Komplexní návrh počítačové sítě pro obec střední velikosti

MASARYKOVA  UNIVERZITA   FAKULTA  INFORMATIKY    

       

Komplexní  návrh  počítačové  sítě  pro   obec  střední  velikosti       BAKALÁŘSKÁ  PRÁCE  

Michal  Rubeš  

            BRNO,  2012    

 

 

Prohlášení   Prohlašuji,  že  tato  práce  je  mým  původním  autorským  dílem,  které  jsem  vypracoval  sa-­‐ mostatně.   Všechny   zdroje,   prameny   a   literaturu,   které   jsem   při   vypracování   používal   nebo  z  nich  čerpal,  v  práci  řádně  cituji  s  uvedením  úplného  odkazu  na  příslušný  zdroj.       Michal  Rubeš                                           Vedoucí  práce:  doc.  RNDr.  Eva  Hladká,  Ph.D.  

II  

 

Poděkování   Na  tomto  místě  bych  rád  poděkoval  vedoucí  své  práce  doc.  RNDr.  Evě  Hladké,  Ph.D.,  za   její  cenné  rady,  čas,  který  mi  věnovala  a  ochotu  při  vedení  mé  práce.  Také  bych  rád  po-­‐ děkoval  Mgr.  Ondřeji  Skipalovi  a  Radovanu  Hockovi  za  jejich  rady  a  poznatky  z  praxe.     Své  rodině  a  přítelkyni  děkuji  za  podporu  a  trpělivost  při  mém  studiu  a  zejména   při  psaní  této  práce.    

 

 

III  

 

Shrnutí   Tato  práce  se  zabývá  návrhem  počítačové  sítě  pro  středně  velkou  obec  a  jejím  připoje-­‐ ním   k   Internetu.   Návrh   se   skládá   z  kompletní   struktury   sítě   od   analýzy   prostředí,   prů-­‐ zkumu   současného   stavu   poskytování   Internetu   v  obci,   zajištění   poskytovatele   konektivity,   výběru   vhodných   přístupových   míst   a   návrhu   konstrukce   přístupových   míst.   V  práci   také   naleznete   popisy   použitých   prvků,   finanční   analýzu   a   návrh   obchodní-­‐ ho  plánu  provozování  sítě.    

 

 

IV  

 

Klíčová  slova   návrh,  počítačová  síť,  analýza,  bezdrátová  síť,  routerboard,  přístupový  bod,  eirp,  anténa,   sektorová  anténa,  směrová  anténa,  monitoring  sítě    

 

 

V  

 

Obsah   ÚVOD  ..................................................................................................................................................................  1   1   POČÍTAČOVÁ  SÍŤ  .....................................................................................................................................  2   1.1   MODEL  OSI  ...............................................................................................................................................................  2   1.1.1   Fyzická  vrstva  ...................................................................................................................................................  3   1.1.2   Linková  vrstva  ..................................................................................................................................................  3   1.1.3   Síťová  vrstva  ......................................................................................................................................................  3   1.1.4   Transportní  vrstva  ..........................................................................................................................................  3   1.1.5   Relační  vrstva  ...................................................................................................................................................  4   1.1.6   Prezentační  vrstva  ..........................................................................................................................................  4   1.1.7   Aplikační  vrstva  ...............................................................................................................................................  4   1.2   PŘENOSOVÁ  MÉDIA  .................................................................................................................................................  4   1.2.1   Elektrické  vodiče  .............................................................................................................................................  5   1.2.2   Optická  vlákna  ..................................................................................................................................................  5   1.2.3   Vzduch,  vakuum  ...............................................................................................................................................  6   1.3   SÍŤOVÉ  STANDARDY  ETHERNET  ...........................................................................................................................  8   1.3.1   Gigabitový  Ethernet  .......................................................................................................................................  8   1.3.2   Bezdrátové  lokální  sítě  .................................................................................................................................  9   1.4   NSTREME  ..................................................................................................................................................................  9   1.5   TOPOLOGIE  SÍTÍ  ....................................................................................................................................................  10   1.5.1   Topologie  sběrnice  .......................................................................................................................................  10   1.5.2   Topologie  kruh  ..............................................................................................................................................  11   1.5.3   Topologie  hvězda  .........................................................................................................................................  11   1.5.4   Topologie  páteřní  .........................................................................................................................................  12   1.6   PŘÍSTUPOVÉ  METODY  ..........................................................................................................................................  12   1.6.1   Frekvenční  multiplex  ..................................................................................................................................  12   1.6.2   Časový  multiplex  ...........................................................................................................................................  12   1.6.3   Polling  ...............................................................................................................................................................  13   1.6.4   Token  passing  ................................................................................................................................................  13   1.6.5   CSMA/CD  ..........................................................................................................................................................  13   1.6.6   CSMA/CA  ..........................................................................................................................................................  13   1.7   MODELY  KOMUNIKACE  ........................................................................................................................................  14   1.7.1   Spojované  sítě  ................................................................................................................................................  14   1.7.2   Nespojované  sítě  ...........................................................................................................................................  14   1.8   PROTOKOL  SNMP  ................................................................................................................................................  14   2   ANALÝZA  PROSTŘEDÍ  .........................................................................................................................  16   2.1   ZÁKLADNÍ  INFORMACE  O  OBCI  ...........................................................................................................................  16   2.2   CELOPLOŠNÉ  PROJEKTY  V  OBCI  ..........................................................................................................................  16   2.3   SOUČASNÍ  POSKYTOVATELÉ  INTERNETU  V  OBCI  ............................................................................................  16   2.3.1   IBIS  .....................................................................................................................................................................  17   2.3.2   O2/Vodafone/T-­‐Mobile  .............................................................................................................................  17   2.3.3   Ostatní  poskytovatelé  .................................................................................................................................  18   2.4   VÝSLEDKY  ANKETY  ...............................................................................................................................................  18   3   NÁVRH  SÍTĚ  ............................................................................................................................................  19   3.1   PŘÍSTUP  K  SÍTI  INTERNET  ...................................................................................................................................  20   3.2   PŘÍSTUPOVÉ  BODY  ................................................................................................................................................  20   3.3   KONSTRUKCE  PŘÍSTUPOVÝCH  BODŮ  .................................................................................................................  23   3.3.1   Technické  specifikace  .................................................................................................................................  24   3.3.2   Výkonnostní  nastavení  zdroje  .................................................................................................................  26   3.4   INTERNETOVÁ  BRÁNA  (SERVER)  .......................................................................................................................  28   3.4.1   Technické  specifikace  .................................................................................................................................  28  

 

VI  

  3.5   PŘIPOJENÍ  KLIENTŮ  ..............................................................................................................................................  29   3.5.1   Technické  specifikace  .................................................................................................................................  29   3.6   MONITOROVÁNÍ  SÍTĚ  ...........................................................................................................................................  30   4   FINANČNÍ  ANALÝZA  .............................................................................................................................  31   5   OBCHODNÍ  PLÁN  ...................................................................................................................................  34   ZÁVĚR  ..............................................................................................................................................................  36   LITERATURA  .................................................................................................................................................  37   PŘÍLOHA:  PODROBNÉ  VÝSLEDKY  ANKETY  .........................................................................................  40  

 

 

VII  

 

Úvod   „Velkých   cílů   je   možné   dosáhnout   jedině,   když   se   spojí   mnoho   lidí   dohromady.”   (John   C.   Maxwell)     Komunikace  lidí  mezi  sebou  hrála  vždy  velkou  roli.  Vývoj  lidstva  by  se  bez  ní  ni-­‐ kdy   nedostal   tak   daleko.   Velké   objevy,   které   člověk   učinil,   by   bez   pomoci   ostatních   dnes   ještě  nemusely  být  objeveny.  Postupem  času  význam  komunikace  lidí  mezi  sebou  zvyšo-­‐ val   svou   důležitost.   V  dnešní   době   mezi   sebou   komunikují   mezinárodní   vědecké   týmy,   lidé   mají   možnost   sledovat   informace   získané   ve   vesmíru,   rodiny   si   vyměňují   zážitky   pomocí  sociálních  sítí,  multimediálních  zpráv  anebo  video  hovorů.  Všechny  tyto  a  mno-­‐ hé  další  věci  umožňují  a  usnadňují  počítačové  sítě.     Vznik  počítačových  sítí  se  datuje  na  60.  léta  20.  století,  kdy  poprvé  proběhly  po-­‐ kusy   o   výměny   dat   mezi   počítači.   Od   té   doby   prošly   počítačové   sítě   velkými   změnami.   Hardware  použitý  pro  jejich  výstavby  se  zdokonaloval,  čímž  umožňoval  přenášet  rychle-­‐ ji  a  spolehlivěji  větší  objemy  dat.  Rozloha,  na  které  se  sítě  rozléhaly,  se  zvětšovala,  až  do-­‐ sáhla  celosvětové  úrovně.  Celosvětová  síť  je  nazývána  Internet  a  je  tvořena  propojením   lokálních  a  metropolitních  sítí.  V  posledních  letech,  s  příchodem  laptopů  a  chytrých  tele-­‐ fonů,  se  hodně  rozšířily  i  sítě  bezdrátové.     Skupina   zařízení   může   být   považována   za   síť,   pokud   obsahuje   následující   atribu-­‐ ty:   síťové   systémy   nebo   prvky   (přepínače,   fyzická   přenosová   média   a   adresní   systém),   propojovací   software.   Každá   počítačová   síť   je   pak   tvořena   z  propojovacích   systémů,   propojovacího   softwaru,   síťového   hardwaru,   fyzických   přenosových   médií   a   adresního   systému  pro  všechny  vyjmenované  komponenty.  [2]  strana  27    

Tato  práce  se  zaměřuje  na  návrh  počítačové  sítě  pro  obec  střední  velikosti.    

  V  první  kapitole  je  vysvětlena  činnost  referenčního  ISO  modelu,  fyzická  přenoso-­‐ vá  média  jsou  rozdělena  do  skupin  podle  svých  přenosových  vlastností,  je  představena   skupina  standardů  Ethernet  a  protokol  Nstreme.  Dále  v  ní  jsou  rozebrané  typy  sítí  podle   svého  zapojení,  vysvětleny  možnosti  přístupu  k  přenosovému  médiu  a  popsána  činnost   protokolu  SNMP.     Kapitola  druhá  se  zaobírá  analýzou  prostředí,  ve  kterém  má  být  nová  síť  vysta-­‐ věna.   Obsahuje   základní   informace   o   obci   Jamné   nad   Orlicí,   představuje   poskytovatele   internetu  nabízející  své  služby  na  katastru  této  obce  a  seznamuje  s  výsledky  ankety  zís-­‐ kaných  od  obyvatel  Jamného  nad  Orlicí.     Přístup  ke  konektivitě  a  výběr  i  popis  přístupových  bodů  je  popsán  v  třetí  kapito-­‐ le.   V  ní   je   také   obsažen   popis   konstrukce   přístupových   bodů,   vyřešen   problém   s  řízením   a  monitoringem  sítě  a  připojením  klientů.    

Ve  čtvrté  kapitole  je  provedena  kalkulace  za  výstavbu  nové  sítě.  

 

Návrh   nabídky   nových   tarifů   nabízených   zákazníkům   se   řeší   v  kapitole   páté.

 

1  

 

1 Počítačová  síť   Počítačová   síť   je   tvořena   skupinou   zařízení   (např.   počítače,   chytré   telefony,   tiskárny,   ad.),   které   byly   propojeny   mezi   sebou   za   účelem   sdílení   informací   a  služeb.   Aby   bylo   možné  zařízení  připojovat  do  sítě,  musí  obsahovat  síťovou  kartu  (NIC  –  Network  Interfa-­‐ ce  Card).     Počítačové   sítě   můžeme   dělit   podle   různých   kritérií.   Mezi   hlavní   způsob   klasifi-­‐ kace  sítí  patří  dělení  podle  rozlehlosti.  Geograficky  nejmenší  sítě  se  nazývají  lokální  po-­‐ čítačové   sítě,   známé   taky   jako   LAN   –   Local   Area   Network,   jež   pokrývají   rodinné   domy,   firemní  budovy,  ad.  Metropole,  města  nebo  části  měst  jsou  pokryty  metropolitními  sítě-­‐ mi,  označovanými  jako  MAN  –  Metropolitan  Area  Network.  Sítě  pro  rozsáhle  geografické   území,   zkráceně   WAN   –   Wide   Area   Network,   obsáhnou   svou   rozlohou   celé   státy   i  kontinenty.  Příkladem  sítě  WAN  je  i  největší  světová  síť  Internet.  [1]  strana  9-­‐10  

1.1 Model  OSI   Model   OSI   (Open   Systems   Interconnetion)   je   nejpoužívanějším   síťovým   modelem.   Síťo-­‐ vou  komunikaci  tento  model  rozdělil  do  sedmi  vrstev  a  zavedl  jejich  používání  při  pro-­‐ cesu   výměny   dat.   Vrstvy   jsou   číslované   od   1   do   7   v  tomto   pořadí:   fyzická   (physical),   linková   (data  link),   síťová   (network),   transportní   (transport),   relační   (session),   prezen-­‐ tační  (presentation)  a  aplikační  (application).  [2]  strana  45  

  Obrázek  č.  1:  Referenční  model  OSI  1  

  Při  vzájemné  komunikaci  dvou  systémů  musí  vysílaná  data  určená  k  přenosu  pu-­‐ tovat   zásobníkem   vždy   od   aplikační   vrstvy   k   vrstvě   k   fyzické.   Na   přijímací   straně   pro-­‐ chází   zásobníkem   v   opačném   pořadí   od   vrstvy   fyzické,   která   je   přijme,   až   k   vrstvě   aplikační.   Protokoly   na   totožných   vrstvách   musí   být   stejné,   zatímco   přenos   mezi   vrst-­‐ vami  jednotlivých  zařízení  se  může  lišit.     Aby   mohla   data   sítí   takto   putovat,   je   nutné   k  nim   přidat   informace   o   obsahu   a   je-­‐ jich   správném   použití.   Tyto   informace   se   nazývají   metadata.   Při   odesílaní   dat   jsou   jed-­‐ notlivá   medatada   přidávána   při   takzvaném   zapouzdření   (encapsulation).   Naopak   při   příjmu  se  metadata  postupně  odebírají  a  tento  postup  je  nazýván  odpouzdření  (decapsu-­‐ lation).                                                                                                                     1  Síťové  modely  a  architektury.  Síťové  modely  a  architektury.  [Online]  21.  12  2010.  [Citace:  15.  12  2011.]  

http://site.borec.cz/02%20Architektura%20iso%20osi.htm.  

 

2  

    Zapouzdření   začíná   zformátováním   a   segmentací   dat   na   optimální   velikost.   Při   průchodu   jednotlivými   vrstvami   jsou   k  datům   přidávána   záhlaví   s  informacemi,   které   vyžadují   protokoly   daných   vrstev.   Záhlaví   se   připojují   podle   uvedeného   pořadí   vrstev   a  obsahují   informaci   o   adresaci   a   instrukcích   pro   odpovídající   vrstvu   protistrany.   Linko-­‐ vá   vrstva   navíc   přidá   ukončovací   frekvenci   s  kontrolními   údaji,   aby   si   protistrana   mohla   ověřit,   že   přenos   přes   fyzickou   vrstvu   proběhl   korektně.   Na   straně   příjemce   je   paket   přečten   a   při   průchodu   jednotlivými   vrstvami   jsou   odebírána   odpovídající   záhlaví.   [2]   strana  46-­‐47   1.1.1 Fyzická  vrstva   Fyzická  vrstva  je  nejnižší  vrstva  OSI  modelu.  Odpovídá  za  bitový  přenos  mezi  dvěma  bo-­‐ dy.   Definuje   fyzikální   vlastnosti   zařízení,   moduluje   digitální   data   na   signály   použité   v  přenosovém  médiu,  navazuje  a  ukončuje  spojení  s  přenosovým  médiem.     Na   této   vrstvě   fungují   huby   (hubs),   opakovače   (repeaters),   síťové   karty   (NICs)   a  přenosová  média.  [2]  strana  49-­‐50   1.1.2 Linková  vrstva   Umožňuje   přenos   mezi   síťovými   prvky   adresovatelnými   pomocí   fyzických   adres   (MAC   address).  Pakety  přijaté  ze  síťové  vrstvy  rozděluje  na  rámce  (frames).  Při  jejich  přenosu   dokáže  detekovat  poškozené  rámce  a  vyžádat  si  jejich  opakované  zaslání  (reliable  deli-­‐ very).  Má  implementované  funkce  pro  zjištění  chyb  (error  detection)  a  jejich  případnou   opravu   (error  correction).   Má   na   starost   i   kontrolu   toku   dat   (flow  control)   v  přenosovém   médiu,  čímž  dokáže  předcházet  chybám  a  ztrátám  při  přenosu.  [3]  strana  419-­‐422    

Přepínače  (switches)  a  mosty  (bridges)  pracují  na  této  vrstvě.  

