Oliver Feilner EDV

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1 Oliver Feilner EDV HARDWARE FÜR EINEN ARBEITSPLATZ - PC...2 HARDWARE FÜR EINEN FILESERVER...2 ETHERNET (IEEE 802.3) Base2 (Thin Ethernet) Base5 (Thick Ethernet / Yellow Cable) BASE-T BASE-T BASE-TX BASE-T BASE-FX... 5 Gigabit Ethernet BASE-T BASE-TX BASE-CX BASE-LX BASE-SX BASE-LH... 6 Begriffserklärung... 6 Repeater... 6 Multiport Repeater... 6 Bridge... 6 Router... 6 Switch... 6 Hub... 6 Dualspeed-Hub... 6 Twisted pair Kabeltypen (Kupfer)... 7 Kabeltypen (Glasfaser)... 7 multimode... 7 monomode / singlemode... 7 TOKEN-RING (802.5)...8 IBM-Kabeltypen... 9 Typ 1 Kabel... 9 Typ 2 Kabel... 9 Typ 3 Kabel... 9 Typ 5 Kabel... 9 Typ 6 Kabel... 9 Typ 8 Kabel... 9 Typ 9 Kabel... 9 Leitungslänge... 9 ARCNET (802.4)...10 NETZWERKKARTEN...11 VERKABELUNG...11

2 Oliver Feilner EDV Hardware für einen Arbeitsplatz - PC Für Workstation - PCs ist nicht die Netzwerkeigenschaft ausschlaggebend für die Ausstattung. Sondern vielmehr die Anwendungsprogramme. Es reicht also ein IBM - kompatiblen PC wie z.b. 468 oder PENTIUM. Mit dazu gehörende Software z.b. Standard - MS - DOS oder Windows. Die dazu passenden Client-Lösungen für die verschiedenen Betriebsysteme werden entweder vom Betriebsystem (Windows 9x) oder vom Hersteller des Netzes (Microsoft/Novell) mitgeliefert, man braucht sich darüber also keine größeren Gedanken machen. Zum Anschluß an das Netzwerk wird eine entsprechende Netzwerkkarte und das dazu passende Kabel benötigt dazu später mehr. Hardware für einen Fileserver Beim Server kommt es hauptsächlich darauf an, welche Serversoftware man verwendet. Folgende Tabelle zeigt ungefähre Richtwerte: Novell / Windows NT mind. Anford. RAM Speicher Freier Festplatten Speicher Novell MB 30MB Novell MB 105MB Novell 5 PENTIUM 64MB 550MB NT 3.51 PENTIUM 32MB 100MB NT 4.0 PENTIUM MB 300MB Daraus wird schon ersichtlich, daß die Systemkomponenten nicht nach dem Preis sondern zuallererst nach ihrer Zuverlässigkeit und ihrer Performance ausgewählt werden. Außerdem sollten möglichst kompatible und weit verbreitete Komponenten gewählt werden um eventuelle Abstürze und Treiberprobleme zu vermeiden. Zum Anschluß an das Netzwerk wird eine entsprechende Netzwerkkarte und das dazu passende Kabel benötigt dazu später mehr.

3 Oliver Feilner EDV Ethernet (IEEE 802.3) Alle hier beschriebene Ethernets arbeiten nach IEEE mit dem CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) Protokoll: Jede Station hört zuerst, ob die Leitung frei ist, oder ob gerade eine andere Station Daten sendet. Ist das nicht der Fall, sendet sie ihr Datenpaket. Während des Sendevorgans prüft sie, ob eine zweite Station ebenfalls sendet. Falls das der Fall sein sollte, unterbrechen beide Stationen den Sendevorgang. Nach einer Wartezeit, die zufällig festgelegt wird, wird der Sendeversuch erneut durchgeführt. Die Wartezyklen werden bei mehrmaliger Kollision länger. Nachteile: Es kommt immer wieder zu Kollisionen Dadurch geht die Übertragungsrate zurück Es existiert kein festes Sendeprofil Keine Echtzeitanwendung möglich Vorteile: Bei wenig Neztauslastung sehr hohe Übertragungsrate 10Base2 (Thin Ethernet) 10 Base 2 10 Mbps Basisband Segmentlänge ca. 185m Dies ist die einfachste und auch preiswerteste Form der Verkabelung. Die Verbindung wird dabei über ein Koaxialkabel vom Typ RG58 hergestellt. Das Koaxialkabel mit einer Impedanz von 50 Ohm wird über BNC- Stecker mit einem BNC-T-Stück an der Netzwerkkarte angeschlossen und an beiden Enden des Stranges mit 50 Ohm-Abschlußwiderständen terminiert. Es können maximal 30 Stationen pro Segment angeschlossen werden. Vorteil: günstig, einfach zu verlegen, direkter Enderäteanschluß Nachteil: kürzere Segmentlänge als bei 10Base5, bei Kabelbruch ist das Ganze Segment (und alle nachfolgenden) tot, nur Halfduplex fähig Koaxialkabel RG58 Abschlußwiderstand 50 Ohm T-Stück

