Grundlagen Computernetze

Prof. Jürgen Plate

Twisted-Pair-Verkabelung und Netzplanung





Stecker und Buchsen

RJ45-Stecker zum
Aufpressen der Kabeladern
(Twisted-Pair-Stecker)		 RJ45-Einbaudose (Unterputz/Kabelkanal) RJ45-Buchse zum Einlöten

Steckerbelegung und Adernfarben

Der Standard DIN EN 50173 regelt die Kabelbelegung zumindest bei Kupferkabeln in Netzen. Es gibt vier Kabelpaare:


Blick in die Buchse 

   Paar 1 Pins 4, 5
   Paar 2 Pins 1, 2
   Paar 3 Pins 3, 6
   Paar 4 Pins 7, 8

 


Pin-Numerierung von Stecker und Kabel

 

Adernfarben

Hier gibt es zwei Belegungen (die aber bis auf die Farben zum gleichen Ergebnis führen). Man muß sich nur an einen der beiden Standards halten, damit man nicht durcheinander gerät. Normales 100BaseT- und 10BaseT-Kabel kommt mit den Adern an den Pins 1, 2, 3 und 6 aus. Die Pins 4, 5, 7 und 8 werden für 100BaseT4+ benötigt.

Standard EIA/TIA-T568A-Belegung:
 

 
 Pin   Farbe
 1   Weiß/Grün  
 2   Grün  
 3   Weiß/Orange  
 4   Blau  
 5   Weiß/Blau  
 6   Orange  
 7   Weiß/Braun  
 8   Braun  

 

 Standard EIA/TIA-T568B-Belegung:
(Diese scheint die verbreitetste zu sein.)

 
 Pin   Farbe
 1   Weiß/Orange 
 2   Orange 
 3   Weiß/Grün 
 4   Blau 
 5   Weiß/Blau 
 6   Grün 
 7   Weiß/Braun 
 8   Braun 

 

Die Belegung ist grundsätzlich eins zu eins an beiden Steckern. Auf Dosen ist die Belegung aufgedruckt (bzw. die LSA-Klemmen sind einfach in der entsprechenden Farbe markiert). Die Kabelfarben kennzeichnen die verdrillten Adernpaare, die Paare müssen eingehalten werden.

 

Crossoverkabel

Crossoverkabel dienen zur Verbindung zweier Hubs. Auf diese Weise kann man die Zahl der verfügbaren Rechneranschlüsse erhöhen. Beachten Sie aber, daß sich nur eine begrenzte Zahl von Hubs kaskadieren lassen.

 

Anschlußbelegung der Twisted-Pair-Unterputz-Kanaleinbaudose

In der Regel wird das Fabrikat Telegärtner MJ45 LFS 8/8 verwendet. Die Darstellung zeigt die Draufsicht (anschlusseitig) der Dose. Die obere Klemmenreihe ist für die linke Dose, die untere Klemmenreihe für die rechte Dose. Beim Standardnetz sind nur vier Kabeladern pro Dose anzuschliessen (Pins 1,2, 3 und 6, siehe oben).

 

Anschlußbelegung der Twisted-Pair-Stecker für Hub und Computer

 

Y-Kabel

Y-Kabel sind spezielle Kabel, mit denen man ein voll ausgebautes RJ-45-Kabel, also eines, bei dem alle 4 Paare des Kabels angeschlossen sind, als Verbindungsleitung für zwei Endgeräte benutzen kann. Sinn des Ganzen ist, daß man nur ein Twisted-Pair-Kabel mit 8 Adern verlegen muß, um zwei Computer (oder andere Geräte) anschließen zu können.
An Ihrem Hub belegen Sie zwei Ports, die dann per Y-Kabel auf ein Kabel geleitet werden, das zu einem Verteilungspunkt (Dose im Büro) verlegt ist. Von dort wird mit einem weiteren Y-Kabel zu Ihren Endgeräten verteilen.

