какие компоненты вычислительной сети необходимы для организации локальной сети в минимальном объеме
Какое оборудование необходимо для создания локальной сети
Какое сетевое оборудование используется при создании проводной локальной сети
В любой организации, где есть два и более компьютера, их целесообразно объединить в локальную сеть. Сеть позволяет сотрудникам быстро обмениваться между собой информацией и документами, служит для совместного использования общего доступа в интернет, оборудования и устройств хранения информации.
Для объединения компьютеров нам понадобится определенное сетевое оборудование. В сегодняшней статье мы рассмотрим, какое оборудование применяется при создании проводной локальной сети.
Сетевое оборудование – устройства, из которых состоит компьютерная сеть. Условно выделяют два вида сетевого оборудования:
Для монтажа проводной локальной сети нам в первую очередь понадобятся:
Теперь рассмотрим подробнее всё перечисленное выше оборудование:
Сетевые проводники
В эту группу входят различные сетевые кабели (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно).
Коаксиальный кабель – это первый кабель, который применялся для создания сетей. От его использования при построении локальных компьютерных сетей уже давно отказались.
Оптоволоконный кабель – наиболее перспективный в плане скоростных показателей, но и более дорогой по сравнению с коаксиальным кабелем или витой парой. К тому же монтаж оптоволоконных сетей требует высокой квалификации, а для оконцовки кабеля необходимо дорогостоящее оборудование. По этим причинам широкого распространения данный вид кабеля пока не получил.
Витая пара – самый распространенный на сегодняшний день вид кабеля, применяемый для построения локальных сетей. Кабель состоит из попарно перевитых медных изолированных проводников. Типичный кабель несет в себе 8 проводников (4 пары), хотя выпускается и кабель с 4 проводниками (2 пары). Цвета внутренней изоляции проводников строго стандартны. Расстояние между устройствами, соединенными витой парой, не должно превышать 100 метров.
Существует несколько категорий кабелей типа витая пара, которые маркируются от CAT1 до CAT7. В локальных сетях стандарта Ethernet используется витая пара категории CAT5.
Для работы с кабелем витая пара применяются коннекторы RJ-45.
Сетевые карты
Сетевые карты отвечают за передачу информации между компьютерами сети. Сетевая карта состоит из разъема для сетевого проводника (обычно, витой пары) и микропроцессора, который кодирует/декодирует сетевые пакеты. Типичная сетевая карта представляет собой плату, вставляемую в разъем шины PCI. Практически во всех современных компьютерах электроника сетевого адаптера распаяна непосредственно на материнской плате.
Сетевые коммутаторы
Не так давно для построения локальных сетей применялись сетевые концентраторы (или, в просторечии, хабы). Когда сетевая карта отсылает пакет данных с компьютера в сеть, хаб просто усиливает сигнал и передает его всем участникам сети. Принимает и обрабатывает пакет только та сетевая карта, которой он адресован, остальные его игнорируют. По сути, концентратор – это усилитель сигнала.
В настоящее время в локальных сетях применяются коммутаторы (или, как их называют, свитчи). Это более “интеллектуальные” устройства, где есть свой процессор, внутренняя шина и буферная память. Если концентратор просто передает пакеты от одного порта ко всем остальным, то коммутатор анализирует адреса сетевых карт, подключенных к его портам, и переправляет пакет только в нужный порт. В результате бесполезный трафик в сети резко снижается. Это позволяет намного увеличить производительность сети и обеспечивает большую скорость передачи данных в сетях с большим количеством пользователей.
Коммутатор может работать на скорости 10, 100 или 1000 Мбит/с. Это, а также установленные на компьютерах сетевые карты, определяет скорость сегмента сети. Другая характеристика коммутатора – количество портов. От этого зависит количество сетевых устройств, которые можно подключить к коммутатору. Помимо компьютеров, ими являются принт-серверы, модемы, сетевые дисковые накопители и другие устройства с LAN-интерфейсом.
