Главная » Приложение » Беспроводные интерфейсы. Беспроводные сети включают компьютерные устройства, базовые станции и беспроводную инфраструктуру. В общем случае интерфейсом называют некоторую совокупность правил, методов и средств, которые обеспечивают условия взаимодействия м

Беспроводные интерфейсы. Беспроводные сети включают компьютерные устройства, базовые станции и беспроводную инфраструктуру. В общем случае интерфейсом называют некоторую совокупность правил, методов и средств, которые обеспечивают условия взаимодействия м

Когда все составляющие для проведения соединения с интернет уже приобретены, можно начинать заниматься подключением. Так, настройка беспроводной сети wi-fi зависит от основного устройства, представленного персональным компьютером, ноутбуком. Настройка всемирной сети интернет напрямую зависит от операционной системы персонального компьютера.

Любая wi-fi камера для Windows также запускается в работу, после учета особенностей предоставляемого оборудования. У выбранной пользователем системы, обязательно присутствует окно, в котором отображается специальный пункт управления сетевыми подключениями.

Если необходимо установить беспроводное соединение в Windows xp, то следует учитывать разницу между нынешним продуктом деятельности компьютерных компаний и предыдущих версий.

Настройка беспроводной сети wi-fi в Windows xp считается более сложной, чем в windows 7.

Windows xp. Вначале пользователь должен выбрать в меню «Пуск» панели управления опцию «Сетевые подключения». Затем найти «беспроводное соединение» и кликнуть на нем. После включения этой команды связь налаживается, однако следует просмотреть доступные беспроводные сети, выбрав соответствующий пункт.

Чтобы основное устройство работало в заданном направлении, требуется «Изменить порядок предпочтения сетей». Когда появляется новое окно, уже можно поставить маркер возле «Использование Windows для настройки сети» и нажать на «Дополнительно». Далее снова придется вернуться в «Изменить порядок предпочтения сетей» и снять маркер с «Ключ предоставляется автоматически». Затем вводятся данные сети, и нажимается «ОК» для подтверждения.

Доступ к беспроводной сети для Windows 7

Настройка беспроводной сети wi-fi в Windows 7 начинается с «Панели управления», в которой выбираются «Дополнительные параметры системы».

Затем осуществляется переход на вкладку «Имя компьютера» и нажимается опция «Изменить».
После этого действия на мониторе появляется окошко с именами компьютера или домена. Само персональное рабочее устройство должно иметь уникальное название. Если это имя пришлось изменить, то требуется перезагрузка компьютера.

Установка параметров для подключения интернета в Windows 7

Далее щелкают по значку проводного соединения, который находится в нижней правой части монитора. Здесь появляется «Центр управления сетями и общим доступом». Его требуется выбрать, нажатием клавиши подтверждения. Из появившегося списка выделяют опцию «Добавить» и создают сеть «Компьютер-компьютер». Чтобы продолжить нажимают «Далее».

В полях с именами и параметрами сети по необходимости вводят данные. Затем подтверждают действия и включают общий доступ подключения к интернету. Беспроводная сеть wi-fi windows 7 начнет работать сразу же после нажатия «Закрыть».

Подключение Windows 8 к wi-fi

Первоначально установленные настройки на персональных компьютерах или ноутбуках не всегда позволяют без проблем подключиться к беспроводной сети. Ведь операционная система windows 8 может не видеть беспроводной адаптер, хотя он обязательно присутствует.

Настройка беспроводной сети wi-fi в Windows 8 обычно начинается с нажатия значка деления со звездочкой. После этого на мониторе появляется список предлагаемых беспроводных сетей. Одну из них следует выбрать, набрав требуемый код безопасности. Подтверждается вышеописанное действие кнопкой «Далее».

Когда речь идет о домашней сети, то лучше выбрать общий доступ. При нормальном подключении звездочка возле значка деления исчезает, и начинает отображаться уровень принятия сигнала.

Осуществления приема беспроводной связи десятой версией

Операционная система Windows 10 отличается от предыдущих версий дополнительными настройками, которые предусматривают использование сенсорных экранов. Здесь также автоматически обновляются необходимые драйвера. Из-за этой дополнительной функции настройка беспроводной сети wi-fi в Windows 10 не вызывает особых трудностей. Пользователю достаточно кликнуть на значок в правом нижнем углу монитора и определиться с доступной сетью.

Подключение wi-fi на Windows 10

Также есть возможность автоматически выбирать соединение, поставив галочку возле соответствующего пункта. Если адаптер wi-fi не подключен, то на рассматриваемом маркере с делениями вместо звездочки изображен крестик. Это легко исправить, путем нажатия определенной кнопки.

Чаще всего беспроводная сеть защищена паролем, который необходимо ввести в появившееся при подключении окошко, и подтвердить.

На современных компьютерах и ноутбуках уже присутствует встроенный специальный радиоприемник, отвечающий за отправку и получение информации на расстоянии без использования проводов. По этой причине настройки подключения wi-fi происходят без особенных затруднений.

  • Строим сеть своими руками и подключаем ее к Интернет, часть первая - построение проводной Ethernet сети (без коммутатора, в случае двух компьютеров и с ним, при наличии трех и более машин) и организация доступа в Интернет через один из компьютеров сети, на котором имеются две сетевые карты и установлена операционная система Windows XP Pro.

Стоит отметить, что если беспроводные адаптеры пока не встраивают в настольные компьютеры (единичные случаи есть, но обычно это поставляемые в комплекте с материнской платой беспроводные адаптеры, как, например, Asus WL-127), то с ноутбуками дела обстоят более радужно. Ноутбуки на платформе Intel Centrino имеют встроенный беспроводной адаптер стандарта 802.11b. В ноутбуках на базе других платформ (особенно последних моделей) так же часто можно встретить 802.11b или даже 802.11g адаптеры. Оно и понятно - настольные компьютеры обычно не носят, к ним легко один раз провести кабель и забыть. А вот ноутбук по определению является мобильным устройством. Таскать за собой провод, работая за ноутбуком, не всегда удобно (а иногда и невозможно).

Итак. Снова на всех компьютерах у нас установлена операционная система Microsoft Windows XP Professional с Service Pack версии 1. Но в этот раз она обладает русским интерфейсом (пожелания читателей учтены).

В каждом компьютере нужно установить WiFi адаптер (если, конечно, он не встроен). Это может быть карта формата Cardbus для ноутбуков, как X-Micro XWL-11GPAG , или устройство с интерфейсом USB, как Gigabyte GN-WLBZ201 (в виде flash-брелка или в более габаритном корпусе), а так же обычная PCI плата, например U.S.Robotics 802.11g Wireless Turbo PCI Adapter .

В нашей лаборатории мы развернули беспроводную сеть из трех компьютеров. На один из них (ноутбук) мы устанавливаем Cardbus адаптер Asus WL-100g . Интерфейс управления картой - утилита от ASUS (ASUS WLAN Control Center).

На второй - внешний адаптер с USB-интерфейсом ASUS WL-140 . Управление адаптером - через встроенный в Windows XP интерфейс (Zero Wireless Configuration).

И в последний - плата с PCI интерфейсом Asus WL-130g . Интерфейс управления в реализации от (производитель чипсета данной PCI карты).

Различные интерфейсы для конфигурирования беспроводных устройств были выбраны не случайно. Дело в том, что практически каждый производитель беспроводных решений считает своим долгом написать не только драйвер к карте, но еще и интерфейс управления. Разумеется, у разных производителей не совпадают внешний вид интерфейсов и расположение внутри них элементов управления. Обычный пользователь может легко потеряться и не найти нужных опций. Можно, конечно, воспользоваться Microsoft-реализацией интерфейса управления адаптерами, но их интерфейс довольно беден по настройкам, хотя настройку основных опций делать позволяет.

В общем случае следует запомнить, что в любом встреченном интерфейсе нам нужно найти:

  • SSID - имя беспроводной сети. Должно совпадать у всех адаптеров.
  • Channel - номер канала, в котором будут работать адаптеры, должен совпадать у всех адаптеров. Частотный диапазон в полосе 2.4 ГГц делится на несколько промежутков-каналов (всего их 13), в каждом из которых могут независимо друг от друга работать беспроводные устройства (на самом деле устройства, работающие в соседних или близких каналах все равно мешают работе друг друга). Разные беспроводные сети могут занимать один и тот же канал, но помехи, вызванные этим, будут сильно мешать работе сети - это отразится на ее стабильности и скорости передачи данных.
  • Data Rate - скорость передачи данных. Обычно достаточно выставить в режим автоматического определения (auto). Но бывают ситуации, когда в этом режиме (особенно при неустойчивой связи) адаптер постоянно «скачет» по скоростям. В этом случае лучше принудительно задать ему скорость работы.
  • Encryption - тип шифрования, используемый в беспроводной сети. Тип и ключи шифрования должны совпадать у всех устройств. Подробнее этот аспект будет рассмотрен в следующей статье.

1. ASUS WLAN Control Center - ASUS WL-100g

При первом запуске ASUS WLAN Control Center (после установки этой утилиты) она спрашивает, будет ли управление данной беспроводной картой осуществляться через нее или нужно предоставить эти функции Windows (ее сервису Zero Wireless Configuration). Подтверждаем, что хотим использовать утилиту от ASUS.

Не будет лишним отметить, что устанавливаемые интерфейсы от некоторых других производителей такой вопрос не задают, автоматически беря на себя управление адаптером. Хорошо хоть, что после своей анинсталляции они возвращают функции управления операционной системе. Но у меня были случаи, когда управление системе так и не возвращалось.

При запуске интерфейс выглядит примерно так, как показано на скриншоте.

