Скачать 268.36 Kb.
|
ГБОУ Гимназия №1505 «Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория» Реферат Беспроводные сети: мифы и реальность автор: ученица 9 класса «Б» Точилкина Маргарита Руководитель: Пяткина Г.А. Москва 2015 Оглавление Введение §1.Причины использования беспроводных сетей и области их применения §2.Виды беспроводных сетей §3.Причины различия информационной и полезной скоростей в беспроводных сетях §4.Безопасность во время подключения к сети Заключение Список литературы Введение Беспроводные компьютерные сети (Wireless Area Network) — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей без использования кабельной проводки[1].В последнее время всё больше и больше устройств оснащается беспроводными модулями передачи данных, так как они позволяют свободно перемещаться в пределах радиоволн и не терять соединение с сетью интернет. С устройствами, использующими беспроводную передачу данных, появилась возможность свободно перемещаться:
У каждой такой сети есть свои стандарты, которые определяются в соответствии с радиусом действия и назначением. Беспроводные персональные сети (Wireless Personal Area Network, WPAN) – сети, стандарт которых разработан рабочей группой IEEE 802.15( англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers) (I triple E — «Ай трипл и») (Институт инженеров по электротехнике и электронике) [2]. Они применяются для связи различных устройств, включая компьютерную, бытовую и оргтехнику, средства связи и т.д. Радиус их действия составляет от нескольких метров до нескольких десятков сантиметров. К сетевым технологиям WPAN относятся Bluetooth, ZigBee, 6loWPAN, UBW и другие. Беспроводные локальные сети (Wireless Local Area Network, WLAN) – сети, технологии которых базируются на семействе стандартов IEEE 802.11[3]. Радиус их действия в среднем составляет примерно 200-250 метров. Наиболее распространённым на сегодняшний день способом построения является Wi-Fi. Беспроводные городские сети (Wireless Metropolitan Area Network, WMAN или жаргонное название WiMAX) – сети стандарта IEEE 802.16[4]. Они предоставляют широкополосный доступ к сети через радиоканал на больших расстояниях для различного спектра устройств. Теоретически эта технология должна обеспечивать покрытые сигналом площади радиусом до 50 км без прямой видимости. Беспроводные глобальные сети (Wireless Wide Area Network, WWAN) – сети, предназначенные для покрытия сигналом полностью всю страну или даже несколько стран. В стандартах этих сетей принято выделять поколения, которые распределяются по времени их использования. На данный момент основными технологиями являются GSM, LTE, EDGE и GPRS[5]. Но не все знают, что у беспроводных сетей есть свои минусы (некоторые из них являются достаточно серьёзными) и определенные условия для организации точки доступа. В своем реферате я хочу рассмотреть обозначенную проблему . Цель исследования – изучение беспроводных сетей, рассмотрение причин их использования и оценка действительных минусов и плюсов. Для выполнения этой цели были поставлены конкретные задачи:
1 Статья "Беспроводные компьютерные сети" интернет ресурса «Диком». http://dicom.spb.ru/articles/network-and-servers/wireless-computer-networks/ Ссылка действительна на 15.03.2015 2 Гусева А.И., Киреев В.С. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник для студенческих учреждений высшего профессионального образования. - М.: Издательский центр "Академия", 2014. C. 101. 3 Там же. С. 105. 4 Там же. С. 108. 5 Там же С. 109-110.§1.Причины использования беспроводных сетей и области их применения На данный момент существуют два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей:
Беспроводные сети поддерживают множество приложений, которые выгодны для пользователей тем, что обеспечивают его мобильность и высокую надежность связи в отличие от подверженных сбоев кабельных соединений. Более того, во многих случаях благодаря применению беспроводных сетей достигается существенная экономия средств за счет повышения эффективности труда и уменьшения количества периодов вынужденного бездействия, возникающих при применении проводных сетей. Для использования большинства технологий беспроводных сетей не требуется лицензия, что делает их развертывание довольно простым и экономически выгодным. В большинстве случаев беспроводная сеть — это расширение уже существующей проводной сети. В этом случае пользователи могут использовать интернет-соединение, находясь в удобном для них месте (в пределах радиуса действия точки беспроводного доступа). Одна из основных причин для развертывания беспроводной сети — необходимость совместного использования одного высокоскоростного канала доступа к Ethernet. При таком типе конфигурирования сети сразу несколько человек могут использовать одно и то же соединение, обеспечиваемое кабельным модемом или цифровой абонентской линией (Digital Subscriber Line, DSL) (рис 1). Рис. Также существует возможность использования беспроводных сетей для обеспечения передачи голосовых сообщений, особенно когда люди приходится очень часто контактировать друг с другом. Локальная беспроводная сеть, рассчитанная на поддержку речевой связи, может полностью заменить проводную телефонную систему в отдельном здании. Вследствие широкого распространения ноутбуков, PDA (англ. Personal Digital Assistant, КПК, карманный персональный компьютер) и цифровых телефонов наблюдается увеличение потребности в мобильном доступе к Ethernet. Появилась необходимость получать постоянное высокоскоростное мобильное подключение с надежным доступом ко всем информационным ресурсам. Общедоступная беспроводная сеть является средством, позволяющим подключаться к Ethernet людям, находящимся в стадии перемещения из одного места в другое. При использовании беспроводных сетей появилась возможность определять местонахождение людей или предметов. Координаты пользователя могут вводиться в серверную программу, обеспечивающую какой-нибудь сервис, основанный на местонахождении. Системы, реализующие услуги определения местонахождения через беспроводные локальные сети, появляются и на потребительском рынке и пользуются немалой популярностью. В конечном счете существует три фактора, которые являются причинами для использования беспроводных сетей:
§2.Виды беспроводных сетей В этом параграфе я хочу подробнее рассказать о классификациях беспроводных сетей.
