Indhold

En artikel fra: infrateket.dk

Netværkskomponenter, Det helt store overblik

Her kan du finde information om alle de dele, som bruges til at lave et datanetværk; et LAN.

Note:

Dette afsnit handler om kablet netværk, men selvom du udelukkende vil lave et trådløst netværk, så vil afsnittet give dig et bedre overblik over dit netværk og dets muligheder. Mange udtryk og begreber, som gennemgås her, benyttes også i et trådløst netværk.

Se især afsnittene: Netværkskomponenter og adresser, Overblik samt Software til netværksbrug

Indledning

Hvad menes der med netværkskomponenter?

Netværkskomponenter

Netværkskomponenter er en bred betegnelse for alle de dele, som man sammensætter et datanetværk af. For at få et LAN til at fungere, skal man sammensætte de korrekte komponenter. De kan groft opdeles i 3 forskellige grupper:

I ethvert LAN indgår der komponenter fra alle tre grupper.

Ethernet LAN

Inden man kan afgøre, hvilke netværkskomponenter man skal benytte, så skal man først beslutte sig til, hvilken type netværk man vil lave. En lang række tekniske standarder beskriver, hvordan man skal sende og modtage data i et datanetværk, samt hvordan det skal udføres med kabler og stik.

Den mest udbredte metode i dag er "Ethernet". Eller rettere "TCP/IP over Ethernet". Derfor vælger vi at koncentrere os om netop denne type netværk.

Netværkskomponenter og adresser, Overblik

Først skal vi have et overblik over samtlige komponenter, der indgår i vores private netværk, samt hvad netværks-adresser er for noget.

Topologi

Her vil vi se på kablingens fysiske topologi. Den fysiske topologi er den model, der kendetegner vores LAN's kabling, når det betragtes som en geometrisk figur.

Vi vil benytte en "stjerne"-topologi, hvor hvert dataudstyr bliver forsynet af sit eget kabel. Begrebet stjerne hentyder til at alle kabler udgår fra samme punkt i boligen, nemlig i midten af stjernen. Det punkt, som alle kablerne udgår fra, kaldes for et "krydsfelt" i televerdenen. Her kan man forbinde kablerne med hinanden eller tilslutte forskelligt udstyr, som modtager og videresender signaler.

Maksimal rækkevidde af hver "arm" i et Ethernet med stjernetopologi er 100 m.

 

Netværkskomponenter i et typisk Ethernet LAN

Nedenstående tegning viser alle komponenter i et typisk privat netværk.

 

Yderligere pc'er, printere og andet netværksudstyr, tilsluttes på samme måde til "hub'en".

Netværksadresser

Når enhederne i et netværk skal sende data til hinanden, er det nødvendigt at kunne identificere hver enkelt enhed. Det virker lidt på samme måde, som når du sender et brev til en du kender:

Informationen "pakkes ind" i en kuvert; du skriver modtagerens adresse på kuverten, samt din egen adresse som afsender, og sender derefter brevet af sted med postservice. Hvis du ikke kender modtagerens adresse, så kan postservice ikke aflevere dit brev. Nøjagtig det samme gælder, når vi taler om datanetværk:

Det er helt nødvendigt med både en modtager- og en afsenderadresse på alle datapakker. Uden en modtageradresse ved "postservice" ikke hvor pakken skal afleveres, og uden afsenderadresse ved modtageren ikke, hvem der skal have svar på pakken.

I vores Ethernet-netværk, som benytter en TCP/IP-protokol, er der flere slags adresser, der tjener forskellige formål.

Herunder ses et eksempel på adresserne i vores lille netværk.

Passive netværkskomponenter - Kabling og stik.

Passive netværkskomponenter er de fysiske dele i netværket, der forbinder de aktive netværkskomponenter. Det vil sige kabler, stik m.m.

Her gennemgås de forskellige kabeltyper og stik, der indgår i et Ethernet LAN, samt farvemærkning, forkortelser og betegnelser, der er knyttet til kablingen.

Valg af kablingens kvalitet

Kvaliteten af kabler og stikdåser er afgørende for, hvad kablingen kan udnyttes til. I en privat bolig er det fornuftigt at benytte en kabling, der kan overføre op til 100 Mb/s.

