Projektowanie sieci komputerowych LAN i WLAN. Dr inż. Robert Banasiak

Transkrypt

1 Projektowanie sieci komputerowych LAN i WLAN Dr inż. Robert Banasiak 1

2 Co jest grane Zasady projektowania Co? Jak? Po co? Standardy oraz przepisy 2

3 Podstawy projektowania i dokumentacji Podstawy projektowania Węzły dystrybucyjne Okablowanie poziome Okablowanie pionowe (szkieletowe) opracowywanie dokumentacji Przykłady Standardy Bezpieczeostwo 3

4 Pierwszy etap projektowania sieci Zebranie informacji o organizacji, w której będzie tworzona sied. (przeznaczenie, możliwy rozwój i jego kierunki,) Dokonanie szczegółowej analizy wymagao jakie mają osoby, które będą używad zasobów sieciowych. (zastosowanie sieci jej znaczenie w funkcjonowaniu organizacji oraz jej możliwe kierunki rozwoju) 4

5 Pierwszy etap projektowania sieci Określenie zasobów (sprzętowych, programowych oraz ludzkich -administratorzy) Określenie ograniczeo (czy/jak sieci mają byd odseparowywane, kto może z jakiej sieci korzystad, z jakiego pomieszczenia, kto ma mied dostęp fizyczny do części składowych sieci tzn. do urządzeo i mediów itp.) 5

6 Najważniejsze elementy dokumentacji projektowanej sieci Raport wstępny za miesiąc Dziennik inżyniera Logiczna topologia Fizyczna topologia Umiejscowienie oraz zasięg węzłów dystrybucyjnych Oznaczenia gniazd Oznaczenia kabli Rozrysowanie przebiegów kabli i umiejscowienia gniazd Cut sheets - dane o wszystkich urządzeniach: lokalizacja, adresy fizyczne i logiczne Wyniki przeprowadzonych testów akceptacyjnych 6

7 Raport wstępny Cel projektu Co projekt będzie zawierał? Założenia ogólne dla projektowanej sieci Dotyczące struktury fizycznej Dotyczące struktury logicznej oraz bezpieczeostwa Wymagania dotyczące pomieszczeo Specyfikacje okablowania Wstępna specyfikacja planowanego sprzętu 7

8 Dziennik inżyniera Zawiera wszystkie informacje o ważnych aspektach wdrażania sieci tzn.: na co mają zwracad uwagę monterzy? jakie mają byd dostosowane pomieszczenia (ewentualne zmiany budowlane)? jak mają byd fizycznie poprowadzone ciągi kabli (gdzie, w jakich korytkach, jakie osłonki kabli, w jakim standardzie zostaną podłączone gniazda, kolory kabli)? 8

9 Logiczna topologia Służy łatwemu określeniu funkcjonowania sieci Ułatwia opracowywanie polityk bezpieczeostwa Umożliwia szybką reakcję na zagrożenia wynikające z nieprawidłowego stanu pracy sieci Ułatwia zarządzanie (administrację) siecią jej rozbudowę i dostosowywanie do zmieniających się potrzeb 9

10 Logiczna topologia - ogólna 10

11 Logiczna topologia - szczegółowa 11

12 Fizyczna topologia Topologie budynku Umiejscowienie oraz zasięg węzłów dystrybucyjnych wraz ze schematem montażu urządzeo w węzłach dystrybucyjnych Umiejscowienie wszystkich urządzeo sieciowych Oznaczenia gniazd Oznaczenia kabli Rozrysowanie przebiegów kabli i umiejscowienia gniazd 12

13 Fizyczna topologia 13

14 Fizyczna topologia 14

15 Fizyczna topologia 15

16 Fizyczna topologia 16

17 Umiejscowienie oraz zasięg węzłów dystrybucyjnych Węzeł dystrybucyjny jest centralnym punktem łączącym urządzenia sieci LAN w topologii gwiazdy. Wyposażenie węzła dystrybucyjnego stanowią panele montażowe, koncentratory, mosty, przełącznice i routery. Węzeł dystrybucyjny musi byd odpowiednio duży, aby pomieścid wszystkie urządzenia i umożliwid rozwój i rozbudowę sieci. 17