4 Oliver Feilner EDV Base5 (Thick Ethernet / Yellow Cable) 10 Base 5 10 Mbps Basisband Segmentlänge ca. 500m Die Verbindung wird dabei über ein Koaxialkabel vom Typ RG213 (50 Ohm) hergestellt. Bei diesem etwa 10 mm dicken gelben Kabel wird die Netzwerkkarte nicht direkt angeschlossen, sondern über einen Abgriff. An dem wiederum ein Sende-/Empfangsgerät hängt. Von diesem geht dann ein Kabel zur Netzwerkkarte. Das Sende- /Empgangs-Gerät wird als Tranceiver bezeichnet. Das Schnittstellenkabel zum Tranceiver wird als AUI bezeichnet. Es können maximal 200 Stationen pro Segment angeschlossen werden, wobei ein Mindestabstand von 1.5m zu beachten ist. Jedes Segment muß auf beiden Seiten mit 50 Ohm Widerständen terminiert werden. Wegen der höheren Segmentlänge wird diese Art der Verkabelung zur Überbrückung längerer Wegstrecken eingesetzt und weniger zum Anschluß von Endgeräten. Vorteil: wesentlich längere Segmentlänge als bei 10Base2 und 10BaseT Nachteil: deutlich teuerer, schwerer verlegbar, kein direkter Anschluß von Endgeräten möglich, bei Kabelbruch ist das Ganze Segment (und alle nachfolgenden) tot, nur Halfduplex fähig Abgriff Tranceiver AUI (Schnittstellenkabel) Terminator Terminator

5 Oliver Feilner EDV BASE-T 10 Mbps über ein 2 verdrillte Doppelleitungen eines Kabels mind. Kategorie 3 UTP Kabels (100 Ohm). Der sternförmige Aufbau wird durch Verwendung eines oder mehreren HUBs erreicht. Die Segmentlänge HUB Station darf max. 100m sein. Es dürfen maximal 4 Hubs im Signalweg liegen und der Gesamtradius des Netzwerks darf 200m nicht überschreiten. Vorteil: Sternförmiger Aufbau, bei Kabelbruch nur eine Station Tot, inzwischen sehr günstig, einfach zu verlegen, Vollduplex fähig Nachteil: wie alle TP die mit 100m die kürzeste Segmentlänge STP Cat 5 Kabel mit RJ45 Stecker zu erkennen an der Metallschirmung Patch Verteiler HUB UTP Cat 5 Kabel mit RJ45 Stecker 100 BASE-T Sternförmiges Netz (HUB) mit 100Mbps über verschiedene Arten der Verkabelung 100 BASE-TX 100Mbit über 2 Doppeladern eines UTP Cat 5 Kabels (100 Ohm) maximale Segmentlänge 100m Gesammtradius 200m Vorteil: inzwischen sehr günstig, einfach zu verlegen, Vollduplex fähig Nachteil: kurze Segmentlänge 100 BASE-T4 100Mbit über 4 Doppeladern eines UTP Cat 3 Kabels (100 Ohm) 4 x 25 Mbps maximale Segmentlänge 100m Gesammtradius 200m Durch Aufsplittung der Daten auf 4 Übertragungswege und Verzicht auf Vollduplex kann ein einfacheres Kabel verwendet werden. Vorteil: einfache Kabel und damit günstige Verlegungskosten, einfach zu verlegen Nachteil: kurze Segmentlänge, nur Halfduplex fähig, findet wenig Unterstützung 100 BASE-FX über 2 Lichwellenleiterstränge maximale Segmentlänge 2km Vorteil: sehr hohe Segmentlänge, Vollduplex fähig Nachteil: teuer