Udviklingen går imod højere og højere hastigheder, og da det er ret besværligt at udskifte en fastmonteret kabling, må det anbefales at installere kabling, der minimum kan overføre 100 Mb/s. Det dækker (i dag) det normale behov i et privat hjem, og er prismæssigt til at overkomme.

Afhængigt af det tilkoblede udstyr, kan kablerne så benyttes til 10 eller 100 Mb/s Ethernet (eller til telefoni, om man vil).

Stik og stikdåser

Det mest anvendte LAN-stik i dag er det 8-polede modulstik (ofte kaldet et RJ45-stik). Det benyttes både i diverse netværksudstyr og i de vægudtag (vægstikdåser), som monteres på bygningens vægge.

 

Billedet herunder viser 2 stk. modulstik.

 

Billedet herunder viser et dobbelt vægudtag for datanetværk, monteret imellem en 230V stikkontakt og et udtag for antenne. Der findes mange forskellige modeller.

Note:
Der findes mange forskellige udformninger af et vægudtag. Det viste vægudtag er en lidt ældre model: LK's 50x75 mm med 2 stk. 8-polede modulstik (LK nummer 508 D 5802).

Der er mange gode oplysninger at finde i LK's katalog; bl.a. kan du finde en montagevejledning nederst på siden ved de enkelte vægudtag. Inden du søger oplysninger i LK's katalog er det en god ide at læse hele afsnittet "Netværkskomponenter, de passive. Kabling og stik" (det du læser nu), ellers er der en masse udtryk, du ikke forstår.

Se i kataloget under Datasystemer, LEXCOM og LEXCOM 125.

 

Tegningen herunder viser den fysiske placering af kontakt-stifterne i et modulstik:

Kabeltyper

Kablingen af vores LAN består af kabler, som indeholder 4 stk. korepar. Det vil sige et kabel med 8 stk. ledere, som skal benyttes parvis. Når man skal etablere sit LAN skal man være opmærksom på at der findes forskellige kabeltyper. Kablet kan enten være uskærmet (UTP) eller skærmet (STP). Der er også forskel på om kablet skal være fastmonteret, eller om det skal kunne tåle at ligge løst.

UTP, STP

UTP og STP betegner kablets opbygning.

Vigtigt:

For at et UTP/STP-kabel kan benyttes til et LAN's signaler, er det meget vigtigt at kablets par bruges parvis korrekt, samt at snoningen i de enkelte par ikke snoes ud, når der monteres stik på kablet.

 

Billedet herunder viser et UTP-installationskabel med 4-par.

Bemærk at antallet af snoninger pr. cm er forskellige for alle 4 par.

De ses tydeligst ved at sammenligne det brune og det blå par. Parret med en hvid og en brun leder har mange flere snoninger, end parret med en hvid og en blå leder. Hvis 2 par, der følges ad igennem et kabel, har samme antal snoninger, så vil de elektriske signaler i det ene par uønsket blive overført til det andet par (såkaldt overhøring / crosstalk).

 

Massive ledere eller multikore-ledere

Både UTP og STP kabler findes med 2 forskellige typer ledere, som har hvert sit anvendelsesformål:

Massive ledere
=
Fastmonteret kabel

Kaldes ofte installations-kabel eller stift kabel.

 

 

Anvendelse:
Fastmonteret kabel benyttes imellem de fastmonterede væg-udtag. Det skal fastgøres til f.eks. paneler eller fremføres i kabelkanaler, hulrum eller lignende i bygningen, så det ikke bliver bevæget ofte.

Opbygning:
Kabel, som er beregnet til at blive fastmonteret, er opbygget af flere massive ledere.

En leder består af en enkelt tyk (0,5-0,6 mm) kobbertråd med isolation om. Hvis kablet bliver flyttet ofte, vil de massive lederne knække efter et stykke tid.

Billedet herunder viser en massiv leder.

Multikore-ledere
=
Løst-liggende kabel

Kaldes ofte Patch-kabel,  blødt kabel, fleksibelt kabel, eller tilledning.