 

Schema der Verbindung:

 

Verdrahtung des Kabels:

    

 

100Base-T4 und 1000BaseT

100Base-T4 und 1000BaseT nutzen im Gegensatz zu 10BaseT alle 4 Adernpaare. Die Steckerbelegung ist dann:

und das Crossover-Kabel wird folgendermaßen verdrahtet:

 

RJ-45-Stecker crimpen

Zuerst sollten Sie alles Benötigte bereitlegen. Für eine TP-Verbindung braucht man das Kabel, zwei Knickschutzhüllen, zwei Crimpstecker, eine Crimpzange, ein scharfes Messer, einen Schraubenzieher und eine Kabelschere oder einen Seitenschneider.
Schieben Sie die Knickschutzhülle auf das Kabel. Dann entfernen Sie ca. 2 cm der Isolierung. Oft ist an der Crimpzange ein entsprechendes Werkzeug vorhanden. Achten Sie darauf, die Abschirmung und die Adern nicht zu verletzen.
Nun öffnen Sie vorsichtig die Abschirmfolie und klappen Sie diese hinten. Danach ordnet man die Kabelpaare parallel entsprechend der Adernbelegung nebeneinander an.
Halten Sie die die Kabel etwa 10 mm von der Isolierung entfernt parallel fest und schneiden Sie alle Adern ca. 4 mm vor den Fingern ab. Ab da sollten Sie die Adern weiter festhalten. Die Länge der freiliegenden isolierten Adern muß zwischen 10 mm und 14 mm liegen. Manche Steckertypen haben einen kleinen, rechteckigen Plastikschlitten als Montagehilfe beiliegen. In diesem Fall werden die Kabel zuerst in den Schlitten eingeschoben und danach abgeschnitten.
Schieben Sie die Kabel in den RJ45-Stecker (das Steckersichtfenster zeigt nach oben), und zwar solange, bis die Kabel bündig am Steckerabschluß sitzen. Sollte sich beim hineinschieben eine Ader verkanten, alles nochmal herausziehen und neu versuchen. Bei der Schlittenvariante führen Sie den Schlitten mit den Adern in den Stecker ein und stellen Sie sicher, daß alle Adern bis nach ganz vorne durchgeschoben werden.
Beim nicht abgeschirmten Stecker: Während Sie Kabel und Stecker mit der einen Hand festhalten, schieben Sie mit dem Schraubenzieher die Abschirmung vorsichtig rechts und links neben die Adern in den Stecker (nicht zu tief). Damit wird ein stabilerer Sitz des Steckers und eine optimale Verbindung zwischen der Stecker- und Kabelmasse erreicht. Die einzelnen Adern müssen erkennbar sein, wenn man von vorne auf den Stecker schaut.
Der Stecker wird vorsichtig in die Crimpzange eingeführt (er paßt nur in einer Richtung) und bis zum Anschlag hineingeschoben. Jetzt pressen Sie die Crimpzange einmal kräftig zusammen (soweit es geht), lösen sie wieder und ziehen den Stecker heraus. Beim nicht-abgeschirmten Stecker schieben Sie noch die Knickschutzhülle auf den Stecker.
Nun sind die Litzen des Kabels fest mit dem Stecker verpreßt und gleichzeitig die Isolierung aufgetrennt worden - wie die folgende Schemazeichnung zeigt.
Beim abgeschirmten Stecker werden die beiden Metallzungen der Abschirmung mit einer Flachzange vorsichtig um das Kabel herumgebogen und festgedrückt. Achten Sie auf guten Kontakt mit der Abschirmung des Kabels. Dann kann auch hier die Knickschutzhülle aufgeschoben werden.
Das Kabel sollte jetzt fertig sein und man kann es testen. Das fertige Kabel wird mit einem Kabeltester überprüft, indem auf die eine Seite der entsprechende Adapter aufgesteckt und das andere Kabelende in den Tester gesteckt wird. Zur Not reicht auch ein Durchgangsprüfer.

 

Auflegen der Kabel am Patchfeld/an der Dose

In der Regel werden bei den Dosen zwei Varianten verwendet, entweder mit herkömmlichen Schraubklemmen oder mit LSA-Klemmen. Zur Schraubklemmen-Variante ist nicht viel zu sagen. Die Kabel werden abisoliert und die Abschirmung zurückgeschlagen. Anschließend wird auch die Isolierung der einzelnen Adern auf ca. 5 mm Länge entfernt und jede Ader einzeln in die Klemme eingeführt und verschraubt.
"LSA" steht für "löt-, schraub- und abisolierfrei". Bei diesem Verbindungsverfahren wird zum Auflegen ein spezielles Werkzeug verwendet.

Mit dem LSA-Auflegewerkzeug werden die einzelnen Adern an der Dose oder am Patchpanel aufgelegt. Damit wird jede Ader in einen Schlitz gequetscht und das überstehende Ende abgeschnitten. So kann eine Dose zuverlässig in wenigen Minuten angeschlossen werden.