1.1.3 Síťová  vrstva   Je   třetí   vrstvou   modelu   OSI.   Řeší   směrování   (routing)   a   síťové   adresování   mezi   uzly   v  sítích,  které  spolu  přímo  nesousedí.  Zajišťuje  volbu  trasy  při  přepínání  paketů  (packet   switching).   Umí   vyřešit   i   rozdílné   technické   parametry   sítí,   jenž   se   nacházejí   po   cestě.   Brání  zahlcení  sítě  mnoha  pakety  v  jeden  okamžik.     Směřovače  (routers)  pracující  na  této  vrstvě  vždy  přijatá  data  přeposílají  do  jiné   sítě.  Při  přeposílaní  si  udržují  v  směřovacích  tabulkách  nejlepší  trasy  k  okolním  směřo-­‐ vačům.  [3]  strana  300-­‐306     Mezi   protokoly   pracujícími   na   této   vrstvě   patří   IP   (Internet   Protocol)   a   ARP   (Address  Resolution  Protocol).   1.1.4 Transportní  vrstva   Jako   první   protokol   se   nestará   o   způsob   přenosu   dat,   ale   o   jeho   spolehlivost.   Nabízí   vyšším   vrstvám   spojově   i   nespojově   orientované   protokoly.   Mezi   jeho   další   typické   funkce  patří  dělení  velkého  bloku  dat  na  segmenty,  které  se  budou  dobře  přenášet  sítí.     Protokol   TCP   (Transmission   Control   Protocol),   který   na   této   vrstvě   pracuje,   umožňuje  aplikacím  vytvořit  spojení  po  síti,  přes  které  mohou  přenášet  data.  Toto  spo-­‐ jení   jim   garantuje   spolehlivé   doručování   a   doručování   ve   správném   pořadí   (reliable   transport  service).   TCP   také   aplikacím   umožňuje   současné   vícenásobné   připojení   jedné   aplikace.  

 

3  

    Dalším   protokolem   pracujícím   na   této   vrstvě   je   protokol   UDP   (User   Datagram   Protokol),  který    na  rozdíl  od  TCP  je  nespojovaný  a  negarantuje  doručení  dat.  Jeho  výho-­‐ dou   je   rychlost   a   jednoduchost,   které   využívá   například   DNS   (Domain  Name  System).  [3]   strana  183-­‐249   1.1.5 Relační  vrstva   Relační  vrstva  se  stará  o  vytvoření  a  udržení  relací  včetně  služeb  potřebných  pro  jejich   inicializaci.     Síťový  provoz  přes  tuto  vrstvu  v  jednu  chvíli  proudí  buď  jednosměrně  (polodu-­‐ plexně)   nebo   obousměrně   (plně   duplexně).   Pokud   je   používaný   poloduplexní   (half-­‐ duplex)   přenos,   na   relační   vrstvě   se   při   přenosu   předává   identifikátor   (token),   který   opravňuje  vlastníka  tokenu  vysílat.       Tato  vrstva  má  také  implementovány  bezpečnostní  mechanismy  (např.  přihlašo-­‐ vání  k  relaci).     Díky  synchronizaci  datových  toků  na  této  vrstvě  dociluje  spolehlivosti  a  efektivity   vysílaných  relací.  [2]  strana  52     Protokoly  fungující  na  této  vrstvě  jsou  NetBIOS  (Network   Basic   Input   Output   Sys-­‐ tem),  AppleTalk,  RPC  (Remote  Procedure  Call),  a  SSL  (Secure  Socket  Layer).   1.1.6 Prezentační  vrstva   Leží   mezi   aplikační   a   relační   vrstvou.   Tyto   vrstvy   často   zajišťují   část   její   funkcionality   nebo  ji  úplně  nahrazují.     Na  její  úrovni  probíhá  formátování,  volitelná  komprese  a  šifrování  dat  z  aplikační   vrstvy,  které  potom  předává  vrstvě  relační.  V  opačném  směru  data  před  předáním  apli-­‐ kační  vrstvě  dekomprimuje  a  dešifruje.     Díky  její  funkčnosti  se  mezi  sebou  domluví  i  počítače  používající  různé  znakové   sady.  [2]  strana  52-­‐53    

Příkladem  protokolu  pracujícího  na  této  vrstvě  je  SMB  (Samba).  

1.1.7 Aplikační  vrstva   Zprostředkovává   aplikacím   přístup   ke   komunikačnímu   systému   a   tím   umožňuje   jejich   vzájemnou  komunikaci.  Aplikace  jako  webový  prohlížeč,  mailový  klient,  instant  messa-­‐ ging  nebo  internetové  volání  pracují  na  této  vrstvě.     Mezi   nejpoužívanější   protokoly   této   vrstvy   patří   HTTP   (Hypertext  Transfer  Proto-­‐ col),  SMTP  (Simple  Mail  Transfer  Protocol),  POP  (Post  Office  Protocol),  FTP  (File  Transfer   Protocol),   DNS   (Domain   Name   System),   DHCP   (Dynamic   Host   Configuration   Protocol)   a  mnoho  dalších.  [3]  strana  73-­‐146  

1.2 Přenosová  média   K  tomu,   aby   mezi   sebou   mohly   uzly   v  síti   komunikovat,   je   potřeba   je   propojit   minimálně   jedním  typem  přenosového  média.  Máme  tři  základní  typy  přenosových  médií.   1. elektrické  vodiče  (metalické  sítě)   • koaxiální  kabel   • kroucená  dvojlinka   2. optická  vlákna  (optické  sítě)    

4  

  3. vzduch  (bezdrátové  sítě)   Každé   z  těchto   médií   má   své   charakteristické   vlastnosti   (odolnost   proti   vnějšímu   elektromagnetickému  rušení,  šířka  pásma,  útlum,  charakteristická  impedance  a  přeslech   mezi  vodiči),  které  je  od  sebe  odlišují.   V  následujících  částech  této  kapitoly  jsou  uvedeny  informace  o  základních  vlast-­‐ nostech   nejpoužívanějších   přenosových   médií   a   příklady   jejich   použití   v   počítačových   sítích.   1.2.1 Elektrické  vodiče   Mezi  zástupce  elektrických  vodičů  patří  koaxiální  kabel  a  kroucená  dvojlinka.  Jelikož  se   v  dnešních   sítích   koaxiální   kabel   již   skoro   nepoužívá,   budeme   se   dále   zabývat   pouze   kroucenou  dvojlinkou.     Nejpoužívanějším  metalickým  médiem  v  LAN  je  v  dnešní  době  kroucená  dvojlin-­‐ ka   (TP   –   Twisted   Pair).   Kabely   TP   jsou   tvořeny   většinou   8   vodiči2,   které   pravidelným   kroucením  dvojic  vodičů  okolo  sebe  tvoří  4  páry,  které  jsou  též  zakrouceny  do  sebe.  Toto   kroucení   zvyšuje   odolnost   vodičů   a   párů   proti   vzájemnému   rušení.   Tento   svazek   kabelů   bývá  vložen  do  plastické  izolace,  v  tom  případě  se  jedná  o  nestíněnou  kroucenou  dvoj-­‐ linku   (UTP  –  Unshielded  Twisted  Pair),   nebo   do   izolace   kovové,   která   pomáhá   chránit   ve-­‐ dení   před   vnějším   rušením.   Takový   kabel   se   nazývá   stíněný   kroucený   kabel   (STP   –   Shielded  Twisted  Pair)   a   jeho   varianta,   která   navíc   kovovým   pláštěm   chrání   každý   jed-­‐ notlivý  pár  uvnitř  TP,  se  nazývá  S/STP  (Screened  Shielded  Twisted  Pair).     S  vývojem   počítačových   sítí   a   zvyšující   se   rychlostí   přenosu   dat   se   musela   vyvíjet   i   kroucená   dvojlinka.   Tento   vývoj   je   zachycen   v  7   kategoriích   popisujících   vlastnosti   těchto  médií.  V  současnosti  se  nejvíce  používají  kategorie  5e  a  6,  které  nejvíce  odpovída-­‐ jí  požadavkům  dnešní  doby  na  přenosová  média.     Jelikož  TP  může  tvořit  pouze  dvoubodové  spoje,  je  nutné  pro  budování  LAN  sítí   využít  aktivní  síťový  prvek3  (např.  switch,  router,  atd.).  K  velkým  výhodám  takto  budo-­‐ vaných  sítí  patří  lehké  připojování  a  odpojování  síťových  prvků,  snadná  instalace  a  nízká   pořizovací  cena.  [1]  strana  11-­‐13   1.2.2 Optická  vlákna   Optické   kabely   využívají   pro   šíření   signálu   světelné   impulsy   vedené   ve   světlovodivých   vláknech,  a  proto  nejsou  spoje  budované  pomocí  optických  kabelů  náchylné  k  EMI.  Sklá-­‐ dají  se  z  jádra,  pláště  světlovodu  a  obalu.     Jádro  je  tvořeno  jedním  skleněným  či  plastovým  vláknem,  kterými  poté  prochází   světelný  signál.  Průměr  jádra  je  v  rozmezí  2  až  několika  set  mikronů.  Plášť  světlovodu  je   vyroben   z  plastu   s  nižším   lomem   světla   než   má   jádro,   vyrábí   se   jako   jedna   část   společně   s  jádrem   a   jeho   rozměry   jsou   v  rozsahu   100   mikronů   až   1   mm.   Obal   slouží   jako   vnější   ochranné  pouzdro  celého  vlákna.  Optická  vlákna  se  většinou  vyrábějí  v  páru,  pro  každý   směr  komunikace  se  používá  jedno  vlákno.     Optické   kabely   dělíme   na   jednovidové   (single-­‐mode)   nebo   multividové   (multi-­‐ mod).  Jednovidová  vlákna  mají  velmi  úzké  jádro  (méně  než  10  mikronů).                                                                                                                   2  počet  párů  TP  se  může  lišit  (2,  4,  6,  8,  25,  50,  100),  síťové  aplikace  nejčastěji  používají  2  nebo  4  páry 3  Aktivní  síťový  prvek  se  označuje  prvek  sítě,  který  aktivně  ovlivňuje  dění  v  sítí.  

 

5  

 

    Ve   vláknech   multividových   má   světelný   paprsek   v  jádru   více   prostoru,   a   tudíž   i  více  cest.  Podle  způsobu  šíření  paprsků  rozlišujeme  multividová  vlákna  na  dva  typy.   1. multi-­‐mode  step  index  –  kabel  se  skokovou  změnou  v  indexu  lomu   2. multi-­‐mode  graded  index  –  kabel  s  postupnou  změnou  indexu  lomu     Pokud  chceme  zapojit  optický  kabel  do  naší  sítě,  musíme  si  k  optickým  kabelům   dokoupit   ještě   několik   dalších   síťových   prvků,   které   tento   provoz   umožní.   Jako   první   budeme   potřebovat   vysílač,   který   se   skládá   ze   sdružovače   a  modulátoru4.   Ten   převádí   elektrický   signál   na   světelný   a   převedený   signál   rovnou   vysílá   do   vlákna.   Na   opačné   straně   média   musíme   umístit   přijímač,   který   je   složen   z   demodulátoru5,   zesilovače   a  procesoru.   Přijímač   převede   signál   ze   světelného   na   elektrický,   zesílí   jej,   převede   do   tvaru   připraveného   pro   zpracování   a  zreprodukuje   původní   signál.   Při   pokládce   optic-­‐ kého  vedení  je  potřeba  dát  pozor  na  úhly  ohybu  optických  vláken,  aby  při  vysílání  mohla   být  dodržena  tzv.  numerická  apertura6.     Díky  minimálnímu  útlumu  signálu  v  optických  kabelech  je  toto  médium  schopné   bez   nutnosti   regenerace   přenést   signál   až   na   délku   100   km.   Tento   fakt   v  kombinaci   s  jeho  vysokou  datovou  propustností  z  něj  dělá  ideální  médium  pro  páteřní  spoje.  Může   být   zakopáno   do   země   nebo   zavěšeno   např.   na   sloupech   elektrického   vedení.   Vždy   se   pokládá   více   vláken   než   je   aktuálně   potřeba,   kvůli   rezervnímu   spoji.   Pokládka   tohoto   média  je  totiž  vícenásobně  dražší  než  jeho  redundance.  [1]  strana  14-­‐16   1.2.3 Vzduch,  vakuum   Vzduch,  vakuum  (obecně  éter)  přenáší  elektromagnetické  vlnění,  aniž  by  použil  nějaké   fyzické  médium.  Toto  vlnění  se  éterem  může  šířit  různými  cestami  (přímým  dohledem,   přízemními   vlnami   nebo   odrazem   od   ionosféry)   a   podle   intervalu   frekvencí   použitých   pro  vysílání  elektromagnetických  vln  se  tyto  vlny  dělí  na  rádiové,  mikrovlnné  a  infračer-­‐ vené.     Aby   bylo   možné   elektromagnetické   spektrum   pro   přenos   bezdrátového   signálu   využít,  je  nutné  ho  modulovat  nebo  jinak  změnit  charakter  vln.  Mezi  tři  základní  metody   modulace  elektromagnetického  záření  patří:   1) Pulzní  modulace  (PM)  –  signál  je  tvořen  pouhým  vypínáním  a  zapínáním  zdroje   záření.  Je-­‐li  zdroj  zapnutý,  signál  je  přijat  jako  logická  jednička,  pokud  je  vypnutý,   jedná  se  o  logickou  nulu.   2) Amplitudová  modulace  (AM)  –  nosná  frekvence  je  postavena  na  změně  amplitudy   jednotlivých  vln.  Pokud  amplituda  přesáhne  určenou  prahovou  hodnotu,  vyhod-­‐ notíme  informaci  jako  logickou  jedničku,  jestliže  tuto  hranici  nepřesáhne,  identi-­‐ fikujeme  informaci  jako  logickou  nulu.   3) Frekvenční   modulace   (FM)   –   nosná   vlna   se   skládá   z  proměnlivé   frekvence   vln.   Logická  jednička  je  vysílána,  pokud  je  frekvence  větší  než  prahová  hodnota.  Lo-­‐ gická  nula,  jestliže  frekvence  prahové  hodnoty  nedosahuje.  [2]  strana  190-­‐194                                                                                                                   4  Modulátor  obsahuje  světelný  zdroj  (laser  nebo  LED)  nutný  pro  vyslání  světelného  signálu  do  média.   5  Demodulátor  obsahuje  fotodetektor,  který  převádí  optický  signál  na  elektrický.   6  Numerická  apertura  udává  míru  schopnosti  vlákna  shromažďovat  světlo.  Pokud  je  úhel,  pod  kterým  do-­‐

padá  světlo  na  vlákno  větší,  než  je  max.  úhel,  který  definuje  numerickou  aperturu,  tak  skrze  něj  světlo  pro-­‐ jde.  

 

6  

  1.2.3.1 Antény   Antény   jsou   zařízení,   která   umožňují   vyzáření   elektromagnetického   signálu   do   přenoso-­‐ vého  média  (éteru)  na  straně  zdroje  a  sběr  tohoto  signálu  na  straně  cíle.  Je  tedy  zřejmé,   že  pro  přenos  signálu  v  bezdrátových  sítích  jsou  antény  klíčové  prvky.     U  antén  rozlišujeme  tyto  základní  parametry:  typ,  zisk,  vyzařovací  charakteristi-­‐ ku,  fyzické  rozměry,  polarizaci,  impedanční  přizpůsobení  a  frekvenční  rozsah.     Anténa  vysílající  do  všech  směrů  (360°   v  obou  rovinách)  stejně  intenzivní  signál   se  nazývá  anténou  ideální  (izotropickou)  a  díky  ní  dokážeme  určit  tzv.  zisk  antény.  Reál-­‐ né   antény   vysílají   signál   také   všemi   směry,   ale   narozdíl   od   antén   izotropických   s  různou   intenzitou  signálu.  To  znamená,  že  čím  více  signálu  anténa  usměrní  jedním  směrem,  o  to   méně  signálu  vyšle  do  směrů  ostatních.  Zisk  antény  je  pak  vždy  největší  zesílení  signálu   oproti  anténě  izotropické  a  je  uváděn  v  decibelech  (dBi).     Podle  schopností  antény  vyzařovat/přijímat  signál  do  určitého  směru  se  antény   dělí  na  směrové,  všesměrové  a  sektorové.  Jejich  fyzické  provedení  je  pak  dále  dělí  na  pa-­‐ rabolické,  panelové,  trychtýřové,  prutové  všesměrové  antény  atd.     Směrové   antény,   které   mají   velký   zisk   a   usměrňují   signál   pouze   do   jednoho   smě-­‐ ru,   se   používají   pro   spoje   typu   bod-­‐bod.   Protikladem   jsou   antény   všesměrové,   které   sig-­‐ nál   vysílají   všemi   směry   rovnoběžnými   se   zemí   a   tvoří   spoje   typu   bod   –   multibod.   Posledním  typem  jsou  antény  sektorové,  které  tvoří  také  spoje  typu  bod  –  multibod,  ale   signál   usměrňují   do   jednoho   směru   v  rozsahu   30-­‐120°.   Tím   pádem   mají   větší   zisk   než   antény  všesměrové,  ale  menší  než  antény  směrové.     Další   velmi   důležitá   vlastnost   antény   je   impedance.   Impedance   antény   a  přívodního  kabelu  signálu  musí  být  přibližně  stejná.  Pokud  by  tomu  tak  nebylo,  dochá-­‐ zelo  by  k  odrazu  části  výkonu  zpět  k  vysílači.  [2]  strana  378-­‐382   1.2.3.2 Bezdrátové  karty   V  bezdrátových   kartách   vzniká   elektromagnetický   signál,   který   je   vysílán   do   kabelu   a  antény,  a  také  je  přes  ně  přijímán  a  zpracován.     Základními   parametry   bezdrátových   karet   jsou   výstupní   výkon   a   citlivost.   Vý-­‐ stupní  výkon  udává  sílu  signálu,  který  je  karta  schopna  vyslat  do  zbytku  spoje.  Při  tom  je   potřeba   dát   pozor,   aby   maximální   výstupní   výkon   spoje   nepřekročil   30dBm   (v   5   GHz   sí-­‐ tích  a  s  automaticky  regulovaným  vyzařovacím  výkonem),  což  je  hranice,  kterou  stanovil   Český  telekomunikační  úřad7.  Do  tohoto  celkového  vyzářeného  výkonu  je  nutné  započíst   výkon  bezdrátové  karty,  zisk  antény  a  ztráty  způsobené  vedením  signálu  mezi  bezdráto-­‐ vou  kartou  a  anténou.  Z  toho  plyne,  že  pro  antény  s  velkým  ziskem  postačí  bezdrátové   karty  s  malým  výkonem.   EIRP8  =  Pt  +  Gt  –  Lt   EIRP  ≤  1000  mW  (30  dBm)   Pt  –  výstupní  výkon  WiFi  karty;  [dBm]  

                                                                                                                7  VO-­‐R/12/08.2005-­‐34.  Všeobecná  vyhláška  VO-­‐R/12/08.2005-­‐34.  Praha  :  Český  telekomunikační  úřad,  

9.8.2005.  5  s.  Dostupné  z  WWW:   .   8  EIRP  –  maximální  ekvivalentní  izotropický  vyzářený  výkon.  

