Prespojni (mrežni) ormar - Rack

Prespojni / mrežni ormar (Network Cabinet) - komunikacijski ormar; specifični dio namještaja bez kojeg je nezamisliva izvedba informatičke infrastrukture neke firme, ustanove ili škole. Osnovna namjena mu je ugradnja mrežnih uređaja i njihovo međusobno povezivanje u svrhu dobivanja funkcionalne i učinkovite mrežne infrastrukture. Izrađuju su u različitim širinama i veličinama, od izvedbi za kućnu namjenu visine oko 50 cm (nemaju svi samo SOHO uređaj) pa do željeznih ormara viših od 200 cm. No, dekadne jedinice ne rabe se kao mjera visine nekog ormara, već standardna visina jednog mrežnog uređaja koja iznosi 1.75" = 4.445 cm (1 3/4") koja se naziva Rack Unit i označava se kao vrijednost 1U ili 1RU (opis 'B' sa slike 1.1a) s točno definiranim razmakom između rupa na vertikalnim nosačima mrežnih uređaja. Uz tako definiranu visinu ormara obično su raspoložive izvedbe visine 4-45U. Unutarnja širina ormara za postavljanje mrežnih uređaja uobičajeno iznosi 19" (48.26 cm), razmak između parova vertikalnih rupičastih profila na prednjoj i stražnjoj strani ormara (vertikalni elementi ormara 'B' i 'C' sa slike 1.1a), iako se mogu naći i širi ormari ili ormari koji po ukupnoj širini objedinjuju više 'B-C' parova 'stupaca' za postavljanje mrežnih uređaja. Prednji par vertikalnih profila 'B' prvenstveno služi za pričvršćivanje mrežnih uređaja, dok će se na stražnje profile 'C' montirati na primjer napojne letve za 220 V s mnoštvom priključaka umjesto napojnih panela '13'. Dubina, ovisno o namijeni i dimenzijama mrežnih uređaja, iznosi 15-120 cm. Vanjska širina ormara uobičajeno iznosi 60 cm ili 70 cm.

Dakle, 19" je širina mrežnog uređaja s nosačima za pričvršćivanje, dok stvarna širina uređaja bez nosača iznosi oko 17", kako je prikazano na slici 1.1a. Kostur samog ormara čini rupičasta profilirana struktura u obliku kvadra. On stoji u vanjskom okviru za koji se pričvršćuju bočne obloge (kao stražnja obloga 'A' sa slike 1.1a), pokrov (dio 'F' sa slike 1.1b), podnica (dio 'G' sa slike 1.1b), vrata, poprečni nosači i slično kako bi se ojačala konstrukcija. Korisnik može kupiti gotov ormar prema izloženom uzorku ili ga pak naručiti prema vlastitim potrebama. Nepotrebno je uzeti ormar visine 42U za na primjer tri preklopnika. Sve se naručuje posebno, oblik vrata (sa staklenom stijenom ili od lima), brava za zaključavanje, vodilice za kablove (modul '2' sa slike 1.1b), ventilatori na pokrovu 'F', rupičasti ili puni profil podnice 'G', horizontalne vodilice za kablove, vertikalne vodilice za kablove koje se uglavnom nalaze sprijeda uz profil 'B', police, poklopci različitih visina (modul '16' sa slike 1.1b), matice i vijci (element 'D' sa slike 1.1a) i mnoštvo ostalih dodataka.

Ventilacija ormara je od posebnog značaja, bilo da je ormar na običnom podu ili dvostrukom podu. U oba slučaja treba odabrati ispravnu rešetkastu strukturu podnice ormara (dio 'G' sa slike 1.1b) i rešetki u strukturi dvostrukog poda. Ako je ormar u zasebnoj klimatiziranoj prostoriji u kojoj ne borave ljudi, u kojoj nema prašine i koja je osigurana od neovlaštenog ulaska, nisu potrebni dvostruki pod, dodatni ventilatori pokrova ni obloge; pristupačnije je :-). Kako god da bilo, mrežni ormari ne bi trebali biti u prostorima gdje borave ljudi, jer ventilatori mrežnih uređaja i samih ormara stvaraju buku, osobito neprihvatljivu u učioničkim ili knjižničnim prostorima. U takvom okolišu odvojeni prostor za mrežni ormar je jedino prihvatljivo rješenje.

