Twisted-Pair-Verkabelung und Netzplanung

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1 Seite 1 von 24 Twisted-Pair-Verkabelung und Netzplanung Stecker und Buchsen RJ45-Stecker zum Aufpressen der Kabeladern (Twisted-Pair-Stecker) RJ45-Einbaudose (Unterputz/Kabelkanal) RJ45-Buchse zum Einlöten Steckerbelegung und Adernfarben Der Standard DIN EN regelt die Kabelbelegung zumindest bei Kupferkabeln in Netzen. Es gibt vier Kabelpaare: Blick in die Buchse Paar 1 Pins 4, 5 Paar 2 Pins 1, 2 Paar 3 Pins 3, 6 Paar 4 Pins 7, 8 Token Ring verwendet die Paare 1 und 3 10BaseT verwendet die Paare 2 und 3 (ebenso 100BaseTX) 100BaseT4 und VG-Anylan verwenden alle Paare ISDN verwendet die Paare 1 und 3 ATM verwendet die Paare 2 und 4 TP-PMD verwendet die Paare 2 und 4 AS 400 verwendet das Paar 1 IBM 3270 verwendet das Paar 2

2 Seite 2 von 24 Pin-Numerierung von Stecker und Kabel Adernfarben Hier gibt es zwei Belegungen (die aber bis auf die Farben zum gleichen Ergebnis führen). Man muss sich nur an einen der beiden Standards halten, damit man nicht durcheinander gerät. Normales 100BaseT- und 10BaseT-Kabel kommt mit den Adern an den Pins 1, 2, 3 und 6 aus. Die Pins 4, 5, 7 und 8 werden für 100BaseT4+ benötigt. Standard EIA/TIA-T568A-Belegung: Pin Farbe 1 Weiß/Grün 2 Grün 3 Weiß/Orange 4 Blau 5 Weiß/Blau 6 Orange 7 Weiß/Braun 8 Braun Standard EIA/TIA-T568B-Belegung: (Diese scheint die verbreitetste zu sein.) Pin Farbe 1 Weiß/Orange 2 Orange 3 Weiß/Grün 4 Blau 5 Weiß/Blau 6 Grün 7 Weiß/Braun 8 Braun

3 Seite 3 von 24 Die Belegung ist grundsätzlich eins zu eins an beiden Steckern. Auf Dosen ist die Belegung aufgedruckt (bzw. die LSA-Klemmen sind einfach in der entsprechenden Farbe markiert). Die Kabelfarben kennzeichnen die verdrillten Adernpaare, die Paare müssen eingehalten werden. Crossoverkabel Crossoverkabel dienen zur Verbindung zweier Hubs. Auf diese Weise kann man die Zahl der verfügbaren Rechneranschlüsse erhöhen. Beachten Sie aber, dass sich nur eine begrenzte Zahl von Hubs kaskadieren lassen.

4 Seite 4 von 24 Anschlußbelegung der Twisted-Pair-Unterputz-Kanaleinbaudose In der Regel wird das Fabrikat Telegärtner MJ45 LFS 8/8 verwendet. Die Darstellung zeigt die Draufsicht (anschlusseitig) der Dose. Die obere Klemmenreihe ist für die linke Dose, die untere Klemmenreihe für die rechte Dose. Beim Standardnetz sind nur vier Kabeladern pro Dose anzuschließen (Pins 1,2, 3 und 6, siehe oben). Anschlußbelegung der Twisted-Pair-Stecker für Hub und Computer

5 Seite 5 von 24 Cable-Sharing, Y-Kabel Y-Kabel sind spezielle Kabel, mit denen man ein voll ausgebautes RJ-45-Kabel, bei dem alle 4 Paare des Kabels angeschlossen sind, als Verbindungsleitung für zwei Endgeräte benutzen kann. Sinn des Ganzen ist, dass man nur ein Twisted-Pair-Kabel mit 8 Adern verlegen muss, um zwei Computer (oder andere Geräte) anschließen zu können (jedenfalls bei niedrigeren Übertragungsraten). An Ihrem Hub belegen Sie zwei Ports, die dann per Y-Kabel auf ein Kabel geleitet werden, das zu einem Verteilungspunkt (Dose im Büro) verlegt ist. Von dort wird mit einem weiteren Y-Kabel zu Ihren Endgeräten verteilen. Schema der Verbindung:

6 Seite 6 von 24 Für die verschiedenen Sprach- und Datendienste sind in den internationalen Richtlinien unterschiedliche Buchsenkontaktbelegungen festgelegt worden. Damit die Signalleitungen an den richtigen Kontakten der Endgeräte angelegt sind, wurden für Y-Kabel (Cable Sharing Adapter) verschiedene Ausführungen entwickelt: mit Kontaktbelegung 1, 2, 3, 6 (Ethernet usw.) mit Kontaktbelegung 3, 6, 4, 5 (Token Ring, Telefonanschluss, ISDN) Es gibt auch fertige Adapter im Handel zu kaufen:

7 Seite 7 von 24 Der Cable-Sharing-Adapter wird immer paarweise eingesetzt. Auf der einen Seite am Verteiler, um die beiden Dienste auf die Installationsleitung aufzuschalten und auf der anderen Seite (z. B. an der Dose), um die Dienste vom 8-adrigen Anschluss wieder abzugreifen. Durch die flexible Anschlussschnur wird eine gute Verteilung der Zugkräfte erreicht, die von der Anschlussschnur der Endgeräte bzw. von den Patchkabeln auf den Adapter einwirken. Verdrahtung des Kabels: Verteiler für 2 Ethernet-Anschlüsse