  • Assotiation State: подключена ли карта к беспроводной сети (пока не подключена)
  • SSID: имя сети тоже отсутствует
  • Current Channel: на каком канале карта пытается найти сеть
  • Current Data Rate: на какой скорости работает адаптер, в данном случае число 54 ничего не означает, так как карта не подключена к беспроводной сети

Для перехода к конфигурированию адаптера, надо щелкнуть на Config . В открывшемся окне выставляем:

  • Network Type (тип сети): Ad Hoc, одноранговая беспроводная сеть, в сети одни лишь адаптеры, устройства типа «точка доступа» не используются;
  • SSID: имя сети выставили в my_net ;
  • Channel: установили шестой канал;
  • Data Rate: скорость работы беспроводного адаптера установили в автоматический режим

В следующей закладке, Encryption , настраивается шифрование. Во время первичной настройки беспроводной сети шифрование лучше отключить (так как если ничего не заработает, то будет ясно, что дело точно не в шифровании). Но рекомендую активировать шифрование сразу после того, как все компьютеры в беспроводной сети увидят друг друга.

В этой статье настройка шифрования не рассматривается. О нем - в следующем материале.

В закладке Advanced настраиваются специфические параметры беспроводных сетей. Лучше оставить их в том состоянии, в котором они и стоят по умолчанию. Рассмотрю лишь пару из них: 54g Mode и Protection (у разных производителей названия могут отличаться). Они отвечают за режимы работы (совместимость) в смешанных беспроводных сетях, где одновременно работают 802.11b и 802.11g адаптеры. Лучше ставить режим Auto или же читать документацию по конкретным адаптерам и драйверам к ним для выставления правильных параметров для работы устройств. В противном случае параметры, отличные от auto, могут не только увеличить скорость работы беспроводной сети, но и сделать ее полностью неработоспособной. Это касается и остальных опций в разделе Advanced .

После выставления всех нужных опций, надо кликнуть на Apply для применения установок к адаптеру.

После этого шага в трее выскочит информационное сообщение, что мы подключились к беспроводной сети,

а раздел Status интерфейса драйверов ASUS, примет примерно такой вид, как на скриншоте.

Информация о том, что мы подсоединились к беспроводной сети, в данном случае не означает, что компьютер действительно куда-то подключился. Сообщение о подключении может выскочить даже в том случае, если у нас лишь один компьютер с беспроводным адаптером.

Передаются ли (а точнее - принимаются ли) данные в сети можно узнать, кликнув на иконку беспроводного соединения в трее. Или выбрав ее в разделе Сетевые подключения , в которые можно попасть через панель управления, или меню Пуск, или райткликнув на иконке Сетевое окружение на рабочем столе и выбрав в появившемся меню пункт Свойства .

В появившемся окне свойств сетевого подключения нужно обратить внимание на счетчик принятых пакетов. Если там стоит число, отличное от нуля, значит, беспроводная сеть работает, точнее беспроводной адаптер принимает пакеты, т.е. слышит другие адаптеры в той же беспроводной сети. Счетчик же отправленных пакетов показателем работоспособности сети не является. Адаптер (точнее его драйвер) может отправлять пакеты «в никуда», даже в случае неработоспособности беспроводной сети.

Кстати говоря, за появление значка сетевого соединения в трее отвечает галочка, помеченная на вышеприведенном скриншоте. Обычно она включена по умолчанию. Попасть в свойства сетевого соединения можно, кликнув по кнопке свойства в окне состояния соединения.

Тут же, в свойствах TCP/IP, проверяем автоматическую настройку IP адреса и DNS серверов (обычно так и стоит).

В ASUS WLAN Control Center есть еще одна полезная опция - сохранение текущих настроек в профайл. Таким образом, можно создать несколько профилей (один - для дома, другой - для работы) и подгружать тот или другой (например, через Asus Mobile Manager) по мере необходимости. Возможность сохранения профилей есть в интерфейсах к беспроводным картам у многих производителей. В том числе и в интерфейсе Zero Wireless Configuration (встроенный в Windows интерфейс управления беспроводными устройствами).

Беспроводной адаптер на ноутбуке настроен (исключая шифрование). Переходим к настройке адаптера с PCI интерфейсом.

Интерфейс управления в реализации от Ralink - Asus WL-130g

Ralink Configuration Utility помещает себя в трей в виде вот такого симпатичного значка. При райтклике на него появляется меню, позволяющее выбрать, кто будет управлять беспроводным адаптером - Windows или Ralink Utility.

При запуске интерфейса мы попадаем в раздел Site Survey , где показываются находящиеся поблизости беспроводные сети. В данном случае видна лишь одна сеть - my_net, так как сеть с этим именем уже настроена на ноутбуке. Достаточно выделить ее и кликнуть на кнопку Add to Profile (создать профиль настроек для этой сети).

Если в Site Survey нет списка доступных сетей (допустим, это первый компьютер, на котором настраивается беспроводная сеть), не страшно - достаточно перейти в закладку Profile (профили), и нажать Add (добавить).

При создании профиля мы, как и в случае с картой на ноутбуке, ставим тип сети в Ad Hoc, SSID - my_net, и устанавливаем рабочим шестой канал.

В разделе Authentification and Security временно отключаем шифрование.

Осталось лишь активировать настроенный профиль, нажав кнопку Activate .

Напротив созданного профиля появилась пометка, говорящая о том, что в беспроводном адаптере используются настройки именно из этого профиля.

Так же имеет смысл зайти в раздел Advanced , дополнительных настроек. В нем установим типы адаптеров, которые могут работать в нашей беспроводной сети (Wireless mode ) в состояние 802.11 B/G mix, т.е. беспроводной адаптер на данном компьютере сможет общаться как с 802.11b, так и с 802.11g картами, установленными на других машинах (возможно, что для совместимости со старыми 802.11b адаптерами, возможно, понадобится вместо Auto, установить эту опцию в 54G LRS). Опцию B/G Protection , относящуюся к той же области, поставим в состояние Auto. TX Rate - скорость работы адаптера, то же установим в автоматический режим.

Теперь мы имеем два компьютера, подключенных к общей беспроводной сети. Имеет смысл проверить, видят ли они друг друга. Для этого, вызываем окно Состояния беспроводного адаптера (кликнув на беспроводной адаптер в Сетевых подключениях ). Видим нулевое количество принятых пакетов - это нормально, мы пока не обменивались информацией с другим компьютером.

Выясняем IP адреса обоих компьютеров, перейдя на закладку Поддержка . Разумеется, на обоих адаптерах должно стоять автоматическое определение IP-адреса и DNS серверов.

Ноутбук у нас имеет адрес 169.254.21.55, стационарных компьютер с PCI беспроводным адаптером - 169.254.218.234. Пингуем ноутбук со стационарного компьютера.

Для этого в Пуск -> Выполнить пишем:

ping 169.254.21.55 -t

и жмем Enter или кнопку Ok .

Удаленный компьютер должен отвечать на ping-запросы, а счетчик полученных пакетов - увеличиваться. Если этого не происходит, то беспроводная сеть не функционирует. Возможные причины - разные каналы, разные SSID, разные ключи/типы шифрования, или на одном компьютере оно включено, на втором - нет. Так же возможно, что на каком-то из компьютеров установлен 802.11b адаптер, а на другом - 802.11g, а также на втором отключена работа в режиме совместимости с 802.11b (возможно, также вместо 54G Auto нужно поставить 54G LRS или даже перевести все адаптеры в режим 802.11b Only).

Zero Wireless Configuration (встроенный в Windows интерфейс) - ASUS WL-140

Последний рассматриваемый сегодня интерфейс конфигурирования - встроенный в Windows. Его мы рассмотрим, настраивая внешний адаптер с USB интерфейсом ASUS WL-140.

При клике на значок беспроводного адаптера операционная система предупреждает (если она увидела беспроводную сеть), что в выбранной сети отсутствует шифрование. Все верно, мы его отключили на этапе конфигурирования (о его включении и настройке - в следующей статье). Можно установить флажок Разрешить подключение и нажать кнопку подключить - Windows установит параметры самостоятельно и мы попадем (скорее всего) в беспроводную сеть. А можно нажать кнопку Дополнительно , что и сделаем.

Выбираем доступную сеть из списка и жмем Настроить (если сети нет, то можно создать профиль для нее, нажав кнопку Добавить ).

Тут проверяем, что бы SSID сети был верным, а флажок Прямое соединение компьютер-компьютер (режим Ad Hoc) - активен. Шифрование пока отключено.

После нажатия Ok , в списке Предпочитаемых сетей появится наш новый профиль. Не помешает кликнуть на Дополнительные сведения - это ссылка на систему помощи Windows по настройке беспроводных сетей. Там написано довольно много интересного.

До расширенных (Advanced) настроек беспроводного адаптера можно добраться, зайдя на закладку Общие и нажав Настроить .

По большому счету, тут ничего трогать не следует. Большинство опций, обведенным красным, все равно игнорируются, так как используются данные из профиля, настраиваемого в Zero-утилите.

На этом настройку последнего адаптера можно считать законченной. Опять же имеет смысл проверить работу беспроводной сети, пропинговав с каждого компьютера. Именно так, потому что в Ad Hoc сети все машины для обмена данными друг с другом, соединяются напрямую. Поэтому вполне возможна ситуация, что в сети из трех машин (A, B, C), машина A пингует машину B, машина B пингует машину C (т.е. вроде бы сеть работает), но машина C не пингует машину A! Как раз с подобным я столкнулся при написании этого материала. Беспроводная сеть (в вышеописанном режиме) работала, в качестве машины A выступал ноутбук с адаптером WL-100g, в качестве C - компьютер с USB адаптером WL-140. Так вот WL-100g и WL-140 не видели друг друга, хотя оба успешно общались с WL-130g.

Проблема быстро решилась выставлением опции 54g mode в режим 54g LRS в настройках WL-100g адаптера. Это было связано со старой версией чипсета WL-140, он понимал не все скоростные режимы, в которых пытался работать WL-100g адаптер.

Стоит отметить, что вместо IP-адресов при пинге можно использовать Netbios-имена компьютеров. Как настроить имена, расшарить ресурсы и подобные вещи - было рассказано в первой статье цикла материалов о сетях своими руками.

