„Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”
Рівне – 2012
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №18 з навчальної дисципліни “Комп’ютерні технології та програмування“ для напряму підготовки 6.050202 „Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”
А.П.Сафоник - Рівне: НУВГП, 2012. – 34 с.
Розробник: А.П. Сафоник, кандидат техн. наук, доцент кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій НУВГП
Відповідальний за випуск - зав. кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій, професор, академік УЕАН Б.О. Баховець
Затверджено методичною комісією
за напрямом підготовки 6.050202
«Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології»
Протокол № 2
від “ 27 ” вересня 2012 р.
Лабораторна робота №18
Створення комп’ютерної мережі з використанням дротових і бездротових ліній передачі даних. Налаштування локальної мережі у різних операційних системах.
18.1. Мета роботи
Навчитися налаштовувати локальну мережу в операційних системах сімейства MS Windows, Linux та MacOS. Проводити діагностику локальної мережі та моніторинг її стану.
Ознайомитись з будовою і призначенням основних складових для побудови локальних мереж типу Ethernet, а також з будовою і призначенням основних складових для побудови локальних мереж за допомогою бездротової точки доступу; побудувати мережу, налаштувати ТСР/ІР параметри та протестувати з’єднання використовуючи утиліти ОС Windows.
18.2. Теоретичні відомості
Ethernet — базова технологія локальних обчислювальних (комп'ютерних) мереж з комутацією пакетів, що використовує протокол CSMA/CD (множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу.
Карта мережевого інтерфейсу (Network Interface Card - NIC), яку також називають мережевим адаптером або мережевою картою - це пристрій, який здійснює фізичне під’єднання комп’ютера до мережі, тобто забезпечує фізичне сполучення між мережевим кабелем і внутрішньою шиною комп’ютера. У більшості випадків ця карта встановлюється безпосередньо в шину розширення комп’ютера (PCI, ISA, PCI Express). В окремих випадках карта може бути частиною окремого пристрою, до якого комп’ютер під’єднаний через паралельне або послідовне сполучення.
Карта мережевого інтерфейсу отримує дані від персонального комп’ютера, перетворює їх до відповідного формату і пересилає через кабельну систему до іншої мережевої карти; остання приймає дані, переводить їх у форму, зрозумілу для даного комп’ютера і висилає їх у цей комп’ютер.
Повторювачі Ethernet
Повторювач (repeater) - це пристрій, який отримує електричний або оптичний сигнал із кабеля через один інтерфейс, регенерує його і висилає в кабель через другий інтерфейс. Завданням повторювача є пересилання будь-якого вхідного сигналу до всіх інших портів без модифікації або непотрібної затримки. Це означає також пересилання сигналів колізій, фрагментів, глушіння, шумів. Повторювачі можуть мати два або більше портів. Прикладом багатопортового повторювача є хаб у мережі Ethernet. Порти повторювача не мусять бути ідентичними. Вони можуть передавати сигнали від входу для провідного кабеля до входу для оптоволоконного кабеля, але це можливе тільки в межах тієї самої топології. Наприклад, можна переслати сигнал від 10Base-T до 10Base-F, але не можна побудувати повторювач для мереж різних типів, наприклад, для Ethernet і TokenRing; пристрої, які можуть здійснювати такі сполучення, називають мостами. Повторювачі відносять до пристроїв Рівня 1 (Фізичного рівня) моделі OSI.
Хаби Ethernet
Виготівники мережевого обладнання впровадили пристрої, які забезпечують багато портів Ethernet. Ці пристрої відомі як хаби, які у своєму найпростішому варіанті є звичайними багатопортовими повторювачами. Хаби можна об’єднувати або каскадувати (з використанням ієрархічної схеми), що збільшує кількість портів на сегмент.
Новітні хаби - це значно складніші пристрої, які мають ряд властивостей, подібних до комутаторів або мостів, що значно покращує їх можливості при адмініструванні мережею. Зокрема, наявність внутрішніх комутаторів у хабі дозволяє розділити порти хаба на декілька груп, кожна з який відноситься до окремої області колізій. Передавання пакетів між цими групами портів може супроводжуватися їх буферизацією, фільтрацією, контролем правильності пакетів та відкиданням пошкоджених пакетів тощо. Це суттєво покращує експлуатаційні характеристики мережі за рахунок зменшення трафіку в окремих сегментах, більш ефективного використання наявної ширини смуги. Хаб може мати адресований порт подібно до станції, що дозволяє застосовувати дистанційне управління хабом з використанням відповідного протоколу високого рівня (наприклад, SNMP).
