Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Беспроводные локальные сети на основе стандартов ieee 802.11b/g/n

Методические указания к лабораторным работам по курсам

«Сети ЭВМ и телекоммуникации» и «Cетевые технологии»

для студентов всех форм обучения по направлению 230100-

Информатика и вычислительная техника

Екатеринбург

УрФУ

2013

УДК 004.732 (078)

Составитель В.А. Губин

Научный редактор доц., канд. техн. наук В.Н. Круглов

БЕСПРОВОДНЫЕ ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ НА ОСНОВЕ

СТАНДАРТОВ IEEE 802.11b/g/n

: методические указания к лабораторным работам по курсам «Сети ЭВМ и телекоммуникации» и «Cетевые технологии»

/ сост. В.А. Губин. Екатеринбург: УрФУ, 2013. 50 с.

В методических указаниях приведены основные сведения о стандартах беспроводных локальных сетей, топологии сетей, протоко-лов работы сетей на физическом и канальном уровнях, защите сетей. Рассмотрены процедуры конфигурирования беспроводной Точки доступа и четырех представительных моделей беспроводных адаптеров. Для получения практических навыков настройки беспроводных сетей предлагается семь задач.

Библиогр.: 10 назв. Рис. 15. Табл. 3. Прил. 2.

Подготовлено кафедрой «Информационные технологии»

© УрФУ, 2013

Оглавление

1. Основы работы беспроводных сетей ..….………. 5

1.1. Стандартные протоколы и радиочастоты WLAN ..... 5

1.2. Топологии сетей WLAN .....….…..…………………………. 6

1.3. Некоторые сведения о работе адаптеров WLAN на физическом уровне .................................................... 9

1.4. Работа адаптеров WLAN на канальном уровне ...….. 12

1.5. Скорость передачи данных в сети WLAN …..…......… 17

1.6. Присоединение станций к сети WLAN .....…...…………18

1.7. Безопасность WLAN …...…..……………………………… 19

2. Установка и настройка беспроводных

адаптеров .................................................................. 22

2.1. Установка Wireless-G USB Network Adapter ................ 22

2.2. Установка адаптера ASUS USB-N13 ............................. 25

2.3. Установка адаптера TP-Link TL-WN851N ..................... 27

2.4. Конфигурирование адаптера WLAN ноутбука NB1 ... 28

3. Работа пользователей в беспроводной сети

компьютер-компьютер (сеть Ad-Hoc) ................. 30

3.1. Задачи ............................................................................... 32

4. Работа пользователей в сети с Точкой доступа

(Infrastructure BSS) .................................................. 33

4.1. Точка доступа ASUS RT-N16 и её настройка ............... 33

4.2. Задачи ............................................................................... 37

Библиографический список .............................. 41

Приложение 1.

Словарь терминов ….…..............................……. 42

Приложение 2.

План помещений кафедры Информационные технологии на втором этаже .............................. 49

1. Основы работы беспроводных сетей

1.1. Стандартные протоколы и радиочастоты WLAN

Беспроводные (Wireless) локальные сети [3, 6] предоставляют поль-зователям те же услуги, что и обычные проводные, например Etehernet-сети. В отличие от последних, WLAN связывают не только стационар-ные, но, что важно, мобильные компьютеры, например ноутбуки. В гос-тиницах, аэропортах, деловых центрах, библиотеках и др., где разверну-ты WLAN, пользователи со своих компьютеров могут работать с уда-ленными базами данных и получать доступ к Internet.

Компьютер для работы в беспроводной сети должен иметь сетевой адаптер WLAN. Конструктивно он может быть встроенным (в ноутбу-ках) или внешним, связанным с компьютером, например через USB-порт. Адаптер имеет миниатюрную радиостанцию и антенну, посредс-твом которых с помощью радиоволн может передавать и принимать кадры с данными от других WLAN-станций.

Радиостанции беспроводных адаптеров используют частоты вблизи частоты 2,4 ГГц или вблизи частоты 5 ГГц. На этих частотах имеются нелицензируемые радиоканалы ISM для промышленных, научных и медицинских целей (Industrial, Scientific and Medical). Излучаемая мощность радиопередатчиков адаптеров WLAN ограничена значением 50-100 мВт. Отсюда следует и ограниченный радиус действия адапте-ров WLAN: он составляет 50-150 м (при наличии препятствий для радиоволн - еще меньше), причем на частоте 5 ГГц радиоволны более чувствительны к препятствиям и ослабляются сильнее, чем на частоте 2,4 ГГц.

Американским Институтом инженеров по электротехнике и элект-ронике (IEEE) утвержден ряд стандартов для поддержки протоколов физического и канального уровней оборудования WLAN. Среди произ-водителей оборудования и потребителей наиболее распространены следующие стандарты (табл. 1).

Таблица 1

Стандарт	Макс. скорость передачи	Частотный диапазон
IEEE 802.11a - 1999	54 Мбит/с	5 ГГц
IEEE 802.11b - 1999	11 Мбит/с	2,4 ГГц
IEEE 802.11g - 2003	54 Мбит/с	2,4 ГГц
IEEE 802.11n - 2009	300 Мбит/с	2,4/5 ГГц

Стандарт 802.11b исторически был разработан первым и, соответствен-но, в мире уже работает много устройств, поддерживющих его. Стан-дарт 802.11n – последняя разработка, вобравшая все достижения в об-ласти кодирования сигналов, техники модуляции и т.д. Обеспечивает высокую скорость передачи данных, использует тот же частотный диа-пазон, что и 802.11b, и обратно совместим с ним. Что касается стан-дарта 802.11а, то в диапазоне 5 ГГц можно иметь больше независимых подканалов, чем на частоте 2,4 ГГц. Кроме этого, уровень промышлен-ных помех на частоте 5 ГГц ниже, чем на частоте 2,4 ГГц (на частоте близкой к 2,4 ГГц работают сотовые телефоны, микроволновые печи и др.). С другой стороны, обеспечить совместимость 802.11а со стандар-тами 802.11b/g сложнее, т.к. адаптер WLAN в этом случае должен иметь второй радиоблок на частоту 2,4 ГГц и вторую антенну.

В 1999 г. был основан консорциум Wi-Fi Alliance, который предс-тавляет некоммерческую организацию для испытания и сертификации изделий на предмет их соответствия стандартам IEEE 802.11. Его доб-ровольными членами являются такие известные компании как Cisco, D-Link и др. Изделиям, прошедшим сертификацию, присваивается знак Wi-Fi CERTIFIED (сокращение от Wireless Fidelity – “беспроводная безукоризненность”).

В данной работе используется оборудование WLAN с поддержкой спецификаций IEEE 802.11g/n и обсуждаются вопросы работы WLAN применительно к этим стандартам.