Подходы к классификации беспроводных технологий
Классификация по дальности действия
Существуют различные подходы к классификации беспроводных технологий.
По дальности действия:
Беспроводные персональные сети (WPAN — Wireless Personal Area Networks). Примеры технологий — Bluetooth.
Беспроводные локальные сети (WLAN — Wireless Local Area Networks). Примеры технологий — Wi-Fi.
Беспроводные сети масштаба города (WMAN — Wireless Metropolitan Area Networks). Примеры технологий — WiMAX.
Беспроводные глобальные сети (WWAN — Wireless Wide Area Network). Примеры технологий — CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, HSPA.
По топологии:
«Точка-точка».
«Точка-многоточка».
По области применения:
Корпоративные (ведомственные) беспроводные сети — создаваемые компаниями для собственных нужд.
Операторские беспроводные сети — создаваемые операторами связи для возмездного оказания услуг.
Кратким, но ёмким способом классификации может служить одновременное отображение двух наиболее существенных характеристик беспроводных технологий на двух осях: максимальная скорость передачи информации и максимальное расстояние.
Существует
два основных направления применения
беспроводных компьютерных сетей:
Работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т. п.);
Соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети).
Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети — Ad-hoc и клиент-сервер. Режим Ad-hoc (иначе называемый «точка-точка») — это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент-сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций. Поскольку в большинстве сетей необходимо обеспечить доступ к файловым серверам, принтерам и другим устройствам, подключенным к проводной локальной сети, чаще всего используется режим клиент-сервер. Без подключения дополнительной антенны устойчивая связь для оборудования IEEE 802.11b достигается в среднем на следующих расстояниях: открытое пространство — 500 м, комната, разделенная перегородками из неметаллического материала — 100 м, офис из нескольких комнат — 30 м. Следует иметь в виду, что через стены с большим содержанием металлической арматуры (в железобетонных зданиях таковыми являются несущие стены) радиоволны диапазона 2,4 ГГц иногда могут вообще не проходить, поэтому в комнатах, разделенных подобной стеной, придется ставить свои точки доступа.
Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн — до 50 км). Причем в качестве подобного оборудования могут выступать и устройства Wi-Fi, нужно лишь добавить к ним специальные антенны (конечно, если это допускается конструкцией). Комплексы для объединения локальных сетей по топологии делятся на «точку-точку» и «звезду». При топологии «точка-точка» (режим Ad-hoc в IEEE 802.11) организуется радиомост между двумя удаленными сегментами сети. При топологии «звезда» одна из станций является центральной и взаимодействует с другими удаленными станциями. При этом центральная станция имеет всенаправленную антенну, а другие удаленные станции — однонаправленные антенны. Применение всенаправленной антенны в центральной станции ограничивает дальность связи дистанцией примерно 7 км. Поэтому, если требуется соединить между собой сегменты локальной сети, удаленные друг от друга на расстояние более 7 км, приходится соединять их по принципу «точка-точка». При этом организуется беспроводная сеть с кольцевой или иной, более сложной топологией.
Мощность, излучаемая передатчиком точки доступа или же клиентской станции, работающей по стандарту IEEE 802.11, не превышает 0,1 Вт, но многие производители беспроводных точек доступа ограничивают мощность лишь программным путем, и достаточно просто поднять мощность до 0,2-0,5 Вт. Для сравнения — мощность, излучаемая мобильным телефоном, на порядок больше(в момент звонка - до 2 Вт). Поскольку, в отличие от мобильного телефона, элементы сети расположены далеко от головы, в целом можно считать, что беспроводные компьютерные сети более безопасны с точки зрения здоровья, чем мобильные телефоны.
Если беспроводная сеть используется для объединения сегментов локальной сети, удаленных на большие расстояния, антенны, как правило, размещаются за пределами помещения и на большой высоте.
Отличия проводных и беспроводных технологий передачи данных
|
||||||
Характеристика |
Проводные |
Беспроводные |
||||
Среда передачи |
Кабель (медный, оптический) |
Кабель не требуется, передача при помощи электромагнитных волн |
||||
Пропускная способность |
Высокая |
Ограниченная |
||||
Расстояния между точками |
Большие |
Как правило, ограничены |
||||
Мобильность абонентов |
|
|
||||
Тип связи |
Скорость |
Цена в грн. За метр |
Витая пара проводов |
100Мбит/с - 1 Гбит/с |
2,50 -2,80грн |
Коаксильный кабель |
10Мбит/с |
10-12 грн |
Оптоволокно |
200Мбит/с - 100Гбит/с |
7-8 грн |
Радиоканалы |
не менее 512 кбит/с |
|
Топология ЛВС
Физическое
расположение устройств в сети ЛВС
называется топологией. Общеприняты
топологии кольца, шины, дерева и звезды.
