Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Читинский государственный университет
Институт технологических и транспортных систем
Кафедра «Физики и техники связи»
Реферат
по дисциплине: «Введение в специальность»
Тема «Сети Wi-Fi»
Выполнил студент
Группы ТКб -10
Асташов В.А.
Проверил доцент
Забелина Н.А.
Чита 2010
Содержание
Введение
Определение
История создания
Принцип работы
Стандарты беспроводных сетей
Оборудование
Типы антенн для Wi-Fi-устройств
Wi-Fi сеть
Преимущества…
Недостатки
Беспроводные технологии в промышленности
Wi-Fi и телефоны сотовой связи
Wi-Fi и игры
Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi
Wi-Fi и бытовая техника
Безопасность
Использованный материал
Приложение
Введение
Удобство беспроводных технологий знакомо каждому. Мы давно пользуемся мобильными телефонами, рациями, спутниковым телевидением и прочими беспроводными устройствами. Wi-Fi — это ещё одна сфера нашей жизни, сделавшая шаг к комфорту беспроводного соединения. Технология Wi-Fi уже используется для соединения ноутбука с MP3-плеером, принтером и даже домашним кинотеатром – эра умного дома уже наступает, и беспроводные технологии занимают в таком доме важное место. Множество преимуществ есть и у профессионального применения Wi-Fi. Вы можете выходить в интернет, находясь в кафе или ресторане, аэропорту или автомобиле, главное – быть в зоне действия ближайшей точки доступа. В своем офисе Вы можете объединить компьютеры сотрудников в беспроводную сеть и избавиться, наконец, от бесконечных сетевых кабелей. Находясь дома, Вы можете расположиться с ноутбуком в любой комнате (или даже в саду!) и продолжать работу там, где удобно, а не там где есть подключение к сети.
Большинство современных портативных устройств (ноутбуки, КПК, смартфоны) уже имеют встроенные средства для работы в беспроводных сетях. Если же в Вашем устройстве нет встроенных беспроводных возможностей, то их можно дополнительно приобрести и установить. Для ноутбука это могут быть Wi-Fi карточки, вставляющиеся в разъем PCMCIA, или внешний USB-адаптер; для КПК или смартфона это, как правило, Wi-Fi SDIO карта (предполагает наличие SDIO разъема на Вашем КПК или смартфоне). Представьте, как удобно соединяться с корпоративной сетью Вашего офиса, находясь в кофейне, ресторане или даже в общественном парке. Представьте, как легко переехать из одного офиса в другой, не теряя вложений в установку локальной сети. Представьте, насколько просто перемещать и добавлять сотрудников, когда не нужно перетаскивать кабели и оборудование.
Wi-Fi – это популярный термин, обозначающий высокочастотную беспроводную локальную сеть (WLAN). Технология Wi-Fi стремительно набирает популярность во многих компаниях как альтернатива сети, построенной при помощи кабелей и проводов. Wi-Fi предлагает своим пользователям свободу перемещения. Провода, приковывавшие людей к их рабочему столу, больше не нужны. Технология Wi-Fi позволяет передавать информацию в сети при помощи радиосигнала. По сути, этот сигнал почти ничем не отличается от радиосигнала, принимаемого сотовым телефоном.
Wi-Fi может использоваться для распространения сигнала в квартире или конференц-зале, или на расстояние в несколько километров. Как правило, одна точка доступа может обеспечить радиус действия до 100-200 метров. Помимо домашних и офисных сетей, Wi-Fi получил широкое распространение в сфере организации публичного доступа в Интернет. Hot-spot отражает сам принцип развертывания таких сетей — в виде «пятен», определяется обычно параметрами базовой станции даёт любому возможность подключиться к сети при помощи своего ноутбука, карманного компьютера или смартфона, оснащённого Wi-Fi-адаптером.
Чтобы подключиться к Wi-Fi, прежде всего, необходим компьютер со встроенным или дополнительно приобретённым Wi-Fi-адаптером. Большинство выпускаемых сейчас ноутбуков оснащены встроенным беспроводным адаптером; для остальных существует PCMCIA-адаптер беспроводной сети размером чуть больше кредитной карты. Нужно лишь оказаться в зоне действия Hot-spot, и адаптер автоматически найдёт точку доступа, о чём сообщит Вам индикацией беспроводного соединения.
Поскольку Wi-Fi стремительно вышел на уровень бытовых приложений, то это очень дешевая технология. На современном рынке бытовой электроники базовая станция Wi-Fi стоит 100 – 200 долларов США, и цены постоянно снижаются. [1], [5]
Определение
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN. Wi-Fi – это протокол беспроводной передачи данных, помогающий соединить n-ноеколичество компьютеров в сеть, либо подключить их к интернету, с малым радиусом действия, использующий радиоволны.
Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность»).
WirelessLocalAreaNetwork (WLAN) — это вид локальной вычислительной сети, использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения. Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.
Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или hot-spot. [13]
История
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, 802.11a и 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. [2], [12]
Принцип работы
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа (AP, от англ. access point) и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети SSID (англ. Service Set IDentifier, Network name — идентификатор сети, сетевое имя) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно, ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения и роуминга. Последние версии операционных систем содержат функцию, называемую «zero configuration», которая показывает пользователю все доступные сети и позволяет переключаться между ними «на лету». Это означает, что роуминг будет полностью контролироваться операционной системой. Wi-Fi передаёт данные в эфире, поэтому он обладает свойствами, сходными с некоммутируемой сетью, и для него могут возникать такие же проблемы, как при работе с некоммутируемыми сетями.
Стандарты беспроводных сетей
На данный момент существует четыре основных стандарта Wi-Fi – это 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11i.
802.11b
Это первый беспроводной стандарт, появившийся в России и применяемый повсеместно до сих пор. Скорость передачи довольно невысокая, а безопасность находится на довольно низком уровне. При желании злоумышленнику может потребоваться меньше часа для расшифровки ключа сети и проникновения в вашу локальную сеть. Для защиты используется протокол WEP, который охарактеризовал себя не с лучшей стороны и был взломан несколько лет назад. Мы рекомендуем не применять данных стандарт не дома ни тем более в корпоративных вычислительных сетях. Исключение может составлять те случаи, когда оборудование не поддерживает другой, более защищенный стандарт.
— Скорость: 11 Мбит/с
— Радиус действия: 50 м
— Протоколы обеспечения безопасности: WEP
— Уровень безопасности: низкий
802.11g
Это более продвинутый стандарт, пришедший на смену 802.11b. Была увеличена скорость передачи данных почти в 5 раз, и теперь она составляет 54 Мбит/с. При использовании оборудования поддерживающего технологии superG или TrueMIMO предел максимально достижимой скорости составляет 125 Мбит/с. Возрос и уровень защиты: при соблюдении всех необходимых условий при правильной настройке, его можно оценить как высокий. Данный стандарт совместим с новыми протоколами шифрования WPA и WPA2. Они предоставляют более высокий уровень защиты, нежели WEP.
— 54 Мбит/с, до 125 Мбит/с
— Радиус действия: 50 м
— Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
— Уровень безопасности: высокий
802.11i
Это новый стандарт, внедрение которого только начинается. В данном случае непосредственно в сам стандарт встроена поддержка самых современных технологий, таких как TrueMIMO и WPA2. Поэтому необходимость более тщательного выбора оборудования отпадает. Планируется, что это стандарт придет на смену 802.11g и сведет на нет все попытки взлома.
— Скорость: 125 Мбит/с
— Радиус действия: 50 м
— Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
— Уровень безопасности: Высокий
802.11n
Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц
— Скорость: 300 Мбит/с
— Радиус действия: неизвестно
— Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
— Уровень безопасности: Высокий
Однако следует помнить, что неправильная настройка оборудования, поддерживающего даже самые современные технологии защиты, не обеспечит должный уровень безопасности вашей сети. В каждом стандарте есть дополнительные технологии и настройки для повышения уровня безопасности. Поэтому мы рекомендуем доверять настройку Wi-Fi оборудования только профессионалам. [3],[4]
Оборудование
Типы антенн для Wi-Fi – устройств
В плане использования все антенны для Wi-Fi-устройств можно условно разделить на два больших класса: антенны для наружного (outdoor) и для внутреннего применения (indoor). Отличаются эти антенны прежде всего своими габаритами и коэффициентом усиления. Естественно, антенны для наружного использования больше по размерам и предусматривают форму крепления либо к стене дома, либо к вертикальному столбу.
Антенны для внутреннего использования меньше по размерам и обладают более низким коэффициентом усиления. Такие антенны либо устанавливаются на столе, либо крепятся к стене или непосредственно к точке доступа.
К самой точке доступа антенны могут подсоединяться либо напрямую, либо с помощью кабеля. При этом для подсоединения антенны или кабеля к точке доступа предназначен специальный миниатюрный SMA-разъем. На точках доступа применяется разъем типа Male, а на самой антенне или антенном кабеле — разъем типа Female
Штыревая антенна
Все точки доступа стандарта 802.11b/g комплектуются штатными миниатюрными штыревыми антеннами, которые могут быть как съемными, так и стационарными. Штыревая антенна представляет собой самый простой вариант антенны. Ее часто называют также несимметричным вибратором.
Если штыревую антенну расположить вертикально, то в горизонтальной плоскости она будет излучать энергию во все стороны равномерно, поэтому в горизонтальной плоскости такая антенна является всенаправленной и, естественно, говорить о преимущественном излучении в определенном направлении не приходится. В то же время в вертикальной плоскости такая антенна излучает неравномерно. В частности, излучение вдоль оси антенны вообще отсутствует. Именно поэтому даже в случае простейшей штыревой антенны можно выделить направления, соответствующие максимальному усилению. Для штыревых антенн максимальное усиление достигается в плоскости, перпендикулярной антенне и проходящей через ее середину.
Отметим, что в силу изотропного характера излучения штыревой антенны, в горизонтальной плоскости точку доступа с такой антенной оптимально устанавливать в центре офиса или квартиры, чтобы максимально охватить беспроводной сетью все пространство квартиры или офиса.
Штыревая антенна c перпендикулярным рефлектором
Конструкцию штыревой антенны можно несколько улучшить, использовав перпендикулярный к антенне рефлектор — металлическую поверхность (экран), выполняющую функцию идеальной заземляющей поверхности. Подобные антенны не производятся промышленностью (во всяком случае, в продаже их нет), однако такую антенну несложно изготовить самостоятельно.
Как и в случае обычной штыревой антенны, штыревую антенну с перпендикулярным рефлектором наиболее целесообразно устанавливать в центре помещения (квартиры или офиса).
Штыревая антенна с параллельным рефлектором
Еще один способ модифицирования штыревой антенны заключается в том, чтобы использовать не перпендикулярный, а параллельный антенне рефлектор. В этом случае существенно меняется ее диаграмма направленности и в горизонтальной плоскости такая антенна перестает быть изотропной.
Такую антенну целесообразно располагать возле стены.
Итак, все направленные антенны устроены примерно одинаково и очень просто. Если антенна относится к панельному типу, то ее конструкция включает экран и излучатель, выполненный в форме прямоугольника и установленный на некотором расстоянии от экрана. Различия между антеннами заключаются лишь в размерах излучателя и экрана, а также в расстоянии между ними. В антеннах, предназначенных для использования внутри помещений, имеется один излучатель, а антенны, предназначенные для применения вне помещений, могут содержать несколько излучателей. [8], [9]
Wi-Fi сеть
Что нужно для организации Wi-Fi сети.
— Wireless адаптеры, бывают — PCI и USB, также в качестве беспроводного клиента могут выступать точки доступа
— Точка доступа
— антенна внешняя — направленная или круговая различной мощности.
— как опция к антенне — соединительный кабель.
Как создается Wi-Fi сеть.
Прежде всего, в клиентские компьютеры устанавливаются сетевые Wi-Fi адаптеры, определенным образом настраиваются точки доступа, монтируются антенны. При использовании Wi-Fi как средства объединения сетей, Wi-Fi карты на клиентских машинах отсутствуют.
Основные принципы построения сети для удаленных объектов (от 150 м.)
Все оборудование официально поставляемое на Российский рынок проходит обязательную сертификацию. При прохождении сертификации Wi-Fi оборудование проверяется на соответствие стандартам передачи данных. На данный момент основным интересующим нас критерием является мощность передатчика. В России максимальное значение- 100 мВт. Отсюда и малый радиус действия оборудования в стандартной комплектации.
В основном заявленные радиусы действия производителями усреднено можно представить так: В помещении до 100м.; Вне помещения — до 300 м; (без учета помех в виде растений, перегородок, людей, и т.д.)
Таким образом, используя стандартные опции оборудования получить что-то дельное навряд ли получится. Выходом является использование различных внешних антенн и грамотное расположение оборудования. [7]
Преимущества Wi-Fi
· Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
· Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам. Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
· Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру. [14]
Недостатки Wi-Fi
· Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы; во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
· Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства. [2]
· Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, который проверяет пользователей сети через сервер и задействует 128-битные ключи шифрования и динамические ключи сессии для обеспечения защиты беспроводной сети, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. [1]
· Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний маршрутизатор Wi-Fi стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи. Микроволновая печь или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
· Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.
· Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.
· Уменьшение производительности сети во время дождя.
· Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.
· Малая пригодность для работы приложений, использующих медиа-потоки в реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии): качество медийного потока непредсказуемо из-за возможных высоких потерь при передаче данных, обусловленных целым рядом неконтролируемых пользователем факторов (атмосферные помехи, ландшафт и иное, в частности перечисленное выше). Несмотря на данный недостаток, выпускается масса VoIP оборудования на базе устройств 802.11b/g, которое ориентировано в том числе и на корпоративный сегмент: однако в большинстве случаев документация к подобным устройствам содержит оговорку, гласящую, что качество связи определяется устойчивостью и качеством радиоканала. [5], [14]
Беспроводные технологии в промышленности
Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Интернет.
Wi-Fi и телефоны сотовой связи
Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.
Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP (система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям) в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 90-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.
В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка.
Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая путём сервисов BИнтернет-телефонии. Например, клиент Skype давно существует в версиях, как для смартфонов, так и для КПК. [16]
Wi-Fi и игры
Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа.
Все игровые консоли седьмого поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi IEEE 802.11g.
Sony PSP имеет поддержку беспроводной сети (AOSS), которая включается переключением находящейся в верхней части консоли кнопки для соединения с хот-спотами Wi-Fi или других беспроводных соединений. [15]
Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi
Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных hot-spot, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала и, даже, просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей. [2]
Wi-Fi и бытовая техника
беспроводная сеть стандарт
Wi-Fi (IEEE 802.11), этот протокол сегодня рассматривается как базовый для перспективных цифровых систем. И не только рассматривается, но уже и активно используется. Например, пару лет назад была выпущена линейка беспроводных LCD-телевизоров SharpAquos, у которых дисплей отсоединяется от базовой станции и легко переносится в любое место, хоть на улицу. У Philips есть беспроводные компьютерные дисплеи, позволяющие не привязываться к системным блокам и линиям связи. Кроме того, компания серийно производит целую серию AV-компонентов Streamium для работы в сети по протоколу IEEE 802.11b/g.