 
Zur Demonstation wird hier ein Stecker-Patchfeld verwendet, bei einer Dose ist die Vorgehensweise aber dieselbe. Meist sind die entsprechenden Leisten auch farbig markiert oder zumindest beschriftet, so daß man beim Auflegen der Kabel eigentlich nichts falsch machen kann.
Das Kabel wird zuerst abisoliert. Hier sehen Sie eine Kabelvariante, bei der die Adernpaare nochmals einzeln abgeschirmt sind. Die Abschirmung des Kabels und die der Adern wird nur soweit wie nötig zurückgeschlagen. Dann werden die Adern entsprechend der Farbmarkierung in die Schlitze der Leiste eingelegt. Man kann entweder erst alle Kabel auflegen und dann die Verbindung herstellen oder man bearbeitet Paar für Paar.
Liegt die Kabelader im Schlitz der Leiste wird das Auflegewerkzeug aufgesetzt und nach unten gedrückt. Mit diesem Vorgang wird die Kabelader abisoliert und die Kuferlitze in einen V-förmigen Schlitz aus Metall gepreßt, wo eine innige Verbindung zwischen Litzte und Metallkontakt hergestellt wird. Gleichzeitig schneidet das Werkzeug das überstehende Ende der Litze ab.

Die rechte Abbildung zeigt die Situation bei einer Einzel-Steckdose.
Sind alle Adern korrekt aufgelegt, wird das Abschirmnetz zurückgezogen, zusammen mit dem Kabel unter die Zugentlastungs-Schelle gelegt und festgeklemmt. Die Schellen sind jeweils für ein Kabelpaar, so daß man normalerweise erst noch das zweite Kabel auflegt, bevor die Schraube der Schelle festgezogen wird.
Zum Schluß wird als zweite Zug- und Biegeentlastung das Kabel noch mit einerm Kabelbinder etwas weiter hinten am Patchfeld befestigt. Bei einer Doseninstallation entfällt dieser Schritt. Dafür wird bei einer Dose noch der Abschirmdeckel zugeschraubt. Abschließend erfolgt auch hier der Test der Verbindung mit einem Kabeltester.

Netz-Verkabelung

Grundlegendes

Derzeit rüsten viele Unternehmen ihr Ethernet um. Der erste und meist teuerste Schritt auf diesem Weg ist die Neuverkabelung mit Twisted-Pair-Leitungen. Danach können weitere Maßnahmen ergriffen werden. Die klassische Maßnahme, das 'Bridging', wurde in Koax-Netzen häufig eingesetzt und lebt heute in den sogenannten 'Switches' weiter. Das Aufteilen eines Netzes in mehrere Teilnetze, auch 'Collision Domains' genannt, läßt nicht mehr jedes Datenpaket zu jeder Station gelangen; es können so viele Transaktionen gleichzeitig stattfinden, wie Collision Domains im Netz vorhanden sind - im Extremfall (Switch) ist jeder Hub-Anschluß einer eigenen Collision Domain zugeordnet. An die Switch-Anschlüsse können in der Regel wieder gewöhnliche Repeating Hubs angeschlossen werden; Switching kann so nach und nach im Netz eingeführt werden, um die Collision Domains immer weiter zu verkleinern - bis im Idealfall jedem Rechner ein privates Segment zur Verfügung steht.

Switches sind heute nicht teuerer als Hubs, daher spricht alles für eine Strukturierung des Netzes mit Switches. In einem Peer-to-Peer-Netz (z. B. Unix oder auch Windows ab 95) ohne zentrale Server genügt meistens ein reiner 10BaseT-Switch. Gibt es einige, wenige Server, so kann der Server über mehrere Ethernet-Segmente parallel mit dem Switch verbunden werden, so daß der Datenverkehr zwischen Server und Netz gebündelt wird. Es gibt auch Switches mit einem oder mehreren 100-MBit-Anschlüssen. Diese können an den oder die Server angeschlossen werden, um alle Anwender im Netz deutlich schneller mit Daten zu versorgen - ohne daß deren LAN-Adapter auch nur berührt werden müßten.

Da Twisted-Pair-Kabel heutzutage den Standard darstellen, sollte man auf jeden Fall bei der Neuverkabelung gleich Cat-5-Kabel verwenden, um für die Datenrate von 100 MHz gerüstet zu sein. Leider ist der verwendete RJ45-Stecker relativ filigran. Neben der Zerbrechlichkeit der Stecker kommt es bei Hochgeschwindigkeitsnetzen zu Problemen: Die Drähte und Kontakte werden über eine kleine Strecke parallel geführt, wodurch die Wirkung der Twisted-Pair-Kabel aufgehoben wird. Ein weiterer Kritikpunkt an der RJ45-Technik ist die Einheitlichkeit der Dosen. Der Anwender am Arbeitsplatz kann nicht erkennen, welchem Dienst die Dose zugeordnet ist (Netz, analogens Telefon, ISDN, etc.). Selbst Farbkennzeichnung oder Beschriftung hindert viele Leute nicht daran, 'es mal an der anderen Dose zu versuchen'. Und da kann die Rufspannung analoger Telefone schon einmal einen Netzwerkadapter 'killen'.

10 MBit/s (IEEE 802.3) und 100 MBit/s (IEEE 802.3u) verwenden eine Halbduplex-Übertragung über zwei Aderpaare. Bei einer Migration von 10 auf 100 MBit/s bleibt zumindest die Infrastruktur des Kabelnetzes bestehen. Demgegenüber setzt Gigabit-Ethernet (IEEE 802.3ab) auf eine Vollduplex-Übertragung über alle vier Paare. Zwar ermöglicht diese Technik die Verwendung der eigentlich nur bis 100 MHz spezifizierten CAT-5-Kabel, dazu müssen die Komponenten allerdings anders beschaltet werden.

 

Strukturen der Gebäudeverkabelung

Früher war eine "Bedarfsverkabelung" üblich. Die Netztechnik bestimmte die Art der Verkabelung (Ethernet: busförmige Koaxverkabelung, FDDI: ringförmig mit Lichtwellenleitern). Die Standorte der Rechner und Terminals bestimmte die Netzausdehnung.

Heute gilt ganz klar die Prämisse: strukturierte Verkabelung. Die Netztechnik hat sich an eine genormte Verkabelung anzupassen. Jeder Arbeitsplatz bekommt automatisch eine Datennetzdose. Das bringt anfangs zwar höhere Investitionskosten, ist aber zukunftssicher. Fehler wirken sich nur lokal aus, denn jeder Anschluß hat sein eigenes Kabel.

Basis der heutigen Gebäudeverkabelung von Netzen sind die in den letzten Jahren erarbeiteten Normen auf diesem Gebiet. Dabei gibt es im wesentlichen drei grundlegende Normen, die für bestimmte geographische Regionen von Bedeutung sind:

Die EN 50173 und die ISO/IEC 11801 haben im wesentlichen den gleichen Inhalt und enthalten auch die gleichen Anforderungen an die Kabel und Komponenten. Die EN 50173 ist eine europäische Norm, während die ISO/IEC 11801 weltweit verwendet wird. Die EIA/TIA-568 A/B wurde speziell für den nordamerikanischen Markt von der dortigen Telekommunikationsindustrie entwickelt. Sie ist eigentliche keine Norm, sondern lediglich eine Industrie-Spezifikation. Sie enthält auch geringere Anforderungen bezüglich der Übertragungseigenschaften der Kabel als die anderen Bestimmungen. In der EN 50173 wird ebenso wie in der ISO/IEC 11801 die Gebäudeverkabelung in vier Bereiche eingeteilt. In allen drei Bereichen der Inhouse-Verkabelung (oft auch Ebenen genannt) können sowohl Verkabelungen mit symmetrischen Kupferkabel (Twisted Pair) und -komponenten als auch mit Lichtwellenleiterkabel und -komponenten verwendet werden. Im Campusbereich werden ausschließlich LWL-Kabel und -Komponenten verwendet.

 

Campusverkabelung und Steigbereich

Auf Grund der größeren Übertragungsstrecken und dem steigenden Datenaufkommen hat sich sowohl für den Campus- als auch für den Steigbereich die Lichtwellenleiterverkabelung durchgesetzt. Im Außenbereich werden LWL-Außenkabel mit Multimodefasern verwendet. Sollten Kabellängen von größer 2000 m notwendig sein oder extrem hohe Datenraten anfallen, können ebenso Kabel mit Singlemodefasern verwendet werden. Die Faseranzahl sollte in jedem Fall so bemessen sein, daß zukünftiges Wachstum der Netzanforderungen erfüllt werden kann. Als Faustregel sollte man 50% Reserve zum derzeitigen Bedarf addieren. Werden also derzeit acht Fasern benötigt, sollte ein Kabel mit zwölf Fasern verwendet werden.

Im Steigbereich werden meist LWL-Innenkabel, ebenfalls mit Multimodefasern, eingesetzt. Dabei empfiehlt die EN 50173 die Verwendung von 62,5-Mikrometer-Multimodefasern. Multimodefasern mit 50 Mikrometern sind aber ebenfalls zugelassen. Sind die Entfernungen klein (< 100 m) und die zu erwartenden Datenraten pro Teilnehmer gering (< 10 Mb/s), so kann im Steigbereich auch eine Verkabelung mit symmetrischen Kupferkabeln vorkommen. Dabei sollte aber ein qualitativ hochwertiges System eingesetzt werden, da ein Ausfall oder eine Überlastung in diesem Bereich schwerwiegende Konsequenzen für das ganze Netz hat.

 

Horizontalverkabelung und Arbeitsplatzbereich

Im Horizontalbereich und für die Arbeitsplatzverkabelung werden zumeist hochwertige, geschirmte symmetrische Kupferkabel und -komponenten eingesetzt, da hier der Anschluß an viele einzelne Schnittstellen vorgenommen wird. Wird auch im Horizontal- und Arbeitsplatzbereich mit Lichtwellenleitern (LWL) verkabelt, stehen damit höhere Bandbreiten zur Verfügung und es lassen sich längere Strecken realisieren. LWL-Verkabelung kann auch dann sinnvoll sein, wenn man einfach die EMV-Immunität und die Übertragungssicherheit ausnutzen will. Die Einführung von "Fiber-to-the-desk", der LWL-Verkabelung bis zum Arbeitsplatz, ist wohl bald Realität. Es ist auch möglich, beispielsweise den Steig- und den Horizontalbereich durchgehend mit LWL zu verkabeln, um damit Etagenverteiler einzusparen. Man spricht dann von einer zentralisierten Verkabelung.

 

Netzstrukturen

Die heutige Verkabelung wird im allgemeinen hierarchisch in einem physikalischen Stern aufgebaut. Der Standortverteiler (auch: Hauptverteiler) als zentrale Schaltstelle ist mit den Gebäudeverteilern in den einzelnen Gebäuden sternförmig verkabelt. In den Gebäuden werden die Etagen- verteiler ebenfalls sternförmig mit dem Gebäudeverteiler verkabelt. In der Horizontalebene schließlich findet eine ebenfalls sternförmige Verkabelung der Anschlußeinheiten wie der Wanddose mit dem Etagenverteiler statt. Als Verteiler zum Abschluß der Kabel werden Schränke und Gestelle in 19"-Technik eingesetzt. 19"-Einschübe übernehmen in diesen Schränken die Kabelbefestigung, die Speicherung einer Reservelänge, die Unterbringung von Spleißkassetten (falls verwendet) und das Montieren der Stecker und Kupplungen bzw. Buchsen auf den Verteilerfeldern. Werden nur kleinere Faserzahlen benötigt, so können statt der 19"-Schränke die kompakteren Wandverteiler eingesetzt werden.

Im Tertiärbereich werden zum Kabelabschluß Wand- und Bodentankdosen verwendet. Diese Anschlußeinheiten übernehmen hier die Kabelbefestigung, die Speicherung der Reservelänge und das Montieren der Buchsen bzw. Stecker und Kupplungen. Sie bilden den Abschluß der diensteunabhängigen Verkabelung. Das Endgerät (der PC, die Workstation, der Drucker, das Telefon, etc.) wird mit konfektionierten Kabeln an die Wanddose oder den Bodentank angeschlossen. Die Verteilung der Switch- oder Routerports auf die Endgerätedosen erfolgt über ein Patchfeld. Es handelt sich dabei um ein Feld mit Netzwerk-Steckdosen (z. B. RJ-45-Dosen), an welche die Kabel zu den Anschlußdosen in den einzelnen Rämen angeschlossen sind. Die Verbindung zu den aktiven Komponenten erfolgt dann über kurze Patchkabel.