 

 

Anvendelse:
Løst-liggende kabel benyttes f.eks. til at forbinde en pc med den faste installations væg-udtag, eller imellem diverse net-komponenter. Kablet fastgøres ikke og kan f.eks. blot ligge løst på gulvet fra væg-udtaget og til en pc.

Opbygning:
Kabel, som er beregnet til at ligge løst, er opbygget af multikore-ledere for at kunne tåle at blive bevæget ofte uden at knække.

En leder består af mange tynde (0,05-0,1 mm) kobbertråde bundtet sammen til en leder og derefter isoleret. Multikore-lederne vil ikke knække, selv hvis kablet bliver flyttet ofte.

Billedet herunder viser en multikore-leder.

Cat 5 ?; - det er kablernes kvalitet

Kvaliteten i kablernes opbygning er afgørende for hvor stort et frekvensområde (og dermed Mb/s) man kan overføre. Derfor har man givet kablernes forskellige anvendelsesområder hver sin betegnelse.

De betegnes med kategorier (Cat = kategori). Herunder er de mest relevante beskrevet:

Farvekode for kabler, og anvendelsen i stik

For at man kan kende forskel på hver af de 8 ledere i kablet, er de mærket med en farvekode. I standarden "TIA/EIA-568-A Commercial Building Telecommunications Wiring Standard" er der angivet to forskellige metoder for montagen af de enkelte par i stikkene. De hedder T568A og T568B.

Forskellen imellem T568A- og T568B-metoden er, at kablets par 2 og par 3 bytter plads i modulstikket. Der er ikke forskel på anvendelsen af netværkskablet, idet den er knyttet til kontaktstift-positionerne i modulstikket.

T568A

T568A kræves ifølge standarden til nye kabelinstallationer.

T568B - en option

For at tage hensyn til tidligere anvendte standarder (AT&T258A eller WECO) har man i standarden medtaget en "option", som hedder T568B.

Krydset Ethernet patch-kabel

Hvis man bruger T568A i den ene ende af kablet og T568B i den anden, så får men et såkaldt krydset patch-kabel. Det kan bruges til at forbinde 2 ens Ethernet netværksudstyr. F.eks. 2 stk. pc'er direkte med hinanden.

Skema T568A/B

Når man monterer et netværkskabel, så skal man bruge den samme metode i begge ender af kablet.

Således er de farvekodede ledninger placeret i et 8-polet modulstik:

(Klik her for: Udskriftsvenligt dokument med farvekoderne - PDF)

T568A

  T568B
Par
nr.
  Bundfarve Stribe/ring Kontakt-
stift nr.
Anvendelse for et
Ethernet NIC
100BaseTX
Bundfarve Stribe/ring   Par
nr.
3   Hvid     1 Tx + Hvid     2
3   Grøn 2 Tx - Orange   2
2   Hvid   3 Rx + Hvid     3
1   Blå 4   Blå   1
1   Hvid   5   Hvid     1
2   Orange 6 Rx - Grøn   3
4   Hvid   7   Hvid     4
4   Brun 8   Brun   4

Note:

Erfaringsmæssigt anvendes T568A og T568B således:

Patchkabler

Patch-kabler benyttes til at sammenkoble diverse netværkskomponenter. F.eks. pc til kabling, Hub (netværksudstyr) til kabling eller måske en pc direkte til en Hub. Udtrykket Patch-kabel stammer fra det engelske udtryk "patch up" (lappe sammen; flikke sammen; sammenstykke).

De patchkabler vi benytter er alle af typen UTP, 4 par og Cat5E og er monteret med et 8-polet modulstik (ofte betegnet som et RJ45) i begge ender. Et patch-kabel er sammensat af "multikore-ledere" og er derfor mekanisk fleksibelt. Det kan, i modsætning til kabler med massive ledere, tåle at blive "flyttet" rundt på uden at lederne knækker.

Her ses et patch-kabel med 8/8 modulstik.

 

Mange patchkabler er lavet efter T568B. Det giver dog ikke problemer, idet de uden videre kan benyttes i et LAN uanset om den faste kabling er udført efter T568A eller T568B. 

Straight through cable" og "crossed cable"

Når man bruger Ethernet patch-kabler, anvendes der 2 forskellige betegnelser, som angiver hvordan parrene i kablet er placeret i stikkene.

