Jak zbudować prywatną sieć LAN

Jak zbudować prywatną sieć LAN ?

Michał Balbuse

Styczeń 2001

Wprowadzenie

Na wstępie należy wyjaśnić samo pojęcie sieci LAN. Nazwa ta to pierwsze litery angielskich słów Local Area
Network, czyli krótko mówiąc sieć lokalna. Jak sama nazwa wskazuje, jest to sieć nierozległa, skoncentrowana na
ściśle określonym, niewielkim obszarze. Z reguły jest to sieć wewnątrz przedsiębiorstwa lub przyległych do siebie
budynków.

Prostym przykładem sieci LAN jest tzw. sieć osiedlowa, potocznie zwana też trzepakową. Koncepcja
sieci trzepakowej powstała w odpowiedzi na potrzebę stworzenie małej, prywatnej sieci tworzonej przez
znajomych z osiedla, która łączyłaby komputery w jednym lub kilku sąsiednich budynkach bez zbędnych
opłat (abonament, dzierżawa itp.). Poniesione koszty ograniczają się w tym przypadku do
jednorazowego wydatku na jest zakup komponentów sieci . wbrew pozorom sieć osiedlową można
stworzyć za naprawdę niewielkie pieniądze.

Wybór rozwiązań i typy sieci

Niezwykle istotne znaczenie ma dobór odpowiedniego rozwiązania zależnie od potrzeb użytkowników.
Pierwszą kwestią jest liczba komputerów w sieci, zarówno początkowo, jak i docelowo . wpływa to
bezpośrednio na wybór typu sieci, a co za tym idzie na jej cenę. Drugim parametrem jest odległość, w
jakiej znajdują się poszczególne komputery, trzecią zaś wymagana przepustowość sieci. Biorąc pod
uwagę powyższe czynniki można określić trzy rodzaje sieci: koncentryczna (Base 2), .skrętkowa. (Base-
T) oraz mieszana. Nazwy te pochodzą od zastosowanego typu okablowania.

Sieć koncentryczna 10Base2

Jest to sieć oparta na kablu koncentrycznym, którego nazwa pochodzi od koncentrycznego ułożenia żył.
Najlepiej wyjaśnić to na rysunku:

Sieć tego typu jest przeznaczona do łączenia niewielkiej ilości stanowisk, zazwyczaj 4-5 komputerów.
Możliwe jest jednak podzielenie sieci na mniejsze segmenty, a następnie routowanie pakietów pomiędzy
nimi (np. dwie karty sieciowe w komputerze i router programowy). Trzeba także nadmienić, że
maksymalna prędkość przesyłu danych to 10 mb/s.

Copyright . Kopernik.pl S.A. Wszelkie prawa zastrzeżone

Jak zbudować prywatną sieć LAN ?
Michał Balbuse, Kopernik.pl

Sieci zbudowane na kablu koncentrycznym można dalej podzielić w zależności od maksymalnej
możliwej długości całej sieci (całkowita długość, nie zaś odległość pomiędzy stanowiskami):

•
Ethernet . do 180 metrów. Jest to sieć oparta na kablu koncentrycznym o średnicy 0,25 cala,
który wykorzystywany jest w małych sieciach lokalnych,
•
Arcnet . do 300 metrów. W tym przypadku średnica kabla wynosi 0,33 cala, stąd większa
odległość . kabel taki jest czasami wykorzystywany do budowy rdzenia sieci mieszanych.
•
Ethernet . do 500 metrów. Średnica kabla wynosi 0,5 cala, technologia ta praktycznie nie jest już
dzisiaj stosowana do budowy sieci, tylko sporadycznie do tworzenia rdzenia sieci mieszanych.

Ze względu na różne impedancje falowe i właściwości elektryczne wymienionych wyżej kabli trzeba
pamiętać, w ramach sieci danego rodzaju (Ethernet, Ethernet II i Arcnet) należy stosować jednakową
grubość kabla. Należy pamiętać, że kabel koncentryczny Ethernet nie jest kompatybilny z kablem
stosowanym w siciach Arcnet, co ma szczególne znaczenie przy doborze kart sieciowych. W sieciach
mieszanych możemy stosować równocześnie kabel koncentryczny i skrętkę, ale nawet w takim
przypadku kable koncentryczne muszą mieć te same parametry.