При проектировании сети и выборе коммутатора нужно учитывать возможность расширения сети в дальнейшем – лучше приобретать коммутатор с несколько большим количеством портов, чем число компьютеров в вашей сети на данный момент. Кроме того, один порт нужно держать свободным на случай объединения с другим коммутатором. В настоящее время коммутаторы соединяются обычной витой парой пятой категории, точно такой же, которая используется для подключения каждого компьютера сети к коммутатору.
Коммутаторы бывают двух видов – управляемые и неуправляемые. Управляемые обладают дополнительной функциональностью. Так, появляется возможность управления коммутатором с помощью веб-интерфейса, объединения нескольких коммутаторов в один виртуальный со своими правилами коммутации пакетов и т.д. Стоимость управляемых коммутаторов гораздо выше стоимости неуправляемых, поэтому в малых и средних сетях используются неуправляемые коммутаторы.
Дополнительное сетевое оборудование
В локальной сети можно использовать различное дополнительное оборудование, например, чтобы объединить две сети или обеспечить защиту сети от внешних атак. Кратко рассмотрим сетевое оборудование, которое применяется при построении компьютерных сетей.
Принт-сервер, или сервер печати – это устройство, которое позволяет подключить принтер, не имеющий собственного сетевого порта к сети. Проще говоря: принт-сервер – это коробка, к которой с одной стороны подключается принтер, а с другой стороны — сетевой провод. При этом принтер становится доступным в любое время, поскольку не привязан к какому-либо компьютеру сети. Существуют принт-серверы с разными портами: USB и LPT; так же встречаются и комбинированные варианты.
Маршрутизаторы применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам (например, для подсоединения Ethernet к сети WAN). Также маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя при этом функции межсетевого экрана.
Идеальная локальная сеть
Стандартная локальная сеть в её нынешнем (усреднённо) виде окончательно сформировалась много лет назад, на чём её развитие и остановилось.
С одной стороны, лучшее – враг хорошего, с другой – стагнация тоже не слишком хорошо. Тем более, что при ближайшем рассмотрении современная офисная сеть, позволяющая выполнять почти все задачи обычного офиса, может быть построена дешевле и быстрее, чем это принято считать, а ее архитектура при этом станет проще и масштабируемее. Не верите? А давайте попробуем разобраться. И начнём с того, что считается правильной прокладкой сети.
Что такое СКС?
Любая структурированная кабельная система (СКС) как конечный элемент инженерной инфраструктуры реализуется в несколько этапов:
Проектирование
Любое большое дело, если хочешь сделать его хорошо, начинается с подготовки. Для СКС такой подготовкой является проектирование. Именно на данном этапе учитывается, сколько рабочих мест нужно обеспечить, какое количество портов необходимо разместить, какой потенциал по пропускной способности заложить. На данном этапе необходимо руководствоваться стандартами (ISO/IEC 11801, EN 50173, ANSI/TIA/EIA-568-A). Фактически, именно на этом этапе определяются граничные возможности создаваемой сети.
Кабельная инфраструктура
На данном этапе прокладываются все кабельные магистрали, обеспечивающие передачу данных по локальной сети. Километры медного кабеля симметричной парной скрутки. Сотни килограммов меди. Необходимость монтажа кабельных коробов и лотков – без них строительство структурированной кабельной системы невозможно.
Точки доступа
Для обеспечения рабочих мест выходом в сеть, закладываются точки доступа. Руководствуясь принципом избыточности (один из важнейших при строительстве СКС), такие точки закладываются в количестве, превышающем минимально необходимое количество. По аналогии с электрической сетью: чем больше розеток — тем более гибко можно использовать пространство, на территории которого расположена такая сеть.
Точки коммутации, ПНР
Далее монтируются основные и, как вариант исполнения, промежуточные точки коммутации. Размещаются стойки/телеком-шкафы, маркируются кабели и порты, происходит подключение внутри точек консолидации и в кроссовом узле. Составляется журнал коммутации, который в дальнейшем актуализируется на протяжении всего срока жизни кабельной системы.
Когда все этапы монтажа завершены, производится тестирования всей системы. Кабели подключаются к активному сетевому оборудованию, поднимается сеть. Проверяется соответствие заявленной для данной СКС частотной полосы пропускания (скорости передачи), прозваниваются запроектированные точки доступа и проверяются все прочие, важные для работы СКС, параметры. Все выявленные недостатки устраняются. Только после этого, сеть передаётся заказчику.