 

7  

  Gt  –  zisk  vysílací  antény;  [dBi]   Lt  –  ztráty  anténního  svodu  na  vysílací  straně;  [dB]  

  Citlivost  bezdrátové  karty  určuje  sílu  přijatého  signálu,  při  kterém  je  karta  ještě   schopna  signál  dekódovat.  Síla  signálu  totiž  se  vzdáleností  klesá.   Pr  =  Pt  +  Gt  +  Gr  –  Lo  –  Lt  –  Lr   Pt  -­‐  výstupní  výkon  WiFi  karty;  [dBm]   Pr  –  vstupní  citlivost;  [dBm]   Lo  –  ztráty  vlivem  šíření  volným  prostorem;  [dB]   Lt  –  ztráty  anténního  svodu  na  vysílací  straně;  [dB]   Lr  –  ztráty  anténního  svodu  na  přijímací  straně;  [dB]   Gt  –  zisk  vysílací  antény;  [dBi]   Gr  –  zisk  přijímací  antény;  [dBi]  

1.2.3.3 Bezpečnost  bezdrátových  spojů   Na   rozdíl   od   metalických   sítí,   kde   připojení   počítače   do   sítě   vyžaduje   fyzický   přístup   k  médiu,  u  sítí  bezdrátových  stačí  být  pouze  v  dosahu  vysílaného  signálu.  U  většiny  bez-­‐ drátových  sítí  je  proto  potřeba  se  nějak  bránit  proti  nechtěným  uživatelům.  Ochranu  sítě   můžeme  rozdělit  do  dvou  základních  skupin.     První   skupinu   tvoří   šifrování   provozu   sítě.   To   znamená,   že   potenciální   útočník   bez   znalosti   přístupového   hesla   není   schopen   odposlechnout   komunikaci,   procházejí   skrz   bezdrátovou   síť.   K  tomuto   účelu   se   nejčastěji   využívají   metody   WEP,   WPA   a   WPA2.   Do  druhé  skupiny  patří  opatření,  jež  řídí  přístup  oprávněných  uživatelů  do  sítě.  Příkla-­‐ dem  těchto  autorizačních  opatření  může  být  kontrola  MAC  adres.  Na  přístupovém  bodu   (AP   –   Access   Point)   ověřují   MAC   adresy   podle   seznamu   povolených   MAC   adres,   které   mohou  danou  síť  používat,  a  AP  si  pak  už  řídí  provoz  samo.  Tato  metoda  ale  není  moc   spolehlivá,  jelikož  MAC  adresa  se  dá  na  síťových  zařízeních  měnit.  Další  možností  je  vyu-­‐ žít   opět   metodu   WPA   nebo   WPA2,   kde   obě   strany   použijí   stejnou   dostatečně   dlouhou   frázi  (PSK  –  Pre-­‐Shared  Key),  a  nebo  RADIUS  server  (ověření  pomocí  uživatelského  jmé-­‐ na  a  hesla).  [2]  strana  386-­‐390  

1.3 Síťové  standardy  Ethernet   Ethernet   je   v  dnešní   době   nejpoužívanější   metodou   při   budování   počítačové   sítě.   Ve   svém   vývoji   si   prošel   několika   variantami   –   Ethernet,   Fast   Ethernet   gigabitový   Ethernet,   desetigigabitový  Ethernet  a  také  bezdrátový  Ethernet.     V  této   kapitole   se   zaměříme   pouze   na   gigabitový   a   bezdrátový   Ethernet,   které   jsou  v  této  době  nejpoužívanějšími  variantami.   1.3.1 Gigabitový  Ethernet   Jako  nástupce  Fast  Ethernetu  zvýšil  přenosovou  rychlost  ze  100  Mbit/s  na  1000  Mbit/s   (1Gbit/s).   Je   standardizován   pro   optická   vlákna   1000Base-­‐X   (802.3z)   a   kroucenou   dvoj-­‐ linku  1000Base-­‐T  (802.3ab).  Jako  přístupová  metoda  k  médiu  se  používá  CSMA/CD.   1. 1000Base-­‐X   Standard   navržený   pro   optické   kabely,   který   má   dvě   varianty   lišící   se   použitým   světelným  zdrojem.   1) 1000Base-­‐SX   • používá  krátký  světelný  zdroj  850  nm,   • zdrojem  světla  je  buď  laser  nebo  LED,  

 

8  

  • jako  přenosové  médium  se  využívá  mnohovidový  optický  kabel,   • používá  se  u  kratších  páteřních  vedení  (až  500  m).   2) 1000Base-­‐LX   • přenáší  světlo  delších  vlnových  délek  1310  nm,  které  je  generované  lase-­‐ rem,   • umožňuje  použít  jednovidová  i  mnohavidová  vlákna,   • při  použití  jednovidového  vlákna  umožní  překlenout  delší  vzdálenosti.   2. 1000Base-­‐T   Standard,   který   jako   přenosové   médium   využívá   kroucenou   dvojlinku   kategorie   5e.  Kategorie  5e  vychází  z  kategorie  5.  Jelikož  ale  kategorie  5  měla  problémy  při   přenosu  signálu,  musela  být  zavedena  kategorie  5e,  která  zavedla  přísnější  pravi-­‐ dla  pro  výrobu  kabeláže.     Dříve   byl   tento   typ   gigabitového   Ethernetu   využíván   pro   páteřní   spoje.   V  dnešní   době   již   ale   většina   nových   síťových   zařízení   používá   NIC   s  rychlostí   1Gbit/s  a  tak  dochází  k  jeho  velkému  rozšíření  do  běžných  sítí.   1.3.2 Bezdrátové  lokální  sítě   Je   standardizován   dokumenty   označovanými   IEEE   802.11.   Definuje   dvě   zařízení,   která   odpovídají  topologii  Peer-­‐to-­‐Peer  a  AP-­‐based.  Prvním  je  bezdrátová  stanice  (počítač  vy-­‐ bavený  bezdrátovou  kartou)  a  druhým  přístupový  bod.  Jako  přístupová  metoda  je  použi-­‐ ta  CSMA/CA.  V  současné  době  je  rozšířen  o  mnoho  dodatků,  z  nichž  nejpoužívanější  jsou   802.11a,   802.11b,   802.11g   a   802.11n.   Vzájemně   kompatibilní   zařízení   pracující   podle   specifikací  b/g/n  jsou  označována  také  termínem  Wi-­‐Fi  (Wireless  Fidelity).   1 2

3

4

IEEE  802.11a   • pracuje  v  pásmu  5,725  –  5,85  GHz   • maximální  rychlost  přenosu  je  54  Mb/s   IEEE  802.11b   • nahradil  standard  802.11   • pracuje  v  pásmu  2,4  –  2,4835  GHz   • maximální  rychlost  přenosu  je  11  Mb/s   IEEE  802.11g   • rozšiřuje  802.11b   • pracuje  ve  stejném  pásmu  jako  varianta  b   • zvyšuje  přenosovou  rychlost  na  54  Mb/s   • vysílací  výkon  snížen  z  200  mW  na  65  mW   IEEE  802.11n   • pracuje  v  pásmu  2,4  nebo  5  GHz   • maximální  přenosová  rychlost  až  600  Mb/s   • ke  zvýšení  rychlosti  využívá  MIMO  (multiple  input  multiple  output),  technolo-­‐ gie,  která  používá  více  vysílajících  a  přijímajících  antén  

1.4 Nstreme   Nstreme  je  uzavřený  protokol  navržený  firmou  MikroTik,  který  je  používán  pro  bezdrá-­‐ tové  přenosy.  Byl  vytvořen  tak,  aby  vylepšoval  spoje  typu  bod  -­‐  bod  nebo  bod  –  multi-­‐ bod.   Implementován   je   na   kartách   s  čipem   Atheros   AR5210   a   novějších.   Pro   svůj   provoz   vyžaduje   zařízení   s  operačním   systémem   MikroTik   RouterOS,   což   si   žádá   přítomnost   to-­‐ ho  systému  i  na  všech  koncových  zařízeních  komunikujících  s  přístupovým  bodem.  

 

9  

    Na   rozdíl   od   protokolu   802.11a,   který   pro   přístup   k  médiu   používá   CSMA/CA,   používá   Nstreme   metodu   zvanou   polling.   Použití   této   metody   řeší   problém   skrytého   uz-­‐ lu   a  dotazování   se   na   volnost   média.   Dále   má   Nstreme   menší   režii   (protocol  overhead)   a  větší  propustnost  než  spoje  používající  standard  802.11a.     V  současné   době   lze   pro   budování   bezdrátových   spojů   typu   bod   –   bod   využít   i  pokročilejší  verzi  protokolu  Nstreme2  (Nstreme  dual),  který  dokáže  obsloužit  dvě  bez-­‐ drátové  karty  naráz  –  jednu  pro  vysílání  a  druhou  pro  příjem  signálu.  To  umožňuje  vysí-­‐ lat  a  přijímat  signál  na  dvou  odlišných  frekvencích.  [4]  

1.5 Topologie  sítí   Topologie   sítě   určuje   způsob   propojení   síťových   zařízení   v  síti.   Patří   do   síťového   stan-­‐ dardu   a   značně   ovlivňuje   výsledné   vlastnosti   sítě.   Topologie   sítě   úzce   souvisí   s  typem   použitých  přenosných  médií.   Rozlišujeme  2  základní  druhy  topologií  sítí:   1) Fyzická   topologie   –   popisuje   reálné   propojení   sítě,   zařízení   do   ní   připojená   a  jejich  umístění.   2) Logická  topologie  –  zajímá  se  o  přenos  dat  mezi  jednotlivými  uzly  sítě,  kde  data   nemusí  nutně  kopírovat  fyzickou  topologii.   Dále  se  budeme  zabývat  pouze  fyzickými  topologiemi.   1.5.1 Topologie  sběrnice   Uzly  zapojené  v  topologii  sběrnice  jsou  přímo  připojeny  k  jednomu  společnému  médiu  –   sběrnici.   Jejich   připojení   je   realizované   pomocí   odboček   (T-­‐konektorů),   což   umožňuje   snadné  připojování  a  odpojování  uzlů  v  síti.  Oba  konce  sběrnice  jsou  zakončeny  terminá-­‐ tory,   ke   kterým   se   vždy   šíří   signál   vyslaný   uzlem.   Výpadek   libovolného   uzlu   neohrozí   funkci   celé   sítě.   Pokud   se   ale   sběrnice   na   některém   místě   přeruší,   celá   síť   se   stane   ne-­‐ funkční.  [1]  strana  18-­‐19     Typickým  příkladem  je  síť  Ethernet  budovaná  pomocí  tenkého  koaxiálního  kabe-­‐ lu.  V  dnešních  sítích  ale  už  není  moc  využívaná.   Výhody:   ü jednoduchá  –  neobsahuje  aktivní  prvky,   ü nevyžaduje  tolik  kabeláže.   Nevýhody:   § § §

není  příliš  spolehlivá,   omezená  délka  kabelu  a  počtu  stanic,   při  poškození  sběrnice  přestane  fungovat  celá  síť.  

  Obrázek  č.  2:  Topologie  sběrnice  

 

10  

  1.5.2 Topologie  kruh   Každý   uzel   je   přímo   spojen   s  předchozím   a  následujícím   uzlem.   Dohromady   celé   spojení   tvoří  uzavřený  kruh.  Informace  se  v  této  topologii  na  rozdíl  od  sběrnice  šíří  jedním  smě-­‐ rem.  Uzel  po  jedné  straně  linky  informaci  přijímá  a  po  druhé  straně  odesílá.  Všechny  uz-­‐ ly  jsou  v  síti  aktivní  –  přijatá  data  každý  uzel  přijme,  a  pokud  nejsou  adresována  jemu,   přepošle  dále.  Při  tom  dochází  k  logické  i  elektronické  regeneraci  signálu.  Pokud  vypad-­‐ ne  libovolný  uzel,  celá  síť  havaruje.  Řízení  přístupu  k  médiu  je  často  realizováno  pomocí   speciální  zprávy,  tzv.  pešku  (token).  Uzel  vlastnící  pešek  má  právo  vysílat  informace  do   sítě.  [1]  strana  19   Výhody:   ü nevznikají  kolize,   ü přidání  uzlu  neovlivní  šířku  pásma.   Nevýhody:   § §

data  musí  projít  přes  všechny  uzly,   přerušením  kruhu  dojde  k  havárii  sítě.  

  Obrázek  č.  3:  Topologie  kruh  

1.5.3 Topologie  hvězda   Jeden   uzel   je   středem   sítě,   tzv.   centrální   uzel   a  všechny   ostatní   uzly,   tzv.   koncové   uzly   jsou   k  němu   paralelně   připojené.   Přes   centrální   uzel   tedy   prochází   veškerá   síťová   ko-­‐ munikace.   Výpadek   koncového   uzlu   nemá   vliv   na   zbylou   část   sítě.   Ta   zůstává   plně   funkční.  Při  výpadku  centrální  stanice  ovšem  celá  síť  havaruje.     Dříve  se  jako  centrální  uzel  používal  HUB,  který  umožňoval  šíření  signálu  celou   sítí.   Proto   jej   nahradil   přepínač   –   switch,   který   šíří   signál   mezi   dvěma   komunikujícími   uzly.  Jako  přenosové  médium  je  nejčastěji  používaná  kroucená  dvojlinka.  [1]  strana  19   Výhody:   ü výpadek  koncového  uzlu  neovlivní  funkčnost  celé  sítě,   ü jednoduchá  zpráva  a  rozšíření  sítě,   ü snadné  nalezení  závady.   Nevýhody:   § §

 

velká  spotřeba  kabeláže,   výpadek  centrálního  uzlu  vyřadí  celou  síť.  

11  

 

  Obrázek  č.  4:  Topologie  hvězda  

1.5.4 Topologie  páteřní   Propojuje   jednotlivé   lokální   sítě   (zkráceně   LAN)   s  různou   topologií   mezi   sebou.   Pokud   komunikace  probíhá  uvnitř  LAN,  páteřní  síť  není  pro  přenos  využita.  Páteř  se  zapojí  do   přenosu  dat  až  v  případě,  kdy  je  potřeba  komunikovat  z  jedné  LAN  do  druhé.     Jedním   z  hlavních   požadavků   na   páteřní   síť   je   vysoká   přenosová   rychlost   –   nejlé-­‐ pe  v  řádech  Gb/s.  [1]  strana  19  

1.6 Přístupové  metody   Jedná   se   o  metody   –   pravidla,   která   řídí   přístup   síťových   uzlů   k  přenosovému   médiu.   A  to  tak,  že  pokud  mezi  sebou  komunikují  dva  uzly,  nesmí  začít  vysílat  uzel  třetí.  Jednalo   by  se  totiž  o  vzájemné  rušení,  což  by  znemožnilo  přenos  dat  sítí.  Přístupové  metody  pat-­‐ ří  k  síťovým  standardům,  stejně  jako  topologie  sítí.   1.6.1 Frekvenční  multiplex   Metoda,   při   které   je   jedno   velké   přenosové   pásmo   děleno   na   více   kanálů.   Každý   kanál   používá  jinou  výluční  frekvenci  k  přenosu  určitých  informací.  Typické  použití  FDM  jsou   analogové  přenosy  informací  (rozhlas,  rádio,  ad.).   1.6.2 Časový  multiplex   Časový  multiplex  je  metoda  typická  pro  sítě  LAN.  Umožňuje  sdílení  přenosového  média   více   uzlům   současně.   Každý   uzel   může   k  síti   přistoupit   na   přesný   časový   úsek   –   slot.   Ve-­‐ likost  slotu  je  ovlivněna  počtem  uzlů  a  prioritou  každého  uzlu.     Obecně  se  dá  přístup  k  médiu  rozdělit  do  dvou  metod:   1) řízený  přístup  –  uzly  získají  přístup  ke  komunikačnímu  kanálu  v  předem  ur-­‐ čeném   pořadí.   Je   tedy   zaručeno,   že   každý   uzel   bude   mít   možnost   vysílat   v  časovém  intervalu  určité  délky.  Řízený  přístup  můžeme  dále  dělit  na  centra-­‐ lizovaný,   kde   typickým   příkladem   je   např.   polling   anebo   na   decentralizovaný,   kam  patří  např.  token  passing.   2) náhodný   přístup   –   lze   jej   použít   pouze   tam,   kde   se   signál   šíří   celou   sítí,   aby   každý   uzel   dostal   informaci   v  přibližně   stejný   okamžik.   Uzly   zde   totiž   o  přístup   k  médiu   soupeří.   Pokud   chce   uzel   vysílat,   musí   zkontrolovat   linku.   Jestliže  je  linka  volná,  začne  vysílat,  pokud  není,  čeká  náhodnou  dobu  a  poté   celý  pokus  o  vysílání  opakuje.   Z  toho  plyne,  že  v  případě  řízeného  přístupu  dostává  každý  uzel  pravidelně  pro-­‐ stor   pro   vysílání,   a  proto   je   tato   metoda   nejefektivnější   v  sítích   s  vysokým   provozem.   Náhodný  přístup  by  v  těchto  sítích  ztrácel  mnoho  času  pouhým  získáním  přístupu  uzlu   k  přenosovému  médiu.  

