Скачать презентацию КОМП ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ Мережі WLAN Архітектура функції та використання Скачать презентацию КОМП ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ Мережі WLAN Архітектура функції та використання

KM_16_WLAN_KM_VPS.ppt

  • Количество слайдов: 39

КОМП'ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ Мережі WLAN. Архітектура, функції та використання мереж Bluetooth, Wi-Fi, Wi. MAX. Апаратні КОМП'ЮТЕРНІ МЕРЕЖІ Мережі WLAN. Архітектура, функції та використання мереж Bluetooth, Wi-Fi, Wi. MAX. Апаратні засоби мереж WLAN Лекція 16 Лектор: Володимир Саєнко Харків, ХНУРЕ, каф. ІУС, 2013 Слайд-лекції В. Саєнко, 2012

Зміст: • • • • • • • Переваги WLAN Недоліки WLAN Основні сфери Зміст: • • • • • • • Переваги WLAN Недоліки WLAN Основні сфери застосування WLAN Порівняльна таблиця стандартів безпровідного зв'язку Wi MAX Wi - Fi Структура стека протоколів IEEE 802. 11 Специфікація 802. 11 а і 802. 11 b Мережа з базовим набором послуг (BBS) Топології локальних мереж стандарту 802. 11 Служба розподіленої системи (DSS ) Мережа з розширеним набором послуг (ESS) Розподілений режим доступу DCF Розмір слота міжкадровий інтервал Централізований режим доступу PCF Режими роботи мережі Безпека. WEP, WPA Персональні мережі PAN Bluetooth Архітектура Bluetooth Методи для передачі інформації Bluetooth Відповідність протоколів Bluetooth моделі OSI і стандартам IEEE 802 Стек протоколів Bluetooth Кадри Bluetooth Типи каналів Bluetooth Приклад роботи технології Bluetooth Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 2

Введення Мета лекції - вивчити технології WLAN мережі. Предмет вивчення – технології WLAN мережі. Введення Мета лекції - вивчити технології WLAN мережі. Предмет вивчення – технології WLAN мережі. План лекції 1. Основні технологічні положення 2. Інформацінйі структури 3. Приклади 4. Обговорення питаннь Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 3

Перелік нових термінів – – – – – Wi. MAX (англ. Worldwide Interoperability for Перелік нових термінів – – – – – Wi. MAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) Wi - Fi (англ. Wireless Fidelity - "безпровідна точність Complementary Code Keying (ССК). Частотна маніпуляція (FSK) ортогональне частотне мультиплексування (OFDM) пряма корекція помилок (FEC). Мережа з базовим набором послуг (Basic Service Set. BSS) служба розподіленої системи (Distribution System Service, DSS). Мережа з розширеним набором послуг (Extended Service Set, ESS) ідентифікатор набору служб (SSID - Service Set Identifier шифрування. WEP (Wired Equivalent Privacy) WEP (Wired Equivalent Privacy - секретність, еквівалентна провідній) WPA і WPA 2 (Wi - Fi Protected Access) - є оновленою програмою сертифікації пристроїв безпровідного зв'язку EAP (Extensible Authentication Protocol, розширюваний протокол аутентифікації). Персональні мережі (Personal Area Network, PAN) синхронний канал, орієнтований на з'єднання (Synchronous Con - nection - Oriented link, SCO), асинхронний канал, що працює із змінною швидкістю, не орієнтований на з'єднання (Asynchronous Connection - Less link, ACL). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 4

Основні сфери застосування WLAN • резидентний доступ альтернативних операторів зв'язки, у яких немає дротяного Основні сфери застосування WLAN • резидентний доступ альтернативних операторів зв'язки, у яких немає дротяного доступу до клієнтів, що проживають в багатоквартирних будинках. • так званий "кочовий" доступ в аеропортах, залізничних вокзалах і тому подібне • організація локальних мереж в будівлях, де немає можливості встановити сучасну кабельну систему. • організація тимчасових локальних мереж • розширення локальних мереж. • мобільні локальні мережі, якщо користувач хоче користуватися послугами мережі, переміщаючись з приміщення в приміщення або з будівлі в будівлю, то тут конкурентів у безпровідної локальної мережі просто немає. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 5