Do podłączenia kabla koncentrycznego służą wtyczki BNC. Także złączniki dzielą się na kilka, jednakże
bardzo łatwo jest je dobrać do swojej sieci - generalnie należy się kierować grubością kabla. Ponadto do
sieci koncentrycznej potrzebne są wtyki typu T. Ich nazwa pochodzi od kształtu zbliżonego do litery T i
są to wtyki wpinane do karty sieciowej. Po jednej stronie jest gniazdo do podłączenia kabla z
poprzednim komputerem w sieci, a po drugiej z następnym, co wynika z topologii sieci. Istnieją dwa
sposoby połączenia:

Do zbudowania sieci 10Base2 potrzebne są przede wszystkim karty sieciowe. W przypadku średnio
zaawansowanej sieci domowej lub firmowej wystarczą najprostsze karty, bardziej zaawansowane
urządzenia to zbędny wydatek. Trzeba jednak zaznaczyć, że karty oraz inny sprzęt znanych marek są

lepsze od pozostałych. Kolejnym kryterium jest rodzaj podłączenia karty w komputerze . zaleca się karty oparte na
technologii PCI, gdyż działają szybciej niż urządzenia na złączu ISA, a ponadto w mniejszym
stopniu obciążają procesor. Nawet średnio zaawansowanym użytkownikom komputera zaleca się zakup
kart Plug&Play, których sterowniki są automatycznie instalowane przez większość systemów
operacyjnych. Należy także zwrócić uwagę na rodzaj wtyczek w karcie.

Po zakupie i instalacji kart należy połączyć stanowiska. W tym celu niezbędne są odpowiednie kable.
Przy zakupie kabli należy zwrócić uwagę na długość sieci, ekranowanie . zalecane są kable z ekranem,
kabli bez ekranu nie ma sensu kupować. Warto także dokładnie wymierzyć długości kabla i dodać ok. 2
m zapasu, co ma szczególne znaczenie przy ewentualnych uszkodzeniach. Od przybytku głowa nie boli,
a koszt metra kabla jest naprawdę niewielki. Po odmierzeniu i przycięciu odpowiednich odcinków kabla
między stanowiskami należy go odpowiednio ułożyć. Jest to dosyć oczywiste zajęcie, jednak należy
pamiętać o słabych właściwościach plastycznych tego typu kabla. Można zginać go mniej więcej tak, jak
światłowód, tzn. kąt zgięcia powinien być zawsze większy od kąta prostego. Nie wolno dopuścić do
złamania kabla, gdyż może on stracić wymagane właściwości fizyczne. Zgięcie może spowodować
przerwanie powłoki ekranującej, co prowadzi do powstawania zakłóceń.

Następnym krokiem jest zakończenie kabla. Zakończeniem kabla koncentrycznego jest złącze BNC,
które jest specjalnie skonstruowane w sposób umożliwiający zachowanie koncentryczności kabla.
Istnieją trzy typy złączników BNC: sworzniowe, śrubowe i zaciskane. Najczęściej poleca się złączniki
śrubowe i sworzniowe, ze względu na uproszczony sposób montażu - nie wymagają one
specjalistycznych, zazwyczaj drogich narzędzi. Niestety, mają one też pewne wady . są podatne na
uszkodzenia i łatwo jest z nich wyrwać kabel. Bardziej zaawansowanym użytkownikom bardziej
odpowiadają wtyczki obciskane, czy też zaciskane. Dają one prawie 100 % pewność połączenia, lecz
wymagają zakupienia specjalnych nożyc zaciskających. Należy tutaj zwrócić uwagę na błąd, jaki często
popełniają wszyscy początkujący sieciowcy. Przed zainstalowaniem żyły środkowej we wtyczce należy
założyć na kabel tulejkę obciskową całego kabla. Teraz pozostaje kwestia podłączenia do karty
sieciowej . odbywa się to za pomocą specjalnych wtyków typu T. Z dwóch stron górnej części litery T
dołącza się kable z poprzedniego i następnego stanowiska, zaś sam wtyk włącza się do karty sieciowej
złączem BNC. Jest to bardzo proste, należy tylko pamiętać o początku i końcu sieci . w tych skrajnych
punktach należy także dołączyć wtyki T. Trzeba tutaj pamiętać o zamontowaniu terminatorów na
końcowych wtykach.