 

12  

  1.6.3 Polling   Uzly   v  síti   mají   pevně   dané   pořadí,   ve  kterém   jsou   pravidelně   testovány.   Testování   je   zpravidla   prováděné   centrálním   uzlem   sítě   –   serverem   (označován   též   jako   controller   nebo   poller)   a  má   podobu   výzev   k  vysílání.   Uzel   smí   vysílat,   pouze   pokud   je   vyzván.   Polling   byl   využíván   v  sítích   s  jedním   centrálním   serverem,   který   k  sobě   měl   připojeny   terminály.  V  LAN  sítích  se  již  dnes  moc  nevyužívá.   1.6.4 Token  passing   Pro  řízení  přístupu  je  využíván  speciální  paket,  tzv.  pešek  (token).  Uzel,  který  ho  vlastní,   je  oprávněn  vysílat.  Token  je  vytvořen  serverem  nebo  stanicí  k  tomu  určenou  při  inicia-­‐ lizaci   sítě   a   ihned   po   vygenerování   je   pešek   podle   předem   známé   frekvence   předáván   z  uzlu   na   uzel.   Po   celou   dobu   jej   sleduje   aktivní   monitor   (AM   –   Active   Monitor),   který   kontroluje  stav  peška  a  při  jeho  ztrátě  či  poškození  generuje  token  nový.  AM  je  kontro-­‐ lován  pohotovostním  monitorem  (SM  –  Standby  Monitor),  který  je  schopen  nahradit  AM   při  jeho  nefunkčnosti.     Typickým   příkladem   sítí   využívajících   tento   princip   jsou   ARCnet,   Token-­‐Ring   a  FDDI  (Fiber  Distributed  Data  Interface).   1.6.5 CSMA/CD   CSMA/CD   je   přístupová   metoda   rozšiřující   strategii   CSMA   o  detekci   kolizí.   Podle   ní   má   právo  vysílat  pouze  uzel,  který  jako  první  přistoupí  k  volnému  přenosovému  médiu  (bez   elektrické  aktivity).     Pokud   chce   uzel   vysílat,   nejprve   poslouchá,   zda   není   přenosový   kanál   používán   a  podle  jednoho  ze  tří  principů  (nenaléhající9,  naléhající10,  p-­‐naléhající11)  CSMA/CD  za-­‐ čne  vysílat.  Vyslaný  paket  se  šíří  sítí  ke  všem  ostatním  uzlům  pod  dozorem  zdrojového   uzlu.  Ten  sleduje,  jestli  se  sítí  šíří  pouze  jeho  informace.  Jakmile  zdrojový  uzel  zjistí,  že   k  síti   přistoupil   jeden   či   více   uzlů   dalších,   zruší   svůj   přenos   a  vyšle   rušící   signál   –   jam   signál.  Poté  podle  principu  CSMA/CD  vyčká  a  pokusí  se  přistoupit  k  síti  znovu.  [1]  strana   20    

Schopnost  sledovat  provoz  sítě  je  výrobci  implementována  přímo  na  síťové  karty.  

 

Typicky  se  tato  metoda  používá  v  sítích  typu  Ethernet.  

1.6.6 CSMA/CA   Od  CSMA/CD  se  tato  metoda  liší  snahou  o  vyhnutí  se  kolizím.  Aby  se  toto  dařilo,  je  nutné   vždy   dodržovat   tzv.   minimální   rozestup   mezi   následujícími   pakety   (asi   200   mikro-­‐ sekund).  

                                                                                                                9  Nenaléhající  (non-­‐persistent)  CSMA:  Pokud  je  síť  volná,  uzel  začne  vysílat,  jinak  uzel  počká  dlouhou  do-­‐

bu  a  poté  opět  zkontroluje  volnost  média.   10  Naléhající   (persistent)   CSMA:   Při   volné   síti   uzel   ihned   vysílá,   pokud   médium   volné   není   uzel   stále   na-­‐

slouchá  na  médiu  a  čeká  na  uvolnění  média,  při  kterém  okamžitě  začne  vysílat.   11  P-­‐naléhající  (p-­‐persistent)  CSMA:  Uzel  s  pravděpodobností  p  ihned  začne  vysílat  a  s  pravděpodobností  

1-­‐p   uzel   počká   jednu   časovou   jednotku,   po   které   otestuje   obsazení   sítě.   Je-­‐li   síť   obsazená,   uzel   neustále   poslouchá  síť  a  ihned  po  uvolnění  média  začne  postupovat  stejně,  jako  když  je  médium  volné.  

 

13  

    Stejně   jako   u  CSMA/CD   uzel   poslouchá   médium,   jestli   na   něm   neprobíhá   nějaká   aktivita.  Pokud  ano,  uzel  počká  náhodnou  dobu  a  poté  se  pokusí  o  přístup  k  médiu  zno-­‐ vu.  Při  volné  síti  uzel  vyšle  RTS  (Request   To   Send)  signál.  Pokud  chce  uzel  komunikovat   pouze  s  konkrétním  uzlem,  vyšle  RTS  adresovaný  přímo  tomuto  uzlu  a  čeká  na  jeho  od-­‐ pověď  –  CTS  (Clear  To  Send)  signál.  V  případě  broadcast  vysílání  uzel  vyšle  RTS  na  spe-­‐ ciální  adresu,  nečeká  na  odpověď  CTS  a  okamžitě  začne  s  přenosem.     Metoda   CSMA/CA   je   využívána   v  sítích   firmy   Apple   MacIntosh   a  bezdrátových   sítích  IEEE  802.11.  

1.7 Modely  komunikace   Komunikace  v  počítačových  sítích  se  dá  rozdělit  do  dvou  základních  modelů.   1.7.1 Spojované  sítě   Komunikace   probíhá   na   předem   sestaveném   okruhu   –   spojení   mezi   počátečním   a  koncovým   uzlem.   Vytvořené   spojení   se   po   celou   dobu   komunikace   nemění   a  síť   není   přístupná   nikomu   dalšímu.   Při   výpadku   jediného   uzlu   po   cestě   se   spojení   přeruší   a  je   jej   potřeba  celé  znovu  navázat.  Data  se  přenášejí  vcelku,  a  proto  jsou  při  přerušení  okruhu   ztracena.  [1]  strana  16-­‐17    

Typickým  příkladem  využití  přepínaných  okruhů  je  telefonní  spojení.  

1.7.2 Nespojované  sítě   Sítě   přepínaných   paketů   nesestavují   žádné   pevné   spojení.   Aby   bylo   možné   data   v  těchto   sítích  posílat,  je  potřeba  data  rozdělit  na  malé  datové  balíčky  –  pakety.  Tyto  pakety  putu-­‐ jí   sítí   od   uzlu   k  uzlu,   než   dorazí   do   svého   cíle.   Je   tedy   možné,   že   pakety   dorazí   do   cíle   různými   cestami   a  také   v  jiném   pořadí   než   v  jakém   byly   odeslány   do   sítě.   Při   výpadku   jednoho  uzlu  na  trase  se  spojení  nepřeruší,  ale  paket  si  k  cíli  najde  jinou  cestu.  Po  dobu   trvání  přenosu  dat  je  celá  síť  přístupná  pro  ostatní  uživatele.  [1]  strana  17  

1.8 Protokol  SNMP   S  rostoucím  počtem  sítí  a  zvětšováním  jejich  rozlohy  rostla  potřeba  jejich  monitorování   a  řízení.  Pro  tyto  účely  byl  navržen  protokol  SNMP  (Simple  Network  Management  Prot-­‐ col),  který  pracuje  na  aplikační  vrstvě  referenčního  modelu  OSI.    

Systém  SNMP  používaný  na  síťových  zařízeních  se  dělí  na  5  prvků:   o Síťový  protokol  SNMP  –  přenáší  data  mezi  samotnými  zařízeními  a  softwarem   navrženým  pro  komunikaci  SNMP  prostřednictvím  TCP/IP  sítí.   o Řízené   objekty   –   jednotlivé   objekty,   jenž   jsou   přímo   předmětem   správy   (síťo-­‐ vé  karty,  směřovače,  přepinače  ,atd.   o Agenti  –  softwarové  moduly,  rezidentně  běžící  na  řízených  objektech.  Sbírají   informace  o  řízených  objektech  a  síťové  komunikaci,  které  pak  pomocí  dotazů   nabízejí  protokolu  SNMP.   o Báze  MIB  (Management   Information   Base)  –  databáze  uchovávající  informace   o  řízených  objektech.   o Konzola  –  software  pro  tvorbu  dotazů  a  sběr  dat  protokolem  SNMP.  

  SNMP  software  v  průběhu  monitoringu  sítě  pak  komunikuje  se  všemi  těmito  prv-­‐ ky  a  vytváří  si  obraz  sítě,  zjišťuje  stav  a  funkčnost  jednotlivých  zařízení  a  přebírá  infor-­‐ mace  o  událostech.  

 

14  

    Pomocí  SNMP  konzole  jsou  tvořeny  dotazy,  na  které  poté  odpovídají  SNMP  agenti   umístění  v  systémech  jednotlivých  síťových  zařízeních.  [2]  strana  94-­‐98     Existuje   velké   množství   softwaru   používající   protokolu   SNMP   rozkrývajících,   spravujících  nebo  mapujících  síťová  zařízení.  Mezi  ně  patří  například  Open  View,  Zabbix   nebo  The  Dude.  

 

15  

 

2 Analýza  prostředí   Jednou   z  nejdůležitějších   částí   výstavby   nové   sítě   je   analýza   prostředí,   kde   je   výstavba   plánovaná.   Každá   obec   má   totiž   své   prostředí   jedinečné.   Výsledky   analýzy   by   měly   umožnit   na   základě   zjištěných   dat   z  terénu   od   uživatelů,   výsledků   měření,   atd.,   zvolit   správnou   technologii   a   parametry   pro   návrh   nové   sítě.   Neméně   důležitá   je   i  možnost   snadného  rozšíření  sítě  v  budoucnu.  

2.1 Základní  informace  o  obci   Obec   Jamné   nad   Orlicí   se   rozkládá   na   úpatí   nejvyššího   bodu   okolí   –   Suchého   vrchu   (995   m.   n.   m.).   Zastavěná   část   obce   obklopuje   oba   břehy   Jamenského   potoka   na   délce   nece-­‐ lých  4  km,  kde  překonává  asi  200  m  výškového  rozdílu  (viz  obrázek  č.  5).  Obec  má  pří-­‐ mého   souseda   pouze   z  jihozápadu   -­‐   Jablonné   nad   Orlicí,   jinak   ji   obklopují   pouze   lesní,   zemědělské  a  travní  plochy  (viz  Územní  plán  obce  Jamné  nad  Orlicí12).  

  Obrázek  č.  5:  Výškový  profil  obce  Jamné  nad  Orlicí  

  V   obci   žije   asi   693   obyvatel   (z   toho   přibližně   477   ve   věkovém   rozmezí   15   –   64   let),   kteří   obývají   189   stavení.   Počet   obyvatel   během   roku   zvyšuje   asi   210   chalupářů,   obývajících  68  objektů.  [5]     Mimo  obecního  úřadu,  pošty,  základní  a  mateřské  školy  můžeme  v  obci  najít  dal-­‐ ších   přibližně   140   podnikatelských   subjektů,   kde   největší   procento   z  nich   tvoří   drobní   živnostníci  -­‐  117.     Celou  obcí  prochází  silnice  III.  třídy  31110,  která  je  slepá.  Podél  ní  je  také  vedeno   elektrické  vedení  na  železobetonových  sloupech.  

2.2 Celoplošné  projekty  v  obci   Obec  Jamné  nad  Orlicí  plánovala  výstavbu  kanalizačního  systému.  Ten  byl  navržen  tak,   aby  umožnil  připojit  všechny  budovy  obce.  Projekt  byl  vypracován  firmou  VIS  spol.  s.r.o.   Hradec  Králové  v  roce  2009.   Z  důvodu  nedostatku  financí  byl  ale  tento  projekt  odložen  na  neurčito.  Více  infor-­‐ mací  o  tomto  projektu  může  podat  starosta  obce  pan  Ing.  Josef  Černohous.  

2.3 Současní  poskytovatelé  Internetu  v  obci   Při  výstavbě  nové  sítě  je  nutné  vědět,  do  jakého  konkurenčního  prostředí  svou  síť  umis-­‐ ťujeme.  Technologie,  služby  i  ceny  za  tyto  služby  poskytované  značně  ovlivňují  toto  pro-­‐                                                                                                                 12  Jamné   nad   Orlicí:   Jamné   nad   Orlicí   :   Územní   plán.   [online].   Jamné   nad   Orlicí,   27.2.2008   [cit.   2011-­‐12-­‐

26].  Dostupné  z:  http://www.jamne.cz/uzemni-­‐plan/ds-­‐1040/p1=1005  

 

16  

  středí.  V  případě  přímé  konkurence  je  nutné  minimálně  vyrovnat  nabídku,  v  lepším  pří-­‐ padě  ji  i  navýšit.     V  následujících   odstavcích   jsou   představeny   základní   informace   o   konkurenčních   sítích   poskytovatelů   internetu   (ISP  –  Internet  Service  Provider)   na   katastru   obce   Jamné   nad  Orlicí.   2.3.1 IBIS   Firma  IBIS  má  své  sídlo  v  Jablonném  nad  Orlicí,  ze  kterého  pokrývá  svým  bezdrátovým   internetem   přilehlé   okolní   obce.   Je   členem   sítě   TTNET,   jenž   se   skládá   zejména   z  poskytovatelů  internetu  ve  Východních  Čechách.     IBIS   v  rámci   obce   Jamné   nad   Orlicí   nabízí   připojení   pomocí   bezdrátového   inter-­‐ netu   (Wi-­‐Fi).   Pokrytí   je   realizované   pomocí   5   přístupových   bodů   na   frekvenci   2,4   GHz   nebo   5   GHz   propojených   do   kaskády.   Ty   získávají   konektivitu   na   budově   sídla   firmy   v  Jablonném  nad  Orlicí  přes  přístupový  bod  umístěný  na  skladovací  hale  Jamnénské  a.s.   v  dolní  části  obce.  Za  nejlevnější  tarif  (3/1,5  Mb/s  s  FUP)  zákazník  zaplatí  338,-­‐  Kč/měs.     Nevýhodou   této   sítě   je   používání   2,4  GHz   Wi-­‐Fi,   pro   její   nízkou   propustnost,   snadnou   rušitelnost   díky   malému   rozsahu   kanálů,   kde   některé   z  nich   si   ruší   přímo   IBIS/TTNET  sám.   2.3.2 O2/Vodafone/T-­‐Mobile   Firmy  O2,  Vodafone  a  T-­‐Mobile  patří  k  celorepublikovým  poskytovatelům  plně  konver-­‐ gentních  služeb.  Z  datových  služeb  u  těchto  poskytovatelů  můžeme  najít  mobilní  inter-­‐ net   (internet   pro   mobilní   telefony   i   přenosné   počítače)   a   pevnou   verzi   internetu   poskytovanou  pomocí  telefonních  linek.     V  Jamném  nad  Orlicí  jsou  díky  telefonní  ústředně  umístěné  přímo  v  obci  dostup-­‐ né   obě   varianty   pevného   internetu  –  ADSL  a  VDSL.  ADSL  verze  je  dostupná  všem  obyva-­‐ telům  obce  a  umožňuje  jim  rychlost  stahování  (download)  až  16  Mb/s.  Varianta  VDSL  je   dostupná   pouze   lidem,   kteří   bydlí   do   vzdálenosti   2  km   od   telefonní   ústředny.   Rychlost   této  varianty  pro  stahování  dat  je  až  25  Mb/s.  Ceny  jednotlivých  poskytovatelů  pro  do-­‐ mácnosti  jsou  uvedeny  v  tabulce.   O2*  [6]   13

rychlost  DOWN/UP  

FUP  

varianta  

cena  

2/0,2  Mb/s  

ne  

ADSL  

400,-­‐  

16/1  Mb/s  

ne  

ADSL  

500,-­‐  

25/2  Mb/s  

ne  

VDSL  

600,-­‐  

rychlost  DOWN/UP  

FUP  

varianta  

cena  

16/1  Mb/s  

ne  

ADSL  

690,-­‐  

25/2  Mb/s  

ne  

VDSL  

849,-­‐  

FUP  

varianta  

cena  

ADSL  

660,-­‐  

ADSL  

880,-­‐  

T-­‐Mobile*  [7]  

Vodafone*  [8]   rychlost  DOWN/UP   8/?  Mb/s     ne  

16/1  Mb/s  

                                                                                                                13  DOWN/UP  udává  poměr  maximálních  rychlostí  stahování/odesílání  

 

17  

  25/2  Mb/s  

ne  

VDSL  

880,-­‐  

*Uvedené  ceny  jsou  za  variantu  bez  telefonní  linky  a  dalších  nabízených  služeb,  platné  ke  dni  15.12.2011.  

