Текст книги "Создание и обслуживание локальных сетей"

Рассмотрев достаточно много сетевых стандартов, которые находят свое применение в случае использования той или иной сетевой топологии, можно составить список основных преимуществ и недостатков проводной сети. Данная информация вам обязательно пригодится и позволит сравнить проводной и беспроводной варианты, что, в свою очередь, окончательно поможет вам определиться с выбором типа будущей сети.

Итак, начнем. Преимуществ у проводной сети достаточно много.

• Высокая производительность. Как вы уже знаете, существуют стандарты, которые позволяют передавать данные в сети со скоростью более 100 Мбит/с. Как показывает практика, этой скорости вполне хватает для комфортной работы достаточно большой сети с несколькими серверами. Кроме того, в любой момент можно перейти и на более быстрый стандарт, просто поменяв имеющееся оборудование на более скоростное.

• Практически неограниченная расширяемость сети. Запаса по количеству подключаемого оборудования хватает для сети любого объема.

• Возможность обслуживания сегментов сети с разными топологиями. Этот факт очень важен, поскольку позволяет соединить воедино сети с разными топологиями. Для этого вам всего-навсего потребуется иметь соответствующий мост или маршрутизатор. При этом можно организовывать виртуальные сети с четко ограниченными наборами прав доступа и т. п.

• Широкие возможности настройки сетевого окружения (DNS, DHCP, шлюзы, домены, рабочие группы и т. д.).

• Защищенность сети. Проводная сеть является достаточно защищенной средой, поскольку для того, чтобы к ней подключиться, злоумышленнику придется либо получить доступ к концентратору, либо каким-то образом произвести врезку в существующую сетевую магистраль или кабель.

• Несложная локализация неисправности (в случае использования топологии «звезда»).

• Возможность выбора среди стандартов сети оптимального показателя «качество/цена».

• Возможность высокоскоростного доступа в Интернет.

Из недостатков можно отметить следующие.

• При большом количестве компьютеров дорогая в создании. Особенно этот факт заметен, если приходится прокладывать сеть по всем правилам. В этом случае вам необходимо подключать новый компьютер, используя для этого достаточной длины кабель, который зачастую необходимо прокладывать в коробах с возможными переходами между этажами. В случае невозможности подключения к существующей системе приходится покупать дополнительное активное оборудование.

• Сложность добавления нового рабочего места в случае использования топологии «звезда».

• Необходимо знание основ прокладки кабеля и обжима коннекторов.

• Требуется четкая организация рабочих мест.

• Очень плохая мобильность сетевых устройств.

• В случае создания домашней сети требуется разрешение на проводку кабельной системы.

Глава 7
Сеть на основе коаксиального кабеля

• Правила прокладки кабеля

• Подготовка кабеля

• Монтаж разъемов BNC

• Установка Т-коннекторов и заглушек

Одними из первых были сети, построенные на основе коаксиального кабеля. Для их создания используется специальный кабель (тонкий или толстый), имеющий волновое сопротивление 50 Ом, диаметр которого влияет на основные технические характеристики сети.

При построении сети на основе коаксиального кабеля используют топологию «общая шина» – все компьютеры подключаются к общей магистрали с помощью Т-коннекторов.

Если проводить аналогию с сетью, в основе которой лежит витая пара, то Т-коннектор играет ту же роль, что и сетевая розетка. К ним присоединяют отрезки кабеля, соединяющие сетевые карты компьютеров с главным сетевым кабелем. Каждый такой кабель обжат с двух сторон специальным коннектором.

Сети на основе коаксиального кабеля с каждым годом встречаются все реже, ведь их пропускная способность составляет всего 10 Мбит/с (на практике этот показатель сильно зависит от количества подсоединенных компьютеров), а поднять производительность невозможно. Однако если вы хотите создать сеть, затратив минимум усилий и финансов, и не предъявляете высоких требований к ее производительности, то коаксиальный кабель подойдет как нельзя лучше. Кроме того, этот способ идеален, если нужно соединить всего несколько компьютеров в пределах одной-двух комнат.