Kolejnym etapem jest sprawdzenie działania sieci - o ile wszystkie opisane wyżej czynności zostały
wykonane poprawnie, siec powinna działać bez zarzutu. Jedynym problemem mogą być ustawienia kart
sieciowych - prawidłowa instalacja powinna odbywać sięściśle według instrukcji obsługi dołączonej do
każdej karty. Pierwsza, najważniejsza rada: nie należy zrażać się gdy sieć nie działa za pierwszym
razem. Należy spokojnie zainstalować kartę ponownie i sprawdzić kabel. Należy także pamiętać, że
niektóre systemy operacyjne (!) wymagają, nie wiedzieć czemu, kilkakrotnej instalacji sterowników nim
cokolwiek zacznie prawidłowo działać. Trzeba kierować się tutaj zasadą, że nie do trzech razy sztuka,
ale odpowiednio: do 95 razy, do 98 razy itd. Jaka jest na to rada? Przede wszystkim cierpliwość. Warto
też sprawdzić wszystkie ustawienia parametrów kart i połączeń.

Na koniec należy wymienić plusy i minusy sieci koncentrycznej. Kabel koncentryczny zapewnia większe
prędkości, niż nieekranowana skrętka, jednakże umożliwia podłączenie niewielkiej liczby stanowisk.
Kolejnym dużym utrudnieniem są małe możliwości plastyczne kabla, z drugiej strony jednak koncentryk
jest mało wrażliwy na zakłócenia zewnętrzne i szumy wprowadzane na przykład przez różnego typu
maszyny przemysłowe. Kolejną istotną zaletą jest cena - kabel ten jest zdecydowanie tańszy od skrętki,
a ponadto sieć10Base2 jest tańsza, gdyż nie wymaga drogich koncentratorów. Wszystko, czego
potrzeba do budowy sieci tego typu to kabel, złącza BNC, karty sieciowe oraz wtyki typu T.

Sieć10BaseT

Popularnie nazywa się ją siecią skrętkową, ponieważ kabel, na którym jest oparta zawiera żyły
poskręcane parami. Sieć BaseT jest obecnie najszerzej wykorzystywana - stosują ją przedsiębiorstwa,
które cenią sobie wysoką jakość usług i posiadają dużą ilość rozsianych w obrębie zakładu stanowisk
komputerowych. Jest ona droższa od sieci 10Base2, ale znalazła znacznie większa liczbę zwolenników.
Właściwa, fachowa nazwa tej sieci to Ethernet 10BaseT, zaś skrętka jest fachowo nazywana kablem
UTP kategorii 5. Są także kable kategorii 3, ale nie należy ich wykorzystywać przy sieciach
komputerowych. Producenci tego rodzaju kabla ustalili odpowiednie kolory kabla, co zdecydowanie
ułatwia łączenie. Skrętka UTP powinna miećżyły o następujących kolorach:

Kabel UTP pozwala na łączenie stacji roboczych na odległość. Jako, że ten rodzaj łączenia stanowisk
znalazł zastosowanie przy sieciach, w których stanowiska rozsiane są na większym obszarze, poprzez
znaczniki koloru każdej żyły zdecydowanie trudniej jest pomylić się przy podłączaniu kabli. Niestety,
pojawia się tutaj dodatkowy problem, ponieważ istnieje wiele metod połączeń. Pierwsze z nich to metody
zakańczania kabla - kabel UTP zakańczany jest z reguły dwoma typami łączników: RJ-11 i najbardziej
popularny RJ-45. Różnią się one ilościążył możliwych do zakończenia - RJ-11 może zakończyć sześć
żył, a RJ-45 osiem. Skrętka UTP posiada 4 pary przewodów, dlatego też zdecydowanie bardziej
popularnym łącznikiem jest RJ-45 - w tego rodzaju łączniku żyły mogą być osadzane (za pomocą dość
drogiego urządzenia) na dwa zasadnicze sposoby:

Kabel należy ułożyć we wtyczce kolejno kolorami (biały jest zawsze skręcony z kolorowym i tworzy z nim
parę):

W koncentratorach gniazda są zwykle zaprojektowane w sposób umożliwiający połączenie zgodne, czyli

o jednakowym ułożeniu żył we wtyczce na obu końcach kabla - po stronie koncentratora i stacji roboczej.
Zaczynając budowanie sieci opartej o kabel UTP należy zacząć od zaplanowania struktury całej sieci.
Zależne jest to od budynku, w jakim sieć ma istnieć, od ilości podłączonych stanowisk oraz ilości
koncentratorów.