Передаючі середовища (кабелі мережі Ethernet)
Коаксіальний кабель
Коаксіальний кабель являє собою електричний кабель, що складається із центрального мідного проведення (1) і металевого обплетення – екрана (3), розділених між собою шаром діелектрика - внутрішньої ізоляції (2) і поміщених у загальну зовнішню оболонку (4)
Коаксіальний кабель донедавна був дуже популярний, що пов'язано з його високою перешкодозахищеністю (завдяки металевому обплетенню), а також більшими припустимими відстанями передачі (до кілометра). До нього важче механічно підключитися для несанкціонованого прослуховування мережі, він дає також помітно менше електромагнітних випромінювань зовні. Однак монтаж і ремонт коаксіального кабелю істотно складніше, ніж витої пари, а вартість його вище (він дорожче приблизно в 1,5 – 3 рази). Складніше й установка конекторів на кінцях кабелю. Зараз його застосовують рідше, ніж виту пару. Стандарт EIA/TIA-568 містить у собі тільки один тип коаксіального кабелю, застосовуваний у мережі Ethernet
Вита пара Категорії кабеля
Існує декілька категорій кабеля вита пара, які нумеруються від CAT1 до CAT7 і визначають ефективний частотний пропускний діапазон. Кабель вищої категорії зазвичай містить більше пар проводів і кожна пара має більше витків на одиницю довжини. Категорії неекранованої витої пари описуються в стандарті EIA/TIA 568 (Американський стандарт проводки в приміщеннях) і в міжнародному стандарті ISO 11801.
CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонний кабель, всього одна пара (в нас застосовується кабель взагалі без скруток— «лапша» — в неї х-ки не гірші, але більше завад). Використовується тільки для передачі голосу або даних за допомогою модема.
CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старий тип кабеля, 2 пари провідників, підтримував передачу даних на швидкостях до 4 Мбіт/с, використовувався в мережах Token ring и Arcnet. Зараз іноді зустрічається в телефонних мережах.
CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парний кабель, використовується при побудові телефонних і локальних мереж 10BASE-T и token ring, підтримує швидкість передачі даних до 10 Мбіт/с або 100 МБит/с по технології 100BASE-T4 на відстані не більше 100 метрів.
CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парний кабель, використовується при побудові локальних мереж 100BASE-TX і для прокладки телефонних ліній, підтримує швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с.
CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парний кабель, вдосконалена категория 5. Швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с при використанні 2 пар и до 1000 Мбіт/с при использовании 4 пар. Кабель категорії 5e є самим розповсюдженим і використовується для побудови комп'ютерних мереж.
CAT6a (полоса частот 500 МГц) — застосовується в мережах Ethernet, складається з 4 пар провідників і здатний передавати дані на швидкості до 10 Гбіт/с і планується використовувати його для задач обміну, що працюють на швидкості до 40 Гбіт /с.
Порівняльні характеристики найбільш вживаних кабелів
Стандарт EIA/TIA-568-A-1995 визначає мінімальні вимоги щодо телекомунікаційних кабельних систем всередині будинків і між будинками в околі кампусу. Він визначає кабельну систему з рекомендованими топологією та відстанями, окреслює провідні та оптоволоконні середовища (кабелі) за параметрами, які визначають властивості та особливості з’єднувачів, призначення їх контактів для забезпечення здатності до взаємних з’єднань.
Існують три можливості вибору структурованої кабельної системи, кожна з яких має свої характеристики та особливості виготовлення:
1. Кабельна система на основі неекранованого кабеля типу “скручена пара” (UTP) з характеристичним опором 100 Ом:
4-парний кабель UTP.
Переваги кабелів UTP:
· кабелі UTP дуже добрі з точки зору багатосторонності застосувань, пропускної здатності та ефективності в коштах;
· кабелі UTP Категорії 5 можуть передавати дані із швидкістю до 100 Мб/с і підтримувати новітні технології, такі як Fast Ethernet, ATM;
· кабелі UTP прості в укладанні, мають малий діаметр, малу вагу, прості у з'єднаннях і під'єднанні з'єднувачів.
Недоліки кабелів UTP:
· низька механічна захищеність від пошкоджень;
· відносна чутливість до завад, викликаних зовніщніми джерелами електромагнітних полів.
2. Кабельна система на основі екранованого кабеля типу “скручена пара” (STP) з характеристичним опором 150 Ом:
2-парний кабель STP типу 1.