Экспансия Wi-Fi начинает распространяться и на caraudio. К примеру, компании FordMotors и Delphi недавно приступили к совместной разработке перспективного интегрированного CD-ресивера, который, помимо традиционного AM/FM-тюнера и CD-проигрывателя, будет включать в себя приемник спутникового радио Sirius и, что самое интересное, встроенный модуль Wi-Fi. Для чего, спросите вы? А для того, чтобы качать с его помощью из Интернета по беспроводной сети музыкальные программы в формате mp3. Столь необычное устройство разрабатывается в расчете на то, что в скором времени повсюду будут созданы беспроводные музыкальные киоски, интегрированные в сети Wi-Fi. Когда это свершится, через ресивер можно будет, не выходя из машины, не только загрузить музыку из Сети или домашнего компьютера, но и оплатить парковку, бензин на заправке, заказать еду и т.д. Разумеется, при условии, что у вас есть пластиковая карточка с оплаченным кредитом для безналичных расчетов. [6]
Безопасность
К сожалению, с приходом новой технологии появляются новые угрозы безопасности и конфиденциальности информации. Wi-Fi задействует протоколы защиты WEP и WPA (более подробно о них см. раздел Недостатки).
Фаервол/Firewall. Фаервол – это барьер, отгораживающий Вашу собственность от злоумышленников. Фаервол может быть аппаратный или программный. Для среднестатистического пользователя Wi-Fi правильно сконфигурированного программного фаервола должно быть вполне достаточно. Большой популярностью пользуются программы Norton Firewall и ZoneAlarm.
Помните, даже несмотря на то, что провайдер и владелец hot-spot приняли меры по защите Вашей информации в своей беспроводной сети, 100%-ная безопасность Вам не гарантирована. Представьте, что работа в hot-spot – это разговор по таксофону в многолюдном месте. Информация, передаваемая не по защищённому каналу может стать добычей недобросовестного пользователя этой же сети. Такой злоумышленник не сможет украсть информацию с Вашего компьютера, защищённую фаерволом, но сможет «увидеть» всё, что Вы передаёте по воздуху. Используйте общественные точки доступа для хождения по сайтам, общения и развлечений, а конфиденциальную или финансовую информацию передавайте только по защищённому каналу (SSL), виртуальной сети (VPN) или приберегите её до более надёжного соединения дома или в офисе. [1], [14]
Заключение
Исследуя тему, я пришел к выводу, что сеть Wi-Fi – хороший помощник для людей, которым необходим полноценный и постоянный доступ в интернет в максимально возможном радиусе перемещения. Но не следует забывать о безопасности и заряде батареи на своём мобильном устройстве.
В реферате использован материал со следующих ресурсов:
[1] Wifi card, Основы Wi-Fi, www.wificard.ru/wi_fi.php
[2] Википедия, WiFi, ru.wikipedia.org/wiki/WiFi
[3] Сайт радиолюбителей Волгограда RA4A, ra4a.narod.ru/Spravka5/Wi-Fi.htm
[4] 3Dnews, пять больших вопросов о 802.11n, www.3dnews.ru/news/802_11n_wi_fi_otveti_na_5_bolshih_voprosov
[5] Понятие о Wi-Fi, wi-fi.na.by
[6] hi-fi, Жизнь Замечательных Идей. Беспроводный мир. (статья из журнала «Салон АВ» 2005 г. №: 2, Лариса Степаненко, Константин Быструшкин.), www.hi-fi.ru/doc/read.php?id=3046
[7] Информационный портал о Wi-Fi, www.wifi-connect.ru/3comlan.htm
[8] Компьютер Пресс, Антенны для Wi-Fi-устройств, www.compress.ru/article.aspx?id=17784&iid=822
[9] Wi-Fi сети, wificenter.ru
[10] Точки доступа в Чите wifi4free.ru/chita
[11] Wi-Fi Ucoz News, wifi.ucoz.ru/publ/2-1-0-4
[12] Wi-Fi Ucoz News, wifi.ucoz.ru/publ/2-1-0-2
[13] Broadband – высокоскоростной Интернет, www.broadband.org.ua/content/view/1694/285/
[15] Broadband – высокоскоростной Интернет, принципы Wi-Fi, www.broadband.org.ua/content/view/1694/284/
[16] Wi-Fi Ucoz News, wifi.ucoz.ru/publ/2-1-0-6
Приложение
Все точки Wi-Fi в Чите
ул. Пушкина 5, Кофейня & столовая Калиостро
ул. Ленина, 1, Выставочный центр
ул. Ленина, 93, ресторан «Привоз»
ул. Кастринская, 1, Читинский государственный университет
1 мкр. 9а, бильярдный клуб «Берлога»
ул. Заб.Рабочего, 94, Центр здорового питания «Богатырь»
ул. Столярова, 19, ресторан «Пирамида»
ул. Коханского, 6, Читинский областной диагностический центр
ул. Бабушкина, 129, ЗабГГПУ им. Н. Г. Чернышевского
ул. Анохина, 56, Читинский институт БГУЭП
ул. Бабушкина, 42, Кофейня НК Релакс
ул. Шилова, 100, ТЦ. Макси, ресторан Сакура
ул. Красноярская 35
ул. Ленинградская д.5, Баскин Роббинс
ул. Ленина, 120, Кафе «Кофемолл»
ул. Богомягкова, 24, Кофейня «Коллаж»
ул. Новобульварная, 167, Кафе «Гараж»
ул. им. Костюшко-Григоровича 5, Кафе «Александровский сад»
www.ronl.ru
Федеральное агентство связи
УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»
РЕФЕРАТ
«Сеть беспроводной связи Wi-Fi»
Выполнил:
Самошкин М. А. СЕ-91
Проверил:
Устинов Д. С.
Екатеринбург 2013г.
Введение
Удобство беспроводных технологий знакомо каждому. Мы давно пользуемся мобильными телефонами, рациями, спутниковым телевидением и прочими беспроводными устройствами. Wi-Fi - это ещё одна сфера нашей жизни, сделавшая шаг к комфорту беспроводного соединения. Технология Wi-Fi уже используется для соединения ноутбука с MP3-плеером, принтером и даже домашним кинотеатром – эра умного дома уже наступает, и беспроводные технологии занимают в таком доме важное место. Множество преимуществ есть и у профессионального применения Wi-Fi. Вы можете выходить в интернет, находясь в кафе или ресторане, аэропорту или автомобиле, главное – быть в зоне действия ближайшей точки доступа. В своем офисе Вы можете объединить компьютеры сотрудников в беспроводную сеть и избавиться, наконец, от бесконечных сетевых кабелей. Находясь дома, Вы можете расположиться с ноутбуком в любой комнате (или даже в саду!) и продолжать работу там, где удобно, а не там где есть подключение к сети.
Большинство современных портативных устройств (ноутбуки, КПК, смартфоны) уже имеют встроенные средства для работы в беспроводных сетях. Если же в Вашем устройстве нет встроенных беспроводных возможностей, то их можно дополнительно приобрести и установить. Для ноутбука это могут быть Wi-Fi карточки, вставляющиеся в разъем PCMCIA, или внешний USB-адаптер; для КПК или смартфона это, как правило, Wi-Fi SDIO карта (предполагает наличие SDIO разъема на Вашем КПК или смартфоне). Представьте, как удобно соединяться с корпоративной сетью Вашего офиса, находясь в кофейне, ресторане или даже в общественном парке. Представьте, как легко переехать из одного офиса в другой, не теряя вложений в установку локальной сети. Представьте, насколько просто перемещать и добавлять сотрудников, когда не нужно перетаскивать кабели и оборудование.
Wi-Fi – это популярный термин, обозначающий высокочастотную беспроводную локальную сеть (WLAN). Технология Wi-Fi стремительно набирает популярность во многих компаниях как альтернатива сети, построенной при помощи кабелей и проводов. Wi-Fi предлагает своим пользователям свободу перемещения. Провода, приковывавшие людей к их рабочему столу, больше не нужны. Технология Wi-Fi позволяет передавать информацию в сети при помощи радиосигнала. По сути, этот сигнал почти ничем не отличается от радиосигнала, принимаемого сотовым телефоном.
Wi-Fi может использоваться для распространения сигнала в квартире или конференц-зале, или на расстояние в несколько километров. Как правило, одна точка доступа может обеспечить радиус действия до 100-200 метров. Помимо домашних и офисных сетей, Wi-Fi получил широкое распространение в сфере организации публичного доступа в Интернет. Hot-spot отражает сам принцип развертывания таких сетей - в виде «пятен», определяется обычно параметрами базовой станции даёт любому возможность подключиться к сети при помощи своего ноутбука, карманного компьютера или смартфона, оснащённого Wi-Fi-адаптером.
Чтобы подключиться к Wi-Fi, прежде всего, необходим компьютер со встроенным или дополнительно приобретённым Wi-Fi-адаптером. Большинство выпускаемых сейчас ноутбуков оснащены встроенным беспроводным адаптером; для остальных существует PCMCIA-адаптер беспроводной сети размером чуть больше кредитной карты. Нужно лишь оказаться в зоне действия Hot-spot, и адаптер автоматически найдёт точку доступа, о чём сообщит Вам индикацией беспроводного соединения.
Поскольку Wi-Fi стремительно вышел на уровень бытовых приложений, то это очень дешевая технология. На современном рынке бытовой электроники базовая станция Wi-Fi стоит 100 – 200 долларов США, и цены постоянно снижаются.
Определение
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN. Wi-Fi – это протокол беспроводной передачи данных, помогающий соединить n-ноеколичество компьютеров в сеть, либо подключить их к интернету, с малым радиусом действия, использующий радиоволны.
Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность»).
Wireless Local Area Network (WLAN) - это вид локальной вычислительной сети, использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения. Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.
Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или hot-spot.
История
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, 802.11a и 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с.
Принцип работы
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа (AP, от англ. access point) и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети SSID (англ. Service Set IDentifier, Network name — идентификатор сети, сетевое имя) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно, ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения и роуминга. Последние версии операционных систем содержат функцию, называемую «zero configuration», которая показывает пользователю все доступные сети и позволяет переключаться между ними «на лету». Это означает, что роуминг будет полностью контролироваться операционной системой. Wi-Fi передаёт данные в эфире, поэтому он обладает свойствами, сходными с некоммутируемой сетью, и для него могут возникать такие же проблемы, как при работе с некоммутируемыми сетями.
Стандарты беспроводных сетей
На данный момент существует четыре основных стандарта Wi-Fi – это 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11i.
802.11b
Это первый беспроводной стандарт, появившийся в России и применяемый повсеместно до сих пор. Скорость передачи довольно невысокая, а безопасность находится на довольно низком уровне. При желании злоумышленнику может потребоваться меньше часа для расшифровки ключа сети и проникновения в вашу локальную сеть. Для защиты используется протокол WEP, который охарактеризовал себя не с лучшей стороны и был взломан несколько лет назад. Мы рекомендуем не применять данных стандарт не дома ни тем более в корпоративных вычислительных сетях. Исключение может составлять те случаи, когда оборудование не поддерживает другой, более защищенный стандарт.
- Скорость: 11 Мбит/с
- Радиус действия: 50 м
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP
- Уровень безопасности: низкий
802.11g
Это более продвинутый стандарт, пришедший на смену 802.11b. Была увеличена скорость передачи данных почти в 5 раз, и теперь она составляет 54 Мбит/с. При использовании оборудования поддерживающего технологии super G или True MIMO предел максимально достижимой скорости составляет 125 Мбит/с. Возрос и уровень защиты: при соблюдении всех необходимых условий при правильной настройке, его можно оценить как высокий. Данный стандарт совместим с новыми протоколами шифрования WPA и WPA2. Они предоставляют более высокий уровень защиты, нежели WEP.
- 54 Мбит/с, до 125 Мбит/с
- Радиус действия: 50 м
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
- Уровень безопасности: высокий
802.11i
Это новый стандарт, внедрение которого только начинается. В данном случае непосредственно в сам стандарт встроена поддержка самых современных технологий, таких как True MIMO и WPA2. Поэтому необходимость более тщательного выбора оборудования отпадает. Планируется, что это стандарт придет на смену 802.11g и сведет на нет все попытки взлома.
- Скорость: 125 Мбит/с
- Радиус действия: 50 м
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
- Уровень безопасности: Высокий
802.11n
Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц
- Скорость: 300 Мбит/с
- Радиус действия: неизвестно
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
- Уровень безопасности: Высокий
Однако следует помнить, что неправильная настройка оборудования, поддерживающего даже самые современные технологии защиты, не обеспечит должный уровень безопасности вашей сети. В каждом стандарте есть дополнительные технологии и настройки для повышения уровня безопасности. Поэтому мы рекомендуем доверять настройку Wi-Fi оборудования только профессионалам.
Оборудование
Типы антенн для Wi-Fi – устройств
В плане использования все антенны для Wi-Fi-устройств можно условно разделить на два больших класса: антенны для наружного (outdoor) и для внутреннего применения (indoor). Отличаются эти антенны прежде всего своими габаритами и коэффициентом усиления. Естественно, антенны для наружного использования больше по размерам и предусматривают форму крепления либо к стене дома, либо к вертикальному столбу.
Антенны для внутреннего использования меньше по размерам и обладают более низким коэффициентом усиления. Такие антенны либо устанавливаются на столе, либо крепятся к стене или непосредственно к точке доступа.
К самой точке доступа антенны могут подсоединяться либо напрямую, либо с помощью кабеля. При этом для подсоединения антенны или кабеля к точке доступа предназначен специальный миниатюрный SMA-разъем. На точках доступа применяется разъем типа Male, а на самой антенне или антенном кабеле — разъем типа Female
Штыревая антенна
Все точки доступа стандарта 802.11b/g комплектуются штатными миниатюрными штыревыми антеннами, которые могут быть как съемными, так и стационарными. Штыревая антенна представляет собой самый простой вариант антенны. Ее часто называют также несимметричным вибратором.
Если штыревую антенну расположить вертикально, то в горизонтальной плоскости она будет излучать энергию во все стороны равномерно, поэтому в горизонтальной плоскости такая антенна является всенаправленной и, естественно, говорить о преимущественном излучении в определенном направлении не приходится. В то же время в вертикальной плоскости такая антенна излучает неравномерно. В частности, излучение вдоль оси антенны вообще отсутствует. Именно поэтому даже в случае простейшей штыревой антенны можно выделить направления, соответствующие максимальному усилению. Для штыревых антенн максимальное усиление достигается в плоскости, перпендикулярной антенне и проходящей через ее середину.
Отметим, что в силу изотропного характера излучения штыревой антенны, в горизонтальной плоскости точку доступа с такой антенной оптимально устанавливать в центре офиса или квартиры, чтобы максимально охватить беспроводной сетью все пространство квартиры или офиса.
Штыревая антенна c перпендикулярным рефлектором
Конструкцию штыревой антенны можно несколько улучшить, использовав перпендикулярный к антенне рефлектор — металлическую поверхность (экран), выполняющую функцию идеальной заземляющей поверхности. Подобные антенны не производятся промышленностью (во всяком случае, в продаже их нет), однако такую антенну несложно изготовить самостоятельно.
Как и в случае обычной штыревой антенны, штыревую антенну с перпендикулярным рефлектором наиболее целесообразно устанавливать в центре помещения (квартиры или офиса).
Штыревая антенна с параллельным рефлектором
Еще один способ модифицирования штыревой антенны заключается в том, чтобы использовать не перпендикулярный, а параллельный антенне рефлектор. В этом случае существенно меняется ее диаграмма направленности и в горизонтальной плоскости такая антенна перестает быть изотропной.
Такую антенну целесообразно располагать возле стены.