Порівняльна таблиця стандартів безпровідного зв'язку Технолог ия Стандарт Использование Пропускная способность Радиус действия Частоты Порівняльна таблиця стандартів безпровідного зв'язку Технолог ия Стандарт Использование Пропускная способность Радиус действия Частоты Wi-Fi 802. 11 a WLAN до 54 Мбит/с до 100 метров 5, 0 ГГц Wi-Fi 802. 11 b WLAN до 11 Мбит/с до 100 метров 2, 4 ГГц Wi-Fi 802. 11 g WLAN до 54 Мбит/с до 100 метров 2, 4 ГГц до 100 метров 2, 4 — 2, 5 или 5, 0 ГГц Wi-Fi 802. 11 n WLAN до 300 Мбит/с (в перспективе до 450, а затем до 600 Мбит/с) Wi. Max 802. 16 d WMAN до 75 Мбит/с 6 -10 км 1, 5 -11 ГГц Wi. Max 802. 16 e Mobile WMAN до 40 Мбит/с 1 -5 км 2. 3 -13. 6 ГГц Wi. Max 802. 16 m WMAN, Mobile WMAN до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN) н/д (стандарт в разработке) LTE, pre 4 G 3 GPP LTE release 8, 9, WLAN, WMAN, Mobile WMAN 326, 4 Mbps, (173 Mbps Up. L, 58 Mbps. Dn. L), <5 км, < 30 км <100 км 1, 5 -11 ГГц (2 -4 ГГц) LTE, 4 G 3 GPP LTE advanced (release 10) WLAN, WMAN, Mobile WMAN до 1 Gbps <5 км, < 30 км <100 км 1, 5 -11 ГГц (2 -4 ГГц) Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 6

Порівняльна таблиця стандартів безпровідного зв'язку Технологи я Bluetooth v. 1. 1. Bluetooth v. 1. Порівняльна таблиця стандартів безпровідного зв'язку Технологи я Bluetooth v. 1. 1. Bluetooth v. 1. 3. Стандарт Использовани е Пропускная способность Радиус действия Частоты 802. 15. 1 WPAN до 1 Мбит/с до 10 метров 2, 4 ГГц WPAN от 11 до 55 Мбит/с до 100 метров 2, 4 ГГц до 10 метров 7, 5 ГГц от 20 до 250 Кбит/с 1 -100 м 2, 4 ГГц (16 каналов), 915 МГц (10 каналов), 868 МГц (один канал) до 16 Мбит/с от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь — до 10 метров 802. 15. 3 Bluetooth v. 3. 0 802. 11 WPAN от 3 Мбит/с до 24 Мбит/с UWB 802. 15. 3 a WPAN 110 -480 Мбит/с Zig. Bee Инфракрас ный порт 802. 15. 4 Ir. Da Слайд-лекції WPAN В. Саєнко, 2012 7

Wi MAX • • • Wi. MAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) - Wi MAX • • • Wi. MAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) - телекомунікаційна технологія, розроблена з метою надання універсального безпровідного зв'язку на великих відстанях для широкого спектру пристроїв (від робочих станцій і портативних комп'ютерів до мобільних телефонів). Заснована на стандарті IEEE 802. 16, який також називають Wireless MAN. Назва "Wi. MAX" була створена Wi. MAX Forum - організацією, яка була заснована в червні 2001 року з метою просування і розвитку технології Wi. MAX. Форум описує Wi. MAX як "засновану на стандарті технологію, що надає високошвидкісний безпровідною доступ до мережі, альтернативний виділеним лініям і DSL". Максимальна швидкість - до 1 Гбит/сек. Wi. MAX це система далекої дії, що покриває кілометри простору, яка зазвичай використовує ліцензовані спектри частот (хоча можливо і використання неліцензованих частот) для надання з'єднання з інтернетом типу точка-точка провайдером кінцевому користувачеві. Різні стандарти сімейства 802. 16 забезпечують різні види доступу, від мобільного (схожий з передачею даних з мобільних телефонів) до фіксованого (альтернатива дротяному доступу, при якому безпровідне устаткування користувача прив'язане до місця розташування). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 8

Wi MAX • • • 802. 16 -2004 (відомий також як 802. 16 d Wi MAX • • • 802. 16 -2004 (відомий також як 802. 16 d і фіксований Wi. MAX). Специфікація затверджена в 2004 році. Використовується ортогональне частотне мультиплексування (OFDM), підтримується фіксований доступ в зонах з наявністю або відсутністю прямої видимості. Призначені для користувача пристрої є стаціонарними модемами для установки зовні і усередині приміщень, а також PCMCIA -карты для ноутбуків. У більшості країн під цю технологію відведені діапазони 3, 5 і 5 ГГц. За відомостями Wi. MAX Forum, налічується вже близько 175 впроваджень фіксованої версії. Технології LTE та Wi. MAX є конкуруючі або взаємодоповнюючі технології провідного широкосмугового доступу х. DSL. 802. 16 -2005 (відомий також як 802. 16 e і мобільний Wi. MAX). Специфікація затверджена в 2005 році. Це - новий виток розвитку технології фіксованого доступу (802. 16 d). Оптимізована для підтримки мобільних користувачів версія підтримує ряд специфічних функцій, таких як хэндовер (англ. ), idle mode і роумінг. Застосовується масштабований OFDM -доступ (SOFDMA), можлива робота за наявності або відсутності прямої видимості. Плановані частотні діапазони для мереж Mobile Wi. MAX такі: 2, 3 -2, 5; 2, 5 -2, 7; 3, 4 -3, 8 ГГц. У світі реалізовано декілька пілотних проектів, у тому числі першим в Росії свою мережу розвернув "Скартел". Конкурентами 802. 16 e являються усі мобільні технології третього покоління (наприклад, EV - DO, HSDPA). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 9