18 Węzeł dystrybucyjny (wiring closet) W dużych sieciach stosuje się powszechnie kilka węzłów dystrybucyjnych. Jest to rozszerzona topologia gwiazdy. W takim przypadku jeden węzeł pełni funkcje głównego węzła dystrybucyjnego MDF (Main Distribution Facility), a pozostałe pośrednich węzłów dystrybucyjnych IDF (Intermediate Distribution Facility). Lokalizacja węzła dystrybucyjnego musi byd zgodna z przepisami budowlanymi i zapewniad odpowiednie warunki dotyczące zasilania, ogrzewania, klimatyzacji itp. Trzeba też zabezpieczyd go przed dostępem niepowołanych osób. 18

19 Węzeł dystrybucyjny (wiring closet) Wszystkie ściany wewnętrzne lub przynajmniej te, na których montowane jest wyposażenie, powinny byd pokryte sklejką o grubości 20mm i wysokości minimum 2,4m, która jest umieszczona w odległości minimum 30mm od ściany. Farby użyte do malowania ścian powinny byd ognioodporne. Drzwi powinny mied szerokośd minimum 90cm i otwierad się na zewnątrz pomieszczenia. Wyłącznik oświetlenia należy umieścid bezpośrednio obok drzwi. 19

20 Węzeł dystrybucyjny (wiring closet) Podłoga powinna byd podwyższona tak, aby zapewnid łatwy dostęp do wszystkich elementów w węźle. Ponieważ oświetlenie fluorescencyjne generuje zakłócenia, należy unikad jego stosowania. Optymalna temperatura to 21 stopni Celsjusza przy 30-50% wilgotności powietrza (inne warunki mogą powodowad korozję kabli). 20

21 Rozmiar węzła dystrybucyjnego Obsługiwany obszar vs. Rozmiar węzła dystrybucyjnego 1000 m2 -> 3.0m x 3.4m 800 m2 -> 3.0m x 2.8m 500 m2 -> 3.0m x 2.2m 1 stacja robocza na 2.5 m2 21

22 Ilośd węzłów dystrybucyjnych Przyjmuje się, że: Na każdym piętrze powinien byd przynajmniej jeden węzeł dystrybucyjny. Na każde 1000 m2 powierzchni powinien przypadad przynajmniej jeden węzeł dystrybucyjny. Kiedy długośd okablowania poziomego przekroczy 90m należy umieścid kolejny węzeł dystrybucyjny. 22

23 Wyznaczenie lokalizacji i ilości węzłów dystrybucyjnych Najlepsze jest pomieszczenie dobrze zabezpieczone, położone blisko POP (Point of Presence) - miejsce podłączenia sieci telefonicznej. W wybranych lokalizacjach rysujemy okręgi o promieniu 50m i określamy ilośd i położenie węzłów tak, aby wszystkie elementy sieci były w zasięgu przynajmniej jednego węzła. 23

24 Wyznaczenie lokalizacji i ilości węzłów dystrybucyjnych Przykład: Pięd potencjalnych lokalizacji węzłów dystrybucyjnych. Węzły oznaczone za pomocą liter A, B, C, D, E 24

25 Węzły dystrybucyjne - projekt Pomieszczenia, w których znajdują się węzły dystrybucyjne muszą byd w jakiś sposób wyróżnione. Na rysunku ogólnym całego kampusu musi byd zaznaczony zasięg konkretnego węzła (dokładny wykaz, które pomieszczenie przynależy do konkretnego węzła). Projekt musi zawierad informację o sposobie montowania urządzeo znajdujących się w szafach rakowych (stelażach) w węzłach dystrybucyjnych. 25

