Компоненты кабельной системы

Для подключения витой пары к компьютеру используются телефонные коннекторы RJ -45, которые имеют 8 контактов. Для построения сложной кабельной системы используются распределительные стойки (полки), коммутационные панели, соединители. Распределительные стойки и полки предназначены для монтажа кабеля. Они позволяют централизованно организовать множество соединений, занимая небольшое место. Коммутационные панели размещают в распределительные стойки и полки. Существуют разные типы панелей, которые позволяют разместить до 96 портов подключения со скорость передачи до 100 Мбит/с. Соединители – это одинарные или двойные гнезда под коннекторы RJ-45, размещенные на панелях расширения или настенных розетках.

Оптоволоконный кабель

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи информации, поскольку не использует электрические сигналы и к нему невозможно подключиться не нарушая целостности.

Оптоволоконные кабели предназначены для передачи больших объемов информации на высоких скоростях, поскольку сигнал в них не искажается и не затухает. Оптическое волокно представляет собой очень тонкий стеклянный (или из пластика) цилиндр (жила), покрытый слоем стекла (оболочка) с иным, чем у жилы коэффициентом преломления. Оптоволокно из пластика более простое в монтаже, но передает световые импульсы на более короткое расстояние.

Каждое волокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с самостоятельными коннекторами (один для передачи, другой для приема).

Для придания жесткости кабелю он покрывается пластиком и волокнами из кевлара. Волокна кевлара размещаются между двумя кабелями заключенными в пластик.

Рисунок 13. Оптоволоконный кабель

Скорость передачи информации по оптоволоконному кабелю превышает 1 Гбит/с. Расстояние передачи сигнала достигает нескольких километров.

Передача сигнала

Для передачи сигналов по кабелю используются две технологии - немодулированную передачу и модулированную передачу.

Немодулированные системы передают данные в виде цифровых сигналов. Сигналы представляют собой дискретные световые импульсы, которые могут затухать и искажаться на больших расстояниях передачи. Для восстановления такого сигнала используются повторители, усиливающие передаваемый сигнал.

Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала, использующего определенную полосу частот. При этом один кабель может передавать одновременно несколько систем (несколько каналов телевидения, телефонных переговоров, компьютерных данных). В этом случае каждой передающей системе выделяется часть полосы пропускания. Для восстановления затухающего сигнала используются усилители.

Кабельная система IBM

Фирма IBM разработала собственную кабельную систему (1984 г.). Она определяла следующие компоненты:

· Соединители кабелей;

· Лицевые щиты;

· Распределительные панели;

· Типы кабелей.

Для обозначения толщины жилы кабеля используется аббревиатура AWG. Чем больше толщина кабеля, тем меньше значение AWG.

ТИП кабеля	Стандартное наименование	Описание
Тип 1	Экранированная витая пара (STP)	Состоит из двух пар проводов 22 AWG, закрытых витым экраном для компьютеров и модулей множественного доступа.
Тип 2	Кабель для передачи речи и данных	Экранированный кабель для передачи речи и данных. Состоит из двух витых пар проводов 22 AWG, в экранированной оплетке для передачи данных; четырех витых пар проводов 26 AWG для передачи речи.
Тип 3	Кабель передачи речи	Неэкранированный кабель для передачи речи. Состоит из четырех витых пар проводов 22 или 24 AWG со сплошной жилой.
Тип 4	Не определен
Тип 5	Оптоволоконный кабель	Два 62,5/125 –микронных оптоволокна - промышленный стандарт
Тип 6	Коммутационный кабель	Состоит из двух витых пар проводов 26 AWG с двойным слоем фольги и оплеткой.
Тип 7	Не определен
Тип 8	Ковровый кабель	Имеет плоский соединитель для прокладки под ковром. Состоит из двух витых пар проводов 26 AWG. Длина кабеля не превышает длины кабеля типа 1
Тип 9	Пленумный	Огнеупорный. Состоит из двух экранированных витых пар проводов.

Выбор кабеля

При покупке кабеля обычно ищется компромисс между его стоимостью и характеристиками. Кабельная система должна соответствовать условиям ее применения. Поэтому требования небольших фирм будут отличаться от требований больших предприятий.

К числу факторов, влияющих на стоимость и пропускную способность кабеля относятся следующие:

– Простота монтажа (зависит от толщины жилы);

– Экранирование (наличие экрана удорожает кабель, но сдерживает помехи);

– Перекрестные помехи и внешние шумы вызывает серьезные проблемы в больших сетях, где серьезная проблема защиты данных;

– Скорость передачи данных (чем дороже, тем быстрее до 100 Мбит/с)

Толстый кабель передает сигналы на большее расстояние, но труднее в прокладке.