6 Oliver Feilner EDV Gigabit Ethernet 1000BASE-T Standart der sich in der Entwicklung befindet. Für ein Gigabit Ethernet über 4 Doppeladern eines UTP Cat 5 Kabels (100 Ohm). Mit einer Segmentlänge von 100m und einem Gesammtradius von 200m. Der Zeitplan für die Fertigstellung sah als Termin den März 1999 vor. 1000BASE-TX Gigabit Ethernet Standart über ein langes Kupferkabel UTP 1000BASE-CX Gigabit Ethernet Standart über ein verhältnismäßig kurzes Kupferkabel ("twinax" STP) 1000BASE-LX Gigabit Ethernet Standart über ein 1300nm multimode oder single-mode Glasfaserkabel 1000BASE-SX Gigabit Ethernet Standart über ein 850nm multimode Glasfaserkabel bis zu 275m Segmentlänge. 1000BASE-LH Glasfaserverkabelungsspezifikation für lange Strecken. Eine Spezifikation für mehrere Netzbetreiber, jeder Netzbetreiber hat verschiedene Verstärker die unterschiedliche Strecken überwinden können. Obwohl es kein IEEE Standard ist, sollte es zu einem allgemeinen Sandart werden der eine große Flexibilität zur Verfügung stellt. Die Netzbetreiber müssen ein ausreichend gutes Kabel zur Verfügung stellen (geringe Dämpfung) um nach 40km einen Verstärker zu vermeiden. Wenn nach 10Km ein Verstärker eingesetzt wird, was vorkommen kann wenn Switches (z.b. in der Vermittlungsstelle) mit Langstreckenverstärken eingesetzt werden die auf short-length LX Glasfaser am anderen Ende gehen. Begriffserklärung Repeater Verstärker der den Datenstrom zwischen zwei Teilnetzen gleicher Topologie elektrisch verstärkt und weitergibt. Ein Repeater arbeitet nur auf Schicht 1 des OSI-Refferenzmodells. 10BASE2 10BASE5 10BASE-T Multiport Repeater Repeater mit mehreren Anschlüssen Bridge Gerät zur Verbindung zweier Netzwerkteile gleicher Topologie sie reichen ebenfalls nur die Datenpakete weiter, wobei sie schon auf Schicht 2 des OSI-Refferenzmodells arbeiten. Sie entscheiden, ob sie die Daten weiterreichen oder nicht. 10BASE2 10BASE5 10BASE-T Router Gerät zur Verbindung mehrerer Netzwerke. Router sind eine intelligente Verknüpfungen meherer, auch unterschiedlicher Netzwerke. Sie arbeiten auf Schicht 3 des OSI-Refferenzmodells. Sie entscheiden wohin Daten weitergereicht werden. 10BASE2 10BASE5 10BASE-T 100BASE-? 1000BASE-? Arcnet Token-Ring Switch Umschalter, ermöglicht es, Netzteile unterschiedlicher Geschwindigkeiten zu verbinden. Er arbeitet auf Schicht 3 des OSI-Refferenzmodells und hat bietet eine Trennfunktion, indem mehrere Direktverbindungen hergestellt werden. Dies verhindert Kollisionen und Überlastungen von Netzwerkteilen. 10BASE2 10BASE5 10BASE-T 100BASE-? 1000Base-? Hub Sternverteiler mit Repeaterfunktion und Collison Überwachung. Er arbeitet nach dem Port Fluting Prinzip. D.H. ein ankommendes Signal wird immer an alle Ports weitergegeben. Dualspeed-Hub Sozusagen 2 Hubs unterschiedlicher Geschwindigkeit mit einem Switch dazwischen in einem Gehäuse. So werden derzeit Hubs angeboten die sowohl mit 10BASE-T und 100BASE-TX Ports haben. Achtung: Auf das Wort Dualspeed achten da alle 100BASE-TX Hubs die Bezeichnung 10/100 tragen. Wenn an einen normalen 10/100BASE-TX Hub ein 10Mbit Gerät angeschlossen wird schalten alle Ports auf 10Mbit um.

7 Oliver Feilner EDV Mit Hilfe von Repeatern kann man also sein Netzwerk erweitern. Und somit die Vorteile der unterschiedlichen Arten nutzen, z.b. Thin Ethernet zum Anschluß der Computer und Thick Ethernet zum überwinden von weiten Strecken. In einem Netzwerk dürfen sich insgesamt fünf Repeater befinden. Wenn dies nicht reicht, kann man mittels einer Bridge das Netz teilen. In jedem Teilnetz dürfen sich dann wieder 5 Repeater befinden. Insgesamt dürfen sich aber nur sieben Bridges in Reihe befinden. Auch Router teilen die Netze, so daß sich wieder im jedem Teilnetz 5 Repeater befinden. Für die Anzahl von Routern gibt es keine Begrenzungen. Mit Routern kann man auch unterschiedliche Netze, z.b. Ethernet und Arcnet zusammenschalten, sie werden außerdem als Anbindung zum Internet verwendet. Twisted pair Kabeltypen (Kupfer) Cat 1 (Sprache) Cat 2 bis 1 Mhz Cat 3 bis 16 Mhz Cat 4 bis 20 Mhz Cat 5 bis 100 Mhz Cat 6 bis 625 Mhz UTP = unshield twisted pair STP = shield twisted pair (Angaben beziehen sich auf 250m Leitungslänge) Kabeltypen (Glasfaser) multimode Das Lichtsignal wird an den Rändern des Leiters in verschiedenen Winkeln reflektiert. Die Signale haben deshalb unterschiedliche Wegstrecken zurückzulegen, wodurch es zu Zeitverschiebungen kommt. Deshalb ist die Länge begrenzt. Es können aber durch unterschiedliche Einstrahlwinkel mehrere Signale gleichzeitig übertragen werden. Was bei monomode nicht möglich ist. monomode / singlemode kleinerer Durchmesser als bei multimode. Dadurch wirkt sich der Reflektionswinkel nicht so stark auf die Laufzeit aus. Die zulässige Leitungslänge ist deshalb größer als bei multimode. Nachteil: höhere Kosten.

8 Oliver Feilner EDV Token-Ring (802.5) Token Ring ist ein 4 bzw. 16 Mbps Netzwerk und arbeitet nach IEEE nach dem Token Passing Protokoll. Beim Token Passing kreist im Ring ein leerer Nachrichten-Rahmen das Token. Kommt dieses Token zu einer sendewilligen Station, so sendet diese ihre Daten an die nächste Station im Ring. Diese prüft, ob die Daten für sie sind, und sendet sie zur nächsten, bis die Daten ihr Ziel erreicht haben. Die Zielstation sendet nun ihrerseits wieder die Daten mit einer Empfangsbestätigung versehen an die nächste S., welche ebenfalls weitergereicht wird, bis sie wieder an der Sendestation ankommen. Die Sendestation kann somit kontrollieren, ob die Daten korrekt angekommen sind. Jetzt erzeugt die Sendestation wieder das leere Token und reicht es weiter. Auch dann, wenn die Übertragung fehlerhaft war oder die Daten unverändert ankamen. Vorteil: Die maximale Wartezeit auf ein leeres Token ist berechenbar, Echtzeitübertragung möglich Wie der Name schon sagt arbeitet das Token Ring Netz mit einem Ring. Diesen Ring sieht man aber kaum, da es ähnlich wie beim TP-Netz Ringverteiler oder Token-Ring-Hubs (MAU) gibt, von denen die Verdrahtung sternförmig weggeht. Die Datenübertragung funktioniert über 2 Leiter, da aber um Ringtopologie aufrechtzuerhalten auch Rückleiter benötigt werden, verwendet man für die Übertragung ein 4 Leiterkabel (150 Ohm) mit IBM-Datenstecker (MIC/IDC), die sowohl als Buchse oder als Stecker fungieren. Wird in den Steckern ein Schalter eingebaut, der automatisch schließt, wenn man ihn ausstreckt, so bleibt der Ring immer geschlossen. Jedes Endgerät wird über so ein Kabel an eine MAU angeschlossen, die selbst über spezielle RING IN und RING OUT Anschlüße mit anderen MAUs als Ring zusammengeschaltet sind. Zusätzlich werden die Endgeräte erst dann in den Ring geschaltet (Relai im Ringverteiler), wenn dieses ein Geleichspannungssignal liefern, das Gerät also betriebsbereit ist. Welche die nächste bzw. vorherige Station ist, ist durch die Verkabelung festgelegt. (Anmerkung) Das Token-Ring Nezt kann auch mit RJ-45-Steckern aufgebaut werden. Diese sind erheblich kleiner und günstiger als die IBM Stecker. Dann werden spezielle Token-Ring-Hubs verwendet, die über Kabelbrucherkennung usw. verfügen.

9 Oliver Feilner EDV MAU Anschlußkabel an Netzwerkkarte MAU mit IBM und RJ45 Steckern IBM-Datenstecker IBM-Kabeltypen Typ 1 Kabel Der Standart Typ aus 2 verdrillten Doppeladern aus massiven Kupferdrähten und doppelter Abschirmung. Typ 2 Kabel Wie Typ 1 nur mit 4 zusätzlichen Doppeladern außerhalb der Abschirmung z.b. für Telefon Typ 3 Kabel Qualität eines Telefonkabels, wesentliche Längenbeschränkungen. Typ 5 Kabel Glasfaserkabel Typ 6 Kabel Wie Typ 1 nur mit Litzen also flexibler für kurze Strecken. Typ 8 Kabel Spezielles Flachbandkabel zur Verlegung in vollen Kabelkanälen oder unter dem Teppichboden Typ 9 Kabel Token-Ring Verkabelung mit Fehlersimulation Wie Typ 1 nur brandgesichert Leitungslänge Die maximale Leitungslänge ohne Repeater beträgt 400m bei Verwendung von Typ 1 Kabeln. Dies 400m sind aber nicht die reell verlegten, sondern errechnen sich nach folgender Formel: + Längste Strecke Mau PC + Länge des Hauptringes + Anzahl der Verteiler x 15m + Anzahl der Maus x 30 m < 400 m