Переваги кабелів STP:
· кабелі STP здатні до забезпечення сигналів даних від зовнішнього середовища, середовища від сигналів даних і сигналів даних від впливу сигналів в інших кабелях;
· кабелі STP зменшують кількість майбутніх проблем, які виникають при розміщенні багатьох різних комунікаційних систем в одному будинку.
Недоліки кабелів UTP:
· кабелі STP порівняно дорожчі від кабелів UTP;
· необхідно серйозно потурбуватися про встановлення правильного заземлення тільки на одному кінці;
· кабель STP типу 1, який передбачає окремі екрани для кожної пари провідників - це старе вирішення для забезпечення малих перехресних зв'язків; розв'язання, прийняті в кабелях UTP, забезпечують незначно кращу стійкість до проблем з NEXT без ускладнення проблем укладання кабеля.
3. Кабельні системи на основі багатомодових або одномодових оптоволоконних кабелів:
2-волоконний оптичний кабель.
Роз’єми для витої пари
Термін «RJ45» помилково використовується для іменування роз’єму 8P8C (8 Position 8 Contact)
8P8C – використовується для створення мереж по технологіям 10BASE-T, 100BASE-T та 1000BASE-TX.
Восьмиконтактний модульний з'єднувач (Вилка, Plug). Народна назва "RJ-45"
Вилка "RJ-45" схожа на вилку від імпортних телефонів, тільки небагато більшого розміру і має вісім контактів.
Вид спереду На новій, невикористаній вилці, контакти виходять за межі корпуса.
У процесі обтиску, вони будуть втоплені всередину корпуса, проріжуть ізоляцію проводу і встромляться в жилу.
Вилки поділяються на екрановані і неекрановані, із вставкою і без, для круглого і для плоского кабелю, для одножильного і для багатожильного кабелю, с двома і з трьома зубцями. Корисно разом з вилкою на кабель встановлювати захисний ковпачок.
Восьмиконтактний модульний з'єднувач Гніздо (jack) і розетка (outlet)
Гнізда встановлюються в мережеві картки, хаби, трансівери і інші пристрої. Сам роз’єм являє собою ряд (8 шт.) пружних контактів і виїмку для фіксатора вилки. Якщо дивитися на гніздо з боку контактів, коли вони розташовуються знизу, то відлік йде справа наліво.
Розетка представляє собою гніздо (роз’єм) з'єднувача з яким-небудь пристосуванням для кріплення кабелю і корпусом для зручності монтажу. У неї теж включається вилка.
Звичайна розетка являє собою невелику пластмасову коробочку, до якої додається шуруп і двостороння наклейка для монтажу на стіну. Якщо покриття стіни дозволяє, простіше користуватися наклейкою, якщо немає - прийдеться свердлити стінку і прикручувати розетку шурупом. З однієї сторони корпуса розташовується роз’єм для включення вилки RJ-45, бувають розетки які мають в корпусі два роз’єми і більше.
Розетка для монтажу на стіну зовнішня, вид з боку роз’єму.
Вид без кришки. Розетка Cat. 5 Тип KRONE Тут використовується пластина з щілиною. Заштовхуючи провід у щілину, ви прорізаєте ізоляцію і жила кабелю входить у контакт із пластиною. Пластина повернена на 45 градусів. Для монтажу проводів продається спеціальний інструмент, що крім заштовхування проводів у щілину, обрізає зайве.
З формулюваннями спостерігається невелика плутанина. Отут фігурують такі слова: гніздо, рознімання, розетка, відповідна частина качани RJ-45. Але перефразуючи - "називайте хоч горщиком, тільки дозвольте вилку застромити".
Стандарти бездротового зв'язку
Існує кілька типів бездротових стандартів: 802.11a, 802.11b і 802.11g. Відповідно до цих стандартів використовуються різні типи устаткування. Стандарт містить наступні специфікації:
· 802.11 – первинний стандарт WLAN. Підтримує передачу даних з швидкостями від 1 до 2 Мбіт/с.
· 802.11a – високошвидкісний стандарт WLAN для частоти 5 ГГц. Підтримує швидкість передачі даних 54 Мбіт/с.
· 802.11b – стандарт WLAN для частоти 2,4 ГГц. Підтримує швидкість передачі даних 11 Мбіт/с.
· 802.11e – встановлює вимоги якості запиту, необхідні для всіх радіо інтерфейсів IEEE WLAN.
· 802.11f – описує порядок зв'язку між рівнозначними точками доступу.
· 802.11g – встановлює додаткову техніку модуляції для частоти 2,4 ГГц. Призначений для забезпечення швидкостей передачі даних до 54 Мбіт/с.
· v802.11h – описує управління спектром частоти 5 ГГц для використання в Європі і Азії.
· 802.11i – виправляє існуючі проблеми безпеки в областях аутентифікації і протоколів шифрування.
Розробкою і підтримкою стандарту IEEE 802.11 займається комітет Wi-Fi Alliance. Термін Wi-Fi (wireless fidelity) використовується як загальне ім'я для стандартів 802.11a і 802.11b, а також всіх подальших, що відносяться до безпровідних локальних мереж (WLAN).
Устаткування безпровідних мереж включає точки безпровідного доступу (Access Point) і безпровідні адаптери для кожного абонента.
Точки доступу виконують роль концентраторів, що забезпечують зв'язок між абонентами і між собою, а також функцію мостів, що здійснюють зв'язок з кабельною локальною мережею і з Інтернет. Декілька близькорозташованих точок доступу утворюють зону доступу Wi-Fi, в межах якої всі абоненти, забезпечені безпровідними адаптерами, дістають доступ до мережі. Такі зони доступу (Hotspot) створюються в місцях масового скупчення людей: в аеропортах, студентських городках, бібліотеках, магазинах, бізнес-центрах і т.д.
Кожна точка доступу може обслуговувати декількох абонентів, але чим більше абонентів, тим менш ефективна швидкість передачі для кожного з них. Метод доступу до мережі – CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance).
На українському ринку представлені точки доступу й бездротові маршрутизатори компаній 3Com, Asus, Asante, D-Link, Gigabyte, MSI, Multico, Trendnet, US Robotics, ZyXEL, SMC і ін. Звичайно ж, перед рядовим користувачем встає питання: на устаткуванні якого виробника зупинитися? Насправді, відповіді на це просте питання не існує. Справа в тому, що це питання просто позбавлене змісту. Коректніше було б порушити питання трохи в іншій площині: на якій саме моделі того або іншого виробника зупинитися? Але й у цьому випадку однозначної відповіді немає. По-перше, у модельному ряді будь-якого виробника є як вдалі, так і відверто невдалі моделі. Приміром, нам доводилося зіштовхуватися із точкою доступу D-Link, що мала дуже маленький радіус дії й не могла забезпечити стабільний зв'язок уже із пристроєм, що перебувало за цегельною стіною. Одна із точок доступу ZyXel забезпечувала дуже асиметричну й низьку швидкість з'єднання з ноутбуком на базі мобільної технології Intel Centrino (проблему вдалося вирішити з появою нового драйвера для бездротового адаптера). І таких прикладів можна привести дуже багато. Тому навряд чи має сенс робити ставку на конкретного виробника - потрібно орієнтуватися на конкретну модель. Взагалі ж, за рідкісним винятком, потрібно відзначити, що продуктивність всіх сучасних точок доступу практично однакова. Адже ніхто з виробників бездротового встаткування не робить самих чіпів для цих пристроїв, а продуктивність визначається саме чіпом. Більше того, більшість виробників (як це не дивно) взагалі не робить цих самих бездротових пристроїв, а лише замовляє їх у третіх виробників (тобто, займається лише банальним перепродажем). Тому нерідко бездротові пристрої різних виробників відрізняються лише логотипом.
Налаштування безпровідникової точки доступу
Найкращий спосіб настроїти DWL-G700AP - використовувати комп'ютер (із встановленим мережним адаптером Ethernet), підключений до комутатора. IP адреса по замовчуванню для DWL-G700AP встановлена 192.168.0.50 з маскою підмережі 255.255.255.0. Вам необхідно призначити комп'ютеру статичну IP адресу з тої ж підмережі, що й для DWL-G700AP, для того, щоб приступити до налаштування точки доступу.
Підключення бездротової Точки Доступу DWL-G700AP до існуючої мережі
Спочатку підключіть блок живлення до роз’єму живлення на задній панелі DWL-G700AP, потім приєднайте блок живлення до розетки. Світлодіод "Power" (Живлення) засвітиться, що означає, що пристрій включений.
Підключіть кабель однією стороною до Ethernet порту, що розташований на задній панелі DWL-G700AP, а іншою стороною до власного комп’ютера, маршрутизатора або до комутатора.
При правильному підключенні до мережі Ethernet засвітиться світлодіод «Link» (з'єднання).
