ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ

2 5.1 MODEM πρότυπα επικοινωνίας των modems Επικοινωνία μεταξύ DTE και DCE Έλεγχος ροής Έλεγχος λαθών, Συμπίεση δεδομένων Εντολές ΑΤ. 5.2 Κάρτες δικτύου. 5.3 Επαναλήπτες. 5.4 Γέφυρες Κατηγορίες γεφυρών. 5.5 Μεταγωγείς. 5.6 Δρομολογητές. 5.7 Εισαγωγή στη δομημένη καλωδίωση οριζόντια καλωδίωση κατακόρυφη καλωδίωση Τρόποι τερματισμού των καλωδίων Διασύνδεση με ενεργά στοιχεία Σύνδεση με οπτικές ίνες Πιστοποίηση και μετρήσεις.

3 5.1 MODEM Το modem είναι μια συσκευή διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης και το όνομά του προέρχεται από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων modlator demodlator (διαμορφωτής αποδιαμορφωτής). Ονομάζονται και αλλιώς «εξοπλισμός επικοινωνίας δεδομένων» (Data Commnication Eqipment DCE) και τοποθετούνται στα άκρα μιας τηλεφωνικής γραμμής, προκειμένου να γίνει εφικτή ή επικοινωνία δύο υπολογιστικών συστημάτων (Η/Υ) που ονομάζονται και «τερματικές συσκευές δεδομένων» (Data Terminal Eqipment DTE). 3

4 5.1 MODEM 4

5 5.1 MODEM Το modem ως συσκευή διαμόρφωσης, διαμορφώνει ένα ημιτονικό (αναλογικό) σήμα με συχνότητα περίπου Ηz με τα ψηφιακά δεδομένα (data) του Η/Υ. Τα οποία μπορούν να τροποποιήσουν ένα από τα χαρακτηριστικά του (πλάτος, συχνότητα, φάση). Το modem θα μεταδώσει τα δεδομένα αυτά μέσω της κλασικής γραμμής με 2 ζευγάρια χάλκινων καλωδίων του ΟΤΕ ή άλλου παροχέα τηλεφωνικής επικοινωνίας. Μέσα από την ζώνη συχνοτήτων της φωνής ( Ηz (2700 Hz). 5

6 5.1 MODEM Θεωρητικά, εάν προσπαθούσαμε να μεταδώσουμε ένα ψηφιακό σήμα μέσα από αυτήν την ζώνη συχνοτήτων, κάτω από ιδανικές συνθήκες, η μέγιστη ταχύτητα μετάδοσης σύμφωνα με το κριτήριο Nyqist θα ήταν 9600 bps εάν χρησιμοποιούσαμε 4 διαφορετικές στάθμες ανά σύμβολο. Αυτό στην πραγματικότητα δεν ισχύει. Γι αυτό και χρησιμοποιούμε την τεχνική της διαμόρφωσης. Modem From Wikipedia, the free encyclopedia 1964 Antiqe MODEM Live Demo The Sond of dial p Internet 6

7 5.1.1 Πρότυπα επικοινωνίας των modems Τα modem γενικά κατηγοριοποιούνται ανάλογα με την ποσότητα των δεδομένων που μπορούν να μεταδώσουν στην μονάδα του χρόνου. Συνήθως σε bit ανά sec bps ή με την ταχύτητα συμβόλων μετρούμενα σε bad. Έχουν αναπτυχθεί από διεθνείς οργανισμούς, πρότυπα (συστάσεις), τα οποία καθορίζουν τον τρόπο επικοινωνίας των modems. Η μεγαλύτερη ταχύτητα σύνδεσης που αναπτύχθηκε ήταν με την σύσταση V92 56 Kbps download (κατερχόμενη) και 48 Kbps pload (ανερχόμενη). List of dialp speeds From Wikipedia 7

8 5.1.1 Πρότυπα επικοινωνίας των modems 8

9 5.1.1 Πρότυπα επικοινωνίας των modems 9

10 5.1.1 Πρότυπα επικοινωνίας των modems Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν και περιορίζουν την ποιότητα στη σύνδεση. Απρόβλεπτα σήματα εξαιτίας προβλημάτων στην καλωδίωση και μεγάλες αποστάσεις από τον τελικό χρήστη μέχρι το τοπικό κέντρο του δημοσίου τηλεφωνικού δικτύου. Θόρυβος κβαντοποίησης από τη μετατροπή του ψηφιακού σήματος σε αναλογικό για την μετάδοση του στις τηλεφωνικές γραμμές. Ελαφρώς διαφορετικός εξοπλισμός του δημόσιου τηλεφωνικού οργανισμού, καθώς επίσης και αλγόριθμοι για την εγκατάσταση της κλήσης από τον οικιακό χρήστη προς ISP. 10

11 5.1.2 Επικοινωνία μεταξύ DTE και DCE Η μετάδοση δεδομένων από το DTE στο DCE γίνεται με ψηφιακό τρόπο, οι κανόνες που διέπουν τη μεταξύ τους σύνδεση, αποτελούν παράδειγμα του πρωτοκόλλου του πρώτου επιπέδου του μοντέλου του OSI. Τα πιο διαδεδομένα είναι : Το RS-232C. Από την EIA/TIA. V.24,(για τα λειτουργικά χαρακτηριστικά) και V.28 (για τα ηλεκτρικά). Από την CCITT ITU. Το RS

12 5.1.2 Επικοινωνία μεταξύ DTE και DCE 12

13 5.1.2 Επικοινωνία μεταξύ DTE και DCE Όταν ο Η/Υ τεθεί σε λειτουργία. DTR=1. όταν το DCE τεθεί σε λειτουργία. DSR=1. Όταν το modem ανιχνεύσει το φέρον σήμα από την τηλεφωνική γραμμή. CD=1 Ο Η/Υ όταν πρέπει να μεταδώσει δεδομένα. RTS=1 Και τότε το modem. CTS=1 Τα δεδομένα μεταδίδονται στον ακροδέκτη TD. Και λαμβάνονται στον RD Στον ακροδέκτη SG είναι η γείωση. 13

14 5.1.3 Έλεγχος ροής (Flow Control) Με τον όρο έλεγχος ροής αναφερόμαστε σε τεχνικές, που ρυθμίζουν το ρυθμό αποστολής των δεδομένων μεταξύ DTE & DCE, έτσι ώστε καμία συσκευή να μην δέχεται περισσότερα δεδομένα από εκείνα στα οποία μπορεί να ανταπεξέλθει. Όταν ο έλεγχος ροής είναι απενεργοποιημένος, τότε ο ρυθμός των δεδομένων από ένα DTE σε ένα DCE πρέπει να είναι μικρότερος ή ίσος από το ρυθμό σύνδεσης του απομακρυσμένου modem DCE. Επίσης ο ρυθμός δεδομένων μεταξύ DCE πρέπει να είναι ο ίδιος. Ο έλεγχος ροής έχει νόημα μόνο στην ασύγχρονή επικοινωνία, γιατί στην σύγχρονη τα DTE αυτοσυγχρονίζονται. 14

15 5.1.3 Έλεγχος ροής (Flow Control) Οι πιο διαδεδομένες τεχνικές ελέγχου ροής είναι : XON/XOFF Η μέθοδος αυτή, είναι η πιο συνηθισμένη η οποία ονομάζεται επίσης, έλεγχος ροής μέσω λογισμικού (software) ή εντός ζώνης (in-band) ή λογικός (logical). Στην μέθοδο αυτή η μετάδοση του χαρακτήρα ελέγχου AS (Stop) και AR (start/restart) σταματά ή ξεκινά αντίστοιχα τη ροή των δεδομένων. 15

16 5.1.3 Έλεγχος ροής (Flow Control) RTS/CTS Η μέθοδος αυτή ονομάζεται, επίσης, έλεγχος μέσου υλικού (hardware) ή φυσικός (physical) ή εκτός ζώνης (ot-band). Το DTE ελέγχει με τη ενεργοποίηση ή όχι του σήματος RTS. Το DCE ελέγχει με τη ενεργοποίηση ή όχι του σήματος CTS Εάν χρησιμοποιούμε τα modem για να την μεταφορά δυαδικών (binary) αρχείων, δεν πρέπει να χρησιμοποιούμε την μέθοδο XON/XOFF, γιατί οι χαρακτήρες AS,AR μπορεί να είναι μέρος του αρχείου και να παρερμηνευθούν από το Modem ως χαρακτήρες ελέγχου. 16

