
- •Федеральное агентство связи
- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»
- •Оглавление
- •Предисловие Настоящий курс лекций предназначен для студентов дневной и заочной форм обучения, изучающих аналогичную дисциплину, специальностей:
- •Введение
- •Лекция 1. Основы построения сетей
- •1.1. Основы сетевых технологий
- •1.2. Классификация сетей передачи данных
- •1.3. Семиуровневая модель взаимодействия открытых систем
- •Контрольный тест по Лекции 1
- •Лекция 2. Верхние уровни моделей osi, tcp/ip
- •2.1. Прикладной уровень
- •Система доменных имен dns
- •Протокол http
- •Протоколы передачи файлов ftp и tftp
- •Протокол разделения сетевых ресурсов smb
- •Приложение peer-to-peer (p2p)
- •Протоколы передачи электронной почты
- •Протокол удаленного доступа Telnet
- •2.2. Транспортный уровень моделей osi, tcp/ip
- •Установление соединения
- •Управление потоком данных
- •Контрольный тест по Лекции 2
- •Лекция 3. Нижние уровни модели сети
- •3.1. Физический уровень. Медные кабели
- •3. 2. Волоконно-оптические кабели
- •3.3. Беспроводная среда
- •3.4. Топология сетей
- •Контрольный тест по Лекции 3
- •Лекция 4. Канальный уровень. Локальные сети
- •4.1. Подуровни llc и mac
- •4.2. Локальные сети технологии Ethernet
- •4.3. Коммутаторы в локальных сетях
- •Режимы коммутации
- •Протокол охватывающего дерева (Spanning-Tree Protocol)
- •Контрольный тест по Лекции 4
- •Лекция 5. Ethernet-совместимые технологии
- •5.1. Технология Fast Ethernet
- •5.2. Технология Gigabit Ethernet
- •5.3. Технология 10-Gigabit Ethernet
- •Контрольный тест по Лекции 5
- •Лекция 6. Принципы и средства межсетевого взаимодействия
- •6.1. Маршрутизаторы в сетевых технологиях
- •6.2. Принципы маршрутизации
- •Протокол arp
- •Контрольный тест по Лекции 6
- •Лекция 7. Адресация в ip - сетях
- •7.1. Логические адреса версии iPv4
- •7.2. Формирование подсетей
- •7.3. Частные и общедоступные адреса
- •Контрольный тест по Лекции 7
- •Лекция 8. Функционирование маршрутизаторов
- •8.1. Назначение ip-адресов
- •8.2. Передача данных в сетях с маршрутизаторами
- •8.3. Сетевые протоколы. Формат пакета протокола ip
- •Контрольный тест по Лекции 8
- •Лекция 9. Протоколы маршрутизации
- •9.1. Общие сведения о маршрутизирующих протоколах
- •9.2. Протоколы вектора расстояния и состояния канала
- •Меры борьбы с маршрутными петлями
- •Контрольный тест по Лекции 9
- •Лекция 10. Основы конфигурирования маршрутизаторов
- •10.1. Режимы конфигурирования маршрутизаторов
- •10.2. Создание начальной конфигурации маршрутизатора
- •10.3. Конфигурирование интерфейсов
- •Контрольный тест по Лекции 10
- •Лекция 11. Конфигурирование маршрутизации
- •11.1. Конфигурирование статической маршрутизации
- •Конфигурирование статической маршрутизации по умолчанию
- •11.2. Конфигурирование конечных узлов и верификация сети
- •11.3. Динамическая маршрутизация. Конфигурирование протокола rip
- •Конфигурирование динамической маршрутизации по умолчанию
- •Контрольный тест по Лекции 11
- •Лекция 12. Протокол маршрутизации eigrp
- •12.1. Общие сведения о протоколе eigrp
- •12.2. Конфигурирование протокола eigrp
- •Контрольный тест по Лекции 12
- •Лекция 13. Протокол маршрутизации ospf
- •13.1. Общие сведения о протоколе ospf
- •Метрика протокола ospf
- •13.2. Конфигурирование протокола ospf
- •Контрольный тест по Лекции 13
- •Лекция 14. Сетевые фильтры
- •14.2. Конфигурирование стандартных списков доступа
- •14.3. Конфигурирование расширенных списков доступа
- •Для этого создается список доступа:
- •Именованные списки доступа
- •Контроль списков доступа
- •Контрольный тест по Лекции 14
- •Лекция 15. Конфигурирование коммутаторов
- •15.1. Общие вопросы конфигурирования коммутаторов
- •Адресация коммутаторов, конфигурирование интерфейсов
- •15.2. Управление таблицей коммутации
- •15.3. Конфигурирование безопасности на коммутаторе
- •Контрольный тест по Лекции 15
- •Лекция 16. Виртуальные локальные сети
- •16.1. Общие сведения о виртуальных сетях
- •16.2. Конфигурирование виртуальных сетей
- •16.3. Маршрутизация между виртуальными локальными сетями
- •Конфигурирование транковых соединений
- •Контрольный тест по Лекции 16
- •Заключение
- •Список литературы
- •Список терминов и сокращений
3.3. Беспроводная среда
Беспроводная среда образуется совокупностью радиоканалов, сгруппированных в несколько частотных диапазонов. Три частотных диапазона: 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц, рекомендованы ITU для использования в промышленности, науке и медицине (Industrial, Scientific, Medical – ISM) и не требуют лицензирования. В указанных частотных диапазонах и строится большинство беспроводных локальных и глобальных сетей связи. Более низкий частотный диапазон увеличивает расстояние передачи и улучшает распространение радиоволн внутри зданий. Однако число каналов и, следовательно, пользователей при этом снижается.
