Беспроводные сети. Технологии, организация, функционирование, область применения, методы защиты

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

ФГБОУ ВПО

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКИ И КИБЕРНЕТИКИ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине “Теоретические основы информатики”

на тему “Беспроводные сети. Технологии, организация, функционирование, область применения, методы защиты”

Уфа 2014

Введение

Локальной сетью называют определенную совокупность компьютеров, связанных друг с другом специальной проводящей средой (например, кабелями) и помещенную в некоторую ограниченную область, например, территорию офиса или здания. В большинстве LAN для соединения компьютеров используют кабели различного типа, однако сейчас все большую популярность набирают сети, использующие другие средства, например, радиосвязь, телефонные линии связи и электропроводку.

Если сеть выходит за пределы ограниченной территории, эта сеть превращается в глобальную сеть - WAN (WideAreaNetwork - глобальная сеть). Сети WAN могут быть различных размеров, например, располагаться на территории нескольких районов города, соединять производственные корпуса одной фирмы и так далее. Таким образом, к LAN мы относим те сети, которые ограничены пределами максимум одного здания, а к WAN - сети, ограниченные только территорией земного шара; Интернет - это наиболее яркий пример сети WAN.

Основная функция сетей LAN состоит, во-первых, в обеспечении общего доступа к компьютерному оборудованию, такому, например, как принтеры, сканеры, устройства CD-ROM, жесткие диски, модемы, и, во-вторых, к общим данным в различных хранилищах информации. Более того, локальные сети призваны не просто обеспечивать доступ к общим ресурсам, но и предоставлять для этого инструменты, подобные применяемым при локальном доступе, чтобы пользователям не пришлось учиться новым трюкам для печати текста на сетевом принтере или выхода в интернет через общий модем.

Сразу после Появления первых PC технологии создания локальных сетей стали бурно развиваться, и LAN превратилась в то, чем они являются сейчас, - настоящие нервные волокна, связывающие все компьютеры предприятия, подобно тому, как нервная система человека связывает все органы тела. И так же, как живая нервная система обеспечивает передачу и обработку информации, доступной человеку, так и компьютерные сети обеспечивают перенос и обработку информации, необходимой для работы современного предприятия или офиса.

1. Беспроводные сети

Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии - Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi - Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.

Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.

Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа (так называемый режим infrastructure) и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с - наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения.

Wi-Fi позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и / или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями. Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам. Wi-Fi устройства широко распространены на рынке. Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.

Коммерческий доступ к сервисам на основе Wi-Fi предоставляется в таких местах, как интернет-кафе, аэропорты и кафе по всему миру (обычно эти места называют Wi-Fi-кафе), однако их покрытие можно считать точечным по сравнению с сотовыми сетями:

zone и OzoneParis Во Франции. В сентябре 2003 года Ozone начала развёртывание сети OzoneParis через The City of Lights. Конечная цель - создание централизованной сети Wi-Fi, полностью покрывающей Париж. Основной принцип Ozone Pervasive Network заключается в том, что это сеть национального масштаба.

WiSE Technologies предоставляет коммерческий доступ в аэропортах, университетах, и независимых кафе на территории США.

T-Mobile обеспечивает работу хот-спотов для сети Starbucks в США и Великобритании, а также более 7500 хот-спотов в Германии.

Pacific Century Cyberworks обеспечивает доступ в магазинах Pacific Coffee в Гонконге.

Columbia Rural Electric Association пытается развернуть сеть 2.4 ГГц Wi-Fi на территории площадью 9500 кмІ, расположенной между округами Уалла-Уалла и Колумбия в штате Вашингтон и Юматилла, Орегон. В список других крупных сетей в США также входят: Boingo, Wayport и iPass.

Sify, Индийский интернет-провайдер, установил 120 точек доступа в Бангалоре: в отелях, галереях и правительственных учреждениях.

Vex имеет большую сеть хот-спотов, расположенную по всей территории Бразилии. Telefуnica Speedy WiFi начала предоставлять свои сервисы в новой растущей сети, распространившейся на территорию штата Sгo Paulo.

BT Openzone владеет многими хот-спотами в Великобритании, работающими в McDonald's, и имеет роуминговое соглашение с T-Mobile UK и ReadyToSurf. Их клиенты также имеют доступ к хот-спотам The Cloud.

Netstop обеспечивает доступ в Новой Зеландии.

В Эстонии имеется несколько коммерческих операторов, крупнейший из них Elion, обеспечивает АЗС Statoil по всей Эстонии и крупные торговые центры.

Компания Вымпелком, купив Golden Telecom, осуществляет поддержку самой большой в мире городской сети Wi-Fi в Москве. Каналы доступа к проводной сети обеспечивает крупнейший московский провайдер Корбина Телеком.

Компания EarthLink планировала в третьем квартале 2007 года полностью подключить Филадельфию (США) к сети Интернет через беспроводные каналы связи. Это должен был быть первый город-мегаполис в США, полностью охваченный Wi-Fi. Предполагаемая стоимость должна была составлять 20-22 доллара в месяц при скорости подключения 1 Мбит/сек. Для малоимущих жителей Филадельфии - 12-15 долларов в месяц. В настоящее время центр города и прилегающие к нему районы уже подключены. Подключение остальных районов будет производиться по мере установки передатчиков.

2. Безопасность и прочие возможности

Поскольку теоретически к беспроводной сети можно подключится из любой точки, имея соответствующий сетевой адаптер, большинство моделей беспроводных сетевых адаптеров и узлов передатчиков используют кодирование. Некоторые устройства с возможностью кодирования позволяют код безопасности ESSID. Это восьмиразрядный код, который позволяет защитить сеть от проникновения посторонних пользователей. При этом также не стоит забывать о таких стандартных средствах идентификации в сети, как пароли пользователей. В некоторых беспроводных сетях осуществляется проверка на наличие незарегистрированных МАС - адресов (каждый сетевой адаптер имеет уникальный МАС - адрес) и разрешает доступ в сеть только зарегистрированным сетевым адаптерам. Большинство устройств беспроводной связи используют 40-разрядное шифрование, однако вскоре должна поддержка устройств с 128-разрядным шифрованием. Для обеспечения лучшей безопасности уровни защиты на сетевых адаптерах и узловых передатчиках должны совпадать.

Узловыми передатчиками некоторых производителей можно управлять с помощью Web-браузера; также выпускают утилиты диагностики и мониторинга, что позволяет оптимально располагать узловые передатчики. Устройства беспроводной связи многих производителей поддерживают протокол DHCP, что позволят без проблем переносить компьютер из одной подсети в другую. 111

Типичная беспроводная сеть с несколькими узловыми передатчиками. Когда пользователь с беспроводным сетевым адаптером переходят из одного офиса в другой, система переключения автоматически переводит адаптер с одного узлового передатчика на другой, позволяя отключаться от сети и подключатся к ней без использования проводов.

Число пользователей на один узловой передатчик варьируется в зависимости от параметров устройства. На данный момент существуют модели, поддерживающие от 15 до 254 пользователей. Для получения дополнительной информации обратитесь к производителю выбранного узлового передатчика.

Сравнение современных беспроводных сетей.

3. Беспроводные технологии в промышленности

Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Ethernet.

Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации (см. 802.1x, SIM-карты и RADIUS), ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.

Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 90-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок - услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.

В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка.

Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая путём сервисов интернет-телефонии. Например, клиент Skype давно существует в версиях как для смартфонов, так и для КПК.

4. Практическая часть

1. Запустить табличный процессор MS Excel. 2. Создать книгу с именем «Стоимость звонков». 3. На рабочем листе MS Excel создать таблицу с базовыми данными о выполненных маршрутах. 4. Заполнить таблицу с базовыми данными о выполненных маршрутах (рис. 1.).

Рис. 1 - Данные о стоимости междугородних телефонных разговоров

Чтобы узнать каким днем недели была дата, создадим дополнительную таблицу, используя функцию ДЕНЬНЕД (Рис.2.)

Рис. 2 - Данные о дне недели 6. Заполним графу «Стоимость, руб.» в Рис.3., используя функции ЕСЛИ и ИЛИ. В ячейку J8 внесем формулу: =ЕСЛИ(ИЛИ(B18<6;B18=5);I8*C8;I8*D8) Размножить введенную в ячейку J8 формулу для остальных ячеек (с J8 по J12) данной графы.  Занести в ячейку J13 формулу: =СУММ(J8:J12) 7. Полученная таблица представлена на Рис.3

Рис. 3 - Расположение таблицы «Квитанция для оплаты телефонных разговоров» на рабочем листе MS Excel 8. Итоговая таблица «Тарифы на услуги междугородней телефонной связи ОАО «Ростелеком» для абонентов квартирного сектора», представлена на Рис. 4.

локальный сеть телефонный разговор

Рис. 4 - Расположение итоговой таблицы «Тарифы на услуги междугородней телефонной связи ОАО «Ростелеком» на рабочем листе MS Excel

По полученным данным построим гистограмму с отражением стоимости звонков на определенную дату (Рис.5.).

Рис. 5 - Результаты вычислений в графическом виде

Список литературы

1. Проектирование ЛВС с применением SADT - методологий. Методические указания по дисциплине «Вычислительные сети и системы телекоммуникаций» Уфа, 1999 год.

2. Встроенная справка MS Excel 2003.

3. Ватаманюк А. И. Беспроводная сеть своими руками. «Питер», 2009 год.

4. Вечерина Т. В. «Эффективная работа с Excel 2000», М., 2000.

5. БИНОМ. Беспроводные сети Wi-Fi. «Лаборатория знаний» 2007 год.

6. Беленький П.П. «Информатика», Ростов-на-Дону «Феникс», 2002г.

7. Педжман Рошан, Джонатан Лиэри. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. 2005 год.

8. Симонович С.В. «Информатика: Базовый курс», Санкт - Петербург «Питер», 2003г.

9. Кантор Е.Л. Экономика предприятия: учебное пособие/ Кантор Е. Л, Маховикова В. А.

10. Кантор В. Е/ - СПБ: «Питер», 2009. - 224 с.

11. Ляхович В.Ф. «Основы информатики», Ростов-на-Дону «Феникс», 2000г.

Размещено на Allbest.ru