17 5.1.4 Έλεγχος λαθών (Error Correction), Συμπίεση δεδομένων (Data Compression) Έλεγχος λαθών είναι η διαδικασία, με την οποία εντοπίζονται αλλοιωμένα δεδομένα (bits) και απαιτείται η επανεκπομπή τους. Τα λάθη δημιουργούνται από γραμμές (συνδέσεις) κακής ποιότητας ή από προβλήματα συσκευών DTE & DCE. Συμπίεση δεδομένων είναι η διαδικασία, με την οποία μειώνουμε τα bits των δεδομένων στα απολύτως απαραίτητα, έχοντας όμως διατηρήσει τη δυνατότητα ανάκτησης του συνόλου της αρχικής πληροφορίας. Με την συμπίεση επιτυγχάνουμε μικρότερο μέγεθος αρχείων και μικρότερες απαιτήσεις για αποθήκευση, καθώς και υψηλότερο ρυθμό μετάδοσης. Υπάρχουν πολλά μαθηματικά μοντέλα (αλγόριθμοι) που υλοποιούν τα παραπάνω. 17

18 5.1.4 Έλεγχος λαθών (Error Correction), Συμπίεση δεδομένων (Data Compression) Τα ποιο συνηθισμένα πρωτόκολλα για τον έλεγχο λαθών είναι : V.42 MNP class Για τον έλεγχο λαθών και συμπίεση δεδομένων είναι : V.42 bis MNP class 5. Για να ενεργοποιηθούν θα πρέπει να ισχύει : Ασύγχρονος τύπος δεδομένων. Το ίδιο πρωτόκολλο να υποστηρίζεται και από τα δύο modems. Να έχουμε ενεργοποιήσει έλεγχο ροής. 18

19 5.1.4 Έλεγχος λαθών (Error Correction), Συμπίεση δεδομένων (Data Compression) Εάν τα δεδομένα, που πρόκειται να μεταδώσουμε, είναι ήδη συμπιεσμένα (π.χ. Format zip κλπ) και έχουμε ενεργοποιήσει συμπίεση δεδομένων στο modem, τότε μπορεί να επιβραδύνουμε τη μετάδοσή τους. Η καθυστέρηση θα συμβεί, κυρίως εάν το modem χρησιμοποιεί MNP5 γιατί θα προσπαθήσει να τα ξανασυμπιέσει. Εάν χρησιμοποιεί V.42bis θα δει ότι είναι συμπιεσμένα και δεν θα προσπαθήσει να τα συμπιέσει. 19

20 5.1.5 Εντολές ΑΤ Για την ρύθμιση των διαφόρων παραμέτρων της επικοινωνίας χρήστη με DTE μέσω modem χρησιμοποιούμε τις εντολές AT. Οι εντολές αυτές είναι ουσιαστικά, ή γλώσσα που καταλαβαίνει το modem. Ο χρήστης μπορεί να δώσει τις εντολές ΑΤ κάνοντας χρήση προγραμμάτων, όπως το Hyperlink ή Terminal των Windows. Με τις εντολές αυτές, ο χρήστης μπορεί να παραμετροποιήσει το modem, μεταβάλλοντας τις τιμές στους S καταχωρητές του. Στους S καταχωρητές είναι προτοποθετημένες από τον κατασκευαστή του modem κάποιες τιμές, που αφορούν τις ρυθμίσεις (defalt configration) του modem. Αλλάζοντας με τις ΑΤ εντολές τις τιμές αυτές αλλάζουμε και την λειτουργική συμπεριφορά του modem. 20

21 5.1.5 Εντολές ΑΤ Με τις εντολές ΑΤ μπορούμε επίσης να αποθηκέυσουμε αριθμούς τηλεφώνων στην μνήμη του modem. Οι επιτρεπόμενες τιμές, η λειτουργική τους σημασία, και η σωστή σύνταξη των εντολών αυτών περιγράφονται στα τεχνικά εγχειρίδια που συνοδεύουν το modem. Γενικά οι εντολές αυτές είναι συμβατές για modem διαφορετικών κατασκευαστών μόνο όσον αφορά τις βασικές λειτουργίες τους. Κάποια modem μπορεί να μην συνεργάζονται σωστά μόνο όμως για τις επιπρόσθετες υπηρεσίες, που διαθέτουν. Hayes command set From Wikipedia, the free encyclopedia Serial Programming/Modems and AT Commands wikibooks 21

22 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) Οι κάρτες δικτύου χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν DTE, συνήθως PC Η/Υ στο δίκτυο, παρέχουν φυσική σύνδεση μεταξύ του καλωδίου του δικτύου και του εσωτερικού διαδρόμου BUS του Η/Υ, μετατρέπουν τα bits του Η/Υ σε πληροφορία συμβατή με τα λειτουργικά και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου του δικτύου. Αν και αρχικά οι κάρτες δικτύου υλοποιούνταν σαν κάρτες επέκτασης που τοποθετούνταν σε κάποια κενή θέση του δίαυλου ενός υπολογιστή, λόγω της διάδοσης και του χαμηλού κόστους του προτύπου Ethernet, οι περισσότεροι υπολογιστές σήμερα περιλαμβάνουν μια κάρτα δικτύου στη μητρική κάρτα τους. 22

23 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) Συνήθως το τσίπσετ της μητρικής έχει δυνατότητες Ethernet ή υπάρχει ένα φτηνό εξειδικευμένο τσιπ Ethernet, που συνδέεται μεσω του διαύλου (π.χ. PCI ή ο νεότερος PCI Express). Δεν απαιτείται τότε ξεχωριστή κάρτα δικτύου, εκτός και αν χρειάζονται πολλαπλές διασυνδέσεις ή χρησιμοποιείται άλλου τύπου δίκτυο. Νεότερες μητρικές μπορεί να έχουν ακόμα και διπλές ενσωματωμένες κάρτες δικτύου. Οι κάρτες δικτύου συνήθως είναι διαθέσιμες σε ταχύτητες των 10/100/1000 Mbit/s. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να υποστηρίξουν θεωρητικά ένα μέγιστο ρυθμό μεταφοράς των 10, 100 ή 1000 Megabits ανά δευτερόλεπτο. 23

24 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) 24

25 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) Κάθε κάρτα δικτύου Ethernet έχει ένα μοναδικό σειριακό αριθμό από 48-bits που ονομάζεται η διεύθυνση MAC της και ο οποίος είναι αποθηκευμένος σε μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) πάνω στην κάρτα. Κάθε υπολογιστής πρέπει να έχει μια κάρτα με μια μοναδική διεύθυνση MAC. Κανονικά δύο κάρτες δε θα έπρεπε να έχουν την ίδια διεύθυνση, γιατί οι κατασκευαστές τους αγοράζουν συνεχόμενα μπλοκ από διευθύνεις από το Institte of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) και δίνουν μοναδική διεύθυνση σε κάθε κάρτα όταν αυτή κατασκευάζεται. 25

26 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) Σε παλαιότερης γενιάς PC, οι κυριότερες εκδόσεις των καρτών ήταν των 8,16 και 32 bits. Με όσα περισσότερα bits συνδέεται μια κάρτα δικτύου στο εσωτερικό bs του υπολογιστή, τόσο μεγαλύτερος είναι ο όγκος, αλλά και η ταχύτητα των δεδομένων, που θα μπορέσουν να μεταδοθούν στο καλώδιο του δικτύου. Υπάρχουν κάρτες δικτύου για να καλύψουν πλέον όλα τα πρότυπα των δικτύων παρέχοντας φυσικά και τον αντίστοιχο συνδετήρα για πρόσβαση στο φυσικό μέσο. 26

27 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) Οι κάρτες συνοδεύονται επίσης με κάποιο λογισμικό (driver), που απαιτείται να εγκατασταθεί στον Η/Υ, προκειμένου το λειτουργικό σύστημα του Η/Υ να μπορέσει να αναγνωρίσει την κάρτα και να συνεργαστεί με αυτήν. Σήμερα οι περισσότερες κάρτες είναι συμβατές με το σύστημα plg-n-play (PnP). Όπου το σύστημα αυτό αναγνωρίζει από μόνο του την εγκατάσταση νέου υλικού στον Η/Υ και αυτόματα διαλέγει το κατάλληλο λογισμικό και προβαίνει στις απαραίτητες ρυθμίσεις και παραμετροποιήσεις του συστήματος. Network interface controller From Wikipedia, the free encyclopedia 27

28 5.2 Κάρτες δικτύου (Network Interface Cards NICs) 28

29 5.3 Επαναλήπτες (Repeaters HUBs) Οι επαναλήπτες η αλλιώς γνωστοί και ως HUB (Ethernet hb, active hb, network hb, repeater hb, πλήμνη, κόμβος) είναι ενεργές ηλεκτρονικές συσκευές και η λειτουργία τους εντάσσεται στο πρώτο επίπεδο του μοντέλου του OSI. Μπορούν να συνδεθούν σε αυτήν πολλαπλές συσκευές στο φυσικό επίπεδο με καλώδια του ίδιου τύπου. Η κύρια λειτουργική διαδικασία του επαναλήπτη είναι να αναζωογονεί τα σήματα που κυκλοφορούν μέσα στα καλώδια, προκειμένου να συνεχισθεί η μετάδοση τους μέχρι τον προορισμό τους. Παρέχει ηλεκτρική ενίσχυση στο σήμα, που έρχεται και ταυτόχρονα το επαναλαμβάνει σε όλες τις πόρτες του. Μπορεί να συμμετέχει και στην αναγνώριση των συγκρούσεων μεταδίδοντας ένα σήμα συμφόρησης όταν ανιχνευτή σύγκρουση. 29

30 5.3 Επαναλήπτες (Repeaters HUBs) 30

31 5.3 Επαναλήπτες (Repeaters HUBs) Σε ένα δίκτυο με HUB είναι πολύ πιο συχνό το φαινόμενο των συγκρούσεων. Τα πολύ παλαιά HUB είχαν και βύσματα BNC στα οποία μπορούσαν να συνδεθούν ομοαξονικά καλώδια. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε δίκτυα τύπου Ethernet, το χαμηλό κόστος όμως των switches έχει κάνει τα HUB να θεωρούνται παρωχημένα. Τα HUB δεν είναι καμία ιδιαίτερα έξυπνη συσκευή, δεν την ενδιαφέρουν αλλά ούτε μπορεί να διαχειριστή την κίνηση των πακέτων μέσα στο δίκτυο. Μπορούμε να υλοποιήσουμε σύνδεση σε τοπολογία αστέρα. Εκτός από συσκευές δικτύου μπορούμε να συνδέσουμε και άλλα HUB και να επεκτείνουμε το δίκτυο σε αρκετά μεγάλη απόσταση. 31

32 5.3 Επαναλήπτες (Repeaters HUBs) 32

33 5.3 Επαναλήπτες (Repeaters HUBs) Υπάρχουν κάποιοι περιορισμοί για τον αριθμό των HUB που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έτσι ώστε να μπορούν να ανιχνευθούν οι συγκρούσεις. Για τον παραπάνω λόγο υπάρχει ο κανόνας «5-4-3». Σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα σε πέντε (5) τμήματα καλωδίου μπορούμε να συνδέσουμε τέσσερα (4) HUB από τα οποία μόνο τρία (3) θα έχουν συνδεδεμένους σταθμούς. 33

34 5.3 Επαναλήπτες (Repeaters HUBs) 34

35 5.4 Γέφυρες (Bridges) Η γεφυροποίηση (bridging) είναι μια τεχνική προώθησης πακέτων δεδομένων μεταξύ δικτύων Η/Υ. Σε σχέση με την άλλη τεχνική της δρομολόγησης (roting) η γεφυροποίηση δεν κάνει εικασίες για το πού μπορεί να είναι μια συγκεκριμένη διεύθυνση στο δίκτυο. Εξετάζει την διεύθυνση που αναγράφεται επάνω στην επικεφαλίδα των πακέτων δεδομένων που παραλαμβάνει για να ανιχνεύσει μια συσκευή στο δίκτυο. Από την στιγμή που η συσκευή ανιχνευθεί η διεύθυνση της (MAC) καταγράφεται σε έναν πίνακα και ξαναχρησιμοποιείται την επόμενη φορά που υπάρχουν δεδομένα γι αυτήν την συσκευή. 35

36 5.4 Γέφυρες (Bridges) Η γέφυρες είναι ηλεκτρονικές συσκευές, που υλοποιούν την παραπάνω τεχνική, χρησιμοποιώντας το2 ο επίπεδο του μοντέλου του OSI (επίπεδο σύνδεσης δεδομένων). Κάνουν χρήση των διευθύνσεων υλικού (MAC) των σταθμών εργασίας, για να μεταδώσουν τα πλαίσια δεδομένων μεταξύ των δικτύων που συνδέουν. Όταν πρωτοεμφανίστηκαν σύνδεαν μόνο ομοειδή δίκτυα, ενώ αργότερα είχαν τη δυνατότητα σύνδεσης και ετερογενών δικτύων. Οι σημερινές γέφυρες έχουν επιπλέων χαρακτηριστικά, όπως δυνατότητες φιλτραρίσματος της πληροφορίας και υψηλό ρυθμό μετάδοσης δεδομένων μεταξύ των δικτύων που συνδέουν. 36

37 5.4 Γέφυρες (Bridges) 37

38 5.4 Γέφυρες (Bridges) 38

39 5.4 Γέφυρες (Bridges) Με το πέρασμα των χρόνων, οι τιμές των γεφυρών ελαττώθηκαν σημαντικά, ενώ ταυτόχρονα η δυνατότητα γεφύρωσης ενσωματώθηκε στους δρομολογητές και τους μεταγωγείς, λόγω της μεγάλης εξάπλωσης των παραπάνω δύο συσκευών μειώθηκε η αγορά των γεφυρών ως ξεχωριστών συσκευών. Τα πλαίσια, που φθάνουν σε γέφυρα, αναλύονται και προωθούνται στο προορισμό τους με βάση την πληροφορία, που περιέχουν. Οι γέφυρες εξετάζουν πρώτα όλο το πλαίσιο και μετά το προωθούν, όταν δεν περιέχει σφάλματα, ονομάζονται και συσκευές «store and forward». Το πλαίσιο αναδημιουργείται στη γέφυρα, πριν προωθηθεί, αυτό κάνει δυνατό την δημιουργία ξεχωριστών πεδίων συγκρούσεων και κάνει δυνατή την διασύνδεση περσότερων επαναληπτών. (πέραν του κανόνα 5.4.3). 39

40 5.4 Γέφυρες (Bridges) Setting Up Network Bridge in Windows XP 40

41 5.4 Γέφυρες (Bridges) Οι γέφυρες μπορούν να προγραμματιστούν να φιλτράρουν πλαίσια από συγκεκριμένους σταθμούς ή και από ολόκληρα δίκτυα. Με τον τρόπο αυτό μπορούμε να ελέγχουμε τη μετάδοση μεταξύ των δικτύων ανεπιθύμητων πλαισίων εκπομπής (broadcast ή mlticast) καθώς και την επικοινωνία συγκεκριμένων σταθμών εργασίας μεταξύ ξεχωριστών δικτύων. Σύμφωνα με την IEEE το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων έχει χωριστεί σε δύο υποεπίπεδα, στο ελέγχου πρόσβασης στο φυσικό μέσο MAC και στο ελέγχου λογικής σύνδεσης LLC. Όταν οι γέφυρες ενώνουν ομογενή δίκτυα χρησιμοποιούν το MAC, ενώ όταν ενώνουν ετερογενή χρησιμοποιούν το LLC. 41

42 5.4 Γέφυρες (Bridges)

43 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών Τα κυριότερα ήδη γεφυρών. 1) Διαφανείςγέφυρεςήγέφυρεςμεδένδρο συνδέσεων (Transparent Bridges or Spanning tree bridges). 2) Γέφυρες πηγαίας δρομολόγησης (Sorce rote bridges). 3) Γέφυρες μετάφρασης (Translating bridges). 4) Γέφυρες ενθυλάκωσης (Encapslation bridges). 43

44 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) Αναπτύχθηκαν αρχικά από την Digital Eqipment Corporation. Συνδέουν δίκτυα, που έχουν ίδια πρωτόκολλα στα επίπεδα 1, 2 του OSI. Ονομάζονται και γέφυρες με δένδρο συνδέσεων επειδή κάνουν χρήση του αλγόριθμου spanning tree. Δημιουργούν πίνακες προώθησης (forwarding table), που έχουν ως καταχωρήσεις τις MAC διευθύνσεις των σταθμών εργασίας, καθώς και την πόρτα της γέφυρας στην οποία συνδέεται το δίκτυο που ανήκει, ο κάθε σταθμός. 44

45 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) 45

46 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) Όταν ένα πλαίσιο φθάνει στη γέφυρα, αυτή εξετάζει τη διεύθυνση προορισμού και εάν η διεύθυνση προορισμού με βάση τον πίνακα προώθησης ανήκει στο ίδιο δίκτυο με αυτό από το οποίο προήλθε, το πλαίσιο, τότε, απορρίπτεται. Εάν η διεύθυνση προορισμού ανήκει σε άλλο δίκτυο από αυτό που προήλθε το πλαίσιο τότε η γέφυρα το προωθεί προς την πόρτα, που συνδέεται το δίκτυο προορισμού, όπου υπάρχει ο σταθμός εργασίας με την αντίστοιχη MAC διεύθυνση. Στην περίπτωση που η διεύθυνση δεν υπάρχει (νέος σταθμός, broadcast, mlticast), τότε η γέφυρα θα προωθήσει το πλαίσιο προς όλες τις πόρτες, στις οποίες συνδέονται δίκτυα, πλην αυτής από την οποία έφτασε το πλαίσιο. 46

47 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) Η προώθηση σε όλα τα δίκτυα ονομάζεται και πλημμύρα (flooding). Συμβαίνει επίσης και κατά την έναρξη λειτουργίας μιας γέφυρας αφού ο πίνακας προώθησης είναι άδειος. Με το πέρασμα του χρόνου η γέφυρα δημιουργεί τον πίνακα προώθησης και η διαδικασία του πλημμυρίσματος σταδιακά μειώνεται. Η καταχωρήσεις μέσα στον πίνακα δεν είναι στατικές (είναι δυναμικές), και αυτό γιατί η τοπολογία ενός δικτύου συχνά μεταβάλλεται. 47

48 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) Για αυτόν τον λόγο υπάρχει χρονική παράμετρος (aging time period) που καθορίζει, ότι μετά το πέρας αυτής, εάν δεν έχει φτάσει πλαίσιο με τελικό προορισμό κάποια MAC διεύθυνση, τότε η αντίστοιχη καταχώρηση διαγράφεται. Άρα οι βασικές δραστηριότητες είναι : Learning Flooding Filtering Forwarding Aging 48

49 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) Ο αλγόριθμος spanning tree. Ο αλγόριθμος αναπτύχθηκε για να ξεπεραστούν προβλήματα από την ύπαρξη βρόχων. Εξασφαλίζει την σωστή λειτουργία του δικτύου καθορίζοντας μοναδιαία μονοπάτια στην τοπολογία του δικτύου απενεργοποιώντας στις γέφυρες, τις πόρτες, που προσφέρουν εναλλακτικές διαδρομές στο δίκτυο. Επίσης εξασφαλίζει την αυτόματη επαναλειτουργία μιας απενεργοποιημένης διαδρομής σε περίπτωση όπου η πρωτεύουσα διαδρομή τεθεί εκτός λειτουργίας για οποιοδήποτε αιτία. 49

50 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) 50

51 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (διαφανείς) Η ύπαρξη βρόγχου θα προκαλούσε αλλοίωση στον πίνακα προώθησης, που με την σειρά του θα δημιουργούσε πλαίσια όπου θα κυκλοφορούσαν συνέχεια μέσα στο βρόγχο. Ο αλγόριθμος ενεργοποιείται αυτόματα με την έναρξη λειτουργίας μιας γέφυρας, και στην περίπτωση κάποιας αλλαγής στην τοπολογία του δικτύου. Greedy Algorithms For A Minimm Spanning Tree 51

52 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (πηγαίας δρομολόγησης) Οι γέφυρες πηγαίας δρομολόγησης (sorce rote bridges) αναπτύχθηκαν από την IBM για τη μεταφορά πλαισίων για υλοποίηση δικτύων τύπου δακτυλίου με κουπόνι (token ring). Οι γέφυρες αυτού του είδους δεν δημιουργούν πίνακες προώθησης, άλλα βασίζονται στη πληροφορία που περιέχεται μέσα στα λαμβανόμενα πλαίσια για να καθορίσουν προς ποια πόρτα θα προωθήσουν τα πλαίσια. Οι σταθμοί εργασίας επιφορτίζονται με τη διαδικασία εύρεσης όλων των δυνατών διαδρομών των πλαισίων μέχρι τον τελικό προορισμό. Είναι υπεύθυνοι για να κρατούν πίνακες δρομολόγησης με όλες τις διαδρομές προς όλους τους άλλους σταθμούς με τους οποίους επιθυμούν να επικοινωνήσουν. Σε περίπτωση που κάποιος σταθμός δεν περιέχεται μέσα στους πίνακες δρομολόγησης, τότε πρέπει να ξεκινήσει η διαδικασία εξεύρεσης της διαδρομής. 52

53 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (πηγαίας δρομολόγησης) 53

54 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (μετάφρασης) (Translating bridge) Είναι ένα είδος διαφανούς γέφυρας, που παρέχει σύνδεση μεταξύ δικτύων που υλοποιούν διαφορετικά πρωτόκολλα πρόσβασης στο φυσικό μέσο (π.χ token ring σε Ethernet). Οι γέφυρες αυτού του είδους μετατρέπουν τα πλαίσια ενός τύπου δικτύου σε πλαίσια άλλου τύπου δικτύου. Επειδή διαφορετικά τύπου δίκτυα υποστηρίζουν διαφορετικό μήκος πλαισίων και επειδή η γέφυρες δεν μπορούν να τεμαχίζουν τα πλαίσια, πρέπει τα δίκτυα που πρόκειται να συνδεθούν με την χρήση γέφυρας, να έχουν παραμετροποιηθεί, έτσι ώστε να χρησιμοποιούν κοινά αποδεκτό μήκος. 54

55 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (μετάφρασης) 55

56 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (ενθυλάκωσης) (encapslation bridges). Αυτού του είδους οι γέφυρες συναντώνται συχνά σε τοπολογίες κορμού (back-bone) όπου δίκτυα με ίδια πρωτόκολλα χρειάζεται να συνδεθούν διαμέσου διαφορετικού τύπου δικτύου (π.χ. Ethernet μέσω FDDI σε Ethernet). Οι γέφυρες «πακετάρουν» ενθυλακώνουν το πλαίσιο που πρόκειται να προωθηθεί μέσα σε ένα άλλο πλαίσιο (προσθέτοντας άλλες επικεφαλίδες) συμβατό με το πρωτόκολλο του δικτύου κορμού. Η άλλη πλευρά θα το αφαίρεση και θα αναδειχθεί το αρχικό. 56