По оптоволоконному кабелю данные передаются со скоростью до 1 Гбит/с, но относительно дорог и сложен в монтаже.

– Стоимость кабеля определяется степенью его защиты и расстоянием, на которое он может передавать данные без особых искажений;

– Затухание сигнала ограничивает максимальную длину кабеля.

Задание на лабораторную работу

1. Изучить состав и назначение основных компонентов сетевого оборудования.

Ответить на контрольные вопросы. Выяснить состав сетевых компонентов, используемых в составе лаборатории и способ их соединения в ЛВС. Изучить правила разделки и подключения кабеля типа витая пара по стандартам Т568А и Т568В.

Отчет: Физическая топология ЛВС лаборатории. Электрическая схема подключения сетевого адаптера Вашего компьютера к ЛВС.

2. Определить состав и основные характеристики оборудования и системного программного обеспечения, установленного в Вашем компьютере.

Для определения состава оборудования ПК:

 Способ 1. Используйте окно «Свойства системы».

 Откройте это окно путем ” Мой компьютер” -> ” Свойства” или нажав WIN+Break.

 Воспользуйтесь вкладками «Общие» и «Оборудование» -> «Диспетчер устройств».

 Способ 2. Откройте окно «Запуск программы» (WIN+R), и введите команду msinfo32.

Отчет: Перечень и основные характеристики оборудования и системного программного обеспечения для конкретного ПК.

3. Определить сетевое имя компьютера и рабочую группу, в которую он входит.

Для этого в окне «Свойство системы» воспользуйтесь вкладкой «Имя компьютера».

Отчет: Сохранить значение параметров.

4. Определить состав установленных в компьютере сетевых адаптеров и познакомиться с их основными свойствами.

Для определения состава и характеристик, установленных в ПК сетевых адаптеров воспользуйтесь оснасткой «Диспетчер устройств».

 Откройте окно «Диспетчер устройств»:

 Откройте окно «Запуск программы» (”Пуск”->”Выполнить” или WIN+R),

 Введите команду devmgmt.msc и нажмите ”ОК”.

 В появившемся окне найдите узел дерева «Сетевые адаптеры» и раскройте его.

 Просмотрите все вкладки окна свойств сетевых адаптеров, уделив особое внимание вкладкам «Общие» и «Дополнительно».

Отчет: количество сетевых адаптеров, установленных в компьютере, перечень основных свойств и их значениях для конкретного сетевого адаптера, теоретическое описание каждого из этих свойств на основе технической литературы и сайтов разработчиков или поставщиков.

5. Определить MAC-адреса установленных в компьютере сетевых адаптеров и назначенные этим сетевым интерфейсам IP-адреса.

Откройте окно командной строки (”Пуск”->”Выполнить”, далее в текстовой строке ввести

команду cmd и нажать Enter) и выполните команды:

 ipconfig /all.

 getmac /v /fo list

 ping <сетевое имя компьютера>

Отчет: полный протокол выполнения этих команд с вашими пояснениями и выводами.

Анализируете полученный результат, а не сами команды, подробное знакомство с которыми это предмет следующих лабораторных работ.

6. Проверить текущее состояние сетевых подключений Вашего компьютера.

В окне «Сетевые подключения» (”Пуск”->”Панель управления”->”Сетевые подключение”) для доступных вам подключений правой кнопкой мыши установите режим «Состояние».

Используйте вкладки «Общие» и «Поддержка» (плюс «Подробности») окна «Состояние…».пНа этих вкладках познакомьтесь со всеми выводимыми параметрами, нажимая кнопку «?» и активируя указатель мышки над интересующим параметром.

Проверьте наличие значка сетевого соединения в области уведомлений экрана вашего компьютера. При его наличии ознакомьтесь с параметрами всплывающего окне над этим значком и действием в ответ на клик мышки на этом значке.

Отчет: результаты выполнения этого пункта задания с вашими выводами и сравнительным анализом с предыдущими заданиями.

7. При наличии сетевых подключений ПК к ЛВС определить список, доступных вам рабочих групп, список компьютеров вашей рабочей группы с их именами и IP-адресами.

Откройте окно командной строки и выполните команды:

 net view /domain – для просмотра доступных вам рабочих групп.

 net view – для просмотра доступных вам компьютеров вашей рабочей группы.

 ping <сетевое имя компьютера вашей рабочей группы> - для всех ПК группы.

Сравните результаты с результатами просмотра «Сетевого окружения».

Отчет: полный протокол выполнения этих команд с вашими пояснениями и выводами.

