Структура и функции беспроводных сетей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Я, Бакушин Андрей Александрович, студент IV курса факультета информатики и ВТ филиала Современной Гуманитарной Академии, проходил преддипломную практику в ИП Завадский. Продолжительность практики - 4 недели, с 25 апреля по 22 мая 2010 года.

Целью учебно-ознакомительной практики являлось изучение структуры и функций беспроводных сетей.

В ходе практики я выполнил следующие работы и задания:

1) Ознакомление с функциями беспроводных соединений.

2) Ознакомление со структурой беспроводных сетей.

3) Тестирование беспроводных сетей.

4) Работа с инженерной службой.

Основная часть

Структура передачи данных на расстоянии может быть представлена в виде схемы (рис.1)

радиосвязь компьютер хаб сеть беспроводная

1.Структура передачи данных на расстоянии.

Рабочие функции инженера состоят в измерении какого-либо качества сетей, постановке диагноза их работоспособности, сопоставлении результатов с результатами других видов сетей доспупных на данный момент времени. С помощью диагностики беспроводных соединений инженеры могут осуществлять контроль за количеством пользователей, входящего и исходящего трафика. Диагностика является средством, способствующим более эффективной организации работы.

Профессиональная деятельность инженера на предприятии предполагает обеспечение бесперебойной работы сетей в предоставленном ему районе.

Моя работа на предприятии представляла собой инженерные обязанности по построению ЛВС и беспроводных сетей, обслуживание и ремонт.

Практические задачи были разнообразны и зависели от сбоев в системе.

В должностные инструкции входило:

1.работы со всеми видами сетей на предоставленном мне участке

2. выявление сбоев и их предотвращение в кратчайшие сроки

3.консультирование пользователей по возможностям эксплуатации ЛВС.

Общее понятие WLAN и WiFi

В основе WLAN-технологий лежит принцип высокочастотной радиосвязи между узлами сети. В качестве узла сети может выступать как отдельный компьютер, ноутбук или PDA, так специальный устройство "точка доступа" или "Access Point" - обеспечивающее доступ к кабельному сегменту сети Ethernet, к Интернету или другому компьютеру.

Специальные стандарты для WLAN-сетей разрабатываются Институтом инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers) более известного под аббревиатурой IEEE. Первый стандарт IEEE 802.11 для беспроводных локальных сетей был принят в 1997 году. Он подразумевал работу оборудования на частоте 2.4ГГц со скоростями 1 и 2 Мб/с. Стандарт разрабатывался в течение 7 лет и поэтому ко времени принятия уже не мог соответствовать выросшим потребностям.

Новый расширенный вариант стандарта, названный 802.11b (802.11 High Rate), был принят в 1999 году. С его принятием стала возможной работа беспроводных сетей на скоростях до 11Мб/с, что было сопоставимо по скорости с обычными сетями Ethernet. Такая скорость позволила существенно расширить область применения беспроводных сетей и поднять уровень задач, для которых стало возможным использование WLAN.

В том же 1999 году была создана независимая международная организация Wi-Fi Alliance (Wi-Fi - сокращение от Wireless Fidelity) (ранее она называлась WECA "Wireless Ethernet Compatibility Alliance"), занимающаяся сертификацией на совместимость WLAN-устройств от различных производителей. Эта организация объединяет практически всех ведущих производителей Intel, IBM, Cisco, HP, Dell и других. В настоящий момент в нее входят более 200 компаний, и уже более 1500 устройств получили сертификат Wi-Fi с момента начала сертификации в марте 2000 года.

На сегодняшний день значительная часть современных ноутбуков изначально комплектуется встроенными модулями WLAN. Для бизнес-моделей это стало практически стандартом, а для бюджетных ноутбуков довольно часто практикуется менее дорогой вариант "Wireless Ready". Это означает, что в ноутбуке уже есть разъем для подключения модуля WiFi и при необходимости его можно за дополнительную плату установить в сервис-центре или самостоятельно. Также можно просто приобрести WiFi-адаптер для установки его в разъем PC-Card.