Примечание

Из видеоуроков «Урок 7.1. Обжим коаксиального кабеля» и «Урок 7.2. Подключение коаксиального кабеля к компьютеру», которые находятся на компакт-диске, прилагаемом к книге, вы узнаете, как происходит подготовка кабеля и обжим коннекторов, а также как подключить готовый кабель к компьютеру.

Вспомним об основных ограничениях сети, построенной с применением коаксиального кабеля (стандарт Ethernet 10Base-2):

• длина сегмента не должна превышать 185 м;

• не более 5 сегментов;

• не более 4 репитеров между любыми двумя точками;

• не более 3 используемых сегментов;

• не более 30 сетевых подключений на сегменте без репитера;

• не менее 50 см между двумя сетевыми точками.

Проектировать сеть нужно исходя из этих ограничений.

При прокладке кабеля, как и в любом другом деле, придерживайтесь определенных правил, что предотвратит сбои в работе вашей сети.

1. Обдуманно выбирайте место прокладки кабеля. Не забывайте, что главным элементом рассматриваемого типа сети является ее носитель – сам кабель. Если произойдет обрыв центрального кабеля, то вся сеть перестанет функционировать, поэтому он должен быть проложен в местах, гарантирующих максимальную защиту кабеля.

2. Не допускайте натяжения кабеля. Сеть не является цельной структурой, а представляет собой цепь соединенных сегментов, поэтому любое натяжение может негативно сказаться на одном из образованных контактов. Наиболее критичными участками являются места соединения кабеля с коннекторами.

Внимание!

Нарушение целостности контактов или обрыв кабеля приводит к нестабильной работе сети или ее полному выходу из строя.

3. Избегайте создания лишних петель кабеля, каждая из них не только уменьшает полезную длину сегмента, но и создает электромагнитные наводки, особенно если лишний кабель хаотично организован или сложен петлями.

4. Чтобы избавиться от нежелательной петли, обрежьте кабель и соедините его с помощью I-коннектора (барел-коннектора) или Т-коннектора. Однако не следует слишком увлекаться таким методом – чем реже встречаются места соединения, тем меньше потеря сигнала на всем сегменте сети и надежнее ее работа.

5. Следите за изгибами кабеля. Если нужно придать изгиб, например, необходимо обогнуть стену и прибить кабель с помощью скобок к плинтусу, то старайтесь делать его не менее 50 мм.[10]10
  Минимальный изгиб равен 10 радиусам кабеля, то есть для кабеля радиусом 5 мм минимальный изгиб – 50 мм.


[Закрыть] Если не придерживаться этого правила, то в месте перегиба может лопнуть внешняя оболочка и повредиться медная изоляция (экран). Это не приведет к сбою в работе сети сразу, однако со временем агрессивная внешняя среда сделает свое черное дело.

6. Старайтесь избегать прокладки возле проводов электропитания и электрощитов, ведь они являются мощнейшим источником электрических наводок, которые создают помехи для нормального прохождения сигнала по любому кабелю, в том числе и по коаксиальному. По этой причине если на пути следования встречается протяженный участок электролинии, то лучше обойти его, проложив кабель по специальным пластмассовым коробам, например по верху стены. Этим вы, конечно, увеличите общую протяженность кабельной магистрали, зато избавитесь от электрических наводок, которые постоянно создают проблемы.

7. Избегайте прокладки кабеля возле отопительных конструкций. Аналогично электропроводке, нагрев кабеля также вносит изменения в среду передачи данных. Изменение сопротивления центрального проводника коаксиального кабеля может привести к нестабильной работе сети. Поэтому старайтесь не прокладывать кабель вдоль батареи центрального (или другого) отопления. Для этого можете воспользоваться теми же коробами: даже если провести кабель возле батареи, но прикрыть его коробом, то он будет менее подвержен нагреву.

8. Используйте специальные пластиковые короба и трубы. Данное правило особенно актуально, если кабель нужно проложить под землей или на открытом воздухе.

Как известно, в земле вещества разлагаются. Хотя скорость разложения кабеля небольшая, в определенных условиях (постоянная влажность земли, ее минеральный и химический состав и т. д.) она может увеличиться многократно.

Аналогичным образом негативно влияет внешняя окружающая среда, когда кабель проводят на открытом воздухе. Постоянная смена погоды, дождь и солнце, налипание снега и мороз уменьшают срок службы кабеля и, как следствие, всей сети. Как уже было сказано выше, чтобы уменьшить влияние вредных факторов, используют специальные пластиковые короба или трубы.