LTE • • • 3 GPP Long Term Evolution (LTE) - — название технологии LTE • • • 3 GPP Long Term Evolution (LTE) - — название технологии мобильной передачи данных. Проект 3 GPP является стандартом по совершенствованию технологий CDMA, UMTS для удовлетворения будущих потребностей в скорости передачи данных. Скорость передачи данных по стандарту 3 GPP LTE в теории достигает 326, 4 Мбит/с (демонстрационно 1 Гбит/с на оборудовании для коммерческого использования[1]) на приём (download), и 172, 8 Мбит/с на отдачу (upload), в международном стандарте же прописано 173 Мбит/с на приём и 58 Мбит/с на отдачу. Радиус действия базовой станции LTE может быть различным в зависимости от мощности и используемых частот. В оптимальном случае это порядка 5 км, но при необходимости дальность действия может составлять 30 км или даже 100 км (при достаточном поднятии антенны). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 10

LTE • • • Звонок или сеанс передачи данных, инициированный в зоне покрытия LTE, LTE • • • Звонок или сеанс передачи данных, инициированный в зоне покрытия LTE, технически может быть передан без разрыва в сеть 3 G (W-CDMA, CDMA 2000) или в GSM/GPRS/EDGE. Таким образом, развитие сетей LTE возможно на уже развитых сетях как операторов GSM (в России — операторы «большой тройки» и региональных операторов "ТЕЛЕ 2 Россия" и ОАО "СМАРТС") так и операторов CDMA (в России — Енисейтелеком, Скайлинк, Сотел ССБ, Байкал. Вест. Ком), что заметно снижает стоимость развертывания сети (в отличие от Wi. Max сетей). В конце ноября 2010 года Международный союз электросвязи ITU официально признал LTE-Advanced стандартом беспроводной связи четвёртого поколения (4 G). Структура мережі 4 G сильно відрізняється від мереж стандартів 2 G і 3 G. Істотні зміни зазнала і підсистема базових станцій, і підсистема комутації. змінена технологія передачі даних між устаткуванням користувача і базовою станцією. змінени протоколи передачі даних між мережевими елементами. Уся інформація (голос, дані) передається у вигляді пакетів. Таким чином, вже немає розподілу на частини оброблювальні або тільки голосову інформацію, або тільки пакетні дані. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 11

LTE. Диапазоны частот • Диапазоны частот могут быть любыми. Это зависит от наличия свободных LTE. Диапазоны частот • Диапазоны частот могут быть любыми. Это зависит от наличия свободных диапазонов и наличия лицензий. • Полоса может быть - 12, 15, 20, 25, 35, 40, 60, 75 МГц для FDD - 15, 20, 40, 50, 60, 100, МГц 200 для TDD Пример для TDD Номер диапазона Ширина диапазона (МГц) Диапазон частот (МГц) 33 15 1850— 1910 60 39 Диапазон частот Uplink (МГц) 2010— 2025 35 Номер диапазона 20 34 1880— 1920 40 40 2300— 2400 100 43 Пример для FDD 1900— 1920 3600— 3800 200 Ширина диапазона (МГц) Диапазон частот Downlink (МГц) Дуплексный разнос (МГц) 1 1920— 1980 2110— 2170 60 190 2 1850— 1910 1930— 1990 60 80 3 1710— 1785 1805— 1880 75 95 1710— 1755 2110— 2155 4 Слайд-лекції 45 В. Саєнко, 2012 400 12

 • • • LTE Serving SAE Gateway или просто Serving Gateway (SGW) — • • • LTE Serving SAE Gateway или просто Serving Gateway (SGW) — обслуживающий шлюз сети LTE. Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций. По сути, заменяет MSC, MGW и SGSN сети UMTS. SGW имеет прямое соединение с сетями второго и третьего поколений того же оператора, что упрощает передачу соединения в /из них по причинам ухудшения зоны покрытия, перегрузок и т. п. Public Data Network (PDN) SAE Gateway или просто PDN Gateway (PGW) — шлюз к/от сетей других операторов. Если информация (голос, данные) передаются из/в сети данного оператора, то они маршрутизируются именно через PGW. Mobility Management Entity (MME) — узел управления мобильностью. Предназначен для осуществления «эстафетной передачи» (хэндовера) между базовыми станциями сети LTE, а также сетей второго и третьего поколений данного оператора. Home Subscriber Server (HSS) — сервер абонентских данных. HSS представляет собой объединение VLR, HLR, AUC выполненных в одном устройстве. Policy and Charging Rules Function (PCRF) — узел выставления счетов абонентам за оказанные услуги связи. • LTE CSFB to GSM/UMTS network interconnects Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 13