Определяющим моментом для массового оснащения ноутбуков WiFi стало внедрение платформы Intel Centrino, сочетающей в себе новое поколение мобильных процессоров Pentium M, семейство адаптеров беспроводной связи Intel PRO/Wireless 2100 и чипсетов семейства Intel 855.

Новый бренд Centrino был анонсирован 8 января 2003 года, а уже 12 марта платформа была представлена официально. Тогда же появились первые ноутбуки с логотипом Centrino, которые на данный момент занимают подавляющую часть всего рынка ноутбуков.

Стандарты IEEE 802.11

Существует несколько разновидностей WLAN-сетей, которые различаются схемой организации сигнала, скоростями передачи данных, радиусом охвата сети, а также характеристиками радиопередатчиков и приемных устройств. Наибольшее распространение получили беспроводные сети стандарта IEEE 802.11b, IEEE 802.11g и IEEE 802.11a. Их сравнение представлено в таблице.

Таблица 1.

Первыми в 1999 г. были утверждены спецификации 802.11a и 802.11b, однако наибольшее распространение получили устройства, выполненные по стандарту 802.11b.

В стандарте 802.11b применяется метод широкополосной модуляции с прямым расширением спектра - DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). Весь рабочий диапазон делится на 14 каналов, разнесенных на 25 МГц для исключения взаимных помех. Данные передаются по одному из этих каналов без переключения на другие. Возможно одновременное использование всего 3 каналов. Скорость передачи данных может автоматически меняться в зависимости от уровня помех и расстояния между передатчиком и приемником.

Стандарт IEEE 802.11b обеспечивает максимальную теоретическую скорость передачи 11 Мбит/с, что сравнимо с обычной кабельной сетью 10 BaseT Ethernet. Однако, такая скорость возможна лишь при условии, что в данный момент только одно WLAN-устройство осуществляет передачу. При увеличении числа пользователей полоса пропускания делится на всех и скорость работы падает.

Несмотря на ратификацию стандарта 802.11a в 1999 году, он реально начал применяться только с 2001 года. Данный стандарт используется, в основном, в США и Японии. В России и в Европе он не получил широкого распространения.

В стандарте 802.11a используется OFDM схема модуляции сигнала - мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Основной поток данных разделяется на ряд параллельных подпотоков с относительно низкой скоростью передачи, и далее для их модуляции используется соответствующее число несущих. В стандарте определены три обязательные скорости передачи данных (6, 12 и 24 Мбит/с) и пять дополнительных (9, 18, 24, 48 и 54 Мбит/с). Также имеется возможность одновременного использования двух каналов, что обеспечивает увеличение скорости вдвое.

Стандарт 802.11g окончательно был ратифицирован в июне 2003г. Он является дальнейшей разработкой спецификации IEEE 802.11b и осуществляет передачу данных в том же частотном диапазоне. Основным преимуществом этого стандарта является увеличенная пропускная способность - скорость передачи данных составляет до 54 Мбит/с по сравнению с 11 Мбит/с у 802.11b. Как и IEEE 802.11b, новая спецификация предусматривает использование диапазона 2,4 ГГц, но для увеличения скорости применена также схема модуляции сигнала - что и в 802.11a - ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM).

Особенностью данного стандарта является совместимость с 802.11b. Например, адаптеры 802.11b могут работать в сетях 802.11g (но при этом не быстрее 11 Мбит/с), а адаптеры 802.11g могут снижать скорость передачи данных до 11 Мбит/с для работы в старых сетях 802.11b.

Сейчас ведутся разработки нового стандарта WLAN - IEEE 802.11n. Он должен работать вдвое быстрее, чем 802.11a и 802.11g, на скорости от 100 Мбит/c до максимального значения 540 Мбит/с. Ожидается, что окончательные спецификации 802.11n будут приняты в 2006 году предположительно в ноябре.

Организация беспроводных сетей

Выделяют два вида организации беспроводных сетей: Ad-Hoc и Infrastructure Mode. Режим Ad-Hoc (Independent Basic Service Set (IBSS) или Peer-to-Peer) является простейшей структурой локальной сети, при которой узлы сети (ноутбуки или компьютеры) связываются напрямую друг с другом. Такая структура удобна для быстрого развертывания сетей. Для ее организации требуется минимум оборудования - каждый узел должен быть оборудован адаптером WLAN.