26 Węzły dystrybucyjne - projekt 26

27 Oznaczenia gniazd Oznaczenia gniazd muszą byd skorelowane z nazewnictwem pomieszczeo i budynku oraz informacją o węźle dystrybucyjnym np. budynek Media Center MC węzeł dystrybucyjny IDF 1 - I1 pomieszczenie Lab15 gniazda MC/I1-Lab15/1, MC/I1-Lab15/2, 27

28 Oznaczenia kabli Nazewnictwo wiązki okablowania musi byd zgodne z przyjętym oznakowaniem gniazd sieciowych. Muszą odzwierciedlad rodzaj użytego medium. Muszą dokładnie pokazywad, gdzie i jak są poprowadzone. Na rysunku muszą zostad oznaczone ilości okablowania w ciągu kabli. 28

29 Rozrysowanie przebiegów kabli i umiejscowienia gniazd 29

30 Cut sheets - dane o wszystkich połączeniach 30

31 Wyniki przeprowadzonych testów akceptacyjnych W przypadku projektowania jest to miejsce na ewentualne wyniki testów z symulacji pracy danej sieci W przypadku wdrożenia jest to miejsce na wyniki testów mediów i wydajności urządzeo użytych do implementacji sieci 31

32 Standardy wprowadzenie standardowe opisy mediów i układów kabli dla okablowania szkieletowego i poziomego, standardowe interfejsy do fizycznego podłączania urządzeo, spójne i jednolite projekty zgodne z planem systemu i podstawowymi zasadami konstrukcji. 32

33 Standardy ale po co? Zgodna ze standardami sied powinna prawidłowo współpracowad z innymi standardowymi urządzeniami sieciowymi. Długoterminowe wydajne funkcjonowanie i utrzymanie wartości inwestycji wielu systemów okablowania sieciowego było często niemożliwe z winy instalatorów, którzy nie dbali o zgodnośd z obowiązującymi i zalecanymi standardami. 33

34 Organizacje standaryzujące Stowarzyszenie Przemysłu Telekomunikacyjnego (TIA) i Stowarzyszenie Przemysłu Elektronicznego (EIA) Europejski Komitet ds. Standaryzacji w Elektrotechnice (CENELEC) Międzynarodowa Organizacja ds. Standaryzacji (ISO) 34

35 TIA/EIA Jednym ze standardów TIA/EIA jest schemat nazewnictwa obszarów budynków, ciągów kablowych i urządzeo, z których składają się sieci przesyłania głosu i danych. Oba stowarzyszenia zostały upoważnione przez Amerykaoski Narodowy Instytut ds. Standaryzacji (ANSI) do opracowywania zalecanych standardów telekomunikacyjnych. Wiele standardów zawiera w swych oznaczeniach skróty ANSI/TIA/EIA. Różne komisje i podkomisje stowarzyszeo TIA/EIA opracowują standardy dotyczące światłowodów, sprzętu w siedzibie użytkownika, sprzętu sieciowego oraz komunikacji bezprzewodowej i satelitarnej. 35

36 TIA/EIA - schemat nazewnictwa obszarów 36

37 TIA/EIA - standardy 37

38 Standard TIA/EIA-568-A Ten (dawny) standard okablowania telekomunikacyjnego budynków komercyjnych określał: minimalne wymagania dotyczące okablowania telekomunikacyjnego, zalecaną topologię, limity odległości, specyfikacje dotyczące wydajności mediów i sprzętu połączeniowego, przeznaczenie poszczególnych styków w złączach. 38

39 Standard TIA/EIA-568-B TIA/EIA-568-B to bieżący standard okablowania określający wymagania odnośnie składników i parametrów transmisji dla mediów telekomunikacyjnych. Standard TIA/EIA-568-B jest podzielony na trzy osobne części: 568-B.1, 568-B.2 i 568-B.3. 39