Normalt bruges der et "Straight-through cable" til at forbinde pc, kabling, hub osv.

Der kan i enkelte tilfælde være brug for et "Crossed cable".
Som tommelfingerregel skal der kun benyttes et Crossed cable, hvis man skal sammenkoble to ens udstyr. Et typisk eksempel er, hvis man skal koble 2 stk. Hub sammen.

Anvendelsen af "Crossed cable" er efterhånden erstattet af en automatisk funktion i netværksudstyrene. Det er den såkaldte "Auto MDI/MDIX" (Se MDI for flere detaljer).

Note

Der findes ældre udstyr, der har et såkaldt up-link stik (par 2 og 3 er byttede), således at man kan sammenkoble to ens udstyr med et "Straight-through cable".

Vær opmærksom på at up-link stikket kan være parallelkoblet med et andet stik på udstyret. Hvis dette er tilfældet, må man kun benytte enten det normale stik eller up-link stikket, men ikke dem begge to samtidigt.

Aktive netværkskomponenter

Aktive netværkskomponenter indeholder elektroniske kredsløb, der skal strømforsynes. De sørger for at modtage og afsende datapakker igennem netværkets kabler og stik, så de ankommer til den rette modtager. De skal:

Oversigt: Hub, Bridge, Switch, Router og Gateway

Når man skal lave et netværk, så er der, foruden kabling og stik, nogle grundlæggende aktive udstyr man kan benytte sig af. Alle udstyrene har en eller flere ind/udgange, som kaldes en "port". Alle portene er afsluttet i hvert sit stik, så de nemt kan forbindes til andet udstyr eller til kablingen ved hjælp af patchkabler.

Herunder uddybes udstyrenes funktioner.

Hub

En hub (EN/DK: et hjulnav, et samlingspunkt) benyttes til at forbinde flere dataudstyr sammen i en enhed.

Hver bruger forbindes til sin egen indgang/udgang (port) i hub'en. En hub modtager data fra en port, og sender det derefter ud til alle de andre porte på en gang.

I et netværk, der er forbundet ved hjælp af en hub, modtager alle tilsluttede pc'er alle data, men kun den pc, som datapakken er adresseret til, tager imod de udsendte data. Alle andre ignorerer datatrafikken, men er dog nød til altid at "lytte med" for at høre, om det er deres egen adresse, der sendes til. Hvis der er en stor mængde datatrafik i netværket skal pc'en altså bruge relativt meget tid på at "lytte" til dette. 

Der er ingen styring af hvornår den enkelte pc må sende data ud på netværket. Flere pc'er kan risikere at afsende data samtidigt, med det resultat at dataene "kolliderer" på netværket. Derfor kaldes et netværk, der samles i en hub, for et "kollisionsdomæne. Når der er sket en kollision må dataene kasseres, og pc'en venter så et tilfældigt valgt tidsrum, hvorefter den prøver at sende igen.

En hub arbejder med data op til OSI lag 2 og er uafhængig af protokoller fra højere lag.

Bridge

En bridge (EN/DK: en bro) benyttes til at opdele et stort netværk i to dele (segmenter / kollisionsdomæner). En bridge forbinder to segmenter, der benytter samme kommunikations-protokol til datatransporten.

Ved at opdele et netværk i flere segmenter opnår man to fordele:

Datamængden i de enkelte segmenter mindskes, så pc'erne får mindre datatrafik at "lytte til" (se forklaring under hub)

Risikoen for at der sker en datakollision bliver mindre.

En bridge holder systematisk datapakkerne adskilt imellem de to segmenter. Den overfører udelukkende datapakker fra det ene segment til det andet,  hvis datapakkens adressat ikke findes på det segment, som den afsendes på.

En bridge arbejder på "data link layer" (Layer 2) i OSI reference model, og er uafhængig af protokoller fra højere lag. Dvs. at den analyserer pakkernes destination på MAC adressen. Alle datapakker er "mærket" med en afsender- og en modtageradresse. Ved at overvåge alle datapakker fører en bridge en tabel over hvilke adresser, der findes på det enkelte segment.