Die logische Netzstruktur der Verkabelung hängt davon ab, wie die einzelnen Netzwerkknoten miteinander kommunizieren. Darunter sind die Protokolle, Zugriffsverfahren und Konventionen auf der elektronischen Ebene zu verstehen. Die heute am weitest verbreiteten Standards für solche logischen Netzstrukturen sind:

Für die Umsetzung von der logischen in die physikalische Netzstruktur haben sich Netzwerkkonzentratoren etabliert. Hier werden alle wichtigen Netzwerkaktivitäten zusammengefaßt, was auch die Verkabelung und die Fehlersuche wesentlich erleichtert. Dadurch ist es möglich, beispielsweise das Ethernet 10/100BaseT-Verfahren als logisches Bussystem in einer sternförmigen Verkabelung zu realisieren.

Netzplanung

Aufgaben der Netzplanung

Festlegen der Netzstruktur, die den gewünschten Funktionen des EDV-Systems gerecht wird.

 

Ein grosses oder mehrere kleine Netze?

Vorteile eines (grossen) zusammenhängenden Netzes:

Nachteile eines zusammenhängenden Netzes:

Vorteile kleinerer Teilnetze:

Nachteile kleiner Teilnetze: Man sollte Netze nicht aufteilen, solange sie überschaubar sind und keine Lastprobleme haben. Die Netze müssen aufgeteilt werden, wenn Last, Sicherheit oder Topologie es erfordern. Beim Aufteilen ist auf möglichst kurze Kommunikationswege zu achten. Die maximale Kabellänge und die Begrenzung der hintereinander schaltbarer Komponenten spielt eine Rolle (max. 5 Hubs hintereinander, max. 7 Bridges/Switches hintereinander).

Auch bei kleinen Netzen sollte ein eigener Serverraum eingeplant werden. Der Serverraum sollte so plaziert sein, daß bei Netzerweiterungen die Verkabelung unproblematisch bleibt. Vom Serverraum zu den Verteilern (Switches) sollte aus Gründen der zukunftssicheren Verkabelung redundant ausgelegtes Cat-5-Kabel (optional Glasfaserkabel) verlegt werden.

 

Auswahl der Verbindungskomponenten

Kabelarten:

Repeater:

Bridges:

Switches:

Router:

 

Vergabe von IP-Nummern

Soll das Netz (evtl. später) an das Internet angeschlossen werden und die IP-Nummern nach aussen sichtbar sein? Dann müssen global eindeutige IP-Nummern beim Internet-Provider angefordert werden. Ansonsten verwendet man IP-Nummern für ausschließlich interne Verwendung (gem. RFC 1918): 
 10.0.0.0   -  10.255.255.255   (ein Class-A-Netz)
172.16.0.0  - 172.31.255.255    (16 Class-B-Netze)
192.168.0.0 - 192.168.255.255   (256 Class-C-Netze)
Zum Anschluss dieser Netze an das Internet ist ein Router mit NAT und IP-Maskierung nötig. Die interne Adressenverteilung erfolgt in jedem Fall bevorzugt per DHCP-Protokoll (siehe unten), da in diesem Fall alle Clients gleich konfiguriert werden können und nur soviel Adressen gebraucht werden wie Rechner aktiv sind.

 

Vergabe von Domainnamen

Beantragt wird normalerweise eine Second-Level-Domain unterhalb von .de .com. net .org. Die Vergabe erfolgt in der Regel durch den Provider - sofern die Wunschdomain noch frei ist.

Vergabe von Rechnernamen

Sei netzmafia.de der benutzte Domainname. Dann sind gängige Aliase: 
gate.netzmafia.de 
mail.netzmafia.de 
news.netzmafia.de
www.netzmafia.de 
ftp.netzmafia.de 
ns.netzmafia.de
Die Zuordnung der Rechnernamen kann erfolgen als: Die Rechnernamen werden von mindestens zwei Nameservern verwaltet (Ausfallsicherheit).

 

Beispiel einer Vorgabe zur Netzplanung

Beispiel-Szenario:

Lösung (e pluribus unum):

Eingehende Mail gelangt über einen Mail-Proxy an den Mailserver. Von dort aus erfolgt die Verteilung per IMAP oder POP3. Ausgehende Mail wird direkt über den Mail-Proxy ins Internet verschickt. Der primäre Nameserver steht in Gebäude 2, der Secondary NS beim Provider. In Gebäude 2 ist zur Entlastung der Standleitung jeweils ein DNS- und WWW-Cache installiert. Das Testnetz der Hardwareabteilung ist abgetrennt, aber bei Bedarf manuell zuschaltbar.