40 Standard TIA/EIA-568-B cd. Częśd TIA/EIA-568-B.1 definiuje ogólny system okablowania telekomunikacyjnego w budynkach komercyjnych dla środowisk składających się z różnych produktów pochodzących od wielu producentów. Częśd TIA/EIA-568-B.1.1 jest dodatkiem określającym promieo zagięcia kabli UTP i ScTP z 4 parami przewodów. Częśd TIA/EIA-568-B.2 określa składniki okablowania, transmisję, modele systemów oraz procedury pomiarowe wymagane do weryfikacji instalacji opartych na skrętce. Częśd TIA/EIA-568-B.2.1 jest dodatkiem określającym wymagania względem okablowania kategorii 6. Częśd TIA/EIA-568-B.3 określa wymagania dotyczące składników i parametrów transmisji w systemie okablowania światłowodowego. 40

41 Standard TIA/EIA-569-A Standard dla budynków komercyjnych definiujący: ścieżki telekomunikacyjne i przestrzenie; reguły projektowania i konstruowania instalacji obsługujących media; urządzenia telekomunikacyjne wewnątrz budynków oraz pomiędzy nimi. 41

42 Standard TIA/EIA-606-A Standard administracyjny definiujący infrastrukturę telekomunikacyjną budynków komercyjnych Zawiera standardy oznaczania kabli. Standard ten określa, że każda jednostka stanowiąca zakooczenie sprzętowe powinna mied unikalny identyfikator. Określa też wymagania dotyczące utrzymywania zapisów i dokumentacji związanych z administrowaniem siecią. 42

43 Standard TIA/EIA-607-A Standard definiujący wymagania dotyczące uziemienia instalacji i przewodów wyrównawczych w budynkach komercyjnych w przypadku środowisk składających się z różnych produktów wielu firm, także zasady uziemiania różnych systemów, które mogą byd instalowane w zabudowaniach klienta. Standard ten określa precyzyjnie punkty styku pomiędzy systemami uziemienia budynku a konfiguracją uziemienia sprzętu telekomunikacyjnego. Opisuje także konfiguracje uziemienia i przewodów wyrównawczych między budynkami wymagane do obsługi tego sprzętu. 43

44 Standardy - a praktyka 44

45 Standardy - a praktyka 45

46 CENELEC Europejski Komitet ds. Standaryzacji w Elektrotechnice (CENELEC) został założony w 1973 roku jako organizacja niedochodowa działająca zgodnie z prawem belgijskim. CENELEC określa standardy elektrotechniczne dla większości Europy. CENELEC współpracuje z ekspertów technicznych z 22 krajów Europy i określa standardy dla rynku europejskiego. Komitet ten został oficjalnie uznany za europejską organizację definiującą standardy w Dyrektywie 83/189/EEC Komisji Europejskiej. Wiele standardów okablowania CENELEC odpowiada standardom ISO z pewnymi niewielkimi zmianami. 46

47 CENELEC Komisja CENELEC i Międzynarodowa Komisja ds. Elektrotechniki (IEC) funkcjonują na dwóch różnych poziomach. Ich niezależna praca ma jednak wspólne istotne znaczenie. Są to najważniejsze organizacje określające standardy elektrotechniczne w Europie. Współpraca pomiędzy CENELEC a IEC została określona w Umowie Drezdeoskiej. Umowa między dwoma partnerami została zawarta w Dreźnie (Niemcy) w 1996 roku. Jej celem było: opublikowanie i wspólne przyjęcie standardów międzynarodowych, przyspieszenie procesu opracowywania standardów w odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku, zapewnienie racjonalnego wykorzystania dostępnych zasobów 47

48 ISO - Międzynarodowa Organizacja ds. Standaryzacji Międzynarodowa Organizacja ds. Standaryzacji (ISO) składa się z narodowych organizacji z ponad 140 paostw, w jej skład wchodzi między innymi organizacja ANSI. ISO jest pozarządową organizacją, która wspiera rozwój standardów i związane z nimi działania. 48

49 ISO - Międzynarodowa Organizacja ds. Standaryzacji Rezultatem działalności ISO są międzynarodowe umowy, które zostały opublikowane jako standardy międzynarodowe. Organizacja ISO zdefiniowała wiele ważnych standardów informatycznych. Najważniejszym z nich jest model OSI (ang. Open Systems Interconnection) będący standardową architekturą projektów sieci. 49

50 Ewolucja standardów Gdy szerokośd pasma sieci wzrosła z 10 Mb/s do ponad 1000 Mb/s, zmieniły się wymagania względem okablowania. Wiele starszych rodzajów kabli nie nadaje się do użycia w szybszych, nowoczesnych sieciach. Dlatego zazwyczaj okablowanie z czasem ulega wymianie. Odzwierciedlają to opisane dalej standardy TIA/EIA-568-B.2. W przypadku skrętki standardy opisują jedynie 100- omowe kable kategorii 3, 5e i 6. Kable kategorii 5 nie są już zalecane w nowych instalacjach i zostały przeniesione z zasadniczej treści standardu do części dodatkowej. W przypadku skrętki 100-omowej zalecane są kable kategorii 5e i nowsze. 50

51 Ewolucja standardów Standard kategorii 6 określa parametry wydajności, które zapewniają wzajemną zgodnośd standardowych produktów, zgodnośd z poprzednimi wersjami oraz współpracę produktów pochodzących od różnych producentów. W przypadku zakooczeo kabli kategorii 5e i nowszych zabrania się rozplątywania par przewodów na odległośd większą niż 13 mm od zacisku. Minimalny promieo zagięcia poziomych kabli UTP pozostaje równy czterokrotnej ich średnicy. Minimalny promieo zagięcia połączeniowych kabli UTP jest obecnie równy średnicy kabla. Kabel połączeniowy UTP składa się z przewodów linkowych. Z tego powodu jest on bardziej elastyczny niż kable z litego rdzenia miedzianego używane w okablowaniu poziomym. 51

52 Ewolucja standardów - ważne!! Dopuszczalną długośd kabli połączeniowych w pomieszczeniu telekomunikacyjnym zmieniono z 6 na 5 metrów. Dopuszczalną długośd kabli połączeniowych w obszarze roboczym zmieniono z 3 na 5 metrów. Maksymalna odległośd w segmencie poziomym nadal wynosi 90 metrów. Jeśli używany jest zespół MUTOA, długośd połączenia w obszarze roboczym można zwiększyd, jeżeli maksymalna długośd segmentów poziomych zostanie zmniejszona do 100 metrów. Użycie zespołu MUTOA lub punktu konsolidacyjnego wymusza także zachowanie odległości 15 metrów od pomieszczenia telekomunikacyjnego w celu ograniczenia problemów z przesłuchem i stratami odbiciowymi. 52

53 Ewolucja standardów Kategoria 6 i nowa kategoria 7 określają najnowsze dostępne kable miedziane. Ponieważ częściej używane są kable kategorii 6, instalatorzy powinni zapoznad się z jej zaletami. Podstawową różnicą pomiędzy kablami kategorii 5e i 6 jest sposób zachowania odległości pomiędzy parami w kablu. W niektórych kablach kategorii 6 stosuje się fizyczny element dystansowy w środku kabla. Inne mają charakterystyczną osłonę, która unieruchamia pary. W jeszcze innym rodzaju kabli kategorii 6, zwanym ScTP, stosuje się foliowy ekran, w który zawinięte są pary przewodów. 53

54 Ewolucja standardów Aby uzyskad jeszcze lepszą wydajnośd niż określoną w kategorii 6 i nowej kategorii 7,stosuje się w pełni ekranowaną konstrukcję, która zmniejsza przesłuch pomiędzy wszystkimi parami. Każda para jest zawinięta w folię, a wszystkie pary otacza pleciona osłonka. W przyszłości w kablach może byd stosowany przewód ekranowy, który ułatwia uziemienie. 54