Femto network • Femto network - радіомережі, побудовані на основі об'єднань фемтосот Фемтосота (Femtocell) Femto network • Femto network - радіомережі, побудовані на основі об'єднань фемтосот Фемтосота (Femtocell) - малопотужна і мініатюрна станція стільникового зв'язку, призначена для обслуговування невеликої території (одного офісу або квартири). З'єднується з мережею стільникового оператора через канал зв'язку, підведений до користувача (публічний Інтернет), обслуговує зазвичай від 2 до 16 стільникових телефонів. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 14

Wi - Fi • • Wi - Fi (англ. Wireless Fidelity - Wi - Fi • • Wi - Fi (англ. Wireless Fidelity - "безпровідна точність") - торговельна марка Wi - Fi Alliance для безпровідних мереж на базі стандарту IEEE 802. 11. Wi - Fi був створений в 1991 році NCR Corporation/AT&T (згодом - Lucent Technologies і Agere Systems) в Ньивегейн, Нідерланди. Продукти, що призначалися спочатку для систем касового обслуговування, були виведені на ринок під маркою Wave. LAN і забезпечували швидкість передачі даних від 1 до 2 Мбіт/с. Творець Wi - Fi - Вик Хейз(Agere Systems). Agere Systems вирішила піти з ринку Wi - Fi у кінці 2004 року. Wi - Fi це система коротшої дії, що зазвичай покриває десятки метрів, яка використовує неліцензовані діапазони частот для забезпечення доступу до мережі. Зазвичай Wi - Fi використовується користувачами для доступу до їх власної локальної мережі, яка може бути і не підключена до Інтернету. Якщо Wi. MAX, LTE можна порівняти з мобільним зв'язком, то Wi - Fi швидше схожий на стаціонарний безпровідною телефон. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 15

Структура стека протоколів IEEE 802. 11 • Декілька варіантів специфікацій, які відрізняються використовуваним частотним Структура стека протоколів IEEE 802. 11 • Декілька варіантів специфікацій, які відрізняються використовуваним частотним діапазоном, методом кодування і як наслідок - швидкістю передачі даних. • Усі варіанти фізичного рівня працюють з одним і тим же алгоритмом рівня MAC, але деякі тимчасові параметри рівня MAC залежать від використовуваного фізичного рівня. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 16

Специфікація 802. 11 а та 802. 11 b • • • Як передавальне середовище Специфікація 802. 11 а та 802. 11 b • • • Як передавальне середовище використовується мікрохвильовий діапазон 2, 4 ГГц. Цей варіант заснований на методі FHSS. У методі FHSS кожен вузький канал має ширину 1 Мгц. Частотна маніпуляція (FSK) з двома станами сигналу (частотами) дає швидкість 1 Мбіт/с, з чотирма станами – 2 Третій варіант, в якому використовується той же мікрохвильовий діапазон, основан на методі DSSS, де як послідовність чіпів застосовується 11 -бітовий код 10110111000. Частотное расширение спектра (FHSS) Расширение спектра с прямой последовательностью (DSSS) Специфікація 802. 11 а забезпечує підвищення швидкості за рахунок вищого діапазону частот (5 ГГц). Для цього задіюються 300 Мгц з цього діапазону, ортогональне частотне мультиплексування (OFDM) і пряма корекція помилок (FEC). Швидкості передачі даних складають 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 і 54 Мбіт/с. Діапазон 5 ГГц специфікації 802. 11 а доки мало "населений" і забезпечує високі швидкості передачі даних. Проте його використання пов'язане з двома проблемами. По-перше, устаткування для цих частот поки що занадто дороге, по-друге, в деяких країнах частоти цього діапазону підлягають ліцензуванню. У специфікації 802. 11 b інституту IEEE як і раніше використовується діапазон 2, 4 ГГц, що дозволяє задіювати дешевше устаткування. Для підвищення швидкості до 10 Мбіт/c, яка порівнянна із швидкістю класичного стандарту Ethernet, тут застосовується ефективніший метод DSSS, що використовує технікові Complementary Code Keying (ССК). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 17

Доступ до середи • • • Частотне розширення спектру (FHSS). Технологія FHSS розділяє радіосигнал Доступ до середи • • • Частотне розширення спектру (FHSS). Технологія FHSS розділяє радіосигнал на малі сегменти і протягом секунди він багаторазово "перескакує" з однієї частоти на іншу під час передачі даних цих сегментів. Передавач і приймач використовують синхронізовану модель зрушення, яка визначає порядок використання різних підканалів. Для безпровідних служб передачі даних неліцензований діапазон 2, 4 ГГц ділиться на 75 підканалів шириною в 75 Мгц. Оскільки кожен частотний стрибок буде невеликою затримкою для потоку даних, передача на основі FHSS здійснюється відносно повільно. Розширення спектру з прямою послідовністю (DSSS) У технології DSSS для передачі радіосигналу по одному каналу шириною 22 Мгц без зміни частот використовується метод, званий 11 -символьною послідовністю Баркера (Barker). Кожен зв'язок із застосуванням DSSS використовує тільки один канал без яких-небудь стрибків між частотами. При DSSS -передаче задіюється велика смуга частот, але менша потужність, чим при традиційному сигналі. Очевидно, що DSSS -каиал з шириною 22 Мгц є ширшим, ніж канали з шириною 1 Мгц, використовувані в FHSS -системах. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 18

Топології локальних мереж стандарту 802. 11 • • • Рівень MAC виконує в безпровідних Топології локальних мереж стандарту 802. 11 • • • Рівень MAC виконує в безпровідних мережах більше функцій, чим в дротяних мережах. Функції рівня MAC в стандарті 802. 11 включають: – доступ до середовища, що розділяється (CSMACD, DCF, PCF); – забезпечення мобільності станцій за наявності декількох базових станцій; – забезпечення безпеки, еквівалентній безпеці дротяних локальних мереж. Станції можуть використовувати середовище, що розділяється, для того, щоб передавати дані: – безпосередньо один одному в межах однієї BSS -сети; – в межах однієї BSS -сети транзитом через точку доступу; – між різними BSS -сетями через дві точки доступу і розподілена система; – між BSS -сетью і дротяною локальною мережею через точку доступу, розподілену систему і портал. Стандарт 802. 11 підтримує два типи топологий локальних мереж : з базовим і з розширеним наборами послуг. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 19

Розподілений режим доступу DCF • • • Рис. 5. Режим доступу DCF (Distributed Coordination Розподілений режим доступу DCF • • • Рис. 5. Режим доступу DCF (Distributed Coordination Function - функция распределенной координации (DCF) У розподіленому режимі DCF, добре реалізується відомий нам метод CSMA/CA. Режим доступу DCF вимагає синхронізації станцій. У специфікації 802. 11 ця проблема вирішується досить елегантно - тимчасові інтервали починають відлічуватися від моменту закінчення передачі чергового кадру (мал. 5). Це не вимагає передачі яких-небудь спеціальних синхронізуючих сигналів і не обмежує розмір пакету розміром слота, оскільки слоти беруться до уваги тільки при ухваленні рішення про початок передачі кадру. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 20

Централізований режим доступу PCF • • • Рис. 6. Співіснування режимів PCF і DCF Централізований режим доступу PCF • • • Рис. 6. Співіснування режимів PCF і DCF Централізований режим доступу PCF (функция централизованной координации (Point Coordination Function, PCF))- забезпечує пріоритетне обслуговування трафіку. Режим доступу PCF в мережах 802. 11 співіснує з режимом DCF. Обидва режими координуються за допомогою трьох типів міжкадрових інтервалів (рис. 6). Після звільнення середовища кожна станція відлічує час простою середовища, порівнюючи його з трьома значеннями: – короткий міжкадровий інтервал (Short IFS, SIFS); – міжкадровий інтервал режиму PCF (PIFS); – міжкадровий інтервал режиму DCF (DIFS). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 21

Режими роботи мережі Ad - hoc і клієнт-сервер. • Режим Ad - hoc (інакше Режими роботи мережі Ad - hoc і клієнт-сервер. • Режим Ad - hoc (інакше званий "точка-точка") - це проста мережа, в якій зв'язок між станціями (клієнтами) встановлюється безпосередньо, без використання спеціальної точки доступу. • У режимі клієнт-сервер безпровідна мережа полягає, як мінімум, з однієї точки доступу, підключеної до дротяної мережі, і деякого набору безпровідних клієнтських станцій. Оскільки в більшості мереж необхідно забезпечити доступ до файлових серверів, принтерів і інших пристроїв, підключених до дротяної локальної мережі, найчастіше використовується режим клієнт-сервер. • Без підключення додаткової антени стійкий зв'язок для устаткування IEEE 802. 11 b досягається в середньому на наступних відстанях: відкритий простір - 500 м, кімната, розділена перегородками з неметалічного матеріалу, - 100 м, офіс з декількох кімнат - 30 м. Слід мати на увазі, що через стіни з великим змістом металевої арматури (у залізобетонних будівлях такими є стіни, що несуть) радіохвилі діапазону 2, 4 ГГц іноді можуть взагалі не проходити, тому в кімнатах, розділених подібною стіною, доведеться ставити свої точки доступу • Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 22

Безпека Продукти для безпровідних мереж, відповідні стандарту IEEE 802. 11, пропонують чотири рівні засобів Безпека Продукти для безпровідних мереж, відповідні стандарту IEEE 802. 11, пропонують чотири рівні засобів безпеки : • фізичний (DSSS) • ідентифікатор набору служб (SSID - Service Set Identifier) • ідентифікатор управління доступом до середовища (MAC ID - Media Access Control ID) • шифрування. WEP (Wired Equivalent Privacy) • механізм аутентифікації. Механізм аутентифікації - доказ легальності користувача, що підключається до мережі Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 23

Персональні мережі PAN • Персональні мережі (Personal Area Network, PAN) призначені для взаємодії пристроїв, Персональні мережі PAN • Персональні мережі (Personal Area Network, PAN) призначені для взаємодії пристроїв, що належать одному власникові, на невеликій відстані, зазвичай в радіусі 10 м. • Персональні мережі повинні забезпечувати як фіксований доступ, наприклад, в межах будинку, так і мобільний, коли власник пристроїв переміщається разом з ними між приміщеннями або містами. – область покриття PAN менше області покриття LAN, для взаємодії вузлів PAN часто вистачає декількох метрів. – високі вимоги до безпеки. – при з'єднанні малогабаритних пристроїв між собою бажання позбавитися від кабелів проявляється набагато сильніше, ніж при з'єднанні комп'ютера з принтером або концентратором. Через це персональні мережі в набагато більшій мірі тяжіють до безпровідних рішень, чим локальні. – Якщо людина носить PAN -устройство постійно з собою і на собі, то воно не повинне заподіювати шкоду його здоров'ю. Тому такий пристрій повинен випромінювати сигнали невеликої потужності, бажано не більше 100 м. Вт. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 24

Bluetooth • Типовою технологією PAN є Bluetooth, яка забезпечує взаємодію 8 пристроїв в середовищі Bluetooth • Типовою технологією PAN є Bluetooth, яка забезпечує взаємодію 8 пристроїв в середовищі діапазону, що розділяється, 2, 4 Мгц із швидкістю передачі даних до 723 Кбит/с. • Стандарт Bluetooth розроблений групою Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group), яка була організована за ініціативою компанії Ericsson. Стандарт Bluetooth також адаптований робочою групою IEEE 802. 15. 1 відповідно до загальної структури стандартів IEEE 802. • Безпека мереж Bluetooth забезпечується за рахунок аутентифікації пристроїв і шифрування передаваного трафіку. Протоколи Bluetooth забезпечують вищий рівень захисту, чим протокол WEP стандарту IEEE 802. 11. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 25

Архитектура Bluetooth • Рис. 7. Пикосеть и рассредоточенная сеть • У технології Bluetooth використовується Архитектура Bluetooth • Рис. 7. Пикосеть и рассредоточенная сеть • У технології Bluetooth використовується концепція пикосети. Область покриття, від 10 до 100 м, залежно від потужності випромінювання передавача пристрою. У пикосеть може входити до 255 пристроїв, але тільки 8 з них можуть в кожен момент часу бути активними і обмінюватися даними. Один з пристроїв в пикосети є головним, інші підлеглими (мал. 7). Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 26

Архитектура Bluetooth • • • Головний пристрій відповідає за доступ до середовища пикосети, що Архитектура Bluetooth • • • Головний пристрій відповідає за доступ до середовища пикосети, що розділяється, середовище, що Розділяється, передає дані із швидкістю 1 Мбіт/з, але корисна швидкість передачі даних в середовищі не перевищує 777 Кбит/с. Пропускна спроможність середовища ділиться головним пристроєм між сім'ю підлеглими пристроями на основі техніки TDM. Така архітектура дозволяє застосовувати простіші протоколи в пристроях, що виконують функції підлеглих (наприклад, в радіонавушниках), і віддає складніші функції управління пикосетью комп'ютеру, який, швидше за все, буде головним пристроєм цієї мережі. Приєднання до пикосети відбувається динамічно. Головний пристрій пикосети, використовуючи процедуру опитування, збирає інформацію про пристрої, які потрапляють в зону його пикосети. Після виявлення нового пристрою головний пристрій проводить з ним переговори. Якщо бажання підлеглого пристрою приєднатися до пикосети співпадає з рішенням головного пристрою, то новий підлеглий пристрій приєднується до мережі. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 27

Стандарти Bluetooth – Робоча група з розробки стандарту бездротової передачі даних Bluetooth 21 квітня Стандарти Bluetooth – Робоча група з розробки стандарту бездротової передачі даних Bluetooth 21 квітня 2009 випустила специфікацію Bluetooth 3. 0. Модулі з підтримкою нової специфікації поєднуватимуть в собі дві радіосистеми. – Перша, з низьким енергоспоживанням, забезпечує передачу даних на звичайній для другої версії Bluetooth швидкості в три мегабіти в секунду. Інша, високошвидкісна і сумісна із стандартом 802. 11, забезпечує швидкості, порівнянні із швидкістю мереж Wi-Fi. Варто відзначити, що Bluetooth 3. 0 використовує стандарт 802. 11 без суфікса, тобто формально не сумісний з такими специфікаціями Wi-Fi, як 802. 11 b/g або 802. 11 n. 802. 11 — загальніший стандарт. – Використання тієї або іншої радіосистеми залежить від розміру передаваного файлу. Невеликі файли передаватимуться по повільному каналу, а великі — по високошвидкісному. Після закінчення передачі модуль повернеться в режим зниженого енергоспоживання. – Крім того, в Bluetooth 3. 0 з'явиться можливість під назвою "розширений контроль живлення" (Enhanced Power Control). Вона дозволяє уникнути розриву з'єднання, якщо пристрій поклали в сумку або в кишеню. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 28

Стандарти Bluetooth – Bluetooth 4. 0 – В грудні 2009 консорціум Bluetooth SIG анонсував Стандарти Bluetooth – Bluetooth 4. 0 – В грудні 2009 консорціум Bluetooth SIG анонсував стандарт Bluetooth 4. 0 для електронних датчиків. Новий стандарт призначений для передачі коротких пакетів даних обсягом по 8 -27 байт зі швидкістю 1 Мбіт/с. Для порівняння, Bluetooth 3. 0, розробка якого була завершена в квітні 2008, дозволяє передавати дані зі швидкістю до 24 Мбіт/с, але і призначений він для іншої сфери застосування. – Bluetooth 4. 0 планується використовувати в мініатюрних сенсорах, що розміщуються на тілі пацієнтів, в спортивного взуття, тренажерах тощо. Сенсори на базі нового стандарту зможуть передавати різну інформацію з навколишнього світу — температуру, тиск, вологість, швидкість пересування і так далі - на різні пристрої контролю, включаючи мобільні телефони. За словами представників консорціуму, окремий стандарт був розроблений у зв'язку з тим, що Bluetooth 3. 0 і більш ранні версії не в змозі забезпечити необхідний низький рівень енергоспоживання. – Перший чіп з одночасною підтримкою Bluetooth 4. 0 і 3. 0 випустив ST-Ericsson. . Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 29

Відповідність протоколів Bluetooth моделі OSI і стандартам IEEE 802 • Рис. 8. Соответствие протоколов Відповідність протоколів Bluetooth моделі OSI і стандартам IEEE 802 • Рис. 8. Соответствие протоколов Bluetooth модели OSI и стандартам IEEE 802 Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 30

Формат кадра • • • Рис. 9. Формат кадра Bluetooth, состоящего из одного слота Формат кадра • • • Рис. 9. Формат кадра Bluetooth, состоящего из одного слота Розглянемо формат кадру, що складається з одного слота, - 366 біт Поле даних займає 240 біт. Код доступу (72 біта) використовується для ідентифікації пикосети. Заголовок кадру (54 біта) містить МАС-адресу, одинбітовою ознака підтвердження прийому кадру, тип кадру, а також ряд ознак. МАС-адреса складається з трьох бітів, це тимчасова адреса одного їх семи підлеглих пристроїв, при цьому адреса ТОВ є широкомовною. Інформація заголовка також передається за допомогою бітів 1/3 алгоритми РЕС. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 31

Типи каналів Bluetooth • ACL (Asynchronous Connectionless Link). One of the two types of Типи каналів Bluetooth • ACL (Asynchronous Connectionless Link). One of the two types of data links defined for the Bluetooth Systems, it is an asynchronous (packet-switched) connection between two devices created on the LMP level. This type of link is used primarily to transmit ACL packet data. The other data link type is SCO. • SCO (Synchronous Connection Oriented link). One of the 2 bluetooth data link types defined. A synchronous (circuit-switched) connection for reserved bandwidth communications, e. g. voice, between two devices created on the LMP level by reserving slots periodically on a physical channel. This type of link is used primarily to transport SCO packets (voice data). SCO packets do not include a CRC and are never retransmitted. It primarily supports time-bounded information like voice. (Master to single slave. ) SCO links can be established only after an ACL link has first been established. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 32

Приклади мережних рішень Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 33 Приклади мережних рішень Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 33

Висновки • • Найпоширенішими технологіями WLAN є WI - FI, WI - Max, Bluetooth. Висновки • • Найпоширенішими технологіями WLAN є WI - FI, WI - Max, Bluetooth. Основною відмінністю між собою технологій WI - FI, WI - Max, Bluetooth являється використовуваний діапазон частот, способи передачі даних і рекомендований діаметр покриття. Усі основні технології доступу до середовища для WLAN стандартизовані WI - FI - IEEE 802. 11, WI - Max - IEEE 802. 16, Bluetooth - IEEE 802. 15. Безпека в безпровідних мережах забезпечується відповідно до одного з або декількох методів: фізичний (DSSS), з використанням ідентифікатора набору служби (SSID Service Set Identifier), з використанням ідентифікатора управління доступом до середовища (MAC ID - Media Access Control ID), шифруванням. WEP (Wired Equivalent Privacy), WPA і WPA 2 (Wi - Fi Protected Access). Технології мереж класу PAN використовуються в Bluetooth. Технологія Bluetooth. Використовує повний стек протоколів для організації передачі даних. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 34