Отже, після того як було підключено точку доступу до мережі потрібно її налаштувати. Для цього перейдіть у браузері по адресі 192.168.0.50:
Перед вами з’явиться вікно авторизації:
За замовчуванням використовуйте логін admin і пустий пароль.
Після успішної авторизації ви потрапляєте на домашню веб сторінку з налаштуваннями точки доступу DWL-G700AP:
Перелік пунктів головного (горизонтального) меню:
Home – домашняя початкова сторінка, яку вже було зображено вище. Тут проводяться всі основні налаштування: безпровідникової мережі (пункт меню Wireless), підключення до локальної (пункт меню LAN), DHCP сервера (пункт меню DHCP) та можна запустити помічника налаштувань (пункт меню Wizard).
Розглянемо основні налаштування для безпровідникової мережі (пункт Wireless):
Технології захисту безпровідникового зв’язку
WEP (англ. Wired Equivalent Privacy) — найстаріший стандарт захисту безпровідникового трафіку, заснований на методі потокового кодування з використанням алгоритму RC4 (з використанням загального секретного ключа). Існують варіанти з різною довжиною ключа. Сьогодні використання WEP для захисту мереж не можна вважати надійним способом гарантування безпеки. Тому цей протокол в даний момент майже не використовується.
WPA (Wi-Fi Protected Access). Основа WPA - Temporal Key Integrity Protocol (TKIP). Загалом, TKIP набагато краще WEP: механізм шифрування більш стійкий, до того ж його можна використовувати на існуючому обладнанні. TKIP змінює ключ для кожного пакета, що передається і тим самим усуває будь-яку можливість підбору ключа. (Існує і полегшена версія WPA - WPA Pre-Shared Key (WPA-PSK).
WPA-PSK (WPA Pre-Shared Key). Полегшена версія WPA. Дана технологія захисту більше підходить для невеликих мереж. У ній як і в WEP існує статичний ключ, але використовується і TKIP, що автоматично змінює ключ в певних часових інтервалах.
WPA2 (Wi-Fi Protected Access). Дана технологія є покращеною версією WPA. Більш захищена внаслідок заміни TKIP на ССМР (блочне шифрування з кодом аутентичності повідомлень). З 2006-го року підтримка WPA2 є обов’язковою для всіх сертифікованих Wi-Fi пристроїв
WPA2-PSK (Wi-Fi Protected Access). Полегшена версія WPA2, аналогічно WPA PSK, але з AES-шифруванням.
Налаштування IP адресації для точки доступу (пункт LAN):
Тобто точка доступу буде видима по статичній ІР адресі 10.6.133.133 в локальній мережі. При виборі пункту динамічної адресації ІР адреса буде отримана від DHCP сервера в локальній мережі (не плутати з налаштуванням DHCP точки доступу!).
Налаштування сервісу DHCP (пункт DHCP):
В даному випадку служба DHCP вимкнена і вузли, що будуть підключатися до безпровідникової точки доступу, повинні задавати ІР адресу в ручному режимі або вони можуть її отримають з локальної мережі при наявності сервера DHCP. У разі ввімкнення служби DHCP (пункт enabled) безпровідні пристрої отримають ІР адресу з діапазону вказаного нижче (starting IP address – ending IP address). Ця ІР адреса буде дійсна протягом часу Lease Time. Це якраз той випадок коли ІР адреса буде називатися динамічною. Тобто буде змінюватися через певні проміжки часу.
Advanced – додаткові налаштування. Налаштування списку дозволених комп’ютерів по МАС адресах ітд ітп.
Tools – меню для задання прав доступу для налаштувань роутера, збереження його налаштувань на локальний диск, для подальшого можливого відновлення, зміни програмного забепечення (прошивки роутера).
Status – меню для різної статистичної інформації, логів ітд:
Help – довідкова інформація по налаштуваннях безпровідникового роутера.
Налаштування з’єднання на локальному компютері (OS Windows XP)
Для того щоб переглянути доступні безпровідні мережі і під'єднатися до Wi-Fi мережі на локальному комп'ютері з операційною системою Windows XP перейдіть в меню „Панель управления” -> „Сетевые подключения” -> „Беспроводное сетевое соединение” і далі натисніть кнопку „Беспроводные сети” або просто клікніть в треї на іконці безпровідних мереж і отримаєте ті самі налаштування:
Якщо у вас комп’ютер автоматично підключається, тоді вікно буде нагадувати наведене вище, де стан буде вказаний як “Подключено”.
Для переходу до списку безпровідних мереж натисніть „Беспроводные сети”
Список безпровідних мереж:
Для під’єднання просто клікніть два рази на потрібній мережі.
