem kleští opatrně

sejmeme oříznutou izolaci. Následně si připravíme BNC-konektor, který sestává

ze tří částí: trnu, objímky a krytu hrdla objímky, eventuelně ještě z

plastového ochranného návleku. Nejprve přes kraj kabelu navlékneme ochranný

návlek (pokud na to zapomeneme a zjistíme to, až když jsou konektory na obou

koncích kabelu osazeny, obvykle to vede k sérii velmi nevybíravých výrazů). Na

špičku obnažené žíly kabelu navlékneme trn (někteří síťaři jej dokonce ještě

naletují), poté trychtýřovitě rozhrneme stínicí opletení a přes trn pod ně

opatrně vsuneme objímku, hrdlem napřed. Opletení pak opět přitiskneme na hrdlo

objímky, navlékneme přes ně kryt hrdla objímky a ve speciální hexagonální

drážce v čelistech je nadoraz přimáčkneme. Na závěr nasadíme ochranný návlek.

Chcete-li sobě i bližním uživatelům ušetřit mučivé útrapy systematicky

vyvolávané kolidujícím provozem na síti, vynaložte na tuto práci největší možné

úsilí a za žádnou cenu se nesnažte tento proces provádět jinak (kombinačky,

svěrák, apod.). Problém však může nastat se sháněním těchto kleští, jejichž

cena se pohybuje v rozmezí 800 až 2 500 Kč; protože jde o investici s

jednorázovým použitím, nejlépe bude se obrátit na půjčovnu speciálního nářadí

nebo to za mírnou úplatu zkusit u nějaké počítačové síťařské firmy.



Nyní přejdeme ke zkoušce kabelů. Pro začátek (tedy dokud se nevyskytne žádná

chyba) si vystačíme se zkouškou vodivosti (změříme vodivost vnitřní žíly kabelu

i stínicího opletení) a impedance (na konec kabelu osadíme terminátor mezi

kontakty konektoru a na druhé straně kabelu zkontrolujeme, zda vykazuje

impedanci 50 W). Pokud tomu tak nebude, je bezpodmínečně nutné kabel předělat

nebo vyhodit!



Když máme jednotlivé kusy kabeláže připraveny, přejdeme k vlastnímu propojení

sítě.



Dejme tomu, že všechny stanice, které budou tvořit budoucí síť, máme vybavené

síťovými adaptérovými kartami (o těch si budeme povídat v následujícím dílu

seriálu) opatřenými konektory BNC. Na každý z nich nasadíme T-konektor neboli

„téčko“ (zástrčku nasadíme tak, aby drážkami zapadla do dvojice trnů zásuvky a

poté ji spirálovitě zastrčíme nadoraz tak, až zaklapne pojistná pružinka). Mezi

jednotlivým stanicemi pak vedeme jednotlivé kabely, jejich zástrčky připojujeme

na zásuvky T-konektoru; zásuvky T-konektorů koncových stanic pak opatříme

terminátory. Jeden z nich by měl být uzemněn (kolík ochranné země síťové

zásuvky, těleso ústředního radiátoru, železné dveřní obruby, apod.). Tím je

hardwarová instalace dokončena a můžeme přistoupit k instalaci softwaru.





V příštím dílu našeho seriálu naleznete:



Instalace softwaru a nastavení, technologie 10/1000Base-TX (UTP), AppleTalk,

druhy síťových adaptérů, pasivní i aktivní síťové prvky, modemy, typy sdílení a

charakteristiky síťových operačních systémů (SOS).





Doporučená literatura:

- Dag Jeger, Josef Pecinovský Postavte si vlastní počítačovou síť Grada, 2000



- NOVELL NetWare Installation Supplement Novell Incorporated, 1991



- Zdeněk Vrátil, Petr Beneš, Petr Paleček Lokální počítačové sítě Gethon Audio

and Computer, 1994



- Allied Telesyn Product Catalogue 3 Allied Telesyn, 2000



- Stanislav Horný, Jaroslav Jandoš, Marta Outlá Sítě LAN Kancelářské stroje,

1992



Autorem seriálu o sítích je Ing. Vít Malinovský, malinovsky@fd.cvut.cz.