Физическая среда для передачи информации готова. А что дальше?
Что «живёт» в СКС?
Раньше по кабельной инфраструктуре локальной сети передавались данные самых разных систем, замкнутые на свои технологии и протоколы. Но зоопарк технологий давно помножен на ноль. И сейчас в «локалке» остался, пожалуй, только Ethernet. Телефония, видео с камер наблюдения, пожарная сигнализация, охранные системы, данные счётчиков ресурсов коммунальных услуг, СКУД и «умный домофон», в конце концов – всё это теперь идёт поверх Ethernet.
«Умный» домофон, СКУД и устройство удалённого контроля SNR-ERD-PROject-2
Оптимизируем инфраструктуру
И возникает вопрос: при непрерывном развитии технологий, все ли части традиционной СКС нам по-прежнему нужны?
Коммутация аппаратная и программная
Пора признать очевидную, в общем-то, вещь: аппаратная коммутация на уровне кроссов и патчкордов изжила себя. Все давно делается VLAN-портами, и админы, перебирающие провода в шкафах при любом изменении в структуре сети – это атавизм. Пора сделать следующий шаг и просто отказаться от кроссов и патчкордов.
И вроде бы мелочь, но если вдуматься, пользы от этого шага будет больше, чем от перехода на кабель следующей категории. Судите сами:
А может быть, тогда, ещё что-нибудь выбросить? 🙂
Оптоволокно вместо медной жилы
А зачем нам километры витой пары, когда весь объём информации, который идёт по толстому пучку медных проводов, может спокойно передаваться по оптическому волокну? Давайте поставим в кабинете 8-портовый коммутатор с оптическим аплинком и, например, поддержкой PoE. От шкафа до кабинета — одна оптоволоконная жила. От коммутатора до клиентов — разводка медью. При этом, IP-телефоны или камеры наблюдения можно обеспечить сразу и питанием.
При этом, убирается не только масса медного кабеля в красивых решётчатых лотках, но и экономятся те средства, которые необходимы на прокладку всего этого, традиционного для СКС, великолепия.
Правда, такая схема несколько противоречит представлению о «правильном» размещении оборудования в одном месте, а экономия на кабеле и многопортовых коммутаторах с медными портами уйдёт на закупку небольших коммутаторов с PoE и оптикой.
На клиентской стороне
Кабель на стороне клиента появился ещё в те времена, когда беспроводные технологии выглядели скорее игрушкой, чем реальным рабочим инструментом. Современная «беспроводка» легко даст скорости не меньше, чем обеспечивает сейчас кабель, но позволит отвязать компьютер от фиксированного соединения. Да, эфир не резиновый, и бесконечно забивать его каналами не получится, но, во-первых, расстояние от клиента до точки доступа может быть совсем небольшим (офисные потребности это позволяют), а во-вторых, существуют уже технологии нового типа, использующие, например, оптическое излучение (например, так называемый Li-Fi).
При требованиях по дальности в пределах 5-10 метров, чтобы хватало для подключения 2-5 пользователей, точка доступа может вполне поддерживать гигабитный канал, стоить при этом совсем недорого и быть абсолютно надёжной. Это позволит избавить конечного пользователя от проводов.
Оптический коммутатор SNR-S2995G-48FX и гигабитный беспроводной роутер, соединенные оптическим патчкордом
В недалеком будущем такую возможность обеспечат устройства, работающие в миллиметровом диапазоне ( 802.11ad/ay), ну а пока, пусть и с меньшими, но все же избыточными для офисных сотрудников, скоростями, это реально сделать на базе стандарта 802.11ac.
Правда, в этом случае изменяется подход к подключению устройств вроде IP-телефонов или видеокамер. Во-первых, им придётся предоставлять отдельное питание через БП. Во-вторых, эти устройства должны поддерживать работу с Wi-Fi. Впрочем, никто не запрещает на первое время оставлять в точке доступа некоторое количество медных портов. Хотя бы, для обратной совместимости или непредвиденных нужд.
Как пример, беспроводной маршрутизатор SNR-CPE-ME2-SFP, 802.11a/b/g/n, 802.11ac Wave 2, 4xGE RJ45, 1xSFP
Следующий шаг логичен, правда?
Не будем останавливаться на достигнутом. Подключим точки доступа оптоволоконным кабелем с полосой пропускания, скажем, 10 гигабит. И забудем про традиционные СКС, как про дурной сон.
Схема становится простой и изящной.
Вместо нагромождений шкафов, и лотков, забитых медным кабелем, ставим маленький шкаф, в котором «живёт» коммутатор с оптическими «десятками» на каждые 4-8 пользователей, и тянем оптоволокно до точек доступа. Если надо, для старого оборудования здесь же можно разместить какие-то дополнительные «медные» порты – они никак основной инфраструктуре мешать не будут.
Проектирование и монтаж ЛВС и СКС
Давайте попробуем разобраться в такой теме как ЛВС (Локальные вычислительные сети) и их применение в офисе. Мы постараемся не использовать сложные термины и будем вводить только самые необходимые, без которых усвоить информацию будет довольно трудно.
Какие задачи может решить компьютерная сеть
Прежде чем монтировать локальную сеть, стоит подумать над тем, какие проблемы она может решать или какие возможности давать.
Экономия
Доступ к общим базам
Локальная сеть позволяет организовать Единое хранилище для всех ваших рабочих файлов. Что это даст:
Локальная CRM система
Какую компьютерную локальную сеть выбрать? Проводную или wi-fi?
Достоинства wi-fi сети:
Недостатки wi-fi сети:
Такая сеть подойдет компании, у которой один кабинет, с десяток сотрудников и в ближайшие 5-10 лет расширение не планируется, либо если в компании нет необходимости использовать какую-то общую базу или локальную систему автоматизации бизнеса.
Преимущества проводной сети:
Недостатки проводной сети:
Если у вас есть потребность в создании внутренней базы данных с распределением доступов и есть планы расширения на несколько кабинетов, то лучше использовать проводную сеть.
Проектирование ЛВС или как организовать компьютерную сеть в офисе
Существует три способа топологии компьютерных сетей. Мы в рамках этой статьи рассмотрим только первый, так как остальные два используются только в очень узкоспециализированных нишах и обычному офису они не подходят.
Сначала введём термины:
Рабочая станция
Это непосредственно пользовательский компьютер, за которым работает сотрудник.
Пользователь
Это сотрудник, который использует компьютер для производства своего продукта.
Линия
Это провод, идущий от одного устройства к другому. Один компьютерный провод нельзя разделить на два (в отличии от провода, который идёт к электророзетке, его можно разделить на несколько). Один конец провода может соединяться только с одним устройством! Это значит, что мы можем одним проводом соединить только два устройства.
Сетевой коммутатор
Специальное устройство, которое позволяет соединить в сеть более двух компьютерных устройств.
Сервер
Это компьютер, на котором хранятся общие файлы или общие программы (такие как 1С или локальная CRM). Он может быть как рабочим компьютером (на котором работает сотрудник), так и отдельно стоящим компьютером, за которым никто не сидит.
Хранилище данных
Это место, где хранятся общие файлы. Оно находится на серверном компьютере.
Топология сети по типу «звезда» для одного офиса
На рисунке указана общая схема подключения сети в одном офисе. Как мы видим, для каждого устройства проведён отдельный провод и все провода подключаются к одному распределительному устройству (сетевому коммутатору), которое обеспечивает высокую скорость сети. Есть несколько моментов, которые необходимо учесть при построении сети:
Скорость передачи данных в локальной сети
Выбирайте коммутатор с одним отдельным гнездом для сервера со сверхбольшой скоростью. Часто бывает так, что на коммутаторе, у которого все гнезда имеют скорость 100 Мбит/сек., есть одно или два гнезда, которые имеют скорость 1000 Мбит/сек. Это сделано специально, чтобы в это гнездо вставлять устройство, к которому будет больше всего запросов, то есть, сервер. Но для чего это?