Итак. Беспроводная сеть работает, ресурсы расшариваются, компьютеры друг друга видят. Пора включать шифрование данных и выводить беспроводную локальную сеть в Интернет. Шифрование требует отдельного разговора, а предоставление доступа в Интернет для описанной выше локальной сети несколько отличается от описанного в первой статье (там использовался механизм NAT на одном из сетевых интерфейсов). Здесь тоже будет использоваться NAT, но по неизвестной мне причине, требуется еще и включение моста. Обо всем этом будет рассказано в следующей статье.

Чтобы понять, о чем в статье речь, необходимо понимать значение слова «Интерфейс». Это слово означает возможности, способы и методы взаимодействия двух систем. Интерфейс роутера – это его связь, общение с чем-либо.

В нашем случае интерфейса два:

  1. Одна система – это человек (пользователь), вторая система – это сам роутер. То-есть пользователю необходимо зайти в настройки маршрутизатора и произвести там некоторые изменения, чтобы заставить его работать под свои требования. Это интерфейс настроек.
  2. Одна система – это компьютерная сеть, вторая система – это снова сам роутер. То есть он должен общаться с компьютерной сетью (собственно для чего он и был создан), для этого роутер должен иметь связь с сетью либо по проводам (LAN, WAN порты и др.), либо по Wi-Fi. Это интерфейс подключения.

Рассмотрим оба интерфейса подробнее, и начнем с настроек.

Интерфейс настроек роутера

Как мы уже поняли, чтобы настроить роутер, мы должны вступить с ним в диалог. То есть мы даем ему команду, он нас слышит, понимает, и выполняет. Интерфейсом, то есть посредником между пользователем и маршрутизатором, будет выступать самый обычный веб браузер (IE, Firefox, Opera и т.д.). Происходит это следующим образом.

Мы подключаемся роутером к компьютеру сетевым проводом патч корд, или через Wi-Fi, и запускаем веб браузер. У любого маршрутизатора есть сетевой IP-адрес – вводим его в адресную строку браузера. Например – 192.168.1.1.

Вход в настройки роутера

Адрес именно вашего маршрутизатора узнать не сложно – либо переверните его и прочитайте IP на этикетке под днищем, либо в инструкции по настройке роутера.

IP-адрес роутера на этикетке под днищем

Нажимаем «Enter», и роутер сразу спросит – а с кем имею честь общаться? То есть необходима авторизация. Имя пользователя и пароль также указываются под днищем роутера и в мануале. Вводим их в соответствующие поля и входим в меню настроек.

Настройки роутера

После входа в настройки начинается непосредственно общение с роутером, его настройка. Для удобства для человека (но никак не для компьютера или роутера) настройки производятся в удобном меню, с пунктами и подпунктами.

Окно настроек роутера

Вся эта «понятность» и «логичность» меню нужна только человеку, и оно действительно работает – настроить роутер очень легко и быстро даже пользователю с малым опытом. Это говорит о дружественном интерфейсе.

Например, нас нужно настроить Wi-Fi.

Настройка Wi-Fi маршрутизатора

Разумеется, мы переходим в пункт меню «Wireless», что означает беспроводная сеть.

Настройка Wi-Fi роутера

В открывшемся окне мы производим настройку именно Wi-Fi сети, ничего другого. Идет общение пользователя и маршрутизатора, взаимное понимание, интерфейс.

Сетевой интерфейс

Рассмотрим второй случай интерфейса, уже физического (ранее был диалоговый). Хоть с первого взгляда и нет между ними ничего общего, но общее есть – это интерфейс. Только в данной случае уже сетевой – происходит физическое подключение маршрутизатора к компьютерной сети проводами с специальные разъемы (порты), либо беспроводным соединением, что в данном случае не важно.

Сетевые интерфейсы роутера на задней панели

В данные порты и производится физическое подключение компьютерных сетевых проводов. Их, как минимум, два вида – «смотрящие» во внешний мир, то есть подключающиеся к другой сети или провайдеру (WAN порт), и «смотрящие» в собственную внутреннюю сеть (LAN порты). Операционная система Linux даже присвоила названия данным портам – WAN порт имеет обозначение «eth0», а LAN порт – «eth1».

Проводной интерфейс

Для проводного подключения потребуется сетевой провод. Их бывает несколько разновидностей – витая пара, коаксиальный кабель и оптоволокно.

Типы сетевых кабелей

Каждый из типа имеет свой разъем для подключения, то есть в порт для витой пары нельзя подключить коаксиальный кабель.

Наиболее часто используемый является тип витая пара – золотая середина между ценой и скоростью передачи данных. Подключение кабеля производится к соответствующему порту роутера (сетевой интерфейс маршрутизатора), и другим концом в сетевую карту компьютера (сетевой интерфейс PC).

Подключение к компьютеру

Для разных типов проводника данная процедура подключения не отличается, они однотипны.

Настройка WAN и LAN интерфейсов

Подключив провода, перейдем к настройке маршрутизатора. С процедурой входа в настройки через веб интерфейс мы ознакомились в начале статьи. Зайдя в настройки, переходим во вкладку «Network».

Настройка проводной сети

Выбрав пункт меню, раскроется подменю, содержащее в себе отдельно настройки LAN и WAN порта. Переходим в соответствующие подпункты и настраиваем необходимым нам образом. Конкретно настройки в данной статье не рассматриваются.

После ввода изменений обязательно жмем «Save», чтобы изменения сохранились и активировались.

Беспроводной интерфейс

Провода в настоящее время уходят в прошлое, и все больше уделяется разработкам беспроводных интерфейсов. К таковым относятся блютуз, инфракрасная передача и, конечно же, Wi-Fi. Именно за Wi-Fi будущее.

Через вай фай компьютеры и маршрутизаторы объединяются по воздуху посредством радиоволн с частотой 2,4 ГГц и 5 ГГц (в разработке и 6 ГГц). Для связи необходимы радиомодули и антенны.

Вай фай роутер

Включив маршрутизатор, он создает беспроводную сеть, которую необходимо обнаружить компьютером и подключиться к ней. Беспроводная сеть имеет имя, и по правилам хорошего тона – пароль для подключения к ней.

Все найденные сети отображаются на рабочем столе компьютера в правом нижнем углу.

Список обнаруженных Wi-Fi сетей

Кликнув мышкой два раза по названию сети, мы подключимся к ней. Но сначала необходимо е настроить в настройкам маршрутизатора. Как зайти в настройки Wi-Fi, было описано в первой части статьи.

На последок видео урок, как установить пароль на интерфейс роутеров TP-Link:

Беспроводные интерфейсы

В ноутбуках могут присутствовать IrDA‑порт, Bluetooth‑адаптер и Wi‑Fi‑интерфейс.

IrDA‑порт распространен, но не очень удобен в работе. При его использовании нужно размещать «глазки» инфракрасных портов, расположенных на обоих связываемых устройствах, в зоне прямой видимости и на небольшом удалении друг от друга (не более 10 см, что бы ни утверждали производители), а также обеспечивать практически полную их неподвижность в течение всего сеанса связи. Даже небольшое смещение портов, как правило, приводит к разрыву соединения. Поэтому практически невозможно использовать IrDA‑соединение, например, в транспорте. Кроме того, даже когда оба соединенных устройства неподвижны друг относительно друга, капризное инфракрасное соединение может разорваться без каких‑либо видимых причин.

Еще совсем недавно IrDA являлся наиболее распространенным беспроводным интерфейсом. Такой порт присутствовал в большинстве ноутбуков, во всех карманных компьютерах, допускающих автономное использование, принтерах и в большинстве мобильных телефонов. Последнее наиболее важно, так как сотовый телефон является самым распространенным средством выхода в Интернет с ноутбука. Скорость передачи данных через инфракрасный порт достигает до 115,2 Кбит/c.

Ноутбук может иметь два инфракрасных порта: один для установки связи с другими цифровыми устройствами, а другой – для пульта дистанционного управления (рис. 4.5). «Глазок» порта, предназначенного для пульта, обычно располагается на переднем торце ноутбука, но может иметь и внешнее исполнение (в таком случае его «пристегивают» к USB‑порту). Пульт (в просторечии – «ленивчик») актуален при использовании ноутбука в качестве проигрывателя аудио– и видеофайлов. Для других целей IrDA‑порт для пульта использовать невозможно: связи с цифровыми устройствами он не обеспечит.

Рис. 4.5. К ноутбуку можно подключить пульт дистанционного управления, упрощающий проведение презентаций

Bluetooth – устройство, передающее данные со скоростью до 722 Кбит/c, без сомнения, составляет серьезную конкуренцию IrDA.

Использование радиоканала для обеспечения беспроводного соединения не требует размещения связываемых устройств в зоне прямой видимости. Например, подключиться к телефону можно, не доставая аппарат из чехла, печатать – на принтере, стоящем в дальнем углу комнаты, и т. д. Причем соединение по радиоканалу более устойчивое, чем установленное через инфракрасный порт. Кроме того, Bluetooth с успехом применяется для создания персональных точек доступа. Все популярнее становятся модели, в которых модем – кабельный или ADSL – использует для связи с ноутбуком Bluetooth‑соединение. На первый взгляд, такое решение выглядит излишне изощренным, но при ближайшем рассмотрении оказывается весьма удобным. Согласитесь, глупо иметь ноутбук, мобильность которого даже в вашей квартире ограничена проводными соединениями.

Беспроводной интерфейс Wi‑Fi , также известный как IEEE 802.11, RadioEthernet или, по терминологии Apple, AirPort Extreme, применяется для беспроводного доступа к локальной сети. Существует множество стандартов IEEE 802.11. Скорость передачи данных через самый распространенный из них – IEEE 802.11а – составляет 54 Мбит/с. Соответствующие решения появились достаточно давно, но применялись в основном в корпоративных сетях и только относительно недавно стали доступны массовому пользователю.