10 Oliver Feilner EDV Arcnet (802.4) Arcnet ist ein 2,5 bzw 20 Mbps Netzwerk über ein 93 Ohm BNC Kabel. Es arbeitet wie Token Ring mit einem Token passing Protokoll, mit dem Unterschied, daß es nicht als Ring sondern als Stern/Bus verdrahtet wird. Deshalb muß im Protokoll festgelegt werden, welches die vorige bzw. nachkommende Station ist, so daß ein logischer Ring aufgebaut wird. Dies geschieht nach IEEE Nun zur Verdrahtung, hier ist das Arcnet das absolut flexibelste, denn man kann es sowohl als Bus als auch als Stern, sowie als Baum verkabeln. Aber zuerst wieder ein paar Begriffe: Passive Hub: Einfacher Sternverteiler der keine elektronischen Bauteile enthält. Active Hub: Sternverteiler mit integriertem Repeater Folgendes Bild zeigt einen exemplarischen Arcnet aufbau: MAU Arcnet Verkabelung Arcnet Netzwerkkarte Active Hub von vorne Active Hub von hinten Der Signalweg darf nicht durch mehr als 16 Active Hubs laufen. Die Entfernung zwischen PC und Active Hub, bzw. zwischen zwei Active Hub beträgt maximal 600 Meter. Die Entfernungen von und zu einem Passive Hub sind mit 30m angegeben. Es dürfen keine Passive Hubs hintereinandergeschaltet werden. Bei Verwendung von bestimmten Netzwerkkarten, sogenannten HZ-Boards, können bis zu 8 Rechner über T-Stücke an einen 300m langen Bus angeschlossen werden. Jedes offene Ende also am Ende, eines Buses oder unbelegte Ausgänge von Hubs, müssen mit 93 Ohm Widerständen terminiert werden. Der Anschluß der NW-Karten erfolgt mit Ausnahme bei der Bus Verdrahtung direkt ohne T-Stück und ohne Abschlußwiederstend. (Anmerkung) Arcnet kann auch über verschiedene Medien betrieben werden. Dabei gelten folgende Maximalentfernungen zwischen zwei Punkten. 600m für Koaxialkabel 2400m für Glasfaser 240m für Twisted Pair

11 Oliver Feilner EDV Netzwerkkarten Die Netzwerkkarten sind für die jeweilige Netzwerkart konzipiert und können daher nur für den dafür vorgesehe Netzwerktopologie verwendet werden. Zusätzlich muß auf das verwendete Übertragungsmedium ( Koaxial, TP, LW ) und die Datenrate geachtet werden. Verkabelung Zunächst muß feststehen wofür ein Netzwerk verwendet wird. Sollen Daten in Echtzeit übertragen werden. So kann zum Beispiel nur Arcnet oder Token-Ring verwendet werden. Eine wichtige Rolle zur Architektur ist die Abstände und räumliche Anordnung zwischen den einzelnen Stationen. Es dient zur Auswahl der benötigten Geräte wie z.b Repeater, Bridges, Router, sowie Hubs. Nach heutigem Stand der Technik wird bei Neuinstallationen die Ethernet Technik in der TP Ausführung bevorzugt. Auf Stockwerkebene wird z.b. ein 10/100 Mbps Hub eingesetzt an dem die Clients Sternförmig angeschlossen werden. Damit der interne Datentransfer auf dieses Stockwerk beschränkt bleibt und nicht nach Außen dringt und somit das gesamte Netzwerk belastet, wird eine Brigde eingesetzt. Die einzelnen Stockwerke werden mit einer schnellen Datenleitung verbunden wegen der größeren zurückzulegenden Entfernungen werden meistens Lichtwellenleiter verwendet. Die Übertragungsgeschwindigkeiten der sogenannten Backbone-Leitung betragen 100 Mbps oder neuerdings gar 1000 Mbps ( 1 Gigabit /s). Die Datenrate der Backbonleitung wird auf die Datenrate des Netzwerksegments der jeweiligen Stockwerkebene über einen Switch angepaßt. Alle drei hier beschriebenen Geräte Hub, Bridge und Switch sind meistens in einem Gerät zusammengefaßt.