Підключення до невидимої мережі
Щоб налаштувати підключення до невидимої мережі (тієї яка не надсилає широкомовне повідомлення з власним SSID ідентифікатором) потрібно перейти в пункт „Изменить дополнительные параметры” і перейти в закладку „Беспроводные сети”.:
Далі вибираємо мережу, що нас цікавить і здійснюємо налаштування:
Тобто вказали, що потрібно підключатися навіть тоді, коли мережа не передає сигнал (галочка зверху). Також при необхідності задаються методі аутентифікації.
Методичні вказівки
до виконання лабораторної роботи №18
з навчальної дисципліни
“Комп’ютерні технології та програмування“
для напряму підготовки 6.050202
„Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”
Рівне – 2012
Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи №18 з навчальної дисципліни “Комп’ютерні технології та програмування“ для напряму підготовки 6.050202 „Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”
А.П.Сафоник - Рівне: НУВГП, 2012. – 34 с.
Розробник: А.П. Сафоник, кандидат техн. наук, доцент кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій НУВГП
Відповідальний за випуск - зав. кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій, професор, академік УЕАН Б.О. Баховець
Затверджено методичною комісією
за напрямом підготовки 6.050202
«Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології»
Протокол № 2
від “ 27 ” вересня 2012 р.
Лабораторна робота №18
Створення комп’ютерної мережі з використанням дротових і бездротових ліній передачі даних. Налаштування локальної мережі у різних операційних системах.
18.1. Мета роботи
Навчитися налаштовувати локальну мережу в операційних системах сімейства MS Windows, Linux та MacOS. Проводити діагностику локальної мережі та моніторинг її стану.
Ознайомитись з будовою і призначенням основних складових для побудови локальних мереж типу Ethernet, а також з будовою і призначенням основних складових для побудови локальних мереж за допомогою бездротової точки доступу; побудувати мережу, налаштувати ТСР/ІР параметри та протестувати з’єднання використовуючи утиліти ОС Windows.
18.2. Теоретичні відомості
Ethernet — базова технологія локальних обчислювальних (комп'ютерних) мереж з комутацією пакетів, що використовує протокол CSMA/CD (множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу.
Карта мережевого інтерфейсу (Network Interface Card - NIC), яку також називають мережевим адаптером або мережевою картою - це пристрій, який здійснює фізичне під’єднання комп’ютера до мережі, тобто забезпечує фізичне сполучення між мережевим кабелем і внутрішньою шиною комп’ютера. У більшості випадків ця карта встановлюється безпосередньо в шину розширення комп’ютера (PCI, ISA, PCI Express). В окремих випадках карта може бути частиною окремого пристрою, до якого комп’ютер під’єднаний через паралельне або послідовне сполучення.
Карта мережевого інтерфейсу отримує дані від персонального комп’ютера, перетворює їх до відповідного формату і пересилає через кабельну систему до іншої мережевої карти; остання приймає дані, переводить їх у форму, зрозумілу для даного комп’ютера і висилає їх у цей комп’ютер.
Повторювачі Ethernet
Повторювач (repeater) - це пристрій, який отримує електричний або оптичний сигнал із кабеля через один інтерфейс, регенерує його і висилає в кабель через другий інтерфейс. Завданням повторювача є пересилання будь-якого вхідного сигналу до всіх інших портів без модифікації або непотрібної затримки. Це означає також пересилання сигналів колізій, фрагментів, глушіння, шумів. Повторювачі можуть мати два або більше портів. Прикладом багатопортового повторювача є хаб у мережі Ethernet. Порти повторювача не мусять бути ідентичними. Вони можуть передавати сигнали від входу для провідного кабеля до входу для оптоволоконного кабеля, але це можливе тільки в межах тієї самої топології. Наприклад, можна переслати сигнал від 10Base-T до 10Base-F, але не можна побудувати повторювач для мереж різних типів, наприклад, для Ethernet і TokenRing; пристрої, які можуть здійснювати такі сполучення, називають мостами. Повторювачі відносять до пристроїв Рівня 1 (Фізичного рівня) моделі OSI.
Хаби Ethernet
Виготівники мережевого обладнання впровадили пристрої, які забезпечують багато портів Ethernet. Ці пристрої відомі як хаби, які у своєму найпростішому варіанті є звичайними багатопортовими повторювачами. Хаби можна об’єднувати або каскадувати (з використанням ієрархічної схеми), що збільшує кількість портів на сегмент.
