Содержание

 

       Содержание 2

       Введение 3

       1 Базовые аспекты построения беспроводных локальных сетей 4

       1.1 Общие понятия 4

       1.2 Особенности структуры беспроводной сети 6

       1.3 Интерфейсы беспроводной локальной сети 9

       1.4 Точки доступа 12

       2 Технологии беспроводных локальных сетей 13

       2.1 Стандарт 802.11 13

       2.2 Уровень MAC канального уровня стандарта 802.11 13

       2.3 Физические уровни стандарта 802.11 19

       2.4 Wi-Fi 23

       2.5 HiperLAN/2 24

       Заключение 27

       Библиографический список 28

       Введение

 

       Уже несколько десятилетий люди применяют  компьютерные сети для обеспечения  связи между персоналом, компьютерами и серверами в офисах, крупных  компаниях, учебных заведениях. В  последнее время наблюдается  тенденция ко все более широкому использованию беспроводных сетей.

       Беспроводные  сети соседствуют с нами уже многие годы. Так, к примитивным формам беспроводной связи можно отнести дымовые  сигналы американских индейцев, когда  они бросали в огонь шкуры  бизонов, чтобы передать на большое  расстояние какое-то сообщение. Или  использование прерывистых световых сигналов для передачи посредством  азбуки Морзе информации между кораблями, этот метод был и остается важной формой связи в мореплавании. И, конечно, столь популярные ныне сотовые телефоны, позволяющие людям общаться через  огромные расстояния, также можно  отнести к беспроводной связи.

       Сегодня использование беспроводных сетей  позволяет людям "расширить" свое рабочее место и получить в  результате этого ряд преимуществ. Во время деловых поездок можно, например, отправлять электронные письма в ожидании посадки на самолет  в аэропорту. Домовладельцы могут  с легкостью использовать общее Internet-соединение для многих ПК и  ноутбуков без прокладки кабелей.

       Таким образом, тема настоящей работы является, несомненно, актуальной.

       Предмет исследования  - технологии построения локальных сетей, объект исследования – беспроводные интерфейсы локальных  сетей.

       Цель  работы – изучение перспективных  беспроводных интерфейсов локальных  сетей. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Изучить базовые аспекты построения беспроводных локальных сетей
• Исследовать технологии, используемые для построения беспроводных локальных сетей.

       В качестве методологического обеспечения  используются работы отечественных и зарубежных авторов, справочная литература, материалы периодической печати, информация специализированных интернет-ресурсов.

1. Базовые аспекты построения беспроводных локальных  сетей

1. Общие понятия

       Локальной вычислительной сетью называется, как  правило, сеть, которая имеет замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщика услуг. Это может быть небольшая офисная сеть, состоящая из нескольких компьютеров, расположенных в нескольких кабинетах, и сеть крупного завода, который занимает площадь в несколько гектаров. Существуют локальные сети (орбитальные центры, космические станции), узлы которых отстоят друг от друга на расстояния более 10 000 км. [11]

       Локальные сети представляют собой сети закрытого  типа, доступ к которым разрешается  ограниченному кругу пользователей.

       В локальной сети компьютеры соединяются  между собой посредством различных  сред доступа, таких, как медные или  оптические проводники, радиоканалы.

       Проводная связь в локальной сети обеспечивается технологией Ethernet, беспроводная – BlueTooth, Wi-Fi, GPRS и т.д. Для обеспечения связи между компьютерами локальной сети используется различные модели оборудования, поддерживающие соответствующие технологии. При этом точку соединения между компьютером пользователя и локальной сетью называют сетевым интерфейсом или интерфейсом локальной сети[1].

       В общем случае интерфейсом называют некоторую совокупность правил, методов  и средств, которые обеспечивают условия взаимодействия между элементами некоторой системы[9].

       В настоящее время наблюдается  тенденция ко все более широкому использованию беспроводных сетей. И действительно, сейчас доступны беспроводные интерфейсы, позволяющие использовать сетевые службы, работать с электронной  почтой и просматривать Web-страницы независимо от того, где находится  пользователь.

       Существует  множество разновидностей беспроводной связи, но важнейшей особенностью беспроводных сетей является то, что связь осуществляется между компьютерными устройствами. К ним относятся персональные цифровые помощники (personal digital assistance, PDA), ноутбуки, персональные компьютеры (ПК), серверы и принтеры. Компьютерными  устройствами считаются такие, которые  имеют процессоры, память и средства взаимодействия с какой-то сетью. Обычно сотовые телефоны не относят к  числу компьютерных устройств, однако новейшие телефоны и даже головные гарнитуры (наушники) уже обладают определенными  вычислительными возможностями  и сетевыми адаптерами. Все идет к тому, что скоро большинство  электронных устройств будут  обеспечивать возможность подключения  к беспроводным сетям.

       Беспроводные  сети в качестве средства передачи для обеспечения взаимодействия между пользователями, серверами и базами данных используют радиоволны или инфракрасный (ИК) диапазон[8]. Эта среда передачи невидима для человека. Кроме того, действительная среда передачи (воздух) прозрачна для пользователя. Сейчас многие производители интегрируют платы интерфейса сети (network interface card, NIC), так называемые сетевые адаптеры, и антенны в компьютерные устройства таким образом, что они не видны пользователю. Это делает беспроводные устройства мобильными и удобными в применении.

