Особенности проектирования беспроводных компьютерных сетей
1
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
БЕСПРОВОДНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ
СЕТЕЙ
- Аппаратные средства для создания беспроводных компьютерных сетей
Любая компьютерная сеть для функционирования должна состоять из аппаратных средств и программного обеспечения (ПО), посредством которых производится обмен информацией между сетевыми компонентами. В данном параграфе рассмотрим, какие аппаратные средства используются в беспроводных компьютерных сетях.
К
аппаратным средствам, с помощью
которых конфигурируются
1) компьютер с сетевой картой;
2) канал связи;
3) точку Wi-Fi соединения;
4) специализированные аппаратные средства.
Сетевая карта или сетевой адаптер - это плата расширения, вставляемая в разъем системной платы (main board) компьютера. Также существуют сетевые адаптеры стандарта PCMCIA для ноутбуков (notebook), они вставляются в специальный разъем в корпусе. Или интегрированные на системной плате компьютера - подключаются по какой либо локальной шине. В последние несколько лет появились Ethernet сетевые адаптеры, подключаемые к USB (Universal Serial Bus) порту компьютера, позволяющие подключаться к сети без вскрытия корпуса компьютера
Характеристики сетевых плат:
- Разрядности 8 бит (самые старые), 16 бит и 32 бита. Следует ожидать появления 64 бит сетевых карт.
- Шина данных, по которой идет обмен информацией между системной платой и сетевой картой: ISA, EISA, VL-Bus, PCI и др.
- Микросхема контроллера или чипа (Chip, chipset), на котором данная плата изготовлена.
- Поддерживаемая сетевая среда передачи (network media), то есть установленными на карте разъемами для подключения к определенному сетевому кабелю: BNC для сетей 10Base-2, RJ45 для сетей 10Base-T и 100Base-TX, AUI для сетей 10Base-5 или разъемы для подключения к волоконной оптике.
- Скорость работы: Ethernet 10Mbit и/или Fast Ethernet 100Mbit, Gigabit Ethernet 1000Base-..
- MAC- адрес.
Для определения точки назначения пакетов (frames) в сети Ethernet используется MAC-адрес. Это уникальный серийный номер присваиваемый каждому сетевому устройству Ethernet для идентификации его в сети. MAC-адрес присваивается адаптеру его производителем, но может быть изменен с помощью программы. Делать это не рекомендуется. При работе сетевые адаптеры просматривают весь проходящий сетевой трафик и ищут в каждом пакете свой MAC-адрес. Если таковой находится, то устройсво (адаптер) декодирует этот пакет. Существуют также специальные способы по рассылке пакетов всем устройствам сети одновременно (broadcasting). MAC-адрес имеет длину 6 байт и обычно записывается в шестнадцатиричном виде, например, 12:34:56:78:90:AB. Двоеточия могут и отсутствовать, но их наличие делает число более читаемым. Каждый производитель присваивает адреса из принадлежащего ему диапазона адресов. Первые три байта адреса определяют производителя.
Для нормальной работы каждой сетевой платы ей необходимы адрес ввода-вывода (In/Out port) и номер прерывания (IRQ). Конфигурирование сетевой платы заключается в настройке ее на свободные адрес и прерывание, которые затем будут использоваться операционной системой. Адрес (i/o port) и прерывание(IRQ) для каждой сетевой платы должно быть свое, отличное от других устройств компьютера.
Современные сетевые карты, поддерживающие технологию Plug-n-play сами выполняют эту операцию, для всех остальных необходимо проделать ее вручную.
Канал связи (канал передачи данных; telecommunication channel) — часть сети, связывающая между собой каждую пару ее оконечных терминалов и состоящая из технических средств передачи и приема данных, включая линию связи, а также средств программного обеспечения и протоколов. В зависимости от характера, принципа построения, назначения и использования различают каналы проводной, оптоволоконной, радио-, телефонной, телеграфной, компьютерной, аналоговой, цифровой, дуплексной (двухсторонней) связи. Каналом (channel) называют соединение для передачи электрических или оптических сигналов между двумя единицами активного оборудования, состоящее из линейного и соединительного кабелей, а также логический маршрут передачи информации или конструктивный элемент для прокладки кабеля.
Разновидности телекоммуникационных каналов связи:
- Выделенный канал связи (dedicated line) — канал или линия связи (в том числе телефонной), постоянно закрепленные за источниками передачи и приема информации; называются также арендованными, поскольку арендуются, как правило, у телекоммуникационной компании или национальной администрации (министерства) связи.