  Z  mobilních  variant  jsou  v  obci  dostupné  pouze  pomalejší  varianty  dnes  dostup-­‐ ných   technologií.   O2   nabízí   pro   mobilní   internet   technologii   EDGE,   pro   přenosné   počíta-­‐ če  CMDA  (EVDO).  T-­‐Mobile  Jamné  nad  Orlicí  pokrývá  technologií  EDGE  stejně  tak  jako   Vodafone.     Velkou   výhodou   internetu   poskytovaným   pomocí   ADSL/VDSL   je   jeho   odolnost   vůči   vnějším   vlivům   prostředí.   Další   nespornou   výhodou   je   také   maximální   rychlost   sta-­‐ hování  a  neuplatňování  FUP  v  nabízených  tarifech.     Nevýhodou  je  nutnost  zřízení  telefonní  přípojky,  poměrně  vysoké  pořizovací  ná-­‐ klady  na  ADSL/VDSL  modem  a  pomalá  rychlost  na  upload.   2.3.3 Ostatní  poskytovatelé   Na  katastru  obce  dále  nabízejí  své  služby  firmy  Alberon  a  Unet.  Obě  pomocí  bezdrátové-­‐ ho  internetu.  Ani  jedna  zatím  v  Jamném  nad  Orlicí  nemá  žádný  přístupový  bod.     Firma   Alberon   nabízí   své   služby   pomocí   přístupového   bodu   umístěného   v  obci   Sobkovice.   Jelikož   ale   není   z  celého   Jamného   nad   Orlicí   přímá   viditelnost   do   Sobkovic,   jsou  služby  tohoto  operátora  pro  většinu  obyvatel  nedostupné.     Unet   je   firma   sídlící   v  Poličce.   V  Jamném   nad   Orlicí   má   umístěný   spoj   v  mikrovlnném  pásmu  10  GHz,  pomocí  kterého  spojuje  Poličku  s  Bystrcí.  Na  území  obce   Unet  jiný  přípojný  bod  nemá.  

2.4 Výsledky  ankety   V  rámci   analýzy   prostředí   byla   v  Jamné   nad   Orlicí   provedena   anketa,   jenž   byla   primárně   zaměřena  na  současný  stav  využívání  služeb  poskytovatelů  internetu  občany  obce.  Dále   také  zjišťovala  zájem  majitelů  rekreačních  objektů  o  dočasné  připojení  k  internetu  a  za-­‐ bezpečení  jejich  majetku  pomocí  technologií  využívajících  internet.   Z  výsledků   uvedených  od  současných  zákazníků  internetových  poskytovatelů   se   dá  vyvodit,  že  více  jak  polovina  z  nich  používá  internet  hlavně  pro  procházení  webového   obsahu   nebo   mailování.   Tedy   činnosti,   při   které   není   potřeba   vlastnit   rychlou   interneto-­‐ vou  linku.  A  přesto  69  %  občanů  využívá  síť  o  minimální  rychlosti  8  Mb/s.  Z  toho  se  dá   soudit,  že  velká  část  těchto  lidí  má  svou  internetovou  přípojku  předimenzovanou.     65   %   procent   obyvatel   by   vyměnilo   svého   poskytovatele   za   minimálně   stejně   kvalitní   nabídku   za   menší   cenu.   Při   správně   zvolené   taktice   nabídky   nových   tarifů   v  kombinaci  s  faktem,  že  většina  lidí  si  platí  tarif  s  vysokou  rychlostí,  jenž  nevyužije,  se   zde  otvírá  šance  pro  konkurenci  současným  firmám  nabízejícím  v  Jamném  nad  Orlicí  své   služby.     Internet  v  Jamné  nad  Orlicí  zatím  nevyužívá  asi  29  %  obyvatel.  Mezi  ně  jsou  za-­‐ počítání  i  vlastníci  rekreačních  chat  a  chalup.       Velká  část  respondentů  z  řad  chalupářů  uvažujících  o  možnosti  pořízení  si  dočas-­‐ ného   internetu   byla   středního   a   mladšího   věku.   Většina   z  nich   také   už   využívá   nějaký   datový   tarif   pro   svůj   chytrý   telefon.   Proto   se   zdá,   že   jediným   pádným   argumentem   by   byla  cena  požadovaná  za  tuto  službu.  

 

18  

    Možnost  pořízení  si  bezpečnostního  systému  nebo  řízení  topení  po  internetu  už   oslovila  i  starší  část  obyvatel.  U  této  alternativy  byly  i  časté  dotazy  na  možnost  využívání   služby  bez  nutnosti  placení  paušálu  za  internet.     Vlastníky   chytrých   telefonů   a   laptopů   oslovila   i   možnost   veřejných   hostspotů   umístěných  v  obci.  Za  jejich  využívání  by  byly  ochotni  platit  i  poplatek  (např.  za  10  mi-­‐ nut  připojení  nebo  20  Mb  stažených  dat).    

Přesné  znění  otázek  a  výsledků  odpovědí  na  ně  naleznete  v  příloze  této  práce.  

3 Návrh  sítě   Návrh   počítačové   sítě   přímo   vychází   z  dat   získaných   analýzou   daného   prostředí.   Reflek-­‐ tuje   poznatky   z  ní   získané,   požadavky   zadavatele   na   novou   síť,   novinky   v  používaných   technikách  a  technologiích  výstavby  sítí,  atd.     Jako  první  je  důležité  si  určit  typ  sítě  ideální  pro  danou  lokalitu.  Nová  síť  se  může   skládat  i  z  více  jednotlivých  typů.     Metalické   sítě   se   pro   pokrývání   středně   velké   obce   nehodí.   Signál   v  kroucené   dvojlince  podle  standardu  Ethernet   je  nutné  po  každých  100  metrech  regenerovat  a  na-­‐ víc  metalické  vodiče  jsou  značně  náchylné  k  elektromagnetickému  rušení.     Síť  budovaná  pomocí  optických  vláken  se  v  dnešní  době  nejvíce  používá  pro  pá-­‐ teřní   spoje.   Vlastnosti   optických   vláken   zaručí   dostatečnou   rychlost,   kapacitu   a   spolehli-­‐ vost   sítě.   Velkým   negativem   je   nutnost   pokládání   optických   kabelů   do   země   nebo   zavěšování  na  různé  druhy  stožárů  (např.  elektrického  vedení).  Složité  bývá  také  dodr-­‐ žení  všech  předpisů  nutných  pro  stavbu  těchto  sítí.14     Problém   s  pokládkou   optických   kabelů   by   vyřešil   projekt   výstavby   kanalizace,   který   byl   v  obci   plánován.   Ten   je   bohužel   odložen   na   neurčito.   Více   viz   kapitola   2.2.   Z  tohoto  důvodu  je  síť  budovaná  pomocí  pokládky  optických  kabelů  do  země  neekono-­‐ mickou,  administrativně  náročnou,  a  proto  o  ní  dále  už  nebude  uvažováno.     Finančně  méně  náročná  je  varianta,  kdy  je  optické  vedení  zavěšeno,  tzv.  závěsná   optika.   Optické   kabely   jsou   k  tomuto   účelu   speciálně   upraveny   –   vyztuženy   ocelovým   lanem.   Maximální   délka   prověšení   mezi   závěsy   muže   být   až   120   metrů.   V  Jamném   nad   Orlicí  by  se  tato  varianta  dala  použít  díky  elektrickému  vedení,  jenž  je  rozvedené  po  celé   obci.  Jelikož  ale  toto  vedení  prochází  přes  mnoho  pozemků  různých  vlastníků,  stává  se   jeho  realizace  značně  komplikovanou.15  Proto  o  této  variantě  dále  nebude  také  uvažová-­‐ no.     Svým   reliéfem   a   rozložením   stavení   po   obci   je   ideální   pro   pokrytí   Jamného   nad   Orlicí  bezdrátová  síť  ve  své  5  GHz  variantě.  Rozsah  volných  frekvencí  pro  venkovní  pou-­‐                                                                                                                 14  Podmínky,    které  je  nutné  splnit  pro  pokládku  sítě  jsou  dané  zákonem  o  elektronických  komunikacích  

"Zákon   č.   127/2005   Sb.,   o   elektronických   komunikacích   a   o   změně   některých   souvisejících   zákonů",   ve   znění  pozdějších  předpisů  a  stavebním  zákonem  "Zákon  č.  183/2006  Sb.,  o  územním  plánování  a  staveb-­‐ ním   řádu",   ve   znění   pozdějších   předpisů.   Při   křížení   souběhu   s  podzemní   komunikační   sítí   musí   být   dodr-­‐ žené  podmínky  dle  CSN  7360  05  "Prostorová  úprava  vedení  technického  vybavení".  

15  Je  potřeba  si  zajisti  územní  rozhodnutí  a  stavební  povolení.  Dále  je  nutné  získat  souhlas  vlastníků  po-­‐

zemků,   nad   kterými   je   závěsné   lano   vedené.   Pokud   se   využívá   k  vedení   již   postavených   sloupů,   je   potřeba   získat  i  povolení  vlastníka  těchto  sloupů.  

 

19  

  žití  je  5470  –  5725  MHz  (zkráceně  5,4  GHz.  Teoretický  dosah  spojů  bod  –  bod  je  až  15   km.  Výhodou  této  sítě  je  také  11  kanálů,  které  se  na  rozdíl  od  2,4  GHz  pásma  nijak  ne-­‐ překrývají,  a  tudíž  umožní  vytvořit  až  11  nezávislých  sítí  na  jednom  místě.  

3.1 Přístup  k  síti  Internet   Místo,   kde   nová   síť   bude   připojena   do   celosvětové   sítě   Internet,   je   pro   výstavbu   klíčové.   Určuje   výchozí   bod   pro   celý   návrh   této   sítě.   Přístupový   bod   musí   mít   dostatečnou   ko-­‐ nektivitu  pro  pokrytí  požadavků  uživatelů  sítě  a  také  být  dostatečně  spolehlivý,  aby  ne-­‐ degradoval  spolehlivost  sítě  k  němu  připojené.     Při  jednání  o  získání  konektivity  pro  síť  budovanou  v  obci  Jamné  nad  Orlicí  byly   osloveny  firmy  IBIS,  Alberon,  TTNET,  O2  a  pan  Radovan  Hock  –  KVE  s.r.o.  Další  dostup-­‐ né,   ale   neoslovené   firmy,   které   by   byly   schopny   nabídnou   své   produkty   jsou   ČD   – Telematika  a.s.  a  České  Radiokomunikace  a.s.     Jednání  s  firmami  IBIS,  Alberon  a  TTNET  nepřinesly  žádné  smysluplné  výsledky.   Tyto   firmy   nebyly   schopny   odpovědět   na   poptávku   služby   nebo   nabízely   nedostatečné   tarify.     Firma   O2   nabídla   svůj   tarif   Internet   Business   se   souměrnou   linkou   20   Mb/s   a   ga-­‐ rantovanou  kvalitou  i  dostupností  za  20  880,-­‐  Kč.  Přístupovým  bodem  by  byla  telefonní   ústředna  umístěná  v  Jamném  nad  Orlicí.  GPS  souřadnice:  50°2'17.541"N,  16°38'7.331"E.     Pan  Radovan  Hock,  který  pracuje  pro  pardubickou  firmu  KVE  s.ro.,  jenž  poskytuje   internetové   služby   v  Pardubicích,   potvrdil   zájem   o   vybudování   přístupového   bodu   na   Suchém  vrchu.  Bod  by  měl  získávat  konektivitu  v  Pardubicích.  Maximální  rychlost,  kte-­‐ rou   bude   moci   poskytnout   je   25/25   Mbps.   Při   jednání   o   možnosti   získání   konektivity   z  tohoto  přístupového  bodu  bylo  dohodnuto,  že  tento  návrh  bude  vypracován  pro  pana   Hocka  jako  návrh  výstavby  jeho  nového  podnikatelského  záměru  v  obci  Orličky  a  k  nim   přilehlých  obcí.  

3.2 Přístupové  body   Přístupové  body  v  bezdrátových  sítích  musí  být  umístěny  na  místa,  kde  je  na  ně  přímá   viditelnost  od  co  možná  největšího  počtu  potenciálních  klientů.  Pro  správné  šíření  vln  by   tyto  body  měly  respektovat  tzv.  Fresnelovy  zóny16.  Prostředí  přístupového  bodu  by  také   mělo  být  co  nejméně  zarušeno,  aby  nedocházelo  ke  vzájemnému  rušení.     Síť   je   navržena   do   fyzické   topologie   hvězda,   která   je   odolnější   na   výpadky   celé   sítě,   než   například   kaskádové   uspořádání.   Tuto   topologii   porušuje   jeden   bod   z  důvodu   nepřímé   viditelnosti   na   středový   bod.   Centrální   uzel   sítě   zprostředkovává   propojení   no-­‐ vé  sítě  se  světem  prostřednictvím  10  GHz  spoje.  Přes  střed  hvězdy  tedy  zbylé  body  zís-­‐ kávají  konektivitu.    

 

                                                                                                                16  Jedná  se  o  elipsoid,  který  je  tvořen  mezi  spojnicí  vysílacího  bodu  a  klienta.  V  tomto  elipsoidu  by  se  ne-­‐

měla  vyskytovat  nebo  částečně  zasahovat  žádná  překážka.  

 

20  

   

  Obrázek  č.  6:  Umístění  přístupových  bodů  

  Obrázek  č.  7:  Poloha  místa  pro  získání  konektivity  

  Přístupové  uzly  dělí  celou  obec  na  5  zón  (obrázek  č.  8).  S  centrálním  bodem  jsou   spojeny  pomocí  směrových  antén,  využívajících  nezávislý  protokol  Nstreme  dual,  navr-­‐ žený  firmou  Mikrotik.  Vzniklé  zóny  pokrývají  přibližně  90  %  obydlené  plochy  obce.  Tyto   zóny  jsou  dále  děleny  na  sektory,  jenž  signálem  pokrývají  sektorové  antény.     Díky   použití   sektorových   antén   dojde   k  rozložení   zátěže   přenosu   na   více   prvků   než  například  při  použití  jedné  všesměrové  antény.  Také  dojde  ke  zvýšení  odolnosti  spo-­‐ je  proti  rušení  klientů.  

  Obrázek  č.  8:  Předpokládané  pokrytí  obce  pomocí  5  zón.  

V  následující   části   textu   jsou   uvedeny   podrobné   informace   o   přístupových   bo-­‐

dech17.  

                                                                                                                17  Čísla  odrážek  odpovídají  bodům  označeným  na  obrázkách  č.  6  a  7.  

 

21  

  1) Parabola  umístěná  na  objektu  stodoly  připojené  k  číslu  popisnému  84.   Označení  v  síti:  Central   GPS  lokace  bodu:  50°2'26.678"N,  16°38'15.536"E   Číslo  parcely:  st.  136/1   Připojené  přístupové  body  přes  směrové  antény:  2,  3,  4   Počet  sektorových  antén:  3   Vzdálenost  od  středového  uzlu:  0  m   Zjištěné  5  GHz  sítě:   o IBI5-­‐JAM,  kanál  140   2) Parabola  umístěná  na  objektu  skladovací  haly  Jamenské  a.s.   Označení  v  síti:  Kravin   GPS  lokace  bodu:  50°2'15.880"N,  16°36'37.710"E   Číslo  parcely:  st.  692/2   Připojené  přístupové  body  přes  směrové  antény:  1   Počet  sektorových  antén:  4   Vzdálenost  od  středového  uzlu:  1974  m   Zjištěné  5  GHz  sítě:   o jabosobko,  kanál  108   o KAP081008,  kanál  40   o IBI5-­‐JAM2,  kanál  140   o IBI5-­‐JAM1,  kanál  120   o IBI5-­‐JAMNE-­‐KOSTEL2,  kanál  100   3) Parabola  umístěná  na  objektu  rodinného  domu  s  číslem  popisným  275.   Označení  v  síti:  Stepanek   GPS  lokace  bodu:  50°2'21.121"N,  16°37'11.181"E   Číslo  parcely:  st.  337   Připojené  přístupové  body  přes  směrové  antény:  1   Počet  sektorových  antén:  4   Vzdálenost  od  středového  uzlu:  1291  m   Zjištěné  5  GHz  sítě:   • IBI5-­‐MAREK,  kanál  112   4) Parabola  umístěná  na  objektu  rekreační  chalupy  s  číslem  popisným  183.   Označení  v  síti:  Preskok   GPS  lokace  bodu:  50°2'37.032"N,  16°38'27.000"E   Číslo  parcely:  st.  262   Připojené  přístupové  body  přes  směrové  antény:  1,  5   Počet  sektorových  antén:  2   Vzdálenost  od  středového  uzlu:  392  m   Zjištěné  5  GHz  sítě:   o žádná   5) Parabola  umístěná  na  objekt  stodoly  nacházející  se  vedle  čísla  popisného  79.   Označení  v  síti:  Stodola   GPS  lokace  bodu:  50°2'37.360"N,  16°38'38.702"E   Číslo  parcely:  st.  187/1   Připojené  přístupové  body  přes  směrové  antény:  4   Počet  sektorových  antén:  2   Vzdálenost  od  středového  uzlu:  567  m   Zjištěné  5  GHz  sítě:   o IBI5-­‐JAMNE-­‐DRV1,  kanál  140  

 

22  

  6) Stožár  Vodárny  na  Suchém  vrchu   Označení  v  síti:  Konekt   GPS  lokace  bodu:  50°3'3.215"N,  16°41'36.075"E   Propojení  se  středovým  uzlem  pomocí  10GHz  spoje   Vzdálenost  od  středového  uzlu:  4145  m  