Сегодня слово hotspot известно, наверное, всем. Так называют общедоступную зону с Wi‑Fi‑покрытием, то есть место, куда можно прийти со своим ноутбуком и подключиться к ресурсам локальной сети (обычно к Интернету, но возможны и другие варианты). Доступ может быть бесплатным, платным или предоставляемым на определенных условиях (например, посетителям ресторана, заказывающим еду и напитки). Сегодня на Западе такие точки существуют во всех крупных гостиницах, на вокзалах, в аэропортах и других местах сосредоточения мобильных пользователей: во многих кафе, ресторанах, интернет‑кафе, библиотеках, бизнес‑центрах (см. сайты www.jiwire.com, www.wifinder.com, www.totalhotspots.com и др.). Зоны с Wi‑Fi‑покрытием (как платные, так и бесплатные) получают все большее распространение и в России. Сайты с данными о местоположении таких точек в разных городах (например, www.freewifi.ru, http://wifi.yandex.ru или http://wifi.ru/) становятся одной из наиболее востребованных категорий ресурсов Интернета. Одного взгляда на их перечень достаточно, чтобы понять: подключение через Wi‑Fi не является европейской или столичной «штучкой», поскольку точку доступа можно найти в более‑менее большом городе в любой стране. Это значит, что наличие соответствующего адаптера в ноутбуке, с которым вы планируете перемещаться не только в пределах собственной квартиры или офиса, – насущная необходимость.

Примечание

Взлет популярности Wi‑Fi в немалой степени произошел благодаря политике, проводимой компанией Intel. Корпорация занимается активной популяризацией этого способа беспроводного доступа к интернет‑ресурсам и продвигает технологию Centrino, неотъемлемой частью которой является Wi‑Fi‑адаптер. В результате Wi‑Fi‑адаптеры встречаются в ноутбуках значительно чаще, чем Bluetooth‑модули.

Большинство выпускаемых сегодня ноутбуков имеют встроенные Wi‑Fi‑адаптеры. Однако, если такового в вашем портативном компьютере не оказалось, не расстраивайтесь: практически к любому ноутбуку можно приобрести внешний Wi‑Fi‑адаптер, подключаемый к USB‑порту или выполненный в виде PC‑карты.

Разъемы и порты

Все современные ноутбуки оснащены USB‑портами , к которым можно подключить практически все современные периферийные устройства. Интерфейс USB 2.0 обеспечивает передачу данных со скоростью до 60 Мбит/c и обладает обратной совместимостью с USB 1.1. Этот мудреный термин означает, что к портам USB 2.0 можно подключать устройства, поддерживающие USB 1.1, и эти устройства будут корректно работать, хотя скорость обмена данными при этом не превысит 12 Мбит/c (то есть будет такой, которую обеспечивает «младшая» версия стандарта).

Хорошим тоном является оснащение ноутбука портами FireWire (официальное название интерфейса – IEEE 1394, он известен и как i.Link). Данный интерфейс не является необходимым, но может оказаться удобным при подключении периферийных устройств, с которыми производится интенсивный обмен данными: цифровых видеокамер, устройств чтения карт памяти (Card‑Reader), внешних накопителей (как приводов компакт‑дисков и DVD, так и на основе жесткого диска), цифровых фотокамер с крупными сенсорами и т. д. Скорость передачи данных через FireWire – до 400 Мбит/c.

От портов старых форматов – LPT, COM и PS/2 (их называют legacy – унаследованные) – производители ноутбуков постепенно отказываются. Это правильно, так как все меньше людей работает, например, с принтерами, подключаемыми по LPT, и с мышами, использующими COM‑интерфейс. Таким образом, эти порты уже практически не применяются, а пользователю приходится таскать с собой дополнительный груз. Пусть он составляет лишь несколько десятков граммов, и все же…

Исключение – порт PS/2. Его наличие в ноутбуке все еще актуально. Во‑первых, USB‑клавиатуры несколько превосходят по цене PS/2‑клавиатуры. Во‑вторых, до сих пор используется большое количество мышей, подключаемых через этот интерфейс, а любой пользователь предпочтет работать с привычным манипулятором.

Все ноутбуки снабжены VGA‑разъемом , позволяющим подключать к компьютерам внешний монитор или проектор (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Некоторые ноутбуки (обычно модели, рассчитанные на профессиональное применение) позволяют подключать сразу два внешних монитора

Некоторые производители оснащают свои ноутбуки фирменными интерфейсами . Например, некоторые системы ThinkPad (ранее выпускаемые IBM, а теперь – Lenovo) имеют разъем фирменного стандарта UltraPort, через который к системе можно подключить модуль инфракрасной связи, Bluetooth‑модуль, РС‑камеру и некоторые другие устройства. Есть собственные стандарты интерфейсов и у других компаний. Например, ноутбуки ASUS снабжались фирменным интерфейсом Ai‑Box, позволяющим подключать дисковые накопители. Однако номенклатура периферийных устройств, подключаемых к фирменным интерфейсам, немногочисленна, они мало распространены и стоят достаточно дорого, а потому и применяются крайне редко.

При выборе ноутбука обратите внимание на взаимное расположение портов (рис. 4.7). Если их разъемы расположены близко друг к другу, то работать будет неудобно: подключение одного внешнего устройства может практически заблокировать доступ к соседним портам. Как показывает практика, от интерфейсов, разъемы которых расположены друг над другом, нет никакой пользы: при подключении устройства к одному из них второй оказывается недоступным.

Рис. 4.7. Взаимное расположение портов существенно влияет на удобство работы

Совет

Ноутбук обязательно должен иметь побольше USB‑портов; legacy‑порты избыточны, FireWire используется нечасто (однако, если вы обладаете DV видеокамерой, такой интерфейс вам необходим), а фирменные порты вообще неактуальны.

Факс‑модем

Модемы для телефонных линий встраивают во все современные ноутбуки. Нам не удалось обнаружить на рынке модели, в которой бы отсутствовал интегрированный модем на 56 Кбит/с.

Модемы ноутбуков ничем особенным друг от друга не отличаются, достигаемая скорость передачи данных при использовании российских телефонных сетей примерно одинакова.

Разумеется, установленные в ноутбуках модемы могут отправлять и принимать факсы, но сегодня такая форма коммуникаций считается морально устаревшей и стремительно вытесняется электронной почтой. Однако факсы продолжают использоваться для передачи документов, изображений, поздравлений и т. д., поэтому факс‑составляющая коммуникационной подсистемы ноутбука, похоже, будет актуальна еще довольно долгое время.

Следует отметить также, что привычная связь через модем начинает активно вытесняться ADSL и спутниковыми технологиями. Многим пользователям встроенный в ноутбук модем может и не понадобиться.

Сетевой адаптер

Адаптер для подключения к локальной сети присутствует в любом ноутбуке. В большинстве случаев это Ethernet 10/100, но сегодня появляются портативные компьютеры, оснащенные Ethernet‑картами, поддерживающими скорость соединения 1 Гбит/с. Значимых для пользователя различий между разными сетевыми адаптерами ноутбуков нет.

Клавиатура

Удобная клавиатура крайне важна для комфортной работы на ноутбуке! Однако пользователи часто забывают про это, обращая при выборе портативного компьютера внимание на все что угодно, только не на клавиатуру.

Оценить удобство системы ввода‑вывода на глаз невозможно, поэтому перед приобретением ноутбука следует набрать на его клавиатуре хотя бы короткий текст, чтобы понять, удобно ли вам работать. Особого комфорта при первом знакомстве с непривычной клавиатурой не ждите, но и выраженного раздражения от соприкосновения пальцев с клавишами не должно возникать. Если клавиатура ноутбука, который вы планируете купить, вас раздражает, лучше попытайтесь подыскать другую модель – клавиатура в мобильном компьютере является встроенной, и заменить ее невозможно!

Внимание!

Клавиатура ноутбука не должна прогибаться под пальцами при ударах по клавишам! От портативного компьютера, обладающего такой особенностью, следует отказаться.

Дополнительных ухищрений, улучшающих эргономику клавиатуры, в ноутбуках почти не применяют. Разве что компания Acer иногда располагает на своих моделях клавиши чуть изогнутыми рядами, однако это не сильно меняет ситуацию.

На клавиатуре ноутбука обычно присутствуют дополнительные клавиши (рис. 4.8). Часто они выполняют жестко закрепленные функции, ограничивающиеся запуском определенных приложений – браузера, почтовой системы, программы для установки связи с провайдером и т. д. В некоторых ноутбуках дополнительные клавиши можно программировать для действий, отличающихся от заданных по умолчанию.

Рис. 4.8. На клавиатуре ноутбука обычно присутствуют дополнительные клавиши, которые можно настроить на запуск наиболее часто используемых приложений

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Перспективные беспроводные интерфейсы локальных сетей

  • Введение
    • 1.1 Общие понятия
    • 1.4 Точки доступа
    • 2.1 Стандарт 802.11
    • 2.4 Wi-Fi
    • 2.5 HiperLAN/2
  • Заключение
  • Библиографический список

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

1.1 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.

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.

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

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. 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. 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 . 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. 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.

1.2 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) . 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

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).

Уровень 3 -- сетевой уровень. Обеспечивает маршрутизацию пакетов при их следовании от отправителя к получателю. Механизм маршрутизации обеспечивавший отправку пакетов в направлении, ведущем к указанной точке назначения. На этом уровне работает протокол Internet (Internet Protocol, IP).

Уровень 2 -- канальный уровень. Обеспечивает доступ к среде, а также синхронизацию между объектами сети и контроль ошибок. В беспроводных сетях на этом уровне также осуществляется координация доступа к совместно используемой среде и повторная передача в случае возникновения ошибок при передаче данных от отправителя к получателю. В большинстве разновидностей беспроводных сетей используется общий метод выполнения функций на канальном уровне, независимо от реально используемых средств передачи.

Уровень 1 -- физический уровень. Обеспечивает реальную передачу информации через среду. К физическому уровню можно отнести радиоволны и ИК-излучение.