Topologie sběrnicová (Bus)



Sběrnicová topologie je nejjednodušší, lze ji snadno rozšiřovat a upravovat.

Při poruše jednoho z uzlů nedojde k výpadku přenosu dat v síti. Konce segmentů

musí být ukončeny zakončovacím odporem terminátorem.





Topologie kruhová (Ring)



Snadno se rozšiřuje. Při poruše jednoho z uzlů dojde k výpadku síťového

přenosu. Inkriminovaný prvek je třeba zkratovat a přemostit.





Topologie hvězda (Star)



Jednotlivé uzly komunikují prostřednictvím centrálního uzlu. Tato topologie

umožňuje jednoduché a laciné rozšiřování, bohužel však může vykazovat nižší

spolehlivost kvůli použití centrálního uzlu, při jehož poruše je celá síť

vyřazena z provozu.





Topologie hvězdicového kruhu (Star shaped/wired ring)



Snadno se rozšiřuje pomocí tzv. koncentrátorů, které tvoří prvek mezi vlastní

kruhovou strukturou sítě a přípojkami jednotlivých stanic. Při výpadku

některého z uzlů koncentrátor jeho cestu přemostí, a tak zůstane funkce zbytku

sítě nenarušena.





Topologie strom (Distributed tree)



Pomocí rozbočovače (hubu) je možné snadno připojit nové stanice.





Topologie polygonální (Mesh)



U sítí s topologií polygonální je každý uzel fyzicky propojený s každým.

Výhodou je veliká spolehlivost, nevýhodou vyšší náklady na její vybudování. Pro

domácí účely si však naprosto vystačíme s topologií sběrnicovou (pro koaxiální

kabeláž) nebo hvězdicovou (pro UTP kabeláž nestíněný drát s kroucenými páry

čili Unshielded Twisted Pair). Co se týče typu sítě, budeme se zde zajímat

především o standard Ethernet.





Standard Ethernet (IEEE 802.3)



V rámci standardu Ethernet nás z praktického hlediska budou zajímat pouze sítě

typu 10Base-2 (Cheapernet) pro rychlosti do 10 Mb/s a 10/1000Base-TX (UTP

kroucený pár) pro rychlosti 10/100 Mb/s.





Další typy sítí



Pro úplnost dodejme, že existují další sítě typu:



- Standard Ethernet (10Base-5) neboli tlustý koaxiál či Yellow Cable (dle jeho

žluté barvy). Může sestávat až z 5 segmentů o délkách 500 m, které jsou

odděleny opakovači (repeatery).



- Wide Band Ethernet (10Broad-36) používající kabel pro rozvod TV signálu. Sítě

tohoto typu bývají zapojeny do hvězdy, mající ve svém středu centrální

zesilovací prvek hlavu sítě (Head).



- Fast Ethernet 10Base-FL s optickým kabelem o přenosové rychlosti 10 Mb/s,

100Base FX/SX s optickým kabelem o přenosové rychlosti 100 Mb/s, a nakonec

Gigabit Ethernet 1000Base-SX/LX s optickým kabelem o přenosové rychlosti 1 000

Mb/s.



- Token Bus (IEEE 802.4) definující sběrnicovou strukturu a využívající pro

přístup k médiu metodu předávání vysílacího práva.



- ARCNET (Attached Resource Computer NETwork), vycházející ze standardu 802.4 a

využívající stromovou topologii pomocí aktivních a pasivních rozbočovačů (hubů).



- Token Ring (IEEE 802.5) definující síť s kruhovou topologií. Používá metody

předávání vysílacího práva podobně jako sítě standardu 802.4.









Prvky kabeláže standardu Cheapernet (tenký Ethernet):



Popis jednotlivých prvků:



1 .Síťová adaptérová karta (Network Board/Adaptor Card) zprostředkovává

komunikaci mezi počítačem a sítí.



2. Kabel RG-58 (Thin Ethernet Cable) vlastní přenosové médium.



3. BNC-zástrčka (BNC Connector Plug) konektor kabelu.



4. BNC-spojka (BNC Barrel Connector) spojka mezi dvěma kabely.



5. BNC-T-konektor (BNC T-Connector) připojovací T prvek stanice.



6. BNC-zakončovací odpor (BNC Terminator) terminátor osazovaný na konec

segmentu.