- Виртуальный канал (virtual line) — функциональный аналог выделенного канала, однако маршрут следования данных в виртуальном канале не является фиксированным: он выбирается в момент передачи данных прозрачно для их отправителя и получателя.
- Full duplex — способность устройства или канала связи передавать и принимать данные одновременно в обоих направлениях по одной линии связи.
- Half duplex — способность устройства или канала связи передавать и принимать информацию в двух направлениях, однако в каждый отдельно взятый момент времени передача или прием данных производится только в одном направлении.
- Symmetrical communications (симметричная связь) — связь, при которой в обоих направлениях передаются одинаковые по объему потоки данных.
- Fibre Channel (оптоволоконный канал) — сверхвысокоскоростная (1 Гбит/с и выше) схема или технология полнодуплексной передачи данных с малой задержкой (10-30 мс) на расстояние 10 км. Несмотря на наименование, физической средой передачи может быть не только оптическое волокно, но и коаксиальный кабель или витая пара. Технология или архитектура Fibre Channel имеет пятиуровневую конфигурацию, поддерживается комплексом стандартов, которые предусматривают три вида топологии: точка-точка (Point-to-Point), арбитражная петля (Arbitrated Loop) и коммутирующая структура (Fabric).
- Wireless Channel (канал беспроводной связи) — канал, который использует в качестве среды передачи данных электромагнитное излучение радиочастотного (как правило, СВЧ) или оптического (как правило, инфракрасного) диапазонов. Каналы беспроводной связи используются в Radio Ethernet и в структурированных беспроводных системах, а также для обеспечения связи на
коротких расстояниях между компьютерами, компьютерами и другими электронными устройствами.
В беспроводных компьютерных сетях используются каналы:
- беспроводные наземные каналы связи;
- беспроводные оптические каналы связи;
Беспроводным наземным каналам связи, как и каналам связи другой природы, присущи и достоинства, и недостатки. Несмотря на это, перспективы их применения для России с ее огромными просторами, большим количеством труднодоступных мест и маленькой плотностью населения на большей части территории очевидны. Например, стоимость создания канала связи со скоростью передачи 16 Мбит/с на расстояние 45 км будет в несколько раз дешевле, чем прокладка оптического кабеля. При использовании спутникового канала такие скорости передачи информации просто невозможны, но даже если бы это было не так, цена такой услуги была бы "
Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам. Разработка этих стандартов ведётся в рамках рабочей группы 802.11 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Wi-Fi не является единственной технологией беспроводного доступа — специалисты IEEE и других учреждений разработали и продолжают работать над другими стандартами беспроводных коммуникаций, ориентированных на персональные сети (PWAN, для организации подключения в пределах, например, рабочего места сотрудника) или сети, масштаба города и региона (WWAN).
Количество точек
Абсолютное и неоспоримое
Первая коммерческая точка
Wi-Fi (читается «вай-фай») — это технология, которая позволяет разным устройствам, прежде всего компьютерам, взаимодействовать между собой без всяких проводов. Для того чтобы избавиться от них, надо установить hotspot (хот-спот, горячую точку, точку доступа) — передатчик, который ловит и передаёт сигнал в радиусе нескольких десятков метров. Если в этот передатчик воткнуть шнур с Интернетом, то Интернет, как бесцветный газ, повиснет в воздухе вокруг хот-спота. Сотрудники офиса, оборудованного Wi-Fi, не прикованы проводами к розеткам, а бродят со своими ноутбуками из кабинета в конференц-зал, оттуда — в столовую, оттуда — на балкон. По части удобства Wi-Fi будет почище мобильной связи.
За пределами офисов Wi-Fi тоже открывает массу перспектив — гулять по Интернету, валяясь на диване, проверять электронную почту, заходя в шанхайское кафе, купить нужную книжку в Интернет-магазине, занимаясь в библиотеке. Главное, чтобы поблизости находился хот-спот.
Почти все современные
Главное предназначение Wi-Fi — объединять компьютеры в локальную сеть. Раньше эта задача была непростой: сначала в компьютерном магазине надо было долго выбирать подходящие железячки, потом развинчивать компьютер и запихивать в него купленные детали, тянуть метры проводов, соединяя все со всем, и, наконец, убивать много часов, настраивая сеть. С Wi-Fi справится даже прекрасная бездельница.
Wi-Fi может связывать между собой не только компьютеры. Если у вас на ноутбуке хранится огромная коллекция музыкальных файлов, вы можете слушать их через колонки, которые находятся в другом конце дома; если в коллекции — кино, его можно транслировать на оборудованный Wi-Fi-проектор. Снаружи над входной дверью прикреплена камера наружного наблюдения? Выносите все провода на помойку и переходите на Wi-Fi-камеру — даже лёжа в ванне, вы сможете следить за тем, не угнали ли там ваш небесно-голубой Ford Mustang.
Тенденция совершенно понятна. Оглянитесь вокруг: если вы видите какие-нибудь провода, значит, ещё есть к чему стремиться.
В большинство современных
Существует три способа
- Если задача состоит в том, чтобы объединить всего два компьютера, то можно обойтись вообще без роутеров. Два Wi-Fi-адаптера могут
- работать друг с другом напрямую безо всяких центральных антенн. Этот способ годится только для двух компьютеров.
- Если компьютеров больше, то понадобится точка доступа. Этим можно обойтись, если у вас есть компьютер, который вы готовы сделать сервером, то есть главным в сети. Для того чтобы сеть работала все время, сервер должен быть включён круглосуточно. Сервер может выполнять роль роутера и самостоятельно распределять Интернет-канал, но его настройка потребует некоторой квалификации, и если вы в себе не слишком уверены, лучше пригласить специально обученного человека.
- Самый простой и универсальный. Точка доступа включается в роутер, роутер — в модем (впрочем, эти устройства могут быть объединены в два или даже в одно). Все! Теперь на каждом компьютере, в котором есть адаптер Wi-Fi, будет работать Интернет. Никакого сервера не нужно.
Любая компьютерная сеть —
источник головной боли: чтобы
обезопаситься от
Сеть Wi-Fi может быть либо закрытой, либо открытой для всех желающих. Если у вас дома быстрый Интернет, вы уверены в своих администраторских силах и не чужды альтруизму, то сеть можно оставить и открытой. Это широкий жест. Постепенно на лужайке перед вашим домом станут собираться симпатичные молодые хакеры с ноутбуками. Ничего дурного в этом нет, и добрые люди по всему миру разрешают чужакам пользоваться своим Wi-Fi.
Если вы выберете путь
Как бы то ни было, лучше
полностью закрыть сеть от
несанкционированного доступа.
- Запретить вашему роутеру передавать «идентификатор сети» (SSID) — аналог почтового индекса. Тогда сеть станет невидимой для посторонних. Это защитит от случайных прохожих, но не от серьёзных хакеров.
- Для входа в сеть требовать специальный пароль. Такую возможность поддерживают почти все современные Wi-Fi-устройства.
- Сконфигурировать роутер таким образом, чтобы он допускал подключения только с перечисленных вами вручную устройств. Другие компьютеры подключиться к сети не смогут в принципе.
Кроме того, возможна и другая
опасность: хакеры решат
Сетевой адаптер
Нужен каждому компьютеру, чтобы подключаться
к сети. Для настольных компьютеров сетевые
адаптеры бывают внутренние (вставляются
внутрь компьютера) и внешние (подключаются
к компьютеру через один из входов). Для
ноутбуков и карманных компьютеров, если
они изначально не поддерживают Wi-Fi, нужен
внешний адаптер. Он подключается к ноутбуку
либо через вход USB, либо через щель PCMCIA.
Роутер
Аналог электрического
Чаще всего совмещён с беспроводной точкой доступа.
Точка доступа
Центральная антенна в
В настоящее время уже более половины всех выпускаемых ноутбуков и КПК имеют встроенную поддержку Wi-Fi, обычно стикер на корпусе устройства сообщает пользователю об этом. Кроме того, почти в любом компьютерном магазине можно приобрести различные адаптеры, позволяющие осуществлять подключение к Wi-Fi — они представляют собой либо PCMCIA-карты, либо внешние устройства, которые подключаются через USB. Подключение таких адаптеров не требует особы навыков и полностью регламентируется инструкцией производителя. При выборе адаптера надо обратить внимание на то, какой именно стандарт семейства IEEE 802.11 он поддерживает (в настоящее время это a, b и g), обеспечивает ли он шифрование данных, какие типы соединения позволяет устанавливать (соединение с точкой доступа и равноправное -adhoc).
