11. Maturitní okruh Základní pravdila návrhu počítačové sítě

Prezentace na téma: "11. Maturitní okruh Základní pravdila návrhu počítačové sítě"— Transkript prezentace:

1 11. Maturitní okruh Základní pravdila návrhu počítačové sítě
= vzájemné propojení počítačů umožňující jejich komunikaci a sdílení hardwaru, softwaru a dat

2 Výhody: - ekonomické (může ušetřit náklady na hardware, často i na údržbu a správu systémů) - výrazné zlepšení komunikace (online i offline) - vyšší efektivita a produktivita práce - může uspořit lidské zdroje - je možné dělat věci zcela novými způsoby Nevýhody: - ekonomické (počáteční náklady mohou být vyšší – je třeba sledovat dlouhodobější hledisko) - snadněji zneužitelné (nutností je dobré zabezpečení přístupu k datům a zabezpečení komunikace) - vyžaduje odborníky - náchylnější k poruchám

3 Strukturovaná kabeláž
Základem strukturované kabeláže je rozdělení celé kabeláže na úrovně a oddělené řešení jednotlivých úrovní. Toto řešení je pro jednotlivé kabelové systémy předepsáno příslušným popisem. Nejčastěji se používá stromová struktura kabeláže, která je vlastně odvozena z principu vytváření telefonních sítí. Kromě telefonů však mohou být na koncích stromu také zapojena další zařízení sítě (terminály, počítače, atd.). V uzlech stromu jsou umístěny propojovací pole a aktivní prvky sítě (ústředny, multiplexory, opakovače, atd.).

4 Každá větev kabeláže vede z propojovacího pole v uzlu sítě k zásuvce v kanceláři nebo k podřízenému uzlu sítě. Typ zařízení, které bude připojeno k zásuvce, se pak určí propojením ukončení kabelu od této zásuvky na propojovacím poli s příslušným aktivním prvkem. Tzn. pokud je v uzlu aktivní prvek počítačové sítě a vývod od telefonní ústředny, může být zásuvka připojena buď k počítačové nebo k telefonní síti. Určení zásuvky lze kdykoliv jednoduše změnit. Není přitom nutné instalovat nové kabely. Jako základní médium se pro připojení zásuvek uvnitř budov používá ve strukturovaných kabelážích čtyřpárová kroucená dvoulinka.Vyrábí se v několika kvalitativních třídách, které se liší maximální přenosovou rychlostí. Podle požadovaných přenosových rychlostí se kromě kabelu volí také ostatní prvky sítě (zásuvky, propojovací panely, opakovače, atd.

5 Výhodou strukturované kabeláže je její univerzálnost a bezpečnost.
Pokud se přeruší jeden kabel, má to vliv pouze na činnost stanice připojené k danému kabelu, na činnost ostatních stanic nemá tato závada vliv. Nevýhodou je velká celková délka kabelu a nutnost budování kabelových tras s větším průřezem.

6 Pro budování horizontální kabeláže platí následující základní omezení:
fyzická délka horizontálního kabelu (např. od zásuvky k propojovacímu panelu) nesmí překročit 90m fyzická délka kanálu (od výstupu aktivního prvku ke vstupu do počítače, tzn. fyzická délka horizontálního kabelu plus délky propojovacích kabelů) nesmí překročit 100m

7 Podle kvality přenosové cesty se kanály (přípojky a propojky mezi centry) dělí do následujících tříd (class): Třída A - do 100kHz Třída B - do 1MHz Třída C - do 16MHz Třída D - do 100MHz Třída E - do 250MHz Třída F - do 600MHz V současné době se nové kabeláže budují tak, aby splňovaly minimálně parametry požadované pro třídu D nebo E. Pro označení kvality kabelážních prvků se obvykle používá pojem kategorie. Nejpoužívanější třídě D odpovídají přibližně parametry prvků kategorie 5 (dříve 5e), třídě E prvky kategorie 6 a třídě F prvky kategorie 7.