3.3 Konstrukce  přístupových  bodů   Vhodně  zvolené  přístupové  body  jsou  začátkem  správně  fungující  bezdrátové  sítě.  Další   důležitou   částí   návrhu   je   korektní   výběr   síťových   prvků,   které   budou   danou   síť   tvořit.   U  Wi-­‐Fi  sítí  se  největší  nároky  kladou  na  kvalitní  routerboardy,  bezdrátové  karty  a  anté-­‐ ny.     Pro  zaručení  co  největšího  bezchybného  výkonu  celé  sítě  se  všechny  přístupové   body   skládají   ze   stejných   součástek.   Jejich   propojení   mezi   sebou   je   shodné   ve   všech   pří-­‐ stupových  bodech.     Při   výběru   routerboardů   a   bezdrátových   karet   byla   zvolena   zařízení   firmy   Mi-­‐ kroTik.  Operační  systém  těchto  zařízení  -­‐  MikroTik  RouterOS  má  v  dnešní  době  značný   náskok  před  konkurencí  zejména  díky  proprietárnímu  protokolu  Nstreme2,  který  vylep-­‐ šuje  vlastnosti  bezdrátových  spojů.  Jelikož  tento  protokol  lze  provozovat  pouze  na  zaří-­‐ zeních  s  operačním  systémem  MikroTik  RouterOS,  není  možné  použít  ve  spojích  zařízení   jiného  výrobce.     Konkrétně  zvoleným  typem  routerboardu  je  MikroTik  RB433AH,  který  umožňuje   připojení   až   3   kusů   bezdrátových   miniPCI   karet.   Konkurentem   tohoto   zařízení   při   výbě-­‐ ru   byl   typ   MikroTik   RB800,   jenž   dovoluje   připojit   až   4   bezdrátové   miniPCI   karty.   Pokud   navíc  použijeme  rozšiřující  desku  MikroTik  RB604,  je  možné  připojit  až  8  bezdrátových   karet.  MikroTik  RB433AH  byl  nakonec  zvolen  z  důvodu  menší  náchylnosti  celého  spoje   na  poruchy.  Při  konstrukci  spojů  bude  potřeba  použít  více  zařízení  MikroTik  RB433AH   místo   jednoho   MikroTik   RB800   s  rozšiřující   kartou.   To   zaručí,   že   v  případě   poruchy   jed-­‐ noho  routerbordu  MikroTik  RB433AH  se  nestane  celá  síť  nedostupná  jako  v  případě  po-­‐ ruchy  MikroTiku  RB800.     Do   miniPCI   slotů   na   routerboardu   budou   vloženy   bezdrátové   karty   MikroTik   R52n-­‐M.  Tyto  karty  jsou  osazeny  čipem  Atheros  AR9220,  který  plně  podporuje  protokol   Nstreme2.  Výhodou  je  také  vysoká  citlivost  těchto  karet.     Routerboard  osazený  miniPCI   kartami  přijde   uložit   do   venkovní   vodotěsné   mon-­‐ tážní   krabice   MikroTik   Outdoor   box,   která   je   navržena   přímo   pro   MikroTik   RB433AH   a  má  jíž  připravené  3  průchody  na  N  koncovky  a  vyvedené  2  výstupu  na  LAN  konektory.     WaveCon  Pigtail  U.Fl  se  jedním  koncem  připojí  k  MMCX  konektoru  na  bezdrátové   kartě  a  druhým  k  0,6  m  dlouhému  propojovacímu  kabelu  typu  N-­‐male  –  N-­‐male.     Propojovací  kabel  připojí,  k  celému  zařízení  vloženém  v  boxu,  antény,  které  jsou   buď  sektorové  (Interline  vertikální  17  dB  5  GHz.  Interline  horizontální  17  dB  5  GHz)  ne-­‐ bo  směrové  (Waveant  WA  26-­‐5x  P).     Napájení   celého   aparátu   je   řešeno   pomocí   pasivního   PoE,   které   zajišťuje   Ubiquiti   PoE  24V.     O  dočasné  výpadky  napájení,  a  tedy  i  o  nucené  restarty  soustavy,  se  postará  zá-­‐ ložní  zdroj  APC  Back  –  UPS  400.  

 

23  

  3.3.1 Technické  specifikace   •

•

•

•

•  

Routerboard  MikroTik  RB433AH  [9]   Tento   routerboard   má   plně   implementovanou   podporu   IPv6   a   dále   podporuje   funkce  jako  statické  přidělování  adres  a  routování,  router  advertisement  deamon,   dynamické  routování,  firewall,  DNS  a  další  viz  stránka  výrobce.   Technické  parametry:   o DHCP:  Ano   o LAN  port:  3x  RJ45  10/100  Mb/s  MDI/MDI-­‐X   o NAND:  64MB   o Napájení:  JACK  +  PoE  (16  –  28  V)   o Operační  mód:  AP,  Client,  WDS,  Bridge   o OS:  MikroTik  –  RouterOS  level  5   o Procesor:  Atheros  AR7130  680  MHz  (Efektivně  až  800  MHz)   o RAM:  128  MB  DDR  SDRAM   o Regulace  výkonu:  ano  –  po  1  dB   o Sloty:  3x  miniPCI   Bezdrátová  karta  MikroTik  R52n-­‐M  [10]   Karta   s  plnou   podporou   standardu   802.11a/b/g/n.   Umožňuje   dosáhnout     rych-­‐ lostí  až  300  Mb/s.  Je  osazena  chipsetem  Atheros  AR9220  a  tudíž  umožňuje  použi-­‐ tí   protokolu   Nstreme2.   Mezi   další   přednosti   této   karty   patří   vysoká   citlivost   a  přepěťová  ochrana  na  anténních  výstupech  MMCX.   Technické  parametry:   o Citlivost:  -­‐95  dBm   o Frekvence:  2.4,  5  GHz   o Chipset:  Atheros  AR9220   o Max.  výstupní  výkon:  23  dBm   o Modulace:  BPSK,  QPSK,  16  QAM,  64  QAM,  DBPSK,  DQPSK,  CCK   o Normy:  802.11a/b/g/n   o Operační  mód:  AP,  Client,  Ad-­‐Hoc,  Bridge   o Podporované  OS:  RouterOS  MikroTik  v4  beta3  a  vyšší   o Provozní  teplota:  -­‐50  °C  až  60  °C   o Přenosová  rychlost:  až  300  Mb/s   o Regulace  výkonu:  ano   o Rozhraní:  miniPCI   o Výstup  na  ext.  anténu:  2x  MMCX   o WEP  64/128,  WPA,  WPA2,  802.1x   Krabice  na  routerboard  MikroTik  Outdoor  box  [11]   MikroTik  Outddor  box  je  box,  stíněný  proti  elektromagnetickému  záření,  pro  rou-­‐ terboard  RB433.  Vyroben  je  z  plastu  odolného  na  rozdíl  vysokých  teplot  i  vůči  UV   záření.     Technické  parametry:   o Krytí  IP:  IP66   o Rozměry:  140  x  260  x  60  mm   o Rozšíření:  1x  N  female  nebo  1x  LAN   o Výstup  na  ext.  anténu:  3x  N  female   Pigtail  WaveCon  Pigtail  U.Fl  –  N  female  [12]   Prigtail   připojující   anténu   s  N   male   konektorem   k  bezdrátové   kartě.   Útlum   <  1,5  dB.   Propojovací  kabel  WaveCon  N/male  –  N/male  [13]   24  

 

•

•

•

•

 

Propojovací  kabel  má  60  cm  a  oba  jeho  konce  jsou  osazeny  N-­‐male  koncovkami.   Útlum  tohoto  kabelu  je  asi  5  dB.  Je  vhodný  pro  venkovní  použití.   Sektorová  anténa  Interline  horizontální  17  dB  5  GHz  [14]   Jedná  se  o  sektorovou  anténu  s  vysokým  ziskem  a  horizontální  polarizací.  Její  po-­‐ vrchová  úprava  je  vhodná  do  náročných  podmínek  a  tím  zvyšuje  její  výdrž.  Mezi   její  výhody  patří  nízká  hmotnosti  ulehčující  montáž  a  možnost  spodního  náklonu,   který  pomáhá  optimalizovat  rozložení  signálu  v  prostoru.   Technické  parametry:   o Zisk:  17  dBi   o Frekvenční  pásmo:  5150  –  5850  MHz   o Polarizace:  horizontální   o Horizontální  vyzařovací  úhel:  90°   o Vertikální  vyzařovací  úhel:  8°   o Konektor:  N  female   o Impedance:  50  Ohm   o Rozměry:  428  x  85  x  10  mm   Sektorová  anténa  Interline  vertikální  17  dB  5  GHz  [15]   Jedná  se  o  sektorovou  anténu  se  stejnými  vlastnostmi  jako  výše  uvedená  Interli-­‐ ne   PV000237.   Jediným   rozdílem   je   polarizace.   Tato   anténa   využívá   vertikální   po-­‐ larizace.   o Zisk:  17  dBi   o Frekvenční  pásmo:  5150  –  5850  MHz   o Polarizace:  vertikální   o Horizontální  vyzařovací  úhel:  90°   o Vertikální  vyzařovací  úhel:  8°   o Konektor:  N  female   o Impedance:  50  Ohm   o Rozměry:  428  x  85  x  10  mm   Směrová  duální  anténa  Waveant  WA  26-­‐5x  P  [16]   Při  budování  spojů  pomocí  protokolů  Nstreme  je  potřeba  využít  buď  dvou  smě-­‐ rových  antén  na  každé  straně  spoje,  nebo  je  nahradit  anténou  duální.  Duální  an-­‐ téna   používá   duální   ozařovač,   který   dokáže   zářit   s  horizontální   i   vertikální   polarizací.  Této  vlastnosti  se  nejvíce  využívá  pro  Nstreme  dual.     Anténa   je   certifikovaná   pro   spoje   MikroTik   Nsreme.   Její   provedení   je   vhodné  pro  horské  prostředí.  Přidáním  Radomu  k  anténě  se  zvýší  odolnost  anté-­‐ ny  proti  nepříznivým  vlivům  a  její  směrovost.   Technické  parametry:   o Zisk:  26  (+-­‐  1)  dBi   o Frekvenční  pásmo:  5400  –  5900  MHz   o Polarizace:  duální  (horizontální  i  vertikální)   o Horizontální  vyzařovací  úhel:  7°   o Vertikální  vyzařovací  úhel:  7°   o Konektor:  2x  N  female   o Impedance:  50  Ohm   o Rozměry:  průměr  paraboly  500  mm   Pasivní  PoE  Ubiquiti  PoE  24V  [17]   Pasivní  PoE  využívá  páry  kroucené  dvojlinky  nepoužité  pro  přenos  dat  k  napájení   zařízení  vybavených  PoE  extraktorem.     Technické  parametry:   25  

 

•

•

• •

•

o Výstupní  napětí:  24  V   o Vstupní  napětí:  90  –  260  V   o Frekvence  napětí:  50  V   o Max.  vstupní  proud:  1  A   o Ostatní:  indikace  přetížení,  přepěťová  a  proudová  ochrana   Záložní  zdroj  APC  Back-­‐UPS  400  [18]   Umožňuje  připojit  až  4  zařízení  k  záložní  baterii.  Při  výpadku  chráněného  okruhu   umožňuje  snadné  nahození  pomocí  tlačítkového  jističe.   Technické  parametry:   o Jmenovité  vstupní  napětí:  230  V   o Maximální  vstupní  proud:  10  A   o Jmenovité  výstupní  napětí:  230  V   o Maximální  nastavitelný  výkon:  240  W   o Výstupní  kmitočet:  47  –  63  Hz   o Typická  doba  nabíjení  baterie:  16  h   o Doba  běhu  (zatížení  50  /  100  /  200  W):  49  /  23  /  8  min   Kroucená  dvojlinka  Datacom  CAT5e  Outdoor,  RJ-­‐45  [19]   Datový   kabel   splňující   požadavky   na   kabely   CAT5e.   Jeho   povrchová   úprava   je   uzpůsobena  proti  vlivům  počasí  a  náročnějším  podmínkám.     Standardní  koncovka  RJ-­‐45  umožní  připojení  kabelu  do  LAN  portů  na  pa-­‐ sivním  PoE  a  routerboardu.   10   GHz   spoj   Summit   Development   NARROW   10G   komunikační   mikrovlnná   jed-­‐ notka  [20]   Summit  Development  ANT  10A60  anténa  65  cm  [21]   Anténa  o  průměru  65  cm,  která  je  standardně  vybavena  Randomem.   Technické  parametry:   o Zisk:  36  dBi   o Pásmo:  10  GHz   o Polarizace:  horizontální  i  vertikální   o Předozadní  poměr:  -­‐55  dB   Summit  Development  napájecí  PoE  injektor  [22]   Odpovídá  specifikaci  IEEE  802.3at.    

3.3.2 Výkonnostní  nastavení  zdroje   Při  nastavení  vysílacího  výkonu  zdroje  je  nutné  dodržet  všeobecné  oprávnění  číslo  VO-­‐ R/12/08.2005-­‐34,   které   omezuje   maximální   vyzářený   výkon   EIRP   v  5470   –   5725   MHz   na   1W,   pokud   není   použita   automatická   regulace,   tak   se   tato   hodnota   snižuje   o   3   dB,   te-­‐ dy  na  27  dBm.   Výpočet  max.  výkon  spojů  použitých  v  síti:   a) Spoj  se  sektorovou  anténou   Maximální  výstupní  výkon  Wi-­‐Fi  karty  (v  5  GHz  pásmu):  21  dBm   Zisk  antény:  17  dBi   Ztráty  anténního  svodu:  5  dB   EIRP  =  21  +  17  –  5  =  33dBm   b) Spoj  se  směrovou  anténou   Maximální  výstupní  výkon  Wi-­‐Fi  karty  (v  5  GHz  pásmu):  21  dBm   Zisk  antény:  26  dBi   Ztráty  anténního  svodu:  5  dB  

 

26  

  EIRP  =  21  +  26  –  5  =  42dBm     Jelikož   MikroTik   RouterOS   nedisponuje   možností   automatické   regulace   vyzáře-­‐ ného  výkonu,  je  nutné  snížit  manuálně  vyzařovací  výkon  na  27  dBm.   a) Spoj  se  sektorovou  anténou   Jelikož   sektorová   anténa   má   zisk   17   dBi   a   ztráty   anténního   svodu   jsou   5  dB   je   nutné  omezit  výstupní  výkon  Wi-­‐Fi  karty  na  15  dB.   b) Spoj  se  směrovou  anténou   Směrová  anténa  má  zisk  26  dBi,  ztráty  anténního  vedení  jsou  5  dB,  potom  pro   dodržení  max.  EIRP  je  nutné  omezit  vysílací  výkon  karty  na  6  dB.     Pro  ověření  správného  výběru  komponent  páteřních  bezdrátových  spojů  je  dobré   ověřit,   jestli   má   bezdrátová   karta   dostatečnou   citlivost,   aby   dokázala   dekódovat   signál   po  přenosu  na  nejdelší  vzdálenost  mezi  vysílači  v  síti  (všechny  spoje  jsou  tvořeny  stej-­‐ nými  komponenty):   EIRP  +  Gr  –  Lo  –  Lr  =  Is   EIRP  -­‐  maximální  ekvivalentní  izotropický  vyzářený  výkon;  [dBm]   Gr  -­‐  zisk  přijímací  antény;  [dBi]   Lo  -­‐  ztráty  vlivem  šíření  volným  prostorem;  [dB]   Lr  -­‐  ztráty  anténního  svodu  na  přijímací  straně;  [dB]   Is  –  intenzita  přijatého  signálu;  [dBm]  

Ztráty  vlivem  šíření  volným  prostorem:  

! 4.π .d $ Lo = 20. log # &   " λ % d  -­‐  vzdálenost  mezi  anténami;  [m]   λ  –  vlnová  délka;  [m]  

λ=

c   f

c  –  rychlost  šíření  vlnění  v  prostředí   f  –  frekvence  

Konečný  výpočet: •

 

! 4.π .d $ ! 4.π .1974 $ Lo = 20. log # & = 20. log # & ≅ 113dB " λ % " 0.055 %  

EIRP  =  27  dBm,  Lo  =  113dB,  Gr  =  26  dBi,  Lr  =  5  dB   EIRP  +  Gr  –  Lo  –  Lr  =  27  +  26  –  113  –  5  =  -­‐65  dBm  

Ze  specifikace  bezdrátové  karty  lze  vyčíst,  že  pro  přenosovou  rychlost  54  Mbps  je   potřeba  síla  signálu  minimálně  –  80  dBm.  Tudíž  takto  navržený  spoj  má  rezervu  ještě  15   dB.     Pokud  má  dostatečný  výkon  spoj  s  nejdelší  vzdáleností  mezi  dvěma  body,  logicky   mají  dostatečný  výkon  i  spoje  ostatní.  