9. Используйте обжимные коннекторы, что сделает сеть более устойчивой к обрывам, а значит, более долговечной.

Соблюдая эти простые правила, можно начинать проектирование сети и подготовку необходимых компонентов: отрезков кабеля, коннекторов для их обжима, Т-коннекторов для соединения частей кабеля и терминаторов, которые отражают сигнал.

Для прокладывания сети используют коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Внешне он неотличим от обычного телевизионного, но ни в коем случае не путайте их. Телевизионный кабель имеет волновое сопротивление 75 Ом, и при его использовании сеть функционировать не будет.

Как вы уже знаете, для прокладки сети с топологией «общая шина» применяют коаксиальный кабель двух видов: толстый (диаметром 2,5–4 мм) и тонкий (диаметром 4–6 мм). Однако самое большое отличие в использовании того или другого кабеля заключается в максимальной длине сегмента. При использовании толстого кабеля она может даже превышать допустимые 185 м,[11]11
  Иногда длина максимального сегмента составляет 300–400 м. Немаловажную роль в этом также играет класс сетевого адаптера – таких показателей достигают при использовании адаптеров известных производителей, например 3COM.


[Закрыть] в то время как тонкий коаксиальный кабель этого преимущества не имеет.

Выбрав нужный тип кабеля, необходимо его подготовить. Предварительно попробуйте спроектировать будущую сеть на бумаге: нарисуйте план квартиры (офиса, дома), определите места, где будет прокладываться основной кабель, обозначьте расположение компьютеров и репитеров и т. д.

Создавая будущий эскиз сети, не забывайте о правилах прокладки кабеля (см. выше). Несоблюдение элементарных норм может привести к постоянным сбоям в работе. Поэтому обязательно еще раз сверьтесь с правилами и внесите нужные изменения в планировку сети.

Для прокладки кабеля могут использоваться специальные пластиковые короба, которые обеспечивают ему дополнительную защиту. Такой короб состоит из двух частей – основы и крышки. Основу короба крепят с помощью дюбелей и болтов в выбранном месте его прокладки, а крышка закрывает основу, когда кабель уже находится внутри.

Если использование коробов не входит в ваши планы, обязательно воспользуйтесь специальными скобами, с помощью которых кабель крепится к стене или плинтусу. При выборе скоб будьте внимательны, поскольку их неподходящий диаметр не только усложнит прокладку кабеля, но и не обеспечит нужной степени прижима его к поверхности.

После этого можно приступать к работе.

Вспомним принцип построения сети на основе коаксиального кабеля.

• Центральная магистраль кабеля с обоих концов «глушится» специальными коннекторами – терминаторами, внутри которых установлен обычный резистор с сопротивлением 50 Ом. Делается это для блокирования дальнейшего распространения сигнала. Один из коннекторов обязательно должен заземляться, для чего используют специальную цепочку, закрепленную на нем.

Примечание

Многие игнорируют вопрос заземления. Если вы не хотите периодически производить замену вышедших из строя сетевых адаптеров, не следует обходить эту проблему стороной. Кроме того, сеть постоянно будут терзать «разнообразные» сбои. В конце концов, все равно придется использовать заземление.

• Для подключения компьютера в центральную магистраль врезают Т-коннектор, имеющий отвод для подключения к сетевой карте компьютера. Т-коннектор – одноблочная структура, поэтому для его врезки в центральную магистраль концы кабеля должны быть снабжены коннекторами, которые устанавливаются с каждой стороны Т-коннектора.

• Если центральная магистраль была разрезана (перебита) случайно, то для восстановления сегмента можно использовать I-коннектор (барел-коннектор) или Т-коннектор.

Как видите, все очень просто. Осталось только осуществить задуманное. Главная задача заключается в подготовке отрезков кабеля нужной длины.

Совет

Готовя отрезки кабеля, увеличивайте их длину на 10–20 %. Как правило, лишние сантиметры уходят на более удобную прокладку и обжим коннекторов.

Отмерив отрезок кабеля нужной длины, отрежьте его. Для этого воспользуйтесь резцами инструмента для обжима коннекторов (см. рис. 4.23) или обычными ножницами.

Если для прокладывания кабеля вы используете пластиковые короба, нужно их подготовить. Выбрав место, где будет проходить кабель, закрепите основу короба. Далее аккуратно уложите в нее кабель и закройте крышкой. Как правило, в коробе остается достаточно места для укладки и других кабелей, например телефонного.

На краях короба у вас должны остаться концы кабеля достаточной длины для создания петли нужного размера, которая должна свободно доставать выход на сетевой карте компьютера.

Далее обрежьте концы кабеля. Старайтесь делать разрез ровным – это избавит вас от повторного обрезания кабеля.

С помощью специального инструмента для снятия изоляции (рис. 7.1) снимите примерно 20 мм внешней оболочки (вместе с 20 мм снимается примерно 8-10 мм внутренней оболочки вместе с окружающим ее медный экраном).

Рис. 7.1. Снимаем изолирующую оболочку

Для этого откройте инструмент (нажав на среднюю часть, вы поднимете верхнюю, освобождая отверстие, в которое нужно вставить кабель) и вставьте в него конец кабеля. Делайте это с таким расчетом, чтобы с правой стороны инструмента торчал кусочек длиной 2–4 мм. После этого сделайте два-три поворота вокруг оси кабеля.

Примечание

Количество оборотов подбирают экспериментальным путем с таким расчетом, чтобы при обрезе внешней оболочки не повреждался медный экран внутренней.

Затем, потянув нож вправо, снимите обрезанную часть внешней оболочки.

Обрезать оболочку можно и с помощью ножа, однако делайте это осторожно и старайтесь не повредить при этом жилы экрана.

Дальнейшая подготовка кабеля зависит от типа используемых для обжима коннекторов.

После подготовки кабеля можно переходить к обжиму BNC-коннекторов.

Различают три вида BNC-коннекторов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

• Обжимные коннекторы наиболее распространены среди создателей сетей. Основные их преимущества – обеспечение надежного контакта и легкость обжима. Недостаток – одноразовость: в случае обрыва провода требуется новый коннектор, поскольку использование старого невозможно в силу полученных при обжиме деформаций. Для обжима такого типа коннекторов используют специальный обжимной инструмент. При некоторой сноровке можно применять и обычные плоскогубцы.

• Накручивающиеся коннекторы обеспечивают простоту монтажа, для которого не нужны дополнительные инструменты. Однако они очень чувствительны к натяжению кабеля, из-за чего происходит нарушение контакта.

• Коннекторы под пайку – когда-то часто используемый тип коннекторов, сегодня встречается редко. Основная причина – сложность монтажа, требующего наличия паяльника и умения с ним работать. Нарушение контакта в случае плохой припайки проводников приводит к постоянным сбоям сети и к трудностям локализации места разрыва.

На подготовленный кабель наденьте металлическую трубочку (она в дальнейшем послужит для окончательного обжима корпуса коннектора). В накручивающемся коннекторе она является частью корпуса и содержит внутреннюю резьбу. Аналогичным образом наденьте трубочку на кабель с таким расчетом, чтобы в дальнейшем ее можно было накрутить на него в сторону коннектора.

На кончик внутреннего проводника наденьте латунный сердечник коннектора (рис. 7.2). Обязательно проследите, чтобы он покрывал весь оголенный проводник вплоть до пластикового диэлектрика. Если этого не сделать, то в процессе вставки в коннектор непокрытый сердечником участок проводника может согнуться или, еще хуже, сломаться. Если участок оголенного проводника слишком длинный, то отрежьте лишнее, воспользовавшись резцами инструмента или ножницами.

Рис. 7.2. Надеваем на подготовленный кабель металлическую трубочку и латунный сердечник

Теперь нужно обжать латунный сердечник (рис. 7.3). Для этого воспользуйтесь соответствующим углублением в обжимном инструменте. Углубление такого размера всего одно, поэтому ошибиться сложно. Еще раз проверив, надет ли сердечник на проводник до конца, аккуратно установите его в найденное углубление и сильно сожмите ручки инструмента.