Итак, все направленные антенны устроены примерно одинаково и очень просто. Если антенна относится к панельному типу, то ее конструкция включает экран и излучатель, выполненный в форме прямоугольника и установленный на некотором расстоянии от экрана. Различия между антеннами заключаются лишь в размерах излучателя и экрана, а также в расстоянии между ними. В антеннах, предназначенных для использования внутри помещений, имеется один излучатель, а антенны, предназначенные для применения вне помещений, могут содержать несколько излучателей.
Wi-Fi сеть
Что нужно для организации Wi-Fi сети.
- Wireless адаптеры, бывают — PCI и USB, также в качестве беспроводного клиента могут выступать точки доступа
- Точка доступа
- антенна внешняя — направленная или круговая различной мощности.
- как опция к антенне — соединительный кабель.
Как создается Wi-Fi сеть.
Прежде всего, в клиентские компьютеры устанавливаются сетевые Wi-Fi адаптеры, определенным образом настраиваются точки доступа, монтируются антенны. При использовании Wi-Fi как средства объединения сетей, Wi-Fi карты на клиентских машинах отсутствуют.
Основные принципы построения сети для удаленных объектов (от 150 м.)
Все оборудование официально поставляемое на Российский рынок проходит обязательную сертификацию. При прохождении сертификации Wi-Fi оборудование проверяется на соответствие стандартам передачи данных. На данный момент основным интересующим нас критерием является мощность передатчика. В России максимальное значение- 100 мВт. Отсюда и малый радиус действия оборудования в стандартной комплектации.
В основном заявленные радиусы действия производителями усреднено можно представить так: В помещении до 100м.; Вне помещения — до 300 м; (без учета помех в виде растений, перегородок, людей, и т.д.)
Таким образом, используя стандартные опции оборудования получить что-то дельное навряд ли получится. Выходом является использование различных внешних антенн и грамотное расположение оборудования.
Преимущества Wi-Fi
Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам. Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.
Недостатки Wi-Fi
Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы; во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства. [2]
Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, который проверяет пользователей сети через сервер и задействует 128-битные ключи шифрования и динамические ключи сессии для обеспечения защиты беспроводной сети, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. [1]
Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний маршрутизатор Wi-Fi стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи. Микроволновая печь или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.
Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.
Уменьшение производительности сети во время дождя.
Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.
Малая пригодность для работы приложений, использующих медиа-потоки в реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии): качество медийного потока непредсказуемо из-за возможных высоких потерь при передаче данных, обусловленных целым рядом неконтролируемых пользователем факторов (атмосферные помехи, ландшафт и иное, в частности перечисленное выше). Несмотря на данный недостаток, выпускается масса VoIP оборудования на базе устройств 802.11b/g, которое ориентировано в том числе и на корпоративный сегмент: однако в большинстве случаев документация к подобным устройствам содержит оговорку, гласящую, что качество связи определяется устойчивостью и качеством радиоканала.
Беспроводные технологии в промышленности
Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Интернет.
Wi-Fi и телефоны сотовой связи
Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.
Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP (система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям) в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 90-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.
В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка.
Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая путём сервисов BИнтернет-телефонии. Например, клиент Skype давно существует в версиях, как для смартфонов, так и для КПК.
Wi-Fi и игры
Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа.
Все игровые консоли седьмого поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi IEEE 802.11g.
Sony PSP имеет поддержку беспроводной сети (AOSS), которая включается переключением находящейся в верхней части консоли кнопки для соединения с хот-спотами Wi-Fi или других беспроводных соединений.
Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi
Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных hot-spot, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала и, даже, просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей.
Wi-Fi и бытовая техника
беспроводная сеть стандарт
Wi-Fi (IEEE 802.11), этот протокол сегодня рассматривается как базовый для перспективных цифровых систем. И не только рассматривается, но уже и активно используется. Например, пару лет назад была выпущена линейка беспроводных LCD-телевизоров Sharp Aquos, у которых дисплей отсоединяется от базовой станции и легко переносится в любое место, хоть на улицу. У Philips есть беспроводные компьютерные дисплеи, позволяющие не привязываться к системным блокам и линиям связи. Кроме того, компания серийно производит целую серию AV-компонентов Streamium для работы в сети по протоколу IEEE 802.11b/g.
Экспансия Wi-Fi начинает распространяться и на car audio. К примеру, компании Ford Motors и Delphi недавно приступили к совместной разработке перспективного интегрированного CD-ресивера, который, помимо традиционного AM/FM-тюнера и CD-проигрывателя, будет включать в себя приемник спутникового радио Sirius и, что самое интересное, встроенный модуль Wi-Fi. Для чего, спросите вы? А для того, чтобы качать с его помощью из Интернета по беспроводной сети музыкальные программы в формате mp3. Столь необычное устройство разрабатывается в расчете на то, что в скором времени повсюду будут созданы беспроводные музыкальные киоски, интегрированные в сети Wi-Fi. Когда это свершится, через ресивер можно будет, не выходя из машины, не только загрузить музыку из Сети или домашнего компьютера, но и оплатить парковку, бензин на заправке, заказать еду и т.д. Разумеется, при условии, что у вас есть пластиковая карточка с оплаченным кредитом для безналичных расчетов.
Безопасность
К сожалению, с приходом новой технологии появляются новые угрозы безопасности и конфиденциальности информации. Wi-Fi задействует протоколы защиты WEP и WPA (более подробно о них см. раздел Недостатки).
Фаервол/Firewall. Фаервол – это барьер, отгораживающий Вашу собственность от злоумышленников. Фаервол может быть аппаратный или программный. Для среднестатистического пользователя Wi-Fi правильно сконфигурированного программного фаервола должно быть вполне достаточно. Большой популярностью пользуются программы Norton Firewall и ZoneAlarm.
Помните, даже несмотря на то, что провайдер и владелец hot-spot приняли меры по защите Вашей информации в своей беспроводной сети, 100%-ная безопасность Вам не гарантирована. Представьте, что работа в hot-spot – это разговор по таксофону в многолюдном месте. Информация, передаваемая не по защищённому каналу может стать добычей недобросовестного пользователя этой же сети. Такой злоумышленник не сможет украсть информацию с Вашего компьютера, защищённую фаерволом, но сможет "увидеть" всё, что Вы передаёте по воздуху. Используйте общественные точки доступа для хождения по сайтам, общения и развлечений, а конфиденциальную или финансовую информацию передавайте только по защищённому каналу (SSL), виртуальной сети (VPN) или приберегите её до более надёжного соединения дома или в офисе.
Заключение
studfiles.net
Содержание
ВведениеГлава 1. Wi-Fi1.1. WI-Fi1.2. Происхождение названия1.3. Приемущества Wi-Fi1.4. Недостатки Wi-FiГлава 2. WiMAX2.1. WiMAX2.2. Основные понятия2.3. Mac/ Канальный уровень2.4. АрхитектураЗаключениеСписок использованных источников
Введение
Беспроводные технологии — подкласс информационных технологий, служат для передачи информации на расстояние между двумя и более точками, не требуя связи их проводами. Для передачи информации может использоваться инфракрасное излучение, радиоволны, оптическое или лазерное излучение.
В настоящее время существует множество беспроводных технологий, наиболее часто известных пользователям по их маркетинговым названиям, таким как Wi-Fi и WiMAX. Каждая технология обладает определёнными характеристиками, которые определяют её область применения.
Глава 1. Wi-Fi
1.1 Wi-Fi
Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «высокая точность беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.
Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.
История
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, IEEE 802.11a и IEEE 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.
27 июля 2011 года Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22. Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволят передавать данные на скорости до 22 Мб/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика.
Нужна помощь в написании?
1.2 Происхождение названия
Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намёком» на Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная точность»), на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается.
Принцип работы
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID (англ.)русск.) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.
Однако, стандарт не описывает всех аспектов построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.
По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
1.3 Преимущества Wi-Fi
1.4 Недостатки Wi-Fi
Глава 2. WiMAX
2.1 WiMAX
WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN (WiMAX следует считать жаргонным названием, так как это не технология, а название форума, на котором Wireless MAN и был согласован).
Название «WiMAX» было создано WiMAX Forum — организацией, которая была основана в июне 2001 года с целью продвижения и развития технологии WiMAX. Форум описывает WiMAX как «основанную на стандарте технологию, предоставляющую высокоскоростной беспроводной доступ к сети, альтернативный выделенным линиям иDSL». Максимальная скорость — до 1 Гбит/сек на ячейку.
WiMAX подходит для решения следующих задач:
WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi-сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках городов.
2.2 Основные понятия
В общем виде WiMAX сети состоят из следующих основных частей: базовых и абонентских станций, а также оборудования, связывающего базовые станции между собой, с поставщиком сервисов и с Интернетом.
Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.
Как уже говорилось выше, WiMAX применяется как для решения проблемы «последней мили», так и для предоставления доступа в сеть офисным и районным сетям.
Между базовыми станциями устанавливаются соединения (прямой видимости), использующие диапазон частот от 10 до 66 ГГц, скорость обмена данными может достигать 140 Мбит/c. При этом, по крайней мере одна базовая станция подключается к сети провайдера с использованием классических проводных соединений. Однако, чем большее число БС подключено к сетям провайдера, тем выше скорость передачи данных и надёжность сети в целом.
Структура сетей семейства стандартов IEEE 802.16 схожа с традиционными GSM сетями (базовые станции действуют на расстояниях до десятков километров, для их установки не обязательно строить вышки — допускается установка на крышах домов при соблюдении условия прямой видимости между станциями)[3].
Нужна помощь в написании?
2.3 MAC / канальный уровень
В Wi-Fi сетях все пользовательские станции, которые хотят передать информацию через точку доступа (АР), соревнуются за «внимание» последней. Такой подход может вызвать ситуацию, при которой связь для более удалённых станций будет постоянно обрываться в пользу более близких станций. Подобное положение вещей делает затруднительным использование таких сервисов как Voice over IP (VoIP), которые очень сильно зависят от непрерывного соединения.
Что же касается сетей 802.16, в них MAC использует алгоритм планирования. Любой пользовательской станции стоит лишь подключиться к точке доступа, для неё будет создан выделенный слот на точке доступа, недоступный другим пользователям.
2.4 Архитектура
WiMAX Forum разработал архитектуру, которая определяет множество аспектов работы WiMAX сетей: взаимодействия с другими сетями, распределение сетевых адресов, аутентификация и многое другое. Приведённая иллюстрация даёт некоторое представление об архитектуре сетей WiMAX.
WiMAX Форум WiMAX Архитектура
ASN (Access Service Network) — сеть доступа.
ASN Gateway — предназначен для объединения трафика и сообщений сигнализации от базовых станций и дальнейшей их передачи в сеть CSN.
BS (Base Station) — базовая станция. Основной задачей является установление, поддержание и разъединение радио соединений. Кроме того, выполняет обработку сигнализации, а также распределение ресурсов среди абонентов.
CSN (Connectivity Service Network) — сеть обеспечения услуг.
HA (Home Agent) — элемент сети, отвечающий за возможность роуминга. Кроме того, обеспечивает обмен данными между сетями различных операторов.
Следует заметить, что архитектура сетей WiMax не привязана к какой-либо определённой конфигурации, обладает высокой гибкостью и масштабируемостью.
Заключение
Сегодня, в период активного развития беспроводных сетей, эта тема становится все более популярной в телекоммуникационном сообществе. Как только технология окончательно сформируется, производители предложат широкий выбор продукции по приемлемым ценам, что приведет и к росту спроса на неё, и к увеличению объема продаж. В свою очередь, это вызовет дальнейшее совершенствование и развитие беспроводной среды. Словосочетание “беспроводная среда” может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети, в действительности это не так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью в которой – как среда передачи используется кабель, такая сеть со смешенными компонентами называется гибридной.
Для обеспечения беспроводного соединения каждый компьютер должен иметь сетевую карту беспроводного доступа, а в случае более современных машин — встроенное устройство беспроводного доступа, что предпочтительнее. Сетевые карты для портативных ПК вставляются в специальные разъемы и имеют антенны. Некоторые PDA имеют встроенные устройства беспроводного доступа, другие — специальные разъемы для подключения таких устройств. Стационарные ПК могут оборудоваться небольшими, размером с мышку, приемопередатчиками, соединяемыми с USB-портом, или внутренними картами. Для стационарных ПК часто требуется PCMCIA карта (сменная карта размером с кредитную карточку для портативных компьютеров, обеспечивающая дополнительные функции, в том числе беспроводное соединение).
Список использованной литературы
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/WiMAX2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi3. http://works.doklad.ru/Беспроводные сети4. http://5fan.ru/Беспроводные технологи
nauchniestati.ru
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Читинский государственный университет
Институт технологических и транспортных систем
Кафедра «Физики и техники связи»
Реферат
по дисциплине: «Введение в специальность»
Тема «Сети Wi-Fi»
Выполнил студент
Группы ТКб -10
Асташов В.А.
Проверил доцент
Забелина Н.А.
Чита 2010
Содержание
Введение
Определение
История создания
Принцип работы
Стандарты беспроводных сетей
Оборудование
Типы антенн для Wi-Fi-устройств
Wi-Fi сеть
Преимущества…
Недостатки
Беспроводные технологии в промышленности
Wi-Fi и телефоны сотовой связи
Wi-Fi и игры
Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi
Wi-Fi и бытовая техника
Безопасность
Использованный материал
Приложение
Введение
Удобство беспроводных технологий знакомо каждому. Мы давно пользуемся мобильными телефонами, рациями, спутниковым телевидением и прочими беспроводными устройствами. Wi-Fi - это ещё одна сфера нашей жизни, сделавшая шаг к комфорту беспроводного соединения. Технология Wi-Fi уже используется для соединения ноутбука с MP3-плеером, принтером и даже домашним кинотеатром – эра умного дома уже наступает, и беспроводные технологии занимают в таком доме важное место. Множество преимуществ есть и у профессионального применения Wi-Fi. Вы можете выходить в интернет, находясь в кафе или ресторане, аэропорту или автомобиле, главное – быть в зоне действия ближайшей точки доступа. В своем офисе Вы можете объединить компьютеры сотрудников в беспроводную сеть и избавиться, наконец, от бесконечных сетевых кабелей. Находясь дома, Вы можете расположиться с ноутбуком в любой комнате (или даже в саду!) и продолжать работу там, где удобно, а не там где есть подключение к сети.
Большинство современных портативных устройств (ноутбуки, КПК, смартфоны) уже имеют встроенные средства для работы в беспроводных сетях. Если же в Вашем устройстве нет встроенных беспроводных возможностей, то их можно дополнительно приобрести и установить. Для ноутбука это могут быть Wi-Fi карточки, вставляющиеся в разъем PCMCIA, или внешний USB-адаптер; для КПК или смартфона это, как правило, Wi-Fi SDIO карта (предполагает наличие SDIO разъема на Вашем КПК или смартфоне). Представьте, как удобно соединяться с корпоративной сетью Вашего офиса, находясь в кофейне, ресторане или даже в общественном парке. Представьте, как легко переехать из одного офиса в другой, не теряя вложений в установку локальной сети. Представьте, насколько просто перемещать и добавлять сотрудников, когда не нужно перетаскивать кабели и оборудование.