Slika* 1. Prespojni ormar s mrežnom opremom. ( + / - )

Ono što korisnik najčešće i jedino vidi je UTP zidna utičnica ('E' na slici 1.1a), na koju s UTP kabelom priključuje svoje računalo. O ostalom najprije se pobrinuo arhitekt, zatim se spajaju utičnice korisnika s razvodnim pločama (patch panel - moduli '7' na slikama 1.1a i 1.1b) u ormarima provlačenjem UTP kablova kroz predviđene kanale, a potom mrežne uređaje ugrađuje, povezuje, konfigurira i održava sistem-inženjer. Razlika između UTP kabela koji povezuje utičnicu s mrežnim ormarom i računalo s utičnicom (outlet cable) je u njihovoj izvedbi. Prvi od navedenih ima vodove od krute žice, dok je kabel korisnika od pletenih niti i savitljivije plastične obloge. Za spajanje utičnice na razvodnoj ploči i mrežnog uređaja može se za nuždu koristiti i kabel napravljen od krute žice. Ovisno o tome što se u mrežnom ormaru povezuje priključivanja RJ45 konektora na kabel omogućava standardnu ili ukrštenu vezu. Kabel korisnika i kablovi za povezivanje uređaja u mrežnom ormaru spadaju u priključne kablove (patch cable - patch cord).

Kako udaljenost između mrežnih i računalnih uređaja pri korištenju UTP kabla ne smije preći 100 m, uobičajeno se prilikom dizajna mreže za povezivanje utičnice i razvodne ploče u ormaru ne koriste kablovi duži od 90 m, načelo horizontalnog kabliranja (horizontal cables). Kod starijih zgrada UTP kabel za povezivanje utičnice i razvodne ploče provodi se umetanjem kablova u prethodno postavljene plastične kanalice, raspoložive u različitim veličinama tako da se uredno može složiti i veći snop kablova, dok se u novijim zgradama navedeno provodi kroz kanale izrađene u podu. Opisani sustav UTP kablova od korisničke utičnice do razvodnog panela u mrežnom ormaru predstavlja horizontalno kabliranje. Naravno, treba poštovati zahtjeve glede udaljenosti od energetskih vodova.

U primjeru na slici 1.1b prikazano je kako bi se u načelu ugradili i povezali mrežni uređaji u mrežnim ormarima neke ustanove. Ako se veza promatra od strane davatelja Internet usluga (ISP - Internet Service Provider), prvi dio kojem se pristupa je priključak od strane ISP-a s jedno-modnim optičkim kabelom (SM), u načelu žute boje, za pristupno mjesto u ormaru (Net-Access Switch Cabinet Ducts) što je na slici simbolički prikazano kao ugradbeni modul, iako u stvarnosti navedeno je mala kutija u unutrašnjosti ormara na jednoj od strana ormara, obično između 'B' i 'C' vertikalnih profila u vrhu ormara. Ova veza vodi prema usmjerniku / vatrozidu (router / firewall) koji je u većini slučajeva modularan (uređaj '3' na slici 1.1b), tako da korisnik prema svojim mogućnostima i raspoloživoj tehnologiji može ugraditi module prema želji. U ovom primjeru su samo dva modula, jedan za prihvat konekcije prema ISP-u, a drugi je izlaz prema mrežnim uređajima ustanove i odabran je sustav komunikacije prema prvim podređenim uređajima s multi-modnim optičkim kablovima (MM), koji su u načelu plave boje i tvore vertikalno kabliranje.

Svi kablovi posloženi su u vodilicama (modul '2' na slici 1.1b), i prema navedenom primjeru Internet promet iz usmjernika (uređaj '3' na slici 1.1b) prihvaća L3 preklopnik (switch - uređaj '4' na slici 1.1b), jezgre sustava koji distribuira promet prema mrežnim uređajima narednog nivoa u svim ormarima (od ormara 'Rack-1' do ormara 'Rack-5') preko MM optičkom kabla. Priključni optički kablovi preko vodilice '2' dolaze do optičkog razvodnog panela '5' osim kabla prema distribucijskom L3 preklopniku '6' u ormaru 'Rack-1' koji je sa preklopnikom '4' povezan MM optičkim kablom provedenim kroz horizontalnu i vertikalnu vodilicu ormara. Vertikalna vodilica obično nije izvana vidljiva zbog vanjskog okvira ormara. Optičke razvodne ploče ostalih ormara povezane su s optičkom razvodnom pločom ormara 'Rack-1' (moduli '5' na slici 1.2b) tako što su složeni u horizontalne i vertikalne vodilice ali prethodno provučeni kroz plastične kanalice ili podne kanale predviđene za povezivanje ormara. Primjer na slici 1.1b prema broju navedenih veza ukazuje da cjelokupni sustav ima pet ormara povezanih vertikalnim kabliranjem. Pojam 'vertikalni' ne znači da ormari stoje jedan na drugom, već stoje na odgovarajućim mjestima objekta u koji su ugrađeni, i moguće je da su svi na istom katu, a sustav vodova koji ih povezuje čini vertikalno kabliranje.

U primjeru na slici 1.1b za 'Rack-2' prikazano je kako se priključuje samo dio jednog L2 preklopnika (uređaji '8' prema slici 1.1b) za razvodni modul (moduli '7' na slici 1.1b), što navodi na zaključak o mnoštvu kablova koje treba uporabiti. Pažljivim planiranjem, te urednim postavljanjem kablova duž horizontalnih i vertikalnih kablovskih vodilica, uz pomoć malo plastičnih vezica, mogu se ostvariti prihvatljivi rezultati glede urednosti i preglednosti (slika 7.5.2b). Ako su vrata ormara prozirna, vrlo brzo će se ispravno stanje blinkanja signalnih lampica sistem-inženjeru urezati u mozak, te će odmah uočiti eventualne anomalije.

Iz primjera ormara 'Rack-1' i 'Rack-2' se vidi da razvodni paneli ne moraju biti u potpunosti iskorišteni, te da različiti preklopnici mogu imati mogućnost ugradnje osobitih modula, što ukazuje da prilikom projektiranja mreže treba dobro pogledati što nudi postojeća tehnologija i koliki je predviđeni životni vijek uređaja koji se kupuju (proizvodnja), kako se ne bi uzeli uređaju koji ubrzo idu u zastaru ili su već zastara, ali su preostala zaliha. Eh, u ovom drugom slučaju netko dobro profitira, samo ne sistem-inženjer kojeg čeka sve to ugraditi, povezati, konfigurirati i održavati. Ne treba zaboraviti i nabavu adekvatne programske potpore za pristup mrežnim uređajima i nadgledanje Internet prometa.

Osobitost modernih mrežnih uređaja je da imaju SFP (Small Form-factor Pluggable) komunikacijske utore u koje se umeću odgovarajući moduli koji omogućavaju optičku ili žičnu vezu, a prikazani su na slici 1.2, koja je malo uvećana radi čitljivosti naljepnica na njima.

Slika 1.2 SFP moduli za mrežne uređaje.

U osnovi radi se o SM, MM i UTP modulima od kojih prva dva prikazana na slici omogućavaju pretvaranje optičkog signala u električni (transceiver), dok posljednji omogućava full-duplex komunikaciju kroz UTP kabel. Osim toga moguća je i njihova zamjena bez gašenja mrežnog uređaja (hotplug).

