С ростом интереса пользователей к объединению имеющихся в квартирах, подъездах и домах компьютеров в локальные сети увеличивается и количество предоставляемой по данной теме информации. Наш журнал не стал исключением: в №1 за текущий год в рубрике "Практикум" можно найти всю необходимую для прокладки сети информацию. Мы решили на этом не останавливаться. Дело в том, что знать, как проложить сеть, - это лишь половина успеха. Для того чтобы получить локальную сеть, полностью отвечающую вашим требованиям, как финансовым, так и качественным, надо иметь представление о том, чем располагает на сегодняшний день рынок сетевого оборудования. Об этом и пойдет речь сегодня. Мы надеемся, что этот материал окажется полезным не только начинающим пользователям, но и "сетевикам" со стажем.

Из существующих сетевых технологий (Ethernet, Эстафетное кольцо, FDDI и CDDI, ATM, Беспроволочные сети, Кабельное телевидение) мы рассмотрим только Ethernet, т. к. она является самой распространенной и имеет ряд преимуществ перед аналогами. Локальная сеть, основанная на этой технологии, достаточно легка в установке, доступна по цене и обладает неплохим быстродействием. Ethernet логически представляет собой топологию "шина", а физически - либо "шина", либо "звезда". В качестве среды передачи сигналов (под средой здесь понимается тип кабеля) может использоваться коаксиальный кабель, витая пара или оптическое волокно. Сразу оговорюсь, что об оптоволокне мы говорить сегодня не будем, т. к. с ним трудно работать: его цена слишком высока для домашних сетей, а для диагностики требуются высококвалифицированные специалисты и сложное оборудование. В зависимости от среды варьируются и характеристики сети (максимальное расстояние между узлами, быстродействие). Так Ethernet, построенная на коаксиальном кабеле, имеет быстродействие до 10 Мбит/с в отдельном сегменте, а на витой паре - до 100 Мбит/с. Стоимость сети сильно зависит от топологии, среды и дополнительного оборудования.

У вас не должно возникнуть проблем с выбором коллеги по "сетевому окружению", т. к. найти квартиру без компьютера хотя и возможно, но уже довольно сложно. Получив доступ к двум или более компьютерам, стоит подумать об их объединении в сеть для использования ресурсов обеих машин. Вы получите возможность печатать с обоих компьютеров на одном принтере, обмениваться файлами без применения дискет и, конечно же, играть в сетевые игры.

Для претворения идеи в материальный объект вам потребуется установить в каждый компьютер по сетевому адаптеру и соединить их кабелем. Необходимо только, чтобы адаптер поддерживал выбранную вами среду. При планировании сети у вас может возникнуть следующий вопрос: "Какой тип сетевой карты и кабеля лучше использовать?" В такой простой сети предпочтение следует отдать адаптерам 10/100 Мбит/с. В этом случае за умеренную сумму (примерно $40) вы получите полнодуплексную сеть. Если же в будущем планируется ее дальнейшее развитие, то этот вопрос следует проанализировать более тщательно. Но о существующих адаптерах, кабелях, а также о целесообразности их использования в различных ситуациях мы поговорим чуть ниже.

Как известно, аппетит приходит во время еды. Так и с сетями: стоит начать с двух компьютеров и вскоре этого покажется мало, захочется создать нечто более серьезное. Но локальная сеть - удовольствие не из дешевых. По мере ее развития будет появляться необходимость в новых и новых устройствах, таких, как концентратор (hub), повторитель (repeater), мост (bridge), коммутатор (switcher), маршрутизатор (router). Но обо всем по порядку. Следующий шаг - создание сети из трех машин. Если в двухкомпьютерной можно было не слишком заботиться о среде передачи сигналов, то здесь следует подумать об этом уже более тщательно. В зависимости от принятого решения возможны различия в физической топологии и, следовательно, оборудовании. При выборе в качестве среды коаксиального кабеля структура сети останется прежней и докупить придется лишь необходимое число адаптеров и кабель нужной длины. Для витой пары картина несколько иная.