Wi-Fi – это популярный термин, обозначающий высокочастотную беспроводную локальную сеть (WLAN). Технология Wi-Fi стремительно набирает популярность во многих компаниях как альтернатива сети, построенной при помощи кабелей и проводов. Wi-Fi предлагает своим пользователям свободу перемещения. Провода, приковывавшие людей к их рабочему столу, больше не нужны. Технология Wi-Fi позволяет передавать информацию в сети при помощи радиосигнала. По сути, этот сигнал почти ничем не отличается от радиосигнала, принимаемого сотовым телефоном.
Wi-Fi может использоваться для распространения сигнала в квартире или конференц-зале, или на расстояние в несколько километров. Как правило, одна точка доступа может обеспечить радиус действия до 100-200 метров. Помимо домашних и офисных сетей, Wi-Fi получил широкое распространение в сфере организации публичного доступа в Интернет. Hot-spot отражает сам принцип развертывания таких сетей - в виде «пятен», определяется обычно параметрами базовой станции даёт любому возможность подключиться к сети при помощи своего ноутбука, карманного компьютера или смартфона, оснащённого Wi-Fi-адаптером.
Чтобы подключиться к Wi-Fi, прежде всего, необходим компьютер со встроенным или дополнительно приобретённым Wi-Fi-адаптером. Большинство выпускаемых сейчас ноутбуков оснащены встроенным беспроводным адаптером; для остальных существует PCMCIA-адаптер беспроводной сети размером чуть больше кредитной карты. Нужно лишь оказаться в зоне действия Hot-spot, и адаптер автоматически найдёт точку доступа, о чём сообщит Вам индикацией беспроводного соединения.
Поскольку Wi-Fi стремительно вышел на уровень бытовых приложений, то это очень дешевая технология. На современном рынке бытовой электроники базовая станция Wi-Fi стоит 100 – 200 долларов США, и цены постоянно снижаются. [1], [5]
Определение
Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность») — стандарт на оборудование Wireless LAN. Wi-Fi – это протокол беспроводной передачи данных, помогающий соединить n-ноеколичество компьютеров в сеть, либо подключить их к интернету, с малым радиусом действия, использующий радиоволны.
Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Технологию назвали Wireless-Fidelity (дословно «беспроводная точность»).
Wireless Local Area Network (WLAN) - это вид локальной вычислительной сети, использующий для связи и передачи данных между узлами высокочастотные радиоволны, а не кабельные соединения. Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi.
Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или hot-spot. [13]
История
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent Technologies и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Создатель Wi-Fi — Вик Хейз (Vic Hayes) находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, 802.11a и 802.11g. В 2003 году Вик ушёл из Agere Systems. Agere Systems не смогла конкурировать на равных в тяжёлых рыночных условиях, несмотря на то, что её продукция занимала нишу дешёвых Wi-Fi решений. 802.11abg all-in-one чипсет от Agere (кодовое имя: WARP) плохо продавался, и Agere Systems решила уйти с рынка Wi-Fi в конце 2004 года.
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 МБит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. [2], [12]
Принцип работы
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа (AP, от англ. access point) и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети SSID (англ. Service Set IDentifier, Network name — идентификатор сети, сетевое имя) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0.1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно, ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения и роуминга. Последние версии операционных систем содержат функцию, называемую «zero configuration», которая показывает пользователю все доступные сети и позволяет переключаться между ними «на лету». Это означает, что роуминг будет полностью контролироваться операционной системой. Wi-Fi передаёт данные в эфире, поэтому он обладает свойствами, сходными с некоммутируемой сетью, и для него могут возникать такие же проблемы, как при работе с некоммутируемыми сетями.
Стандарты беспроводных сетей
На данный момент существует четыре основных стандарта Wi-Fi – это 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11i.
802.11b
Это первый беспроводной стандарт, появившийся в России и применяемый повсеместно до сих пор. Скорость передачи довольно невысокая, а безопасность находится на довольно низком уровне. При желании злоумышленнику может потребоваться меньше часа для расшифровки ключа сети и проникновения в вашу локальную сеть. Для защиты используется протокол WEP, который охарактеризовал себя не с лучшей стороны и был взломан несколько лет назад. Мы рекомендуем не применять данных стандарт не дома ни тем более в корпоративных вычислительных сетях. Исключение может составлять те случаи, когда оборудование не поддерживает другой, более защищенный стандарт.
- Скорость: 11 Мбит/с
- Радиус действия: 50 м
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP
- Уровень безопасности: низкий
802.11g
Это более продвинутый стандарт, пришедший на смену 802.11b. Была увеличена скорость передачи данных почти в 5 раз, и теперь она составляет 54 Мбит/с. При использовании оборудования поддерживающего технологии super G или True MIMO предел максимально достижимой скорости составляет 125 Мбит/с. Возрос и уровень защиты: при соблюдении всех необходимых условий при правильной настройке, его можно оценить как высокий. Данный стандарт совместим с новыми протоколами шифрования WPA и WPA2. Они предоставляют более высокий уровень защиты, нежели WEP.
- 54 Мбит/с, до 125 Мбит/с
- Радиус действия: 50 м
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
- Уровень безопасности: высокий
802.11i
Это новый стандарт, внедрение которого только начинается. В данном случае непосредственно в сам стандарт встроена поддержка самых современных технологий, таких как True MIMO и WPA2. Поэтому необходимость более тщательного выбора оборудования отпадает. Планируется, что это стандарт придет на смену 802.11g и сведет на нет все попытки взлома.
- Скорость: 125 Мбит/с
- Радиус действия: 50 м
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
- Уровень безопасности: Высокий
802.11n
Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 480 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц
- Скорость: 300 Мбит/с
- Радиус действия: неизвестно
- Протоколы обеспечения безопасности: WEP, WPA, WPA2
- Уровень безопасности: Высокий
Однако следует помнить, что неправильная настройка оборудования, поддерживающего даже самые современные технологии защиты, не обеспечит должный уровень безопасности вашей сети. В каждом стандарте есть дополнительные технологии и настройки для повышения уровня безопасности. Поэтому мы рекомендуем доверять настройку Wi-Fi оборудования только профессионалам. [3],[4]
Оборудование
Типы антенн для Wi-Fi – устройств
В плане использования все антенны для Wi-Fi-устройств можно условно разделить на два больших класса: антенны для наружного (outdoor) и для внутреннего применения (indoor). Отличаются эти антенны прежде всего своими габаритами и коэффициентом усиления. Естественно, антенны для наружного использования больше по размерам и предусматривают форму крепления либо к стене дома, либо к вертикальному столбу.
Антенны для внутреннего использования меньше по размерам и обладают более низким коэффициентом усиления. Такие антенны либо устанавливаются на столе, либо крепятся к стене или непосредственно к точке доступа.
К самой точке доступа антенны могут подсоединяться либо напрямую, либо с помощью кабеля. При этом для подсоединения антенны или кабеля к точке доступа предназначен специальный миниатюрный SMA-разъем. На точках доступа применяется разъем типа Male, а на самой антенне или антенном кабеле — разъем типа Female
Штыревая антенна
Все точки доступа стандарта 802.11b/g комплектуются штатными миниатюрными штыревыми антеннами, которые могут быть как съемными, так и стационарными. Штыревая антенна представляет собой самый простой вариант антенны. Ее часто называют также несимметричным вибратором.
Если штыревую антенну расположить вертикально, то в горизонтальной плоскости она будет излучать энергию во все стороны равномерно, поэтому в горизонтальной плоскости такая антенна является всенаправленной и, естественно, говорить о преимущественном излучении в определенном направлении не приходится. В то же время в вертикальной плоскости такая антенна излучает неравномерно. В частности, излучение вдоль оси антенны вообще отсутствует. Именно поэтому даже в случае простейшей штыревой антенны можно выделить направления, соответствующие максимальному усилению. Для штыревых антенн максимальное усиление достигается в плоскости, перпендикулярной антенне и проходящей через ее середину.
Отметим, что в силу изотропного характера излучения штыревой антенны, в горизонтальной плоскости точку доступа с такой антенной оптимально устанавливать в центре офиса или квартиры, чтобы максимально охватить беспроводной сетью все пространство квартиры или офиса.
Штыревая антенна c перпендикулярным рефлектором
Конструкцию штыревой антенны можно несколько улучшить, использовав перпендикулярный к антенне рефлектор — металлическую поверхность (экран), выполняющую функцию идеальной заземляющей поверхности. Подобные антенны не производятся промышленностью (во всяком случае, в продаже их нет), однако такую антенну несложно изготовить самостоятельно.
Как и в случае обычной штыревой антенны, штыревую антенну с перпендикулярным рефлектором наиболее целесообразно устанавливать в центре помещения (квартиры или офиса).
Штыревая антенна с параллельным рефлектором
Еще один способ модифицирования штыревой антенны заключается в том, чтобы использовать не перпендикулярный, а параллельный антенне рефлектор. В этом случае существенно меняется ее диаграмма направленности и в горизонтальной плоскости такая антенна перестает быть изотропной.
Такую антенну целесообразно располагать возле стены.
Итак, все направленные антенны устроены примерно одинаково и очень просто. Если антенна относится к панельному типу, то ее конструкция включает экран и излучатель, выполненный в форме прямоугольника и установленный на некотором расстоянии от экрана. Различия между антеннами заключаются лишь в размерах излучателя и экрана, а также в расстоянии между ними. В антеннах, предназначенных для использования внутри помещений, имеется один излучатель, а антенны, предназначенные для применения вне помещений, могут содержать несколько излучателей. [8], [9]
Wi-Fi сеть
Что нужно для организации Wi-Fi сети.
- Wireless адаптеры, бывают — PCI и USB, также в качестве беспроводного клиента могут выступать точки доступа
- Точка доступа
- антенна внешняя — направленная или круговая различной мощности.
- как опция к антенне — соединительный кабель.
Как создается Wi-Fi сеть.
Прежде всего, в клиентские компьютеры устанавливаются сетевые Wi-Fi адаптеры, определенным образом настраиваются точки доступа, монтируются антенны. При использовании Wi-Fi как средства объединения сетей, Wi-Fi карты на клиентских машинах отсутствуют.
Основные принципы построения сети для удаленных объектов (от 150 м.)
Все оборудование официально поставляемое на Российский рынок проходит обязательную сертификацию. При прохождении сертификации Wi-Fi оборудование проверяется на соответствие стандартам передачи данных. На данный момент основным интересующим нас критерием является мощность передатчика. В России максимальное значение- 100 мВт. Отсюда и малый радиус действия оборудования в стандартной комплектации.
В основном заявленные радиусы действия производителями усреднено можно представить так: В помещении до 100м.; Вне помещения — до 300 м; (без учета помех в виде растений, перегородок, людей, и т.д.)
Таким образом, используя стандартные опции оборудования получить что-то дельное навряд ли получится. Выходом является использование различных внешних антенн и грамотное расположение оборудования. [7]
Преимущества Wi-Fi
Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что может уменьшить стоимость развёртывания и/или расширения сети. Места, где нельзя проложить кабель, например, вне помещений и в зданиях, имеющих историческую ценность, могут обслуживаться беспроводными сетями.
Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам. Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.
Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру. [14]
Недостатки Wi-Fi
Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы; во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства. [2]
Самый популярный стандарт шифрования WEP может быть относительно легко взломан даже при правильной конфигурации (из-за слабой стойкости алгоритма). Несмотря на то, что новые устройства поддерживают более совершенный протокол шифрования данных WPA и WPA2, который проверяет пользователей сети через сервер и задействует 128-битные ключи шифрования и динамические ключи сессии для обеспечения защиты беспроводной сети, многие старые точки доступа не поддерживают его и требуют замены. [1]
Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия. Типичный домашний маршрутизатор Wi-Fi стандарта 802.11b или 802.11g имеет радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи. Микроволновая печь или зеркало, расположенные между устройствами Wi-Fi, ослабляют уровень сигнала. Расстояние зависит также от частоты.
Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа. Эта проблема может возникнуть при большой плотности точек доступа, например, в больших многоквартирных домах, где многие жильцы ставят свои точки доступа Wi-Fi.
Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.
Уменьшение производительности сети во время дождя.
Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.
Малая пригодность для работы приложений, использующих медиа-потоки в реальном времени (например, протокол RTP, применяемый в IP-телефонии): качество медийного потока непредсказуемо из-за возможных высоких потерь при передаче данных, обусловленных целым рядом неконтролируемых пользователем факторов (атмосферные помехи, ландшафт и иное, в частности перечисленное выше). Несмотря на данный недостаток, выпускается масса VoIP оборудования на базе устройств 802.11b/g, которое ориентировано в том числе и на корпоративный сегмент: однако в большинстве случаев документация к подобным устройствам содержит оговорку, гласящую, что качество связи определяется устойчивостью и качеством радиоканала. [5], [14]
Беспроводные технологии в промышленности
Для использования в промышленности технологии Wi-Fi предлагаются пока ограниченным числом поставщиков. Так Siemens Automation & Drives предлагает Wi-Fi-решения для своих контроллеров SIMATIC в соответствии со стандартом IEEE 802.11g в свободном ISM-диапазоне 2,4 ГГц и обеспечивающем максимальную скорость передачи 11 Мбит/с. Данные технологии применяются в основном для управления движущимися объектами и в складской логистике, а также в тех случаях, когда по какой-либо причине невозможно прокладывать проводные сети Интернет.
Wi-Fi и телефоны сотовой связи
Некоторые считают, что Wi-Fi и подобные ему технологии со временем могут заменить сотовые сети, такие как GSM. Препятствиями для такого развития событий в ближайшем будущем являются отсутствие роуминга и возможностей аутентификации, ограниченность частотного диапазона и сильно ограниченный радиус действия Wi-Fi. Более правильным выглядит сравнение Wi-Fi с другими стандартами сотовых сетей, таких как UMTS, CDMA или WiMAX.
Тем не менее, Wi-Fi пригоден для использования VoIP (система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет или по любым другим IP-сетям) в корпоративных сетях или в среде SOHO. Первые образцы оборудования появились уже в начале 90-х, однако на рынок они вышли только в 2005 году. Тогда компании, как Zyxel, UT Starcomm, Samsung, Hitachi и многие другие представили на рынок VoIP Wi-Fi-телефоны по «разумным» ценам. В 2005 году ADSL ISP провайдеры начали предоставлять услуги VoIP своим клиентам (например нидерландский ISP XS4All). Когда звонки с помощью VoIP стали очень дешёвыми, а зачастую вообще бесплатными, провайдеры, способные предоставлять услуги VoIP, получили возможность открыть новый рынок — услуг VoIP. Телефоны GSM с интегрированной поддержкой возможностей Wi-Fi и VoIP начали выводиться на рынок, и потенциально они могут заменить проводные телефоны.
В настоящий момент непосредственное сравнение Wi-Fi и сотовых сетей нецелесообразно. Телефоны, использующие только Wi-Fi, имеют очень ограниченный радиус действия, поэтому развёртывание таких сетей обходится очень дорого. Тем не менее, развёртывание таких сетей может быть наилучшим решением для локального использования, например, в корпоративных сетях. Однако устройства, поддерживающие несколько стандартов, могут занять значительную долю рынка.
Стоит заметить, что при наличии в данном конкретном месте покрытия как GSM, так и Wi-Fi, экономически намного более выгодно использовать Wi-Fi, разговаривая путём сервисов BИнтернет-телефонии. Например, клиент Skype давно существует в версиях, как для смартфонов, так и для КПК. [16]
Wi-Fi и игры
Wi-Fi совместим с игровыми консолями и КПК и позволяет вести сетевую игру через любую точку доступа.
