Umrežavanje i osnove računarskih mreža

Umrežavanje računara

Računarske mreže su postale sastavni deo svakog poslovnog okruženja, a zahvaljujući razvoju tehnologije i potrebe različitih uređaja za pristup internetu sve je više i korisnika kućnih mreža. U ovom tekstu pokušaćemo da objasnimo osnove umrežavanja i mrežne opreme, kao i neke od prednosti koje Vam mreže mogu doneti.

Pre nego što krenemo da pišemo o samim uređajima za umrežavanje, osvrnućemo se ukratko na prednosti koje mreže donose kućnim i poslovnim korisnicima.

Kućne mreže se najčešće koriste za deljenje pristupa internetu između više uređaja. Ranijih godina umrežavanje više računara bio je glavni razlog za postavljanje kućne mreže, međutim ekspanzijom pametnih uređaja sada pored računara imamo i brojne druge uređaje čije pojedine funkcije zavise od pristupa internetu – poput mobilnih telefona, tablet računara, Smart televizora, IPTV risivera i drugih. Osim pristupa internetu kućne mreže nude i mogućnost razmene podataka između povezanih uređaja, strimovanje multimedijalnih fajlova, pristup IP kamerama i druge funkcije.

Iako po funkcijama koje nude profesionalne mreže u nekim slučajevima izgledaju vrlo slično kućnim, profesionalne mreže se pre svega razlikuju po veličini, pouzdanosti i mogućnosti proširenja. Sa poslovnog aspekta, mreže osim deljenja pristupa internetu takođe nude i druge pogodnosti kao što je razmena fajlova i dokumenata između računara tj. zaposlenih, umrežene štampače koje dele svi računari u mreži čime se štedi na prostoru i održavanju, zatim zajednički pristup nekom serveru ili NAS mrežnom skladištu za podatke, kao i mnoge druge pogodnosti. Veće profesionalne mreže uglavnom koriste napredniju mrežnu opremu koja je pouzdanija i omogućava mrežnim administratorima detaljno podešavanje svih parametara mreže, dok se kod manjih kancelarijskih mreža često koristi ista oprema kao i kod kućnih mreža zbog znatno povoljnije cene i jednostavnijeg podešavanja.

Svičevi

dgs-105-switch-blogSvičevi (switch) predstavljaju najjednostavnije aktivne mrežne uređaje čija ja uloga da povežu nekoliko mrežnih uređaja u istoj mreži. Na primer, svič u lokalnoj mreži može da poveže računare, štampače i servere, kreirajući na taj način mrežu deljenih resursa. Jednostavnije gledano, svič služi kao kontroler koji usmerava komunikaciju između više umreženih uređaja, omogućavajući razmenu podataka između istih. Obzirom da je princip rada veoma jednostavan, svičevi omogućavaju korisnicima da lako umreže uređaje i to po vrlo povoljnoj ceni.

Postoje dve vrste svičeva, i to:

  • Neupravljivi (unmanaged) – jednostavni svičevi koji automatski usmeravaju komunikaciju između uređaja i ne zahtevaju nikakva podešavanja od strane korisnika. Ovi svičevi su prevashodno namenjeni za kućne mreže, ali se mogu koristiti i kod manjih kancelarijskih mreža. Prednost ovih svičeva je izuzetno povoljna cena, a nedostatak nemogućnost podešavanja istih što ih često čini neupotrebljivim u većim profesionalnim mrežama koje zahtevaju specifična podešavanja.
  • Upravljivi (managed) – za razliku od neupravljivih ovi svičevi imaju mogućnost podešavanja načina rada pa se mogu bez problema integrisati u mrežni sistem bilo kog tipa i veličine. Ovi svičevi dozvoljavaju nadzor i upravljanje mrežnim saobraćajem, kako lokalno tako i sa udaljene lokacije kroz mrežu. Retko se koriste kod kućnih mreža pre svega zbog veće cene u odnosu na neupravljive svičeve.