Тут, как уже говорилось, физическая топология представляет собой звезду. Чтобы реализовать ее, помимо затрат на дополнительные адаптеры, придется потратить некоторую сумму на приобретение еще одного устройства - концентратора, а это, по меньшей мере, дополнительные $50. После введения концентратора сеть на витой паре становится подобной thinnet полудуплексной и приобретает некоторые минусы, свойственные этому режиму работы. При числе компьютеров свыше трех использование коаксиального кабеля становится нерентабельным, поскольку сильно осложняется задача поддержания нормального функционирования сети, и, таким образом, в дальнейшем нас будет интересовать только витая пара, а точнее, новое оборудование, которое можно использовать в сети на этом кабеле. Если в процессе развития окажется, что невозможно подключить все рабочие станции к одному концентратору, то придется покупать второй. Когда будут заняты все входы второго, придется поставить третий и т. д., постепенно образуя иерархию концентраторов. Количество уровней иерархии может быть велико, но максимальный радиус сети останется прежним. Для преодоления затруднений такого рода создано устройство, именуемое повторителем, или репитером. Постоянное наращивание размера сети неизбежно приведет к падению производительности. Чтобы избежать этого, следует продумать, как можно разбить всю сеть на сегменты и организовать их взаимодействие. В этом нам поможет мост. Это устройство пополнит уже имеющийся список сетевых устройств. Напомню, что ранее в него входили: сетевые карточки, среды передачи сигналов, концентраторы и повторители. Но этот список (с учетом мостов) не является окончательным. В окончательном варианте он примет такой вид: сетевые карточки, среды передачи сигналов, концентраторы, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и обжимной инструмент.

Сетевые адаптеры являются основой основ любой сети. От них во многом зависит тип передающей среды, производительность, топология. Так какие же сетевые карточки можно купить? Перво-наперво необходимо определиться с шиной данных, по которой будет происходить обмен информацией между сетевой картой и компьютером. Выбор возможен между шинами ISA, PCI или USB. Если вы собираетесь приобрести ISA-карту, то обратите внимание на следующее. Шина ISA постепенно уходит в прошлое. Ее пропускной способности вполне достаточно для 10-Мбит сети, но маловато для 100-Мбит. Тем более новые спецификации системных плат не предполагают наличия разъемов ISA. Таким образом, могут возникнуть ненужные дополнительные проблемы. Для ноутбуков созданы специальные адаптеры стандарта PCMCIA. После выбора шины следует обратить внимание на поддерживаемую адаптером среду. На одном адаптере могут находиться разъемы как под одну среду, так и под несколько, причем сочетание разъемов под различные среды может быть любым. Чтобы определить интерфейсы, поддерживаемые платой, достаточно взглянуть на ее разъем (разъемы). Так разъем BNC соответствует тонкому коаксиальному кабелю, а разъем RJ-45 - витой паре.

Платы под витую пару бывают как раздельными (10- или 100-Мбит), так и совмещенными (10/100 Мбит/с). Последний вариант удобен тем, что такие адаптеры можно использовать как в 10-Мбит, так и в 100-Мбит сети, а при переходе с одной на другую не придется их менять. В устройствах PnP (большинство PCI-карт) выбор режима работы происходит автоматически, а в других платах придется проделать несложную операцию перестановки соответствующих перемычек. Такая проблема неведома сетям на коаксиальном кабеле, т. к. их максимальная скорость ограничена 10 Мбит/с. При выборе сетевой платы, помимо шины, сетевой среды, скорости работы, следует также обратить внимание на разрядность (8, 16 и 32), чип, на котором построена плата, поддержку режима работы FullDuplex (только для витой пары), MAC-адрес, поддержку PCI BUS-Mastering, совместимость с различными ОС. Наличие поддержки PCI BUS-Mastering позволяет уменьшить нагрузку на процессор. Сейчас достаточно популярны адаптеры на чипе RTL8029AS. Они обладают многими полезными функциями и могут работать со всеми основными стандартами. Цена на них колеблется в пределах $10-15 (для сравнения: за аналогичную продукцию от Intel или 3Com вам придется выложить не менее $30). После определения всех нужных вам параметров следует подобрать конкретную модель адаптера среди многочисленных предложений различных фирм. Признанными лидерами сетевой индустрии являются фирмы INTEL и 3Com.

Их продукция стоит особняком и стоит несколько дороже аналогов, но зато, приобретая товар этих двух фирм, вы страхуете себя от появления многих ненужных проблем. Не стоит думать, что товар всех остальных фирм не заслуживает внимания. Существует ряд других компаний хорошо себя зарекомендовавших в этой части рынка и предлагающих более дешевую продукцию с аналогичными возможностями. Среди них Realtek и Linksys. Слишком гнаться за дешевизной тоже не стоит. Особо опасайтесь плат no-name. Их поведение зачастую совершенно непредсказуемо. Если вы не добьетесь желаемой производительности - это полбеды. Такие платы спокойно могут окончательно и бесповоротно "повесить" ваш компьютер.

А сейчас пришло время поговорить несколько подробнее об упомянутых выше средах передачи сигналов. Различаются они внешним видом, назначением, характеристиками и ценой. Коаксиальный кабель - самый старый из всех интересующих нас. С него и начнем. По своей структуре и виду напоминает обычный телевизионный кабель (в центре находится центральная жила, окруженная изолятором, который в свою очередь окружен экранирующим проводником, а поверх всего этого находится внешний изолятор с защитной оболочкой), но отличается от него волновым сопротивлением. Если антенный имеет сопротивление 75 Ом, то кабель для ЛВС - 50 Ом (RG-58A, RG-58C, но не RG-59 и не RG-58). Используемые в ЛВС кабели тоже имеют свои отличия.

Первое заключено в толщине. Если точнее, кабели делятся на толстый (около 1 см) и тонкий (около 0,5 см). Толстый используется в сети 10Base-5 (Thicknet), а тонкий в сети 10Base-2 (Thinnet).

Помимо толщины существуют и более значительные отличия. Например, сеть 10Base-2 потребует меньше дополнительных устройств, чем 10Base-5, обойдется чуть дешевле, но будет иметь несколько худшие характеристики, что связано с более низкими передающими характеристиками кабеля. В сети Thinnet отсутствуют внешние приемопередатчики (встраиваются в адаптер) и кабели AUI, а 15-контактные разъемы заменены более маленькими BNC. Не допускается разветвление кабеля, уменьшена максимальная длина одного сегмента (185 м против 500 м в Thicknet), также уменьшилось максимальное число точек сегмента (30 против 100). Неизменной осталась скорость обмена данными (до 10 Мбит/с). Небольшое уточнение к значению длины сегмента в 10Base-2: 3Com обеспечивает длину до 300 м, но для этого вся сеть должна состоять из оборудования 3Com.

Более совершенной и доминирующей на сегодняшний день средой передачи сигналов является витая пара (Twisted Pair). В продаже встречаются разновидности, состоящие из двух и четырех пар. В пределах одной оболочки провода каждой пары закручиваются друг относительно друга и одновременно вокруг других пар. Каждая пара имеет свой номер и окраску. Помимо различного количества пар данная среда подразделяется на три типа (неэкранированная витая пара, экранированная витая пара и фольгированная витая пара), а по пропускной способности на пять категорий. Наиболее популярны витые пары UTP (неэкранированная) и STP (экранированная). Провода STP имеют экранирующую оболочку для уменьшения шума и взаимовлияния, а как следствие обладают лучшими передающими характеристиками.

Правда, стоит такой кабель немного дороже. Для прокладки сети 10Base-T будет достаточно провода третьей категории (обычный телефонный провод), но для 100Base-T понадобится пятая. Так что если вы в настоящее время прокладываете 10-Мбит сеть на витой паре и планируете в дальнейшем увеличить пропускную способность до 100 Мбит/с, то необходимо покупать высококачественный кабель пятой категории. В витых парах могут использоваться как одножильные, так и многожильные провода. Первые предпочтительнее использовать для "магистральной" прокладки, а вторые - для "клиентской". За счет того, что для приема и передачи используются различные провода, витая пара в состоянии обеспечить полный дуплекс.

Как только в сети 10Base-T становится больше двух компьютеров или возникает необходимость перехода от сети на коаксиальном кабеле к технологии 10Base-T, придется использовать концентратор. Правда, при введении хаба в сеть на витой паре она теряет возможность полнодуплексной работы и становится аналогично 10Base-2 и 10Base-5 полудуплексной со всеми вытекающими отсюда последствиями. Концентратор представляет собой устройство, имеющее, как правило, некоторое количество портов для подключения отдельных компьютеров (режим MDI-X) и порт, выделяемый каким-либо образом, для соединения с другими хабами (режим MDI).

Зачастую имеется переключатель режима порта. На переднюю панель концентратора выводится информация о состоянии сети (перегрузка сети или отдельного порта, включение питания, коллизии). Концентраторы подразделяются на 10-, 100- и 10/100-Мбит, активные и пассивные. Многие 10-Мбит хабы имеют разъемы и под витую пару (RJ-45), и под коаксиальный кабель (BNC или AUI). Отличие активного хаба от пассивного заключается в том, что первый усиливает передаваемый сигнал, а второй - нет.

С помощью пассивного хаба можно решить проблему нехватки портов, но нельзя увеличить максимальный радиус сети. Преодолеть это ограничение поможет репитер. Существуют концентраторы для витой пары, для коаксиального кабеля и волоконной оптики. Ценовой диапазон хабов колеблется в широких пределах. На него влияют скорость концентратора, количество и тип портов, фирма-производитель и многое другое. Средняя цена составляет $30-70.