Анализируете полученный результат, а не сами команды, подробное знакомство с которыми это предмет следующих лабораторных работ.

8. На схему физической топологии, полученной в п.1 задания на лабораторную работу нанести логическую топологию сети с указанием рабочих групп, имен и адресов каждого компьютера сети.

Отчет: схема логической топологии сети с полной ее спецификацией, совмещенная с физической топологией.

 

 Лабораторная работа №22. «Беспроводные сети»

 

Цель работы: Создание простейшей сети Wi-Fi.

Задачи: Изучить оборудование беспроводных сетей, ознакомиться с настройками беспроводной сети, отработать практические навыки создания и настройки беспроводной сети.

Методика выполнения работы

Изучить основные сведения. Выполнить подключение 2-х ноутбуков к точке доступа Wi-Fi. Настроить сеть. Ответить на контрольные вопросы.

Основные сведения

Каждый компьютер или принтер, подключённый к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Основной функцией сетевого адаптера является передача и приём информации из сети. В проводных локальных сетях соединение компьютеров производится с помощью кабеля. Кабели подключаются к сетевым адаптерам, которые могут обеспечить скорость передачи данных 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или 1000 Мбит/с.

Беспроводные сети типа Wi-Fi могут обеспечить скорость передачи данных до 54 Мбит/с, однако скорость зависит от количества подключенных компьютеров и от расстояния до точки доступа.

Современные версии ОС обладают встроенными сетевыми возможностями, которые делают подключение к локальной сети простым и быстрым.

В современном мире все большее применение находят беспроводные сети Wi-Fi, позволяющие давать клиентам доступ к ресурсам сетей, например к Internet, с ноутбука или персонального компьютера, используя в качестве среды передачи данных радиоканал, что не требует наличия специальных проводных соединений клиентов с сетью, обеспечивая, таким образом, их мобильность.

Преимущества Wi-Fi

- Отсутствие проводов.

Передача данных в сети осуществляется по радиоканалу. Возможна установка в местах, где прокладка проводной сети по тем или иным причинам невозможна или нецелесообразна, например на выставках, залах для совещаний.

- Мобильность, как рабочих мест, так и самого офиса.

Так как беспроводная сеть не привязана к проводам, Вы можете свободно изменять местоположение Ваших компьютеров в зоне покрытия точки доступа, не беспокоясь о нарушениях связи. Сеть легко монтируется/демонтируются, при переезде в другое помещение Вы можете даже забрать свою сеть с собой.

Недостатки Wi-Fi

- Относительно высокая стоимость оборудования

- Небольшая дальность действия – 50-100 метров

- Велика опасность несанкционированного подключения к сети сторонних пользователей

В предлагаемой лабораторной работе мы освоим создание простейшей сети Wi-Fi на примере подключения ноутбуков к точке доступа Wi-Fi с использованием статической и динамической IP-адресации.

Схема сети имеет следующий вид:

 

 

Монтаж сети.

Возьмите Wi-Fi-адаптер. Подключите адаптер к USB-порту ноутбука №2. (См. схему сети). Включите ноутбуки. После загрузки операционной системы на ноутбуках, на обоих адаптерах должны загореться сигнальные лампочки, свидетельствующие об установке радиообмена между адаптерами и точкой доступа. Сеть собрана, теперь ее необходимо настроить.

Задание 1.

 Настройка сети со статическим адресом компьютера клиента.

Настройка сети заключается в установке протоколов ноутбука клиента, которые необходимы для его работы, а так же включение и настройка DHCP-сервера, который находится в точке.

Запомните. Протокол – это специальная программа, посредством которой компьютеры сети обмениваются между собой данными по специальным правилам. В нашей сети рабочим протоколом будет протокол TCP/IP. Чтобы компьютеры могли обмениваться между собой данными этот протокол должен быть установлен на всех компьютерах, которые находятся в сети.

На ноутбуке сервере протокол TCP/IP уже установлен, нам осталось установить и настроить этот протокол на ноутбуке клиенте (см. схему сети). Помните, что все пункты настройки должны выполняться в той последовательности, в которой они указаны. Не нарушайте последовательность настройки.

На ноутбуке №2 выполните следующие действия:

Щелкните правой клавишей мыши на значке «Мое сетевое окружение»,  выберите в меню «Свойства». Откроется список сетевых подключений (рис.1.).

 Рис.1.

 

Выберите в списке «Беспроводное сетевое соединение», щелкните по нему правой клавишей мыши и выберите пункт «Свойства». Откроется окно свойств соединения (рис.2.).