8 Seite 8 von 24 Verteiler für Ethernet- und Telefon-Anschluss 100Base-T4 und 1000BaseT Verteiler für 2 Telefon-Anschlüsse 100Base-T4 und 1000BaseT nutzen im Gegensatz zu 10BaseT alle 4 Adernpaare. Die Steckerbelegung ist dann: und das Crossoverkabel wird folgendermaßen verdrahtet:

9 Seite 9 von 24 RJ-45-Stecker crimpen Zuerst sollten Sie alles Benötigte bereitlegen. Für eine TP-Verbindung braucht man das Kabel, zwei Knickschutzhüllen, zwei Crimpstecker, eine Crimpzange, ein scharfes Messer, einen Schraubenzieher und eine Kabelschere oder einen Seitenschneider. Schieben Sie die Knickschutzhülle auf das Kabel. Dann entfernen Sie ca. 2 cm der Isolierung. Oft ist an der Crimpzange ein entsprechendes Werkzeug vorhanden. Achten Sie darauf, die Abschirmung und die Adern nicht zu verletzen. Nun öffnen Sie vorsichtig die Abschirmfolie und klappen Sie diese hinten. Danach ordnet man die Kabelpaare parallel entsprechend der Adernbelegung nebeneinander an. Halten Sie die die Kabel etwa 10 mm von der Isolierung entfernt parallel fest und schneiden Sie alle Adern ca. 4 mm vor den Fingern ab. Ab da sollten Sie die Adern weiter festhalten. Die Länge der freiliegenden isolierten Adern muss zwischen 10 mm und 14 mm liegen. Manche Steckertypen haben einen kleinen, rechteckigen Plastikschlitten als Montagehilfe beiliegen. In diesem Fall werden

10 Seite 10 von 24 Schieben Sie die Kabel in den RJ45-Stecker (das Steckersichtfenster zeigt nach oben), und zwar solange, bis die Kabel bündig am Steckerabschluß sitzen. Sollte sich beim hineinschieben eine Ader verkanten, alles noch mal herausziehen und neu versuchen. Bei der Schlittenvariante führen Sie den Schlitten mit den Adern in den Stecker ein und stellen Sie sicher, dass alle Adern bis nach ganz vorne durchgeschoben werden. Beim nicht abgeschirmten Stecker: Während Sie Kabel und Stecker mit der einen Hand festhalten, schieben Sie mit dem Schraubenzieher die Abschirmung vorsichtig rechts und links neben die Adern in den Stecker (nicht zu tief). Damit wird ein stabilerer Sitz des Steckers und eine optimale Verbindung zwischen der Stecker- und Kabelmasse erreicht. Die einzelnen Adern müssen erkennbar sein, wenn man von vorne auf den Stecker schaut. die Kabel zuerst in den Schlitten eingeschoben und danach abgeschnitten. Der Schlitten hat einen Nachteil: Manchmal kann man nicht erkennen, ob er tief genug im Stecker sitzt (dann gibt es keinen Kontakt beim abschließenden Crimpen). Wenn man den Plastikschlitten mit schwarzem Filzer am Rand einfärbt, kann man seine Lage leichter erkennen und sie gegebenenfalls korrigieren, indem man ihn mit Pinzette oder Schraubendreher tiefer in den Stecker schiebt. Der Stecker wird vorsichtig in die Crimpzange eingeführt (er passt nur in einer Richtung) und bis zum Anschlag hineingeschoben. Jetzt pressen Sie die Crimpzange einmal kräftig zusammen (soweit es geht), lösen sie wieder und ziehen den Stecker heraus. Beim nicht-abgeschirmten Stecker schieben Sie noch die Knickschutzhülle auf den Stecker. Nun sind die Litzen des Kabels fest mit dem Stecker verpreßt und gleichzeitig die Isolierung aufgetrennt worden - wie die folgende Schemazeichnung zeigt.

11 Seite 11 von 24 Beim abgeschirmten Stecker werden die beiden Metallzungen der Abschirmung mit einer Flachzange vorsichtig um das Kabel herumgebogen und festgedrückt. Achten Sie auf guten Kontakt mit der Abschirmung des Kabels. Dann kann auch hier die Knickschutzhülle aufgeschoben werden. Das Kabel sollte jetzt fertig sein und man kann es testen. Das fertige Kabel wird mit einem Kabeltester überprüft, indem auf die eine Seite der entsprechende Adapter aufgesteckt und das andere Kabelende in den Tester gesteckt wird. Zur Not reicht auch ein Durchgangsprüfer. Auflegen der Kabel am Patchfeld/an der Dose In der Regel werden bei den Dosen zwei Varianten verwendet, entweder mit herkömmlichen Schraubklemmen oder mit LSA-Klemmen. Zur Schraubklemmen-Variante ist nicht viel zu sagen. Die Kabel werden abisoliert und die Abschirmung zurückgeschlagen. Anschließend wird auch die Isolierung der einzelnen Adern auf ca. 5 mm Länge entfernt und jede Ader einzeln in die Klemme eingeführt und verschraubt. "LSA" steht für "löt-, schraub- und abisolierfrei". Bei diesem Verbindungsverfahren wird zum Auflegen ein spezielles Werkzeug verwendet. Mit dem LSA-Auflegewerkzeug werden die einzelnen Adern an der Dose oder am Patchpanel aufgelegt. Damit wird jede Ader in einen Schlitz gequetscht und das überstehende Ende abgeschnitten. So kann eine Dose zuverlässig in wenigen Minuten angeschlossen werden. Zur Demonstation wird hier ein Stecker-Patchfeld verwendet, bei einer Dose ist die Vorgehensweise aber dieselbe. Meist sind die entsprechenden Leisten auch farbig markiert oder zumindest beschriftet, so dass