Повторитель предназначен для соединения разнородных сегментов сети Ethernet и преодоления ограничения длины кабеля. Правда, при этом не обеспечивается логическая изоляция сегментов. Повторители представляют собой устройства с двумя портами. Выпускаются с любым сочетанием портов (двумя портами AUI, портом Thinnet и портом AUI, одним оптоволоконным портом ST и одним портом AUI). Не стоит увлекаться увеличением протяженности сети при помощи большого количества повторителей, т. к. поддержание ее работоспособности превратится в этом случае в сущий ад.

Если ваша сеть достигла приличных размеров, то неизбежен тот момент, когда ее производительность станет неприлично низкой. Преодоление проблемы возможно несколькими способами. Один из них - введение в состав сети устройства под названием мост. Мост представляет собой концентратор, усовершенствованный добавлением процессора и памяти, и позволяет объединять между собой физически несовместимые сегменты Ethernet (например, сегмент 10Base-T с сегментом 10Base-2). Это замечательно, но как же мост позволяет увеличить производительность? Очень просто: вся сеть разбивается на отдельные сегменты. Полученные сегменты соединяются с помощью мостов. Мост определяет, осуществляется ли обмен между различными сегментами или же внутри одного. В случае внутрисегментного обмена информация не проходит в другие. Таким образом и достигается уменьшение загрузки сети. Если же обмен осуществляется между разными сегментами, то мост не дает никаких преимуществ. Он также не влияет на производительность внутри локальной области. К минусам данного устройства следует отнести то, что не осуществляется контроль доступа и вряд ли удастся через него подключиться к Internet или другой глобальной сети.

/b>

Другой способ повысить производительность ЛВС - это установить коммутатор. Данное устройство в отличие от моста, который соединяет входной сегмент со всеми выходными, позволяет соединить два сегмента, не подключая остальные. Такое возможно за счет того, что каждый порт коммутатора представляет собой отдельный независимый сегмент производительностью 10 (или 100) Мбит/с.

С помощью коммутатора можно построить иерархическую структуру, аналогичную структуре, создаваемой на концентраторах. Подразделяются на коммутаторы узлов (node switches) и коммутаторы сегментов (segment switches). Первые позволяют подключать непосредственно к портам отдельные компьютеры, а вторые - концентраторы. В домашних сетях данные устройства почти не используются, т. к. их стоимость исчисляется сотнями и тысячами долларов.

Маршрутизаторы

Нам осталось познакомиться только с одним устройством - маршрутизатором. Применяются они главным образом в крупных центрах коммутации компаний и Internet-провайдеров. Причина этому - очень высокая цена (несколько тысяч долларов). Хотя, например, компания Cisco Systems предлагает ряд устройств для небольших фирм и рынка SOHO. Маршрутизатор может понадобиться, если есть необходимость подключиться к сети, безопасность работы с которой не контролируется, если таблицы физических адресов, используемые мостами и коммутаторами для идентификации принадлежности физических адресов и сегментов сети, стали чрезмерно большими и неуправляемыми, а также для соединения двух различных сетей, не имеющих физической совместимости. Маршрутизатор функционирует на сетевом уровне, что и позволяет использовать его для вышеуказанных действий. Функционирующие на канальном уровне мосты и коммутаторы могут объединять только сети, использующие одни физические характеристики (например, различные версии сети Ethernet - на тонком коаксиальном кабеле, витой паре и оптическом волокне).

Отличия сетей на коаксиальном кабеле и витой паре

Получив представление о различных сетях Ethernet и их компонентах, можно сделать приблизительную оценку стоимости каждого варианта. Чтобы облегчить задачу окончательного выбора между витой парой и тонким коаксиальным кабелем (именно они наиболее распространены), попробуем провести их сравнение по некоторым параметрам. Начнем с производительности. Скорость передачи в сетях на коаксиальном кабеле не превышает 10 Мбит/с, а для витой пары предел 100 Мбит/с. Правда, производительность сети сильно зависит от количества работающих в ней компьютеров. В одном сегменте Thinnet может находиться до 30 рабочих точек. При этом протяженность сегмента не должна превышать 185 м, их количество 5, а расстояние между соседними точками не менее 50 см. Используется тип кабеля RG-58/U или RG-58A/U. Для сравнения сеть на витой паре имеет следующие параметры:

• максимальное число узлов в сегменте не более 1024;
• тип кабеля от третьей категории до пятой (для 100-Мбит только пятая категория);
• число сегментов зависит от сети (для 10Base-T - 5 сегментов, для 100Base-TX и 100Base-T4 - 3 сегмента);
• максимальная длина сегмента 100 м;
• максимальная длина зависит от сети (для 10Base-T - 500 м, для 100Base-TX и 100Base-T4 - 205 м);
• для различных сетей используется витая пара с разным числом пар (для 10Base-T и 100Base-TX - 2, для 100Base-T4 - 4).