Все игровые консоли седьмого поколения имеют поддержку стандартов Wi-Fi IEEE 802.11g.
Sony PSP имеет поддержку беспроводной сети (AOSS), которая включается переключением находящейся в верхней части консоли кнопки для соединения с хот-спотами Wi-Fi или других беспроводных соединений. [15]
Бесплатный доступ к Интернет через Wi-Fi
Независимо от исходных целей (привлечение клиентов, создание дополнительного удобства или чистый альтруизм) во всём мире и в России, в том числе, растёт количество бесплатных hot-spot, где можно получить доступ к наиболее популярной глобальной сети (Интернет) совершенно бесплатно. Это могут быть и крупные транспортные узлы, где подключиться можно самостоятельно в автоматическом режиме, и бары, где для подключения необходимо попросить карточку доступа у персонала и, даже, просто территории городского ландшафта, являющиеся местом постоянного скопления людей. [2]
Wi-Fi и бытовая техника
беспроводная сеть стандарт
Wi-Fi (IEEE 802.11), этот протокол сегодня рассматривается как базовый для перспективных цифровых систем. И не только рассматривается, но уже и активно используется. Например, пару лет назад была выпущена линейка беспроводных LCD-телевизоров Sharp Aquos, у которых дисплей отсоединяется от базовой станции и легко переносится в любое место, хоть на улицу. У Philips есть беспроводные компьютерные дисплеи, позволяющие не привязываться к системным блокам и линиям связи. Кроме того, компания серийно производит целую серию AV-компонентов Streamium для работы в сети по протоколу IEEE 802.11b/g.
Экспансия Wi-Fi начинает распространяться и на car audio. К примеру, компании Ford Motors и Delphi недавно приступили к совместной разработке перспективного интегрированного CD-ресивера, который, помимо традиционного AM/FM-тюнера и CD-проигрывателя, будет включать в себя приемник спутникового радио Sirius и, что самое интересное, встроенный модуль Wi-Fi. Для чего, спросите вы? А для того, чтобы качать с его помощью из Интернета по беспроводной сети музыкальные программы в формате mp3. Столь необычное устройство разрабатывается в расчете на то, что в скором времени повсюду будут созданы беспроводные музыкальные киоски, интегрированные в сети Wi-Fi. Когда это свершится, через ресивер можно будет, не выходя из машины, не только загрузить музыку из Сети или домашнего компьютера, но и оплатить парковку, бензин на заправке, заказать еду и т.д. Разумеется, при условии, что у вас есть пластиковая карточка с оплаченным кредитом для безналичных расчетов. [6]
Безопасность
К сожалению, с приходом новой технологии появляются новые угрозы безопасности и конфиденциальности информации. Wi-Fi задействует протоколы защиты WEP и WPA (более подробно о них см. раздел Недостатки).
Фаервол/Firewall. Фаервол – это барьер, отгораживающий Вашу собственность от злоумышленников. Фаервол может быть аппаратный или программный. Для среднестатистического пользователя Wi-Fi правильно сконфигурированного программного фаервола должно быть вполне достаточно. Большой популярностью пользуются программы Norton Firewall и ZoneAlarm.
Помните, даже несмотря на то, что провайдер и владелец hot-spot приняли меры по защите Вашей информации в своей беспроводной сети, 100%-ная безопасность Вам не гарантирована. Представьте, что работа в hot-spot – это разговор по таксофону в многолюдном месте. Информация, передаваемая не по защищённому каналу может стать добычей недобросовестного пользователя этой же сети. Такой злоумышленник не сможет украсть информацию с Вашего компьютера, защищённую фаерволом, но сможет "увидеть" всё, что Вы передаёте по воздуху. Используйте общественные точки доступа для хождения по сайтам, общения и развлечений, а конфиденциальную или финансовую информацию передавайте только по защищённому каналу (SSL), виртуальной сети (VPN) или приберегите её до более надёжного соединения дома или в офисе. [1], [14]
Заключение
Исследуя тему, я пришел к выводу, что сеть Wi-Fi – хороший помощник для людей, которым необходим полноценный и постоянный доступ в интернет в максимально возможном радиусе перемещения. Но не следует забывать о безопасности и заряде батареи на своём мобильном устройстве.
В реферате использован материал со следующих ресурсов:
[1] Wifi card, Основы Wi-Fi, http://www.wificard.ru/wi_fi.php
[2] Википедия, WiFi, http://ru.wikipedia.org/wiki/WiFi
[3] Сайт радиолюбителей Волгограда RA4A, http://ra4a.narod.ru/Spravka5/Wi-Fi.htm
[4] 3D news, пять больших вопросов о 802.11n, http://www.3dnews.ru/news/802_11n_wi_fi_otveti_na_5_bolshih_voprosov
[5] Понятие о Wi-Fi, http://wi-fi.na.by
[6] hi-fi, Жизнь Замечательных Идей. Беспроводный мир. (статья из журнала "Салон АВ" 2005 г. №: 2, Лариса Степаненко, Константин Быструшкин.), http://www.hi-fi.ru/doc/read.php?id=3046
[7] Информационный портал о Wi-Fi, http://www.wifi-connect.ru/3comlan.htm
[8] Компьютер Пресс, Антенны для Wi-Fi-устройств, http://www.compress.ru/article.aspx?id=17784&iid=822
[9] Wi-Fi сети, http://wificenter.ru
[10] Точки доступа в Чите http://wifi4free.ru/chita
[11] Wi-Fi Ucoz News, http://wifi.ucoz.ru/publ/2-1-0-4
[12] Wi-Fi Ucoz News, http://wifi.ucoz.ru/publ/2-1-0-2
[13] Broadband – высокоскоростной Интернет, http://www.broadband.org.ua/content/view/1694/285/
[15] Broadband – высокоскоростной Интернет, принципы Wi-Fi, http://www.broadband.org.ua/content/view/1694/284/
[16] Wi-Fi Ucoz News, http://wifi.ucoz.ru/publ/2-1-0-6
Приложение
Все точки Wi-Fi в Чите
ул. Пушкина 5, Кофейня & столовая Калиостро
ул. Ленина, 1, Выставочный центр
ул. Ленина, 93, ресторан "Привоз"
ул. Кастринская, 1, Читинский государственный университет
1 мкр. 9а, бильярдный клуб "Берлога"
ул. Заб.Рабочего, 94, Центр здорового питания "Богатырь"
ул. Столярова, 19, ресторан "Пирамида"
ул. Коханского, 6, Читинский областной диагностический центр
ул. Бабушкина, 129, ЗабГГПУ им. Н. Г. Чернышевского
ул. Анохина, 56, Читинский институт БГУЭП
ул. Бабушкина, 42, Кофейня НК Релакс
ул. Шилова, 100, ТЦ. Макси, ресторан Сакура
ул. Красноярская 35
ул. Ленинградская д.5, Баскин Роббинс
ул. Ленина, 120, Кафе "Кофемолл"
ул. Богомягкова, 24, Кофейня "Коллаж"
ул. Новобульварная, 167, Кафе "Гараж"
ул. им. Костюшко-Григоровича 5, Кафе "Александровский сад"
topref.ru
2013–10–09
Черемухина
Введение 3
1 Технология Wi – Fi 4
1.1 Как работает Wi–Fi 4
1.2 Пользовательский Wi–Fi 15
1.3 Стандарт 802.11 17
1.4 Wi–Fi антенны 21
1.5 Децибелы 23
1.6 Методика расчета 24
2 Практическая часть 27
2.1 Назначение программы 27
2.2 Выбор языка программирования 27
2.3 Системные требования 28
2.4 Описание данных 29
2.5 Проектирование интерфейса 29
2.6 Описание структуры программы 31
2.7 Блок–схема алгоритма программы 33
2.8 Инструкция пользователя 33
2.9 Пример выполнения программы 35
Заключение 36
Список использованной литературы 37
Приложение. Листинг программы 38
Целью курсовой работы является изучение беспроводных сетей передачи данных. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
изучить существующие стандарты;
провести обзор технологии Wi–Fi;
разработать программу расчета дальности распространения сигнала Wi–Fi.
Актуальность выбранной темы состоит в следующем. Сейчас все популярнее становится системы беспроводного доступа. Что это такое, каким образом их можно использовать, как разобраться в стандартах, какие преимущества и недостатки таких сетях на сегодняшний день мы имеем – в данной курсовой работе необходимо разобраться в этих сложных вопросах.
Несмотря на понятный скепсис сетевых администраторов по поводу приписываемых беспроводным локальным сетям преимуществ, в многочисленных отчетах аналитиков утверждается, что беспроводные технологии в конце концов получили признание индустрии. Тому есть несколько причин, каждая из которых заставляет семь раз отмерить, прежде чем отказаться от беспроводной передачи данных.
Первая и наиболее очевидная причина – весьма существенное увеличение скорости передачи данных. Конечно, эта скорость все же меньше, чем при передаче по проводным соединениям в локальных сетях. Впрочем, последние стандарты беспроводных соединений обеспечивают пропускную способность до 54 Мбит/с, а в будущем должны появиться еще более быстрые системы. Другая, не менее важная, причина состоит в том, что установка беспроводных систем, их сворачивание и обновление выполняются быстро, без утомительной возни с кабелями, распределительными панелями и концентраторами. Такие сети довольно легко модифицировать.
Сегодня у людей есть возможность выбора беспроводных сетей, поскольку существует не одна, а несколько технологий, которые используют как инфракрасные волны, так и радиоволны. Для беспроводной сети не нужно прокладывать провода и делать в стенах дыры. Технологии беспроводных сетей были разработаны уже несколько лет назад, однако даже сегодня пользователи не могут в полной мере ощутить все преимущества беспроводных сетей, поскольку до сих пор нет четких стандартов, а скорость остается относительно низкой. В привычных сетях Ethernet можно легко использовать различные типы переключателей и сетевых адаптеров, если для всех приборов сети базовым является стандарт Ethernet.
На заре развития радиотехники термин «беспроводный» (wireless) использовался для обозначения радиосвязи в широком смысле этого слова, т. е. буквально во всех случаях, когда передача информации осуществлялась без проводов. Позже это толкование практически вышло из обращения, и «беспроводный» стало употребляться как эквивалент термину «радио» (radio) или «радиочастота» (RF – radio frequency). Сейчас оба понятия считаются взаимозаменяемыми в том случае, если речь идет о диапазоне частот от 3 кГц до 300 ГГц. Тем не менее термин «радио» чаще используется для описания уже давно существующих технологий (радиовещание, спутниковая связь, радиолокация, радиотелефонная связь и т. д.). А термин «беспроводный» в наши дни принято относить к новым технологиям радиосвязи, таким, как микросотовая и сотовая телефония, пейджинг, абонентский доступ и т. п.
Различают три типа беспроводных сетей (рис. 1): WWAN (Wireless Wide Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network) и WPAN (Wireless Personal Area Network)
studfiles.net
Введение
1. Что такое беспроводная технология
Что такое технология WiFi и как она работает
Стоимость внедрения данной технологии
Перспективы развития технологии Wi-Max
К проблеме безопасности и качества
2. История успеха технологии WiFi
Использование WiFi в университете Твенте, Нидерланды
WiFi и школа в Стентонбери, Великобритания
Использование WiFi компанией Oddo&Cie, Франция
WiFi там, где пожар. Долина вулкана Этна, Италия
WiFi стремится к глобальному беспроводному доступу. Город Замора, Испания
Внедрение технологии WiFi в Росси
Заключение
Список используемых источников
Введение
В эпоху проходящей информатизации, данное явление приходит даже в самые отдаленные уголки нашей планеты. Мы часто слышим в СМИ о проведении новых проектов по информатизации общества. Так например, можно услышать от наших политиков, что происходит снабжение компьютерной техникой и услугами Интернет деревенских школ и школ малых городов. Но данный процесс проходит очень медленно. Гораздо быстрее происходит развитие компьютерных технологий.
В настоящее время существует безграничный по своей насыщенности источник знаний и различных данных. Это Интернет. С помощью него люди могут выполнять ряд нужных и полезных функций. Одно из этих функций является образование. И не только для школьников и студентов, но и для людей, занятых в разных отраслях производства, науки и общественной жизни страны. Так подсчитано, что для того, чтобы человеку ознакомиться со всеми нововведениями в его области труда необходимо затратить 75% рабочего времени. Но к сожалению, данный ресурс не доступен для большинства населения страны. Это обусловлено многими причинами, о которых мы говорить не будем. Поговорим же непосредственно о том, как можно связаться с Интернет и вообще передать информацию.
В настоящее время данные можно передавать по проводным и беспроводным линиям телекоммуникаций. Каждый из данных способов имеет свои плюсы и минусы. В данной работе будет рассмотрена беспроводная технология. Она будет рассмотрена с разных аспектов. А именно мы поговорим о Wi-Fi.
Все чаще в последнее время в мировых ИТ-новостях встречаются сообщения о компаниях, использующих технологию Wi-Fi в повседневной работе или предоставляющих Wi-Fi услуги клиентам, а также анонсы различных устройств со встроенной поддержкой Wi-Fi, будь то мобильные телефоны, КПК или ноутбуки. Очевидно, что освоение этой технологии осуществляется гигантскими темпами, и многие аналитики давно предрекают ей сказочный успех, который может кардинально изменить сегодняшний подход к использованию компьютеров и мобильных устройств. Стандарт Wi-Fi появился еще в середине 90-х и начал активно продвигаться с 2000 года. Тем не менее, до сих пор лишь немногие пользователи представляют себе, что же скрывается за загадочной аббревиатурой Wi-Fi.
Данная технология сейчас развивается гигантскими темпами. Внедрение Wi-Fi происходит повсеместно во всем развитом мире. Это обусловлено большим количеством плюсов данной технологии, хотя она имеет и ряд минусов. В данной работе затронуты как положительные, так и отрицательные стороны данной технологии. Также рассказано о «успехах Wi-Fi», т.к. данная технология несет в себе не только средство связи, облегчающее работу, но и приносящая значительный финансовый достаток. Итак, а что же в конце концом представляет из себя Wi-Fi.
1. Что такое беспроводная технология
1.1. Что такое технология WiFi и как она работает
Технология Wi-Fi – беспроводной аналог стандарта Ethernet, на основе которого сегодня построена большая часть офисных компьютерных сетей. Он был зарегистрирован в 1999 году и стал настоящим открытием для менеджеров, торговых агентов, сотрудников складов, основным рабочим инструментом которых является ноутбук или иной мобильный компьютер.
Wi-Fi - сокращение от английского Wireless Fidelity, обозначающее стандарт беспроводной (радио) связи, который объединяет несколько протоколов и имеет официальное наименование IEEE 802.11 (от Institute of Electrical and Electronic Engineers - международной организации, занимающейся разработкой стандартов в области электронных технологий). Самым известным и распространенным на сегодняшний день является протокол IEEE 802.11b (обычно под сокращением Wi-Fi подразумевают именно его), определяющий функционирование беспроводных сетей, в которых для передачи данных используется диапазон частот от 2,4 до 2.4835 Гигагерца и обеспечивается максимальная скорость 11 Мбит/сек. Максимальная дальность передачи сигнала в такой сети составляет 100 метров, однако на открытой местности она может достигать и больших значений (до 300-400 м).