57 5.4.1 Κατηγορίες γεφυρών (ενθυλάκωσης) 57

58 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Ο μεταγωγέας δικτύου (network switch) ή μεταγωγέας επαναλήπτης (network hb) είναι μια συσκευή διασύνδεσης τμημάτων ενός δικτύου μεταξύ τους. Είναι επέκταση της έννοιας της γέφυρας και αποτελεί συνδυασμό του επαναλήπτη και της γέφυρας. Η λειτουργία του εστιάζεται στο 2 ο επίπεδο του OSI, αν και υπάρχουν και μεταγωγείς που που λειτουργούν στο 3 ο, 4 ο, 5 ο,6 ο, 7 ο επίπεδο και ονομάζονται πολύ-επίπεδοι μεταγωγείς (mlti layer switches). (switches roters) Στην αρχή υλοποιούσαν δίκτυα τύπου ethernet, (ethernet swithes) ενώ σήμερα υπάρχουν μεταγωγείς και για άλλα τύπου πρωτόκολλα. 58

59 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Οι μεταγωγείς έχουν, συνήθως, πολλές πόρτες όπως και τα HUB. Σε κάθε πόρτα μπορούμε να συνδέσουμε Η/Υ, HUB, switch ή δρομολογητή (roter). Το κύριο χαρακτηριστικό του μεταγωγέα είναι, ότι κάθε πόρτα του προσφέρει καθορισμένο εύρος ζώνης, σε αντίθεση με το hb, όπου όλες οι συσκευές μοιράζονται το εύρος ζώνης του μέσου (shared ethernet). Επίσης κάθε πόρτα του switch αποτελεί και ένα ξεχωριστό πεδίο συγκρούσεων (σε αντίθεση με το hb). Τα πλαίσια όμως broadcast, mlticast από έναν σταθμό μεταδίδονται προς όλες τις πόρτες του switch. Δημιουργεί και αυτό όπως οι γέφυρες πίνακες προώθησης και χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο spanning tree. 59

60 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) 60

61 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Στην περίπτωση που δύο σταθμοί θέλουν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους και βρίσκονται σε διαφορετικές πόρτες του switch (nicast πλαίσιο), το switch εξετάζει τον πίνακα προώθησης για να βρει την καταχώρηση της MAC διεύθυνσης προορισμού και σε πια πόρτα συνδέεται προκειμένου να το προωθήσει. Difference between a Hb and a Switch by Khrram Tanvir VIDEO. Αρα είναι φανερό ότι η χρησιμοποίηση τους μειώνει την κίνηση και αυξάνει την επίδοση του δικτύου, αυξάνοντας ουσιαστικά το διαθέσιμο εύρος ζώνης των σταθμών εργασίας. 61

62 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) 62

63 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Τα switch εκτός από την δυνατότητα προώθησης των πλαισίων με τρόπο store and forward, έχουν τη δυνατότητα να λειτουργούν και με τον τρόπο ctthrogh. Σ αυτήν την κατάσταση λειτουργίας εξετάζεται μόνο μέρος του πλαισίου και κυρίως την διεύθυνση προορισμού MAC και προβαίνει άμεσα σε προώθηση του πλαισίου. Σε αντίθεση από την λειτουργία store and forward όπου εξετάζεται όλο το πλαίσιο και σε περίπτωση που υπάρχει λάθος στο πεδίο ακολουθίας ελέγχου πλαισίου (frame check seqence, FCS) το απορρίπτει. 63

64 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Η λειτουργία ct-throgh είναι πιο γρήγορη από τη λειτουργία store and forward. Επιπλέον το switch προσφέρει αισθητά μεγαλύτερη ταχύτητα επειδή η κατασκευή του περιλαμβάνει ειδικά chip και ουσιαστικά το μεγαλύτερο κομμάτι της μεταγωγής γίνεται από υλικό (hardware) σε αντίθεση με την γέφυρα που έχουμε την λειτουργία κάποιου προγράμματος (software). Τα switches μπορούν να πάρουν άμεσα τη θέση των hbs σε υπάρχον δίκτυο, χωρίς να χρειαστεί απολύτως καμία ανασχεδίαση. Τα switches προσφέρουν μια μεγάλη ποικιλία από πόρτες καλύπτοντας όλα τα διαθέσιμα πρωτόκολλα. 64

65 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) 65

66 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Σε μερικές περιπτώσεις δικτύων όπου χρειάζεται να γίνεται ανάλυση της επίδοσης του δικτύου ή για λόγους ασφαλείας η μεταγωγείς μπορούν να έχουν και δυνατότητες firewall ή ανίχνευσης εισβολής. Σε άλλες περιπτώσεις οι μεταγωγείς δημιουργούν μια εικόνα καθρέπτη των δεδομένων όπου μπορούν να προωθηθούν σε μια εξωτερική συσκευή παρακολούθησης του δικτύου. 66

67 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Πολύ ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των περισσοτέρων switches είναι η δυνατότητα υλοποίησης «εικονικών δικτύων» (Virtal LANS VLANS). Η δημιουργία του εικονικού δικτύου γίνεται με διαχειριστική παρέμβαση. Π.χ. έχουμε μια επιχείρηση που έχει τρία διαφορετικά τμήματα όπου οι σταθμοί εργασίας γεωγραφικά δεν ανήκουν στον ίδιο χώρο. Είναι λογικό η κίνηση των πακέτων να γίνεται πιο συχνή μεταξύ των σταθμών αυτών. Η προμήθεια ενεργών δικτυακών συσκευών για διασύνδεση του κάθε τμήματος ξεχωριστά δεν αποτελεί τεχνικά και οικονομικά την καλύτερη λύση. Αντίθετα η δημιουργία ξεχωριστού broadcast πεδίου για κάθε τμήμα και η αντιστοίχηση των σταθμών εργασίας στο VLAN είναι η καλύτερη λύση. 67

68 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) 68

69 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Η επικοινωνία μεταξύ σταθμών εργασίας, που ανήκουν σε διαφορετικά VLAN, μπορεί να γίνει είτε με τη μεσολάβηση κάποιου δρομολογητή, είτε με την προσθήκη εξτρά κάρτας σε ένα από τα switch του δικτύου με δυνατότητα μεταγωγής στο 3 ο επίπεδο του OSI. Η αντιστοίχηση των σταθμών εργασίας σε συγκεκριμένα VLANs μπορεί να υλοποιηθεί με έναν από τους παρακάτω τρόπους : Με βάση τη φυσική διεύθυνση MAC του σταθμού εργασίας. Στην περίπτωση αυτή δημιουργούμε λίστες με διευθύνσεις MAC για κάθε VLAN. Αποτελεί την πιο δύσκολη λύση τόσο διαχειριστικά όσο και από πλευράς υλοποίησης, άλλα την πιο γρήγορη από άποψη επίδοσης του δικτύου. 69

70 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Με βάση τις πόρτες των switches. Στην περίπτωση αυτή αντιστοιχούμε κάποιες πόρτες των switches σε συγκεκριμένα VLANs. Με αυτήν την λύση κάθε πλαίσιο με μια διεύθυνση MAC του σταθμού αφετηρίας που θα εισέρχεται στο switch από κάποια πόρτα, θα αντιστοιχεί στον υπολογιστή με τη συγκεκριμένη διεύθυνση MAC στο αντίστοιχο VLAN που έχει οριστεί ότι ανήκει η πόρτα. Η λύση αυτή είναι η πιο συνηθισμένη και μέτρια από άποψης επίδοσης και ευελιξίας ανασχεδίασης του δικτύου. 70

71 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Με βάση τη διεύθυνση του πρωτοκόλλου του 3 ου επιπέδου του σταθμού εργασίας. Π.χ. την διεύθυνση IP όταν έχουμε δίκτυο TCP/IP. Η λύση αυτή υλοποιείται μόνο εάν υπάρχει η δυνατότητα από το switch για μεταγωγή στο 3 ο επίπεδο. Αποτελεί την πιο εύκολη διαχειριστικά λύση, που προσθέτει επιπλέον δυνατότητες διαχωρισμού δικτύου, ειδικά στον ανασχεδιασμό. Αλλά ταυτόχρονα είναι και η λιγότερο αποδοτική από άποψη επιδόσεων. 71

72 5.5 Μεταγωγείς (Swithes) Network switch From Wikipedia, the free encyclopedia. Virtal LAN From Wikipedia, the free encyclopedia Network Switching Ttorial Virtal Local Area Networks 72

73 5.6 Δρομολογητές (Roters) Η κύρια λειτουργία των δρομολογητών είναι η διασύνδεση των δικτύων στο 3 ο επίπεδο του OSI. Σε αντίθεση με τις γέφυρες και τους μεταγωγείς που συνδέουν δίκτυα προωθώντας τα πλαίσια με βάση τη φυσική διεύθυνση των συσκευών (MAC), οι δρομολογητές συνδέουν τα επιμέρους δίκτυα με βάση το πρωτόκολλο που θα χρησιμοποιούν για την επικοινωνία τους οι σταθμοί εργασίας. Η δρομολόγηση των πακέτων γίνεται με βάση τη λογική διεύθυνση που έχουμε καθορίσει στους σταθμούς εργασίας. Π.χ. IP. Το τίμημα για την δυνατότητα προώθησης είναι η ταχύτητα με την οποία γίνεται η προώθηση, που είναι αρκετά μικρότερη σε σχέση με τις ταχύτητες των γεφυρών και των μεταγωγεών. 73

74 5.6 Δρομολογητές (Roters) 74

75 5.6 Δρομολογητές (Roters) Υποστηρίζουν μεγάλη ποικιλία πρωτοκόλλων, καθώς και πόρτες διασύνδεσης τόσο σε LAN όσο και σε WAN επίπεδο. Αναλαμβάνουν επίσης και τη διασύνδεση απομακρυσμένων LAN μέσω συσκευής MODEM (modem roter). Μια από τις καίριες λειτουργίες του δρομολογητή είναι η δρομολόγηση των πακέτων από την πηγή στον προορισμό τους. Κατά την διάρκεια της διαδρομής μεσολαβεί τουλάχιστον ένας ενδιάμεσος κόμβος. Η δρομολόγηση περιλαμβάνει δύο βασικές διαδικασίες : τον καθορισμό του βέλτιστου μονοπατιού, σε περίπτωση εναλλακτικών διαδρομών και τη μεταφορά των πακέτων. 75

76 5.6 Δρομολογητές (Roters) 76

77 5.6 Δρομολογητές (Roters) Η επιλογή της διαδρομής μπορεί να βασισθεί σε διάφορα κριτήρια και πάντα σε συνάρτηση με τον αλγόριθμο δρομολόγησης που έχουμε επιλέξει. Οι αλγόριθμοι συνήθως δημιουργούν πίνακες δρομολόγησης με πληροφορίες για τις διάφορες διαδρομές. Επίσης χαρακτηριστικό των δρομολογητών είναι και η δυνατότητα, που παρέχουν, για φιλτράρισμα των πακέτων, είτε με βάση το πρωτόκολλο, είτε με τις διευθύνσεις πηγής ή προορισμού των πακέτων. 77

78 5.6 Δρομολογητές (Roters) 78

79 5.6 Δρομολογητές (Roters) Επίσης, εάν έχουμε καλή γνώση των εφαρμογών στα ανώτερα επίπεδα, δηλαδή εάν γνωρίζουμε τον αριθμό της πόρτας, με την οποία η εφαρμογή επικοινωνεί με το τρίτο επίπεδο ή κάποια συγκεκριμένα bit μέσα στα πακέτα, που είναι χαρακτηριστικά της εφαρμογής, μπορούμε να δημιουργήσουμε δικά μας κριτήρια φιλτραρίσματος. Οι δυνατές ενέργειες, όταν ένα πακέτο εκπληρεί το κριτήριο κάποιου φίλτρου είναι είτε ή απόρριψή του (drop), είτε ή αποδοχή του (accept), είτε η καταγραφή του (log) σε κάποιο αρχείο, είτε η αλλαγή προτεραιότητας στην προώθηση του πακέτου. VIDEO THE DOWN OF THE NET 79

80 5.7 Εισαγωγή στη δομημένη καλωδίωση Ο όρος δομημένη καλωδίωση σε τοπικό δίκτυο υποδηλώνει, ότι η συνολική καλωδίωση του τοπικού δικτύου μπορεί να διαιρεθεί σε επιμέρους απλές ενότητες. Στη δομημένη καλωδίωση, απλές καλωδιακές δομές επαναλαμβάνονται και ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μεγαλύτερες δομές με στόχο τη δημιουργία σύνθετου δικτύου, το οποίο θα εξυπηρετεί για παράδειγμα ένα μεγάλο κτίριο. Θα χωρίσουμε τη δομημένη καλωδίωση σε δύο τμήματα : Τη δομή οριζόντιας καλωδίωσης (horizontal wiring strctre). Τη δομή κάθετης καλωδίωσης ή καλωδίωσης κορμού (backbone wiring strctre). Το πιο σημαντικό πρότυπο για τη δομημένη καλωδίωση είναι το EIA/TIA-568-A. (σήμερα το 568-Β.2) 80

81 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Σαν οριζόντια καλωδίωση ορίζουμε το κομμάτι εκείνο της καλωδίωσης, το οποίο υλοποιεί την ένωση της εξόδου της κάρτας δικτύου του υπολογιστή με ένα σημείο συγκέντρωσης της οριζόντιας καλωδίωσης. (κατανεμητής οριζόντιας καλωδίωσης). Τα καλώδια ξεκινούν από τον κατανεμητή και σε αστεροειδή διάταξη καταλήγουν σε κάθε Η/Υ. Το καλώδιο που συνδέει την πρίζα με τον κατανεμητή ονομάζεται γραμμή σταθμού εργασίας (station cable). Και δεν πρέπει να ξεπερνά τα 90 μέτρα. Το καλώδιο που συνδέει τον Η/Υ με την πρίζα είναι ένα εύκαμπτο καλώδιο (έτοιμο) και ονομάζεται (ser cord) και δεν πρέπει να ξεπερνά τα 3 μέτρα. 81

82 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 82

83 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 83

84 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 84

85 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 85

86 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Τα ίδια εύκαμπτα καλώδια που συνδέουν τους κατανεμητές μεταξύ τους ονομάζονται (Patch cords) και δεν πρέπει να ξεπερνάνε τα 2 μέτρα. Τα ίδια καλώδια που συνδέουν τους κατανεμητές με τον ενεργό εξοπλισμό ονομάζονται (Eqipment cords) και δεν πρέπει να ξεπερνάνε τα 2 μέτρα. Το συνολικό μήκος όλων των καλωδίων από ενεργή συσκευή σε ενεργή συσκευή δεν πρέπει να ξεπερνά τα 100 μέτρα. Όλα τα καλώδια σύνδεσης καταλήγουν στα άκρα τους σε συνδετήρες που αναφέρονται ως συνδετήρας RJ-45 με ειδικές υποδοχές, όπου καταλήγουν οι οκτώ αγωγοί και σταθεροποιούνται (τερματίζονται) με ένα ειδικό εργαλείο (πένσα δικτύου). 86

87 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 87

88 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Horizontal Cable Length Calclation 88

89 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 89

90 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Οι πρίζες του δικτύου περιέχουν υποδοχείς των συνδετήρων και αναφέρονται σαν πρίζες σταθμού εργασίας (station otlet). Η πρίζα αποτελείται από το στέλεχος της υποδοχής του συνδετήρα (υποδοχέας) το οποίο είναι αφαιρούμενο και την πρόσοψη, στη οποία υπάρχει ειδικό πλαίσιο για την τοποθέτηση του υποδοχέα. Ο υποδοχέας είναι τύπου RJ-45 και διαθέτει υποδοχή των 8 ακίδων (pins) για την ένωση με το συνδετήρα. Στην πίσω πλευρά υπάρχουν 8 επαφές, που χρησιμοποιούνται για τον τερματισμό του καλωδίου της γραμμής του σταθμού εργασίας. Οι υποδοχείς αυτού του τύπου αναφέρονται σαν IDC (Inslation Displacement Connector). 90

91 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 91

92 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 92

93 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Το καλώδιο, αφού ξεγυμνωθεί από το εξωτερικό μονωτικό περίβλημα και κοπεί σε κατάλληλο μήκος, εισέρχεται στις επαφές που υπάρχουν στην πίσω πλευρά του υποδοχέα και εκεί πιέζεται με ειδικό εργαλείο (Pnch down) η κλείνοντας το πλαστικό καπάκι του υποδοχέα. Με την πίεση αφαιρείται η μόνωση του κάθε αγωγού και πραγματοποιείται η ένωση με τις επαφές. Το πρότυπο ΕΙΑ/ΤΙΑ 568 υποστηρίζει δύο τρόπους τερματισμού του καλωδίου στην πρίζα του δικτύου, τον 568-Α και 568-Β. η τεχνική διαφορά είναι πολύ μικρή. Το σημαντικό είναι ότι ολόκληρη η καλωδίωση θα πρέπει να ακολουθήσει έναν συγκεκριμένο τρόπο. 93

94 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 94

95 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 95

96 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 96

97 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 97

98 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 98

99 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Τα καλώδια οδεύουν μέσα στα κτίρια πάνω από ψευδοροφές, τοποθετημένα σε ειδικές μεταλλικές σχάρες ή σε επιτοίχια πλαστικά κανάλια. Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή, όταν τα καλώδια δεδομένων βρίσκονται στο ίδιο κανάλι με καλώδια παροχής ηλεκτρικού ρεύματος. Θα υπάρξουν προβλήματα παρεμβολών και μεταφοράς δεδομένων, ειδικά όταν υλοποιούμε καλωδίωση κατηγορίας 5 και άνω. Για αυτό το λόγο κάτι τέτοιο θα πρέπει να αποφευχθεί και αν τέτοιο δεν μπορεί να γίνει θα πρέπει να απέχουν μεταξύ τους τουλάχιστον 10 εκατοστά. Ο γενικός κανόνας και τα πρότυπα επιβάλουν ξεχωριστό κανάλι για το ρεύμα και ξεχωριστό κανάλι για τα δεδομένα. 99

100 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Cable Management Soltions from Schneider Electric Beast Cabling Video ΗΛΕΚΤΡΟΡΑΜΑ Α.Ε Yellowdct Halogen Free Fiber Optic Dcts 100

101 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Ο κατανεμητής (patch panel),είναι το καταληκτικό σημείο όλων των καλωδίων, τα οποία προέρχονται από τις πρίζες του δικτύου. Δηλαδή αντιστοιχίζουμε έναν Η/Υ ή συσκευή σε μια θέση στον κατανεμητή. Αποτελείται από μια μεταλλική όψη με πλαίσια στα οποία τοποθετούνται υποδοχείς στο πίσω μέρος των οποίων γίνεται ο τερματισμός των καλωδίων σε ειδικές επαφές όπωςκαιστουςυποδοχείςidc. Μπορεί να είναι και ένα απλό μεταλλικό πλαίσιο με τρύπες στις οποίες κουμπώνουν θηλυκού τύπου υποδοχείς IDC. Από μπροστά μπορούμε να πάρουμε την σύνδεση και να την οδηγήσουμε σε άλλον κατανεμητή ή σε ενεργό συσκευή. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται μικτονόμηση. 101

102 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 102

103 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 103

104 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 104

105 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 105

106 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Οι κατανεμητές για την οριζόντια και για την κατακόρυφη καλωδίωση τοποθετούνται εντός ικριώματος (Rack) (ντουλάπας) το οποίο είναι ένα μεταλλικό κουτί με διαστάσεις ανάλογα με τις ανάγκες μας, και με ειδικές υποδοχές για την τοποθέτηση των κατανεμητών και του ενεργού εξοπλισμού. Συνήθως υπάρχει πόρτα με κρύσταλλο, η οποία ασφαλίζει. Οι πλευρές είναι συνήθως αναιρούμενες (ιδιαίτερα η πίσω πλευρά). Στα εσωτερικά σημεία υπάρχουν κατάλληλα στηρίγματα για τις οδεύσεις καλωδίων. 106

107 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση 107

108 5.7.1 Οριζόντια καλωδίωση Strctred cabling From Wikipedia, the free encyclopedia ΕΤΑΙΡΙΑ siemon (USA CANADA). Network Cabling Soltions Cable management From Wikipedia, the free encyclopedia Strctred Cabling 108

109 5.7.2 Κατακόρυφη καλωδίωση Η κατακόρυφη καλωδίωση (Backbone Cabling) χρησιμοποιείται για να συνδέσει τους κατανεμητές που βρίσκονται στα ικριώματα των ορόφων με κάποιον κεντρικό κατανεμητή, ο οποίος αποτελεί το κεντρικό σημείο της δομημένης καλωδίωσης. Στην κατακόρυφη καλωδίωση χρησιμοποιούνται ειδικά πολύζευγα καλώδια συνεστραμμένων ζευγών, τα οποία εντός του περιβλήματος έχουν 25 ζεύγη καλωδίων στην περίπτωση μεταφοράς δεδομένων και 50 ή 100 στην περίπτωση τηλεφωνικών παροχών. Όταν όμως η αποστάσεις μεταξύ κατανεμητών που θα συνδεθούν είναι μεγαλύτερες από 90 μέτρα τότε σαν μέσο χρησιμοποιείται η οπτική ίνα. 109

110 5.7.2 Κατακόρυφη καλωδίωση

111 5.7.2 Κατακόρυφη καλωδίωση 111

112 5.7.2 Κατακόρυφη καλωδίωση 112

113 5.7.3 Τρόποι τερματισμού των καλωδίων Τα καλώδια της κατακόρυφης και της οριζόντιας καλωδίωσης καταλήγουν με δύο τρόπους μέσα στο ικρίωμα. Ο πρώτος τρόπος έχει ήδη αναφερθεί (κατευθείαν στην πίσω πλευρά του κατανεμητή). Ο δεύτερος τρόπος είναι να τερματιστούν πρώτα σε ειδική παθητική συσκευή, η οποία ονομάζεται οριολωρίδα (pntchdown block) και από εκεί με την βοήθεια ειδικών καλωδίων συνεστραμμένων ζευγών, τα οποία ονομάζονται καλώδια μικτονόμησης (cross connect cables) να ενώσουν τις επαφές της οριολωρίδας με τις επαφές του κατανεμητή. Η οριολωρίδα τοποθετείται στην πίσω πλευρά του ικριώματος, κατασκευάζεται από πλαστικό και διαθέτει σειρές από επαφές, όπου μπορούν να φιλοξενηθούν μέχρι 300 ζευγάρια αγωγών. Ο τερματισμός γίνεται όπως και στους IDC συνδετήρες. 113

114 5.7.3 Τρόποι τερματισμού των καλωδίων 114

115 5.7.3 Τρόποι τερματισμού των καλωδίων Siemon 66 Block S66 with Modlar Jacks 115

116 5.7.3 Τρόποι τερματισμού των καλωδίων Ο κάθε ένας από τους παραπάνω τρόπους έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Όταν τα καλώδια καταλήγουν κατ ευθείαν έχουμε το πλεονέκτημα των λιγότερων συνδέσεων, άρα προκαλούμε μικρότερη εξασθένηση στο σήμα. Έχουμε όμως δυσκαμψία ως προς την διάθεση των καλωδίων αυτών, αφού μόνο με την χρήση patch cords μπορούμε να τα διαθέσουμε κάπου άλλού. Όταν τα καλώδια τερματίζουν σε οριολωρίδα, έχουμε μεγαλύτερη ευκολία στην διάθεση των ζευγαριών. 116

117 5.7.3 Τρόποι τερματισμού των καλωδίων 117

118 5.7.3 Τρόποι τερματισμού των καλωδίων How to pnch down a 25 pair cable to a 66 block 118