Для того чтобы подключиться к сети Wi-Fi, надо оказаться в зоне действия хот-спота. Затем следует установить связь между ноутбуком и точкой доступа — они определяют друг друга автоматически, после чего на корпусе или экране устройства появляется индикация беспроводной сети. После этого надо активировать доступ в Интернет. В большинстве случаев для этого достаточно просто запустить браузер и набрать в нем адрес какого-нибудь веб-сайта.
За последние годы рынок мобильных устройств,
таких как PDA (Personal Digital Assistant,
личный цифровой секретарь) и мобильные
компьютеры, претерпел огромные изменения.
Наблюдается четкая тенденция к развитию,
а следовательно, и к повсеместному внедрению
и удешевлению большинства устройств,
бывших ранее в определенной степени элитными
аксессуарами.
Портативные ноутбуки
и PDA в настоящее время стали как повседневным
рабочим инструментом, так и средством
развлечения. С увеличением числа мобильных
пользователей возникает острая необходимость
в оперативном осуществлении коммуникаций
между ними, в обмене данными, в быстром
получении информации. Неудивительно,
что происходит интенсивное развитие
рынка технологий беспроводных сетей,
или так называемых WLAN-сетей (Wireless Local Area
Network).
WLAN-сети имеют ряд преимуществ перед обычными кабельными сетями:
- WLAN-сеть можно очень быстро развернуть, что очень удобно при проведении презентаций или в условиях работы вне офиса;
- Пользователи мобильных устройств при подключении к локальным беспроводным сетям могут легко перемещаться в рамках действующих зон сети;
- Скорости современных сетей довольно высоки (порядка 108 Мбит/с), что позволяет их использовать для очень широкого спектра задач;
- С помощью дополнительного оборудования беспроводная сеть может быть успешно соединена с кабельными сетями;
- WLAN-сеть может оказаться единственным выходом, если невозможна прокладка кабеля для обычной сети.
Специфика подобных сетей
В зависимости от способа
Рисунок
1.Схема доступа к сети Интернет
с использлванием ADSL модема
Рисунок
2. Схема доступа к сети Интернет
с использованием беспроводного
маршрутизатора
Обычно и ADSL-модемы с точкой доступа, и беспроводные маршрутизаторы имеют встроенный Ethernet-коммутатор (как правило, на 4 порта), который при необходимости можно использовать для подключения проводных устройств.
Для увеличенифя площади
Теоретически каждая точка
В настоящее время широкое
распространение получили три
технологии построения
Именно данной технологии и
уделяется внимание в этой
книге при рассмотрении
802.11B
Один из первых беспроводных
стандартов, применяемый повсеместно
до сих пор. Скорость передачи
довольно невысокая, а
- Скорость: 11 Мбит/c.
- Радиус действия: 50 м.
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP.
- Уровень безопасности: низкий.
802.11G
Это более продвинутый
- 54-125 Мбит/с.
- Радиус действия: 50 м.
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2.
- Уровень безопасности: высокий.
802.11I
Это новый стандарт, внедрение
которого только начинается. В
данном случае непосредственно
в сам стандарт встроена
- Скорость: 125 Мбит/с.
- Радиус действия: 50 м.
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2.
- Уровень безопасности: высокий.
802.11N
Будущий стандарт, разработки которого
ведутся в данный момент. Этот
стандарт должен обеспечить
- Скорость: 540 Мбит/с.
- Радиус действия: неизвестно.
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2.
- Уровень безопасности: высокий.
1.2 Программные средства для организации обеспечения
функционирования беспроводных компьютерных сетей
При конфигурации беспроводных
сетей необходимо также
Драйвер (англ.driver) (множественное число драйвера) — это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого устройства (как внешнего, так и внутреннего) необходим драйвер. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.
Операционная система

- Особенности проектирования жилых зданий
- Особенности проектирования интерьера
- Особенности проектирования туристской услуги
- Особенности проектирования установок ЭЛОУ- АТ
- Особенности проектных решений в высотных зданиях
- Особенности проживания и питания людей на территории, загрязненной радиоактивными веществами
- Особенности проживания и питания людей на территории, загрязненной радиоактивными веществами
- Особенности проведения физкультурного досуга и физкультурного праздника
- Особенности проведения финансового анализа на основе применения системы сбалансированных показателей
- Особенности проведения фокус-группы
- Особенности провидения экспертизы товаров и транспортных средств для таможенных целей
- Особенности продажи отдельных видов недвижимости
- Особенности продажи тур путевок
- Особенности продвижения продукта в сфере кино и телевидения