Когда у нас на сервере хранится много данных и три компьютера одновременно обращаются к нему за информацией со своей максимальной скоростью 100 Мбит/сек., получается поток из 300 Мбит/сек. И если гнездо нашего сервера 100 Мбит/сек., то сервер будет работать с ними либо по очереди, либо просто в три раза дольше будет передавать все данные, предоставляя каждому коридор в 33 Мбит/сек.
Но если у нашего сервера будет возможность передавать данные со скоростью более 300 Мбит/сек., то он передаст данные с максимальной скоростью для каждого. Иными словами, в нашем примере каждый компьютер будет получать информацию со скоростью 100 Мбит/сек.
Тонкости построения ЛВС
Всё это необходимо проверить, чтобы не вышло так, что ваша сеть будет способна передавать огромные объемы информации в секунду, а сервер не сможет обрабатывать всю эту информацию, или наоборот.
Поможем с локальной сетью в СПб
Топология локальной сети по типу «звезда» для двух и более офисов
В данной ситуации нужно учесть то, что описано выше для одного офиса, а также дополнительно предусмотреть следующие нюансы:
Третий и последующие офисы подключаются по тому же принципу, только в главном сетевом коммутаторе должно быть гнёзд на одно больше, чем дополнительных офисов. Если вы планируете больше трёх дополнительных офисов, то следует купить отдельный сетевой коммутатор, в котором все гнезда скоростные. Сервер будет подключен непосредственно к нему, а к остальным гнёздам можно подключить связь с отдельными офисами.
Витая пара для прокладки локальных сетей в офисе
Витая пара – это два скрученных провода, которые изолированы друг от друга пластиком и покрыты пластиковой оболочкой. В одном проводе может быть несколько таких пар. В офисной локальной сети обычно используются провода на две или четыре пары.
Есть много видов витой пары, но мы не будем грузить вас непонятными терминами. В условиях обычного офиса стоит обратить внимание всего на два нюанса:
Как удобно отмерять кабель
Для удобства, на кабеле есть отметки длины. Чтобы отмерять кабель нужного размера, вы смотрите цифру на конце провода, прибавляете к ней нужный вам метраж и вытягиваете кабель до тех пор, пока не встретите нужную цифру, а затем отрезаете.
В некоторых случаях для экономии провода используют один провод с четырьмя парами для подключения двух рабочих станций. Провод проводят к месту между двумя рабочими станциями и ставят двойную Ethernet розетку. Две пары из этого провода используют для одного гнезда этой розетки, а вторые две пары используют для второго гнезда.
На деле же не рекомендуется для рабочей станции проводить провод с двумя витыми парами, лучше протягивать к каждой рабочей станции отдельный провод по четыре витых пары, так как если вдруг вам на этом месте потребуется сделать высокоскоростное соединение, например для работы с базами 1С бухгалтерия, то вам не придется заменять провода.
Ну и по опыту известно, что когда используешь провода на две пары, обмен данными происходит медленнее, чем когда используешь четырёхпарный провод. Иными словами, в некоторых ситуациях он может не дотягивать до 100 Мбит/сек., а давать меньшую скорость.
Кабели в отдел бухгалтерии
Отдельно скажем пару слов про Бухгалтерские кампании и отдел бухгалтерии. У данной категории пользователей очень большой объем запрашиваемой информации к серверу, регулярные перекачивания и обновления баз. Им обязательно необходимо ставить:
Иначе вы будете наблюдать как бухгалтер допивает очередную чашку кофе или нервно ругается на окружающих из-за медленного компьютера.
Интересный факт: На проводе витой пары есть маркировка длины кабеля через каждый метр. Это сделано для того, чтобы отмерять длину. Например, вы видите на проводе цифру 125м., а вам надо отмерять 12 метров. Вы тянете провод пока не увидите цифру 137 метров и отрезаете.
Важные моменты прокладки витой пары
Монтаж локальной сети в офисе
Отрезаем примерно по 3 метра провода для каждой рабочей станции и МФУ, а также провод необходимой длинны для сервера. Оба края этих проводов обжимаем коннекторами. Как обжать подробно описано в этой статье.
Ищем неработающий элемент: