spájame
slovenskú
IT komunitu
pridaj sa
Registrácia · Login

Dušan Pribišan 12.9.2011
Hodnoť článok:
0 0

Základy počítačových sietí - 4. časť

Táto časť seriálu sa venuje prístupovým metódam, komunikácií v sieti, aktívnym prvkom kabeláže, ale aj prepojovaniu prvkov počítačovej siete, či základným nástrojom pre HW správu siete.

1. Prístupové metódy

Sú to pravidlá, ktoré popisujú spôsob riadenia prístupu na prenosové médium. V podstate sa dá povedať, že ide o to ako zabezpečiť, aby v jednom okamihu vysiela na prenosové médium len jedna pracovná stanica, teda nech na prenosovom médiu nenastávajú kolízie.

Existujú tri základné prístupové metódy:

  1. CSMA/CD (stochastická) - Ako sme sa už zmienili ide o metódu založenú na tzv. náhodnom prístupe. V podstate to funguje nasledovne: Stanica, ktorá chce vysielať na prenosové médium sa najprv „pozrie“ či na prenosovom médiu nevysiela iná stanica, teda či je prenosové médium voľné. V prípade ak voľné, začne odosielať dáta po prenosovom médiu až k cieľu. V prípade, ak na prenosovom médiu vysiela iná stanica, tak stanica, ktorá si overuje „voľnosť“ prenosového média sa stiahne a po uplynutí náhodne dlhej doby (napr. 10ms (milisekúnd)) to vyskúša znova. Začne vysielať až keď je prenosové médium voľné. Toto je celý princíp metódy CSMA/CD. Táto metóda je jediná, ktorá sa využíva v štandarde Ethernet a jeho novších verziách Fast Ethernet, Gigabitový Ethernet a 10Gb Ethernet. Ethernet ako taký má štandard označený ako IEEE 802.3.
  2. Token Ring (deterministická) - Princíp tejto prístupovej metódy je veľmi jednoduchý. Po sieti koluje špeciálny packet, ktorí sa nazýva Token. Len stanica, ktorá aktuálne vlastní tento packet (token) má oprávnenie vysielať na prenosové médium. Po skončení prenosu dát tento packet zahodí a uvoľní tak prenosové médium pre ďalšie pracovné stanice. V jednom okamihu má teda právo vysielať na prenosové médium vždy len jedna stanica. Táto metóda sa používa v sieťach s kruhovou topológiou. Výhoda tejto metódy je jasná: Odolnosť proti zahlteniu siete. Nevýhoda je nižšia prenosová rýchlosť a zložitosť siete. Táto metóda sa využíva napríklad v sieťach IBM Token Ring. Jej označenie štandardu je IEEE 802.5. Táto sieť prakticky kombinuje kruhovú a hviezdicovú topológiu.
  3. Token Bus (deterministická) - V princípe je to vlastne metóda Token Ring, avšak s jedným malým rozdielom. Token Bus už nepotrebuje na funkčnosť kruhovú topológiu. V sieti sa vytvorí len tzv. virtuálny kruh. Každej stanici sa priradí jedna logická adresa. Token potom koluje po virtuálnom okruhu. Nasleduje tieto logické adresy jednu po druhej a keď príde na koniec opäť začína prechádzať virtuálny kruh.

2. Komunikácia v sieťach

Komunikácia medzi stanicami môže prebiehať v dvoch základných komunikačných modeloch, ide o tzv. siete spojové a siete nespojové. Ich princípy napovedá už samotný názov, pre poriadok si o každej napíšeme pár riadkov.

  1. Siete spojové - Anglicky nazývané With Connection. Ide o siete, ktoré si najprv nájdu (teda „spravia“) cestu a po nej začnú postupne odosielať dáta. U sietí LAN s výnimkou siete ATM (o nej neskôr) sa s týmto typom komunikácie nestretneme.
  2. Sieťe nespojové - V tomto type siete ide o to, že stanica si najprv nenadviaže spojenie so stanicou, s ktorou ide komunikovať a potom začne posielať dáta, ale len jednoducho pošle dáta a nezaujíma ju kadiaľ pôjdu. Po sieti potom chodia packety, ktoré sú očíslované a (hovoríme, že sú postupne zapuzdrené). Každý s packetov ide do cieľa po inej ceste. Na konci sa na základe údajov z hlavičky opäť poskladajú a prenesie sa tak celá správa od odosielateľa k príjemcovi. Tento spôsob prenosu dát je v sieťach LAN typický a označuje sa ako packet switching.