An diesem Beispiel lassen sich einige Aufgaben des Netzwerk-Managements feststellen:

Zusammen mit der Planung wird das Netz dokumentiert. Neben Angaben über die Topologie sind auch alle Kabelwege, Standorte von Netzkomponenten (Hub, Switches, Router, usw.), Server und Peripheriegeräten zu dokumentieren. Übersichtsgrafiken lassen sich recht schnell mit speziellen Tools wie Visio (Microsoft) oder Acrix (Autodesk) erstellen, für die Grafikbibliotheken mit speziellen Symbolen für die Netzkomponenten erhältlich sind. Unter UNIX gibt es ein Tool namen 'tkinetd', das die Rechner im Netz sucht und automatisch eine Grafik erzeugt. Die Standorte der Komponenten und Dosen trägt man am besten auf der Kopie des Bauplans ein.

Testen der Verkabelung mit komerziellen Kabeltestern

Die meisten Netzverkabelungen setzen mittlerweile auf einer einheitlichen physischen Infrastruktur auf die bestimmten Anforderungen genügen muß. Die international wichtigsten Normen für Netzwerkverkabelungen sind: TIA 56813, ISO/IEC 11801 und DIN/EN 50173. Die Normen unterscheiden verschiedene Leistungsklassen der Netzwerkverkabelung: die TIA, die bekannten Kategorien Cat 3, Cat 5, Cat 5E, Cat 6 und Cat 7, und die ISO/IEC und EN die Klassen C, D, E und F. Die höheren Leistungsklassen (Cat 6, Klassen E und F) existieren bislang nur im Entwurf. Die Normen definieren verschiedene Verbindungsarten, englisch "Link". Die Basie Link Definition schließt die Messkabel mit ein.

Inzwischen wird aber normkonform nur noch nach Permanent Link oder Channel gemessen. Bei der Permanent-Link-Messung (PL) darf der Einfluss der Messkabel nicht in die Messwerte eingehen. Damit belegt der Installateur seinem Auftraggeber die Funktion genau der Strecke, die er installiert hat, üblicherweise das fest verlegte Kabel inklusive der Dosen an beiden Enden. Die dritte Link-Definition, der Channel, schließt die Patchkabel mit ein, mit der die Endgeräte an die fest installierte Strecke angeschlossen werden. Bei dieser Messung wird der gesamte Übertragungsweg, über den die Netzkommunikation läuft, erfasst. Nicht in den Messwerten niederschlagen dürfen sich nach der normgemäßen Channel-Definition die Anteile der letzten Steckverbinder, mit denen die Patchkabel an die Messgeräte angeschlossen werden. Ein automatischer Test an einer Netzverkabelungs-Strecke schließt nach Norm die folgenden Messungen und Prüfungen ein:

Ein genereller Problempunkt bei Messungen von Cat 6/Klasse E-Verkabelungen ist die elektrische Kompatibilität von Stecker und Buchse. Natürlich paßt jeder RJ-45-Stecker mechanisch in jede RJ-45 Dose, aber harmonieren Stecker und Dose auch elektrisch? Die Hersteller müssen spezielle Maßnahmen ergreifen, um die für Cat 6/Klasse E festgelegten Grenzwerte der Steckverbinder zu garantieren. Meist sind das kleine Leiterplatten mit Kondensatoren, die durch geeignete Verschaltung das in der gesteckten Verbindung (RJ-45 Stecker in Dose eingesteckt) entstandene Übersprechen kompensieren. Der Kompensationsschaltkreis kann dabei in Stecker oder Dose eingebaut sein. Wichtig für die Übertragungseigenschaften ist nur das hochfrequenztechnische Gesamtergebnis von Dose und Stecker.

Die Erfüllung der Cat 6/Klasse E-Leistungsdaten von Steckern und Dosen verschiedener Hersteller miteinander ist nicht garantiert. Das betrifft leider auch die Stecker an den Permanent-Link-Adaptern der Kabeltester!

Für den Installateur bringt eine Channel-Messung Vorteile. Bei Messungen nach Permanent Link werden ja die Permanent-Link-Adapter für jede Strecke einmal ein- und ausgesteckt. Die Stecker unterliegen also ständigem Verschleiß. Da sie Teil des Messaufbaus sind, kann man die Stecker an den Permanent-Link-Adaptern nicht einfach ersetzen, denn damit verändern sich die elektrischen Eigenschaften des Messaufbaus, was zu Verfälschungen der Messwerte führt. Der Permanent-Link-Adapter ist also ein Verschleißteil, das normalerweise nach einigen tausend Messungen ersetzt werden muß.
Im Gegensatz dazu werden Messungen mit dem Channel-Adapter und einem Patchkabel durchgeführt. Das zum Zertifizieren verwendete Patchkabel kann dabei am Channel-Adapter eingesteckt bleiben, hier gibt es also kaum Verschleiß am Adapter. Nur der Stecker am anderen Ende des Patchkabels verschleißt, so daß nur dieses Kabel ersetzt werden muß.