Помимо 802.11b существуют еще беспроводной стандарт 802.11a, использующий частоту 5 ГГц и обеспечивающий максимальную скорость 54 Мбит/с, а также 802.11g, работающий на частоте 2,4 ГГц и тоже обеспечивающий 54 Мбит/с. Однако, из-за меньшей дальности, значительно большей вычислительной сложности алгоритмов и высокого энергопотребления эти технологии пока не получили большого распространения. Кроме того, в данное время ведется разработка стандарта 802.11n, который в обозримом будущем сможет обеспечить скорости до 320 Мбит/c.
Подобно традиционным проводным технологиям, Wi-Fi обеспечивает доступ к серверам, хранящим базы данных или программные приложения, позволяет выйти в Интернет, распечатывать файлы и т. д. Но при этом компьютер, с которого считывается информация, не нужно подключать к компьютерной розетке. Достаточно разместить его в радиусе 300 м от так называемой точки доступа (access point) – Wi-Fi-устройства, выполняющего примерно те же функции, что обычная офисная АТС. В этом случае информация будет передаваться посредством радиоволн в частотном диапазоне 2,4-2,483 ГГц.
Таким образом, Wi-Fi-технология позволяет решить три важных задачи:
Ø упростить общение с мобильным компьютером;
Ø обеспечить комфортные условия для работы деловым партнерам, пришедшим в офис со своим ноутбуком,
Ø создать локальную сеть в помещениях, где прокладка кабеля невозможна или чрезмерно дорога.
Кроме этого, само существование сети Wi-Fi – важный штрих к портрету фирмы. Он так же работает на ее корпоративный имидж, как кожаные кресла в переговорной и красиво изданные информационные буклеты.
Беспроводная технология может стать как основой IT-системы компании, так и дополнением к уже существующей кабельной сети.
– Чаще всего доступ по Wi-Fi используют топ-менеджеры и сотрудники IT-подразделений, – рассказывает Виктор Максимов, коммерческий директор компании Art Communications, занимающейся дистрибьюцией и интеграцией оборудования для беспроводной передачи данных. – Большая часть сотрудников компаний наших клиентов пока что работает за обычными настольными стационарными компьютерами. Однако и у тех, и у других есть возможность работать в одном информационном поле.
Ядром беспроводной сети Wi-Fi является так называемая точка доступа (Access Point), которая подключается к какой-либо наземной сетевой инфраструктуре (например, офисной Ethernet-сети) и обеспечивает передачу радиосигнала (см. рисунок 1). Обычно точка доступа состоит из приёмника, передатчика, интерфейса для подключения к проводной сети и программного обеспечения для обработки данных. После подключения вокруг точки доступа образуется территория радиусом 50-100 метров (её называют хот-спотом или зоной Wi-Fi), на которой можно пользоваться беспроводной сетью.
Для того чтобы подключиться к точке доступа и ощутить все достоинства беспроводной сети, обладателю ноутбука или другого мобильного устройства, оснащенного Wi-Fi адаптером, необходимо просто попасть в радиус её действия. Все действия по определению устройств и настройке сети большинством ОС производятся автоматически. Если пользователь попадает одновременно в несколько Wi-Fi зон, то происходит подключение к точке доступа, обеспечивающей самый мощный сигнал. Время от времени производится проверка наличия других точек доступа, и в случае, если сигнал от новой точки сильнее, устройство переподключается к ней, настраиваясь абсолютно прозрачно и незаметно для владельца
Одним из главных достоинств любой Wi-Fi сети является возможность доступа в Интернет для всех её пользователей, которая обеспечивается либо прямым подключением точки доступа к интернет-каналу, либо подключением к ней любого сервера, соединенного с Интернет В обоих случаях мобильному пользователю не нужно ничего самостоятельно настраивать - достаточно запустить браузер и набрать адрес какого-либо интернет-сайта.
Также несколько устройств с поддержкой Wi-Fi могут соединяться друг с другом напрямую (связь устройство устройство ), то есть без использования специальной точки доступа, образуя некое подобие локальной сети, в которой можно обмениваться файлами, но в этом случае ограничивается число видимых станций (см. рисунок 5).
В случае с устройствами без встроенной поддержки Wi-Fi (например, с обычными домашними или офисными компьютерами) нужно будет приобрести специальную карту, поддерживающую этот стандарт. Сейчас ее средняя стоимость составляет около 30-50 долларов, а подключаться к компьютеру она может через стандартные интерфейсы (PCI, USB, PCMCIA и т.п.).
Многие эксперты считают, что революция Wi-Fi началась с инициативы обычных частных пользователей. Людям понравилось делиться подключением к сети с помощью новой беспроводной технологии. Для обозначения бесплатных Wi-Fi точек была разработана система условных знаков, которые наносились мелом на стены домов, возле которых можно было выйти в интернет. Сначала эти действия вызывали негативную реакцию мобильных и интернет-операторов, но вскоре Wi-Fi провайдеры стали мирно уживаться с частными сетями.
1.2 Стоимость внедрения данной технологии
Какой бы передовой ни была данная технология, не стоит забывать и о финансовой стороне вопроса. Можно привести множество примеров создания прекраснейших устройств, которые из-за своей дороговизны так и не входили в массовое использование. Вспомним хотя бы память RIMM.
Минимальный набор оборудования для установки системы Wi-Fi – это точка доступа (access point) и Wi-Fi-адаптеры для всех компьютеров с беспроводным подключением, стоящие примерно $30. А у современных ноутбуков устройство, необходимое для работы в Wi-Fi, входит в стандартную комплектацию.
Создание точки доступа для одного или нескольких смежных помещений – довольно простая и недорогая задача. Нужный комплект оборудования обходится в $100-1500. Если к этому прибавить стоимость организации внешнего канала доступа в Интернет, к которому будет подключено беспроводное оборудование, то затраты на создание сети составляют от $500 до $2000 .
Немаловажно и то, что обслуживание Wi-Fi-cети примерно на 75% дешевле обслуживания сети обычной. Ежемесячные затраты состоят из оплаты используемого интернет-канала и заработной платы сотрудников, задействованных в техническом сопровождении проекта. Впрочем, больших трудозатрат обслуживание Wi-Fi cети не требует, поэтому часто с ним может справиться технический персонал, уже имеющийся в компании. Однако, к сожалению, все сказанное верно для больших помещений, пространство которых не разделено перегородками и высокой мебелью. В случае если офис имеет более сложную планировку, его нужно оборудовать несколькими точками доступа, объединенными между собой кабелями. Кроме этого, стоит позаботиться и о системе безопасности внутрикорпоративной информации, исключающей вторжение в сеть нежелательных пользователей.
– Простейшие сети Wi-Fi, состоящие из одной точки доступа, подключенной к компьютерной и электрической сети, как правило, очень уязвимы для взлома, – рассказывает Виктор Максимов. – Чтобы к ней подключиться, достаточно подъехать к зданию в автомобиле, на заднем сиденье которого лежит ноутбук. Именно поэтому нужны грамотные специалисты, которые не только активизируют все возможные для стандарта Wi-Fi способы защиты, но и помогут системному администратору выстроить такую сетевую политику, которая защитит данные от несанкционированного доступа. Обычно мы усиливаем строенную в беспроводное оборудование защиту, устанавливая дополнительные средства шифрования информации и авторизации пользователей.
Наиболее известными мировыми производителями оборудования, поддерживающего стандарт Wi-Fi, являются компании Intel, Lucent, CISCO, D-Link. Они занимают ведущие позиции и на отечественном рынке Wi-Fi технологий.
Почти во всем мире, в том числе и в России, радиочастотный диапазон 2,4-2,483 ГГц, в котором действует Wi-Fi-связь, отводится для различных гражданских задач. Поэтому во многих странах сертифицированное оборудование, работающее в этом диапазоне, можно приобретать, устанавливать и эксплуатировать без лицензий и разрешений. Но у нас, к сожалению, это правило не работает. По закону каждая точка, обеспечивающая работу Wi-Fi-системы, должна быть зарегистрирована в Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ).
Регистрация зоны беспроводного доступа носит упрощенный характер и является процедурой необременительной. Временные затраты на получение всех разрешений составляют примерно месяц, а финансовые исчисляются парой сотен долларов. Единственный нюанс заключается в том, что успешно зарегистрированным может быть только оборудование, занесенное в специальный перечень техники, допущенной к упрощенной процедуре регистрации. Крупные производители или их российские партнеры позаботились о том, чтобы попасть в него. А вот с регистрацией техники, купленной у средних производителей, может возникнуть проблема.
Однако стоит заметить, что на практике к регистрации прибегают только крупные компании, Wi-Fi-проекты которых стоят сотни тысяч долларов.
Многие Wi-Fi операторы активно разворачивают свои хот-споты и предоставляют услуги, так же, как и обычные интернет-провайдеры, за месячную или разовую плату. Техасский провайдер беспроводного интернета Wayport, владеющий точками доступа в 500 отелях и большинстве крупных аэропортов, берет за одно подключение из аэропорта $7 и $10 из гостиницы, также возможна и ежемесячная абонентская плата. Нелимитированное пользование беспроводной сетью в кофейнях Starbucks стоит 50 долларов в месяц или 3 доллара за одноразовый доступ плюс помегабайтная оплата за трафик. Оператор NYCWireless реализовал Wi-Fi зоны во многих городских парках Нью-Йорка. McDonald's планирует предоставить своим посетителям беспроводной Wi-Fi доступ примерно в трёхстах своих заведениях. Каждый посетитель, заказавший обед, получит час работы в интернете бесплатно, а если поработать нужно больше, то каждый дополнительный час будет стоить клиенту $3.
И все же, несмотря на дешевизну оборудования, в большинстве случаев выгода от Wi-Fi определяется такими сложнооцениваемыми факторами, как экономия времени менеджеров, получающих более быстрый доступ к информации, и благоприятное впечатление, произведенное на клиента. Последнее имеет решающее значение по большей части для IT-компаний, желающих продемонстрировать потенциальным клиентам свои передовые позиции. А вот по поводу сэкономленного времени западные маркетологи приводят такие цифры: если благодаря просмотру почты во время совещаний менеджеру удается сэкономить полчаса в день, то при стоимости рабочего времени $50/час годовая экономия составит более $5000 на человека. Если мобильных сотрудников хотя бы пятеро, а монтаж сети обошелся в $10 тыс., то срок ее окупаемости составит пять месяцев. Попытки переложить эти расчеты на российские реалии показывают, что и у нас небольшой беспроводной сегмент сети, работающий на топ-менеджеров, окупится за три-пять месяцев.
Для того чтобы беспроводная инфраструктура начала всерьез экономить время и средства, нужно, чтобы в фирме использовалась некая критическая масса мобильных компьютеров. Грубо говоря, переводить на беспроводные рельсы стоит отделы, где более трети сотрудников используют мобильные компьютеры, а рабочее время стоит дорого. Наиболее заметен эффект экономии с помощью Wi-Fi в компаниях, занимающихся логистикой и страхованием.
– Мы автоматизировали работу страховых агентов для одной московской компании, – рассказывает Андрей Кузнецов, начальник отдела мобильных разработок московской компании «МакЦентр». – Страховой агент выезжает к клиенту с карманным компьютером, заполняет все необходимые анкеты и вычисляет соответствующие коэффициенты и стоимость страховки. Приехав в офис, он синхронизирует карманный компьютер с сервером и передает накопленные данные.
Фактически такому агенту не нужно стационарное рабочее место в компании. Поэтому в будущем наш заказчик планирует свести свои офисные площади к минимуму, оставив для агентов лишь станцию синхронизации – буквально один стол с несколькими проводами. Обновив парк карманных компьютеров и установив точку доступа, он достигнет еще большего эффекта: для того чтобы сбросить накопленную информацию, агентам даже не надо будет заходить в офис.
1.3. Перспективы развития технологии Wi-Max
Wi-Max совершенно новая технология беспроводной связи. В связи с внедрением данной технологии в Россию приезжал глава корпорации Intel. Данная технология еще не внедрялась, но о ней уже много говорят. Что из себя она представляет?
Остается непонятным один вопрос: для какого круга потребителей предназначена технология Wi-MAX? Теоретически в ней заложены огромные возможности, вплоть до поддержки широкополосных мультимедийных приложений с гарантией качества /QoS/. Это хорошо. Но тогда возникает дилемма. Если мы говорим, что Wi-MAX – это качественная технология операторского класса, предназначенная для оказания широкого спектра телекоммуникационных услуг, то создание инфраструктуры на ее базе не может быть простым и дешевым, равно как не может быть простой процедура регулирования. Если же мы говорим, что Wi-MAX – это простая и дешевая технология для массового охвата населения базовыми услугами связи, то соответствующая инфраструктура должна быть простой и дешевой, а процедура регулирования – упрощенной до предела. Оба этих подхода фигурируют в докладах будущих производителей оборудования, но их нельзя совместить в рамках одной рыночной задачи. Пока операторское сообщество не поймет, на какие целевые задачи и какую процедуру регулирования ориентируется Wi-MAX - на нетелефонизированную российскую глубинку или обеспечение качественной связью Москвы - оно не будет предпринимать никаких действий по внедрению этой технологии.
На конференции БЕСЕДА представитель московского офиса Intel заявил, что устройства Wi-MAX будут поддерживать три диапазона частот, что сможет предоставить возможность реализовывать как недорогую связь, так и качественные интегрированные услуги телекоммуникаций. Но ведь нельзя все эти возможности назвать одним именем «Wi-MAX». Тогда придется вводить дополнительную классификацию: Wi-mini-MAX, Wi-maxi-MAX, Wi-minimax и т д. В общем, Wi-Wi-Wi!
В целом, стратегия развития технологии Wi-MAX предусматривает несколько этапов. Вначале – фиксированный беспроводной доступ. Затем – доступ посредством PDA и ноутбуков, что подразумевает некоторую мобильность: человек вышел на порог университета, оказался в зоне действия базовой станции, открыл ноутбук и начал работать в Интернете. И, наконец, полная мобильность, когда человек сможет спокойно перемещаться по городу, все время оставаясь в зоне действия какой-либо базовой станции - это уже не беспроводной доступ, а, скорее, аналог сотовой связи. Но на самом деле нужно России дешевое массовое решение. И не столько мобильное, сколько дальнодействующее. При этом потребности пользователей весьма близки к понятию «универсальной услуги» - доступ в Интернет и телефон. Пока же действующие операторы хотят "сидеть на двух стульях": и сохранить текущую базу корпоративных клиентов, предлагая им новые качественные услуги, и получить недорогое оборудование, чтобы удалось расширить клиентскую базу. Такая неоднозначная позиция не жизнеспособна. Возможно, что Intel выполнит свое обещание и приложит все усилия транснационального лидера, чтобы действительно выпустить на рынок недорогое оборудование. Это заставит операторов обернуться к массовому потребителю.
Пока данная технология лишь проект, но будем надеяться, что он осуществиться в скором будущем. Хотя конечно, даже в лучшем случае на это понадобится несколько лет. Intel запускает «пробные шары» по всему миру и наблюдает за развитием ситуации. Телекоммуникации – не единственная область применения разработок Intel. Может случиться, что более востребованной окажется интеллектуальная беспроводная бытовая техника - оборудование интеллектуального дома, или «умная» персональная техника для развлечений и досуга. Цель Intel – формирование рынка, стимулирование того, чтобы потенциальные разработчики готовых устройств начали работы в направлении использования Wi-MAX.