 

27  

 

3.4 Internetová  brána  (server)   Jako   internetová   brána   bude   sloužit   server   umístěný   pod   střechou   stodoly   u   středového   bodu   sítě   –   Central.   Díky   zapojení   Ethernetu   z    routerboardů   5   GHz   sítě   a   mikrovlnné   jednotky  10  GHz  spoje  do  serveru  bude  síť  propojena  se  sítí  Internet.     Pokud  by  byl  server  použit  pouze  pro  zprostředkovávání  propojení  mezi  sítěmi,   jednalo   by   se   o   značně   předimenzované   řešení.   Proto   na   serveru   poběží   vlastní   domé-­‐ nový  jmenný  systém  (DNS  –  Domain  Name  Server),  díky  jehož  použití  se  zrychlí  odezva   při  překladu  doménových  jmen  na  IP  a  sníží  se  tok  dat  směřujících  směrem  ven  ze  sítě   použitím  DNS  cache.  Dále  bude  implementováno  řízení  toku  dat  (QoS   –   Quality   of   Servi-­‐ ce),  jenž  se  bude  starat  o  dodržení  kvality  síťových  služeb.  Bezpečnost  síťového  provozu   bude   hlídat   nainstalovaný   firewall.   Překlad   síťových   adres   (NAT   –   Network   address   Translation)   umožní   připojení   více   klientů,   než   bude   dostupných   veřejných   IP   adres.   Dí-­‐ ky  implementaci  webového  a  mailového  serveru  bude  možné  provozovat  vlastní  webo-­‐ vé  stránky,  hosting  a  mailovou  schránku.     Ústavní   soud   zrušil   22.   března   2011   2§   97  odst.   3  a   odst.   4  zákona   č.   127/2005   Sb.   a   vyhlášku   č.   485/2005   Sb.,   které   ustavovali   povinnost   poskytovateli   internetu   uklá-­‐ dat  informace  o  provozu  své  sítě.  Díky  tomuto  rozhodnutí  Ústavního  soudu  je  poskyto-­‐ vatel   internetu   nyní   povinen   pouze   zabezpečit   data   uživatelů   proti   přístupu   neoprávněných   osob.   Toto   rozhodnutí   značně   snižuje   požadavky   kladené   na   server   -­‐   zejména  na  velikost  úložných  zařízení.   3.4.1 Technické  specifikace   •

•

•

 

Server  IBM  x3550M3  Rack  1U  [23]   IBM  x3550M3  je  dostatečně  výkonný  4  jádrový  server,  který  vyniká  svým  výko-­‐ nem,   energetickou   úsporností   a   snadnou   rozšiřitelností   o   pevné   disky.   Pro   pro-­‐ voz  v  navrhované  síti  je  potřeba  jej  rozšířit  o  dva  LAN  porty.   Technické  parametry:   o Procesor:   § Model:  Intel  Xeon  E5620   § Počet  jader:  4   § Počet  threadů:  8   § Frekvence:  2,4  GHz   § Smart  Cache:  12MB   o Operační  paměť:  1x  4  GB  DDR3   o Rozšiřující  porty:  2x  PCI  Express  x16   o Bez  osazeného  disku  (max.  8x  4  TB)   o LAN:  2x  10/100/1000  Mbit/s   o Zdroj:  675  W   Pevný  disk  Western  Digital  Caviar  RE4  2000  GB  [24]   Pevný  disk  s  dostatečným  výkonem  a  kapacitou  pro  provoz  v  malých  serverech.   Technické  parametry:   o Typ  disku:  3,5  palce  Serial  ATA  II   o Kapacita:  2000GB   o Rychlost  otáčení:  7200  ot.   o Vyrovnávací  paměť:  64  MB   Síťová  karta  Intel  PRO/1000  PT  Dual  Port  Server  Adapter  [25]   Přídavná  PCI  Express  x16  karta  do  serveru,  díky  níž  bude  možné  připojit  dosta-­‐ tečný  počet  zařízení.  Její  maximální  přenosová  rychlost  je  1000  Mbps.   28  

 

•

Technické  parametry:   o Chipset:  Intel  82571EB   o Rozhraní:  PCI  Express  x4,  x8,  x16   o Přenosová  rychlost:  10/100/1000  Mbit/s   o Zdířka:  2x  měděná  RJ-­‐45   Záložní  zdroj  Eaton  UPS  5PX  3000i  RT3U  [26]   Dostatečně  výkonný  záložní  zdroj,  který  je  uzpůsobený  pro  montáž  do  rackových   skříní.  Jeho  rozhraní  umožňuje  vzdálenou  zprávu  napájení  a  také  připojení  exter-­‐ ní  bateriové  packy,  která  dokáže  prodloužit  výdrž  záložního  zdroje.  Pro  propojení   s  počítačem  slouží  USB  2.0  port.   Technické  parametry:   Kapacita:  3000  VA/  2700  W   Vstupní  napětí:  150  –  294  V  (nastavitelné)   Výstupní  napětí:  200  V/  208  V/  230  V/  240  V  (50/60  Hz)  (nastavitelné)   Zásuvky:   § 8x  zásuvka  (IEC  C13)  (10  A)   § 1z  zásuvka  (IEC  C19)  (16  A)   o Rozhraní:   § 1x  RS-­‐232   § 1x  USB   o Zálohovací  čas:   § Odběr  50  %:  až  14  minut   § Odběr  70  %:  až  9  minut   Racková  skříň  Triton  19“  U4  [27]   Dostatečné   prostorná   racková   skříň   pro   uložení   serveru   a   záložního   zdroje.   Vstupní  dvířka  jsou  vyrobena  z  bezpečnostního  kaleného  skla.   Technická  specifikace:   o Rozměry:  280  x  600  x  495  mm  (výška/  šířka/  hloubka)   o o o o

•

3.5 Připojení  klientů   Klienti   se   budou   do   sítě   připojovat   pomocí   klienta   složeného   s  routerboardu   MikroTik   RB711  umístěného  do  venkovního  boxu  Jirous  JC-­‐219  GentleBOX.  Toto  řešení  díky  pou-­‐ žití   zařízení   firmy   MikroTik   poskytne   plnou   podporu   funkcí   sítě   a   jeho   nastavitelnost   pro  bezproblémový  provoz.   3.5.1 Technické  specifikace   Routerborad  MikroTik  RB711  [28]   Dostatečně  výkonný  routerboard  s  plnou  podporou  IPv6.  Bezdrátová  karta  je  již   integrována.  Díky  podpoře  PoE  se  hodí  pro  venkovní  řešení.     Technické  parametry:   o Procesor:  Atheros  400  MHz   o RAM:  32  MB  DDR  SDRAM   o NAND:  64  MB   o Citlivost:  -­‐  92  dBm   o Max.  výstupní  výkon:  23  dB   o Napájení  PoE:  12  –  28  V   o Operační  mód:  klient   o Plná  podpora  IPv6  

•

 

29  

  •

•

Box  s  Anténou  Jirous  JC-­‐219M  GentleBOX  [29]   Box  s  integrovanou  5  GHz  anténou.  Svými  rozměry  je  připraven  pro  montáž  rou-­‐ terboardu  MikroTik  RB711.   Technické  parametry:   o Frekvence:  5GHz   o Polarizace:  horizontální  i  vertikální   o Zisk:  18,5  dBi   o Vyzařovací  úhel:  20°  horizontální  i  vertikální   Pasivní  PoE  a  kroucená  dvojlinka  viz  4.3.1  

3.6 Monitorování  sítě   Kvalitní   a   správně   fungující   síť   musí   mít   implementované   metody,   jak   sledovat   stav   sítě,   předcházet  jejím  výpadkům  a  jiným  problémům.  Správce  sítě  by  měl  být  schopen  pomo-­‐ cí  sledovacího  softwaru  nalézt,  identifikovat  a  odstranit  síťový  problém.  V  jeho  přítom-­‐ nosti  by  monitorovací  aplikace  měla  být  schopna  na  vzniklý  problém  upozornit  pomocí   e-­‐mailu  nebo  textové  zprávy.     V  dnešní  době  existuje  mnoho  firem  zabývajících  se  problémem  monitoringu  sítě.   Jejich  řešení  jsou  ale  většinou  dost  nákladná.  Jako  alternativa  existuje  využití  protokolu   SNMP   (viz   kapitola   2.8)   v  kombinaci   s     volně   šiřitelným   softwarem   pro   dohled   na   síťová   zařízení.  Mezi  kvalitní  a  volně  dostupný  software  pro  monitoring  sítě  patří  Zabbix  nebo   The  Dude,  který  je  řešením  navrženým  přímo  pro  zařízení  značky  MikroTik.     Pro  monitoring  této  sítě  byl  zvolen  freewarový  program  The  Dude.  I  přesto,  že  se   jedná   o   bezplatný   program,   má   v  sobě   implementované   pokročilé   funkce   sledování   a  správy  sítě.  Mezi  jeho  velké  přednosti  patří  přímá  podpora  zařízení  MikroTik,  automa-­‐ tické  zjištění  aktivních  prvků  v  síti  a  jejich  rozložení,  monitoring  a  správa  těchto  zaříze-­‐ ní,  oznamování  pomocí  e-­‐mailů  či  sms  zpráv  o  definovaných  událostech,  tvorba  vlastní   síťové  mapy  s  možností  foto  podkladu,  přímá  správa  zařízení  MikroTik  a  mnoho  dalšího.     The  Dude  pracuje  v  síťové  architektuře  klient  server.  To  znamená,  že  pro  správ-­‐ nou  funkci  tohoto  programu  je  nutné  nainstalovat  na  nějaký  server  dané  sítě  The  Dude   jako   serverovou   aplikaci.   Velkou   výhodou   je   možnost   instalace   tohoto   softwaru   přímo   na   routerboard   MikroTik.   Tento   server   potom   sbírá   a   ukládá   definované   informace   o  stavu   sítě,   jednotlivých   zařízení,   klientech   připojených   do   sítě   a   jejich   činnosti.   V  případě   poruchy   na   síti,   nedostupnosti   některé   služby   či   jiné   krizové   situace   právě   ta-­‐ to  aplikace  odešle  varovnou  SMS  či  e-­‐mail.     Pokud  nás  zajímá,  co  se  právě  na  síti  děje,  potřebujeme  mít  na  svém  počítači  na-­‐ instalovaného   klienta,   který   se   připojí   k  serverové   části   aplikace   a   dokáže   z  ní   pomocí   dotazů  stáhnout  potřebné  informace.  Pokud  je  potřeba  konfigurace  některého  z  Mikro-­‐ Tik   prvků   a   známe   patřičné   logovací   údaje,   je   možné   tyto   prvky   konfigurovat   přímo   z  The  Dude  bez  nutnosti  použití  WinBOXu.     Díky  implementované  podpoře  protokolů  SNMP  a  ICMP  (Internet  Control  Message   Protocol)  podporuje  The  Dude  i  zařízení  jiných  značek.  

 

30  

 

4 Finanční  analýza   V  této  části  je  uvedená  kalkulace  cen  hardwaru  jak  pro  jednotlivé  přístupové  body,  tak   cena   celková.   Ceny   jsou   aktuální   ke   dni   15.12.2011,   byly   čerpány   z  internetových   ob-­‐ chodů   a   jsou   uvedeny   včetně   DPH.   Díky   velkému   počtu   komponent   je   možné   u   někte-­‐ rých  dodavatelů  využít  množstevních  slev.     Do   kalkulace   nebyly   zahrnuty   paraboly   pro   montáž   antén   na   budovy   z   důvodu   jejich  atypičnosti  a  tedy  i  nutnosti  výroby  na  zakázku.  Dále  nebyla  zahrnuta  cena  žád-­‐ ného  serverového  systému  kvůli  možnosti  použití  bezplatného  řešení  (linuxová  edice).   Nejsou  započítány  ani  ceny    součástek  levnějších  10,-­‐  Kč  za  kus  (upevňovací  pásky,  RJ-­‐ 45,  vruty  a  další).  Počítáno  také  nebylo  s  cenou  za  pronájem  místa  na  budovách  navrže-­‐ ných   jako   vhodná   místa   pro   přístupové   body.   Práce   spojené   s  montáží   a   zapojením   prv-­‐ ků  do  sítě  nejsou  také  započteny.  Bylo  předpokládáno,  že  budou  provedeny  svépomocí.     NÁZEV  

MNOŽSTVÍ  

CENA  ZA  KUS  

CENA  CELKEM  

Central   MikroTik  RB433AH  

3  

 2  995,00  Kč    

 8  985,00  Kč    

MikroTik  R52n-­‐M  

9  

 719,00  Kč    

 6  471,00  Kč    

WaveCon  Pigtail  U.Fl  –  N  female  

9  

 102,00  Kč    

 918,00  Kč    

WaveCon  N/male  –  N/male  

9  

 146,40  Kč    

 1  317,60  Kč    

MikroTik  Outdoor  box  

3  

 732,00  Kč    

 2  196,00  Kč    

Interline  horizontální  17  dB  5  GHz  

1  

 1  903,00  Kč    

 1  903,00  Kč    

Interline  vertikální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  774,00  Kč    

 3  548,00  Kč    

Waveant  WA  26-­‐5x  P  

3  

 2  340,00  Kč    

 7  020,00  Kč    

Ubiquiti  PoE  24V  

3  

 236,40  Kč    

 709,20  Kč    

APC  Back-­‐UPS  400  

1  

 999,00  Kč    

 999,00  Kč    

150  

 11,54  Kč    

 1  710,00  Kč    

Summit  Development  NARROW  10G     Summit  Development  ANT  10A60  anténa  65  cm  

1  

 83  201,00  Kč    

 83  201,00  Kč    

1  

 8  160,00  Kč    

 8  160,00  Kč    

Summit  Development  napájecí  PoE  injektor  

1  

 1  800,00  Kč    

 1  800,00  Kč    

Server  IBM  x3550M3  Rack  1U  

1  

 38  215,00  Kč    

 38  215,00  Kč    

Western  Digital  Caviar  RE4  2000  GB  

1  

 6  707,00  Kč    

 6  707,00  Kč    

Intel  PRO/1000  PT  Dual  Port  Server  Adapter  

1  

 3  899,00  Kč    

 3  899,00  Kč    

Eaton  UPS  5PX  3000i  RT3U  

1  

 29  999,00  Kč    

 29  999,00  Kč    

Triton  19“  U4  

1  

 2  658,00  Kč    

 2  658,00  Kč    

Datacom  CAT5e  Outdoor,  RJ-­‐45  

 210  415,80  Kč    

 

 

 

 

 

  Kravin  

 

 

MikroTik  RB433AH  

2  

 2  995,00  Kč    

 5  990,00  Kč    

MikroTik  R52n-­‐M  

6  

 719,00  Kč    

 4  314,00  Kč    

WaveCon  Pigtail  U.Fl  –  N  female  

6  

 102,00  Kč    

 612,00  Kč    

WaveCon  N/male  –  N/male  

6  

 146,40  Kč    

 878,40  Kč    

MikroTik  Outdoor  box  

2  

 732,00  Kč    

 1  464,00  Kč    

Interline  horizontální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  903,00  Kč    

 3  806,00  Kč    

Interline  vertikální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  774,00  Kč    

 3  548,00  Kč    

31  

  Waveant  WA  26-­‐5x  P  

1  

 2  340,00  Kč    

 2  340,00  Kč    

Ubiquiti  PoE  24V  

2  

 236,40  Kč    

 472,80  Kč    

APC  Back-­‐UPS  400  

1  

 999,00  Kč    

 999,00  Kč    

50  

 11,54  Kč    

Datacom  CAT5e  Outdoor,  RJ-­‐45  

 577,00  Kč      25  001,20  Kč    

 

 

 

 

  Stepanek  

 

 

MikroTik  RB433AH  

2  

 2  995,00  Kč    

 5  990,00  Kč    

MikroTik  R52n-­‐M  

6  

 719,00  Kč    

 4  314,00  Kč    

WaveCon  Pigtail  U.Fl  –  N  female  

6  

 102,00  Kč    

 612,00  Kč    

WaveCon  N/male  –  N/male  

6  

 146,40  Kč    

 878,40  Kč    

MikroTik  Outdoor  box  

2  

 732,00  Kč    

 1  464,00  Kč    

Interline  horizontální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  903,00  Kč    

 3  806,00  Kč    

Interline  vertikální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  774,00  Kč    

 3  548,00  Kč    

Waveant  WA  26-­‐5x  P  

1  

 2  340,00  Kč    

 2  340,00  Kč    

Ubiquiti  PoE  24V  

2  

 236,40  Kč    

 472,80  Kč    

APC  Back-­‐UPS  400  

1  

 999,00  Kč    

 999,00  Kč    

50  

 11,54  Kč    

 577,00  Kč    

Datacom  CAT5e  Outdoor,  RJ-­‐45  

 25  001,20  Kč      

 

 

 

  Preskok  

 

 

MikroTik  RB433AH  

2  

 2  995,00  Kč    

 5  990,00  Kč    

MikroTik  R52n-­‐M  

4  

 719,00  Kč    

 2  876,00  Kč    

WaveCon  Pigtail  U.Fl  –  N  female  

4  

 102,00  Kč    

 408,00  Kč    

WaveCon  N/male  –  N/male  

4  

 146,40  Kč    

 585,60  Kč    

MikroTik  Outdoor  box  

2  

 732,00  Kč    

 1  464,00  Kč    

Interline  horizontální  17  dB  5  GHz  

1  

 1  903,00  Kč    

 1  903,00  Kč    

Interline  vertikální  17  dB  5  GHz  

1  

 1  774,00  Kč    

 1  774,00  Kč    

Waveant  WA  26-­‐5x  P  

2  

 2  340,00  Kč    

 4  680,00  Kč    

Ubiquiti  PoE  24V  

2  

 236,40  Kč    

 472,80  Kč    

APC  Back-­‐UPS  400  

1  

 999,00  Kč    

 999,00  Kč    

50  

 11,54  Kč    

Datacom  CAT5e  Outdoor,  RJ-­‐45  

 577,00  Kč      21  729,40  Kč    

 

 

 

 

  Stodola  

 

MikroTik  RB433AH  

2  

 2  995,00  Kč    

 5  990,00  Kč    

MikroTik  R52n-­‐M  

6  

 719,00  Kč    

 4  314,00  Kč    

WaveCon  Pigtail  U.Fl  –  N  female  

6  

 102,00  Kč    

 612,00  Kč    

WaveCon  N/male  –  N/male  

6  

 146,40  Kč    

 878,40  Kč    

MikroTik  Outdoor  box  

2  

 732,00  Kč    

 1  464,00  Kč    

Interline  horizontální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  903,00  Kč    

 3  806,00  Kč    

Interline  vertikální  17  dB  5  GHz  

2  

 1  774,00  Kč    

 3  548,00  Kč    

Waveant  WA  26-­‐5x  P  

1  

 2  340,00  Kč    

 2  340,00  Kč    

Ubiquiti  PoE  24V  

2  

 236,40  Kč    

 472,80  Kč    

APC  Back-­‐UPS  400  

1  

 999,00  Kč    

 999,00  Kč    

50  

 11,54  Kč    

 577,00  Kč    

Datacom  CAT5e  Outdoor,  RJ-­‐45  

 

 

32  

   25  001,20  Kč      

 

 

 

Celková  cena  za  síť:    

 

   

 

 

33  

   307  148,80  Kč    

 

5 Obchodní  plán   Obchodní  plán  vychází  z  ankety  provedené  v  obci  Jamné  nad  Orlicí  (více  viz  2.4).     Navržená  síť  svými  parametry  není  schopná  konkurovat  rychlosti  tarifů  nabíze-­‐ ných   firmami   O2/Vodafone/T-­‐mobile,   proto   se   zde   jako   jediný   pádný   argument   zdá   být   cena  poskytované  služby  a  lepší  poměr  rychlostí  pro  stahování  a  odesílaní  dat.     U  bezdrátových  poskytovatelů  internetu  v  obci  jsou  možnosti  konkurence  větší.   Jelikož  jejich  síť  je  z  větší  části  postavena  na  2,4  GHz  Wi-­‐Fi,  je  nově  navržená  síť,  která  je   postavena  na  5  GHz  technologii  rychlejší,  méně  zarušená,  snadno  rozšiřitelná  a  stabil-­‐ nější.     Výše   uvedení   poskytovatelé   internetu   využívají   u   svých   tarifů   agregace   rychlosti   internetového  spojení.    