Netz-Dokumentation

Oft wird der Dokumentation eines LANs wenig Beachtung geschenkt. Aber die Bedeutung einer kompletten und aktuellen Dokumentation für die schnelle Wiederherstellung des lokalen Netzes nach einem Unglück kann nicht hoch genug bewertet werden.Sie ermöglicht zudem den täglichen Überblick und bietet Hilfen bei der Fehlersuche.

Zusammen mit der Planung wird das Netz dokumentiert. Neben Angaben über die Topologie sind auch alle Kabelwege, Standorte von Netzkomponenten (Hub, Switches, Router, usw.), Server und Peripheriegeräten zu dokumentieren. Übersichtsgrafiken lassen sich recht schnell mit speziellen Tools wie Visio (Microsoft) oder Acrix (Autodesk) erstellen, für die Grafikbibliotheken mit speziellen Symbolen für die Netzkomponenten erhältlich sind. Unter UNIX gibt es ein Tool namen 'tkinetd', das die Rechner im Netz sucht und automatisch eine Grafik erzeugt. Die Standorte der Komponenten und Dosen trägt man am besten auf der Kopie des Bauplans ein. Die Praxis zeigt, daß die Dokumentation bei einer Neuistallation grade noch eben so klappt, nachträgliche Änderungen werden aber meist nicht mehr dokumentiert. Managebare Komponenten des Netzes (Switches, Router) werden oft wie Stecker und Kabel angesehen und vor dem Austausch einer Komponente nicht daran gedacht, die Konfiguration zu speichern oder zu dokumentieren.

Es versteht sich von selbst, daß jedes Kabel eindeutig identifizierbar sein muß. Es gibt im Handel genügend Systeme zur Kabelidentifizierung, z. B. kleine Plastikringe mit eingeprägten Nummern, die sich um das Kabel legen und verschließen lassen oder Kabelbinder mit Beschriftungsfahne. Damit ist eine Numerierung mit beliebig vielen Stellen möglich. Man kann aber auch Schlässelanhänger aus Plastik nehmen, das Schildchen beschriften und den Anhänger mittels eines Kabelbinders am Kabel befestigen. Notfalls kann das Kabel auch mit einem wasserfesten Filzstift markiert werden. Genauso wie die Kabel müssen auch alle Ports von Patchfeldern beschriftet werden. Wenn sich Portzuordnungen häufig ändern, kann man die Ports auch durchnumerieren und in einer Liste die Zuordnung handschriftlich festhalten. Die Liste kommt in eine Prospekthülle, die im oder am Netzwerkschrank befestigt wird. Wenn man dann noch einen Stift an einer Schnur ängt, gibt es auch keine Ausreden mehr für fehlende Einträge.

Die Dokumentation des lokalen Netzes legt am besten in Form eines Betriebshandbuches an. Das Betriebshandbuch muß in mehreren Exemplaren vorhanden und dem Systemverwalter, Superusern und dem Benutzerservice sowie deren nächsten Vorgesetzten zugänglich sein. Das Betriebshandbuch sollte enthalten:

Scheinbar unwichtig ist die Dokumentation von aufgetretenen Fehlern und die Maßnahmen, die zur Fehlerbehebung getroffen wurden. Gerade diese Informationen sich jedoch oft äußerst wertvoll. Einerseits kann man später beim Auftreten desselben Fehlers zu einem späteren Zeitpunkt die zu treffenden Maßnahmen nachlesen. Zum anderen kann durch Protokollierung der Fehler das sporadische Auftreten des gleichen Fehlers präventiv gearbeitet werden. Zeigt z. B. ein Fileserver alle paar Wochen defekte Sektoren, dann geht so etwas als Einzelereignis oft im Tagesgeschäft unter. Bei regelmäßiger Dokumentation kann gegebenenfalls rechtzeitig die Festplatte ausgetauscht werden.

 

mit freundlicher Unterstützung von Herrn Prof. Jürgen Plate