Opakovač
– repeater
Přenos signálu po vedení v rámci počítačových sítí,
ať už po koaxiálním kabelu, kroucené dvojlince nebo
optickém kabelu podléhá určitým omezením, vyplývajícím
jak z fyzikálních vlastností samotného média, tak
také z typu počítačové sítě, standardů a doporučení.
Jedním z nejdůležitějších omezení pro Ethernet je
maximální délka souvislého kabelového úseku, která
činí pro tenký koaxiální kabel 185 m, pro tlustý
koaxiální kabel 500 m, pro kroucenou dvojlinku 100 m a
pro vícevidový optický kabel 1920 m.
Potřebujeme-li překlenout vzdálenost větší, než výše
uvedenou, musíme na konci úseku umístit zařízení
zvané opakovač, které signál přijme, odstraní
deformace, obnoví původní tvar signálu, zesílí a vyšle
do všech ostatních segmentů, které jsou k němu připojeny.
Opakovač, jak název říká, pouze v reálném čase
opakuje přijatý signál, lze ho proto zařadit na nejnižší
– fyzickou vrstvu sítě. Způsob úpravy signálu však
vychází z nejblíže vyšší vrstvy – linkové, což
znamená, že pro každý typ sítě, např. Ethernet,
nebo Token–Ring, musí být opakovače speciální
konstrukce a nelze je vzájemně zaměňovat.
Identifikaci obsahu signálu a informace o směrování
toku dat, řídicí signály a ostatní systémová data
umožňují zařízení, která pracující minimálně
ve druhé vrstvě ISO/OSI modelu – spojové. Nazývají
se mosty (bridge) a dokáží identifikovat adresy odesílatele
a příjemce. Jim se budeme věnovat někdy příště.
Prodlužovat délku kabelového vedení nelze z výše
uvedených důvodů do nekonečna, a tak i nasazení
opakovačů má svá omezení:
za sebou lze
zapojit maximálně 5 kabelových segmentů pomocí
4 opakovačů, přičemž lze kombinovat
jednotlivá přenosová média
mezi dvěma uzly (připojenými
počítači) mohou být maximálně 2 opakovače.
Potřebujeme-li
propojit vzdálenost větší než 5 segmentů, máme k výběru
několik řešení:
použít k
propojení mosty (bridge), které umožní pomocí
opakovačů navázat další segmenty
zvolit jinou
topologii sítě
vybrat jiné přenosové
médium
kombinace předchozích
možnostíPro názornost si ukažme nejčastější
příklady použití opakovačů v síti sběrnicového
typu, postavené na koaxiálním kabelu a hvězdicového
typu s kroucenou dvoj-linkou.
První opakovače měly pouze dva BNC konektory
Vývoj v poslední době přinesl
především vyšší spolehlivost a
miniaturizaci. A tak dnes plní uvedené funkce
miniaturní opakovače kapesního formátu –
microrepeatery, které lze rozdělit na dvou– a
víceportové.
Rozbočovač – hub (čti hab)
Víceportové opakovače rozvětvují signál přijatý
z jednoho segmentu do všech ostatních připojených
segmentů. V podstatě se jedná o vícenásobný
opakovač, který našel uplatnění v sítích
hvězdicové, případně stromové struktury
jako rozvětvovací element vedení z kroucené
dvojlinky, nebo optických kabelů. To jsou totiž
média, která umožňují propojení pouze dvou
bodů – uzlů ( ne jako koaxiální kabel, kde
na jeden segment lze připojit až 30 stanic) a nutně proto potřebují
zařízení, která signál rozvětví.
Tomuto multiportovému opakovači se také
říká hub – rozbočovač.
Přesně
definované rozhraní mezi opakovačem a rozbočovačem
neexistuje, jak dokazují řada výrobci, kteří
zařízení stejné funkce nazývají tak či
onak.
Pro nasazení rozbočovačů v síti platí stejná
základní pravidla jako pro opakovače a tak lze
kombinovat víceportové rozbočovače pro rozvětvení
signálu a dvouportové opakovače pro prodloužení
síťové větve.Podle konstrukce lze rozbočovače
rozdělit do tří skupin:
samostatné
– do cca 48 portů, s interním nebo
externím napájecím zdrojem, určené
pro malé sítě s nevelkými požadavky
na správu sítě
modulární
– do několika set portů, základ tvoří
šasi s vlastním zdrojem a vnitřní
segmentovanou sběrnicí, je vhodný pro
velké sítě, umožňuje začlenit a
kombinovat různé moduly – rozbočovače
s různými porty, mosty, přepínače a
směrovače (hub, bridge, switch a router).
Obvykle bývá vybaven funkcí "Hot
Swapping" – korektní výměna
jednotlivých modulů zařízení pod napětím,
která dovoluje při zjištění chyby,
nebo rekonfiguraci kterýkoliv modul vyměnit
bez potřeby vypnutí napájení.
stohovatelné
– pro středně velké sítě. Skládají
se z jednotek, které mohou pracovat
samostatně, nebo jejich spojením
vznikne jedno logické zařízení. Pro
jeho správu stačí, aby jediná
jednotka byla řídicí a ostatní řízené
(master – slaves).
Stohovatelný rozbočovač je cenově výhodnější
než modulární a lze jej postupně rozšiřovat
připojováním dalších jednotek. Ideální místo
nasazení patří do postupně se rozvíjejících
sítí. Samostatné rozbočovače obsahují od4
do 48 portů, nejčastěji konektory RJ45. V rámci
univerzálnosti je dnes většina konektorů RJ45
stíněných, takže je lze využít pro stíněnou
i pro nestíněnou kabeláž z kroucené
dvojlinky.
První z nich bývá obvykle vybaven přepínačem
označeným MDI/MDI–X, který slouží k
propojení rozbočovačů do kaskády (za sebou)
pomocí kabelů s přímým propojením konektorů.
Chceme-li pro kaskádování využít jiný port,
musíme použít tzv. cross–kabel, který má překřížené
vysílací a přijímací páry. Kromě základního
počtu konektorů RJ45 bývají některé rozbočovače
vybaveny i konektorem BNC pro připojení koaxiálního
segmentu, případně konektorem AUI, který
prostřednictvím transceiveru umožňuje připojení
k libovolnému médiu. Běžné jsou i rozbočovače
s 8 nebo 16 konektory BNC pro koaxiální sítě,
nebo s 6 resp. 12 optickými konektory. Pro sítě
typu Ethernet jsou nejrozšířenější ST
konektory, pro FastEthernet se standardem stávají
SC konektory.
Zvláštní pozici zaujímají víceportové
rozbočovače osazené TELCO konektory RJ21.
Jeden konektor RJ21 nahrazuje 12 konektorů RJ45.
Tyto rozbočovače se používají k propojení páteřních
nebo neobsazených segmentů sítě, kde vede
jedním směrem vedle sebe více větví a
nahrazují 12 nebo 24portové rozbočovače.
Kabelové vedení je realizováno 50 nebo 100žilovými
kabely, zakončenými na druhém konci segmentu v
propojovacím panelu konektory RJ45.
Maximální přenosová kapacita rozbočovače (hubu)
odpovídá typu sítě – pro Ethernet 10 Mbps,
pro FastEthernet 100 Mbps, o ni se musí podělit
všechny porty rozbočovače. Tomu se říká tzv.
"shared" – sdílený Ethernet.
Praktickým důsledkem může být citelné zpoždění
doby odezvy při větším počtu současně
aktivních stanic, neboť počet žádostí o vysílání
a tím i pravděpodobných kolizí roste. Jednou
z cest, jak situaci zlepšit, je použití
segmentovaného backplane, který rozdělí rozbočovače
resp. jejich porty do několika skupin s plnou
šíří pásma. Při tomto dělení uživatelů
do pracovních skupin je nejvhodnější vycházet
z potřeb časté vzájemné komunikace. Vytváření
skupin prostřednictvím segmentované sběrnice
má jednu nevýhodu – příslušnost portů do
skupin nelze měnit. Proto jsou některé rozbočovače
vybaveny schopností vytvářet virtuální LAN (VLAN)
a dynamicky přidělovat porty do jednotlivých
pracovních skupin na základě softwarové
konfigurace. Počet segmentů je obvykle menší
než počet portů. Tato vlastnost se nazývá
"Port–switching". Chceme-li však využít
tohoto rozdělení provozu do skupin, musíme
takto rozsegmentovaný rozbočovač, resp. každou
skupinu propojit prostřednictvím aktivního
prvku pracujícího na úrovni 3.vrstvy ISO/OSI
modelu – síťové, který se nazývá router
– směrovač. Jedině ten dokáže uzavřít
komunikaci uvnitř segmentu a propustí dále
pouze pakety adresované stanicím vně segmentu.
