4.6 Nettverksutstyr og kabelsystemer

Maskinen bak veggen

Du åpner nettleseren, skriver inn en adresse, og et øyeblikk senere fyller nettsiden skjermen. Det føles som magi, men bak den enkle handlingen står et helt maskineri av bokser, kabler og kontakter som du sjelden ser. Et datanettverk er mye mer enn maskinene som er koblet til det.

Vi deler utstyret i to grupper. De aktive komponentene er de smarte boksene som behandler og videresender data – svitsjer, rutere og aksesspunkter. De passive komponentene er kablene og kontaktene som bare frakter signalene fysisk fra sted til sted. Skal du installere et nytt nettverk eller finne ut hvorfor det eksisterende henger seg opp, må du kjenne begge deler. La oss følge dataene på reisen og bli kjent med utstyret de møter underveis.

Svitsj og ruter – to bokser med ulik jobb

De to viktigste aktive boksene er svitsjen og ruteren, og forskjellen mellom dem er lett å rote bort. La oss holde dem fra hverandre.

En svitsj kobler sammen enheter som tilhører samme lokale nettverk, et LAN. Den jobber på lag 2 i OSI-modellen og bruker MAC-adresser. Det fine med en svitsj er at den lærer: for hver port husker den hvilken enhet, altså hvilken MAC-adresse, som henger der. Når en ramme kommer inn, leser den destinasjonens MAC-adresse og sender rammen bare ut på den ene riktige porten – ikke til alle, slik en gammeldags hub gjorde. Svitsjer finnes som enkle plug-and-play "unmanaged", som konfigurerbare "managed" med VLAN og overvåking, og som PoE-svitsjer som kan sende strøm gjennom nettverkskabelen.

En ruter har en annen oppgave: den binder sammen forskjellige nettverk og finner veien for pakkene mellom dem. Den jobber på lag 3 og bruker IP-adresser. Ruteren velger beste rute, oversetter mellom dine private og internetts offentlige adresser med NAT, deler ut IP-adresser via DHCP og fungerer som en enkel brannmur. Hjemme er ruteren ofte den boksen du fikk fra internettleverandøren, og den gjemmer gjerne både ruter, svitsj, WiFi og modem i samme kabinett.

La oss se det i praksis. PC-A med adresse 192.168.1.10 skal først sende en fil til PC-B på 192.168.1.20 i samme nettverk. Da lager PC-A en ramme med PC-Bs MAC-adresse, svitsjen kjenner igjen adressen og sender den rett til riktig port – ruteren rører ikke en finger, for alt skjer innenfor samme nettverk. Men så skal PC-A besøke en nettside ute på internett. Nå er måladressen utenfor det lokale nettet, så pakken sendes til standard gateway, altså ruteren. Svitsjen frakter rammen bort til ruterens port, ruteren bytter PC-As private IP med sin offentlige via NAT, og sender pakken videre ut i verden.

Aksesspunktet og kobberkablene

De fleste enhetene dine kobler seg trådløst i dag, og broen mellom WiFi og det kablede nettet heter trådløst aksesspunkt, eller AP. Det kobles til svitsjen med en Ethernet-kabel og sender ut et WiFi-signal med et nettverksnavn (SSID) som enhetene kan koble seg til. Ofte får det strøm gjennom selve nettverkskabelen via PoE, og det kan kringkaste flere SSID-er, for eksempel ett for ansatte og ett for gjester. Plasseringen betyr mye: monter det i taket, unna metall og betong, og regn med omtrent ett AP per 100 til 150 kvadratmeter for god innendørs dekning. Mens en hjemmeruter samler ruter, svitsj og AP i én boks, bruker man frittstående AP-er når man trenger flere punkter spredt utover et stort kontor med sentralisert styring.

Så kommer vi til selve årene i nettverket: Ethernet-kablene, også kalt TP-kabler fordi de inneholder fire par tvunnede kobbertråder. De ender i en RJ45-kontakt, og de finnes i ulike kategorier. Cat 5e takler 1 Gbps, Cat 6 klarer 10 Gbps – men bare over korte 55 meter – mens Cat 6a holder 10 Gbps over fulle 100 meter. Cat 7 og Cat 8 er skjermede spesialkabler for datasentre. Felles for alle kobberkablene er den harde grensen: maks 100 meter fra svitsj til enhet, for lenger enn det svekkes signalet for mye.

Tenk deg at en bedrift skal kable et nytt kontorbygg med femti arbeidsplasser. I dag holder det med 1 Gbps, men de vil kunne oppgradere til 10 Gbps senere. Cat 5e faller bort, for den når ikke 10 Gbps. Cat 6 klarer det bare over 55 meter, og mange kabelstrekk i et kontorbygg er lengre. Cat 6a derimot gir 10 Gbps over hele 100 meter – fremtidssikkert. Merkostnaden er liten, og det er mye billigere å legge riktig kabel med én gang enn å rive opp gulv og tak om noen år.

Fiber av lys og et ryddig nettverksrom

Når kobberets 100 meter ikke strekker til, eller når du trenger virkelig høy fart, bytter vi ut elektrisitet med lys. Fiberoptisk kabel sender data som lyspulser gjennom en hårtynn glasskjerne. Det finnes to typer: singlemode med en bitteliten kjerne der en laser sender lys i én retning – rekkevidde opptil hele 100 km, brukt mellom bygg og over lange strekk – og multimode med tykkere kjerne der en LED sender lys i flere retninger, med rekkevidde opptil 2 km inne i bygg og datasentre. Fiber gir enorm hastighet, lang rekkevidde og er immun mot elektromagnetisk støy, rett og slett fordi lys ikke påvirkes av elektriske felter. Det siste er en stor fordel i en fabrikk full av elektromotorer og sveiseapparater, og det er nettopp derfor man trekker fiber mellom bygninger: kobber kan nemlig lede farlig spenning ved lynnedslag, mens fiber gir full galvanisk isolasjon mellom byggene.

Til slutt må alt dette holdes ryddig, og der kommer strukturert kabling og patchepanelet inn. Tenk deg den fysiske reisen: fra PC-en går en kort patchekabel til et vegguttak ved pulten. Derfra løper en fast horisontal kabel i veggen helt inn til nettverksrommet, der den ender i et patchepanel. Fra patchepanelet kobler en ny kort patchekabel over til svitsjen, og videre til ruteren. Fordelen med dette systemet er at det er oversiktlig og holdbart: skal en ansatt flytte plass, bytter du bare en patchekabel i stedet for å rive opp veggen, og feilsøking blir mye enklere.

Oppsummering

Vi har fulgt dataene gjennom hele nettverksmaskineriet. En svitsj kobler sammen enheter i samme lokale nettverk på lag 2 med MAC-adresser, mens en ruter binder ulike nettverk sammen på lag 3 med IP-adresser og oversetter mellom private og offentlige adresser via NAT. Et trådløst aksesspunkt gir WiFi-tilgang til det kablede nettet og kan strømforsynes via PoE.

De passive komponentene frakter selve signalet. Ethernet-kabler i kategoriene Cat 5e, 6 og 6a er kobberets standard, med en grense på 100 meter, mens fiberoptikk sender data som lys, gir høyest hastighet og lengst rekkevidde, og tåler elektromagnetisk støy. Til slutt holder strukturert kabling med patchepanel alt ryddig, så installasjonen blir oversiktlig, fleksibel og enkel å feilsøke.