3. Aktívne prvky kabeláže

Aktívne prvky kabeláže sú vlastne aktívne sieťové zariadenia. Ide o zariadenia, ktoré nám spájajú počítače, tlačiarne a ďalšie zariadenia v sieti. Alebo o zariadenia, ktoré len zosilňujú signál, prípadne o zariadenia, ktoré prepájajú siete medzi sebou. Hovoríme najmä o zariadeniach ako sú: Prevodník (transceiver), Zosilňovač (Opakovač), Rozbočovač (Hub), Most (Bridge), Prepínač (Switch), Smerovač (Router) a Brána (Gateway). A teraz podrobnejšie o jednotlivých prvkoch.

  1. V malých lokálnych sieťach je dnes najpoužívanejším aktívnym prvkom prepínač, teda switch. Ten spája jednotlivé zariadenia ako sú počítače, sieťové tlačiarne, a podobne. Jeho úlohou je vytvoriť medzi dvomi komunikujúcimi stanicami tzv. virtuálny okruh. Sieť v ktorej je použitý swich funguje tak, že počítač, ktorí chce komunikovať s iným počítačom vyšle dáta na switch. Switch na základe cieľovej MAC adresy príjemcu vytvorí medzi odosielateľom a príjemcom virtuálny okruh, ktorí sa zruší až po uzavretí spojenia príkazom FIN. Stanice sú teda akokeby spojené a dáta, ktoré odosielateľ odosiela dostane len príjemca, ktorý ich dostať má. Vďaka prepínaču je možné využívať aj duplexnú prevádzku (o duplexnej a simplexnej prevádzke neskôr). Switch pracuje na druhej vrstve modelu OSI teda na Data Link.



  2. Pohľad na 24-portový ethernetový switch

  3. Ďalším dôležitým aktívnym prvkom je zosilňovač. Ten robí veľmi jednoduchú vec. Signál, ktorí do neho príde zosilní. V prípade krútenej dvojlinky by sa dalo povedať, že obnoví logické jednoty. Pracuje na Physical Layer v modeli ISO/OSI.



  4. Pohľaď na zosilňovač

  5. Prevodník je podobné zariadenie ako zosilňovač, ale má jednu veľkú odlišnosť. Ako sme si už povedali zosilňovač len zosilňuje signál. Prevodník okrem toho, že signál zosilní, dovoľuje prechod z napr. krútenej dvojlinky na optický kábel. Teda dovolí zmeniť typ kabeláže a pritom aj zosilní prenášaný signál. Pracuje na Physical Layer v ISO/OSI.



  6. Pohľad na prevodník z RJ-45 (metalický rozvod) na optické vlákna

  7. Určite je potrebné spomenúť smerovač alebo tiež router. Vďaka nemu je možné prepojiť dve a viac lokálnych sietí a to aj na veľké vzdialenosti. Ide o to, že smerovač dokáže prepojiť napríklad sieť 192.168.2.0/24 zo sieťou 192.168.3.0/24. Keby sme tieto dve siete prepojili len prepínačom, tak by sme vedeli komunikovať len s počítačmi v jednej sieti. Napríklad: počítač s IP 192.168.2.5/24 by vedel komunikovať s počítačom s IP 192.168.2.7/24, ale nevedel by komunikovať s počítačom s IP 192.168.3.4/24, pretože sa nachádza v inej sieti. Spájať siete dokáže len smerovač. Pracuje na úrovni Network Layer v modeli ISO/OSI.



  8. Pohľad na drôtový router




    Pohľad na bezdrôtový (Wirelles) router

  9. Most, teda Bridge sa používal hlavne pre zbernicovú topológiu. Jeho hlavnou úlohou je oddeľovanie sieťových segmentov.

  10. Rozbočovač alebo tiež Hub je vlastne staršia verzia prepínača (switchu). Ide o to, že hub nepracoval s MAC adresami a pracoval na Physical Layer v ISO/OSI. Čo to v praxi znamená? Znamená to to, že hub nevytváral medzi stanicami žiadny virtuálny okruh. On jednoducho poslal dáta na všetky svoje porty (rozhrania), ktoré mal okrem rozhrania, z ktorého dáta prijal. Tým sa teda znižovala rýchlosť komunikácie a prebiehalo veľa zbytočných ciest dát, pretože dáta aj tak prijala len stanica, pre ktorú boli dáta určené.



  11. Pohľad na 4-portový HUB

  12. Posledné zariadenie je brána, teda Gateway. Táto „beží“ na Application Layer v OSI modely. Je súčasťou smerovača. Zatiaľ čo primárnou úlohou smerovača je riadenie packetov, teda ich smerovanie, brána je „port“, na ktorý sa posielajú packety, ktoré majú opustiť vnútornú (lokálnu) sieť.

4. Prepojovanie prvkov siete

V závere tejto časti si vysvetlíme ako sa majú prepájať jednotlivé prvky siete. Pri krútenej dvojlinke poznáme štandardne viac druhov zapojenia. Vieme ich rozdeliť na dva druhy: priame a krížené zapojenie.

Zariadenia, ktoré sú rovnaké prepájame tzv. kríženým káblom. Dôvod je jednoduchý, vzhľadom na to, že prepájame rovnaké zariadenia je na oboch koncoch zariadenia port, ktorý je dimenzovaný na príjem alebo na vysielanie. My musíme však krížiť príjem z vysielaním a dosiahneme to práve krížením kábla.

Na nasledujúcom obrázku je schéma zapojenia kríženého vodiča pre štandard Fast Ethernet (100mb/s). Krížime len vodiče 1,2,3,6, pretože len tie používame. Vodiče 4,5,7,8 sú tzv. mŕtve vodiče. Toto platí len pre štandard 100Mb/s. Pri štandarde 1000Mb/s už musíme krížiť všetkých 8 vodičov. Takže sľúbená schéma zapojenia:




Schéma zapojenia kríženého vodiča pre rýchlosť 100mb/s




Možno je pre vás táto schéma prehľadnejšia

Teraz si povieme niečo o priamom zapojení. Priame zapojenie používame v tedy pokiaľ spájame dva rozdielne zariadenia, to znamená počítač – switch, switch – router a podobne. Priame zapojenie je na oboch koncoch vodiča rovnaké. Ide tu o to, že nemusíme krížiť príjem s vysielaním pretože na jednom zariadení je port pre vysielanie a na druhom pre príjem. A teraz schéma priameho zapojenia:




Schéma zapojenia priameho vodiča pre rýchlosť 100mb/s

Možno je pre vás táto schéma prehľadnejšia:



Záverom si ešte ukážeme príklady tienených (STP) a netienených (UTP) káblov a konektorov, a taktiež nástroje pre montáž konektorov.




Štandardný kábel UTP (netienený)




Štandardný kábel STP (tienený)




Konektor UTP RJ-45 (netienený)




Konektor STP RJ-45 (tienený)




Spojka pre konektor RJ-45 UTP vhodná pre cat. 5e


POZNÁMKA:

Ešte predtým ako si predstavíme jednotlivé nástroje potrebné pre krimpovanie (naštikávanie) kábla si musíme povedať jednu vec. Je pravda ako vypíva z vyššie uvedeného textu, že rovnaké zariadenia spájame krížením káblom a rôzne zariadenia zase spájame priamim káblom. Je to však jedna výnimka. A to pri spájaní počítača a smerovača. Štandardne by ste povedali, že počítač a smerovač sú dve rozdielne zariadenia a preto ich budeme spájať priamim káblom. Je tomu však trocha inak. Smerovač teda Router, sa vo všeobecnosti dá chápať len ako obyčajný počítač s viac sieťovímy rozhraniami. Pokiaľ sa na to pozrieme takto tak v tom prípade si predstavíme smerovač ako počítač a teda v prípade ak chceme spojiť počítač zo smerovačom vlastne spájame počítač s počítačom. A vieme dobre, že dve rovnaké zariadenia spájame kríženým káblom, Z tohto dôvodu spájame smerovač a počítač nie priamim ale krížením vodičom.

5. Nástroje na krimpovanie a HW správu siete

Jedným z najdôležitejších sieťových nástrojov sú určite krimpovacie kliešte. Pomocou nich totižto „zatlačíme“ alebo „naštikneme“ kábel do koncovky RJ-45, prípadne telefónnej koncovky RJ-11, RJ-12 (budú na obrázku). Bez týchto klieští nieje možné kábel naštiknúť.




Krimpovacie kliešte pre konektory P6 a P8, teda pre RJ-45, RJ-12 a RJ-11

Ďalším dôležitým nástrojom každého sieťového technika je zarezávací nástroj. Slúži na naštiknutie tzv. Patch zásuvky. (to je tá zásuvka, ktorá sa dáva na stenu a z nej idú väčšinou dva vývody na RJ-45 a od tejto zásuvky sa pripája počítač).




Universálny zarezávací nástroj LSA

Teraz si ukážeme už spomínanú Patch zásuvku a konektory RJ-11 a RJ-12:




Štandardná patch zásuvka na omietku




Telekomunikační konektor RJ-11




Konektor RJ-12

Poznámka:

Konektor RJ-11 sa od konektora RJ-12 odlišuje len počtom použitých pinov. Zatiaľ čo RJ-11 používa len stredné 4 piny, konektor typu RJ-12 používa všetkých 6 pinov.

Nazáver si ukážeme zariadenie, ktorím našu prácu s kabelážou ľahko otestujeme, ale je to aj skvelý pomocník pri hľadaní poruchy na sieti. Pomcou tohto prístroja ľahko zistíme, že či je kábel priechodný a či sú jednotlivé piny naštiknuté na správnych miestach. Áno, reč je o testery sieťových káblov.




Tester určený pre testovanie RJ-45, RJ-11 a RJ-12. Existujú však aj testery pre USB či koaxiálne káble

Dušan Pribišan Dušan Pribišan

Som obyčajný 21 ročný chalan, ktorý pracuje v rodinnej firme (skromný servis IT) a snaží sa vyštudovať Aplikovanú Informatiku na vysokej škole. Vo voľnom čase sa venujem najmä počítačovým sietiam (ktoré sú moje veľké hobby), hardvéru počítača a rád sa šprtám aj v Linuxoch. V poslednej dobe (na VŠ) ma začalo zaujímať aj programovanie v jazyku C a technika/princípy počítačov. Okrajovo sa zaujímam o elektrotechniku. Snažím sa na sebe čo najviac pracovať a dostať zo seba maximum. Asi toľko ;)


Hodnoť článok:
0 0

8 komentárov k článku:

Komentovať môžu iba prihlásení

Zaregistruj sa cez bezplatnú registráciu alebo použi login cez Facebook (FB Connect)

Prihlás sa tu, ak už máš profil na Zajtra.sk:


Zabudol som heslo

0 0 Dušan Pribišan 22.9.2011 13:54:55
@Peter Lauf: v pohode neberiem to ako rýpanie ... no o optike mám osobitý článok, aj ten sem príde a s knihy to nieje píšem to podľa seba. Podľa knihy mám len osnovu. A inak vďaka.
0 0 Peter Lauf 22.9.2011 12:31:25
Veľmi pekný článok Dušanko, no chýba tomu ešte prax v obore optiky. Ale ešte jedna otázka, je to písane ako s knihy. V každom prípade do teba nerýpem, práve naopak som rád že si to tu vypísal. Len tak ďalej ...
0 0 Dušan Pribišan 17.9.2011 22:05:58
@Lukáš Andel: chápem čo mi hovoríš, presne o to mi ide, že ja viem (a už 5 rokov som nezmenil názor ... istý človek by vedel hovoriť :D ) proste moje zameranie ... baví ma to a na 100% sa tým chcem aj život skúsil som si to 1/2 roka ja prakticky robiť popri škole a bavilo ma to čoraz viac ... preto si myslím, že radšej si spravím 4-5 kurzov/školení presne na problematiky ktoré chcem a získam osvedčenia, certifikáty a hlavne vedomosti s toho čo potrebujem, ako sa v škole učiť 1000 vecí čo nikdy v praxi nevyužijem.
0 0 Lukáš Andel 17.9.2011 21:20:59
Ak poznas minimalne svoj smer, ktorym chces ist, nejake zameranie je to podstatne jednoduchsie, skola ti da z kazdeho nieco, ale z nicoho nedostanes vacsi celok. Ked porovnam kolko vedomosti mi dala skola a co som sa vsetko naucil, ked som po skole zacal pracovat rovno ako freelancer tak je to obrovsky rozdiel :) (<a href="http://vimeo.com/27968184">inak toto celkom nakopne cloveka</a>)
0 0 Dušan Pribišan 15.9.2011 17:24:50
@mhp: díky za radu. Mám ešte istý čas na premyslenie a titul je super vec, ale myslím, že na to čo chcem robiť skôr potrebujem nejaké školenia. A hlavne prax. Na výške ma naučia kopu vecí (veľa využijem a veľa nie) lenže v tom druhom prípade si zase presne zvolím čo chcem. Stále rozmýšľam, uvidím :)
0 0 - 15.9.2011 14:17:11
@dusan: dobra otazka. ak by som mal niekomu radit, je to naozaj o tom, co chces dalej robit. niekde ta bez titulu nevezmu, ale napr. ja som freelancer a vysoka je pre mna prakticky zbytocna. dalsia otazka je to, ci vies uz teraz s uplnou istotou, akou cestou chces dalej ist (co sa moze o par rokov zmenit). a nakoniec: na studiu telekomunikacii sa naucis aj o oblastiach, o ktorych teraz vobec netusis a mohol by si byt "kompletnejsi telekomunista". ale to len tak, taka rada z mojej skusenosti, ymmv ;).
0 0 Dušan Pribišan 14.9.2011 23:13:30
@mhp: no mňa to ešte len čaká. I keď neviem či pôjdem na vysokú, alebo radšej si zaplatím pár školení za tie isté peniaze a budem sa venovať len tomu, čo potrebujem (konkrétnym problematikám).
0 0 - 14.9.2011 22:47:52
hehe, sa mi vratili spomienky zo studia telekomunikacii :)
Zajtra.sk > Technológie > Hardware > Základy počítačových sietí - 4. časť


Kritika

Vieš ako robiť veci lepšie? Pomôž našim odvážnejším členom a skritizuj im projekty!

Reklama

Seriály zo Zajtra.sk

Reklama