12 Seite 12 von 24 man beim Auflegen der Kabel eigentlich nichts falsch machen kann. Das Kabel wird zuerst abisoliert. Hier sehen Sie eine Kabelvariante, bei der die Adernpaare nochmals einzeln abgeschirmt sind. Die Abschirmung des Kabels und die der Adern wird nur soweit wie nötig zurückgeschlagen. Dann werden die Adern entsprechend der Farbmarkierung in die Schlitze der Leiste eingelegt. Man kann entweder erst alle Kabel auflegen und dann die Verbindung herstellen oder man bearbeitet Paar für Paar. Sind alle Adern korrekt aufgelegt, wird das Abschirmnetz zurückgezogen, zusammen mit dem Kabel unter die Zugentlastungs-Schelle gelegt und festgeklemmt. Die Schellen sind jeweils für ein Kabelpaar, so dass man normalerweise erst noch das zweite Kabel auflegt, bevor die Schraube der Schelle festgezogen Liegt die Kabelader im Schlitz der Leiste wird das Auflegewerkzeug aufgesetzt und nach unten gedrückt. Mit diesem Vorgang wird die Kabelader abisoliert und die Kuferlitze in einen V-förmigen Schlitz aus Metall gepresst, wo eine innige Verbindung zwischen Litzte und Metallkontakt hergestellt wird. Gleichzeitig schneidet das Werkzeug das überstehende Ende der Litze ab. Die rechte Abbildung zeigt die Situation bei einer Einzel- Steckdose.

13 Seite 13 von 24 wird. Das Testen der Verkabelung wurde bereits im Kapitel 'Störquellen' besprochen. Netz-Verkabelung Grundlegendes Zum Schluss wird als zweite Zugund Biegeentlastung das Kabel noch mit einem Kabelbinder etwas weiter hinten am Patchfeld befestigt. Bei einer Doseninstallation entfällt dieser Schritt. Dafür wird bei einer Dose noch der Abschirmdeckel zugeschraubt. Abschließend erfolgt auch hier der Test der Verbindung mit einem Kabeltester. Derzeit rüsten viele Unternehmen ihr Ethernet um. Der erste und meist teuerste Schritt auf diesem Weg ist die Neuverkabelung mit Twisted-Pair-Leitungen. Danach können weitere Maßnahmen ergriffen werden. Die klassische Maßnahme, das 'Bridging', wurde in Koax-Netzen häufig eingesetzt und lebt heute in den 'Switches' weiter. Das Aufteilen eines Netzes in mehrere Teilnetze, auch 'Collision Domains' genannt, lässt nicht mehr jedes Datenpaket zu jeder Station gelangen; es können so viele Transaktionen gleichzeitig stattfinden, wie Collision Domains im Netz vorhanden sind - im Extremfall (Switch) ist jeder Hub-Anschluss einer eigenen Collision Domain zugeordnet. An die Switch- Anschlüsse können in der Regel wieder gewöhnliche Repeating Hubs angeschlossen werden; Switching kann so nach und nach im Netz eingeführt werden, um die Collision Domains immer weiter zu verkleinern - bis im Idealfall jedem Rechner ein privates Segment zur Verfügung steht. Switches sind heute nicht teuerer als Hubs, daher spricht alles für eine Strukturierung des Netzes mit Switches. In einem Peer-to-Peer-Netz (z. B. Unix oder auch Windows ab 95) ohne zentrale Server genügt meistens ein reiner 10BaseT-Switch. Gibt es einige, wenige Server, so kann der Server über mehrere Ethernet-Segmente parallel mit dem Switch verbunden werden, so dass der Datenverkehr zwischen Server und Netz gebündelt wird. Es gibt auch Switches mit einem oder mehreren 100-MBit- Anschlüssen. Diese können an den oder die Server angeschlossen werden, um alle Anwender im Netz

14 Seite 14 von 24 deutlich schneller mit Daten zu versorgen - ohne dass deren LAN-Adapter auch nur berührt werden müssten. Da Twisted-Pair-Kabel heutzutage den Standard darstellen, sollte man auf jeden Fall bei der Neuverkabelung gleich Cat-5-Kabel verwenden, um für die Datenrate von 100 MHz gerüstet zu sein. Leider ist der verwendete RJ45-Stecker relativ filigran. Neben der Zerbrechlichkeit der Stecker kommt es bei Hochgeschwindigkeitsnetzen zu Problemen: Die Drähte und Kontakte werden über eine kleine Strecke parallel geführt, wodurch die Wirkung der Twisted-Pair-Kabel aufgehoben wird. Ein weiterer Kritikpunkt an der RJ45-Technik ist die Einheitlichkeit der Dosen. Der Anwender am Arbeitsplatz kann nicht erkennen, welchem Dienst die Dose zugeordnet ist (Netz, analoges Telefon, ISDN, etc.). Selbst Farbkennzeichnung oder Beschriftung hindert viele Leute nicht daran, 'es mal an der anderen Dose zu versuchen'. Und da kann die Rufspannung analoger Telefone schon einmal einen Netzwerkadapter 'killen'. 10 MBit/s (IEEE 802.3) und 100 MBit/s (IEEE 802.3u) verwenden eine Halbduplex-Übertragung über zwei Aderpaare. Bei einer Migration von 10 auf 100 MBit/s bleibt zumindest die Infrastruktur des Kabelnetzes bestehen. Demgegenüber setzt Gigabit-Ethernet (IEEE 802.3ab) auf eine Vollduplex- Übertragung über alle vier Paare. Zwar ermöglicht diese Technik die Verwendung der eigentlich nur bis 100 MHz spezifizierten CAT-5-Kabel, dazu müssen die Komponenten allerdings anders beschaltet werden. Strukturen der Gebäudeverkabelung Früher war eine "Bedarfsverkabelung" üblich. Die Netztechnik bestimmte die Art der Verkabelung (Ethernet: busförmige Koaxverkabelung, FDDI: ringförmig mit Lichtwellenleitern). Die Standorte der Rechner und Terminals bestimmte die Netzausdehnung. Heute gilt ganz klar die Prämisse: strukturierte Verkabelung. Die Netztechnik hat sich an eine genormte Verkabelung anzupassen. Jeder Arbeitsplatz bekommt automatisch eine Datennetzdose. Das bringt anfangs zwar höhere Investitionskosten, ist aber zukunftssicher. Fehler wirken sich nur lokal aus, denn jeder Anschluss hat sein eigenes Kabel. Basis der heutigen Gebäudeverkabelung von Netzen sind die in den letzten Jahren erarbeiteten Normen auf diesem Gebiet. Dabei gibt es im wesentlichen drei grundlegende Normen, die für bestimmte geographische Regionen von Bedeutung sind: EN (1995): Informationstechnik: Anwendungsneutrale Verkabelungssysteme ISO/IEC (1995): Generic cabling for customer premises EIA/TIA 568 A/B (1994): Commercial building telecommunications cabling Standard Die EN und die ISO/IEC haben im wesentlichen den gleichen Inhalt und enthalten auch die gleichen Anforderungen an die Kabel und Komponenten. Die EN ist eine europäische Norm, während die ISO/IEC weltweit verwendet wird. Die EIA/TIA-568 A/B wurde speziell für den nordamerikanischen Markt von der dortigen Telekommunikationsindustrie entwickelt. Sie ist eigentliche keine Norm, sondern lediglich eine Industrie-Spezifikation. Sie enthält auch geringere Anforderungen bezüglich der Übertragungseigenschaften der Kabel als die anderen Bestimmungen. In der EN wird ebenso wie in der ISO/IEC die Gebäudeverkabelung in vier Bereiche eingeteilt. den Primär- oder Campusbereich für die Verbindung der Gebäude eines Standortes untereinander, den Sekundär- oder Steigbereich für die Verbindung der einzelnen Etagen eines Gebäudes,

15 Seite 15 von 24 den Tertiär- oder Horizontalbereich für die Verbindung der Anschlußeinheiten wie die Wanddose mit dem Etagenverteiler und den Arbeitsplatzbereich für den Anschluss der Endgeräte an die Anschlußeinheiten. In allen drei Bereichen der Inhouse-Verkabelung (oft auch Ebenen genannt) können sowohl Verkabelungen mit symmetrischen Kupferkabel (Twisted Pair) und -komponenten als auch mit Lichtwellenleiterkabel und -komponenten verwendet werden. Im Campusbereich werden ausschließlich LWL-Kabel und -Komponenten verwendet. Campusverkabelung und Steigbereich Auf Grund der größeren Übertragungsstrecken und dem steigenden Datenaufkommen hat sich sowohl für den Campus- als auch für den Steigbereich die Lichtwellenleiterverkabelung durchgesetzt. Im Außenbereich werden LWL-Außenkabel mit Multimodefasern verwendet. Sollten Kabellängen von größer 2000 m notwendig sein oder extrem hohe Datenraten anfallen, können ebenso Kabel mit Singlemodefasern verwendet werden. Die Faseranzahl sollte in jedem Fall so bemessen sein, dass zukünftiges Wachstum der Netzanforderungen erfüllt werden kann. Als Faustregel sollte man 50% Reserve zum derzeitigen Bedarf addieren. Werden also derzeit acht Fasern benötigt, sollte ein Kabel mit zwölf Fasern verwendet werden. Im Steigbereich werden meist LWL-Innenkabel, ebenfalls mit Multimodefasern, eingesetzt. Dabei empfiehlt die EN die Verwendung von 62,5-Mikrometer-Multimodefasern. Multimodefasern mit 50 Mikrometern sind aber ebenfalls zugelassen. Sind die Entfernungen klein (< 100 m) und die zu erwartenden Datenraten pro Teilnehmer gering (< 10 Mb/s), so kann im Steigbereich auch eine Verkabelung mit symmetrischen Kupferkabeln vorkommen. Dabei sollte aber ein qualitativ hochwertiges System eingesetzt werden, da ein Ausfall oder eine Überlastung in diesem Bereich schwerwiegende Konsequenzen für das ganze Netz hat. Horizontalverkabelung und Arbeitsplatzbereich Im Horizontalbereich und für die Arbeitsplatzverkabelung werden zumeist hochwertige, geschirmte symmetrische Kupferkabel und -komponenten eingesetzt, da hier der Anschluss an viele einzelne Schnittstellen vorgenommen wird. Wird auch im Horizontal- und Arbeitsplatzbereich mit Lichtwellenleitern (LWL) verkabelt, stehen damit höhere Bandbreiten zur Verfügung und es lassen sich längere Strecken realisieren. LWL-Verkabelung kann auch dann sinnvoll sein, wenn man einfach die EMV-Immunität und die Übertragungssicherheit ausnutzen will. Die Einführung von "Fiber-to-thedesk", der LWL-Verkabelung bis zum Arbeitsplatz, ist wohl bald Realität. Es ist auch möglich,

16 Seite 16 von 24 beispielsweise den Steig- und den Horizontalbereich durchgehend mit LWL zu verkabeln, um damit Etagenverteiler einzusparen. Man spricht dann von einer zentralisierten Verkabelung. Netzstrukturen Die heutige Verkabelung wird im allgemeinen hierarchisch in einem physikalischen Stern aufgebaut. Der Standortverteiler (auch: Hauptverteiler) als zentrale Schaltstelle ist mit den Gebäudeverteilern in den einzelnen Gebäuden sternförmig verkabelt. In den Gebäuden werden die Etagen- verteiler ebenfalls sternförmig mit dem Gebäudeverteiler verkabelt. In der Horizontalebene schließlich findet eine ebenfalls sternförmige Verkabelung der Anschlußeinheiten wie der Wanddose mit dem Etagenverteiler statt. Als Verteiler zum Abschluss der Kabel werden Schränke und Gestelle in 19"-Technik eingesetzt. 19"- Einschübe übernehmen in diesen Schränken die Kabelbefestigung, die Speicherung einer Reservelänge, die Unterbringung von Spleißkassetten (falls verwendet) und das Montieren der Stecker und Kupplungen bzw. Buchsen auf den Verteilerfeldern. Werden nur kleinere Faserzahlen benötigt, so können statt der 19"-Schränke die kompakteren Wandverteiler eingesetzt werden. Im Tertiärbereich werden zum Kabelabschluß Wand- und Bodentankdosen verwendet. Diese Anschlußeinheiten übernehmen hier die Kabelbefestigung, die Speicherung der Reservelänge und das Montieren der Buchsen bzw. Stecker und Kupplungen. Sie bilden den Abschluss der diensteunabhängigen Verkabelung. Das Endgerät (der PC, die Workstation, der Drucker, das Telefon, etc.) wird mit konfektionierten Kabeln an die Wanddose oder den Bodentank angeschlossen. Die Verteilung der Switch- oder Routerports auf die Endgerätedosen erfolgt über ein Patchfeld. Es handelt sich dabei um ein Feld mit Netzwerk-Steckdosen (z. B. RJ-45-Dosen), an welche die Kabel zu den Anschlussdosen in den einzelnen Rämen angeschlossen sind. Die Verbindung zu den aktiven Komponenten erfolgt dann über kurze Patchkabel.

17 Seite 17 von 24 Die logische Netzstruktur der Verkabelung hängt davon ab, wie die einzelnen Netzwerkknoten miteinander kommunizieren. Darunter sind die Protokolle, Zugriffsverfahren und Konventionen auf der elektronischen Ebene zu verstehen. Die heute am weitest verbreiteten Standards für solche logischen Netzstrukturen sind: ISDN nach DIN EN für bis zu 2 Mbit/s in einer sternförmigen Verkabelung Ethernet nach IEEE für 10 und 100 MHz Übertragungsbandbreite als logischer Bus Token Ring nach IEEE für 4 und 16 Mbit/s als logischer Ring FDDI bzw. TPDDI (PMD) nach ANSI X3T12 für bis zu 100 Mb/s als logischer (Doppel-)Ring ATM definiert im ATM-Forum für bis zu 622 Mbit/s Für die Umsetzung von der logischen in die physikalische Netzstruktur haben sich Netzwerkkonzentratoren etabliert. Hier werden alle wichtigen Netzwerkaktivitäten zusammengefasst, was auch die Verkabelung und die Fehlersuche wesentlich erleichtert. Dadurch ist es möglich, beispielsweise das Ethernet 10/100BaseT-Verfahren als logisches Bussystem in einer sternförmigen Verkabelung zu realisieren. Netzplanung Aufgaben der Netzplanung Festlegen der Netzstruktur, die den gewünschten Funktionen des EDV-Systems gerecht wird. Umsetzen organisatorischer und topologischer Strukturen in die Netzstruktur Berücksichtigung von Datenschutz, Betriebs- und Einbruchssicherheit Koordination mit Provider, Registrierungs- und Ressourcenvergabestellen Netzwerkkomponenten, die zu berücksichtigen sind: Hubs, Bridges, Router, Gateways Paketfilter, Application Gateways Accounting- und Diagnosetools Anforderungen an eine Netzwerkverkabelung offen für verschiedene LAN-Techniken (heutige und zukünftige) herstellerunabhängig genügend Übertragungskapazität auch für die Zukunft zuverlässig, unempfindlich gegen Störeinflüsse wartungsarm wirtschaftlich gerechtfertigte Lösung Integration bestehender Installationen vorhandene Komponenten sollen einbindbar sein

18 Seite 18 von 24 Ein großes oder mehrere kleine Netze? Vorteile eines (großen) zusammenhängenden Netzes: einheitliche Administration einfacher bei geringer Netzlast höchste Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen allen Rechnern Manche Protokolle funktionieren nur auf einem (logischen) Netzwerkstrang, z. B. bootp: Booten von Rechnern über ein Netzwerk X-query: dynamisches Verbinden eines X-Terminals mit einer Workstation Anschluss von Diskless Clients Nachteile eines zusammenhängenden Netzes: Bei Ethernet kommt jedes Paket an jedem Rechner vorbei. Die Netzlast addiert sich also und Datenpakete können an allen Stellen des Netzes gelesen werden. Eine einzelne fehlerhafte Komponente stört das ganze Netz. Vorteile kleinerer Teilnetze: Administrationsverantwortung leicht delegierbar Bessere Lastverteilung Überwindung größerer Entfernungen möglich Nachteile kleiner Teilnetze: Höherer Administrationsaufwand: Vergabe von Netznummern, Aufsetzen von Bridges/Routern und Routingtabellen Bei ungeschickter Vernetzung bilden Bridges/Router einen Flaschenhals. Man sollte Netze nicht aufteilen, solange sie überschaubar sind und keine Lastprobleme haben. Die Netze müssen aufgeteilt werden, wenn Last, Sicherheit oder Topologie es erfordern. Beim Aufteilen ist auf möglichst kurze Kommunikationswege zu achten. Die maximale Kabellänge und die Begrenzung der hintereinander schaltbarer Komponenten spielt eine Rolle (max. 4 Hubs hintereinander, max. 7 Bridges/Switches hintereinander). Auch bei kleinen Netzen sollte ein eigener Serverraum eingeplant werden. Der Serverraum sollte so platziert sein, dass bei Netzerweiterungen die Verkabelung unproblematisch bleibt. Vom Serverraum zu den Verteilern (Switches) sollte aus Gründen der zukunftssicheren Verkabelung redundant ausgelegtes Cat-5-Kabel (optional Glasfaserkabel) verlegt werden. Auswahl der Verbindungskomponenten Kabelarten: Repeater: * Primärbereich: Glasfaserverbindungen * Sekundärbereich: Glasfaser- oder Twisted Pair-Verbindungen * Tertiärbereich: Twisted Pair-Verbindungen

19 Seite 19 von 24 Bridges: Switches: Router: + einfache Verbindung zweier Kabelsegmente gleicher Technologie - keine Lasttrennung, nur Durchreichen von Paketen + Kopplung von Netzen verschiedener Technologie - keine Lasttrennung bei Diensten, die auf Broadcasts basieren + intelligente Kopplung, dadurch Lasttrennung - keine Lasttrennung bei Diensten, die auf Broadcasts basieren + logische Trennung der Netze, getrennte Administration leichter möglich + Gesicherter Übergang durch Paketfilterung - höherer Konfigurationsaufwand Vergabe von IP-Nummern Soll das Netz (evtl. später) an das Internet angeschlossen werden und die IP-Nummern nach außen sichtbar sein? Dann müssen global eindeutige IP-Nummern beim Internet-Provider angefordert werden. Ansonsten verwendet man IP-Nummern für ausschließlich interne Verwendung (gem. RFC 1918): (ein Class-A-Netz) (16 Class-B-Netze) (256 Class-C-Netze) Zum Anschluss dieser Netze an das Internet ist ein Router mit NAT und IP-Maskierung nötig. Die interne Adressenverteilung erfolgt in jedem Fall bevorzugt per DHCP-Protokoll (siehe unten), da in diesem Fall alle Clients gleich konfiguriert werden können und nur soviel Adressen gebraucht werden wie Rechner aktiv sind. Vergabe von Domainnamen Beantragt wird normalerweise eine Second-Level-Domain unterhalb von.de.com. net.org. Die Vergabe erfolgt in der Regel durch den Provider - sofern die Wunschdomain noch frei ist. Vergabe von Rechnernamen Sei netzmafia.de der benutzte Domainname. Dann sind gängige Aliase: gate.netzmafia.de mail.netzmafia.de news.netzmafia.de ftp.netzmafia.de ns.netzmafia.de Die Zuordnung der Rechnernamen kann erfolgen als:

20 Seite 20 von 24 Flacher Namensraum, z. B.: alpha.netzmafia.de beta.netzmafia.de gamma.netzmafia.de delta.netzmafia.de... Hierarchischer Namensraum, z. B.: alpha.direktion.kron-edv.de beta.direktion.kron-edv.de... alpha.vertrieb.kron-edv.de... alpha.entwicklung.kron-edv.de... Die Rechnernamen werden von mindestens zwei Nameservern verwaltet (Ausfallsicherheit). Beispiel einer Vorgabe zur Netzplanung Beispiel-Szenario: Die Firma kron-edv, Hard- und Softwareentwicklungen, möchte Internet-Anschluß. Das Unternehmen sitzt in zwei Gebäuden: Gebäude 1: Geschäftsführung, Vertrieb, Verwaltung, Personalbüro Gebäude 2: Hardware-Entwicklung, Software-Entwicklung, Technik Alle Mitarbeiter sollen per erreichbar sein und auf das WWW zugreifen können. Die Firma betreibt einen WWW-Server, auf dem die Entwicklungsabteilungen und der Vertrieb Informationen zur Verfügung stellen. Die Entwicklungsabteilungen stellen Patches und Treiber per FTP zur Verfügung. Die Hardware-Entwicklungsabteilung experimentiert gelegentlich mit instabilen Netzwerkkomponenten, während die übrigen Abteilungen auf ein zuverlässiges Netz angewiesen sind. Von sämtlichen Rechnern sollen regelmässig Backups angefertigt werden. Lösung (e pluribus unum): Reservierung des Domainnamens kron-edv.de Anforderung eines kleinen Netzes, z. B. eine Class-C-Netzes (254 Knoten) oder eines Class-C- Subnetzes (126, 62, 30 Knoten) Zuordnung der Namen: gate.kron-edv.de srv1.kron-edv.de srv2.kron-edv.de srv3.kron-edv.de Dazu kommen noch Alias-Einträge:

21 Seite 21 von 24 ns.kron-edv.de gate.kron-edv.de mail.kron-edv.de srv3.kron-edv.de srv3.kron-edv.de ftp.kron-edv.de srv2.kron-edv.de Die übrigen Rechner erhalten interne IP-Nummer und können nur über Proxies auf gate.kronedv.de auf das Internet zugreifen. Eingehende Mail gelangt über einen Mail-Proxy an den Mailserver. Von dort aus erfolgt die Verteilung per IMAP oder POP3. Ausgehende Mail wird direkt über den Mail-Proxy ins Internet verschickt. Der primäre Nameserver steht in Gebäude 2, der Secondary NS beim Provider. In Gebäude 2 ist zur Entlastung der Standleitung jeweils ein DNS- und WWW-Cache installiert. Das Testnetz der Hardwareabteilung ist abgetrennt, aber bei Bedarf manuell zuschaltbar. An diesem Beispiel lassen sich einige Aufgaben des Netzwerk-Managements feststellen: Planung der Protokoll-Konfiguration (Bezug der IP-Adresse über DHCP, Festlegung des Gateways und DNS-Servers) Bei Windows-basierten Systemen muss noch für jeden Client festgelegt werden, an welchem Fileserver er sich anmeldet und zu welcher Arbeitsgruppe er gehört. Der Anschluss von Druckern und anderen Peripheriegeräten wurde im Beispiel nicht berücksichtigt. Auch hier muss festgelegt werden, unter welchem Pfad die Drucker angesprochen werden können. ähnlich dem Internet Domain Name System (DNS) sind auch andere hierarchische Namensräume verfügbar, z. B. die Directory Services von Novell (NDS) oder die Directory Services und Domänen von Windows 2000/XP. Nach der Grundinstallation ist dann noch die Vergabe von Benutzer- und Zugriffsrechten nötig.

22 Seite 22 von 24 Insbesondere die Zugriffsrechte auf bestimmte Geräte sind oft Restriktionen im Dienste des Benutzers. Man denke z. B. an einen freigegeben Drucker, der im Nachbargebäude steht. Die Benutzer würden in der Regel vergeblich am lokalen Drucker nach ihren Ausdrucken suchen und sich beschweren. Auf den Servern muss ggf. Backup-Software installiert und getestet werden. Administrative Clients werden mit Software zur Netzwerküberwachung eingerichtet. Zusammen mit der Planung wird das Netz dokumentiert. Neben Angaben über die Topologie sind auch alle Kabelwege, Standorte von Netzkomponenten (Hub, Switches, Router, usw.), Server und Peripheriegeräten zu dokumentieren. Übersichtsgrafiken lassen sich recht schnell mit speziellen Tools wie Visio (Microsoft) oder Acrix (Autodesk) erstellen, für die Grafikbibliotheken mit speziellen Symbolen für die Netzkomponenten erhältlich sind. Unter UNIX gibt es ein Tool Namens 'tkinetd', das die Rechner im Netz sucht und automatisch eine Grafik erzeugt. Die Standorte der Komponenten und Dosen trägt man am besten auf der Kopie des Bauplans ein. Netz-Dokumentation Oft wird der Dokumentation eines LANs wenig Beachtung geschenkt. Aber die Bedeutung einer kompletten und aktuellen Dokumentation für die schnelle Wiederherstellung des lokalen Netzes nach einem Unglück kann nicht hoch genug bewertet werden. Sie ermöglicht zudem den täglichen Überblick und bietet Hilfen bei der Fehlersuche. Zusammen mit der Planung wird das Netz dokumentiert. Neben Angaben über die Topologie sind auch alle Kabelwege, Standorte von Netzkomponenten (Hub, Switches, Router, usw.), Server und Peripheriegeräten zu dokumentieren. Übersichtsgrafiken lassen sich recht schnell mit speziellen Tools wie Visio (Microsoft) oder Acrix (Autodesk) erstellen, für die Grafikbibliotheken mit speziellen Symbolen für die Netzkomponenten erhältlich sind. Unter UNIX gibt es ein Tool namen 'tkinetd', das die Rechner im Netz sucht und automatisch eine Grafik erzeugt. Die Praxis zeigt leider, dass die Dokumentation bei einer Neuistallation grade noch eben so klappt, nachträgliche Änderungen werden aber meist nicht mehr dokumentiert. Die Standorte der Komponenten und Dosen trägt man am besten auf der Kopie des Bauplans ein. Zeichnen Sie auch den Kabelzug ein. Erstellen sie eine schematische Zeichnung über alle Kabelsegmente, und zeichnen Sie alle Verbindungspunkte, Verbindungsausrüstungen und angeschlossenen Einheiten ein. Entwickeln Sie mit Hilfe dieser Zeichnung ein logisches System für die Benennung (Ziffern, Buchstaben) der Kabelsegmente und Ausrüstungen. Denken Sie daran, dass das Netz in Zukunft expandieren kann. Tragen Sie die Namen in die Zeichnungen ein. Erstellen Sie eine Liste über alle Kabelsegmente. Notieren Sie für jedes Segment dessen Name, Länge und Kabeltyp. Managebare Komponenten des Netzes (Switches, Router) werden oft wie Stecker und Kabel angesehen und vor dem Austausch einer Komponente nicht daran gedacht, die Konfiguration zu speichern oder zu dokumentieren. Es versteht sich von selbst, dass jedes Kabel eindeutig identifizierbar sein muss. Es gibt im Handel genügend Systeme zur Kabelidentifizierung, z. B. kleine Plastikringe mit eingeprägten Nummern, die sich um das Kabel legen und verschließen lassen oder Kabelbinder mit Beschriftungsfahne. Damit ist eine Nummerierung mit beliebig vielen Stellen möglich. Man kann aber auch Schlüsselanhänger aus Plastik nehmen, das Schildchen beschriften und den Anhänger mittels eines Kabelbinders am Kabel befestigen. Notfalls kann das Kabel auch mit einem

23 Seite 23 von 24 wasserfesten Filzstift markiert werden. Die Kabelsegmente müssen an mindestens zwei Punkten (nämlich an jedem Ende) gekennzeichnet werden. Genauso wie die Kabel müssen auch alle Ports von Patchfeldern beschriftet werden. Wenn sich Portzuordnungen häufig ändern, kann man die Ports auch durchnumerieren und in einer Liste die Zuordnung handschriftlich festhalten. Die Liste kommt in eine Prospekthülle, die im oder am Netzwerkschrank befestigt wird. Wenn man dann noch einen Stift an einer Schnur hängt, gibt es auch keine Ausreden mehr für fehlende Einträge. Die Dokumentation des lokalen Netzes legt am besten in Form eines Betriebshandbuches an. Das Betriebshandbuch muss in mehreren Exemplaren vorhanden und dem Systemverwalter, Superusern und dem Benutzerservice sowie deren nächsten Vorgesetzten zugänglich sein. Das Betriebshandbuch sollte enthalten: Die LAN-Policy Ein kurzer Abriss der LAN-Politik des Unternehmens kann Informationen über Benutzergruppen, Paßwortpolitik und Möglichkeiten des externen Zugangs (remote login) enthalten. Das Kapitel kann außerdem Regelungen für die Ausleihe von PC-Ausrüstung nach Hause und Maßnahmen gegen PC-Viren, Hacker und das Kopieren von Software festlegen. Schlüsselpersonen Der Systemverwalter ist die absolute Schlüsselperson des lokalen Netzes. Außer diesem sind etwaige Benutzerservice-Mitarbeiter und Superuser wichtige Personen. Arbeitsgänge für Benutzerservice und -support Dieser Abschnitt beschreibt die Vorgehensweise beim Auftreten von Fehlern, die Aufgaben des Benutzerservices und Richtlinien für den Einkauf von Hardware und Software. Verwaltung von Hardware und Software Ein Hauptziel des Betriebshandbuches ist es, sicherzustellen, dass alle Standardkonfigurationsparameter dokumentiert sind, damit es möglich ist, Fehler und Unzweckmäßigkeiten zu berichtigen. Dieses Register ist auch für die Steuerung des Unternehmensbestandes an PCs und Zubehör sowie den Bestand an in Form von Originaldisketten oder -CDs von Bedeutung. Tägliche und wöchentliche Routinen des lokalen Netzes Das Betriebshandbuch kann Schulungs- und Anleitungsressourcen einsparen, indem es der Ort ist, wo alle administrativen Aufgaben beschrieben sind. Die wichtigsten Tätigkeiten sind das routinemäßige Backup und Restore, die Angaben der Verantwortlichen, Regeln für das Einrichten neuer Benutzer und die Erweiterung von Berechtigungen Sowie andere regelmäßige Tätigkeiten. Beschreibung der physischen Struktur des lokalen Netzes Die Dokumentation der Konfiguration von Servern und anderer zentraler Ausrüstung ist obligatorisch. Es ist besonders wichtig, dass Platten- und Volumenstrukturen des Fileservers sorgfältig dokumentiert werden, da diese Informationen entscheidend für ein problemloses Restore von Backups nach einem Systemausfall sind. Außer Fileservern umfasst die zentrale Ausrüstung auch eventuell vorhandene Kommunikationsserver, E- Mail-Server, Testmaschinen und Netzdrucker. Die Kabelführung im lokalen Netz einschließlich der LAN-Struktur in Hauptzügen und eine etwaige Segmentierung muss ebenfalls gründlich dokumentiert sein. Beschreibung der logischen Struktur des lokalen Netzes Die Dokumentation der logischen Struktur des lokalen Netzes umfasst die Zusammensetzung der Benutzergruppen, die Platten-, Verzeichnis- und Dateistruktur im Netz. Software des lokalen Netzes

24 Seite 24 von 24 Für Programme auf dem Server kann es eine Hilfe sein, genau dokumentiert zu haben, was konfiguriert werden muss, wenn ein neuer Benutzer Zugang dazu haben soll. In vielen Fällen müssen außerdem Drucker, die Lage von Dateien und anderes konfiguriert werden. Es kann Zeit gespart werden, wenn diese Dinge in Form von Checklisten beschrieben sind. Gleichzeitig erhalten die verschiedenen Benutzer ein einheitliches Setup. Scheinbar unwichtig ist die Dokumentation von aufgetretenen Fehlern und die Maßnahmen, die zur Fehlerbehebung getroffen wurden. Gerade diese Informationen sich jedoch oft äußerst wertvoll. Einerseits kann man später beim Auftreten desselben Fehlers zu einem späteren Zeitpunkt die zu treffenden Maßnahmen nachlesen. Zum anderen kann durch Protokollierung der Fehler das sporadische Auftreten des gleichen Fehlers präventiv gearbeitet werden. Zeigt z. B. ein Fileserver alle paar Wochen defekte Sektoren, dann geht so etwas als Einzelereignis oft im Tagesgeschäft unter. Bei regelmäßiger Dokumentation kann gegebenenfalls rechtzeitig die Festplatte ausgetauscht werden.