За счет комбинирования уровней сетевые структуры обеспечивают выполнение необходимых функций, но беспроводные сети непосредственно используют только нижние уровни вышеописанной модели. Например, плата интерфейса сети выполняет функции канального и физического уровней. Другие составляющие, такие как промежуточное программное обеспечение беспроводной сети, обеспечивают выполнение функций, характерных для сеансового уровня. В некоторых случаях добавление беспроводной сети может повлиять только на нижние уровни, но для обеспечения эффективной работы приложений в случае ухудшения характеристик беспроводной сети не стоит забывать и о более высоких уровнях.

Каждый уровень модели OSI обеспечивает потребности вышестоящего уровня.

Так, TCP, работающий на транспортном уровне, устанавливает соединение с приложениями, выполняемыми на удаленном хосте, не учитывая то, как нижние уровни обеспечивают синхронизацию и передачу сигналов.

Как следует из Рисунок 1.1, протоколы на каждом уровне взаимодействуют через сеть с уровнем соответствующего ранга. Однако реальная передача данных происходит на физическом уровне. В результате такая структура обеспечивает процесс расслоения, при котором конкретный уровень вставляет информацию своего протокола во фреймы, размещающиеся во фреймах нижних уровней. Фрейм, пересылаемый на физическом уровне, в действительности содержит фреймы всех верхних уровней.

В пункте назначения каждый уровень передает соответствующие фреймы всем вышестоящим уровням, обеспечивая работу протоколов на уровнях одинакового ранга.

1.3 Интерфейсы беспроводной локальной сети

В беспроводных сетях используются те же компоненты, что и в проводных сетях, однако беспроводные сети должны уметь преобразовывать информацию в форму, пригодную для передачи ее через воздушную среду (medium). Хотя беспроводная сеть непосредственно включает только часть всей инфраструктуры сети, снижение параметров всей сети вызывается, несомненно, ухудшением, вызванным применением беспроводной среды передачи.

Беспроводные сети включают компьютерные устройства, базовые станции и беспроводную инфраструктуру.

Плата интерфейса сети, или сетевой адаптер (network interface card), обеспечивает интерфейс между компьютерным устройством и инфраструктурой беспроводной сети. Она устанавливается внутри компьютерного устройства, но применяются и внешние сетевые адаптеры, которые после включения остаются вне компьютерного устройства.

Стандарты на беспроводную сеть определяют, как должна функционировать плата интерфейса сети. Например, плата, соответствующая стандарту IEEE 802.11b, сможет взаимодействовать лишь с беспроводной сетью, инфраструктура которой соответствует этому же стандарту. Поэтому пользователи должны быть внимательными и заботиться о том, чтобы выбранная ими плата соответствовала типу инфраструктуры той беспроводной сети, к которой они желают получить доступ.

Основной компонент беспроводной локальной сети -- радиоплата интерфейса сети, зачастую реализуемая на основе стандарта 802.11. Эти радиоплаты обычно работают на одном физическом уровне -- 802.11а или 802.11b/g. Как следствие, радиоплата должна реализовывать версию стандарта, совместимого с беспроводной локальной сетью. Радиоплаты беспроводных локальных сетей, реализующие сразу несколько версий этого стандарта и обеспечивающие поэтому более высокую способность к взаимодействию (interoperability), становятся все более распространенными.

Плата интерфейса беспроводной сети характеризуется также форм-фактором, определяющим физические и электрические параметры интерфейса шины, который позволяет плате взаимодействовать с компьютерным устройством.

Радиоплаты поставляются в различных форм-факторах: ISA, PCI, PC card, miniPCI и CF. В ПК обычно используются платы ISA и PCI, а в PDA и ноутбуках PCcard, mini-PCI и CF-адаптеры.

Industry-Standard Architecture (ISA)

Industry-Standard Architecture (ISA) -- архитектура, соответствующая промышленному стандарту. Шина ISA получила широкое распространение с начала 80-х годов. Хотя ее характеристики были весьма невысокими, почти все производители ПК до недавнего времени устанавливали хотя бы один разъем для шины ISA. Но ее характеристики не могли улучшаться так же быстро, как параметры других компьютерных компонентов, и сейчас уже доступны высокоскоростные альтернативы этой шине. Шина ISA не оказала серьезного влияния на характеристики беспроводных локальных сетей стандарта 802.lib. Не стоит приобретать новые карты ISA, поскольку они уже устарели.

Peripheral Component Interconnect (PCI).

На сегодня локальная шина соединения периферийных устройств -- наиболее популярный интерфейс для ПК, поскольку имеет высокие характеристики. Изначально разработала и выпустила PCI в 1993 г. компания Intel, и эта шина до сих пор удовлетворяет потребностям последних моделей мультимедийных компьютеров. Платы PCI стали первыми, в которых была реализована технология "plug-and-play", значительно облегчающая установку платы интерфейса сети в компьютер. Схемные решения PCI могут распознать совместимые PCI-платы и начать работу с операционной системой компьютера, чтобы выполнить конфигурацию каждой платы. Это экономит время и позволяет избежать ошибок при установке плат неопытными пользователями.

PC Card

Платы конструктива PC Card были разработаны в начале 90-х годов Международной ассоциацией производителей плат памяти для персональных компьютеров IBM PC (Personal Computer Memory Card International Association, PCMCIA). PC Card представляет собой устройство размером с кредитную карту, содержащее внешнюю память, модемы, устройства подключения к внешним устройствам, а также обеспечивающее совместимость с беспроводной сетью для небольших компьютерных устройств, таких как ноутбуки и PDA. Наиболее широко распространенны и даже более популярны, чем платы для шин ISA или PCI, поскольку используются в ноутбуках и PDA, число которых быстро растет. Можно использовать PC Card и в настольном ПК, воспользовавшись адаптером, преобразующим PC Card в плату PCI, т.е. одна сетевая интерфейсная плата для двух компьютеров. Вы можете брать PC Card в деловую поездку или на работу и использовать ее же в своем настольном ПК в офисе.

Mini-PCI.

Плата типа мини-PCI представляет собой уменьшенную версию стандартной платы PCI для настольных ПК и пригодна для установки в небольшие мобильные компьютерные устройства. Она обеспечивает почти такие же возможности, как и обычная плата PCI, но ее размеры примерно в четыре раза меньше. Плата типа мини-PCI может устанавливаться в ноутбуки (опционально, по желанию покупателя). Серьезным преимуществом платы такого типа (использующей радиоканал) является то, что она оставляет свободным разъем для установки PC Card, в который можно вставить плату расширения памяти или графического акселератора. Кроме того, стоимость беспроводной платы интерфейса сети на основе технологии мини-PCI, как правило, ниже. Однако эти платы тоже имеют недостатки. Для их замены, как правило, приходится разбирать ноутбук, из-за чего можно лишиться гарантии производителя. Применение платы типа мини-PCI может также привести к снижению производительности, поскольку часть обработки (если не всю обработку) они возлагают на компьютер.

CompactFlash.

Впервые технология CompactFlash (CF) была предложена корпорацией SanDisk в 1994г., но беспроводные сетевые интерфейсные платы форм-фактора CF до недавнего времени не производились. Плата CF небольшого размера, весит 15 г (половину унции) и вдвое тоньше PC Card. Ее объем вчетверо меньше, чем у радиоплаты типа PC Card. Отличается низкой потребляемой мощностью, благодаря чему батареи питания служат значительно дольше, чем при использовании устройств с PC Card.

Самые распространенные адаптеры для беспроводных ЛВС имеют формфактор PC Card Туре II. Для подключения к ПК они оснащены либо 16-разрядным хост-интерфейсом PCMCIA, который можно сравнить со старой компьютерной шиной ISA, либо 32-разрядным хост-интерфейсом CardBus, являющимся аналогом шины PCI. Для нормальной работы 11-Мбит/с адаптера стандарта 802.11b вполне достаточно пропускной способности 16-разрядного интерфейса, но платы стандартов 802.11a и 802.11b, работающие быстрее, должны иметь интерфейс CardBus -- многие ноутбуки оснащены им. Не следует думать, что если мобильное вычислительное устройство новое, то оно обязательно оборудовано слотом CardBus. Например, блок расширения PC Card для популярных карманных компьютеров HP iPaq поддерживает только 16-разрядные платы PCMCIA.

Большая часть недавно выпущенных ноутбуков оснащена встроенным 32-битовным хост-интерфейсом mini-PCI. Обычно слот mini-PCI находится под крышкой на нижней панели ноутбука. Очень часто беспроводные сетевые адаптеры mini-PCI предустанавливаются производителями на свои машины. Если в вашем ноутбуке такой адаптер отсутствует, вы можете купить и инсталлировать его сами.

Стационарный ПК подключается к беспроводной ЛВС с помощью либо беспроводного сетевого PCI-адаптера, либо беспроводного интерфейса USB. Для установки PCI-адаптера нужны определенные навыки, и здесь стоит отметить, что если системный блок ПК располагается под столом, то там же оказывается и антенна этого адаптера -- согласитесь, не лучшее место для нее с точки зрения обеспечения надежной радиосвязи. Беспроводной интерфейс USB инсталлировать гораздо удобнее, к тому же его можно разместить так, чтобы ничто не мешало приему и передаче радиосигналов. Впрочем, в случае применения этого интерфейса может наблюдаться некоторое снижение скорости передачи данных по сравнению с таковой у PCI-адаптера.

1.4 Точки доступа

Связь между отдельными пользовательскими устройствами беспроводной сети и платы интерфейса сети обеспечивается при помощи точки доступа.

Системное программное обеспечение точки доступа обеспечивает взаимодействие частей беспроводной локальной сети и распределительной системы точки доступа. Это программное обеспечение дифференцирует точки доступа по степени обеспечения управляемости, установки и функциям безопасности.

В большинстве случаев точка доступа обеспечивает http-интерфейс, позволяющий изменять ее конфигурацию с помощью пользовательского устройства, оборудованного сетевым интерфейсом, и Web-браузера. Некоторые точки доступа также оснащаются последовательным интерфейсом RS-232, благодаря чему их можно конфигурировать через последовательный кабель или пользовательское устройство, осуществляющее эмуляцию терминала и выполняющее программу Telnet (гипертерминал).

2. Технологии беспроводных локальных сетей

Чаще всего беспроводные локальные сети создают в соответствии со стандартами 802.11 и HyperLAN/2. Их мы и рассмотрим.

2.1 Стандарт 802.11

Стандарт IEEE 802.11 описывает общий протокол управления доступом к передающей среде (Media Access Control, MAC) и несколько физических уровней беспроводных локальных сетей. Первая редакция стандарта 802.11 .была принята в 1997 г., но тогда беспроводные локальные сети не нашли широкого применения. Ситуация коренным образом изменилась в 2001-м, когда цены на компоненты резко снизились. Рабочая группа по разработке стандарта IEEE 802.11 активно работает над усовершенствованием стандарта, стремясь улучшить характеристики и защищенность беспроводных локальных сетей. Стандарт 802.11 регламентирует применение физического уровня с использованием ИК-излучения, однако в настоящее время на рынке отсутствуют продукты, соответствующие этой версии стандарта.

2.2 Уровень MAC канального уровня стандарта 802.11

Стандарт 802.11 описывает один уровень MAC, на котором обеспечивается выполнение множества функций с целью обеспечения работоспособности беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. Уровень MAC осуществляет управление и поддержку связи между станциями стандарта 802.11 (радиоплатами интерфейса сети и точками доступа), координируя доступ к совместно используемой среде (в данном случае к радиоэфиру). Считающийся "мозгом" сети, уровень MAC стандарта 802.11 управляет физическим уровнем стандарта 802.11, таким как 802.11а, 802.11b или 802.11g, с целью решения задач по определению занятости или незанятости среды, осуществления передачи и приема фреймов стандарта 802.11. Прежде чем передать фрейм, станция должна получить доступ к среде, т.е. совместно используемому станциями радиоканалу. Стандарт 802.11 регламентирует две формы доступа к среде: распределенная функция координации (distributed coordination function, DCF) и точечная функция координации (point coordination function, PSF). Поддержка режима DCF обязательна и основана на протоколе, обеспечивающем множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA). При работе в режиме DCF станции вступают в конкуренцию за право доступа к среде и пытаются передать фреймы, если в это время никакая другая станция не осуществляет передачу (Рисунок 2.1). Если какая-то станция передает фрейм, остальные ждут освобождения канала.

Рисунок 2.1 Распределенная форма доступа к среде

В качестве условия доступа к среде (Рисунок 2.1) уровень MAC проверяет значение своего вектора распределения сети (network allocation vektor, NAV), который представляет собой размещенный на каждой станции счетчик, значение которого соответствует времени, необходимому для передачи предыдущего фрейма. Значение NAV должно быть равно нулю, чтобы станция могла попытаться отправить фрейм. Прежде чем послать фрейм, станция вычисляет необходимое для его передачи время на основе объема фрейма и скорости передачи данных в сети. Станция помещает значение, соответствующее названному времени, в поле продолжительности (duration field) заголовка фрейма. Когда станция получает фрейм, она проверяет значение в его поле продолжительности и использует его в качестве основы для установки своих NAV. Благодаря этому процессу среда резервируется для использования ее передающей станцией.

Важным аспектом режима DCF является таймер отката (back-off timer), который станция использует в случае, если среда передачи оказывается занятой. Если канал используется другой станцией, желающая передать фрейм станция должна находиться в режиме ожидания некоторый случайный промежуток времени и лишь после этого вновь попытаться получить доступ к среде. Благодаря этому исключается возможность того, что несколько станций, намеревающихся передать фреймы, начнут их отправку одновременно. Из-за случайной задержки разные станции ожидают права на передачу в течение разных периодов времени, поэтому не проверяют среду на занятость в один и тот же момент времени и, обнаружив, что канал свободен, не начинают передачу, создавая тем самым коллизию. Таймер отката существенно снижает число коллизий и, соответственно, повторных передач, особенно когда количество активных пользователей велико.

При использовании локальных сетей на основе радиоканалов передающая станция не может прослушивать среду на предмет возникновения коллизии во время отправки данных, поскольку она не способна использовать свой приемник во время передачи данных. Поэтому приемная станция должна послать подтверждение (acknowledgement, ACK) того, что она не обнаружила в полученном фрейме ошибок.

Если передающая станция не получит АСК в течение определенного промежутка времени, она предполагает, что произошла коллизия или фрейм был поврежден из-за радиопомех, и передает его повторно.

С целью поддержки оперативной передачи фреймов (например, видеосигналов) стандарт 802.11 опционально предлагает механизм PCF, при использовании которого точка доступа гарантирует конкретной станции доступ к среде путем опроса станции в период, свободный от конкуренции. Станции не могут передавать фреймы до тех пор, пока точка доступа не опросит их на предмет наличия фреймов для передачи. Периоды времени для трафика данных на основе механизма PCF (если это возможно) наступают поочередно с периодами конкуренции.

Точка доступа опрашивает станции в соответствии с опросным листом, затем переходит в режим конкуренции, при котором станции используют механизм DCF.

Благодаря этому поддерживаются оба режима работы -- синхронный и асинхронный. Однако на рынке пока отсутствуют беспроводные платы интерфейса сети или точки доступа, способные работать в режиме PCF.

Одна из проблем, связанных с PCF, состоит в том, что мало кто из поставщиков поддерживает его в своих продуктах. Поэтому обычно предоставляемые этим механизмом возможности оказываются недоступными для пользователей. Однако в будущем продукты будут поддерживать PCF, поскольку этот механизм позволяет получить необходимое качество обслуживания (QoS).

Рассмотрим основные функции, выполняемые на уровне MAC стандарта 802.11.

Сканирование

Стандарт 802.11 регламентирует оба варианта сканирования-- активное и пассивное. В ходе этого процесса радиоплата интерфейса сети отыскивает точку доступа. Пассивное сканирование является обязательным, при его осуществлении каждая плата интерфейса сети сканирует отдельные каналы с целью обнаружения наилучшего сигнала от точки доступа. Точки доступа периодически в широковещательном режиме посылают маячковый сигнал (beacon). Радиоплаты интерфейса сети принимают эти маячковые сигналы и принимают к сведению уровень соответствующего сигнала. Эти маячковые сигналы содержат информацию о точке доступа, включая ее идентификатор зоны обслуживания (service set ifentifier, SSID) и поддерживаемую скорость передачи данных. Радиоплата интерфейса сети может использовать эту информацию наряду с данными об интенсивности сигнала для сравнения точек доступа и принятия решения о том, к какой из них следует подключиться.

Опциональное активное сканирование осуществляется похожим способом, заисключением того, что этот процесс инициируется радиоплатой интерфейса сети. Она посылает широковещательный зондирующий фрейм (probe frame), а все точки доступа, находящиеся в радиусе действия, посылают ей ответ на зондирующий фрейм (probe responce). Благодаря активному сканированию радиоплата интерфейса сети может немедленно получить ответы от точек доступа, не дожидаясь передачи маячкового сигнала. Однако при активном сканировании в сети возникают непроизводительные затраты, обусловленные передачей зондирующих фреймов запроса и ответов на них.

Станции, работающие в режиме неплановой сети, в стандарте 802.11 называются независимой базовой зоной обслуживания (independent basic service set, IBSS). При работе в этом режиме одна из станций всегда посылает маячковые сигналы, извещая тем самым новые станции о наличии сети. Ответственность за передачу этого маячкового сигнала лежит на каждой станции, ожидающей завершения маячкового интервала (beacon interval) еще некоторое случайное время. Станция передает маячковый сигнал, если по истечении маячкового интервала и некоторого случайного промежутка времени эта станция не получит маячковый сигнал от какой-либо другой станции. Таким образом, ответственность за передачу маячковых сигналов распределяется между всеми станциями.

Аутентификация

Аутентификация -- это процесс, в ходе которого проверяется идентичность. Стандарт 802.11 регламентирует две ее формы: открытая система аутентификации и аутентификация с совместно используемым ключом. Открытая система аутентификации является обязательной и проводится в два этапа. Радиоплата интерфейса сети инициирует процесс аутентификации, посылая точке доступа фрейм запроса на аутентификацию. Точка доступа отвечает фреймом ответа на запрос об аутентификации, содержащий разрешение или отказ в аутентификации, что указывается в поле кода состояния (status code) тела фрейма.

Аутентификация с совместно используемым ключом является опциональной и осуществляется в четыре этапа. Процесс основан на определении того, имеет ли аутентифицируемое устройство правильный WEP-ключ." Радиоплата интерфейса сети начинает его, посылая точке доступа фрейм запроса на аутентификацию. Точка доступа, поместив текст вызова (challenge text) в тело фрейма ответа, посылает его радиоплате интерфейса сети. Радиоплата интерфейса сети использует свой WEP-ключ для шифрования текста вызова и посылает его назад точке доступа в другом фрейме аутентификации. Точка доступа дешифрует текст вызова и сравнивает его с первоначальным. Если оба текста эквивалентны, точка доступа предполагает, что радиоплата интерфейса сети имеет корректный ключ. Точка доступа завершает последовательность обменов путем отправки радиоплате интерфейса сети фрейма аутентификации с разрешением или отказом. Многие хакеры знают, как можно преодолеть барьер, создаваемый посредством аутентификаций с совместно используемым ключом, поэтому полагаться на такую систему защиты, если нужно обеспечить высокий уровень безопасности, не стоит.

Привязка

После завершения процесса аутентификации радиоплата интерфейса сети должна привязаться к точке доступа, только после этого она сможет посылать фреймы данных.

Привязка (association) необходима для обмена важной информацией между радиоплатой интерфейса сети и точкой доступа, например, о поддерживаемых скоростях передачи данных. Радиоплата интерфейса сети инициирует процесс привязки путем отправки фрейма с запросом на привязку, содержащим такие данные, как SSID и поддерживаемая скорость передачи данных. Точка доступа отвечает, отправляя фрейм ответа на запрос о привязке, содержащий идентификатор ассоциации и другую информацию по точке доступа. После того как радиоплата интерфейса сети и точка доступа завершат процесс привязки, они могут передавать одна другой фреймы данных.