В режиме Infrastructure Mode узлы сети связаны друг с другом не напрямую, а через точку доступа, т.н. Access Point. Различают два режима взаимодействия с точками доступа - BSS (Basic Service Set) и ESS (Extended Service Set).

В режиме BSS все узлы связаны между собой через одну точку доступа, которая может играть роль моста для соединения с внешней кабельной сетью.

Режим ESS представляет собой объединение нескольких точек доступа, т.е. объединяет несколько сетей BSS. В этом случае точки доступа могут взаимодействовать и друг с другом. Расширенный режим удобно использовать тогда, когда необходимо объединить в одну сеть несколько пользователей или подключить нескольких проводных сетей.

Важным вопросом при организации WLAN-сетей является дальность покрытия. На этот параметр влияет сразу несколько факторов:

1) Используемая частота (чем она больше, тем меньшая дальность действия радиоволн).

2) Наличие преград между узлами сети (различные материалы по-разному поглощают и отражают сигналы).

3) Режим функционирования - Infrastructure Mode) или Ad Hoc.

4) Мощность оборудования.

Если рассматривать идеальные условия, то зона покрытия с одной точкой доступа будет иметь следующий средний радиус покрытия:

- сеть стандарта IEEE 802.11a - 50 м,

- сети 802.11b и 802.11g - порядка 100 м.

За счет увеличения количества точек доступа (в режиме Infrastructure ESS) можно расширять зоны покрытия сети на всю необходимую область охвата.

Разрешение на использование частот

В России использование частот регламентируется "Положением о порядке использования на территории Российской Федерации внутриофисных систем передачи данных в полосе частот 2400-2483,5 МГц", выдержки из которого приведены далее.

"Стандартом IEEE 802.11b и IEEE 802.11g предусмотрено использование частотного диапазона от 2,4 до 2,4835 ГГц, который предназначен для безлицензионного использования в промышленности, науке и медицине (Industry, Science and Medicine - ISM). Поэтому для получения разрешения на этой частотной полосы применяется упрощенный порядок. Разрешения оформляются ФГУП "Главный радиочастотный центр", на основе сделанных заявок от физических и юридических лиц. В течение 30 дней заявки рассматриваются и, если нет никаких замечаний, в адрес заявителя направляются финансовые документы для оплаты за проведенные работы. При поступлении средств на расчетный счет заявителю выдается разрешение на использование частоты. Затем ФГУП "Главный радиочастотный центр" информирует соответствующие ведомства по месту установки РЭС (ФГУП Радиочастотный центр федерального округа и "Управление государственного надзора за связью и информатизацией в Российской Федерации"). Однако на частотах 2,4 ГГц могут возникать проблемы из-за помех, создаваемых другими бытовыми беспроводными устройствами, например микроволновыми печами или радиотелефонами. Чтобы получить разрешение на использование радиочастот в других диапазонах, в т. ч. в диапазоне 5 ГГц (стандарт 802.11a), необходимо предварительно получить частное решение ГКРЧ (Государственная Комиссия по радиочастотам)."

Что касается стандарта WiFi 802.11a работающего в 5 ГГц диапазоне, то в России такое оборудование использовать не разрешено, поскольку его использует для своих целей ряд государственных служб. А для стандартов 802.11b/g два года назад разрешительный порядок был изменен на уведомительный.

Компании, являющиеся основными производителями радиосетевых устройств (в мире и в России).

-- Условно всех производителей можно разделить на три группы:

Выпускающие высокопроизводительное, высокоскоростное и достаточно дорогостоящее оборудование (например, для широкополосного беспроводного доступа). Это Alcatel, Alvarion, Avaya, Cambridge Broadband, Cisco Systems, CompTek (Россия), InnoWave, RadWin, Wi-lan и др.