3Статья "Интерфейс программирования приложений" интернет - энциклопедии «Википедия». https://ru.wikipedia.org/wiki/Интерфейс_программирования_приложений Ссылка действительна на 28.03.2015 4Статья "MAC-адрес" интернет - энциклопедии «Википедия». https://ru.wikipedia.org/wiki/MAC-адрес Ссылка действительна на 28.03.2015 5Гусева А.И. Указ. соч. С. 103. 6Там же. С. 100. 7Там же. С. 108. 8Там же. С. 109. 9Там же. С. 110. §3.Причины различия информационной и полезной скоростей в беспроводных сетях Как известно, в беспроводных сетях в качестве среды распространения сигнала используются радиоволны. В связи с этим на их работу воздействует большее количество различного рода помех. Для начала рассмотрим факторы, которые влияют на работу беспроводных сетей Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n):
Табл.1 * Эффективное расстояние - означает, насколько уменьшится радиус действия после прохождения соответствующего препятствия по сравнению с открытым пространством. Например, если на открытом пространстве радиус действия Wi-Fi до 400 метров, то после прохождения одной межкомнатной стены он уменьшится до 400 м * 15% = 60 метров. После второй еще раз 60 м * 15% = 9 метров. А после третьей 9 м * 15% = 1,35 метров. Таким образом, через три межкомнатные стены, скорее всего, беспроводное соединение установить не получится. Вне помещений влиять на качество передаваемого сигнала может ландшафт местности (например, деревья, леса, холмы). Атмосферные помехи (дождь, гроза, снегопад) также могут являться причиной уменьшения производительности беспроводной сети (в случае, если радиосигнал передается вне помещений).
Рис. Так же, очень часто пользователи путают информационную и полезную скорость беспроводных сетей. На коробках и спецификациях устройств указана теоретически рассчитанная максимальная пропускная способность технологии Wi-Fi для идеальных условий (по сути для вакуума). В реальных условиях пропускная способность и площадь зоны покрытия сети зависят факторов, перечисленных выше. Утилиты операционной системы Windows при подключении по Wi-Fi отображают именно «теоретическую» пропускную способность, а не реальную скорость передачи данных, вводя пользователей в заблуждение (рис.1). Данная цифра отображается драйвером беспроводного адаптера и показывает, какая скорость подключения на физическом уровне используется в настоящее время в рамках выбранного стандарта, то есть операционная система сообщает лишь о текущей (мгновенной) физической скорости подключения. Разница между скоростью подключения, которая отображается в Windows, и реальными показателями объясняется прежде всего большим объемом служебных данных, потерями сетевых пакетов в беспроводной среде и затратами на повторную передачу. Теоретическая и реальная пропускная способность в сетях Wi-Fi (табл.2)[2].
Одной из наиболее серьезных проблем в беспроводных сетях является проблема скрытого узла, ведущая к существенному падению производительности сети. Узлы беспроводной сети для доступа к среде передачи данных используют алгоритм CSMA/CA — алгоритм множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий. CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance или Carrier sensing multiple access with collision avoidance , "множественный доступ с контролем несущей и избеганием коллизий" или "многостанционный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов" (перевод в русском тексте рекомендации ITU-R M.1450) — это сетевой протокол, в котором:
Согласно алгоритма CSMA/CA узел перед началом передачи кадра прослушивает среду, и если среда свободна, он может начать передачу. Если все узлы беспроводной сети способны «слышать» друг друга, вероятность коллизий (наложение двух и более кадров (пакетов) от станций, пытающихся передать кадр в один и тот же момент времени из-за наличия задержки распространения сигнала по сети или наличия неисправной сетевой платы)[4] низкая. Проблемы начинаются, когда некоторые узлы не могут «услышать» передачу других узлов, например, по причине большой удаленности. CSMA/CA поддерживает два режима работы: контроль несущей (carrier sense) и контроль виртуальной несущей (virtual carrier sense). Рассмотрим работу каждого из этих режимов.
