Zasady projektowania i montażu sieci lokalnych

Transkrypt

1 Zasady projektowania i montażu sieci lokalnych

2 Model hierarchiczny Budowa sieci przyjmuje postać modułową, co zwiększa jej skalowalność i efektywność działania. W modelu hierarchicznym można wyróżnić trzy warstwy: warstwa dostępu (access layer), warstwa dystrybucji (distribution layer), warstwa rdzenia (core layer).

3 Model hierarchiczny

4 Model hierarchiczny Sieć hierarchiczna jest łatwiejsza do zarządzania i rozbudowy, a ewentualne problemy rozwiązuje się szybciej. Na rysunku pokazano model hierarchiczny sieci przełączanej. W małych sieciach stosuje się model uproszczony z 2 warstwami lub nie stosuje się modelu warstwowego.

5 Model hierarchiczny Warstwa dostępu jest sprzężona z takimi urządzeniami końcowymi, jak komputery PC, drukarki, telefony IP, a jej celem jest zapewnienie dostępu do pozostałych składników sieci. Jej głównym zadaniem jest: umożliwienie połączenia urządzeń z siecią, umożliwienie kontroli nad komunikowaniem się urządzeń w sieci. W warstwie dostępu mogą występować przełączniki, mosty, koncentratory i bezprzewodowe punkty dostępowe.

6 Warstwa dostępu Warstwa dostępu jest sprzężona z takimi urządzeniami końcowymi, jak komputery PC, drukarki, telefony IP, a jej celem jest zapewnienie dostępu do pozostałych składników sieci. Jej głównym zadaniem jest: umożliwienie połączenia urządzeń z siecią, umożliwienie kontroli nad komunikowaniem się urządzeń w sieci. W warstwie dostępu mogą występować przełączniki, mosty, koncentratory i bezprzewodowe punkty dostępowe.

7 Warstwa dystrybucji Warstwa dystrybucji gromadzi dane otrzymywane z przełączników z warstwy dostępu przed ich transmisją do warstwy rdzenia. Warstwa ta kontroluje przepływ danych w sieci oraz wyznacza domeny rozgłoszeniowe. Może również realizować routing między wirtualnymi sieciami LAN (VLAN - Virtual LAN), jeżeli na poziomie warstwy dostępu utworzono takie sieci.

8 Warstwa rdzenia Warstwę rdzenia stanowią szybkie łącza szkieletowe. W warstwie tej gromadzi się ruch sieciowy ze wszystkich urządzeń warstwy dystrybucji, a zatem musi być ona w stanie szybko przekazywać duże ilości danych. Warstwa rdzenia może być połączona z zasobami inernetowymi.

9 Model hierarchiczny Aby zapewnione zostały maksymalne korzyści przy minimalnym nakładzie pracy i środków, sieć komputerowa powinna posiadać następujące cechy: skalowalność, nadmiarowość, wydajność, (wyżej szybsze) bezpieczeństwo, (ograniczenie dostępu, zab. portów) łatwość zarządzania i utrzymania.

10 Media transmisyjne Kabel koncentryczny Kabel skrętka Światłowód Fale radiowe

11 Kabel koncentryczny

12 Kabel koncentryczny Mało wrażliwy na zakłócenia i szumy Tańszy niż ekranowana skrętka Dość odporny na uszkodzenia fizyczne Niewygodny sposób instalacji Ograniczenie szybkości do 10Mb/s Słaba skalowalność Niska odporność na awarie i trudność lokalizowania usterki

13 Skrętka Kabel nieekranowany UTP (Unshielded Twisted Pair)

14 Skrętka Kabel ekranowany STP (Shielded Twisted Pair) Kabel ekranowany FTP (Foiled Twisted Pair)

15 Skrętka Kabel podwójnie ekranowany S-STP (Shielded - Shielded Twisted Pair)

16 Skrętka Instalacja końcówki 8P8C (RJ45)

17 Skrętka Sekwencja kabli dla RJ45 TIA/EIA 568A Pin Para Drut Kolor biały/zielony zielony biały/pomarańczowy niebieski biały/niebieski pomarańczowy biały/brązowy brązowy TIA/EIA 568B Pin Para Drut Kolor biały/pomarańczowy pomarańczowy biały/zielony niebieski biały/niebieski zielony biały/brązowy brązowy

18 Skrętka Pasmo TIA/EIA 568A ISO EN Zastosowanie do 100 KHz Kat. 1 Klasa A Usługi telefoniczne do 16 MHz Kat. 3 Klasa C Ethernet 10Base-T, Token Ring do 100 MHz Kat. 5 Klasa D Ethernet 100Base-T do 100 MHz Kat. 5e Klasa D rozszerzona Ethernet 1000Base-T do 200 MHz Kat. 6 Klasa E Ethernet 1000Base-T, 10GBase-T do 55 metrów do 500 MHz Kat. 6a Ethernet 10GBase-T do 600 MHz Kat. 7 Klasa F Ethernet 10GBase-T, kabel S-STP

19 Nowe kategorie skrętki kategorii r, pasma do częstotliwości 250 MHz (przepustowość rzędu 200Mb/s) czyli Gigabit Ethernet (4x250MHz=1GHz) i transmisji ATM 622 Mb/s; kategoria 6A 2002, poprawka kat. 6 obejmuje pasmo do częstotliwości 500 MHz kategoria r, pasmo do 600MHz, zastosowanie kabli typu S/FTP czyli >1Gb/s kategoria 7A 2002r, pasmo do częstotliwości 1000 MHz;

20 Oznaczenia kabli wg ISO/IEC 11801:2002 xx/yytp, gdzie yy opisuje pojedynczą parę kabla, a xx odnosi się do całości kabla. U - nieekranowane (ang. unshielded) F - ekranowane folią (ang. foiled) S - ekranowane siatką (ang. shielded) SF - ekranowane folią i siatką

21 Spotykane konstrukcje kabli U/UTP (dawniej UTP) skrętka nieekranowana F/UTP (dawniej FTP) skrętka foliowana U/FTP - skrętka z każdą parą w osobnym ekranie z folii. SF/UTP (dawniej STP) skrętka ekranowana folią i siatką S/FTP (dawniej SFTP) skrętka z każdą parą foliowaną dodatkowo w ekranie z siatki SF/FTP (dawniej S-STP) - skrętka z każdą parą foliowaną dodatkowo w ekranie z folii i siatki

22 Spotykane konstrukcje kabli

23 Rodzaje okablowania: Kabel współosiowy (koncentryczny) Skrętka nieekranowana (UTP Unshielded Twisted Pair) Skrętka foliowana (FTP Foiled Twisted Pair) Skrętka ekranowana (STP Shielded Twisted Pair) Kabel światłowodowy

24 Skrętka Niska cena Łatwość instalacji Dostępność rozwiązań i urządzeń Stosunkowo niska prędkość transferu danych Instalacja sieci wymaga urządzeń aktywnych Ograniczona długość kabla Mała odporność na zakłócenia (UTP)

25 Światłowód

26 Światłowód Złącze ST Złącze SC Złącze E2000 Złącze LC

27 Światłowód Działanie światłowodu opiera się na zjawisku całkowitego wewnętrznego odbicia światła na granicy dwóch ośrodków o dwóch różnych współczynnikach załamania światła Maksymalny kąt pod jakim zachodzi odbicie wyznacza się z zależności sin = (n 1 ) 2 + (n 2 ) 2, gdzie n 1 to współczynnik załamania rdzenia, a n 2 płaszcza

28 Światłowód Budowa światłowodu Włókna wzmacniające Płaszcz Rdzeń Koszulka zewnętrzna Rodzaje światłowodu Włókno wielomodowe o skokowej zmianie współczynnika odbicia Źródło światła Włókno wielomodowe o stopniowej zmianie współczynnika odbicia Światłowód jednomodowy

29 Światłowód Wielomodowy. Długość fali świetlnej 850 nm, 1300 nm. Odległości między regeneratorami od 0,1 km do 10 km. Stosowany głównie w sieciach lokalnych. Jednomodowy. Długość fali świetlnej 1300 nm, 1550 nm. Odległości między regeneratorami od 10 km do kliku tysięcy km. Stosowany głównie w sieciach rozległych.

30 Światłowód Duża prędkość transmisji Odporność na zakłócenia Wysokie bezpieczeństwo Wysoka cena Trudna instalacja

31 Przepustowość światłowodu 2011 uniwersytet w Japonii - dane na odległość 16,8km z prędkością 109Tb/s. dysk twardy o pojemności 3 TB zapisywany z taką prędkością po ćwierć sekundy byłby pełny

32 Rekordy Deutsche Telekom w jednej nitce w warunkach nielaboratoryjnych - 512Gbps na odległość 734km. Kabel to 48 nitek co daje 24,6Tbps 2012 NTT, Fujikura Ltd., Hokkaido University oraz Duński Uniwersytet Techniczny 1 Pbps (12 włókien na odległość 52,4 km)

33 Rekordy Nippon Telegraph and Telephone Corporation 1 petabit (1000 terabit) na sekundę na dystansie km 32 wiązki Możliwe wysłanie 1 Pbit/s, ekwiwalent wysłania 5,000 dwu godzinnych filmów HDTV w sekundę na odległość 1000 km,

34 Łącze radiowe

35 Łącze radiowe Obsługa użytkowników mobilnych Możliwość stosowania w miejscach gdzie nie da się wybudować infrastruktury kablowej Większy koszt urządzeń niż dla kabli miedzianych Niska przepustowość Łatwość podsłuchu Mało odporne na zakłócenia

36 Podział częstotliwości Telewizja analogowa VHF: 54 to 88 MHz, 174 to 216 MHz UHF: 470 to 806 MHz WiFi: IEEE b/g 2.4 GHz, IEEE a - 5 GHz 10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz Radio UKF (FM) 88 to 108 MHz Telefonia GSM 900 MHz, 1,8 GHz

37 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium oferuje największą przepustowość? Odpowiedź: Światłowód.

38 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium ma największy zasięg? Odpowiedź: Światłowód.

39 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium jest odporne na zakłócenia elektromagnetyczne? Odpowiedź: Światłowód.

40 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium jest najtańsze? Odpowiedź: Kabel miedziany.

41 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium na najlepszy współczynnik cena/przepustowość? Odpowiedź: Światłowód.

42 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium jest najłatwiejsze w montażu? Odpowiedź: Łącze radiowe.

43 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium jest najbezpieczniejsze? Odpowiedź: Światłowód.

44 Porównanie mediów transmisyjnych Pytanie: Które medium umożliwia obsługę użytkowników ruchomych? Odpowiedź: Łącze radiowe.