119 5.7.4 Διασύνδεση με ενεργά στοιχεία Μέχρι τώρα μάθαμε πώς μπορούμε να συνδέσουμε όλες τις συσκευές με καλώδια σε μια γεωγραφική οντότητα (γεωγραφική τοπολογία). Για να μπορέσουμε να έχουμε δίκτυο (λογική τοπολογία) θα πρέπει όλοι οι κατανεμητές να συνδεθούν μεταξύ τους με κάποιο είδος ενεργού εξοπλισμού. Επίσης στην περίπτωση που θέλουμε να καλύψουμε ένα κτίριο με καλώδια όπου οι αποστάσεις είναι μεγαλύτερες από 100 μέτρα θα πρέπει να μεσολαβήσει ενεργός εξοπλισμός, ο οποίος θα ανανεώσει την απόσταση για άλλα 100 μέτρα. Τα ίδια καλώδια που συνδέουν τους κατανεμητές με τον ενεργό εξοπλισμό ονομάζονται (Eqipment cords) και δεν πρέπει να ξεπερνάνε τα 2 μέτρα. 119

120 5.7.4 Διασύνδεση με ενεργά στοιχεία 120

121 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής Στην περίπτωση, που η απόσταση είναι πολύ μεγαλύτερη από 100 μέτρα και στην περίπτωση εκείνη δεν θέλω ή δεν μπορώ να χρησιμοποιήσω ενεργό εξοπλισμό (HUB) για να επεκταθώ τότε χρησιμοποιούμε καλώδιο οπτικής ίνας. Οι οπτικές ίνες ως καλώδιο χρησιμοποιεί διαφορετικό παθητικό και ενεργό εξοπλισμό, όπως και διαφορετικό τερματισμό, εργαλεία, συνδετήρες καθώς και διαφορετικές διαδικασίες και χειρισμούς. Ένα άλλο σημείο που θα πρέπει να τονίσουμε είναι ότι στις οπτικές ίνες το σήμα ταξιδεύει προς μία μόνο κατεύθυνση. Άρα είναι αυτονόητο ότι για μια σύνδεση θα χρειαστούν δύο οπτικές ίνες μια για αποστολή και μία για την λήψη των δεδομένων. Άρα υπάρχει πολικότητα. 121

122 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής Installing Pigtailed Modles, CCH Panels in a CCH 01U Connector Hosing 122

123 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής Fiber Optic Patch Panel 123

124 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής Splicing 250 m Fiber in a Splice Tray for Rack Mont Hosings (M67 048) 124

125 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής Splicing fibers sing Fitel S183 Fsion Splicer (ttorial) Fiber Optic Connector Types 125

126 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής How to Clean Fiber Optic Connectors How to Terminate Fiber Optic Network Cable Fiber Optic Termination How to terminate fiber optic cable sing Giganet Fibre Optic connectors Fiber Optic Cleaning Inspection Ferrle Connector Cleaner Microscope Laying Fiber Optic Under Sea Cable 126

127 5.7.5 Σύνδεση με οπτικές ίνες οπτικός κατανεμητής Darlas sa Optical fiber connector From Wikipedia, the free encyclopedia Optical fiber cable From Wikipedia, the free encyclopedia 127

128 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Σε δομημένη καλωδίωση, όπου όλα τα χρησιμοποιούμενα υλικά (από τον κατανεμητή μέχρι τις πρίζες και τα καλώδια) είναι κατηγορίας 5, τότε λέμε ότι η καλωδίωση είναι κατηγορίας 5. Είναι βέβαια αυτονόητο, ότι για να ισχύει το παραπάνω, θα πρέπει εκτός από τη διασφάλιση της ποιότητας των υλικών να διασφαλίζεται, ότι ακολουθήθηκαν πιστά οι τεχνικές εγκατάστασης και οι κανόνες των διεθνών προτύπων, που διέπουν τη δομημένη καλωδίωση, σύμφωνα με την κατηγορία της. Αφού ολοκληρωθούν οι μετρήσεις και αφού έχει διασφαλισθεί ότι τηρήθηκαν οι παραπάνω κανόνες ως προς την ποιότητα και εγκατάσταση των υλικών, η καλωδίωση πιστοποιείται ως προς την κατηγορία της. 128

129 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Η μέτρηση των υλικών που χρησιμοποιούνται σε δομημένη καλωδίωση ως προς τα χαρακτηριστικά, που πρέπει να έχουν και που αντιστοιχούν στην κατηγορία τους, γίνεται με ειδικά όργανα, τα οποία μετρούν τα μεγέθη της παραδιαφωνίας (NEXT, FEXT) και την εξασθένηση κ.λ.π. Το κυρίαρχο πρότυπο για την αξιολόγηση των επιδόσεων των υλικών είναι το ΕΙΑ/ΤΙΑ 568-Α. Η μέτρηση των υλικών και η πιστοποίηση τους από το εργοστάσιο δεν μας εξασφαλίζει, ότι η εγκατάσταση έχει γίνει σωστά. Υπάρχουν πολλά περιθώρια λαθών τα οποία ενδέχεται να δημιουργήσουν πτώση των επιδόσεων στο δίκτυο. 129

130 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Κακές συνδέσεις, προβλήματα στις γραμμές, μεγάλο μήκος καλωδίων, ελαττωματικά Patch Cords, ελαττωματικοί συνδετήρες και πρίζες, λάθη στον τερματισμό των καλωδίων, υπερβολικές κάμψεις και μηχανικές τάσεις, κ.ο.κ. Η μέτρηση μιας εγκαταστημένης δομημένης καλωδίωσης αναφέρεται σαν πιστοποίηση της εγκατάστασης και συνήθως γίνεται από τον εγκαταστάτη. Σκοπός της πιστοποίηση αυτής είναι η μέτρηση του κάθε καλωδιακού συνδέσμου σύμφωνα με αναγνωρισμένα διεθνή πρότυπα. Το κυρίαρχο πρότυπο μετρήσεων είναι το Transmission Performance Specifications for Field Testing of Unshielded Twisted Pair Cabling Systems, TSB-67. (TSB-40) 130

131 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Το πρότυπο αυτό θεσπίζει δυο μεθόδους μέτρησης. Τη μέθοδο μέτρησης της βασικής γραμμής (Basic Link Testing) και τη μέθοδο μέτρησης καναλιού (Channel Testing). Στην πρώτη μέθοδο της βασικής γραμμής ορίζεται το μήκος εκείνο του καλωδίου από την πρίζα του σταθμού εργασίας μέχρι τον πρώτο τερματισμό μέσα στο ικρίωμα. Στην δεύτερη μέθοδο του καναλιού ορίζεται ολόκληρη η γραμμή συμπεριλαμβάνοντας και τα καλώδια ser, eqipment και patch cord s. 131

132 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις 132

133 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις 133

134 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις 134

135 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Το πιο σημαντικό όργανο, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση και πιστοποίηση των εγκαταστημένων καλωδιώσεων, είναι το Time Domain Reflectometer, TDR. Το TDR στέλνει έναν παλμό, ο οποίος διατρέχει το μήκος της γραμμής. Ο παλμός αυτός ανακλάται με την βοήθεια συσκευής, η οποία συνδέεται στο άλλο άκρο της γραμμής. Το είδος της ανάκλασης, το οποίο θα επιστρέψει στο όργανο μέτρησης, είναι ενδεικτικό του αν υπάρχει βραχυκύκλωμα, διακοπή, τερματισμός ή ανωμαλία σε κάποιο σημείο της γραμμής. 135

136 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις 136

137 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Time-domain reflectometer From Wikipedia, the free encyclopedia. Εταιρία πώλησης TDR, OTDR. TSB-67 Training. 137

138 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Τα όργανα αυτού του τύπου μπορούν να μετρήσουν την εξασθένιση του σήματος κατά μήκος της γραμμής, το NEXT, την χαρακτηριστική αντίσταση και άλλα μεγέθη. Επίσης μπορούν να μετρήσουν το μήκος της γραμμής. Για μετρήσεις σε εγκαταστάσεις οπτικών ινών χρησιμοποιείται το Optical Time Domain Reflectometer, OTDR. Το οποίο χρησιμοποιεί παλμό φωτός. 138

139 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις Optical time-domain reflectometer From Wikipedia, the free encyclopedia 139

140 5.7.6 Πιστοποίηση και μετρήσεις How to Use a Flke DTX 1800 Cable Analyzer AirCheck Wi Fi Tester from Flke Networks Reading an OTDR Trace Refwin.exe 140