55 Standardy okablowania strukturalnego będą stale ewoluowad telefonia IP i bezprzewodowa wykorzystująca sygnał zasilający w transmisji do zasilania telefonów IP i punktów dostępowych; sieci SAN (ang. Storage Area Network) wykorzystujące transmisję Ethernet z szybkością 10 Gb/s; rozwiązania ostatniej mili miejskich sieci Ethernet wymuszające optymalizację wymagao dotyczących szerokości pasma i odległości. 55

56 Bezpieczeostwo - inspekcje Jakie są zagrożenia związane z pracą, miejscem pracy, użytymi materiałami lub/i narzędziami? Jak bezpiecznie pracowad? Czego się spodziewad w razie niestosowania się do zaleceo? Co zrobid w razie wypadku? Jak rozpoznad objawy nadmiernej eksploatacji? Jak postępowad w takich przypadkach? 56

57 Inspekcje 57

58 Underwriters Laboratories (UL) Underwriters Laboratories (UL) jest niezależną, niedochodową organizacją zajmującą się testowaniem bezpieczeostwa produktów i wystawianiem certyfikatów bezpieczeostwa. Laboratoria UL od ponad 100 lat testują produkty pod kątem ich bezpieczeostwa. 58

59 Underwriters Laboratories (UL) Organizacja UL rozszerzyła program certyfikacji między innymi o ocenę wydajności kabli LAN. Ocena ta jest oparta na specyfikacjach wydajności IBM i TIA/EIA oraz specyfikacjach bezpieczeostwa NEC. UL prowadzi także program oznaczania skrętek ekranowanych i nieekranowanych. Znak UL jest cenną wskazówką dla nabywców. Program Certyfikacji sieci LAN realizowany w ramach organizacji UL obejmuje bezpieczeostwo i wydajnośd. Na izolacji kabli, które uzyskały pozytywną ocenę UL, producenci umieszczają odpowiednie oznaczenia. Na przykład: Level I, LVL I lub LEV I. 59

60 National Electrical Code (NEC) Celem standardów NEC (National Electrical Code) jest ochrona osób i mienia przed niebezpieczeostwami związanymi z prądem elektrycznym. Standardy te są sponsorowane przez stowarzyszenie NFPA (National Fire Protection Association) i ANSI. Przepisy są weryfikowane co trzy lata. Standardy palności i zadymienia dotyczące kabli sieciowych w budynkach określiło kilka organizacji. Jednakże standardy NEC są najczęściej kontrolowane przez inspektorów lokalnych. 60

61 National Electrical Code (NEC) 61

62 National Electrical Code (NEC) Kable dla sieci wewnętrznych zazwyczaj znajdują się w kategorii CM (komunikacyjne, ang. communication) lub MP (uniwersalne, ang. multipurpose). Niektóre firmy, zamiast wykonywad testy CM lub CP swoich kabli, wolą testowad te produkty jako kable zdalnego sterowania lub do obsługi obwodów o ograniczonym napięciu klasy 2 (CL2) lub 3 (CL3). 62

63 Bezpieczeostwo pracy ze światłowodami Zawsze należy nosid okulary ochronne z osłonami bocznymi. Na stole należy położyd matę lub kawałek lepkiego materiału, aby spadające kawałki szkła były łatwo rozpoznawalne. Pracując z systemami światłowodowymi, nie wolno dotykad oczu ani soczewek kontaktowych, dopóki nie umyje się dokładnie rąk. Wszystkie odcięte kawałki włókien należy odłożyd w bezpieczne miejsce i odpowiednio zutylizowad. 63

64 Bezpieczeostwo pracy ze światłowodami Aby usunąd wszelkie kawałki z ubrania, należy użyd odcinka taśmy samoprzylepnej lub maskującej. Taśmy tej należy także użyd w celu usunięcia odłamków z palców i rąk. Na obszar roboczy nie wolno wnosid jedzenia ani picia. Nie wolno patrzyd prosto w koocówkę światłowodu. Niektóre urządzenia laserowe mogą spowodowad nieodwracalne uszkodzenia oka. 64

65 Światłowody prostota obsługi 65