Рис. 7.3. Обжимаем латунный сердечник

Примечание

В коннекторе под пайку на данном этапе нужно припаять проводник к сердечнику. Для этого, после того как конец проводника покажется из сердечника, покройте его канифолью. Далее приложите жало паяльника к соединению и прогрейте его без припоя. В результате нагрева обе составляющие припаяются друг к другу минимумом припоя, который всегда находится на жале паяльника.

Аккуратно расплетите медный экран. Затем наденьте корпус коннектора до упора, стараясь при этом не нажимать очень сильно. Проследите, чтобы латунный сердечник, вставленный в корпус, торчал из него почти на всю длину, иначе он не сможет плотно войти в разъем на сетевой карте. После этого распределите равномерно медный экран по всей поверхности торца корпуса разъема. Затем аккуратно наденьте металлическую трубочку до упора на торец корпуса таким образом, чтобы она прикрыла медный экран (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Надеваем металлическую трубочку

Примечание

При использовании накручивающегося коннектора осторожно накрутите металлическую трубку до упора в корпус.

Последний штрих – обжим металлической трубочки вокруг торца корпуса разъема. Для этого раскройте инструмент (рис. 7.5) и найдите вырез нужного размера на рабочей поверхности пресса. По длине он совпадает с длиной металлической трубочки или немного меньше ее. Установите в него металлическую трубочку так, чтобы поверхность пресса покрывала ее по всей длине. Сильно сожмите ручки инструмента. Многие инструменты снабжены своего рода фиксатором, который издает щелчок, когда обжим коннектора закончен. Если такого фиксатора в вашем инструменте нет, сами определите момент окончания обжима. В результате металлическая трубочка плотно сожмет торец корпуса разъема, приняв форму шестиугольника (по форме выреза на прессе инструмента).

Рис. 7.5. Обжимаем коннектор с помощью обжимного инструмента

Установка Т-коннекторов и терминаторов является последним этапом в создании сети. Для нее не нужны вспомогательные инструменты.

Т-коннектор просто включают в разрыв кабельной системы. При этом два коннектора, находящиеся на концах кабеля, вставляют в Т-коннектор. На коннекторе есть два небольших выступа с противоположных сторон. Используя прорези на Т-коннекторе, зафиксируйте коннектор, вставив его до упора и немного провернув (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Соединение Т-коннектора, BNC-коннектора и терминатора

Количество Т-коннекторов зависит от числа компьютеров, которые подсоединяются к сети.

Заглушек-терминаторов используют всего две. Каждую из них нужно надеть на конец кабельного сегмента. Как правило, делают это на последнем компьютере на одном из концов Т-коннектора, который надевают на разъем сетевой карты (рис. 7.7). Один из терминаторов необходимо обязательно заземлить. Для этого он снабжен цепочкой с контактом на конце, который можно прикрутить шурупом к любому заземленному предмету.

Рис. 7.7. Терминатор, установленный на Т-коннекторе сетевой карты

Проверить работоспособность сети можно будет после настройки операционной системы компьютера. А пока понаблюдайте: если на сетевой карте светится индикатор, значит, все нормально.

Глава 8
Сеть на основе витой пары

• Принципы прокладки проводки

• Подготовка кабеля

• Монтаж сетевых розеток

• Монтаж разъемов RJ-45

Сеть, построенная с применением кабеля на основе витой пары, – самый распространенный тип из-за ее легкой расширяемости и достаточного запаса производительности. Используя кабель пятой категории, можно добиться скорости передачи данных 100 Мбит/с, чего вполне хватает для выполнения большинства задач. Мало того, если придерживаться стандартов обжима кабеля, можно в дальнейшем использовать кабельную систему для модернизации сети до уровня Gigabit Ethernet.

Прежде чем приступить к действиям, нужно хорошо подготовиться – отсутствие теоретической базы может помешать вам в создании работоспособной сети.

Рассмотрим пример построения сети с использованием стандарта Fast Ethernet 100Base-TX.

Примечание

Из видеоуроков «Урок 8.1. Обжим кабеля на основе витой пары» и «Урок 8.2. Подключение кабеля на основе витой пары к компьютеру», которые находятся на компакт-диске, прилагаемом к книге, вы узнаете, как правильно обжимать кабель на основе витой пары, а также как подключить готовый кабель к компьютеру.