Рис. 2

В появившемся окне выберите «Протокол Интернета (TCP/IP)», нажмите «Свойства». Откроется окно настроек протокола (рис.3.). Активируйте флажок «Использовать следующий IP-адрес». Введите в поля IP-адрес и Маска подсети адреса установок, которые изображены на рис.3.

 Рис.3.

 

Здесь

192.168.0.10 – это IP-адрес компьютера в сети.

255.255.255.0 – маска подсети. Это специальный параметр, который вместе с адресом однозначно определяет сеть, в которой находится компьютер.

После ввода настроек, нажмите «ОК», окно «Свойства: Протокол Интернета (TCP/IP)» закроется. В окне «Беспроводное сетевое соединение» (рис.2.) нажмите «OK».

Мы настроили ноутбук клиент для работы с беспроводной сетью. Для ноутбука прописан статический IP-адрес, это означает, что мы присвоили ноутбуку выделенный, постоянный IP-адрес и прочие настройки, которые можно менять и назначать только вручную. Статический IP-адрес нам необходим для того, чтобы подключиться к точке доступа Wi-Fi и чтобы другие компьютеры в сети могли с ним связываться.

Для того чтобы начала функционировать сеть Wi-Fi необходимо настроить точку доступа.

Задание 2  

Настройка точки доступа Wi-Fi и DHCP-сервера.

Загрузите обозреватель Internet Explorer. Введите в его адресной строке адрес: http://192.168.0.50/.Это IP-адрес точки доступа Wi-Fi. По этому адресу расположена система ее конфигурации. Вход в систему конфигурации защищен логином и паролем и на экране появится окно для ввода этих данных.

Введите Пользователь – admin, Пароль – 12345678 и нажмите кнопку «OK».

Откроется главная страница систему конфигурации точки доступа Wi-Fi.

Щелкните по рисунку.

 Откроется страница расширенных настроек точки доступа.

Щелкните по рисунку.

Откроется страница для изменения настроек DHCP-сервера.

Установите следующие параметры DHCP, либо измените существующие, если они не совпадают с указанными:

Function Enable / Disable – Enabled IP Assigned From – 192.168.0.51 The Range Of Pool (1-255) – 200 SubMask – 255.255.255.0 lease Time (60 – 31536000 sec) – 10000000 Status – ON

Щелкните по рисунку,

чтобы сохранить сделанные настройки. Точка доступа Wi-Fi уйдет на перезагрузку, которая занимает примерно полминуты.

Запомните. Выполненные выше настройки обеспечивают выполнение следующих функций:

Function Enable / Disable – Включает (Enabled) или отключает (Disabled) DHCP-сервер.

IP Assigned From – задает начальный IP-адрес, с которого начинается диапазон IP-адресов, выделяемых динамически пользователям (пользователи, которые подключаются временно).

The Range of Pool – задает конец диапазона IP-адресов, конечное значение последней цифры IP-адреса.

Таким образом, в нашем примере мы задали диапазон IP-адресов от 192.168.0.51 до 192.168.0.200 включительно.

SubMask – маска подсети. Это специальный параметр, который вместе с адресом однозначно определяет сеть, в которой находится компьютер.

Lease Time – время «жизни» выделенных пользователю сетевых настроек. При динамической адресации настройки пользователя существуют определенное время, после чего сбрасываются и программное обеспечение пользователя запрашивает новые настройки. Здесь задается время существования выделенных пользователю настроек (в секундах).

Status – специальный параметр, он ставится в значение ON, если в сети используется совместно динамическая и статическая адресации. В нашем случае этот параметр установлен в ON, поскольку на ноутбуке клиента прописан статический, постоянный адрес.

Задание 3  

Проверка работы беспроводной сети.

После того, как сеть настроена, нужно проверить ее работу и убедиться, что компьютеры могут обмениваться данными между собой. Необходимо знать, что в сети могут существовать самые разные службы и сервисы, каждый из которых выполняет свои задачи. В сети, которую мы настроили, работают две службы: локальный WEB-сервер, предназначенный для размещения HTML-страниц в сети, и Сеть Microsoft, посредством которой производится обмен файлами и совместная работа с клиентами.

Сначала проверим работу WEB-сервера. WEB-сервер установлен на ноутбуке сервер. Для того чтобы проверить работу WEB-сервера, запустите на ноутбуке №2 (компьютер Клиент) обозреватель Интернета Internet Explorer и в его адресной строке введите http://192.168.0.3/wifi/

Если страница загрузится, действуйте в соответствии с указаниями, написанными на этой странице.

Если страница не загрузилась, значит, сеть настроена неправильно. Тогда сделайте следующее:

Проверьте еще раз настройки протокола TCP/IP ноутбука клиента и убедитесь что они введены правильно. Если ошибка не исчезает, позовите преподавателя.

Запомните. Статическая IP-адресация имеет следующие недостатки:

Для того, чтобы узнать все настройки сети, необходимо обратиться к администратору сети, который должен индивидуально выделить для каждого клиента свой уникальный IP-адрес. Это неудобно как для клиента, так и для администратора. При подключении к какой-либо другой беспроводной сети, настройки компьютера клиента приходится снова изменять под новую сеть, узнавая их у администратора. Если случайно ваши настройки совпадут с настройками другого клиента, вы не сможете подключиться к сети.

Всех указанных недостатков лишена динамическая IP-адресация.

 

Задание 4

 Настройка сети с динамическим адресом компьютера клиента.

Динамическая IP-адресация осуществляется с помощью DUCK-сервера, который находится в точке доступа. Разберемся что это такое.

Запомните. DUCK-сервер использует DHCP протокол (англ.)Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP. Для этого компьютер, подключаемый к сети, обращается к серверу, DHCP, который на время проведения сеанса работы с сетью ему выдает динамический IP-адрес. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети, уменьшает количество ошибок и позволяет клиентам быстро подключаться к сети не тратя время на настройку протоколов связи вручную.

Задание 5

Настройка ноутбука на динамическую IP-адресацию.

Вернитесь к началу лабораторной работы, где вы осуществляли настройку сети ноутбука №2. (Раздел «Настройка сети»). Повторите шаги 1-3, только на 3-м шаге, где вы вводили статический IP-адрес активируйте флажок «Получить IP-адрес автоматически». Это опция и включает динамическую IP-адресацию. Нажмите «ОК», окно «Свойства: Протокол Интернета (TCP/IP)» закроется. В окне «Беспроводное сетевое соединение» (рис.2.) нажмите «OK».

Динамическая IP-адресация на ноутбуке настроена!

Задание 6

Проверка динамической IP-адресации.

Используя процедуру «Безопасного извлечения устройства» отключите Wi-Fi адаптер от ноутбука клиента. Она выполняется так же, как и при отключении флеш-карт. Удалите адаптер из разъема USB. Подождите несколько секунд и снова вставьте адаптер в разъем USB. Произойдет автоматическое подключение ноутбука клиента к беспроводной сети Wi-Fi и ноутбуку будут динамически присвоены IP-адрес и прочие сетевые настройки.

Для того, чтобы убедиться в том, что сетевые настройки были динамически присвоены, сделайте следующее:

Откройте «Пуск / Стандартные / Командная строка». Появится строка для ввода команд операционной системы. Введите в строке команду:

ipconfig    и нажмите Enter

Эта команда отображает на экран настройки протокола TCP/IP вашего компьютера.

Рис.4.

 

Если указанный командой IP-адрес компьютера находится в диапазоне 192.168.0.51 – 192.168.0.200, значит динамическая IP-адресация работает нормально.

В случае, если указанный командой IP-адрес компьютера НЕ находится в диапазоне 192.168.0.51 – 192.168.0.200), необходимо:

Произвеcти настройку сети заново, установив статический IP-адрес, затем, подключившись к точке доступа Wi-Fi проверьте, включен - ли DHCP-сервер и правильно - ли выставлены его параметры. Если ошибка не исчезла – обратитесь к преподавателю.

Задание 7

 Проверка работы беспроводной сети.

Сначала проверим работу WEB-сервера. WEB-сервер установлен на ноутбуке сервере. Для того, чтобы проверить работу WEB-сервера, запустите на ноутбуке клиенте обозреватель Интернета Internet Explorer и в его адресной строке введите http://192.168.0.3/wifi/

Если страница загрузится, действуйте в соответствии с указаниями, написанными на этой странице

Если страница не загрузилась, значит сеть настроена неправильно. Тогда сделайте следующее:

Проверьте еще раз настройки протокола TCP/IP ноутбука №2 и убедитесь что они введены правильно. IP-адрес должен назначаться динамически, включите динамическую адресацию, если это не было сделано. Если ошибка не исчезает, позовите преподавателя.

DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической настройки узла) — сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети TCP/IP.

Контрольные вопросы:

1. Какой канал связи испоьзует в сетях с WiFi доступом?

2. Что такое протокол DHCP?

3. Перечислите преимущества и недостатки WiFi.

4. Опишите последовательность настройки сети со статистическим адресом..

5. Что такое точка доступа WiFi и как ее настроить?

6. Как выполнить проверку работоспособности сети? Какие функции обеспечиваются после настройка точки доступа?

7. Что такое динамический адрес компьтера?

8. Как выполнить настройку сети с динамическим адресом?

9. Для чего используется команда ipconfig?