Når bridgen modtager en datapakke noteres afsenderens adresse i tabellen, samt hvilket segment (hvilket fysisk stik på bridgen) afsenderen er tilsluttet. Efterfølgende undersøges det i tabellen, hvilket segment modtageren er tilsluttet.

Datapakkerne behandles således:

Hvis modtageradressen er tilsluttet samme segment, som datapakken blev afsendt fra, så sender bridgen ikke datapakken videre til det andet segment.

Hvis modtageradressen er tilsluttet det andet segment, så sender bridgen straks datapakken videre til det andet segment.

Hvis modtageradressen derimod er ukendt, så sendes en forespørgsel (en broadcast) ud til alle på det andet segment, modtageren svarer, og dennes adresse noteres i tabellen, så den er kendt til næste gang, og datapakken straks kan sendes i den rigtige retning.

Switch

En switch (EN/DK: skiftespor, kontakt) arbejder på samme måde som en bridge, men har flere porte. På den måde kan den opdele et netværk i mange netværkssegmenter (kollisionsdomæner).

Hvis man kun tilslutter en pc til hver port, vil man opnå en "reserveret" dataforbindelse imellem to pc'ere, som ønsker at udveksle data. Switchen "lærer", ud fra adresseoplysninger i  OSI Lag 2 (MAC-adressen), hvilken port den enkelte pc er tilsluttet, og udsender kun de modtagne data på den port, hvor den ønskede modtager er tilkoblet. En switch, der udelukkende arbejder på lag 2, udfører det der teknisk kaldes for "transparent bridging", og den er ikke afhængig af protokoller på lag 3. (Der findes switche som kan arbejde på både lag 2 og lag 3. Den tekniske betegnelse for det er: "multilayer switching").

Hvis switchen modtager en datapakke med en modtageradresse, som den ikke kender, udsender den en "broadcast" på alle porte for at spørge om hvilken port modtageren er tilsluttet. Når modtageren svarer, noteres det i en tabel hvilken port svaret kom fra, og den kan så huske, hvilken port den skal sende til, næste gang den modtager en pakke med samme modtageradresse.

Router

En router (EN/DK: en der planlægger en rejserute (kun i datasammenhæng)) benyttes til at adskille netværk i separate "broadcast" domæner og benyttes til at adskille forskellige netværk, der benytter samme type data-protokol. Routere arbejder på OSI lag 3 "network layer address" og er altså protokolafhængig på lag 3.

Gateway

En gateway (EN/DK: en indgang/udgang til et område) udfører det samme som en router, men den arbejder samtidigt som protokol-oversætter imellem netværk, der benytter forskellige typer data-protokoller.

Bemærk:

Brugen af betegnelserne router og gateway har igennem tiden været noget usikker, men den korrekte betydning er altså som ovenstående.

Modem

Modemmet (eller modemet om du vil; ingen ved hvordan det staves) er egentligt ikke en decideret netværks-"dims". Et modems opgave er at omsætte vores LAN's digitale datasignaler til analoge signaler, der kan sendes over en eller anden form for transmissionsforbindelse. Det skal altså sørge for at sammenkoble den sidste "dims" i vores netværk med den tjeneste, som giver os adgang til Internettet (vores WAN).

Transmissionsforbindelsen kan oprettes med mange forskellige metoder. Her er et par eksempler:

Software til netværksbrug 

For at kunne transportere data over et netværk, er det nødvendigt at benytte forskellige former for "aktiv" databehandling. Det udfører man ved hjælp af nogle forskellige software-programmer, samt programmer i de aktive netværkskomponenter. Vi skal heldigvis ikke selv lave programmerne, men skal "kun" opsætte nogle parametre i dem, således at de passer til netop vores netværk. I første omgang vil vi se på, hvad nytte de forskellige software-programmer gør.

PC'ens grundlæggende netværksprogrammer er:

Herunder er lidt uddybning af hvad de forskellige programmer bruges til. Installation og opsætning af disse programmer i Windows gennemgås senere.

