Проаналізувавши топології мереж, що наведено вище, можна сказати, що в реалізованому прикладі (мережа на 40-50 комп’ютерів) найоптимальнішою буде зіркоподібна топологія. Іноді на підприємствах зустрічаються більш старі мережі, наприклад TokenRing або ArcNet, які використовують топологію кільця або шини. В такому випадку, їх можна з’єднати з новою мережею, якщо використати відповідні перехідні пристрої, і одержати таким чином комбіновану топологію.
3. Структурована кабельна система
3.1 Загальні відомості про з’єднувальні матеріали
Для побудови локальних мереж використовують один з наступних кабелей: коаксіальний, вита пара та оптоволоконний. Всі вони характерізуються різною перешкодозахищеністю та різною ймовірністю несанкціонованого доступу до інформації, яка по них передається.
Коаксіальний (Coaxial) кабель, який складається з однієї центральної жили та екрану навколо неї, має середній ступень перешкодозахищеності від зовнішніх електромагнітних полей. Для підвищення перешкодозахищеності його екрануючу обплітку необхідно заземляти. Електричні сигнали, що проходять по ньому створюють,в свою чергу, досить потужне електромагнітне поле, яке досить легко сприймають безконтактні датчикі несанкціанованого зняття інформації. Тому багато виробників кабелей використовують різні технічні та технологічні хитрощі для зниження рівня цього наведеного електромагнітного поля. Звичайно, це не повинно лякати тих, у кого по мережі передається інформація не особливо секретного характеру. Для побудови локальних мереж використовуються два типи: тонкий RG - 58 та товстий RG -62. Кабель RG - 58 діаметром 0.5 см з хвильовим опором 50 Ом забезпечує середній рівень згасання сигналу та перешкодозахищеності. RG - 62 (діаметр біля 1 см) з хвильовим опором 50 Ом забезпечує малий рівень згасання сигналу та високу перешкодозахищеність. Кабель RG - 62 використовується рідко через досить високу вартість та труднощів монтажу. Застосовується для прокладення магистральної проводки.
Кабель «вита пара» (Twisted Pair), також називаємий неекранованою витою парою (UTP), складається з попарно звитих з певним кроком ізольованих мідних дротів, в результаті чого наведені електромагнитні поля частково взаємокомпенсуються. При проводці цього кабеля необхідно жорстко дотримуватись правил, визначених в стандартах IEEE, бо він має низький ступень перешкодозахищеності від зовнішніх електромагнітних полей.
Для підвищення перешкодозахищеності та зниження рівня власного випромінювання розроблено кабелі STP з екрануючою обпліткою, FTP з екраном з фольги навколо всіх пар дроту та S/FTP з екрануючою обпліткою поверх FTP. Є ще 2 типи кабеля, де кожна пара має власний металевий екран і всі пари разом загорнуто або в металеву обплітку (S/STP), або в фольгу (F/STP). Ці екрани необхідно заземляти для зниження рівня перешкод від зовнішніх електромагнітних полей.
Існує ще й така характеристика витої пари як категорія. Для локальних мереж використовують кабелі 3, 4 та 5 категорій. Кабель категорії 5 дозволяє передавати інформацію з швидкістю 100 Мбіт/c в синхронному режимі передачі та 155 Мбіт/с в асинхронному, 4 категорії - 20 Мбіт/с і 3 категорії - 16 Мбіт/c. Кожний з цих кабелей характерізується різною кількістю скруток кожної пари дроту на одиницю довжини.
Оптоволоконний (Fiber-Optical, FO) кабель, на відміну від попередніх, зовсім не доступний перешкодам, тому що інформація передається за допомогою світлових хвиль. Не створюючи електромагнітного поля, він також не доступний безконтактному несанкціанованому зняттю інформації, що гарантує її повну конфеденційність. Кабель забезпечує повну гальваничну розв’язку і тому не потребує заземління або виконання інших умов електробезпеки. FO відрізняються широкою смугою пропускання, надають можливість передавати сигнали з швидкістю до десятків Гбіт/с на відстані до100 км, мають малі габарити та вагу.
3.2 Реалізація структурованої кабельної системи
Правильний підхід до створення локальної мережі передбачає побудову на початковому етапі структурованої кабельної системи (СКС). Під цим поняттям розуміють сукупність горизонтальної (розміщеної в одному приміщені або на одному поверсі), магістральної (з’єднання будинків, відділів, сегментів) та вертикальної (міжповерхові) кабельної проводки, монтажних коробів і шаф, а також різного пасивного мережного обладнання: розетки, комутаційні панелі тощо. Структурованість кабельної системи - це поділ її на відносно самостійні функціональні рівні з резервуванням за кількістю під’єднань (для полегшення реконфігурації та розширення мережі), які часто об’єднують комп’ютерні, телефонні, телевізійні, охоронні та силові мережі. Роботи по проектуванню і монтажу інформаційної мережі найкраще проводити на стадії капітального будівництва або ремонту приміщень. При цьому, з метою підвищення надійності мережі та можливості подальшого нарощування її продуктивності при встановленні кабельної системи бажано провести резервні лінії, при можливості різними маршрутами. Це особливо стосується вертикальної та магістральної проводки.
До вибору обладнання для СКС (яке, доречі, коштує 50 % вартості всієї мережі) необхідно підходити дуже серйозно. Воно має задовольняти вимогам стандартів IEEE (Institute of Electric and Electronic Engineers), NEC (National Electrical Code), EIA/TIA (Electronic Industry Association/ Telecommunication Industry Association) та іншим, що надалі звільнить від проблем з використанням активного обладнання (мережні плати, комутатори, концентратори і т.д.) різних виробників.
На кабелях, що використовуються в СКС, обов’язково повинне стояти маркування UL, що свідчить про те, що вони пройшли тестування в незалежній організації Underwriters Laboratories на відповідність стандартам NEC та EIA/ TIA.
СКС також має бути розрохована на перспективу та надавати можливість використовувати при модернізації мережі більш швидкісне активне обладнання при збереженні значної частини кабельного господарства. З цією метою СКС бажано робити з використанням або оптоволокна на всіх ділянках, що досить коштовно через високу вартість активного обладнання, яке використовується, або витої пари 5 категорії для горизонтальної проводки і оптоволокна для вертикальної та магістральної. Останній варіант є найоптимальнішим, хоча часто з метою економії коштів вертикальну й магістральну проводку виконують на витій парі 5 категорії.
Одним з важливих чинників, що характерізують СКС, є встановлення всього комутаційного обладнання в одну або декілька монтажних шаф. Це суттєво полегшує комутацію та сегментацію вузлів мережі і водночас ускладнює несанкціанований доступ до цього обладнання.
3.3 Типи архітектур комп’ютерних мереж
Кабельна система, яка з’єднує всі вузли мережі в різні топології, разом з програмним забезпеченням, яке визначає методи і протоколи обміну, називається мережною архітектурою. Зараз їх налічують більш двох десятків: ArcNet, TokenRing, Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, 100VG-AnyLan, Gigabit Ethernet, ATM та інші.
ArcNet(Attached Resource Computer Network) - архітектура мереж з розподіленим середовищем і широкомовною передечею, що працює з швидкістю 2.5Мбіт/с (є реалізація ArcNetplus з швидкістю передачі 20Мбіт/c). Використовується топологія типу «зірка» або «шина». Як правило, в ній використовується коаксіальний кабель RG-62 , але можна використати виту пару та оптоволокно. Максимальна довжина кабеля в одному кабельному сегменті становить для коаксиала - 600 м, UTP - 100 м, STP - 200 м, а максимальна кількість сегментів - 3. Максимальна відстань між активними концентраторами, що з’єднують сегменти,- 610 м.
TokenRing (маркерне кільце) будується в вигляді зірки, а працює як кільце. Використовуються двопарні екрановані (STP) та неекрановані (UTP) виті пари і оптоволокно. При використанні кабеля STP його максимальна довжина в сегменті - 100 м, а для UTP - 45 м. Швидкість передачі данних становить 4 або 16 Мбіт/с. Зараз розробляється більш швидкісний варіант. Максимальна відстань між вузлом і концентратором - 100 м, а максимальна кількість концентраторів - 33. Максимальна відстань між ними - 200 м, а для оптоволокна - 1 км.
Ця архітектура не поширена так, як Ethernet або ArcNet, через високу вартість обладнання.
AppleTalk - набір мережевих протоколів фірми Apple для з’єднання всіх апаратних засобів Apple та Macintosh. Використовуються наступні типи архітектур:
LocalTalk для більшості старих систем Macintosh, не потребує мережевої плати. Використовується кабель вита пара, інтерфейс RS-422 і метод доступу CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance -множинний доступ з прослуховуванням та уникненням колізій). Архітектура характеризується простотою та невеликою вартістю обладнання.
EtherTalk - реалізація Ethernet в версії Apple. EtherTalk Phase 1 базується на версії Ethernet II, а EtherTalk Phase 2, яка замінила LocalTalk в нових системах Macintosh, на Ethernet 802.3.
TokenTalk - реалізація TokengRing в версії Apple.
FDDITalk - реалізація архітектури FDDI з швидкістю передачі 100 Мбіт/с в версії Apple.
Ethernet - найпоширеніша зараз архітектура мережі з розподіленим середовищем (всі користувачі «поділяють» смугу пропускання між собою) і методом доступу CSMA/CD (широкомовна передача з виявленням колізій). Вона порівняно легко інсталюється, має продуктивність 10 Мбіт/с і досить низьку вартість. Завдяки інтенсивній експлуатації упродовж багатьох років всі її компоненти пройшли гарну перевірку. Найширше використовуються наступні фізичні реалізації:
10Base5, ThickNet («товстий») абож Standart Ethernet, який використовує товстий коаксіальний кабель та шинну топологію. Максимальна довжина сегмента - 500. За рахунок з’єднання із повторювачами до п’яти сегментів максимальна довжина мережі складає 2500 м. До трьох з п’яти можливих сегментів, використовуючи AUI (Attachment Unit Interface) кабель і трансивер (пристрій для гальваничної розв’язки та виявлення колізій), можна під’єднати до 100 вузлів. Інші два сегменти використовують для збільшення загальної протяжності мережі.