WEP

Если опциональный режим WEP доступен, плата интерфейса беспроводной сети, прежде чем передать какой-либо фрейм, шифрует его тело (но не заголовок) с использованием общего ключа. Приемная станция, получив фрейм, дешифрует его с помощью общего ключа. Стандарт 802.11 не регламентирует метод распределения ключа, что делает беспроводные локальные сети стандарта 802.11 уязвимыми для подслушивания. Однако версия 802. Hi этого стандарта повышает степень защищенности за счет введения в стандарт механизмов 802.11х и более надежного шифрования.

RTS/CTS

Опциональные механизмы определения готовности к передаче (request to send) и готовности к приему (clear to send) позволяют точке доступа контролировать процесс использования среды передачи станциями, у которых активизирована функция RTS/CTS. При использовании большинства радиоплат интерфейса сети пользователи могут устанавливать максимальный объем фрейма, при превышении которого радиоплата интерфейса сети активизирует режим RTS/CTS. Например, при задании объема фрейма, равного 1000 бит, режим RTS/CTS будет использован для всех фреймов объемом свыше 1000 бит. За счет использования режима RTS/CTS смягчаются проблемы скрытого узла (когда две или более радиоплаты интерфейса сети не могут слышать одна другую, хотя и привязаны к одной точке доступа).

Если радиоплата интерфейса сети активизировала режим RTS/CTS, она, прежде чем посылать фрейм данных, отправляет точке доступа фрейм RTS. Точка доступа отвечает на него фреймом CTS, указывая тем самым, что радиоплата интерфейса сети может послать фрейм данных. Одновременно с отправкой фрейма CTS точка доступа предлагает значение поля продолжительности заголовка фрейма, которое удерживает другие станции от передачи, чтобы станция, передавшая фрейм RTS, могла передать и свой фрейм данных. Это позволяет избежать коллизий, вызванных проблемой скрытого узла. Обмен фреймами RTS/CTS сопровождает передачу каждого фрейма данных, объем которого превышает порог, установленный на соответствующей радиоплате интерфейса сети.

2.3 Физические уровни стандарта 802.11

Несколько физических уровней стандарта 802.11 удовлетворяют различным требованиям, предъявляемым к сети разными приложениями.

Изначальный 802.11

Первоначальный стандарт 802.11, ратифицированный в 1997г., включает физические уровни, на которых выполняется расширение спектра путем скачкообразного переключения частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) и высокоскоростная передача с расширением спектра методом прямой последовательности (high-rate direct sequence spread spectrum, HR-DSSS). Скорость передачи данных достигает 2 Мбит/с, связь осуществляется в диапазоне 2,4 ГГц" При использовании технологии FHSS широкополосные сигналы занимают весь диапазон 2,4 ГГц, отведенный для таких целей.

Можно настроить точки доступа, работающие в режиме FHSS, на 15 различных схем переключения частоты, чтобы они не создавали взаимных помех. Благодаря этому до 15 точек доступа могут эффективно работать в режиме FHSS водной и той же зоне.

Поскольку текущая версия стандарта 802.11 с режимом FHSS обеспечивает максимальную скорость передачи данных лишь 2 Мбит/с, немногие компании предлагают решения на основе FHSS для беспроводных локальных сетей, предназначенных для развертывания внутри помещений. Сейчас доступны более быстродействующие сети на основе стандартов 802.11а, 802.11b и 802.11g. Кроме того, механизм FHSS не способен взаимодействовать с другими физическими уровнями стандарта 802.11. Однако сети на основе FHSS представляют собой хорошее решение для систем типа "точка-несколько точек", предназначенных для развертывания вне помещений. Это обусловлено тем, что технология FHSS более устойчива к воздействию радиопомех, уровень которых вне помещений может оказаться весьма высоким.

Системы DSSS стандарта 802.11 также обеспечивают скорость передачи всего лишь 2 Мбит/с, но зато совместимы с новейшим физическим уровнем, 802.11b. Поэтому пользователь, в ноутбуке которого установлена радиоплата интерфейса сети стандарта 802.11 DSSS, может взаимодействовать с точками доступа стандарта 802.11b. Однако такая ситуация маловероятна, поскольку радиоплаты интерфейса сети стандарта 802.11 DSSS уже не продаются.

802.11а

В конце 1999 г. IEEE выпустила стандарт 802.11 а, регламентирующий передачу данных в диапазоне 5 ГГц с использованием технологии мультиплексирования с разделением по ортогональным частотам (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM), при этом обеспечивается скорость передачи данных до 54 Мбит/с. Однако продукты, реализующие эту технологию, не были доступны до 2000 г., в основном из-за трудностей, возникающих при разработке электронных схем, работающих в этом диапазоне.

Устройства стандарта 802.11а работают в диапазоне 5 ГГц, обеспечивая скорость передачи данных до 54 Мбит/с при радиусе действия до 90 м, который зависит от действительной скорости передачи данных. Точки доступа и радиоплаты интерфейса сети стандарта 802.11а появились на рынке в конце 2001-го, поэтому доля установленного оборудования, соответствующего этому стандарту, пока незначительна по сравнению с количеством сетей стандарта 802.11b. Рекомендуется тщательно изучить проблемы совместимости, которые могут возникнуть при развертывании сети стандарта 802.11 а.

Важным преимуществом стандарта 802.11а является то, что он предлагает повышенную пропускную способность благодаря использованию 12-ти отдельных, неперекрывающихся каналов. Это хороший выбор при необходимости поддержки многих, сконцентрированных в небольшой зоне пользователей и высокопроизводительных приложений, таких как потоковое видео. Помимо более высоких характеристик, чем у систем стандарта 802.11b, сети стандарта 802.11а имеют и более высокую пропускную способность, чем сети 802.11g.

Другим преимуществом стандарта 802.11а является то, что диапазон 5 ГГц используется еще недостаточно широко, что позволяет пользователям достигать высокой производительности. Большинство создающих помехи устройств, таких как микроволновые печи и беспроводные телефоны, работают в диапазоне 2,4 ГГц. Поскольку потенциал радиопомех в диапазоне 5 ГГц ниже, развертывание беспроводной локальной сети оказывается менее рискованным.

Потенциальная проблема сетей стандарта 802.11 а - их ограниченный радиус действия, что обусловлено главным образом их работой в диапазоне более высоких частот (5 ГГц). При работе на скоростях до 54 Мбит/с радиус действия в большинстве случаев ограничен величиной 90 м. Для того чтобы обеспечить работу сети в пределах заданной зоны, приходится устанавливать больше точек доступа, чем при использовании устройств стандарта 802.11b.

Однако, если сравнить работу сетей стандартов802.l1b и 802.11а, то окажется, что пользователь сети 802.11а имеет возможность передавать данные с более высокой скоростью на те же расстояния, что и пользователь сети стандарта 802.11b, прежде чем он потеряет возможность установления соединения. Но при этом пользователь сети стандарта 802.11b может продолжать работу при низкой скорости передачи данных - 1 или 2 Мбит/с -при больших расстояниях, чем характерные для сетей стандарта 802.11а.

Несомненную сложность представляет то, что стандарты 802.11а и 802.11b/g несовместимы. Так, пользователь, компьютерное устройство которого оборудовано радиоплатой стандарта 802.11b, не может привязаться к точке доступа, соответствующей стандарту 802.11а, и наоборот. Производители решают эту проблему, предлагая многорежимные радиоплаты, поддерживающие оба стандарта - 802.11а и 802.11b.

Модулятор стандарта 802.11а преобразует двоичный сигнал в аналоговую форму, используя различные методы модуляции в зависимости от того, какая скорость передачи данных была выбрана. Например, при работе со скоростью 6 Мбит/с подуровень среды передачи (physical layer medium dependent, PMD) использует двоичную относительную фазовую манипуляцию (differential binary phase shift keying, DBPSK), при которой осуществляются сдвиги фазы центральной частоты передачи, отображающие различные комбинации двоичных разрядов. При более высоких скоростях передачи (54 Мбит/с), используется квадратурная амплитудная модуляция (quadrature amplitude modulation, QAM). В этом случае биты данных представляются путем изменения центральной частоты передачи, а также изменения амплитуды сигналов в дополнение к сдвигам фазы.

802.11b

Наряду со стандартами 802.11a IEEE ратифицировал стандарт 802.11b, представляющий собой расширение изначального стандарта 802.11, основанного на расширении спектра методом прямой последовательности в диапазоне 2,4 ГГц. Скорость передачи при этом достигает 11 Мбит/с. Точки доступа и радиоплаты интерфейса сети стандарта 802.11b начали появляться на рынке с 1999 г., поэтому значительное количество установленных к настоящему времени сетей соответствуют стандарту 802.11b.

Важным преимуществом стандарта 802.11b является то, что соответствующие ему устройства обеспечивают относительно большой радиус действия. Можно рассчитывать, что в большинстве случаев применения внутри помещений дальность связи превысит 270 м. Повышенный радиус действия позволяет устанавливать существенно меньшее количество точек доступа при развертывании беспроводной локальной сети в том же здании, где могла бы быть установлена сеть стандарта 802.11а.

Недостаток стандарта 802.11b в том, что можно выбрать только три неперекрывающихся канала в диапазоне 2,4 ГГц. Стандарт 802.11 определяет 14 каналов (в США разрешены к применению только каналы с 1-го по 11-й), на работу в которых могут быть сконфигурированы точки доступа, но каждый из каналов передачи занимает примерно треть от всего диапазона 2,4 ГГц. Многие компании используют только неперекрывающиеся каналы 1, 6 и 11, чтобы точки доступа не создавали взаимные помехи. Это ограничивает общую пропускную способность сетей стандарта 802.11b, поэтому они хорошо подходят лишь для выполнения приложений среднего уровня производительности, таких как электронная почта и просмотр Web-страниц.