Новітні хаби - це значно складніші пристрої, які мають ряд властивостей, подібних до комутаторів або мостів, що значно покращує їх можливості при адмініструванні мережею. Зокрема, наявність внутрішніх комутаторів у хабі дозволяє розділити порти хаба на декілька груп, кожна з який відноситься до окремої області колізій. Передавання пакетів між цими групами портів може супроводжуватися їх буферизацією, фільтрацією, контролем правильності пакетів та відкиданням пошкоджених пакетів тощо. Це суттєво покращує експлуатаційні характеристики мережі за рахунок зменшення трафіку в окремих сегментах, більш ефективного використання наявної ширини смуги. Хаб може мати адресований порт подібно до станції, що дозволяє застосовувати дистанційне управління хабом з використанням відповідного протоколу високого рівня (наприклад, SNMP).
Передаючі середовища (кабелі мережі Ethernet)
Коаксіальний кабель
Коаксіальний кабель являє собою електричний кабель, що складається із центрального мідного проведення (1) і металевого обплетення – екрана (3), розділених між собою шаром діелектрика - внутрішньої ізоляції (2) і поміщених у загальну зовнішню оболонку (4)
Коаксіальний кабель донедавна був дуже популярний, що пов'язано з його високою перешкодозахищеністю (завдяки металевому обплетенню), а також більшими припустимими відстанями передачі (до кілометра). До нього важче механічно підключитися для несанкціонованого прослуховування мережі, він дає також помітно менше електромагнітних випромінювань зовні. Однак монтаж і ремонт коаксіального кабелю істотно складніше, ніж витої пари, а вартість його вище (він дорожче приблизно в 1,5 – 3 рази). Складніше й установка конекторів на кінцях кабелю. Зараз його застосовують рідше, ніж виту пару. Стандарт EIA/TIA-568 містить у собі тільки один тип коаксіального кабелю, застосовуваний у мережі Ethernet
Вита пара Категорії кабеля
Існує декілька категорій кабеля вита пара, які нумеруються від CAT1 до CAT7 і визначають ефективний частотний пропускний діапазон. Кабель вищої категорії зазвичай містить більше пар проводів і кожна пара має більше витків на одиницю довжини. Категорії неекранованої витої пари описуються в стандарті EIA/TIA 568 (Американський стандарт проводки в приміщеннях) і в міжнародному стандарті ISO 11801.
CAT1 (полоса частот 0,1 МГц) — телефонний кабель, всього одна пара (в нас застосовується кабель взагалі без скруток— «лапша» — в неї х-ки не гірші, але більше завад). Використовується тільки для передачі голосу або даних за допомогою модема.
CAT2 (полоса частот 1 МГц) — старий тип кабеля, 2 пари провідників, підтримував передачу даних на швидкостях до 4 Мбіт/с, використовувався в мережах Token ring и Arcnet. Зараз іноді зустрічається в телефонних мережах.
CAT3 (полоса частот 16 МГц) — 4-парний кабель, використовується при побудові телефонних і локальних мереж 10BASE-T и token ring, підтримує швидкість передачі даних до 10 Мбіт/с або 100 МБит/с по технології 100BASE-T4 на відстані не більше 100 метрів.
CAT5 (полоса частот 100 МГц) — 4-парний кабель, використовується при побудові локальних мереж 100BASE-TX і для прокладки телефонних ліній, підтримує швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с.
CAT5e (полоса частот 125 МГц) — 4-парний кабель, вдосконалена категория 5. Швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с при використанні 2 пар и до 1000 Мбіт/с при использовании 4 пар. Кабель категорії 5e є самим розповсюдженим і використовується для побудови комп'ютерних мереж.
CAT6a (полоса частот 500 МГц) — застосовується в мережах Ethernet, складається з 4 пар провідників і здатний передавати дані на швидкості до 10 Гбіт/с і планується використовувати його для задач обміну, що працюють на швидкості до 40 Гбіт /с.
Порівняльні характеристики найбільш вживаних кабелів
Стандарт EIA/TIA-568-A-1995 визначає мінімальні вимоги щодо телекомунікаційних кабельних систем всередині будинків і між будинками в околі кампусу. Він визначає кабельну систему з рекомендованими топологією та відстанями, окреслює провідні та оптоволоконні середовища (кабелі) за параметрами, які визначають властивості та особливості з’єднувачів, призначення їх контактів для забезпечення здатності до взаємних з’єднань.
