Глава 24. Беспроводные сети группы стандартов 802.11
24.1. Архитектура сети стандарта 802.11
Стандарт IEEE 802.11 является базовым для всех последующих спецификаций (802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n). Коммерческое название этих сетей — Wi-Fi (Wireless Fidelity). Эта технология используется в таких областях, как беспроводный доступ в Интернет, беспроводное телевидение. Различные стандарты семейства Wi-Fi определяют физический уровень (PHY) и подуровень управления доступом к среде (каналу) MAC (Medium Access Control). Верхние уровни совпадают по своей структуре, как для беспроводных, так и для проводных локальных сетей. Физический уровень определяет способ работы в среде передачи, скорость и методы модуляции. Подуровень MAC отвечает за распределение канала, т.е. за то, какая станция будет передавать следующей. На MAC-подуровне определён принцип, по которому устройства используют (делят) общий канал; механизм аутентификации пользователя и механизм шифрования данных. Поскольку стандарт 802.11 разрабатывался как «беспроводный Ethernet», он предусматривает пакетную передачу с 48-битовыми адресами пакетов, как и любая сеть Ethernet. Комитет IEEE 802 обеспечил совместимость всех своих стандартов. Беспроводные сети 802.11 легко сопрягаются с проводными сетями Ethernet.
Стандарт 802.11 предусматривает два основные способа (режима) организации сети [87,88]:
с базовой станцией, называемой в терминологии 802.11 точкой доступа AP (Access Point). Связь между устройствами происходит только через AP. Через AP может быть выход во внешние проводные сети. Такие сети называют также структурированными или работающими в режиме инфраструктуры. Такой режим позволяет транслировать мультимедийную информацию для работы в Интернете (рис. 24.1, а). В сети 802.11 может быть несколько точек доступа, объединённых проводной сетью Ethernet (рис. 24.1). б). Фактически такая сеть представляет набор базовых станций с перекрывающимися зонами охвата. Точки доступа АР могут быть доступны к Интернету также через беспроводную сеть WiMAX (см. следующую главу).
без базовой станции (т.е. без точки доступа), по принципу «равный с равным». Такие сети называют беспроводными самоорганизующимися сетями Ad Hoc (рис. 24.2). Беспроводные клиенты в этом режиме представляют независимый базовый набор служб IBSS (Independent Basis Service Set) [88]. Сети, которые поддерживают такую архитектуру, обычно называют беспроводными Ad Hoc сетями. Термин Ad Hoc-по английски - for this purpuse (целевые). Мобильная Ad Hoc сеть (MANET, Mobile Ad Hoc Network) является распределённой системой из мобильных терминалов, снабженных приемо-передатчиком [89]. Они могут динамически организовывать временные сети. В сетях MANET мобильные устройства выполняют функции не только оконечных станций, но и сетевых узлов, выполняющих функции маршрутизаторов.
Рис. 24.1. Режим с точкой доступа
Рис. 24.2. Режим без точки доступа (сеть Ad Hoc)
Как правило, такие сети не требуют администрирования. Терминалы, которые не находятся в радиусе действия приемо-передатчиков, осуществляют передачу через последовательность промежуточных маршрутизаторов. Сеть MANET является многошаговой (multihop) в отличие от сети с точкой доступа и может быть подключена с помощью шлюзов к фиксированной сети.