Другим недостатком сетей стандарта 802.11b является их потенциальная подверженность помехам со стороны других радиоустройств. Например, беспроводной телефон, работающий в диапазоне 2,4 ГГц, может создавать серьезные помехи для беспроводной локальной сети стандарта802.11b, из-за чего пользователи ощущают ухудшение ее характеристик. Микроволновые печи и другие устройства, работающие в диапазоне 2,4 ГГц, также могут создавать помехи.

Устройства стандарта 802.11b используют технологию DSSS для рассеяния сигнала фрейм данных по подканалам диапазона 2,4 ГГц, ширина каждого из которых составляет 22 МГц. Это приводит к повышению помехоустойчивости связи по сравнению с тем, когда передача сигнала осуществляется в узкой полосе частот. Поэтому FCC позволяет не приобретать лицензию на использование устройств, работающих с расширением спектра.

Модулятор стандарта802.11b преобразует расширенный двоичный сигнал в аналоговую форму, используя различные методы модуляции в зависимости от того, с какой скоростью осуществляется передача данных. Например, при работе со скоростью 1 Мбит/с на уровне PMD используется двоичная относительная фазовая манипуляция (differential binary phase shift keying, DBPSK). Модулятор просто сдвигает фазу центральной частоты передачи, чтобы в потоке данных можно было отличить двоичную 1 от двоичного 0.

Для передачи со скоростью 2 Мбит/с PMD использует относительную квадратурную фазовую манипуляцию (differential quadrature phase shift keying, DQPSK), которая аналогична DBPSK, за исключением того, что используются четыре возможных сдвига фазы для представления каждых двух битов данных. Благодаря этому хитроумному процессу можно передавать поток данных со скоростью 2 Мбит/с при использовании той же полосы пропускания, которая необходима для передачи со скоростью 1 Мбит/с в случае применения других методов модуляции. Похожие методы используются и при передаче данных с более высокими скоростями -- 5,5 и 11 Мбит/с.

802.11g

IIEE ратифицировал стандарт 802.11g в 2003 г. Он совместим со стандартом 802.11b и регламентирует повышенную скорость передачи (54 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц).

При этом используется мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM).

Сильной стороной стандарта 802.11g является то, что он обратно совместим со стандартом802.11b. Компании, уже развернувшие сети стандарта 802.11b, в общем случае могут модернизировать точки доступа, чтобы обеспечить их совместимость с устройствами стандарта802.11g, просто за счет модернизации программно-аппаратных средств. Это эффективный способ перевода сети компании на новый уровень. Но существующие клиентские устройства стандарта 802.11b при работе в сети стандарта 802.11g требуют введения механизмов защиты, которые ограничивают характеристики беспроводной локальной сети в целом. Это обусловлено тем, что устройства стандарта 802.11b из-за различия в используемых методах модуляции не могут определить, когда устройства стандарта 802.11g осуществляют передачу. Поэтому оба типа устройств должны объявлять о своем намерении использовать среду передачи, используя понятный для обоих тип модуляции.

Недостатки стандарта 802.11b, такие как подверженность потенциальным радиопомехам и наличие только трех неперекрывающихся каналов, присущи и сетям стандарта 802.11g, поскольку они работают в том же диапазоне 2,4 ГГц. Поэтому сети стандарта802.11g имеют ограниченную пропускную способность по сравнению с сетями стандарта 802.11а.

2.4 Wi-Fi

Альянс Wi-Fi (Wi-Fi Alliance), который начал свою работу под именем "Ассоциация контроля совместимости с беспроводным Ethernet" или просто "ассоциация WECA" (wireless ethernet compatibility alliance, WECA), является международной некоммерческой организацией, занимающейся маркетингом и проблемами взаимодействия компонентов беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. Альянс Wi-Fi -- это группа, раскручивающая бренд "Wi-Fi", под который подпадают все разновидности беспроводных сетей, соответствующие стандарту 802.11 (802.11а, 802.11b и 802.11g), а также все стандарты такого типа, которые появятся в будущем. Альянс Wi-Fi также продвигает технологию защищенного доступа к Wi-Fi (Wi-Fi Protected Access, WPA), связующее звено между многократно раскритикованным механизмом WEP и стандартом защиты 802.11.

Альянс Wi-Fi преследует следующие цели:

Обеспечивать по всему миру сертификацию, побуждающую производителей придерживаться стандартов 802.11 при разработке компонентов беспроводных локальных сетей;

Способствовать сбыту сертифицированных Wi-Fi изделий для применения их в домашних условиях, небольших офисах и на предприятиях;

Тестировать и сертифицировать изделия Wi-Fi с целью обеспечения взаимодействия сетей.

Сертификация Wi-Fi -- это процесс, благодаря которому обеспечивается возможность взаимодействия компонентов беспроводных локальных сетей, таких как точки доступа и радиоплаты, выполненные в различных форм-факторах. Для получения сертификата на свои изделия компания должна стать членом Альянса Wi-Fi.

Альянс руководствуется утвержденными программами тестирования для сертификации изделий на предмет обеспечения взаимодействия с другими сертифицированными Wi-Fi-компонентами. После того как изделие успешно протестировано, его производитель получает право использовать логотип "Сертифицировано Wi-Fi" для каждого отдельного изделия, а также на его упаковке и инструкции по применению.

Сертификация Wi-Fi дает клиентам уверенность в том. что они приобрели компоненты беспроводной локальной сети, соответствующие требованиям обеспечения взаимодействия с изделиями многих других производителей. Логотип "Wi-Fi" на изделии означает, что оно соответствует требованиям тестирования на совместимость и наверняка сможет совместно работать с Wi-Fi-сертифицированными изделиями других поставщиков.

Механизм WEP не обеспечивает достаточного уровня безопасности для большинства приложений, выполняемых в беспроводных локальных сетях предприятий.

Поскольку в нем используется статический ключ, WEP легко взломать, используя уже имеющиеся программные средства. Это побуждает менеджеров информационных технологий использовать более динамичные формы WEP.

Однако эти улучшенные механизмы защиты являются патентованными, что затрудняет обеспечение их поддержки клиентскими устройствами от других поставщиков. Поэтому Альянс Wi-Fi предпринял значительные усилия для эффективной стандартизованной защиты беспроводных локальных сетей, определив механизм WPA как обеспечивающий взаимодействие сетей. При использовании WPA сетевая среда, образуемая радиоплатами интерфейса сети разных типов стандарта 802.11, может пользоваться преимуществами расширенных форм шифрования.

беспроводной сеть интерфейс протокол

2.5 HiperLAN/2

Стандарт HiperLAN/2, за которым стоит стандарт на высокопроизводительную локальную радиосеть (high performance radio LAN), представляет собой стандарт на беспроводную локальную сеть, разработанный Подразделением широкополосного доступа к сетям по радиоканалу (broadband radio access networks (BRAN) division) Европейского института стандартизации электросвязи (European Telecommunications Standards Institute, ETSI). Этот стандарт регламентирует применение эффективной, высокоскоростной технологии беспроводных локальных сетей, которая удовлетворяет всем требованиям принятых в Европе регулятивных правил распределения спектра.

Подобные документы

    Знакомство с современными цифровыми телекоммуникационными системами. Принципы работы беспроводных сетей абонентского радиодоступа. Особенности управления доступом IEEE 802.11. Анализ электромагнитной совместимости группировки беспроводных локальных сетей.

    дипломная работа , добавлен 15.06.2011

    Проблемы и области применения беспроводных локальных сетей. Физические уровни и топологии локальных сетей стандарта 802.11. Улучшенное кодирование OFDM и сдвоенные частотные каналы. Преимущества применения техники MIMO (множественные входы и выходы).

    контрольная работа , добавлен 19.01.2014

    Общие понятия о беспроводных локальных сетях, изучение их характеристик и основных классификаций. Применение беспроводных линий связи. Преимущества беспроводных коммуникаций. Диапазоны электромагнитного спектра, распространение электромагнитных волн.

    курсовая работа , добавлен 18.06.2014

    Общие принципы организации локальных сетей, их типология и технология построения. Разработка проекта объединения двух вычислительных сетей, сравнение конфигураций. Выбор медиаконвертера, радиорелейного оборудования, обоснование и настройка роутера.

    дипломная работа , добавлен 18.03.2015

    Характеристика основных устройств объединения сетей. Основные функции повторителя. Физическая структуризация сетей ЭВМ. Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet. Особенности использования оборудования 100Base-T в локальных сетях.

    реферат , добавлен 30.01.2012

    Анализ стандарта беспроводной передачи данных. Обеспечение безопасности связи, основные характеристики уязвимости в стандарте IEEE 802.16. Варианты построения локальных вычислительных сетей. Виды реализаций и взаимодействия технологий WiMAX и Wi-Fi.

    курсовая работа , добавлен 13.12.2011

    Эволюция беспроводных сетей. Описание нескольких ведущих сетевых технологий. Их достоинства и проблемы. Классификация беспроводных средств связи по дальности действия. Наиболее распространенные беспроводные сети передачи данных, их принцип действия.

    реферат , добавлен 14.10.2014

    Исследование и анализ беспроводных сетей передачи данных. Беспроводная связь технологии wi–fi. Технология ближней беспроводной радиосвязи bluetooth. Пропускная способность беспроводных сетей. Алгоритмы альтернативной маршрутизации в беспроводных сетях.

    курсовая работа , добавлен 19.01.2015

    Изучение локальных сетей. Особенности различных типов топологий локальных сетей: шина, звезда, кольцо. Эталонная модель OSI. Сущность структурного подхода к созданию структурированных информационных систем. Передача информации в сети. Адресация пакетов.

    реферат , добавлен 17.12.2010

    Классификация телекоммуникационных сетей. Схемы каналов на основе телефонной сети. Разновидности некоммутируемых сетей. Появление глобальных сетей. Проблемы распределенного предприятия. Роль и типы глобальных сетей. Вариант объединения локальных сетей.



Предыдущая статья: Следующая статья:

© 2015 .
О сайте | Контакты
| Карта сайта