Техника модуляции широкополосных сигналов позволяют повысить помехозащищенность при сосредоточенных помехах высокого уровня и низком уровне сигнала. На практике широко используются технологии: Прямое последовательное расширение спектра (Direct Sequence Spread Spectrum – DSSS) и Ортогональное частотное мультиплексирование (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM). Устройства, использующие OFDM, имеют более высокую скорость передачи данных. Однако устройства с модуляцией DSSS – проще и дешевле. Мультиплексирование каналов производится на основе техники, называемой Множественным доступом с кодовым разделением (Code Division Multiple Access – CDMA).
В настоящее время широко применяются беспроводные сети, которые реализуют соединения абонентов через беспроводные точки доступа (Wireless Access Point – WAP). При этом абоненты (хосты) должны комплектоваться беспроводными сетевыми картами. В свою очередь, беспроводные точки доступа могут соединяться между собой и с другими сетевыми устройствами, например с коммутаторами, маршрутизаторами, посредством кабелей, образуя достаточно разветвленную сеть.
Беспроводная (wireless) среда регламентируется набором стандартов, которые различаются частотным диапазоном, скоростью передачи данных и расстоянием.
Стандарт IEEE 802.11 (Wi-Fi) является основным стандартом беспроводных локальных сетей (Wireless LAN – WLAN). Параметры беспроводных сетей в значительной мере определяются используемой техникой модуляции.
Основные параметры технологий стандарта 802.11 (Wi-Fi) приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Параметры стандартов Wi-Fi беспроводной среды передачи
Стандарт (Частотный диапазон) |
Cкорость передачи, Мбит/с |
Типовое значен, Мбит/с |
Макс. значение, Мбит/с |
802.11a (5 ГГц) |
54 |
20 – 26 |
108 |
802.11b (2.4 ГГц) |
11 |
2 – 4 |
11 |
802.11g (2.4 ГГц) |
54 |
20 – 26 |
108 |
802.11n (2.4, 5 ГГц) |
100 |
|
210 |
Стандарт IEEE 802.11a регламентирует работу WLAN устройств в частотном диапазоне 5 ГГц. Скорость передачи – до 54 Мбит/с, а в некоторых случаях – до 108 Мбит/с. В производственных технологических сетях, скорость передачи обычно оценивается в 20-26 Мбит/с. Устройства стандарта 802.11a не могут взаимодействовать с устройствами стандарта 802.11b и 802.11g, поскольку последние работают в диапазоне 2,4 ГГц. Использование высокочастотного диапазона 5 ГГц стандарта 802.11a ограничивает расстояние передачи и распространение радиоволн внутри зданий. Используемый вид модуляции – OFDM.
Устройства стандарта 802.11b функционируют в частотном диапазоне 2,4 ГГц и характеризуется скоростью передачи до 11 Мбит/с, вид модуляции – DSSS. Подобные системы работают при скоростях 1, 2, 5.5 и 11 Мбит/с.
Устройства стандарта 802.11g являются совместимыми с устройствами 802.11b, поскольку работают в том же частотном диапазоне 2,4 ГГц. В устройствах этого стандарта может использоваться как техника модуляции OFDM, так и DSSS. При технике модуляции OFDM скорость передачи данных такая же, как в устройствах стандарта 802.11a (до 54 Мбит/с). При технике модуляции DSSS скорость передачи данных – до 11 Мбит/с. В настоящее время разработаны точки доступа, которые позволяют устройствам стандартов 802.11b и 802.11a сосуществовать в одной беспроводной сети WLAN. Точка доступа предоставляет услуги шлюза (gateway) для связи устройств двух разных стандартов. Более низкий частотный диапазон увеличивает расстояние передачи и улучшает распространение радиоволн внутри зданий по сравнению с 802.11a.
Достоинства частотного диапазона 2,4 ГГц обусловили большое количество пользователей, что приводит к его перегрузке и взаимному влиянию устройств.
Устройства стандарта 802.11n способны работать как в частотном диапазоне 5 ГГц, так и 2,4 ГГц. Значение скорости передачи от 100 до 210 Мбит/с.
Помимо сетей вышеприведенных стандартов создаются и эксплуатируются сети стандарта IEEE 802.15 (Wireless Personal Area Network – WPAN) или "Bluetooth", которые являются примером персональных сетей (Personal Area Network – PAN). Кроме того, сети стандарт IEEE 802.16 (Worldwide Interoperability for Microwave Access – WiMAX), которые обеспечивают широкополосную связь на значительно большее расстояние по сравнению с вышеприведенными технологиями.