Беспроводные сети Wi-Fi Презентацию разработал студент заочной формы обучения года обучения направления «Прикладная информатика» информатика Пантелеев Леонид Михайлович.
В основе мобильных телекоммуникаций лежит технология Wi - Fi - это современная беспроводная технология соединения компьютеров в локальную сеть и подключения их к Internet. Технология Wi - Fi ориентирована на построение беспроводных локальных сетей WLAN, сетей средних и коротких расстояний Bluetooth и сетей связи GSM.
Беспроводные локальные сети WLAN Сети WLAN - это сети, в которых вместо обычных проводов используются радиоволны. WLAN - сети имеют ряд преимуществ перед обычными кабельными сетями: • WLAN - сеть можно быстро развернуть, что удобно при проведении презентаций или работе вне офиса; • пользователи мобильных устройств при подключении к локальным беспроводным сетям могут легко перемещаться в рамках действующих зон сети;
• WLAN - сеть может оказаться единственным выходом, если невозможна прокладка кабеля для обычной сети. Вместе с тем необходимо помнить об ограничениях беспроводных сетей. Это, как правило, меньшая скорость, подверженность влиянию помех и более сложная схема обеспечения безопасности при передаче информации. Для построения WLAN - сети используются Wi - Fi адаптеры и точки доступа. Wi - Fi адаптер представляет собой устройство, которое подключается через слот расширения PCI, PCMCI, Compact. Flash или через порт USB 2. 0. Wi - Fi адаптер выполняет ту же функцию, что и сетевая карта в проводной сети. Он служит для подключения компьютера пользователя к беспроводной сети (рис. 1).
Рис. 1. Адаптеры беспроводной сети
Все современные ноутбуки имеют встроенные адаптеры Wi - Fi, совместимые со многими современными стандартами. Wi - Fi адаптерами, как правило, снабжены и КПК (карманные персональные компьютеры), что также позволяет подключать их к беспроводным сетям. Для доступа к беспроводной сети адаптер может устанавливать связь непосредственно с другими адаптерами. Такая сеть называется беспроводной одноранговой сетью или Ad Hoc ( «к случаю» ). Адаптер также может устанавливать связь через специальное устройство - точку доступа. Такой режим называется инфраструктурой. Для выбора способа подключения адаптер должен быть настроен на использование либо Ad Hoc, либо инфраструктурного режима.
Точка доступа представляет собой автономный модуль со встроенным микрокомпьютером и приемно - передающим устройством (рис. 2). Через точку доступа осуществляется взаимодействие и обмен информацией между беспроводными адаптерами, а также связь с проводным сегментом сети. Таким образом, точка доступа играет роль коммутатора. Зоной обслуживания (SS) называются логически сгруппированные устройства, обеспечивающие подключение к беспроводной сети. Базовая зона обслуживания (BSS) - это группа станций, которые связываются друг с другом по беспроводной связи. Технология BSS предполагает наличие особой станции, которая называется точкой доступа (access point).
Рис. 2. Точка доступа беспроводной сети
Институт инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) сформировал в 1990 году группу по разработке стандарта 802. 11 для беспроводных локальных сетей (WLAN) на базе радиооборудования с частотой 2, 4 ГГц и скоростями передачи данных 1 и 2 Мбит/с. Cтек протоколов стандарта IEEE 802. 11 соответствует общей структуре стандартов комитета 802, то есть состоит из физического уровня и канального уровня с подуровнями управления доступом к среде MAC и логической передачи данных LLC (рис. 54). Как и у всех технологий семейства 802, технология 802. 11 определяется двумя нижними уровнями, то есть физическим уровнем и уровнем MAC, а уровень LLC выполняет свои стандартные общие для всех технологий LAN функции.
Рис. 54. Стек протоколов IEEE 802. 11
Из всех существующих стандартов беспроводной передачи данных IEEE 802. 11 на практике используются четыре стандарта: 802. 11 a, 802. 11 b, 802. 11 g и 802. 11 n. Стандарт IEEE 802. 11 a имеет скорость передачи данных до 54 Мбит/с. В отличие от базового стандарта с частотой 2, 4 ГГц, спецификациями 802. 11 a предусмотрена работа в диапазоне 5 ГГц. К недостаткам 802. 11 a относятся более высокая потребляемая мощность радиопередатчиков для частот 5 ГГц, а также меньший радиус действия. Cтандарт IEEE 802. 11 b завоевал наибольшую популярность у производителей оборудования для беспроводных сетей благодаря высокой скорости передачи данных (до 11 Мбит/с), а также ориентации на диапазон 2, 4 ГГц.