       Беспроводные  локальные сети обеспечивают высокие  характеристики при передаче данных внутри и вне офисов, производственных помещений и зданий. Пользователи таких сетей обычно используют ноутбуки, ПК и PDA с большими экранами и процессорами, способными выполнять ресурсоемкие приложения. Эти сети вполне удовлетворяют  требованиям, предъявляемым к параметрам соединений компьютерными устройствами такого типа.

       Беспроводные  локальные сети легко обеспечивают характеристики, необходимые для  бесперебойного выполнения высокоуровневых  приложений. Так, пользователи этих сетей  могут получать объемные вложения в  сообщения электронной почты  или потоковое видео с сервера.

       По  своим характеристикам, компонентам, стоимости и выполняемым операциям  эти сети похожи на традиционные проводные  локальные сети типа Ethernet.

       Вследствие  того, что адаптеры беспроводных локальных  сетей уже встроены в большинство  ноутбуков, многие провайдеры общедоступных  беспроводных сетей начали предлагать беспроводные локальные сети для  обеспечения мобильного широкополосного  доступа к Internet.

       Пользователи  ряда общедоступных беспроводных сетей  в "горячих" зонах доступа, таких  как аэропорты или гостиницы, могут отправлять и получать сообщения  электронной почты или выходить в Internet за определенную плату (если данное учреждение не обеспечивает бесплатный доступ). Быстрый рост числа общедоступных  беспроводных сетей делает Internet доступным  для пользователей, находящихся  в зонах скопления людей.

       Преобладающим для беспроводных локальных сетей  является стандарт IEEE 802.11, различные версии которого регламентируют передачу данных в диапазонах 2,4 и 5 ГГц.[2] Основная проблема, связанная с этим стандартом, состоит в том, что в должной мере не обеспечивается взаимодействие устройств, соответствующих его различным версиям. Так, адаптеры компьютерных устройств беспроводных локальных сетей стандарта 802.11а не обеспечивают соединения с компьютерными устройствами, соответствующими стандарту 802.11b [2]. Существуют и другие нерешенные вопросы, связанные со стандартом 802.11, например недостаточная степень безопасности.

       Для того чтобы как-то разрешить проблемы, связанные с применением устройств  стандарта 802.11, организация "Альянс Wi-Fi" свела все его совместимые  функции в единый стандарт, названный Wireless Fidelity (Wi-Fi). Если какое-то устройство беспроводных локальных сетей соответствует  стандарту Wi-Fi, это практически гарантирует  способность его совместной работы с другими устройствами, соответствующими стандарту Wi-Fi.[1] Открытость стандарта Wi-Fi позволяет различным пользователям, применяющим разные платформы, работать в одной и той же беспроводной локальной сети, что чрезвычайно важно для общедоступных беспроводных локальных сетей.

2. Особенности структуры беспроводной сети

       Структура (или архитектура) сети определяет протоколы  и компоненты, необходимые для  удовлетворения требований выполняемых  в ней приложений. Одним из популярных стандартов, на основе которого можно  рассмотреть структуру сети, является Эталонная модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection (OSI) reference model), разработанная  Международной организацией по стандартизации (International Standards Organization, ISO). Модель OSI охватывает все сетевые функции, группируя их в так называемые уровни, задачи которых выполняются различными компонентами сети (Рисунок 1.1) [5]. Эталонную модель OSI удобно также использовать при рассмотрении различных стандартов и возможности взаимодействия беспроводных сетей.

       Уровни OSI обеспечивают выполнение следующих  функций сети.

       Уровень 7 — уровень приложений. Обеспечивает связь пользователей и работу основных коммуникационных служб (передача файлов, электронная почта). Примеры  программного обеспечения, выполняемого на этом уровне — простой протокол электронной почты (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP), протокол передачи гипертекстовых файлов (Hypertext Transfer Protocol, HTTP) и протокол передачи файлов (File Transfer Protocol, FTP).

       Уровень 6 — уровень представления данных. Регламентирует синтаксис передачи данных для уровня приложений и при  необходимости осуществляет преобразование форматов данных. Например, этот уровень  может преобразовать код, представляющий данные, при обеспечении связи  между удаленными системами различных  производителей.

Рисунок 1.1 Уровни эталонной модели OSI [5]

       Уровень 5 — сеансовый уровень. Устанавливает  сеансы связи между приложениями, управляет ими и завершает  их. Промежуточное программное обеспечение  и контроллеры доступа обеспечивают такую форму связи через беспроводную сеть. Если работа беспроводной сети нарушается из-за помех, задачей сеансового уровня является приостановление связи  до момента снижения уровня помех  до допустимого.

       Уровень 4 — транспортный уровень. Обеспечивает механизмы для создания, сопровождения  и должного завершения виртуальных  цепей, позволяя более высоким уровням  не заботиться о деталях реализации сети. В общем случае эти цепи представляют собой соединения, устанавливаемые  между приложениями, выполняемыми на разных концах коммуникационных цепей (например, между Web-браузером ноутбука и Web-страницей сервера). На этом уровне работает, например, протокол управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP).