
- •4 Конспекты лекций к дисциплине «Беспроводные технологии передачи измерительной информации»
- •Глоссарий
- •Общие принципы построения сетей
- •Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
- •Линии связи
- •Аппаратура линий связи
- •Характеристики линий связи
- •Типы кабелей
- •Кабели типа Витая пара (twisted pair, tp)
- •Волоконно–оптический кабель
- •Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
- •Аналоговая модуляция
- •Методы аналоговой модуляции
- •Цифровое физическое кодирование
- •Логическое кодирование
- •Скрэмблирование
- •Методы передачи данных канального уровня
- •Асинхронные протоколы
- •Синхронные символьно-ориентированные и бит-ориентированные протоколы
- •Бит–ориентированные протоколы
- •Протоколы с гибким форматом кадра
- •Передача с установлением соединения и без установления соединения
- •Обнаружение и коррекция ошибок
- •Методы обнаружения ошибок
- •Методы восстановления искаженных и потерянных кадров
- •Компрессия данных
- •Методы коммутации
- •Коммутация каналов
- •Коммутация каналов на основе частотного мультиплексирования
- •Коммутация каналов на основе разделения времени
- •Общие свойства сетей с коммутацией каналов
- •Коммутация пакетов
- •Виртуальные каналы в сетях с коммутацией пакетов
- •Пропускная способность сетей с коммутацией пакетов
- •Коммутация сообщений
- •Беспроводные сети wifi
- •Основные элементы сети wifi
- •Основы передачи данных в беспроводных сетях
- •Сигналы для передачи информации
- •Передача данных
- •Модуляция сигналов
- •Пропускная способность канала
- •Методы доступа к среде в беспроводных сетях
- •Технология расширения спектра
- •Кодирование и защита от ошибок
- •Методы коррекции ошибок
- •Методы автоматического запроса повторной передачи
- •Архитектура стандарта 802.11
- •Стек протоколов ieee 802.11
- •Уровень доступа к среде стандарта 802.11
- •Распределенный режим доступа dcf
- •Централизованный режим доступа pcf
- •Кадр mac-подуровня
- •Реализация стандартов ieee 802.11
- •Ieee 802.11
- •Передача в диапазоне инфракрасных волн
- •Беспроводные локальные сети со скачкообразной перестройкой частоты (fhss)
- •Беспроводные локальные сети, использующие широкополосную модуляцию dsss с расширением спектра методом прямой последовательности
- •Ieee 802.11b
- •Ieee 802.11a
- •Ieee 802.11g
- •Ieee 802.11d
- •Ieee 802.11e
- •Ieee 802.11f
- •Ieee 802.11h
- •Ieee 802.11i
- •Ieee 802.11n
- •Режимы и особенности их организации
- •Режим Ad Hoc
- •Инфраструктурный режим
- •Режимы wds и wds With ap
- •Режим повторителя
- •Режим клиента
- •Организация и планирование беспроводных сетей
- •Угрозы и риски безопасности беспроводных сетей
- •Основы криптографии
- •Базовые термины и их определения
- •Криптография
- •Протоколы безопаснисти беспроводных сетей
- •Механизм шифрования wep
- •Потоковое шифрование
- •Блочное шифрование
- •Вектор инициализации (Initialization Vector, IV)
- •Обратная связь
- •Уязвимость шифроваия wep
- •Пассивные сетевые атаки
- •Активные сетевые атаки
- •Аутенфикация в беспроводных сетях
- •Стандарт ieee 802.11 сети с традиционной безопасностью
- •Принцип аутентификации абонента в ieee 802.11
- •Открытая аутентификация
- •Аутентификация с общим ключом
- •Аутентификация по mac-адресу
- •Уязвимость механизмов аутентификации 802.11
- •Проблемы идентификатора беспроводной лвс
- •Уязвимость открытой аутентификации
- •Уязвимость аутентификации с общим ключом
- •Уязвимость аутентификации по mac-адресу
- •Спецификация wpa
- •Пофреймовое изменение ключей шифрования
- •Контроль целостности сообщения
- •Стандарт сети 802.11i с повышенной безопасностью (wpa2)
- •Стандарт 802.1x/eap (enterprise-Режим)
- •Архитектура ieee 802.1x
- •Механизм аутентификации
- •Технологии целостности и конфиденциальности передаваемых данных
- •Развертывание беспроводных виртуальных сетей
- •Топология сеть-сеть
- •Топология хост-сеть
- •Топология хост-хост
- •Распространенные туннельные протоколы
- •Протокол ipSec
- •Протокол рртр
- •Протокол l2tp
- •Системы обнаружения вторжения в беспроводные сети
- •Общая характеристика Personal Area Network
- •Стандарт технологии bluetooth (ieee 802.15.1)
- •Общие сведения
- •Архитектура bluetooth Метод частотных скачков
- •Понятие пикосети
- •Адрес Bluetooth-устройства (bd_addr)
- •Состояния Bluetooth
- •Физические каналы
- •Процедура опроса
- •Типы трафика
- •Транспортная архитектура
- •Режимы работы Bluetooth
- •Форматы пакетов bluetooth
- •Типы пакетов
- •Стек протоколов bluetooth
- •Модели использования
- •Профили Bluetooth
- •Методы безопасности
- •Уровни надежности устройства.
- •Перспективы развития технологии: bluetooth 4.0.
- •Беспроводная сенсорная сеть zigbee®
- •Общие сведения
- •Топология беспроводных персональных сетей
- •Адресация в персональных сетях ZigBee
- •Современные реализации сетей на основе технологии ZigBee Ведущие производители оборудования ZigBee
- •Пример реализации сенсорной сети
- •Библиографическое описание
Ieee 802.11n
На сегодняшний день стандарт IEEE 802.11n – самый перспективный из всех стандартов, касающихся беспроводных сетей. К сожалению, пока он только разрабатывается, но возможности, которые он открывает, выглядят очень заманчиво.
Данный стандарт должен обеспечить скорость передачи данных, минимальным значением которой будет 300 Мбит/с, что фактически равняется наиболее распространенной скоростью в проводных сетях стандарта Fast Ethernet.
IEEE 802.11n будет использовать метод ортогонального частотного мультиплексирования (OFDM) и квадратурную амплитудную модуляцию (QAM). Это должно обеспечить не только высокую скорость передачи данных, но и полную совместимость со стандартами IEEE 802.11a/b/g.
Режимы и особенности их организации
Режим Ad Hoc
В режиме Ad Hoc (рисунок 3.5.1) клиенты устанавливают связь непосредственно друг с другом. Устанавливается одноранговое взаимодействие по типу «точка-точка», и компьютеры взаимодействуют напрямую без применения точек доступа. При этом создается только одна зона обслуживания, не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети.
Рисунок 3.5.1 – Ad Hoc
Основное достоинство данного режима – простота организации: он не требует дополнительного оборудования (точки доступа). Режим может применяться для создания временных сетей для передачи данных.
Однако необходимо иметь в виду, что режим Ad Hoc позволяет устанавливать соединение на скорости не более 11 Мбит/с, независимо от используемого оборудования. Реальная скорость обмена данных будет ниже, и составит не более 11/N Мбит/с, где N – число устройств в сети. Дальность связи составляет не более ста метров, а скорость передачи данных быстро падает с увеличением расстояния.
Для организации долговременных беспроводных сетей следует использовать инфраструктурный режим.
Инфраструктурный режим
В этом режиме точки доступа обеспечивают связь клиентских компьютеров (рисунок 3.5.2). Точку доступа можно рассматривать как беспроводный коммутатор. Клиентские станции не связываются непосредственно одна с другой, а связываются с точкой доступа, и она уже направляет пакеты адресатам.
Рисунок 3.5.2 – Инфраструктурный режим
Точка доступа имеет порт Ethernet, через который базовая зона обслуживания подключается к проводной или смешанной сети – к сетевой инфраструктуре.
Режимы wds и wds With ap
Термин WDS (Wireless Distribution System) расшифровывается как «распределённая беспроводная система». В этом режиме точки доступа соединяются только между собой, образуя мостовое соединение. При этом каждая точка может соединяться с несколькими другими точками. Все точки в этом режиме должны использовать одинаковый канал, поэтому количество точек, участвующих в образовании моста, не должно быть чрезмерно большим. Подключение клиентов осуществляется только по проводной сети через uplink- порты точек (рисунок 3.5.3).
Рисунок 3.5.3 Мостовой режим
Режим беспроводного моста, аналогично проводным мостам, служит для объединения подсетей в общую сеть. С помощью беспроводных мостов можно объединять проводные LAN, находящиеся как на небольшом расстоянии в соседних зданиях, так и на расстояниях до нескольких километров. Это позволяет объединить в сеть филиалы и центральный офис, а также подключать клиентов к сети провайдера Интернет (рисунок 3.5.4).
Рисунок 3.5.4 – Мостовой режим между зданиями
Беспроводный мост может использоваться там, где прокладка кабеля между зданиями нежелательна или невозможна. Данное решение позволяет достичь значительной экономии средств и обеспечивает простоту настройки и гибкость конфигурации при перемещении офисов.
К точке доступа, работающей в режиме моста, подключение беспроводных клиентов невозможно. Беспроводная связь осуществляется только между парой точек, реализующих мост.
Термин WDS with AP (WDS with Access Point) обозначает «распределённая беспроводная система, включая точку доступа», т.е. с помощью этого режима можно организовать не только мостовую связь между точками доступа, но и одновременно подключить клиентские компьютеры (рисунок 3.5.5). Это позволяет достичь существенной экономии оборудования и упростить топологию сети. Данная технология поддерживается большинством современных точек доступа.
Рисунок 3.5.5 – Режим WDS with AP
Тем не менее, необходимо помнить, что все устройства в составе одной WDS with AP работают на одной частоте и создают взаимные помехи, что ограничивает количество клиентов до 15-20 узлов. Для увеличения количества подключаемых клиентов можно использовать несколько WDS-сетей, настроенных на разные неперекрывающиеся каналы и соединенные проводами через uplink-порты.
Топология организации беспроводных сетей в режиме WDS аналогична обычным проводным топологиям.