Računalne mreže – Pasivna i aktivna mrežna oprema

U današnje vrijeme, ukupna količina kreiranog sadržaja koju je potrebno razmjeniti koristeći računalne mreže (lokalne i internet) je gotovo nemjerljiva. Sustav koji omogućava razmjenu podataka je u neprestanom razvoju već nekoliko desetljeća i sastoji se od različitih vrsta opreme. Jedna od glavnih vidova podjele te opreme je podjela na pasivnu i aktivnu mrežnu opremu.

Ova podjela može biti zasnovana na dva kriterija:

• prema kriteriju uporabe električne energije za samo funkcioniranje te opreme (pasivna oprema ne treba struju za rad, aktivna treba)
• prema mogućnosti logičkog odlučivanja (za potrebe usmjeravanja mrežnog prometa).

Jedna od definicija navodi da aktivnu opremu sačinjavaju svi elektronički uređaji koji prihvaćaju i distribuiraju promet unutar računalnih mreža (imaju memoriju i procesor), dok pasivnu opremu sačinjava žični sustav (bakar i optika) koji služi za povezivanje aktivne opreme.

Pasivna oprema se sastoji od kablova, konektora, razvodnog panela (patch panel, switching panel, punch-down panel), komunikacijskih ormara i sustava za napajanje električnom energijom (vodovi, sklopke i naponske letve, sustav za hlađenje). Hub se može smatrati pasivnom opremom sa gledišta da nema nikakvu logičku funkciju usmjeravanja prometa. On samo pojačava primljeni signal i prosljeđuje ga dalje na sve svoje portove.

Kablovi služe za prijenos signala između računala i komunikacijske opreme. Za različite tipove signala se koriste različiti kablovi: bakar za prijenos napona i optički kabel za prijenos svijetlosnog signala.

Primjeri kabela:

- koaksijalni kabel: sastoji se od izoliranog (C), središnjeg bakrenog vodiča (D) oko kojeg je upletena bakrena ovojnica (B). Sve zajedno je izolirano vanjskom plastičnom izolacijom (A).

- konektori za koaksijalni kabel:

- uvrnuta parica (Twisted Pair): može biti bez zaštite od vanjskih smetnji (UTP – Unshielded Twisted Pair) ili sa zaštitom od vanjskih smetnji (STP – Shielded Twisted Pair). Sastoji se od 8 žica isprepletenih u parove (parice). Ta 4 para žica su omotana vanjskom ovojnicom, a mogu biti omotani u zaštitu protiv smetnji (STP).

- konektor i utičnica za UTP kabel:

- optičko vlakno: može biti singlemode (svjetlost ulazi u vodič pod samo jednim kutem) i multimode (svjetlost može ući u vodič pod više kuteva u određenom rasponu). Sastoji se od jezgre (core) koja vodi svijetlo i skupa ovojnica koji služe za zaštitu te jezgre.

Konektori za optička vlakna:

• A - SC-DC
• B - LC
• C - MT-RJ
• D - Duplex SC
• E - Volition
• F – Fiber-Jack

ST konektor

Ostala pasivna oprema:

- patch panel: služi za koncentriranje dolaznih kablova iz utičnica razmještenih po prostorijama koje pokriva lokalna mreža. Iz patch panela se tzv. patch kablovima povezuju računala spojena na dolazne kablove sa aktivnom opremom (obično switch).

- komunikacijski ormar: služi za smještaj pasivne i aktivne mrežne opreme (kablovi, patch paneli, switchevi, routeri, serveri,...).

- naponska letva: služi kao izvor napajanja za aktivnu opremu. Postavljaju se u komunikacijski ormar vodoravno ili okomito.

- hub: služi za pojačavanje primljenog signala (napona) kojeg šalje na sve svoje portove. Nema mogućnosti usmjeravanja prometa. O osnovi je to repeater (pojačivač signala) sa više portova (multiport repeater).

Aktivnu komunikacijsku opremu sačinjavaju uređaju koji koriste izvor električne energije i koji omogućuju aktivno upravljanje mrežnim prometom. Zajednička im je značajka da imaju procesor i memoriju. Na osnovu svojih značajki, namjene, operativnog sustava i ugrađenih programa donose odluku o putanji mrežnog prometa kojeg generiraju ili koji kroz njih prolazi.

Aktivna oprema se sastoji od računala i servera koji stvaraju promet, te preklopnika (switch) i usmjerivača (router) koji usmjeravaju promet od izvora do odredišta.

Switch služi za povezivanje dvaju računala unutar iste mreže (LANa) ili za povezivanje računala i routera za promet koji je namjenjen drugim mrežama. Switch povezuje parove koji komuniciraju na osnovu njihove fizičke adrese (MAC – Media Access Control adresa). Switch omogućuje komunikaciju više parova istovremeno. Primljeni promet na jednom portu prebacuje samo na jedan odgovarajući izlazni port (prema odredišnoj MAC adresi). Postoje različiti tipovi switcheva koji mogu imati i dodatne funkcionalnosti (usmjeravanje prometa po logičkim IP adresama).

Routeri služe za usmjeravanje prometa prema logičkim adresama (IP adrese). Iz zaglavlja primljenog paketa pročitaju odredišnu IP adresu i usporede je sa zapisom unutar svojih routing tabela. Ako pronađu odgovarajući zapis, takav paket prosljeđuju prema izlaznom portu na kojemu se nalazi dostupna odredišna mreža. U suprotnom se taj paket odbacuje. Routeri mogu imati više različitih vrsta portova. Najčešće su to ethernet portovi namjenjeni za komunikaciju sa lokalnim mrežama (LAN) i serijski portovi za komunikaciju sa udaljenim mrežama (WAN, Internet). Routeri međusobno razmjenjuju informacije o dostupnim mrežama.

Ako izuzmemo računala, aktivna i pasivna oprema uglavnom pokriva prva 3 sloja OSI referentnog modela. Pasivna oprema pripada prvom (fizičkom sloju), dok aktivna pokriva 2. (switch – data link sloj) i 3. sloj (router- mrežni sloj). Da bi ostvarili komunikaciju moramo zadovoljiti tražene standarde kroz svih 7. slojeva. Pri tome vodimo računa o tehničkim i funkcionalnim zahtjevima te komunikacije, te kompatibilnosti tehnologija koje ćemo u njoj koristiti.

Npr., ukoliko želimo omogućiti veće brzine prometa, veću pouzdanost i pokrivanje veće udaljenosti koristit ćemo optički kabel, taj kabel zahtijeva određene konektore za spajanje na aktivnu opremu (ovisno o vrsti porta), uređaj biramo prema funkciju koja nam je potrebna (switching, routing), broju priključaka i količini prometa, itd... Prema tome, aktivnu i pasivnu opremu biramo prema raznovrsnim zahtjevima komunikacije koju želimo ostvariti.