Protokol

En protokol gør det muligt for pc'en at sende (og modtage) data, så de når sikkert frem til modtageren. En data-protokol er en aftale om, hvordan informationer (data) skal sendes og modtages over netværket. Et typisk eksempel på hvordan en protokol kan hjælpe til at overføre informationer er:

Du kommer hjem, træder ind af døren, og du ved at dit barn er hjemme. Du råber: "Hallo, hvor er du henne?" Og barnet svarer: "Her!". Du skal altså herefter lytte eller gætte dig til hvor "Her!" egentlig er i huset?

Vi kan let forbedre ovenstående, hvis vi aftaler en simpel "hvor-er-du-protokol". Du råber: "Hallo, hvor er du henne?. Så er svaret: "Her, i <lokale>"; F.eks.: "Her, i stuen!". Straks er svaret meget mere anvendeligt.

For at sikre at informationen når frem til modtageren, og at den indeholder den samme information, som der blev afsendt, så går dataprotokoller flere trin videre. Uden at gå i tekniske detaljer foregår transport af data på Internettet med en TCP/IP-protokol på denne måde:

  1. Et softwareprogram afleverer nogle data.
  2. Dataene opdeles i passende stykker, og de pakkes i passende små pakker.
  3. Det noteres, hvad der er i hver pakke, og pakken mærkes med dette.
  4. Pakken mærkes også med et løbenummer, en modtager- og en afsenderadresse, samt hvor lang "levetid" den må have (Pakken kan altså blive for gammel, og må smides ud).
  5. Afsenderen beholder en kopi af pakken, for at sikre at pakken kan sendes igen, hvis der skulle blive brug for det.
  6. Pakken afleveres til netværket.
  7. Afsenderen venter nu i pakkens levetid (+ en aftalt tid) på en kvittering fra modtageren for at en pakke med det noterede løbenummer er blevet modtaget korrekt. Modtages kvitteringen ikke, kan pakken sendes igen et aftalt antal gange, indtil afsenderen må antage, at modtageren ikke kan modtage noget som helst, og dermed må opgive afsendelsen,.
  8. Mens afsenderen venter, sender de forskellige netværkskomponenter pakken videre til hinanden imod modtagerens adresse. Hver netværkskomponent checker også om pakkens levetid er overskredet. Er den det, betragtes det som om det er umuligt at aflevere den, og pakken smides ud.
  9. Når modtageren får pakken, kontrolleres det at indholdet svarer til det på pakken noterede.
  10. Modtageren sender en kvittering tilbage til afsenderen om at en pakke er korrekt modtaget og hvilket løbenummer den har. Hvis modtageren af pakken ikke godkender indholdet, sendes der besked tilbage om dette, og afsenderen sender blot endnu en kopi af pakken.
  11. Afsenderen får sin længe ventede kvittering og sletter sin kopi af pakken. Der er klar til afsendelse af næste pakke.

På den måde sikres det, at datapakkerne når sikkert frem til modtageren. Der findes mange forskellige protokoller, som tjener forskellige transmissionsformål, men det skal vi ikke komme nærmere ind på her.

Serviceprogram

Et serviceprogram gør det muligt for en bruger af en netværkstilkoblet computer at udbyde data og fysiske enheder til deling over et netværket. Delte data og enheder på et netværk betegnes ofte med "ressourcer".

En netværksressource er f.eks. en printer, der kan bruges af alle på netværket, eller et område på en harddisk, der kan benyttes af alle. I daglig tale kaldes dette at "dele" en printer eller "dele" en mappe.

Det er udbyderen af ressourcerne, der bestemmer hvem der må bruge dem, og hvordan de må bruges. Afhængig af hvad "udbyderen" ønsker, kan det vælges, om der skal benyttes en kode for at kunne koble sig til, samt om brugeren kan både læse og skrive data, eller om der kun kan læses data.

Klientprogram

Et klientprogram gør det muligt for en bruger af en netværkstilkoblet computer, at bruge delte data og fysiske enheder, der er udbudt af andre, på netværket.

Klientprogrammet samarbejder med et serviceprogram på den pc som man ønsker at bruge en ressource på. Det vil bede dig om at indtaste et brugernavn og et password, hvis det kræves af serviceprogrammet på den computer, der udbyder den delte ressource.

Copyright - © - Ophavsret - Arne Crown

www.infrateket.dk

AP007-1 /2018-01-16 23:12

Cookie og Privatlivspolitik