Příklad:   1) bez  použití  agregace   max.  kapacita  sítě:  25  Mbps   počet  uživatelů:  5   max.  rychlost  připojení:  5  Mbps   5  Mbps  x  5  =  25  Mbps   2) s  použitím  agregace  1:20   max.  kapacita  sítě:  25  Mbps   max.  rychlost  připojení:  5  Mbps   agregace:  1:20   max.  rychlost  připojení  uživatele  při  max.  agregaci:  5  Mbps  :  20  =  250  kbps   250  kbps  x  20  =  25  Mbps  

  Z  příkladu  a)  vyplývá,  že  bez  použití  agregace  by  síť  mohlo  využít  max.  5  uživate-­‐ lů.   S   použitím   agregace,   jak   ukazuje   příklad   b),   síť   dokáže   obsloužit   až   4x   více   uživatelů   s  možnosti  snížení  rychlosti  internetu  až  na  250  kbps.     Současní   internetoví   poskytovatelé   v  obci   využívají   pro   kontrolování   kvality   svých  služeb  tzv.  FUP  (Fair  Usage  Policy),  které  po  stažení  určitého  množství  dat  za  ur-­‐ čitou  dobu  dočasně  omezí  max.  rychlost  nabízeného  tarifu.     Nově  navržené  tarify  neobsahují  žádný  FUP  limit,  umožňují  využití  VoIP  telefo-­‐ nie,  zřízení  a  přístup  k  mailové  schránce  s  antivirem  provozované  na  firemním  serveru.   1) Tarif  START*   Tarif   určený   pro   začínající   uživatele   internetu,   nenáročné   surfaře   a   ty,   kteří   upřednostní  nižší  cenu  před  výkonem.   o Rychlost  stahovaní:  2Mbit/s   o Rychlost  odesílání:  512  Mbit/s   o Agregace:  1:8   2) Tarif  NORMAL*  

 

34  

  Tarif  určený  pro  ty,  kteří  už  vědí,  co  od  internetu  čekat.  Lze  jej  využít  pro  in-­‐ ternetové  volání,  sledování  streamovaného  videa  a  další  běžné  aktivity  na  in-­‐ ternetu.   o Rychlost  stahování:  4  Mbit/s   o Rychlost  odesílání:  2  Mbit/s   o Agregace:  1:16   3) Tarif  SUPER   Tarif  pro  ty,  kteří  chtějí  z  internetu  vytěžit  maximum.  Zvládne  i  streamované   přenosy  ve  vysoké  kvalitě  a  stahovaní  velkých  objemů  dat.   o Rychlost  stahování:  5  Mbit/s   o Rychlost  odesílání:  2  Mbit/s   o Agregace:  1:20   *Ceny  za  uvedené  tarify  nejsou  uvedeny  z  důvodu  dosud  neznámé  ceny  za  připojení  ke  konektivi-­‐

tě.  Dále  také  není  uvedena  cena  za  montáž  a  servis  zařízení  u  klientů.  

Takto  navržené  tarify  umožní  připojení  přibližně  100  uživatelů  (25  Mbps  :  100  =   250  kbps).     Zařízení  řídící  činnost  vytápění  a  hlídající  bezpečnost  objektů  by  se  pronajímala   jako   služba,   a   tudíž   by   nebylo   nutné   si   kvůli   nim   pořizovat   žádný   další   tarif.

 

35  

 

Závěr   Tato  práce  se  zaměřuje  na  návrh  počítačové  sítě  pro  obec  střední  velikosti.     Při   jejím   návrhu   jsem   musel   vyřešit   problémy   získání   konektivity   pro   celou   síť,   rozmístění  přístupových  bodů  sítě  tak,  aby  bylo  možné  připojit  co  nejvíce  potenciálních   klientů  (návrh  pokrývá  přibližně  90  %  zastavěné  plochy  obce),  vybrat  hardware  vhodný   pro  takto  rozlehlou  síť  tak,  aby  správně  fungoval  a  umožnil  připojení  patřičného  množ-­‐ ství  klientů.  Navrhnul  jsem  i  vhodný  monitorovací  software  pro  sledování  provozu  sítě.   Součástí   návrhu   je   i   anketa,   která   usnadnila   tvorbu   obchodního   plánu   provozování   nové   sítě.     Celkový   návrh   respektuje   nejnovější   postupy   při   návrhu   takto   situovaných   sítí.   Hardware   i   software   plně   podporuje   současné   standardy   používané   v  již   fungujících   po-­‐ čítačových   sítích.   Kapacita   přístupových   bodů   má   dostatečnou   kapacitu   pro   případné   rozšíření  počtu  obyvatel  obce.  Síť  jako  celek  umožňuje  její  plnou  podporu  v  jednom,  ma-­‐ ximálně  dvou  technycích.     Při   řešení   zadání   této   práce   jsem   narazil   na   řadu   technických   i   „manažerských“   problémů.   Jejich   různorodost   mě   překvapila   a   zaujala   natolik,   že   zkušenosti,   při   jejich   řešení  získané,  bych  rád  praktikoval  i  na  další  návrhy  síťových  řešení.     Vzhledem   k   rozsahu   celého   tématu,   který   se   nakonec   ukázal   být   větším,   než   jsem   na  začátku  plánoval,  je  nutné  dořešit  řadu  dalších  problémů.  Je  nutné  dohodnout  nájem-­‐ ní   smlouvy   s  vlastníky   objektů,   na   nichž   je   plánovaná   výstavba   přístupových   bodů.   Po   této  dohodě  zaměřit  a  nechat  vyrobit  paraboly  pro  montáž  antén  a  routerboardů.  Zažá-­‐ dat  si  o  přidělení  vlastní  sady  veřejných  IP  adres  u  RIPE.  Zařídit  si  rezervní  zdroj  konek-­‐ tivity   pro   případ   výpadku   přístupového   bodu   na   Suchém   vrchu   (například   telefonní   ústředna  firmy  O2).  Vybrat  konkrétního  dodavatele  zařízení  pro  kontrolu  vytápění  a  hlí-­‐ daní  bezpečnosti  objektů.  

 

 

36  

 

Literatura   1.   Horák,   Jaroslav   a   Keršláger,   Milan.   Počítačové   sítě   pro   začínající   správce.   Brno  :   Computer  Press,  a.s.,  2006.  ISBN  80-­‐251-­‐0892-­‐9.   2.  Sosinsky,  Barrie.  Mistrovství  -­‐  počítačové  sítě.  [editor]  Libor  Pácl.  [překl.]  Josef  Pojsl  a   Pavel  Vaida.  Brno  :  Computer  Press,  a.s.,  2010.  ISBN  978-­‐80-­‐251-­‐3363-­‐7.   3.   Kurose,   James   F.   a   Ross,   Keith   W.   Computer   Networking   :   a   top-­‐down   approach   featuring   the   Internet.   místo   neznámé  :   Pearson   Education,   Inc.,   2005.   ISBN   0-­‐321-­‐ 22735-­‐2.   4.   Nstreme   Settings.   Wireless   Client   and   Wireless   Access   Point   Manual.   [Online]   15.   7   2006.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.mikrotik.com/testdocs/ros/2.9/interface/wireless.php.   5.   Veřejná   databáze   Českého   statistického   úřadu.  13  -­‐  Informace  o  regionech,  městech  a   obcích.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://vdb.czso.cz/vdbvo/tabdetail.jsp?kapitola_id=5&pro_1_154=580392&cislotab=M OS+ZV01.   6.   O2|Internet   -­‐   Internet   na   doma.   O2.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.o2.cz/osobni/internet/adsl-­‐vdsl-­‐internet.html.   7.   T-­‐Mobile.   T-­‐Mobile   -­‐   Internet   na   doma.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   https://www.t-­‐mobile.cz/web/cz/residential/internet/pripojeni-­‐k-­‐internetu/internet-­‐ na-­‐doma.   8.   Mobilní   internet   a   ADSL   |   Vodafone.   Vodafone.  [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]  http://www.vodafone.cz/internet/.   9.  Routerboard.com  :  RB433AH.  Routerboard.com.  [Online]  15.  12  2011.  [Citace:  15.  12   2011.]  http://routerboard.com/RB433AH.   10.   Routerboard.com   :   R52nM.   Routerboard.com.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]  http://routerboard.com/product/97.   11.   mikrotik.cz   -­‐   MIKROTIK,   Outdoor   box   pro   RB433/RB711,   IP66,   3x   N/F,   3x   LAN,   stíněný:.   mikrotik.cz.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.mikrotik.cz/outdoor-­‐box-­‐pro-­‐rb433-­‐rb711-­‐ip66-­‐3x-­‐n-­‐f-­‐3x-­‐lan-­‐ stineny_d2263.html.   12.  mikrotik.cz  -­‐  WaveCon,  Pigtail  U.FL  -­‐  N  female  pro  miniPCI:.  mikrotik.cz.  [Online]  15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.mikrotik.cz/pigtail-­‐u-­‐fl-­‐n-­‐female-­‐pro-­‐ minipci_d20.html.   13.   Propojovací   kabel   60cm   N/male-­‐N/male   (RF240Tri)   (Wifi   technika   od   odborníků   -­‐   i4wifi   a.s.):.   i4wifi.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.i4wifi.cz/propojovaci-­‐kabel-­‐60cm-­‐n-­‐male-­‐n-­‐male-­‐rf240tri-­‐_d256.html.   14.   Anténa   Sektorová   Interline   Horizontální   17dBi   5GHz   (PCV   Computers):.   PCV   computers.  [Online]  15.  12  2011.  [Citace:  15.  12  2011.]  http://www.pcvcomp.cz/antena-­‐ sektorova-­‐interline-­‐horizontalni-­‐17dbi-­‐5ghz_d752.html.  

 

37  

  15.  Anténa  Sektorová  Interline  Vertikální  17dBi  5GHz  (PCV  Computers):.  PCV  computers.   [Online]  15.  12  2011.  [Citace:  15.  12  2011.]  http://www.pcvcomp.cz/antena-­‐sektorova-­‐ interline-­‐vertikalni-­‐17dbi-­‐5ghz_d751.html.   16.   WA   26-­‐5x   P   (Waveant):.   Waveant.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.waveant.cz/5-­‐GHz/WA-­‐26-­‐5xP/.   17.  PoE  napájení  24  V,  1  A  (Wifi  technika  od  odborníků  -­‐  i4wifi  a.s.):.  i4wifi.  [Online]  15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.i4wifi.cz/poe-­‐napajeni-­‐24-­‐v-­‐1-­‐ a_d1475.html.   18.   APC   Back-­‐UPS   400   |   Alza.cz:.   alza.cz.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.alza.cz/apc-­‐back-­‐ups-­‐400-­‐d242690.htm?kampan=adw1_zdroje-­‐ skrine_zalozni-­‐zdroje-­‐klasicke-­‐produkty&gclid=CJCF1KWAha0CFYVI3godyngiEQ.   19.  KABEL  FTP  drát  cat.5e  305m  OUTDOOR  doublejacket  (T.S.Bohemia):.  T.S.  BOHEMIA.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://interlink.tsbohemia.cz/kabel-­‐ftp-­‐ drat-­‐cat-­‐5e-­‐305m-­‐outdoor-­‐doublejacket_d89052.html.   20.  Summit  Development  NARROW  10G,  50Mbit/s,  10,5  GHz,  mikrovlnná  komunikační   jednotka   |   WiFi.ASPA.cz:.   wifi.aspa.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://wifi.aspa.cz/summit-­‐development-­‐narrow-­‐10g-­‐50mbit-­‐s-­‐10-­‐5-­‐ghz-­‐mikrovlnna-­‐ komunikacni-­‐jednotka-­‐z101052/.   21.   Summit   Development   ANT   10A60   anténa   65   cm,   pásmo   10   GHz   |   WiFi.ASPA.cz:.   wifi.aspa.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://wifi.aspa.cz/summit-­‐ development-­‐ant-­‐10a60-­‐antena-­‐65-­‐cm-­‐pasmo-­‐10-­‐ghz-­‐z55099/.   22.   Summit   Development   napájecí   PoE   injektor   k   ALTER,   QAM,   NARROW   |   WiFi.ASPA.cz:.   wifi.aspa.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://wifi.aspa.cz/summit-­‐development-­‐napajeci-­‐poe-­‐injektor-­‐k-­‐alter-­‐qam-­‐narrow-­‐ z101925/.   23.   IBM   x3550M3   Rack   1U   |   Alza.cz:.   alza.cz.  [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.alza.cz/ibm-­‐x3550m3-­‐rack-­‐1u-­‐d198309.htm.   24.   WESTERN   DIGITAL   Caviar   RE4   2000GB   64MB   cache   |   Alza.cz:.   alza.cz.  [Online]   15.   12  2011.  [Citace:  15.  12  2011.]  http://www.alza.cz/western-­‐digital-­‐caviar-­‐re4-­‐2000gb-­‐ d145988.htm#popis.   25.   INTEL   PRO/1000   PT   Dual   Port   Server   Adapter   |   Alza.cz:.   alza.cz.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.alza.cz/sitova-­‐karta-­‐intel-­‐pro-­‐1000-­‐pt-­‐dual-­‐ port-­‐server-­‐adapter-­‐pci-­‐e-­‐x4-­‐d65225.htm.   26.  EATON  UPS  5PX  3000i  RT3U  |  Alza.cz:.  alza.cz.   [Online]  15.  12  2011.  [Citace:  15.  12   2011.]  http://www.alza.cz/eaton-­‐ups-­‐5px-­‐3000i-­‐rt3u-­‐d253123.htm.   27.   Triton   19"   rozvaděč   jednodílný   4U/500mm,   celoskleněné   dveře   |   Mironet.cz:.   MIRONET   COMPUTERS.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.mironet.cz/triton-­‐19quot-­‐rozvadec-­‐jednodilny-­‐4u500mm-­‐celosklenene-­‐ dvere+dp131168/.   28.   RB711   400   MHz   CPU,   32   MB   RAM,   1x   LAN,   1x   5   GHz,   L3,   MMCX   (Wifi   technika   od   odborníků   -­‐   i4wifi   a.s.):.   i4wifi.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.i4wifi.cz/rb711-­‐400-­‐mhz-­‐cpu-­‐32-­‐mb-­‐ram-­‐1x-­‐lan-­‐1x-­‐5-­‐ghz-­‐l3-­‐ mmcx_d1960.html.  

 

38  

  29.   GentleBOX   JC-­‐219   :   Antény   pro   pásmo   5   GHz   :   Wi-­‐Fi   antény   Jirous.com:.   www.jirous.com.   [Online]   15.   12   2011.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://cz.jirous.com/anteny-­‐5ghz/jc-­‐219.   30.   Jamné   nad   Orlicí.   O   obci.   [Online]   13.   6   2008.   [Citace:   15.   12   2011.]   http://www.jamne.cz/o-­‐obci/d-­‐1259/p1=1372.  

 

39  

 

Příloha:  Podrobné  výsledky  ankety   1. Jakého  poskytovatele  Internetu  používáte?  

IBIS  

29%  

39%  

ALBERON   O2   jiného    

6%  

žádného   24%  

2%  

  2. Kolik  měsíčně  platíte  za  paušál  poskytovateli  Internetu?  

7%  

29%  

méně  300,-­‐   méně  než  400,-­‐   více  než  400,-­‐  

64%  

  3. Jaká  je  Vaše  maximální  rychlost  připojení?  

12%   29%  

méně,  rovno  2  MB/s   19%  

méně,  rovno  4  MB/s   méně,  rovno  8MB/s   více  než  8  MB/s  

40%  

 

 

40  

  4. Jaké  je  primární  využití  Internetu  ve  Vaší  domácnosti?  

9%  

5%  

serfování  /  mailování   stahování  dat  (—ilmy,   hudba,  ...)   51%  

sledování  online  TV  /   hraní  online  her  

35%  

jiné  

  5. Využíváte  VoIP?  

29%   ano   ne   71%  

  6. Využíváte  souměrné  připojení?  

24%   ano   ne   76%  

   

 

 

41  

  7. Za  jakých  okolností  byste  byl  ochoten  vyměnit  svého  poskytovatele  Internetu?  

33%  

23%   ano   možná   ne   44%  

  8. Byla  by  pro  Vás  zajímavá  možnost  bezpečnostního  systému  nebo  řízení  topení   přístupného  přes  Internet?  

21%   ano  

42%  

možná   ne   37%  

  9. Uvažoval  byste  o  pořízení  Internetu,  pokud  by  byla  možnost  zakoupení  např.   pouze  měsíčního  tarifu  nebo  datového  balíčku?  

23%   33%  

ano   možná   ne   44%  

   

 

 

42  

  10. Pokud  byste  nevyužil  výše  zmíněných  služeb,  zajímala  by  Vás  možnost  připojení   přes  hostspot?  

27%   45%  

ano   možná   ne  

28%  

 

 

43