Glavna odlika svičeva jeste broj portova (mrežnih konektora). Ovaj broj određuje koliko uređaja je moguće povezati na svič i najčešće dolazi u konfiguracijama sa 5, 8, 16 i 24 porta.

Još jedna karakteristika koju je bitno napomenuti kod svičeva jeste PoE podrška. PoE termin predstavlja skraćenicu za napajanje kroz mrežu (Power over Ethernet) i ima široku primenu, posebno kod IP video nadzora. PoE svičevi pored podataka mogu da prenose kroz mrežni kabal i struju određenog napona koja se može koristiti za direktno napajanje uređaja poput IP kamera i bilo kojih drugih mrežnih uređaja koji podržavaju PoE napajanje. Ova mogućnost može biti izuzetno značajna kod mrežnih sistema na koji su povezane i IP kamere jer nije potrebno voditi računa o blizini utičnice za napajanje kamere obzirom da ih je moguće napajati kroz mrežni kabal.

Pored svičeva postoje i mrežni hub-ovi, ali ovi uređaji su uveliko prevaziđeni pa nećemo pisati detaljnije o njima. Ukratko, hub je uređaj vrlo sličan sviču, ali za razliku od sviča gde svaki povezani uređaj ima svoj port pune brzine, kod hub-a povezani mrežni uređaji dele brzinu jednog porta.

Ruteri

Ruteri su druga bitna komponenta kada je u pitanju aktivna mrežna oprema i koriste se da povežu različite mreže. Na primer, ruter se koristi kad želite da podelite internet konekciju između uređaja koji su povezani u lokalnu mrežu, jer u tom slučaju internet predstavlja drugu mrežu. Pored toga, u zavisnosti od modela ruter može da ima i neke druge funkcije poput Firewall zaštite koja sprečava upade sa interneta na lokalnu mrežu, funkciju print servera i druge.

Kod rutera razlikujemo dve vrste rutera – žičani i bežični ruter.

Žičani ruteri koji se danas koriste uglavnom spadaju u profesionalan segment i namenjeni su za profesionalne mreže gde je pouzdanost i stabilan protok prioritet, pogotovu ako se radi o velikim mrežnim instalacijama sa mnogo uređaja. Slično svičevima i žičane rutere odlikuje određeni broj portova za povezivanje mrežnih uređaja, ali se ovaj broj portova može lako proširiti dodavanjem sviča nakon rutera.

W311R_TendaBežični ruteri predstavljaju najpopularniji vid povezivanja i široko su rasprostranjeni kod svih tipova mreža. Ovi ruteri pored funkcija koje poseduju standardni žičani ruteri imaju i bežičnu mrežu koja omogućava uređajima sa Wi-Fi konekcijom da se bežično povežu na ruter i internet kada su u dometu.

Bežični ruteri se zbog svoje fleksibilnosti mogu koristiti u skoro bilo kojoj mreži – koriste se za kućne mreže, za besplatan Wi-Fi u ugostiteljskim i drugim objektima, u kancelarijama, hotelima, pojedinačnim prostorijama u poslovnom prostoru sa većom mrežom i na mnogim drugim mestima.

Što se karakteristika rutera tiče, napomenućemo one najbitnije:

  • Brzina – brzina bežičnog prenose određuje se standardom koji ruter koristi. Savremeni ruteri koriste N standard koji omogućava brzine od 150Mbps i veće, što je sasvim dovoljno za potrebe interneta, prenosa fajlova u kućnoj mreži i strimovanja HD video sadržaja kroz mrežu.
  • Domet – maksimalni domet rutera određen je snagom i brojem antena koje ruter ima, ali treba imati u vidu da na domet takođe utiču brojni faktori poput debljine i materijala zidova, pa shodno tome deklarisani domet treba uzeti sa rezervom. Neki ruteri imaju odvojive antene koje je po potrebi moguće zameniti jačim za veći domet. Pored toga pojedini ruteri takođe podržavaju i međusobno umrežavanje (WDS bridge funkcija) za potrebe povećanja pokrivenosti bežičnim signalom, a postoje i posebni namenski uređaji sa istom funkcijom (Wireless repeater).
  • Bezbednost – većina savremenih rutera ima funkciju Firewall-a koja uspešno blokira neželjeni pristup mreži sa udaljene lokacije, a pored toga preporučuje se i zaključavanje Wi-Fi mreže rutera kako bi se sprečio neželjeni pristup lokalnoj mreži. Ruteri najčešće podržavaju WEP, WPA i WPA2 metode zaštite, a mi preporučujemo upotrebu WPA2 metode sa šifrom malo veće dužine.

Kablovi

Mrežni kablovi tipično dolazi u dve varijante:

  • Patch kablovi – kablovi standardizovanih dužina sa fabrički postavljenim RJ-45 konektorima na krajevima. Ovi kablovi su pogodni za različite namene i koriste se kod svih vrsta mreža. Posebno su popularni za kućne mreže jer su odmah spremni za upotrebu (konektori su već postavljeni na kablove).
  • Instalacioni kablovi – mrežni kablovi velikih dužina bez konektora. Namenjeni su za postavljanje trajnih mrežnih instalacija ili izradu patch kablova specifičnih dužina. Tipično dolaze u obliku koturova (bulk pakovanje) dužine 305 ili 500m i nakon postavljanja potrebne dužine i sečenja, na krajeve kabla se posebnim alatom postavljaju RJ-45 mrežni konektori ili utičnice.

Kod mrežnih kablova razlikujemo nekoliko manje ili više bitnih karakteristika, pa ćemo za svaku od njih napisati sažeto objašnjenje.

1. Kategorija kabla

Kategorija kabla predstavlja najbitniju karakteristiku kod izbora kablova. Kod kablova različitih kategorija vrlo je teško uočiti fizičke razlike (više o tome kasnije), međutim ono što kategorija govori o kablu jeste standard po kome je kabal izrađen i testiran, te prema tome određuje maksimalnu brzinu mreže koju taj kabal podržava. Kablovi većih kategorija se rigoroznije testiraju i sertifikovani su za mreže većih brzina, a od kategorija za mreže se najčešće koriste:

  • Cat5/Cat5e – ova kategorija kabla je trenutno najrasprostranjenija i testirana je za mreže od 100Mbps (100MHz test). Cat5 kablove polako menjaju unapređeni Cat5e (enhanced) kablovi koji su takođe kompatibilni i sa gigabitnim mrežama. Kablovi ovih kategorija se najčešće koriste kod kućnih i kancelarijskih mreža i imaju sasvim dovoljan protok za pristup internetu, deljenje fajlova i strimovanje HD sadržaja kroz mrežu.
  • Cat6 – ova kategorija je u potpunosti testirana za mreže od 1Gbps (250MHz test) i predstavlja dobar izbor po pitanju odnosa cene i mogućnosti ukoliko planirate novu mrežu. Obzirom da gigabitne mreže još uvek nisu previše zastupljene, ovi kablovi su dobra investicija jer neće biti potrebno menjati ih duži period. Koriste se prvenstveno kod profesionalnih mreža, ali i kod naprednijih kućnih mreža ukoliko se iste koriste za zahtevnije stvari poput prebacivanja veće količine podataka. Cat6 kablovi takođe delimično podržavaju i mreže od 10Gbps, tj. do dužine kabla 55m.
  • Cat6A – unapređena verzija Cat6 kablova koja je u potpunosti kompatibilna sa 10Gbps mrežama (500MHz test). Koriste se kod profesionalnih mreža.
  • Cat7 – ova kategorija kabla ima bolju zaštitu od smetnji, sertifikovana je za ultra brze mreže i testira se rigoroznije (900MHz i više). Kablovi iz ove kategorije namenjeni su za 10Gbps mreže u profesionalnim mrežnim sistemima i radnim uslovima gde ima puno smetnji. Teoretski može da podrži i neke buduće mreže brže od 10Gbps.

2. Tip kabla

Kada je u pitanju tip kabla (fizičke karakteristike), razlikujemo nekoliko vrsta kablova, ali pre nego što pređemo na njih objasnićemo prvo sastav mrežnog kabla.

Malo istorije, Aleksandar Grejam Bel je 1881. otkrio da uvrtanje provodnika u telefonskom kablu smanjuje smetnje prouzrokovane naponskim kablovima pored kojih je postavljan telefonski. Ovaj princip je kasnije postao osnova i za sve mrežne kablove kako bi se eleminisale međusobne smetnje između provodnika unutra kabla (XT) i smetnje usled drugih kablova u blizini (AXT).

Osnovna struktura mrežnih kablova se sastoji od 8 provodnika koji su uvrnuti u parovima (Twisted Pairs) i spoljašnjeg omotača. Broj uvrtanja po jedinici dužine nije standardizovan, ali se razlikuje po kategoriji kablova pa tako kablovi većih kategorija imaju i veći broj uvrtanja kako bi se smanjile smetnje i omogućile veće brzine.

twist-comparison
Broj uvrtanja po inču kod kablova različitih kategorija

Pored zaštite uvrtanjem provodnika postoje i druge vrste zaštite prema kojima određujemo sledeće tipove kablova:

  • UTP (Unshielded Twisted Pairs) – osnovni tip mrežnog kabla bez specijalnih zaštita, pogodan za kućne mreže, povezivanje računara sa svičem/ruterom i slične namene
  • STP (Shielded Twisted Pairs) – mrežni kabal koji ispod omotača ima zaštitnu foliju (folija ide oko svih parova provodnika). Ovaj kabal je pogodan za trajne instalacije u zidovima ili uz neke druge kablove.
  • FTP (Foiled Twisted Pairs) – mrežni kabal kod koga su parovi provodnika individualno zaštićeni (svaki uvrnuti par ima posebnu zaštitnu foliju). Pruža bolju zaštitu od smetnji od STP kablova pa se obično koristi kod profesionalnih mreža gde ima mnogo kablova koji mogu da budu potencijalni izvori smetnji.
  • SFTP (STP+FTP) – kombinacija prethodnih kablova, parovi provodnika imaju individualnu zaštitu (FTP) i zaštitnu foliju ispod omotača (STP). Ovakvi kablovi se najčešće koriste u industrijskim uslovima gde ima mnogo smetnji.
tip-mreznog-kabla
Šematski prikaz kablova sa različitom zaštitom

3. Tip omotača kabla

Prema spoljašnjem omotaču provodnika razlikujemo dve vrste kablova:

  • PVC – standardni kablovi sa omotačem od PVC plastike koji se najčešće koriste kod kućnih i kancelarijskih mreža gde nema mnogo kablova.
  • LSZH (Low Smoke Zero Halogen) – kablovi sa specijalnim omotačem koji kada je zapaljen ne emituje hidrogen-hlorid. Ovi kablovi se koriste kod masivnih instalacija gde ima mnogo mrežnih kablova pa eventualni požar može da izazove oslobađanje velikih količina otrovnih gasova, ili pak u prostorijama sa slabom ventilacijom.

Pored standardnih mrežnih kablova postoje i fiber-optički kablovi koji se koriste kod profesionalnih mreža i za prenos podataka na velikim razdaljinama pa o njima nećemo pisati ovom prilikom.

Umrežavanje računara i mrežna oprema su vrlo široka tema o kojoj se može pisati mnogo više od ovih par stranica, pogotovu ako se piše sa generalnim pristupom. Nadamo se da smo uspeli ovako ukratko da objasnimo neke osnove termine, u narednom periodu potrudićemo se da obradimo i neke uže teme o umrežavanju koje će biti interesantnije od osnova.

Ukoliko imate neko pitanje, predlog ili kritiku, ostavite nam komenar ispod teksta ili nas kontaktirajte.

Recite nam svoje mišljenje...