В сетевой топологии сигнал движется по
кольцу и копируется принимающей станцией.
Затем сигнал поглощается передающей
станцией. В шине сигнал также передается
от станции к станции, копируется
принимающей станцией, но поглощается
конечной точкой шины (терминатором).
Дерево схоже с шиной в своей топологии,
но является более сложным, т.к. имеет
разветвления, которые требуют более
сложной логики. В звезде передача данных
контролируется центральным узлом
передачи.
Каждое устройство подключается
к сети с помощью специального оборудования,
которое иногда называют сетевой картой.
Изначально были более распространены
ЛВС с топологией шины, т.к. они требовали
меньшего количества обслуживающего
оборудования. В настоящее время
используется в основном топология
звезды. Топология ЛВС также зависит от
ее размера, т.е. от количества передающих
и принимающих устройств.
Стандарты современных сетей . Модели сетевого взаимодействия
Для того чтобы облегчить изучение сети, упростить разработку сетевых протоколов и устройств, а также для упрощения проектирования сети была разработана эталонная модель OSI (Open System Interconnection), модель описывает взаимосвязи открытых систем: как два узла сети взаимодействуют между собой [7]. В этой модели для упрощения описания сетевых операций используют семь уровней. Уровни относительно независимы и разделены на основе выполняемых ими функций. Названия уровней и их функции перечислены в таблице :
Функции семиуровневой модели сети № |
Название уровня |
Функции |
7 |
Application (Уровень приложений) |
Обеспечивает работу приложений пользователя |
6 |
Presentation (Уровень представления данных) |
Обеспечивает представление и форматирование данных, определяет синтаксис передачи данных. |
5 |
Session (Сеансовый уровень) |
Обеспечивает сеанс обмена между приложениями и управления этим процессом. |
4 |
Transport (Транспортный уровень) |
Формирует сегменты данных и преобразует их в поток. Гарантирует установку связи между хостами и надежную передачу данных. |
3 |
Network (Сетевой уровень) |
Выбирает оптимальный путь передачи данных из одной точки сети в другую. На этом уровне работают маршрутизаторы (routers). Используются схемы логической адресации, такие как IP, IPX, AppleTalk. |
2 |
Data Link (Уровень канала связи) |
Уровень служит логическим интерфейсом доступа к физической среде. Для определения источника и места назначения сигналов ис-пользуются аппаратные адреса, их еще называют МАС-адреса (MAC - Media |
1 |
Physical (Физический уровень) |
Этот уровень описывает электрические, механические и физические средства установки поддержки физической связи между различными устройствами сети. |
Основные принципы выделения уровней в OSI (7 уровней, в основе которых положены следующие принципы)
1) подходящая степень модуляризации (уровней не слишком много)
2) прозрачность (реализация сетевого взаимодействия не слишком сложная)
3) минимальное количество информации, передаваемое интерфейсами между уровнями.
4) четкое распределение задач (каждый уровень решает конкретные задачи)
5) новый уровень должен создаваться каждый раз, когда требуется новый уровень абстракции (пример: если одна функция оперирует битами, а появляется другая функция, которая манипулирует группами бит, то эти функции должны быть на разных уровнях).
Все локально-вычислительные сети работают в одном стандартепринятом для компьютерных сетей – в стандарте Open Systems Interconnection (OSI). Для единого представления данных в линиях связи, по которым передается информация, сформирована Международная организация по стандартизации (англ. ISO – International Standards Organization). ISO предназначена для разработки модели международного коммуникационного протокола, в рамках которой можно разрабатывать международные стандарты. Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил. Все они оговорены в протоколе передачи данных.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра прикладной
Математики и теории
Систем управления
Доклад
По дисциплине « Объектно-ориентированное программирование в визуальной среде »
Тема « Компьютерные сети»
Выполнила:
Студентка группы 3-Л
Шибаева А.О.
Преподаватель:
К.В. Смоктий
Донецк – 2012