8 Pro propojení vzdálených datových center a budov se používá optický kabel. V zásadě se používají 3 typy kabelu: Multimode 50/125 Multimode 62,5/125 Singlemode 9/125 Postup při návrhu datové sítě: zjištění základních požadavků zjištění místních podmínek prvotní návrh konzultace Tvorba projektové dokumentace: technická zpráva výkresová dokumentace

9 Pravidla návrhu sítě Všechna přípojná místa jsou vzájemně záměnná. Toto platí pro shodné přenosové médium (metalický nebo optický kabel) a pro společné zařazení rozvodu (CAT.5, CAT.6…). Kabely jsou zakončeny v datových rozváděčích a datových zásuvkách. Fyzické přepojování umožňují propojovací (patch) panely v datových rozváděčích pomocí propojovacích kabelů (patch cable). počet přípojných míst: Počet přípojných míst. Určí se z: - počtu telefonních linek - počtu datových připojení - počtu vývodů pro speciální aplikace Obvykle je ke každému pracovišti umístěna nejméně jedna dvojzásuvka. Nejčastěji se jeden vývod dvojzásuvky využije pro telefon a druhý pro data.

10 druh kabeláže: Dle místních podmínek, vzdálenosti vývodu a úrovně rušení či požadavku na minimalizaci vyzařování určíme druh rozvodu: Metalická nestíněná kabeláž (UTP) je vhodná do běžných kancelářských prostor, max. délka vedení 90 m. Metalickou stíněnou kabeláž (FTP, STP, F-STP) použijeme v průmyslových prostorách s větší úrovní rušivých signálů, do zdravotnických zařízení, laboratoří apod. Délka vedení rovněž max. 90 m. Optické rozvody jsou zcela imunní vůči rušení a umožňují vysoké rychlosti přenosu dat. Rovněž zajišťují galvanické oddělení. Délka vedení je závislá na typu optického vlákna a přenášené frekvenci.

11 Další základní údaje Požadavky
Budou rozvody datové sítě začleňovat i zálohované napájecí napětí pro výpočetní techniku? Způsob provedení rozvodů - parapetní kanály se zásuvkami, podlahové kanály, rozvody ve zdi atd. Umístění serverů, telefonní ústředny apod. v datových rozváděčích. Zjištění místních podmínek Kam umístit datové rozváděče. Rozmístění datových zásuvek, případně napájecích zásuvek. Určení tras horizontální a páteřní kabeláže. Možné souběhy se silovým vedením a další zdroje rušení. Klimatické podmínky (prašnost, vlhkost, atd…). Provozní režim (nutnost uzamčení rozváděčů aj.)

12 Prvotní návrh Datový rozváděč
Počet metalických datových vývodů přivedených do datového rozváděče + porty pro metalické páteřní vedení = počet portů patch panelů. Počet optických datových vývodů přivedených do datového rozváděče + porty optického páteřního vedení = počet portů optické vany. Počet telefonních linek = počet portů telefonního pole. postačí propojovací panely CAT.3 nebo CAT.4 pro zachování jednotného vzhledu lze použít stejné panely jako pro data (pozor, výrazně vyšší cena). použití keystone RJ45 (8p8c) umožní využít pro telefony stejný typ propojovacích kabelů jako pro data. Vytvoření bloku zářezových svorek pro umožnění přechodu části telefonních linek do dalších rozváděčů. příchozí (státní) linky je vhodné ošetřit přepěťovými ochranami zářezové svorkovnice lze přepěťovými ochranami doplnit

13 Datový rozváděč Ke každému propojovacímu panelu použít management panel pro zvýšení přehlednosti instalace. Určit místo pro aktivní prvky, UPS a další výbavu. Dle potřeby použít ventilační jednotku s termostatem a osvětlovací jednotku. Při návrhu výšky, šířky a hloubky datového rozváděče vzít v úvahu velikosti kabelových svazků. Páteřní vedení Jednotlivé datové rozváděče spojuje páteřní vedení. Uvnitř budovy lze na krátké vzdálenosti použít metalické i optické kabely. Propojení mezi budovami tvoří optické kabely. Vyšší rychlostí propojení lze dosáhnout sdružováním datových linek. Sdružená vedení přenáší data paralelně a rychlosti přenosu se sčítají. příklad: 3 sdružené linky, každá 1Gbps vytvoří spojení o rychlosti 3Gbps. je třeba použít aktivní prvky, které sdružování podporují