Існують три можливості вибору структурованої кабельної системи, кожна з яких має свої характеристики та особливості виготовлення:
1. Кабельна система на основі неекранованого кабеля типу “скручена пара” (UTP) з характеристичним опором 100 Ом:
4-парний кабель UTP.
Переваги кабелів UTP:
· кабелі UTP дуже добрі з точки зору багатосторонності застосувань, пропускної здатності та ефективності в коштах;
· кабелі UTP Категорії 5 можуть передавати дані із швидкістю до 100 Мб/с і підтримувати новітні технології, такі як Fast Ethernet, ATM;
· кабелі UTP прості в укладанні, мають малий діаметр, малу вагу, прості у з'єднаннях і під'єднанні з'єднувачів.
Недоліки кабелів UTP:
· низька механічна захищеність від пошкоджень;
· відносна чутливість до завад, викликаних зовніщніми джерелами електромагнітних полів.
2. Кабельна система на основі екранованого кабеля типу “скручена пара” (STP) з характеристичним опором 150 Ом:
2-парний кабель STP типу 1.
Переваги кабелів STP:
· кабелі STP здатні до забезпечення сигналів даних від зовнішнього середовища, середовища від сигналів даних і сигналів даних від впливу сигналів в інших кабелях;
· кабелі STP зменшують кількість майбутніх проблем, які виникають при розміщенні багатьох різних комунікаційних систем в одному будинку.
Недоліки кабелів UTP:
· кабелі STP порівняно дорожчі від кабелів UTP;
· необхідно серйозно потурбуватися про встановлення правильного заземлення тільки на одному кінці;
· кабель STP типу 1, який передбачає окремі екрани для кожної пари провідників - це старе вирішення для забезпечення малих перехресних зв'язків; розв'язання, прийняті в кабелях UTP, забезпечують незначно кращу стійкість до проблем з NEXT без ускладнення проблем укладання кабеля.
3. Кабельні системи на основі багатомодових або одномодових оптоволоконних кабелів:
2-волоконний оптичний кабель.
Роз’єми для витої пари
Термін «RJ45» помилково використовується для іменування роз’єму 8P8C (8 Position 8 Contact)
8P8C – використовується для створення мереж по технологіям 10BASE-T, 100BASE-T та 1000BASE-TX.
Восьмиконтактний модульний з'єднувач (Вилка, Plug). Народна назва "RJ-45"
Вилка "RJ-45" схожа на вилку від імпортних телефонів, тільки небагато більшого розміру і має вісім контактів.
4-парний кабель UTP.
Переваги кабелів UTP:
· кабелі UTP дуже добрі з точки зору багатосторонності застосувань, пропускної здатності та ефективності в коштах;
· кабелі UTP Категорії 5 можуть передавати дані із швидкістю до 100 Мб/с і підтримувати новітні технології, такі як Fast Ethernet, ATM;
· кабелі UTP прості в укладанні, мають малий діаметр, малу вагу, прості у з'єднаннях і під'єднанні з'єднувачів.
Недоліки кабелів UTP:
· низька механічна захищеність від пошкоджень;
· відносна чутливість до завад, викликаних зовніщніми джерелами електромагнітних полів.
2. Кабельна система на основі екранованого кабеля типу “скручена пара” (STP) з характеристичним опором 150 Ом:
2-парний кабель STP типу 1.
Переваги кабелів STP:
· кабелі STP здатні до забезпечення сигналів даних від зовнішнього середовища, середовища від сигналів даних і сигналів даних від впливу сигналів в інших кабелях;
· кабелі STP зменшують кількість майбутніх проблем, які виникають при розміщенні багатьох різних комунікаційних систем в одному будинку.
Недоліки кабелів UTP:
· кабелі STP порівняно дорожчі від кабелів UTP;
· необхідно серйозно потурбуватися про встановлення правильного заземлення тільки на одному кінці;
· кабель STP типу 1, який передбачає окремі екрани для кожної пари провідників - це старе вирішення для забезпечення малих перехресних зв'язків; розв'язання, прийняті в кабелях UTP, забезпечують незначно кращу стійкість до проблем з NEXT без ускладнення проблем укладання кабеля.
3. Кабельні системи на основі багатомодових або одномодових оптоволоконних кабелів:
2-волоконний оптичний кабель.
Роз’єми для витої пари
Термін «RJ45» помилково використовується для іменування роз’єму 8P8C (8 Position 8 Contact)
8P8C – використовується для створення мереж по технологіям 10BASE-T, 100BASE-T та 1000BASE-TX.
Восьмиконтактний модульний з'єднувач (Вилка, Plug). Народна назва "RJ-45"