1.4. К проблеме безопасности и качества
В последнее время иногда приходится слышать в молодежной среде, что не удалось передать мелодию или игру с одного телефона на другой. Лично я слышал это раз 5 точно. Это свидетельствует о том, что качество некоторых беспроводных устройств страдает. Возникает вопрос почему так происходит? После поисков в Интернете я натолкнулся на следующую статью «Wi-Fi становится безопаснее. Но работает все хуже» 19.03.2004.
Пока средства Wi-Fi-доступа усложняются и обзаводятся все новыми средствами повышения их стойкости к несанкционированному проникновению извне, взаимная совместимость устройств, изготовленных разными производителями, все чаще ставится под сомнение.
Примерно в таком духе, если верить Associated Press, высказались на открывшейся в Ганновере международной выставке CeBIT’2004 представители организации Wi-Fi Alliance, занимающейся популяризацией относительно новой технологии построения беспроводных локальных сетей. В подтверждение этой точки зрения был приведен один факт: 22% всего оконечного оборудования, представленного на сертификацию в прошлом году, не удалось подключить к сети с первого раза. С 2000 года организация протестировала около 1100 Wi-Fi-устройств и «по мере того, как оборудование становится все более совершенным, растет и число зафиксированных проблем с совместимостью» нового оборудования.
Да обеспечение безопасности передачи информации это одна из важнейших задач. Но все же не стоит ради этого лишать возможности нормальной работы с устройствами. Так например, есть множество способов шифрования. Для обеспечения безопасности работы беспроводной связи нужны квалифицированные кадры и набор действий по защите информации. А то подъедет машина с ноутбуков к точке и будет пользоваться информацией, которая для него не предназначалась.
Вот типичный пример, как можно сделать так, чтобы мобильный хост имел защищенное и зашифрованное соединение в незащищенной по своей сути радиосети.
Домашняя сеть одного WiFi’шника имела следующую конфигурацию. Был установлен двухканальный шлюз с протоколом DHCPD для назначения приватных IP адресов любым компьютерам, подключенным к сети. К нему мог прийти гость и, подключив свой ноутбук к сети, свободно "бродить" по Интернету. В общем, вполне типичная конфигурация.
Первым шагом было отделение беспроводной сети от остальной части домашней сети. Это можно сделать, установив еще одну сетевую карту и назначив ей другой диапазон адресов. К примеру, существующая сеть использует диапазон 192.168.1.х, а новая карта - 192.168.2.1. При правильной настройке брандмауэра и IPsec, данный сегмент может быть изолирован от остальной части домашней сети.
Поскольку беспроводной NAT маршрутизатор характеризовался как маршрутизатор/коммутатор, то его функции как маршрутизатора (DHPCD, NAT) должны были быть заблокированы.
Транспортный Режим против Туннельного Режима. Большинство изданий (включая руководство по FreeBSD) описывают IPsec туннели в терминах VPN - т.е. два шлюза, соединяющие две подсети по безопасному туннелю, используя виртуальный интерфейс. Кажется, что это транспортный туннель, использующий сквозное шифрование пакетов. Но все оказалось не совсем так. Все пакеты между портативным компьютером (хостом) и шлюзом (192.168.2.10 <-> 192.168.2.1) действительно были зашифрованы. Однако пакеты, посылаемые в остальную часть Интернет, не были зашифрованы. (192.168.2.10-> www.securitylab.ru). Но то что нужно было зашифрованным туннелем между хостом и шлюзом, которые отсылает пакеты от хоста до остальной части Интернет.
Теперь предстоит настройка шлюза.
1. Перекомпиляция ядра для поддержки IPsec,
2. Настройка защитной политики.
3. Установка и конфигурирование Racoon.
После инсталляции, создайте /usr/local/etc/racoon/psk.txt. В этом файле перечислены секретные ключи для ваших хостов. Например: 192.168.2.10 SecretKey
Желательно создавать секретные ключи трудные для подбора. В Интернете существуют различные ресурсы, посвященные этому вопросу.
Далее следует выполнить настройку Windows компьютеров.
Windows 2000 и XP имеют достаточно много различных диалогов и мастеров, но конечный результат их действия один и тот же.
После настройки системы можно подвести некоторые итоги.
"Console root" имеет подразделение, называемое "IP Sec Policies on Local Machine". "IP Sec Policies" должен иметь большое количество каталогов, один из которых называют "wifi". Двойное нажатие на "wifi", вызывает его свойства. В них должны быть два правила, оба из которых проверены и имеют следующие свойства:
Property InboundIPsec OutboundIPsec
------------------------------------------------------------
Filter Action Require Security Require Security
Authentication Preshared Key Preshared Key
Tunnel Setting 192.168.2.10 192.168.2.1
Connection Type LAN LAN
После установки, утилиты ping и tracert работают прекрасно, под tcpdump все ping пакеты показываются зашифрованными, но при этом никакие сайты не доступны. Отключите встроенный "IP брандмауэр" в настройках TCP/IP для wifi интерфейса. В справочных файлах указывается, что он конфликтует с VPN туннелями.
Команда ping возвращает значение "Negotiating IPsec" в течение нескольких секунд после сообщения "Request timed out." Продолжайте пингование с флагом -t. Тем временем, перезапустите службу IPsec политики. Может потребоваться от нескольких секунд до нескольких минут, прежде чем команда ping начнет нормально работать. Когда соединение некоторое время простаивает, то пропадает возможность соединения. Тоже самое, происходит и при простое IPsec туннеля. И может понадобиться некоторое время, чтобы повторно соединиться. Способ вынудить туннель оставаться открытым – постоянная пересылка сообщений через него. Это можно сделать при наличии открытого ssh сеанса или часто перезагружаемой web страницы.
Теперь вы имеете безопасное wifi подключение между вашей портативной ЭВМ и вашим шлюзом. Любой, пытающийся воспользоваться беспроводной точкой доступа, увидит пакеты, идущие между хостом и шлюзом и от шлюза, только в зашифрованном виде.
2. История успеха технологии WiFi
Интеграция вычислительной, коммуникационной и мобильной технологий стимулирует во всем мире спрос на беспроводные решения, позволяющие неизменно оставаться на связи — в любое время и в любом месте. По мере распространения беспроводных технологий конечные пользователи стремятся получить для работы и развлечений такие решения, которые бы соответствовали их мобильному стилю жизни. В Европе, США и других высокоразвитых странах применяется технология Wifi, причем использование данных технологий осуществляется в различных областях производственной сферы и сферы услуг. Это обусловлено прежде всего заинтересованностью правительства государств и муниципальных органов в развитии данной области для улучшения процесса производства, науки, образования и других сфер жизни человека. В доказательство этим словам будет рассказано о истории внедрения технологии WiFi в различные области общественной жизни человека.
На Западе сейчас успешно функционирует множество коммерческих провайдеров Wi-Fi, а основой популярности этой беспроводной технологии является её активная поддержка мировыми производителями. Почти все современные модели ноутбуков, а также некоторые модели сотовых телефонов и КПК уже оснащаются Wi-Fi адаптерами, что не может не сказаться на росте числа публичных и корпоративных беспроводных сетей. По оценкам аналитиков к началу этого года в США насчитывалось около 29000 зон Wi-Fi, которые обслуживают по разным данным до 30 миллионов пользователей. В Западной Европе в начале года насчитывалось около 4 миллионов мобильных пользователей и 16000 точек доступа. Однако, эта статистика весьма приблизительна, поскольку каждые несколько секунд в мире появляется новый хот-спот. Известно, что в 2004 году общее число Wi-Fi зон во всем мире превысило 100 тысяч.
2.1. Использование WiFi в университете Твенте, Нидерланды
Использование новейших технологий в образовании, науке, искусстве, технике уже давно в развитых странах стало обязательным мероприятием. Чиновники понимают, что вклад в развитие науки имеет огромное значение для развития страны, а также это непосредственная окупаемость вложенных средств, средствами, полученными за счет внедрения и распространения новых открытий и достижений. Рассмотрим как повлияло внедрение технологии WiFi на образовательный процесс в Нидерландском университете Твенте.
В университете Твенте, основанном в 1961 году, обучаются по различным техническим и общественным специальностям 6 тыс. студентов. Это один из самых молодых университетов в стране и единственный, который окружен университетским городком (кампусом). Как и два других технических университета в Нидерландах (в городах Дельфте и Эйндховене), университет Твенте вначале тоже специализировался на инженерных дисциплинах. Однако от этих технических университетов Твенте отличает дополнительная направленность на изучение общественных наук, телекоммуникационных технологий, а также медицины, которой уделяется особое внимание. Университет предлагает слушателям 17 академических курсов, адаптировав свои учебные программы к требованиям европейской системы обучения на степень бакалавра (European Bachelor Master).
Университет Твенте разработал Интернет-ориентированную обучающую среду, названную TeleTOP и обеспечивающую через онлайновый доступ весь спектр учебных материалов, мультимедийных образовательных программ, курсовых работ, учебных планов и расписаний. Проект TeleTOP оказался настолько успешным, что в настоящее время он становится коммерчески доступным и для других университетов и коммерческих организаций.
Около 2 тыс. студентов, проживающих в университетском городке, были обеспечены доступом к университетской локальной сети по проводному каналу со скоростью передачи 100 Мбит/с. Задача заключалась в том, чтобы предоставить им полный доступ к беспроводной локальной сети, что должно было в любое время обеспечить полноценное использование системы TeleTOP с возможностью доступа к электронной обучающей системе в пределах университетского городка. Благодаря удачному расположению кампуса университет Твенте идеально подходит для применения технологии беспроводной связи, поскольку все его корпуса, общежития и квартиры для студентов, расположены недалеко друг от друга.
В апреле 2001 года, поддерживая статус технологического лидера среди вузов Европы, руководство университета установило в кампусе беспроводную сеть стандарта 802.11b с семью узловыми точками доступа. Это обеспечило студентам возможность беспроводного подключения ноутбуков к локальной сети в указанных точках доступа по каналу со скоростью передачи 11 Мбит/с.
Проект оказался настолько успешным, что в конце года было принято решение развернуть службу беспроводного доступа по протоколу 802.11a со скоростью передачи 54 Мбит/с на новом факультете промышленного конструирования. Это решение должно было обеспечить значительно более высокую пропускную способность канала как необходимое условие использования приложений, критичных к ширине полосы пропускания, а также больших массивов данных, с которыми работают студенты означенного факультета.
Приняв решение модернизировать свою беспроводную сеть, руководство университета в Твенте обратилось за консультацией в корпорацию Intel, где ему было предоставлено не только все необходимое оборудование, но и спонсорская поддержка проекта. В августе прошлого года 35 новых точек доступа стандарта 802.11a были установлены в большом здании школы индустриального дизайна, а в сентябре ее слушатели получили 140 новеньких ноутбуков с беспроводными адаптерами 802.11a. К удивлению преподавателей, после внедрения новой сети некоторые студенты начали погружаться в работу по 9-10 часов ежедневно!
В дальнейшем университет Твенте планирует осуществить развертывание подобной беспроводной локальной сети в рамках всего университетского городка, примыкающего к нему Парка бизнеса и науки, а также некоторых районов города Энсхеде.
Как мы видим внедрение новых технологий поддерживают не только муниципальные и государственные образования, но ведущие компании и корпорации, оказывая не только технологическую, но и финансовую помощь. Хотелось бы, чтобы у нас тоже, проводились подобные акции по внедрению ну хотя бы не самых современных, но действенных технологий. Пока же данного явления не происходит на глобальном уровне. Все, что делается, держится на энтузиазме отдельных групп людей. Будем надеяться, что все же прогресс дойдет и до нас.
2.2. WiFi и школа в Стентонбери, Великобритания
Основанная 28 лет назад школа Стентонбери сегодня является крупнейшей в Великобритании государственной средней школой, насчитывающей 2600 учеников в возрасте от 12 до 18 лет и 160 учителей. В школе, расположенной в Милтон-Кейнсе на территории в 3,5 га, около 130 классов, центр отдыха и театр. В этом учебном заведении инвестиции в технологии всегда рассматривались и преподавателями, и учениками как важный фактор повышения качества образовательного процесса.
Школьная локальная сеть основана на технологии Fast Ethernet на базе существующего медного кабеля и недавно развернутой оптоволоконной сети, обеспечивающей межсерверные соединения на скорости 100 и 1000 Мбит/с.
Прежде локальная сеть использовалась для предоставления доступа к электронной почте и в Интернет и поддерживала административную и учебную деятельность школы. Однако затем руководство школы решило организовать доступ к Сети из учебных классов, не устанавливая при этом в каждом помещении стационарные настольные ПК, чтобы не нарушать систему защиты информации.
Обеспечить сетевую безопасность было особенно важно, так как по школьной сети передается конфиденциальная информация об учениках. Кроме того, требовалось обеспечить высокую пропускную способность сети на уровне уже существующей оптоволоконной сети Ethernet.
Рассмотрев все варианты, руководство Стентонбери остановило свой выбор на беспроводной локальной сети стандарта 802.11b с пропускной способностью 11 Мбит/с. На территории школы было установлено 61 устройство доступа Intel PRO/Wireless 2011b LAN Access Points, обеспечивших доступ для 185 мобильных ПК с адаптерами Intel Pro/Wireless 2011b LAN PC Card.
Преподаватели получили огромные преимущества благодаря работе с новой сетью и мобильными ПК. Личные дела учеников, содержащие массу информации о посещаемости и успеваемости каждого, хранятся теперь централизованно, и каждый преподаватель школы имеет к ним доступ.
После того как каждый учитель получил новое оборудование, руководство школы вознамерилось усовершенствовать учебный процесс и снизить нагрузку на преподавателей за счет улучшения систем сбора, хранения и передачи информации. Для того чтобы воспользоваться достоинствами новых технологий, в школе пересмотрели системы выставления оценок, ведения записей и составления отчетности.
Цель произведенных изменений — разработка системы регулярной проверки знаний учащихся и предоставления этой информации родителям, учителям и ученикам. Учителя и классные руководители получат возможность более эффективно контролировать успехи своих учеников по всем предметам, а также индивидуально корректировать программу обучения с учетом сильных и слабых сторон каждого ученика.
Родители тоже будут довольны, получая информацию о школьных успехах своих детей. Кроме того, ученики и преподаватели смогут воспользоваться мобильными ПК для подключения к Интернету во время занятий и для поиска дополнительных сведений.
Таким образом, беспроводные технологии способны в корне изменить методику школьного преподавания и воспитания. Например, можно больше не вызывать в школу родителей провинившегося ученика, а общаться с ними по электронной почте, присовокупляя к воспитательным посланиям наиболее выдающиеся перлы ребенка. Дети же, в свою очередь, могут сделать более разнообразными и красочными свои ученические работы, например иллюстрировать рефераты по географии изображениями гор и водопадов, а по истории искусств — репродукциями шедевров старых мастеров. Беспроводная сеть позволяет проводить многие уроки на открытом воздухе, что особенно полезно для занятий по биологии, экологии, физике, географии. Даже на уроках физкультуры есть место новым технологиям: в ноутбук можно мгновенно заносить и хранить там все спортивные достижения учеников!
Вот еще один типичный пример заботы о процессе образования. Наши школы пока же слабо оснащены Интернетом, что уж говорить о таком явлении, как WiFi. Да конечно, эта технология только внедряется в нашей стране, но все же прежде всего стоит поднимать общий уровень оснащенности школ, университетов и других образовательных учреждений.