14 Konzultace Z hlediska požární bezpečnosti je třeba konzultovat především vhodnost tras, utěsnění prostupů stěnami a patry. K použití parapetních kanálů a dalších prvků začleňovaných do interiéru je třeba vyjádření architekta (pokud byl zpracováván návrh interiéru). Se zadavatelem projít návrh rozmístění datových zásuvek, rozváděčů a koncepci systému. Splnění předchozích bodů je předpokladem k minimalizaci případných problémů. Projektová dokumentace Technická zpráva: Je nedílnou součástí projektu. Obsah technické zprávy může vypadat takto: a) Definice rozsahu projektu b) Doporučení c) Druhy kabelových rozvodů d) Návrh řešení e) Prováděcí instrukce f) Specifikace materiálu g) Projektová dokumentace h) Časový plán i) Zajištění provozu

15 Charakteristika sítě LAN
Definice rozsahu projektu Požadavky zadavatele shrnuto zadání a účel projektu (pro výběrové řízení, prováděcí apod..). Technická specifikace rozvodů Charakteristika sítě LAN Sítě LAN označují všechny malé sítě, které si vytváří sami uživatelé na své vlastní náklady. Jedná se o sítě uvnitř místností, budov nebo malých areálů; ve firmách i v domácnostech. Dále je charakterizuje levná vysoká přenosová rychlost (až desítky Gbps) a skutečnost, že si je na vlastní náklady pořizují sami majitelé propojených počítačů. Slouží ke snadnému sdílení prostředků, které jsou v LAN dostupné. Nejvyšší podíl při komunikaci v LAN má obvykle sdílení diskového prostoru. Dále LAN umožňuje využívat tiskáren, které jsou připojeny k jiným počítačům nebo vystupují v síti samostatně, sdílet připojení k Internetu a dalších k němu návazných služeb (www, ,Peer-to-peer sítě a podobně).

16 Síť se skládá z aktivních a pasivních prvků
Síť se skládá z aktivních a pasivních prvků. Aktivní prvky se aktivně podílejí na komunikaci. Patří mezi ně například switch, router, síťová karta apod. Pasivní prvky jsou součásti, které se na komunikaci podílejí pouze pasivně (tj. nevyžadují napájení) – propojovací kabel ( strukturovaná kabeláž, optické vlákno, koaxiální kabel), konektory, ale i pasivní hub. Opačným protipólem k sítím LAN jsou sítě WAN, jejichž přenosovou kapacitu si uživatelé pronajímají od specializovaných firem a jejichž přenosová kapacita je v poměru k LAN drahá.Uprostřed mezi sítěmi LAN a WAN najdeme sítě MAN. Komponenty počítačových sítí Hardwarové - uzly (počítače a karty pro síťová rozhraní) - topologie (fyzická a logická) - pasivní a aktivní prvky sítě pomocné komponenty (periferní zařízení, bezpečnostní zařízení a nástroje) Softwarové - síťové operační systémy a software (OS) pracovních stanic - prostředky (programové vybavení serverů a ovladače HW) - nástroje pro analýzu a monitoring provozu sítě a pro správu HW a SW - aplikace – síťové programové vybavení

17 Síťové kabely koaxiální kabely kroucené dvoulinky optické kabely Síťové kabely propojují v počítačích zasunuté síťové adaptéry a vytvářejí tak vlastní fyzickou kostru sítě. Kroucené dvoulinky Kroucená dvoulinka - UTP (Unshielded Twisted Pair) Kabel je tvořen dvěma kroucenými dvojlinkami, které mají společný plastový obal. Stíněná kroucená dvoulinka - STP (Shielded Twisted Pair) Kabel je stejný jako v předchozím provedení, ale jak vnitřní dvoulinky tak i celý kabel jsou opatřeny stíněním z tenké hliníkové fólie. Takováto úprava kabelu umožňuje spojit počítače na větší vzdálenosti.

18 Optické kabely Tyto kabely se používají při budování kabelových tras na velké vzdálenosti, disponují velkými přenosovými rychlostmi.Pro přenos dat používají modulovaný světelný paprsek .Optický kabel je tvořen tenkým skleněným vláknem obklopeným ochranným pláštěm. Vlákno se skládá ze dvou částí: z jádra a odrazné vrstvy, tyto dvě části se liší svými optickými vlastnostmi. Světelné impulsy jsou emitovány do jádra a odrazná vrstva, která působí jako zrcadlo, odráží světlo zpět do jádra. Používají se dva druhy optických kabelů: vícevidové (multimode) a jednovidové (singlemode). Ve vícevidovém vlákně se může světelný paprsek pohybovat po několika různých trasách. V jednovidovém vlákně je k dispozici pouze jediná trasa pro paprsek. Počet vidů je určen tloušťkou vlákna a vlnovou délkou přenášeného světla, vícevidové vlákno má větší průměr, obvykle používá vlákno o tloušťce 62,5 nebo 50 µm. Jednovidová vlákna mají průměr 8,3 nebo 10 µm. Pro emitování (buzení) světelného paprsku v jednovidovém vlákně se používají výkonné světlo emitující lasery, které pracují na vlnových délkách 1310 a 1550 nm. Pro buzení vícevidových vláken se používá méně výkonné světlo emitující diody (LED, které pracují s vlnovými délkami 850 a 1300 nm.Optický kabel má tu výhodu, že data po něm přenášená nelze odposlouchávat. Větší pozornost je, ale potřeba věnovat zařízením, která převádějí světelný paprsek na elektrický signál, aby zde nedocházelo k únikům světla nesoucí data.

19 Doplnění Každý konec síťového kabelu musí být opatřen konektorem stejného typu, jako je konektor, jímž je vybaven použitý síťový adaptér.K propojení koaxiálního kabelu je používán standardní BNC konektor.Jedná se o poměrně spolehlivý typ konektoru, který je jištěn pomocí bajonetu. Lze k němu použít i další příslušenství, propojky k propojení dvou konektorů, T- nástavce pro současné připojení dvou konektorů k síťovému adaptéru. Pro připojení kroucené dvoulinky se používá modulová zástrčka RJ-45 (modular plug) Připojení optického kabelu je poměrně komplikované.Optický kabel musí být na koncích vybaven zařízeními, která dokáží transformovat ektrické signály na signály světelné a naopak. Lokální počítačové sítě pracující s topologií sběrnice s propojením pomocí koaxiálního kabelu musí mít konce kabelů zakončeny terminátory, které zajišťují zkratování vodičů kabelu přes odpor odpovídající impendaci použitého kabelu. Zabrání se tím rušivým odrazům signálu na koncích kabelu.

20 Serverový operační systém
Serverový operační systém je páteří informačního systému a jeho výběr nelze podcenit. Server je v informatice obecné označení pro počítač (tedy hardware) nebo software, který poskytuje nějakou službu dalším počítačům nebo programům. Ve světě Unixu se softwarový server nazývá „démon“ (anglicky „daemon“), v Microsoft Windows se nazývá „služba“ (anglicky „service“). Služba může být nabízena v rámci jednoho počítače (obsluha připojené tiskárny, správa automatických aktualizací, apod.) nebo i počítačové sítě (sdílené disky, síťová tiskárna, WWW server, autentizační server, a další). Poskytování služby je pak realizováno pomocí aplikačního síťového protokolu, například HTTP pro webový server, LPT pro tiskový server, SMB pro sdílení disků a tiskáren ve Windows. Počítač nebo proces, který službu využívá, se nazývá klient, architektura, která používá tento princip, se nazývá klient-server.

21 Druhy serverů webový server– především v síti Internet poskytuje WWW stránky souborový server – slouží např. v podnikové síti jako centrální úložiště dat (dokumentů) databázový soubor – slouží jako úložiště strukturovaných dat (databází), umožňuje provádět vyhledávání tiskový server – zpřístupňuje ostatním uživatelům sítě služby tiskárny faxový server proxy server – zprostředkovává ostatním uživatelům sítě přístup do sítě jiné (např. Internet) aplikační server – počítač specializovaný na provoz nějaké aplikace herní server – nabízí hraní her s více hráči (multiplayer)

22 Specifické funkce serveru
Počítačová síť může obsahovat i několik serverů se specifickými funkcemi (např. databázový server, aplikační server, tiskový server). WEB World Wide Web (WWW, také pouze zkráceně web), ve volném překladu „Celosvětová pavučina“, je označení pro aplikace internetového protokolu HTTP. Je tím myšlena soustava propojených hypertextových dokumentů. FILE = pojmenovaná uspořádaná kolekce dat uložená na nějakém datovém médiu (viz např. pevný disk, disketa, CD). Každý soubor má svůj název, délku a případně další atributy požadované operačním systémem. Obsahem souboru mohou být různá data, textová a binární.