Поскольку оборудование, работающее на максимальной скорости 11 Мбит/с, имеет меньший радиус действия, чем на более низких скоростях, то стандартом 802. 11 b предусмотрено автоматическое снижение скорости при ухудшении качества сигнала. Стандарт IEEE 802. 11 g является логическим развитием 802. 11 b и предполагает передачу данных в том же частотном диапазоне. Кроме того, стандарт 802. 11 g полностью совместим с 802. 11 b, то есть любое устройство 802. 11 g должно поддерживать работу с устройствами 802. 11 b. Максимальная скорость передачи в стандарте 802. 11 g составляет 54 Мбит/с.
Стандарт 802. 11 n был утверждён 11 сентября 2009 организацией IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). В соответствии с этим стандартом скорость передачи данных составляет 300 Мбит/с, что практически в шесть раз выше по сравнению с устройствами стандарта 802. 11 g, максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с. . Теоретически 802. 11 n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с. Разработчики спецификации 802. 11 n позаботились о том, чтобы компоненты на её базе сохраняли совместимость с устройствами стандарта 802. 11 b или 802. 11 g в диапазоне 2, 4 ГГц и с устройствами 802. 11 a — в диапазоне 5 ГГц.
Организация совместного использования среды передачи данных беспроводными локальными сетями определяется на более высоком канальном уровне, который делится на два подуровня: управление логическим каналом LLC и управление доступом к среде MAC. Поля кадра имеют следующее назначение (рис. 3): • Управление кадром. Указывается тип кадра и предоставляется управляющая информация. • Идентификатор длительности/соединения. Если используется поле длительности, указывается время (в микросекундах), на которое требуется выделить канал для успешной передачи кадра MAC. В некоторых кадрах управления в этом поле указывается идентификатор соединения.
Рис. 3. Формат кадра MAC IEEE 802. 11
• Адреса. Число и значение полей адреса зависит от контекста. Возможны следующие типы адреса: источника, назначения, передающей станции, принимающей станции. • Управление очередностью. Содержит 4 - битовое подполе номера фрагмента, используемое для фрагментации и повторной сборки, и 12 - битовый порядковый номер, используемый для нумерации кадров, передаваемых между приемником и передатчиком. • Тело кадра. Содержит модуль данных протокола LLC или управляющую информацию MAC. • Контрольная последовательность кадра. 32 - битовая проверка четности с избыточностью. Приведенная общая структура применяется для информационных и управляющих кадров, хотя могут использоваться не все поля.
Передача данных в беспроводной сети WLAN На МАС - уровне определяются два основных типа архитектуры беспроводных сетей — Ad Нос и Infrastructure Mode. В режиме Ad Hoc (рис. 4), который называют также режимом Peer to Peer (точка - точка), станции непосредственно взаимодействуют друг с другом. Для этого режима нужен минимум оборудования: каждая станция должна быть оснащена беспроводным адаптером. При такой конфигурации не требуется создания сетевой инфраструктуры. Основными недостатками режима Ad Hoc являются ограниченный диапазон действия возможной сети и невозможность подключения к внешней сети (например, к Internet).
Рис. 4. Режим функционирования Ad Hoc
В режиме Infrastructure Mode (рис. 5) станции взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через точку доступа (Access Point), которая выполняет в беспроводной сети роль концентратора. Существуют два режима взаимодействия с точками доступа — BSS и ESS. В режиме BSS все станции связываются между собой только через точку доступа, которая может выполнять роль моста к внешней сети. В расширенном режиме ESS существует инфраструктура нескольких сетей BSS, причем сами точки доступа взаимодействуют друг с другом, что позволяет передавать трафик от одной BSS к другой. Между собой точки доступа соединяются с помощью либо сегментов кабельной сети, либо радиомостов.
Рис. 5. Режим функционирования Infrastructure Mode
Скачать презентацию Беспроводные сети Wi-Fi разработал студент заочной формы
192028.ppt