Нетипичные варианты сетей
Кроме описанных ранее типов сети, также можно отметить еще несколько вариантов, имеющих некоторую специфику. Например, кроме уже устоявшихся стандартов типа 802.3 и 802.11, существуют стандарты HomePNA, HomePlug и другие, которые в качестве физической среды передачи данных используют специфические способы, например существующую телефонную или электрическую проводку. Кроме того, к подобным сетям смело можно отнести и «домашнюю» сеть, так как она, как правило, представляет собой хаотично построенную сеть с только создателю известной топологией и стандартом передачи данных.
Сеть из телефонной проводки
Использование телефонной проводки в качестве физической среды для создания сетей практикуется уже достаточно давно, а если точнее, то примерно с середины 90-х годов. Подобный подход абсолютно оправдан: почему бы не использовать уже имеющуюся в здании телефонную проводку, если это возможно? Как бы дико такой способ обмена информацией между компьютерами ни выглядел, он существует и работает, причем способен функционировать там, где любой другой вид связи не проходит.
Инициатором такого способа передачи данных стала малоизвестная фирма Tut Systems, предложившая способ передачи информации со скоростью 1 Мбит/с. На то время, конечно, существовали и более продвинутые варианты передачи данных, тем не менее такой способ понравился многим. Как результат был сформирован альянс HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance), который и взял в руки дальнейшую судьбу стандарта.
Сегодня существует два стандарта такой сети: HomePNA 1.0 и HomePNA 2.0. Главные отличия между ними – скорость и дальность передачи данных. Так, если стандарт HomePNA 1.0 подразумевает передачу данных на скорости до 1 Мбит/с на расстояние до 150 м, то стандарт HomePNA 2.0 позволяет делать то же самое со скоростью 10 Мбит/с и на расстояние до 350 м. При этом может обслуживаться до 32 рабочих мест.
Известно также, что ведется работа над стандартом HomePNA 3.0, который обеспечивает скорость передачи данных до 128 Мбит/с. Хотя стандарт еще не принят, в продаже уже можно найти устройства подобного рода.
Чем же выгодна такая сеть? Вот только несколько причин, почему стоит использовать сети из телефонной проводки:
• возможность использования телефонной проводки любой (!) топологии;
• высокая защита от шумов разной интенсивности;
• использование проводки с разными характеристиками, которые могут динамически изменяться со временем или при определенных условиях;
• параллельная работа с установленными в линию устройствами, такими как модемы, факсы и т. д.;
• расширяемость сети;
• как показала практика, в качестве носителя можно брать не только телефонный провод, но и любой другой, например коаксиал; кроме того, можно использовать даже скрутки из неоднородных материалов, при этом наблюдается повышение скорости работы сети до 15–20 Мбит/с.
Конечно, по многим причинам сеть стандарта HomePNA не может служить полноценной локальной сетью со многими рабочими местами. Дело в том, что теоретические показатели сети всегда гораздо выше реальных. Однако можно сказать точно, что с помощью адаптеров HomePNA можно спокойно создать сеть из нескольких компьютеров в одной или двух комнатах. Кроме того, плюс HomePNA – возможность легко входить в состав проводной или даже беспроводной сети или наоборот – служить удлиняющим мостом между существующими проводными или беспроводными сегментами сети. Для этого в продаже имеются соответствующие устройства– HomePNA-адаптеры (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Внешний вид HomePNA-адаптера
Для создания сети потребуется лишь данный адаптер и кусок кабеля с обжатыми коннекторами RJ-11 (телефонный разъем). Настраивается сеть аналогично проводной сети, так как в сетях HomePNA используется тот же алгоритм передачи данных.
Сеть из электрической проводки
Вряд ли найдется здание, в котором бы не была проложена электропроводка. Как и в случае с сетями стандарта HomePNA, лет десять назад началась разработка стандартов сети, позволяющих использовать в качестве физической среды передачи данных обычную электропроводку.
Такое рвение оправданно, так как позволяет проложить сеть там, где невозможно использование других вариантов, например в подвалах, бункерах и т. п. Кроме того, подобную сеть спокойно можно использовать и в офисе или дома, когда в сеть необходимо подключить небольшое количество компьютеров.
Примерно в 2000 году был создан альянс HomePlug Powerline Alliance, в который вошло около 13 крупнейших компаний, связанных с сетями, таких как AMD, 3Com, Cisco Systems, Hewlett-Packard, Intel, Motorola и другие. Целью альянса стала разработка стандарта с устойчивыми параметрами передачи данных с учетом всех особенностей электрической проводки.
Результатом работы альянса стало появление стандарта HomePlug 1.0, позволяющего достичь теоретической скорости передачи данных 10 Мбит/с на расстоянии до 300 м. Однако 300 м – это совсем не предел. Возможны несколько вариантов обмена информацией с использованием определенных сетевых адаптеров.
• Низкоскоростной обмен – длина сети может исчисляться десятками километров, однако скорость передачи данных очень низкая и может составлять десятки бит. Подобная скорость передачи данных используется для пересылки служебной информации малого объема.
• Среднескоростной обмен – подразумевает длину сети в несколько километров со скоростью передачи данных до 50 Кбит/с. При этом используется полоса частот 50-533 Гц. Такой скорости уже вполне хватает, если необходимо удаленно управлять устройствами.
• Высокоскоростной обмен – наиболее приемлемый режим, используемый для организации офисных и домашних сетей. Длина сети может составлять 300 м и более, при этом скорость передачи данных наиболее высокая. Для достижения высокой скорости используется диапазон частот 1,7-30 МГц и метод мультиплексирования с ортогональным разделением частот OFDM, который также используется для работы и в беспроводных сетях.
Стоит также отметить, что существует развитие стандарта HomePlug 1.0 с названием HomePlug Turbo. Главное его отличие – скорость передачи данных, которая теоретически составляет 85 Мбит/с. Это означает, что можно подключить большее количество устройств и получить приемлемую скорость работы сети.
Из недостатков сети можно отметить сильную зависимость от шумов в проводке и достаточно сильное затихание сигнала при увеличении длины сети. Кроме того, крайне нежелательно подключать адаптеры к разного рода фильтрам и выпрямителям.
Чтобы подключить компьютер к сети, используется специальный Powerline-адаптер, который можно встретить в разных исполнениях. Наибольшее распространение получили PCI-устройства и Ethernet-конвертеры, которые подключаются к установленному в компьютере сетевому адаптеру с разъемом RJ-45 (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Внешний вид Powerline-адаптера
Что касается безопасности в сети, то для шифрования данных используется стандарт DES (Data Encryption Standard), подразумевающий использование 56-битного ключа шифрования. Как и в Ethernet-сетях стандартов IEEE 802.3 и IEEE 802.11, используется МАС-адрес для идентификации устройства. Аналогично с беспроводными сетями используется идентификатор сети Private Network Name.
Параметры сети настраиваются стандартным способом, что не вызывает никаких сложностей. По умолчанию все адаптеры подобного рода имеют одинаковый идентификатор сети, поэтому следует обязательно позаботиться о его смене, чтобы не увидеть в своей сети незваных гостей, которые территориально могут находиться в другом здании или даже на другом конце квартала.
Сеть из двух компьютеров
Очень часто случается, что нужно постоянно или разово быстро переписать большой объем информации с одного компьютера на другой, рядом стоящий. При этом использовать какие-то средства переноса данных нежелательно или просто лень. В этом случае элементарно можно организовать сеть из двух компьютеров, благо способов это сделать существует достаточно много.
Аналогичный вопрос часто возникает в домашних условиях, когда в обиходе имеется два компьютера. Правда, причины для этого несколько другие, обычно носящие развлекательный характер, однако это не играет никакой роли. Такая же ситуация может возникнуть в малых офисах, где работает около десяти человек и установлено только две машины, которые нужно объединить в производственных целях, например для работы с единой базой данных.
В данной главе рассматриваются разные варианты соединения компьютеров. Каждый из них имеет свои недостатки и преимущества. Так, разные способы соединения двух компьютеров определяют максимальную скорость обмена данными между ними. Поэтому вопрос определения оптимального по показателям цена/качество/скорость варианта ложится на самого пользователя исходя из конкретной ситуации.
Данное соединение подразумевает использование специального нуль-модемного кабеля, подключенного к коммуникационным портам (LPT или СОМ) на компьютерах, которые нужно соединить.
Скорость такого соединения нельзя назвать достаточной, так как она ограничена скоростью коммуникационного порта, которая, например, при использовании СОМ-порта составляет всего 115 Кбит/с. Однако если планируется обмениваться информацией малого объема, например служебной информацией, то такой скорости вполне может хватить. Тем не менее лучше использовать более скоростной вариант, тем более что стоимость его создания может оказаться не такой уж и большой.
Сегодня поддержка технологии Bluetooth есть практически везде, начиная с бытовых приборов и заканчивая мобильными телефонами и компьютерами. Именно этот факт и является привлекательным и решающим, когда нужно быстро соединить два устройства посредством Bluetooth.
Недостаток Bluetooth – низкая скорость и дистанция, однако для переноса небольшого количества информации этот способ вполне подходит. Кроме того, зачастую адаптер Bluetooth используется для обмена данными с мобильным телефоном. Поэтому, используя этот же адаптер, можно «убить сразу двух зайцев» и сэкономить некоторую сумму денег, которую можно потратить на приобретение, например, еще одного модуля памяти.
Для соединения двух компьютеров можно использовать те же средства, что и для соединения нескольких, в частности, для этого отлично подойдет коаксиальный кабель.
В таком случае потребуются две сетевые карты, имеющие разъем для подключения BNC-koh-нектора, два Т-коннектора и два терминатора, один из которых должен быть заземлен.
При использовании коаксиального кабеля можно достичь скорости передачи данных в 10 Мбит/с, причем при соединении только двух компьютеров практическая скорость (которая обычно меньше теоретической в 1,5–2 раза) вплотную приближается к теоретической. Конечно, ее показатель зависит от длины кабеля, тем не менее этой скорости вполне хватит для обмена информацией любого объема.
Данным способом можно соединить любое количество компьютеров. При соединении двух машин используют специальный кросс-овер кабель, распайка контактов которого отличается от стандартного патч-корда (см. главу 6, раздел «Оборудование для создания сети на основе витой пары», подраздел «Патч-корд»).
Такой способ соединения наиболее практичен, так как позволяет использовать интегрированный в материнскую плату сетевой контроллер и получать приличную скорость передачи данных. При небольшой длине кабеля вполне реально добиться теоретически возможной скорости используемого стандарта.
Все современные персональные компьютеры имеют два, а некоторые даже четыре встроенных USB-порта, поэтому в появлении средств соединения двух компьютеров через специальный USB-кабель нет ничего удивительного.
Скорость работы USB-порта, особенно стандарта 2.0, очень высокая, что позволяет организовать эффективное соединение двух компьютеров. При этом теоретически можно достичь скорости 480 Мбит/с. С другой стороны, создание подобного соединения потребует поиска соответствующего кабеля.
Соединение через Fire Wire-порт – еще один вид соединения, обладающий высокой скоростью передачи данных, которая может достигать 400 Мбит/с.
Все современные модели материнских плат оснащают двумя и более Fire Wire-портами, так почему не использовать их для организации быстрого соединения? Недостаток данного соединения – кабель, который достаточно сложно найти.
Домашняя сеть
Наверняка в последнее время вы часто слышите словосочетание «домашняя сеть». Может быть, вам даже предлагают подключиться к такой сети. Не пугайтесь: это явление нормальное и повсеместное. Домашние сети возникают как грибы после дождя, и это хорошо, так как позволяет пользователям компьютеров получать понравившиеся информационные услуги не только на работе, но и дома.
Стоит сразу оговориться, что слово «домашняя» в этом случае принимает несколько другое значение, чем обычно. Оно не имеет ничего общего с домашним уютом, домашними тапочками или халатом. В случае с сетями слово «домашняя» стоит ассоциировать со словом «домовая». Домовая сеть, то есть сеть, построенная в доме, между домами, между кварталами и т. п. Поскольку слово «домовая» звучит явно некрасиво, его место заняло слово «домашняя».
Таким образом, обычно домашняя сеть – это полноценная локальная сеть, однако построенная без строгого соблюдения топологий, стандартов и т. д. Почему так? Все очень просто. Поскольку жилая квартира – не офис, не каждый согласится буравить стены, пробивать оконные рамы и разрешать другие подобные действия, чтобы подключить свой компьютер (компьютеры) к сети. В этом случае создатели домашней сети, как правило, идут навстречу пользователям, предлагая им альтернативный вариант. Вот и получается, что компьютеры подключаются любым доступным (быстрым, дешевым, легко ремонтируемым) способом. Соответственно проводка, если таковая используется, может находиться в самых невероятных местах.
На практике чаще всего встречаются домашние сети, которые в своей основе используют топологию «звезда» с применением кабеля на основе витой пары и сетевого стандарта Ethernet 802.3 100Base-TX. Кроме того, здесь же уживаются и беспроводные, и оптоволоконные сегменты для удлинения сети.