2.3. Использование WiFi компанией Oddo&Cie, Франция
Выше было рассказано о внедрении технологий беспроводной связи в образовательный процесс, что влечет за собой повышение результатов обучения, повышение ровня образованности и заинтересованности в исследования учащихся. Но технология WiFi начинало свое шествие совершенно в других областях, а именно в финансовых, промышленных, т.е. в сфере производства. Очень интересна история внедрения беспроводной технологии в компании Oddo&Cie, когда беспроводная технология была внедрена из-за нерентабельности использования технологии передачи информации по коммутирующим линиям. Вообще о выгодах беспроводной технологии было сказано выше. Перейдем же к истории внедрения WiFi в данной ситуации.
Oddo&Cie — ведущая независимая инвестиционная компания Франции, которой владеет и управляет семейный клан и партнеры. Компания предоставляет услуги и продукцию организациям, занимающимся инвестированием, частным инвесторам и компаниям во Франции и других странах. Штат компании насчитывает 642 сотрудника; консолидированная стоимость акций пайщиков составляет 176 млн. евро. Компания управляет капиталом в размере 8,8 млрд. евро и 85 взаимными фондами.
Состоящий из 40 сотрудников исследовательский отдел компании Oddo&Cie, который за год выполняет исследования в объеме 7 тыс. страниц, — один из самых известных в Париже. Это своего рода локомотив, который тянет за собой все оказываемые компанией брокерские и прочие услуги, предоставляя другим отделам компании информацию, аналитические проработки и рекомендации.
Компания Oddo&Cie расположена в самом центре Парижа в здании, внесенном в список исторических построек XIX века. Из семи занимаемых компанией этажей два — подвальные, где толщина фундамента и перекрытий достигает 28 дюймов. Поэтому, когда компании потребовалось модернизировать инфраструктуру своей полностью проводной сети, это вызвало серьезные трудности. Поскольку здание внесено в список охраняемых законом, возможности компании Oddo&Cie выполнять работы, затрагивающие стены, полы и потолки, были весьма ограниченными, а большая толщина стен и перекрытий создавала дополнительные сложности. К тому же любые переделки в старинных помещениях могут выполняться только квалифицированными рабочими под руководством специалистов-архитекторов. Процесс обещал быть длительным, сложным и дорогостоящим, поскольку был связан со многими бюрократическими процедурами.
Важно было также решить вопросы обеспечения безопасности и мобильности. Особенно серьезно стояла проблема безопасности, так как в этих помещениях бывают посторонние люди, которые участвуют в совещаниях, работают в качестве приглашенных консультантов, и было крайне нежелательно, чтобы у них была возможность физического доступа к сети компании Oddo&Cie.
Очевидное решение означенных проблем — построение беспроводной локальной сети. Это решение было весьма экономичным и значительно более эффективным, чем осуществляемое на базе кабельной проводки.
Технология беспроводных локальных сетей позволяет скрыть точки доступа и удовлетворить строгим требованиям архитекторов к переделкам в зданиях, представляющих историческую ценность. Она не нуждается в неприглядных проводах и коробах, позволяя спрятать в стены устройства беспроводного доступа и антенны.
Безопасность при этом решении также повышается: из-за отсутствия протянутых по стенам или по полу проводов с сетевыми гнездами посетители компании не имеют физического доступа к корпоративной сети. При беспроводном решении исчезает риск, что кто-либо из авторизованных пользователей случайно оставит открытым доступ к критически важной для компании информации.
Использование сотрудниками, находящимися вне офиса, клиентского доступа по виртуальным частным сетям в сочетании с беспроводной локальной сетью гарантирует высокий уровень безопасности при обращении к корпоративной сети из любой точки мира. Клиентский подход к удаленному доступу обеспечивает дополнительный уровень шифрования помимо стандартного WEP-шифрования, применяемого в беспроводных локальных сетях.
Это защищает данные от перехвата на участке между мобильными устройствами и межсетевым экраном виртуальной частной сети.
Работая без посредников, компания Oddo&Cie самостоятельно проанализировала рынок беспроводных решений и произвела оценку имеющейся там продукции для построения беспроводной локальной сети.
В компании остановили свой выбор на корпорации Intel и были в восторге от того, как быстро там откликнулись на их запрос. На разворачивание сети, которое происходило в конце 2001 года, ушло не более двух недель; первые четыре месяца эксплуатация сети шла в пилотном режиме.
Экономия средств по сравнению с проводным решением была столь разительной, а развертывание сети было произведено в столь сжатые сроки, что беспроводная локальная сеть моментально окупилась. Действительно, затраты на беспроводное решение составили всего 2% от стоимости создания проводной сети.
Теперь в пределах здания смонтировано 25 устройств доступа производства Intel. В настольные компьютеры мобильных сотрудников компании встроены антенны для доступа к беспроводной сети. Гостям компании для подключения выдается беспроводной адаптер с интерфейсом USB или на PCMCIA-карте.
Компания Oddo&Cie намерена в будущем внедрить технологию беспроводной локальной сети и в других своих парижских офисах. И хотя в остальных зданиях нет таких ограничений, как в штаб-квартире, преимущества беспроводной локальной сети в плане стоимости, удобства использования и безопасности делает данное решение идеальным для дальнейшего расширения сети в будущем — как только позволят финансовые возможности.
2.4. WiFi там, где пожар. Долина вулкана Этна, Италия
Приход высокоскоростного беспроводного доступа в Интернет в долину вулкана Этна в Сицилии превратил это место в процветающий район, ставший привлекательным для представителей мира бизнеса и высоких технологий.
Беспроводные решения позволили многим из 700 тыс. человек местного населения и 200 коммерческих компаний полностью задействовать широкополосный доступ в Интернет и обрести конкурентные преимущества, избежав огромных расходов, связанных с созданием новой проводной инфраструктуры. Многие компании, имеющие офисы в этом районе, сочли традиционные кабельные системы слишком ограниченными и чересчур дорогими. Кроме того, беспроводная система позволила компаниям с помощью виртуальных частных сетей обеспечить безопасность удаленного доступа к серверам и Web-сайтам.
Преимущества беспроводной инфраструктуры стали очевидны во время последнего извержения вулкана, когда услугами беспроводного доступа смогли воспользоваться гости региона, журналисты и военные, прибывшие для нейтрализации лавы. Все они высоко оценили новую технологию, поскольку объемы информации, которую требовалось передавать и получать, были поистине огромными, а подключение к Интернету — по-настоящему скоростным.
Как видим, использование данной технологии приносит не только финансовую выгоду, но и она помогает организовать слаженную работу людей по ликвидации различных происшествий. Всеобщее внедрение беспроводных технологий может увеличить шанс спасения большего количества людей, пострадавших в катаклизмах. Совсем недавно при восхождении на Эльбрус погибла экспедиция. А если представить, что они могли с помощью каких-либо средств, той же самой спутниковой связи, передать свои координаты, может быть все бы и обошлось. То есть мы видим, что внедрение новейших технологий связи может привести к уменьшению потерь от различного рода катаклизмов.
2.5. WiFi стремится к глобальному беспроводному доступу. Город
Замора, Испания
В январе 2002 года небольшая молодая компания Wireless and Satelite Network (WSN) объявила о своих поистине грандиозных планах сделать Испанию страной глобального беспроводного доступа. Начать было решено с небольшого (70 тыс. жителей) города Замора, где планировалось установить 200 точек доступа, а затем увеличить их число до 400, чтобы все горожане имели практически постоянный беспроводной доступ в Интернет. В настоящее время установлено 200 устройств доступа, 40 из которых обеспечивают передачу и распределение данных, а 160 предоставляют возможности беспроводного доступа конечным пользователям. Серверы и программное обеспечение промежуточного уровня обеспечивают функционирование системы и безопасность работы конечных пользователей.
Через три месяца после начала строительства, в июне, начались пробные подключения клиентов, а к сентябрю сервис Afitel был полностью готов к коммерческому использованию.
Менее чем за 10 евро в месяц любой житель города получил неограниченный доступ к беспроводной городской сети, что в два раза выгоднее самого дешевого dial-up-соединения в Испании, не говоря уже о стократном превосходстве по скорости передачи информации. Предполагалось, что к сентябрю новыми услугами заинтересуются 100-150 жителей городка, но таковых оказалось втрое больше. Компания WSN планировала за первый год работы привлечь около 3 тыс. подписчиков, но похоже, что эта цифра будет превышена в два-три раза, особенно после выхода на рынок дешевых и удобных ноутбуков на базе технологии Intel Centrino для мобильных ПК.
Пилотный проект по строительству сетей WLAN в Заморе научил сотрудников WSN очень многому: как выбирать оптимальную топологию сети, в каких местах люди наиболее охотно пользуются услугами беспроводного доступа.
Подобный опыт трудно переоценить, но еще важнее помощь команды Intel, которая выступала в данном проекте не только поставщиком оборудования, но и полноценным технологическим партнером, благодаря чему все проблемы решались быстро и эффективно. В свою очередь, много пользы извлекли для себя и сотрудники Intel, которым пришлось в процессе установки оборудования не раз модернизировать его, чтобы сеть лучше соответствовала поставленной цели.
После первых месяцев успешной эксплуатации сервиса Afitel в Заморе WSN планирует развернуть еще 180 тыс. точек доступа в 200 испанских городах. Сегодня жители в основном используют публичные сети WLAN для простого, удобного и быстрого доступа в Интернет и к электронной почте, но уже в ближайшие месяцы должен возникнуть рынок совершенно новых беспроводных услуг, способный коренным образом изменить городской уклад жизни.
Из сказанного выше видно, что в странах Европы даже в мелких городах происходит оснащение точками доступа различных заведений. Что же сказать про Россию. У нас нет подобного. Лишь в крупных городах Москве, Санкт-Петербурге происходит оснащение точками доступа наиболее крупных компаний и заведений. И то это происходит сейчас. А информация о Испанском городе датирована 2003 годом. Сейчас в нашей стране проект по оснащению страны точками беспроводного доступа проводится с большой скоростью. Но этого все же мало, нужно делать это быстрее, т.к. технологии не стоят на месте, и можно проспать тот момент, когда это нужно.
2.6. Внедрение технологии WiFi в России
В России технология Wi-Fi только начинает отвоевывать себе пространство. В основном ее используют крупные компании, такие, как РАО «ЕЭС России», аэропорты «Шереметьево-2», «Домодедово», сеть отелей Marriott, отель Ararat Park Hyatt, сеть магазинов «Рамстор», ТК «Мега». Всемирно известная служба доставки UPS в прошлом году инвестировала около $120 млн. в оснащение всех своих офисов, в том числе и московского, специализированными беспроводными терминалами для грузчиков, упаковщиков и курьеров.
Как только их терминалы сканируют штрих-код на упаковке, информация молниеносно поступает во всемирную информационную сеть UPS. За счет этого достигается рост производительности труда на 35%.
Для московских ресторанов American Bar&Grill, Santa Fe, T.G.I. Fridays, интернет-салона TimeOnline точки доступа Wi-Fi – дополнительный источник дохода. С их помощью они предоставляют возможность пользоваться Интернетом своим клиентам – владельцам ноутбуков. Посетитель, желающий подключиться к всемирной паутине по высокоскоростному каналу связи, платит их владельцам $10 за час доступа (средняя цена услуги по Москве), в то время как расходы на предоставление этого часа не превысят $1. Мелкий и средний бизнес пока только начинает осваивать эту технологию. По мнению экспертов, массовое шествие Wi-Fi по офисам начнется лишь после того, как эта технология завоюет сектор специализированной техники, например промышленных кондиционеров и ресторанных фритюрниц. Ну а пока даже в странах, где внедрение Wi-Fi идет более гладко, чем в России, количество корпоративных точек доступа отстает от показателей частного сектора: для установки дома приобретается 34% оборудования, в то время как для офиса – 27%. Остаток приходится на публичные точки доступа, установленные в интернет-кафе, аэропортах, гостиницах.
Впрочем, достижение «критической массы» мобильных устройств уже не за горами. По прогнозам корпорации Intel, к концу 2005 года в Европе более 80% парка мобильных компьютеров будет состоять из беспроводных. А значит, еще через два-три года Wi-Fi-волна дойдет и до российского рынка.
1 марта 2005г. компания ArtCommunications в рамках проекта «Яндекс. WIFI» объявила о запуске публичной зоны беспроводного доступа (хот – спот) в Интернет в третьем московском ресторане «Старина Мюллер», расположенной по адресу: Бакунинская ул. д 7.
Первые два ресторана были подключены еще в 2004 г. Время показало, что предлагаемая услуга беспроводного доступа пользуется спросом – суммарный трафик, используемый посетителями ресторанов, растет из месяца в месяц. Услуга интересна как для деловых людей, проводящих встречи и переговоры, так и для молодежи, любящей отдохнуть с комфортом.
Помещение ресторана оборудовано системой WI-FI. WI-FI действует в радиусе до ста метров, гарантируя устойчивую одновременную работу большого числа пользователей. При реализации проекта использовалось канальное оборудование InfiNet Wireless, а организация точек доступа осуществлялась на оборудовании Linksys. Для получения доступа в сеть достаточно просто включить ноутбук или КПК. Услуга для посетителей ресторана предоставляется бесплатно.
Крупнейшие отечественные сотовые операторы МТС и Вымпелком также проявляют активный интерес к этой технологии. Известно, что ВымпелКом намеревается вложить в построение беспроводных сетей на основе Wi-Fi более миллиона долларов. В планах у компании создание точек присутствия в ряде бизнес-центров.
Будем же надеяться, что волна WiFi скоро докатится и до нас, жителей мелких городов. Хотя мы и пользуемся данной технологией для передачи информации с телефона на телефон, с телефона на ПК или на КПК, все же все достоинства данной технологии мы ощутить не можем.
Заключение
В данной работе было рассказано о беспроводной технологии Wi-Fi. конечно все аспекты, касающиеся данной темы нельзя описать в рамках одного реферата, на это может уйти очень много времени и составлять более фундаментальный труд, который будет полезен многим будущим пользователям Wi-Fi.
Нельзя не сказать, что технология Wi-Fi преследует в будущем несколько нереальные для нас пока цели. Т.е. для нашего понимания трудно представить, что когда-нибудь возможно будет, просто гуляя по городу, воспользоваться беспроводным выходом в Интернет. Не стоит также забывать о том, что беспроводная технология и технологии спутниковой передачи информации и мобильной связи это разные вещи. Также очень важно понимать, что к тому моменту, когда мы сможем в полной мере ощутить все достоинства данной технологии, в нее может быть внедрено еще много нового и полезного.
Несомненно, за технологией Wi-Fi будущее, но в нашей стране она пока не находит серьезной поддержки у широких масс. Ведь по проникновению Интернета и оснащенности пользователей разнообразными мобильными устройствами с поддержкой беспроводного доступа россияне отнюдь не в списке мировых лидеров. А потому в ближайшее время новые точки доступа будут появляться в первую очередь в местах скопления наиболее платежеспособных клиентов в бизнес-центрах, выставочных комплексах, отелях, ресторанах и аэропортах, то есть там, где их использование будет экономически оправданно. Интересующиеся дополнительной информацией по этому вопросу могут посетить сайт wifi.mail.ru, где размещен наиболее полный список известных на сегодняшний день как коммерческих, так и бесплатных точек доступа Wi-Fi в российских городах.
Список используемых источников
1. Сергей Пахомов. История успеха Wi-Fi./ КомпьютерПресс №5. – 2003
www.neuch.ru