Этот режим, как правило, используется по умолчанию в беспроводных сетевых устройствах. Любая станция, собирающаяся начать передачу, прослушивает канал, при этом устанавливая таймер обратного отсчета (backoff timer), в течение которого непрерывно прослушивают эту среду. Если канал свободен — станция передает кадр, если нет — ожидает его освобождения. Обнаружение коллизий происходит с помощью механизма подтверждений: есть подтверждение от получателя — данные успешно переданы, нет — произошла коллизия. В данном режиме работы алгоритм CSMA/CA минимизирует количество коллизий в сети, но предотвратить их полностью не может.
Этот режим позволяет обойти проблему скрытого узла благодаря использованию механизма запроса/разрешения на передачу. Как правило, он доступен только в более дорогих сетевых картах и точках доступа. Кратко работу CSMA/CA в этом режиме можно описать следующим образом. Перед началом передачи узел отправляет RTS-кадр (Request to Send) — запрос на передачу. Точка доступа получает RTS-кадр и, если среда свободна, отправляет CTS-кадр (Clear to Send) с указанием времени, в течении которого разрешено передавать данные. Все станции в зоне досягаемости точки доступа «услышав» CTS-кадр должны сохранять режим радиомолчания на указанное время. Использование RTS/CTS-кадров позволяет существенно повысить производительность сети, где имеется проблема скрытого узла. Однако, если такой проблемы нет, включение механизма RTS/CTS приводит к дополнительным временным задержкам и накладным расходам, что в свою очередь, наоборот, приводит к падению производительности сети. По умолчанию механизм RTS/CTS в сетевых устройствах отключен. 1Статья "Что влияет на работу беспроводных сетей Wi-Fi? Что может являться источником помех и каковы их возможные причины?". http://zyxel.ru/kb/2082 Ссылка действительна на 28.03.2015 |
Точилкиной Маргариты «Беспроводные сети: мифы и реальность» В реферате описаны виды беспроводных сетей, области их применения, различие информационной и полезной скоростей, вопросы безопасности... | Реферат по дисциплине: «Радиотелефонные и сотовые коммуникационные системы» Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам... | ||
Список литературы для чтения в 5 классе Мифы древних славян, Мифы древней Индии. Скандинавские мифы. Мифы североамериканских индейцев | Приднестровская идентичность: мифы и реальность Правила определяют основные требования технической эксплуатации железной дороги | ||
Олег Фейгин Внеземной разум. Мифы и реальность Издательство Памятка локомотивной бригаде (машинисту) по предупреждению проезда запрещающих сигналов | Мифы и реальность Изучение гос образовательных стандартов тематического планирования (5-11 кл.). Анализ программ и учебников. О внеклассных мероприятиях... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Высшее образование в сша: мифы и реальность» (Американские Советы по Международному Образованию) | «Машина времени» мифы и реальность Исследовательский Данная работа посвящена изучению вариантов перемещения во времени в научно-популярной литературе, художественных фильмах и научных... | ||
Шизофрения – мифы и реальность «промежуточные комплексы, более сложные, чем элементы, но менее сложные, чем сама система» | Список литературы (6 класс, для будущего 6а класса) Мифы о сотворении... Мифы о сотворении мира и человека, античные мифы о героях (Геракл, Ахилл, Орфей) | ||
Реферат тема: “Структурированные компьютерные сети” В последнем случае абоненты компьютерной сети могут подключаться к сети в относительно произвольных точках, охваченных сетью телефонии,... | Хризотиловый асбест мифы и реальность Национального института исследований и безопасности труда, Франция (National Research and Safety Institute France). По ее данным,... | ||
Хризотиловый асбест мифы и реальность Национального института исследований и безопасности труда, Франция (National Research and Safety Institute France). По ее данным,... | Программа курса для направления 230200. 68 «Информационные системы. Программа Базы знаний» Кроме того, изучаются также технологии виртуальных сетей, беспроводные сети, базовые средства обеспечение безопасности корпоративных... | ||
Лекция гпнтб со ран «Стволовые клетки: мифы и реальность» «О городских мероприятиях, посвященных Городскому дню науки, в 2011 году», в целях повышения престижа научно – исследовательской... | Курсовая работа по дисциплине «сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» Проектирование сети, логическое проектирование сети, физическое проектирование сети, нагрузка на сеть, пропускная способность сети,... |