Сети на коаксиальном кабеле (BNC)

На коаксиальном кабеле строится два класса сетей - 10Base5 и 10Base2. Первый класс основывается на главной магистрали из толстого коаксиального кабеля. С ней рабочие станции соединяются через так называемый "кабель снижения", который подключается с AUI порту сетевой карты. Используется данный класс редко ввиду малого распространения. Краткие характеристики 10Base5: максимальная длина сети - 500 метров, максимальное количество узлов (компьютеров в сети) 100.

10Base2 (тонкий коаксиал)

Это наиболее распространенный класс сетей на коаксиальном кабеле. Сети на нем используют шинную топологию, соединяясь между собой "Т"-коннекторами. Крайние точки сети должны быть закрыты "терминаторами".

Краткие характеристики 10Base2: максимальная длина сети - 185 метров, максимальное количество узлов (компьютеров в сети) 30. Есть одно замечание: все края сети на коаксиале должны заканчиваться заглушкой (терминатором). Но об этом ниже.

Сети на "витой паре" 10Base-T (UTP)

Класс сетей 10Base-T строится по топологии "звезда". Его основой являются коммутаторы, соединенные между собой многожильным кабелем - витой парой.

Краткие характеристики одноранговой 10Base-T: максимальная длина сегмента сети - 100 метров, максимальное количество компьютеров в сети до 92 (зависит от концентраторов).

Плюсы и минусы:

Несомненным плюсом сети на тонком коаксиале является ее низкая стоимость, поскольку никакого дополнительного оборудования, кроме кабеля, не требуется. Сети на витой паре требуют наличия концентраторов (хабов), зато при выходе из строя одного сегмента сеть остается работоспособной. При использовании коаксиала выход из строя сегмента влечет за собой потерю работоспособности всей сети. Например, Ваш сосед стал переносить свой компьютер из одного угла комнаты в другой и на время отсоединил его от сети - результатом такого действия будет повисшая сеть.

Выбор адаптера

К выбору адаптера нужно отнестись серьезно. Тут действует то же правило, как и к остальным комплектующим - никакого "нонейма". В противном случае, вы столкнетесь с работой некачественных драйверов и будете отлавливать различные глюки. Основными характеристиками работы адаптера являются загрузка процессора и его работа с линией. Тестирование сетевых адаптеров можно посмотреть в этой статье. Оптимальным выбором станут карты с одним RJ45 разъемом для витой пары (UTP) с поддержкой двух режимов 10 и 100 мегабит. За 15 долларов можно купить вполне приличную карточку для домашнего использования.

Выбор концентратора (хаба)

Для сети, в которой находится менее 20 - 25 машин вполне достаточно будет установка сети с пропускной способностью в 10 мегабит. Этой скорости хватит чтоб и в игры играть и файлы передавать. Если Вы желаете большей производительности от сети, то стоит подумать о хабах с поддержкой дуплекса. Это режим передачи данных, при котором данные могут передаваться в обе стороны одновременно. Вторым вариантом существенного увеличения пропускной способности является 100 мегабит сеть.

Хабы категории 10/100 по сути являются маршрутизаторами и состоят из двух хабов 10 и 100 мегабит, между которыми есть мост. Таким образом, происходит разделение потоков данных в сетях 10 и 100. При подключении нового хоста (компьютера) к хабу он автоматически определяет скорость работы и подключает его к тому или иному сегменту (10 или 100 мегабитному).

Покупать концентратор старайтесь известных фирм, например, хорошо себя зарекомендовали Compex, 3Com, D-Link. Остерегайтесь сетевого оборудования под торговой маркой Genius. При всем моем уважении к фирме, владеющей этой торговой маркой, хабы у них получаются не самого лучшего качества. Между собой хабы различаются количеством портов и набором разъемов.

Портов в хабах может быть от 4 до 24, последние довольно дорогие. Некоторые модели хабов имеют дополнительно разъем для подключения коаксиального кабеля, что позволит тянуть кабель на большие расстояния и подключать старые сети.

Пару слов нужно сказать про разделение потоков данных в сети. Все, что выдает ваша сетевая карточка в сеть, получают абсолютно все компьютеры, находящиеся в этом сегменте сети. Сетевая карта извлекает из пакета адрес и определяет кому этот пакет предназначен. Если он предназначался ей, она передает пакет данных драйверу и в соответствии с протоколами обмена высылает подтверждение о том, что пакет получен адресатом.

Из всего этого можно сформировать представление о том, насколько загружается сеть в зависимости от того, сколько машин к ней подключено. Выходом в такой ситуации служит установка маршрутизаторов, которые разделяют сеть на несколько участков и фильтруют потоки.

Практика

Начнем с самых простых операций - обжим. Кабели обжимаются специальными клещами, на которые Вам придется потратить некоторую сумму денег (от 200р. до 500р.). Коаксиальный кабель вполне успешно обжимается обычными плоскогубцами, чего не скажешь про витую пару. Для нее существует два варианта обжима: под хаб и с перехлестом, для соединения двух компьютеров напрямую. Оба варианта обжима продемонстрированы на картинках. Для обжима под хаб достаточно, чтобы провода были обжаты параллельно, т.е. с первого на первый, со второго на второй и т.д.

 

Теперь для примера попробуем немного пофантазировать, построить схему небольшой сети и подключить ее. Предположим, имеется три различных офиса. Два крупных расположены рядом, а третий на приличном расстоянии от первых, может даже в другом здании. В общем, вся эта "фантастика" нарисована на схеме. Это сделано для того, чтобы дать Вам представление о том, как можно комбинировать различные способы соединения.

Теперь определимся в терминах и дадим описание этой сети
Есть такое понятие как диаметр сети. Для сети на коаксиале он составляет 185 метров. Это означает, что при суммарной длине провода более этого значения работоспособность сети не гарантируется. Ограничивающими факторами тут являются электрические характеристики провода и временные характеристики сети. Первое - это затухание сигнала в кабеле (сопротивление, индукция, емкость) и влияние внешних помех.

Побороть эти факторы поможет качественное сетевое оборудование. Например, на дорогих 3Com-вских карточках удавалось нормально запускать сеть на коаксиале с диаметром более 450 метров (это при 185 гарантированных!). Использование дешевого оборудования (карточек за 10 долларов) такого результата никогда не даст.

Вторая причина - топология сети. Этот аспект обойти практически невозможно. Абстрактно сеть можно представить в виде трубы, в которую карточки по очереди "выкрикивают" блоки данных. Тут играет роль время, за которое блок данных проходит от одного края сети до другого. Ситуация: "дальняя" карточка передает пакет в сеть, важно чтобы начало этого пакета дошло до "ближней" карточки до того момента, как она, в свою очередь, не успела передать минимальную длину своего пакета. В противном случае произойдет столкновение пакетов, и в сети пойдут помехи.

Все это в той же степени относится и к сетям на витой паре, только тут сигналы (пакеты) проходя хабы получают дополнительную задержку. С метражом здесь другая ситуация. В одноранговой сети 10Base-T существует правило "5-4", которое гласит, что в сети может быть не более 5 сегментов, соединенных не более чем 4 повторителями (хабами). Диаметр сети в этом случае получается 500 метров, т.к. длина сегмента не должна превышать 100 метров (на практике удается запускать сети с длинной сегмента в 200 метров, но суммарный диаметр сети лежит в регламентированных пределах).

Со 100 мегабитными сетями ситуация иная. 3 сегмента и 2 хаба, при условии, что хабы будут стандарта class1. Если хабы не соответствуют первому классу - каскадирование невозможно. При всех этих минусах есть и плюсы. Почти все хабы с поддержкой 100 мегабит представляют собой комбинированные устройства 100 мегабит хаба и 10 мегабит хаба, между которыми находится мост, который к повторителям уже не имеет никакого отношения. Таким образом, можно строить сети большого диаметра.

Вернемся к схематичной модели сети, изображенной на картинке. 7 хабов: два 100 мегабитные и пять 10 мегабитные. Проводка: черный - коаксиал, синий - 10 Мб витая пара, зеленый - 100 Мб витая пара. Сеть имеет три участка: от точки 1 до точки 4, от точки 5 до точки 6 и от точки 7 до точки 8. Первый участок комбинированный. В нем есть витая пара и коаксиал.

В любом случае, длина сети не должна превышать допустимой (диаметра). Предположим, что длина коаксиала 150 метров, тогда длина участков 1-2 и 3-4 в сумме не должна быть более 20 метров (мы берем самые длинные участки). В реальной ситуации, с хорошими адаптерами, сегмент может нормально работать с длинной коаксиала в 200 метров и суммарной длинной участков 1-2 и 3-4 в 50 метров.

Дальнейшее увеличение расстояний приведет к увеличению коллизий (ошибок передачи) и резкому падению производительности сети. Возможно полное прекращение работы всего участка.

Второй участок это 100 Мб сеть. Его диаметр не должен превышать 205 метров (точки 5-6). Расстояние между хабами и от хабов до ПК также не должно быть более 100 метров.

С третьим участком тоже более-менее все понятно. Диаметр в этом случае будет считаться между точками 7-8.

Надеюсь, мы пролили немного света на планирование небольших домашних сетей. Если этот материал окажется востребованным, начнется работа над продолжением - построением больших сетей. Все вопросы, касающиеся данного материала, приглашаем обсудить в нашей конференции.

Отдельное спасибо Маслову Павлу за помощь в подготовке данного материала.

www.pseudology.org