Koncentrator, inaczej zwany hubem, multiportem lub multiplekserem, to urządzenie posiadające
wiele portów służących do przyłączania stacji roboczych zestawionych przede wszystkim w topologii
gwiazdy. Jest to urządzenie, do którego schodzą się wszystkie kable od stacji roboczych. Można
wyróżnić koncentratory pasywne i aktywne. Koncentrator pasywny jest tanim urządzeniem pełniącym
funkcję skrzynki łączeniowej i nie wymaga zasilania, natomiast koncentrator aktywny wymaga zasilania i
dodatkowo wzmacnia sygnały ze stacji roboczej i pozwala na wydłużenie połączenia z nią. Topologia
gwiazdy polega na tym, że każdy komputer ma swoje własne połączenie kablowe z koncentratorem. W
sieci Base2 wszystkie komputery są połączone za pomocą tego samego przewodu, zaś w sieci BaseT
nie ma bezpośrednich połączeń pomiędzy stacjami. Komputery podłączone są przy pomocy jednego
kabla do centralnego koncentratora, który po nadejściu sygnału rozprowadza go do wszystkich linii
wyjściowych. Dużą zaletą takiego rozwiązania jest fakt, iż przerwanie komunikacji między jednym
komputerem a koncentratorem nie powoduje awarii całej sieci, ponieważ każda stacja posiada oddzielne
z nim połączenie. Ponadto każdy pakiet musi przejść przez koncentrator, więc możliwa jest kontrola
poszczególnych odcinków sieci. Z drugiej strony, uszkodzenie koncentratora powoduje przerwę w pracy
całej sieci. W zależności od liczby stanowisk przyłączonych do sieci może się okazać konieczne użycie
wielu koncentratorów. Strukturę takiej sieci możemy zobrazować na rysunku:

Kolejnym elementem są
karty sieciowe. W tym przypadku należy kierować się dokładnie tą samą
zasadą co przy doborze kart do sieci opartej na kablu koncentrycznym, z tą tylko różnicą, że oczywiście
należy wybrać sprzęt z gniazdem RJ-45. Instalacja w komputerze przebiega identycznie jak w
poprzednim przypadku. Następnym krokiem jest zakup kabla. Tutaj zdecydowanie zaleca się kable
znanych producentów, gdyż mają one zazwyczaj lepsze parametry - ma to ogromne znaczenie przy
eksploatacji sieci. Dużą wadą skrętki UTP jest, obok niskiej prędkości transmisji, ograniczona długość
odcinków kabla z uwagi na małą odporność na zakłócenia. Przy odmierzaniu długości kabla trzeba
pamiętać, że NIE ŁĄCZY SIĘ ZE SOBĄ STACJI ROBOCZYCH, TYLKO STACJE ROBOCZE Z
KONCENTRATOREM. Jak łatwo sobie wyobrazić, taka metoda jest bardzo kosztowna, ponieważ
potrzeba znacznie więcej kabla, chociaż jest on tańszy od "koncentryka". Ponadto trzeba zwrócić uwagę
na to, że w sieci Base2 nie musimy stosować kosztownych koncentratorów. Aby uniknąć stosowania
dużej ilości kabla, z reguły stosuje się zamiast niego koncentrator. Ma to szczególnie zastosowanie przy
sieciach rozciągniętych np. w wielokondygnacyjnym budynku lub pomiędzy budynkami. Łatwiej jest
poprowadzić jeden kabel łączący koncentratory istniejące na każdym piętrze budynku, niż ciągnąc
kilometry kabla od każdego stanowiska. Poza tym, jeżeli budynki są rozmieszczone w większej
odległości można połączyć je światłowodem poprzez zastosowanie aktywnych koncentratorów z
gniazdem na tego rodzaju kabel. Są także karty sieciowe, do których można bezpośrednio podłączyć
tego rodzaju nośnik transmisyjny. Kabel UTP zakańcza się wtykami z dwóch stron i po prostu wpina do
gniazd kart sieciowych i koncentratorów. Problemy, jakie mogą występować w fazie uruchamiania sieci
są takie same, jak w przypadku kable koncentrycznego - najważniejsza rada to cierpliwość.

Jedną z najważniejszych zalet sieci typu BaseT jest możliwość podłączenia serwera, do którego maja
dostęp wszystkie stanowiska w sieci i przez który można stworzyć połączenie np. do internetu.

Sieć mieszana

Jak łatwo się domyślić, jest to sieć wykorzystująca oba rodzaje kabla. Jest ona optymalnym
rozwiązaniem, chociaż nie zyskała takiej popularności jak BaseT. Pozwala ona przede wszystkim na
duże oszczędności kabla. Kolejność wykonywanych czynności przy jej budowie jest identyczna, jak w
przypadku tworzenia obu części składowych, co zostało już wyżej omówione.

Podsumowanie

Jak widać, budowanie sieci wcale nie musi być skomplikowaną i kosztowną czynnością. Samo