Питання за лекційним матеріалом У чому полягає перевага WLAN Які недоліки мають WLAN Основні Питання за лекційним матеріалом У чому полягає перевага WLAN Які недоліки мають WLAN Основні сфери застосування WLAN Порівняти стандарти безпровідного зв'язку Охарактеризуйте Wi MAX Охарактеризуйте Wi - Fi Структура стека протоколів IEEE 802. 11 Специфікація 802. 11 а і 802. 11 b Мережа з базовим набором послуг (BBS) Топології локальних мереж стандарту 802. 11 Що таке служба розподіленої системи (DSS ) Що таке мережа з розширеним набором послуг (ESS) Що таке розподілений режим доступу DCF Який розмір слота і міжкадровий інтервал Що таке централізований режим доступу PCF Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 35

Питання за лекційним матеріалом Які режими роботи безпровідної мережі Як задається безпека Що таке Питання за лекційним матеріалом Які режими роботи безпровідної мережі Як задається безпека Що таке WEP, WPA Що таке персональні мережі PAN Охарактеризуйте Bluetooth Приклад архітектури Bluetooth Які методи для передачі інформації використовуються в Bluetooth Яка відповідність протоколів Bluetooth моделі OSI і стандартів IEEE 802 Приклад стека протоколів Bluetooth Структура кадру Bluetooth Приклад типів каналів Bluetooth Приклад роботи технології Bluetooth Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 36

Питання за лекційним матеріалом які методи кодування сигналів використовуються в мережах IEEE 802. 11? Питання за лекційним матеріалом які методи кодування сигналів використовуються в мережах IEEE 802. 11? який тип середовища використовується в розосередженій мережі для передачі даних між BSS -мережами? на що впливає ефект прихованого терміналу? яким чином виявляє колізії рівень MAC в мережах 802. 11? чи може станція мережі 802. 11 передати кадр іншої станції, що входить в ту ж BSS мережа, не безпосередньо, а через крапку доступу? з якою метою в режимі DCF дозволений для передачі кадрів період часу поділяється на слоти? З яких міркувань вибирається тривалість слота? за рахунок чого режим PCF завжди має пріоритет перед режимом DCF? чому не усі 625 біт тайм-слота Bluetooth використовуються для передачі кадру? у яких випадках один кадр Bluetooth переносить дані одного, двох або трьох каналів SCO? які методи комутації використовуються в технології Bluetooth? з яких причин в технології Bluetooth вибрана архітектура з головним і підлеглими пристроями? Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 37

Література 1. 2. 3. 4. 5. Олифер В. , Олифер Н. Комп’ютерні мережі. Принципи, Література 1. 2. 3. 4. 5. Олифер В. , Олифер Н. Комп’ютерні мережі. Принципи, технології, протоколи. - ред. 3, ред. 4, СПб. : Пітер. 2005, 2010 - 672 с. Сталлингс В. Комп’ютерні мережі, протоколи та технології Інтернету. – СПб. : БХВ-Петербург, 2005. -832 с Спортак М. , Паппас Ф. Комп’ютерні мережі та мережеві технології. СПб: ООО"ДИА-СОФТ", 2005. - 720 с Палмер М. , Синклер Р. Проектування та впровадження комп’ютерних мереж. Уч. Пособ. – 2 е вид. – СПб. : БХВПетербург, 2005. -752 с Столлингс В. Комп’ютерні системи передачі даных6 -е видання - М. : Видавничий дім Вільямс, 2002. - 928 с. Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 38

Інтернет ресурси http: //book. itep. ru/4/41/i 802_418. htm http: //mobil. km. ua/articals/technology/wlan. php http: Інтернет ресурси http: //book. itep. ru/4/41/i 802_418. htm http: //mobil. km. ua/articals/technology/wlan. php http: //www. trubka. ua/glossary/WLAN. html http: //www. smartphone. ua/w_wlan. html http: //citforum. univ. kiev. ua/nets/glossary/_terms. shtml http: //citforum. univ. kiev. ua/nets/tpns/contents. shtml http: //citforum. univ. kiev. ua/nets/semenov/ http: //citforum. univ. kiev. ua/nets/ip/contents. shtml http: //citforum. univ. kiev. ua/nets/protocols 2/index. shtml Слайд-лекції В. Саєнко, 2012 39