Iz L3 preklopnika '6' u ormaru 'Rack-1' dio priključaka ide na UTP razvodni panel '7', a dio prema uređajima; Linux i Windows poslužiteljima (uređaji '11' i '12' na slici 1.1b) i UPS (uređaj '14' na slici 1.1b). Linux poslužitelj omogućiti će učinkovite servise kao web i e-mail, a Windows poslužitelj za automatsku nadogradnju računala korisnika (kojih je još uvijek preko 90% koristi Windows OS) i primjenu sistemske politike ograničavanja resursa što je jako korisno recimo za učionicu. Isprekidanom sivom crtom naznačeno je korištenje vertikalne vodilice za kablove. Od specifičnih uređaja u ormar 'Rack-1' ugrađeno je računalo '10' koje omogućava da se na svaki mrežni uređaj može pristupiti kao preko konzole ili uz pomoć terminal-emulator programa. Moguć je i odabir preklopnika s PoE (Power over Ethernet) osobitostima, što omogućava napajanje uređaja za bežičnu komunikaciju preko UTP kabela. Tu osobitost mogu imati i pristupni L2 preklopnici (uređaj '8' prema slici 1.1b), ali to poskupljuje uređaj. Pristupni L2 preklopnici su uređaji koji se preko UTP razvodnog panela povezuju s UTP komunikacijskim kabelom koji vodi prema priključnom mjestu (utičnici) korisnika na njegovom radnom mjestu. U ormaru 'Rack-2' ukomponiran je i NAS poslužitelj (uređaj '9' na slici 1.1b), te nešto slabije UPS napajanje koje nema UTP pristup za nadzor (uređaj '15' na slici 1.1b) kao što ima UPS napajanje u ormaru 'Rack-1' (uređaj '14' na slici 1.1b). U opisu na slici 1.1b lijepo se vidi uporaba horizontalnih i naznaka uporabe vertikalnih vodilica za provođenje UTP priključnih kablova. 'Rack-3' može sadržavati, na primjer poslužitelj baze podataka. Sam usmjernik / firewall omogućava uporabu NAT te kreiranja privatne mreže ustanove. Sve navedeno odgovaralo bi slici 7.5.1.

SAŽETAK:

Svi navedeni uređaji moraju zadovoljiti standarde STRUKTURNOG KABLIRANJA, što u praksi znači da se predviđa u ukupnom Internet prometu učinkovito korištenja IP telefonije i prijenosa video i govornog signala te moguće još neke druge usluge. Osim toga moguće je uporabiti poslužitelj koji je u stanju s pripadnom popratnom opremom prihvatiti promet dosadašnjih analognih telefonskih centrala, i time izbjeći trošak zamjene već postojećih analognih telefona s relativno skupim IP telefonima. Kako sva navedena mrežna oprema uglavnom dopušta konfiguriranje VLAN (Virtual Local Area Network), sva računala u mreži mogu se grupirati u međusobno nevidljive virtualne mreže te posve odvojiti specifične djelatnosti i prostore, na primjer: dekanat, računovodstvo, učionicu, kantinu i slično, i na svakoj od ovih grupa primijeniti drugačiju sistemsku (sigurnosnu) politiku. Osim dosad navedenog, razlika u odnosu na prikazani primjer je da će se prilikom projektiranja mreže radije koristiti L2 preklopnici s 48 priključaka umjesto prikazanih s 24 priključka.

Što će se postaviti u ormare nekog klastera (cluster) računala; međusobno povezanih i objedinjenih računala koja se prema korisniku predstavljaju kao jedno, ili podatkovnog centra (datacentar), ili pak super-računala (supercomputer)? Najviše uređaja u njima uglavnom su poslužitelji, koji ovisno o namjeni sustava imaju različite osobitosti za procesorsku snagu, količinu radne memorije, diskovne kapacitete i slične uređaje bitne za njihov rad. Najmanje će se koristiti, ili se uopće neće rabiti pristupni preklopnici prema korisniku. Korisnik računalima pristupa putem interneta preko ugrađene mu programske potpore u vidu radne školjke (prozora) ili nekog webolikog sučelja. Kod računala ovih sustava izvedba matičnih ploča, modula za radnu memoriju i broj raspoloživih utora za njih, te sličnih sklopova posve je drugačija je u odnosu na uobičajena kućna računala korisnika. Recimo, moduli radne memorije imaju čip za kontroli pariteta podataka (ECC) za razliku od kućnih (Non-ECC), chipset je posve drugačiji, a broj utora za proširenja gotovo da nije od značaja. Ogromni raspoloživi resursi obično su kod ovih sustava pod nadzorom neke od virtualizacijskih tehnologija.

Naravno, svi ormari moraju biti UZEMLJENI preko jedinstvene točke uzemljenja.