Производители оборудования для локальных сетей (самый массовый рынок), предлагающие в основном устройства, соответствующие стандарту 802.11. Наиболее известны: Agere System (продукт Orinoco), Alvarion, Avaya Communication, Cisco Systems, Compaq Computer, D-Link, Lucent Technologies, Proxim, 3Com и др.

Производители оборудования «последнего метра» для подключения периферийных устройств (КПК, принтеров, ноутбуков и т.п.) к локальной сети на базе технологий Bluetooth, 802.11b, 802.15, HomeRF. Характерные представители: 3Com, Agere System, Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba и др.

-- Каковы критерии при выборе услуг беспроводного доступа?

-- Услуги при предоставлении беспроводного доступа выбирают, руководствуясь несколькими критериями:

По скорости передачи информации. Реально существующее оборудование, работающее в диапазонах от единиц до десятков гигагерц, позволяет передавать трафик со скоростью от одного до десятков мегабайт в секунду.

По качеству предоставляемых услуг. Прежде всего имеется в виду гарантированная скорость в радиоканале (аналог CIR/MIR во Frame Relay), а также поддержка ToS (Type of Service -- тип сервиса) и QoS (Quality of Service -- качество и класс предоставляемых услуг передачи данных1). В первую очередь это относится к передаче видео и голосовых пакетов по IP (VoIP).

По радиусу действия. Разные системы позволяют передавать данные на расстояние от нескольких метров до десятков километров.

По количеству одновременно обслуживаемых абонентов -- от десятков пользователей офисной базовой станции до нескольких сот или даже тысяч клиентов, приходящихся на базовую станцию серьезного оператора.

По комбинации вышеперечисленных параметров и другим критериям

Распространенность беспроводных систем в мире

Весь мир пользуется достижениями современных технологий в области передачи данных по радио. Прежде всего, это относится к США и Канаде, которые одними из первых начали применять их сперва для военных, а затем и для гражданских целей. Следом идет Европа, где уже развернуто довольно много сетей (например, Tele2, British Telecom, Nextra Wireless, Star 21 Networks). В последнее время рывок сделал Китай. В России распространение беспроводного оборудования сдерживается обязательной разрешительной регистрацией, но, тем не менее, рынок стремительно растет.

Понятия Локальной сети

Под локальной вычислительной сетью понимают совместное подключение нескольких отдельных компьютерных рабочих мест (рабочих станций) к единому каналу передачи данных. Благодаря вычислительным сетям мы получили возможность одновременного использования программ и баз данных несколькими пользователями.

Понятие локальная вычислительная сеть - ЛВС (англ. LAN - Local Area Network) относится к географически ограниченным (территориально или производственно) аппаратно-программным реализациям, в которых несколько компьютерных систем связанны друг с другом с помощью соответствующих средств коммуникаций. Благодаря такому соединению пользователь может взаимодействовать с другими рабочими станциями, подключенными к этой ЛВС.

Разводка кабеля витая пара для соединения двух компьютеров напрямую или через хаб

Кабель витая пара может быть как четырех проводный, так и восьмипроводный. Для монтажа на кабель используются вилки RJ-45. Монтаж вилки на кабель должен осуществляться при помощи специального инструмента. Для восьмипроводного кабеля (четыре пары):

Рис 3. Структура восьмижильного кабеля

Рис 4. Вид сверху и вид сбоку восьмижильного кабеля

ВЫВОДЫ

Навыки и умения, приобретенные за время прохождения практики:

· Владение понятиями беспроводных и проводных сетей ЛВС, а также различных их структур и смешанных модификаций.

· Работа с различными типами устройств, такими как: маршрутизаторы, коммуникаторы, свитчи, роутеры и др., а также обеспечения соединений между ними и их корректной работы.

· Построение независимой ЛВС и возможность объединения ее в общую сеть.

Индивидуальные выводы о практической значимости для себя проведенного вида практики:

· Данный вид практики помог освоить мне работу в локальных и беспроводных сетях.

· Я в состоянии создать локальную или беспроводную сеть с нуля на любом предприятии

· Навыки администрирования

· Навык обучения пользователей по работе с сетями

Размещено на Allbest.ru