Высшая школа экономики - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Балтийская Международная академия Резекненская Высшая школа Балтийская... 1 71.79kb.
Порядок расчета и назначения стипендий для студентов, аспирантов... 1 34.3kb.
Правила приема в аспирантуру национального исследовательского университета... 1 122.29kb.
Высшая школа экономики 8 841.52kb.
"Высшая школа экономики" 5 819.58kb.
«высшая школа экономики» 1 16.17kb.
Россиян приглашают к участию в новой программе Евросоюза 1 68.62kb.
«высшая школа экономики» для обучения по программам магистратуры 1 57.59kb.
Высшая школа экономики 3 575.62kb.
Высшая школа экономики 1 18.05kb.
Высшая школа экономики пермский филиал 1 247.16kb.
Положение об организации и проведении практики студентов в Национальном... 1 135.97kb.
Криптосистемa rsa 1 23.99kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Высшая школа экономики - страница №1/3

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ


МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

"ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ"
КАФЕДРА

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ

Допущена к защите:
« » _______________ 2013г.
Дипломный проект на тему:

" Проектирование беспроводной сети ООО «МЕДИПАЛ-ОНКО»"

Консультант по специальной части: Руководитель:

_________________ Ицкович А.И. _________________ Кириллов М.И.

Рецензент: Студентка:

_________________Рогов А.А _________________ Шавкун А.Ю.

Москва 2013



Оглавление

Аннотация



  1. Введение

  2. Описание предметной области

    1. Стандарты беспроводных сетей

      1. Персональные беспроводные сети

      2. Локальные беспроводные сети

      3. Региональные и городские сети

    2. Безопасность беспроводных сетей

    3. Основные беспроводные риски и способы защиты

    4. Особенности проектирования беспроводных сетей.

      1. Особенности проектирования беспроводных сетей, обеспечивающих работу с большим количеством пользователей

      2. Ключевые критерии и особенности проектирования беспроводной локальной сети для большой нагрузки

      3. Интерференция сигналов Wi-Fi на одном канале

      4. Разрешенные и требуемые скорости передачи данных

      5. Суммарная пропускная способность беспроводной сети

      6. Мощность передатчиков клиентских устройств

      7. Количество клиентов работающих с одной точкой доступа

      8. Производительность других компонентов сети беспроводного доступа

    5. Способы планирования беспроводной локальной сети

  3. Постановка задачи на проектирование

    1. Общие требования к сети

    2. Требования к оборудованию

  4. Проектирование беспроводной сети

    1. Изучение структуры организации

    2. Изучение потоков данных и приложений, для которых будет применяться сеть

    3. Изучение особенностей помещения и расположения пользователей

    4. Разведка в радио эфире

    5. Планирование сети и моделирование покрытия

    6. Обзор и выбор оборудования

  5. Монтаж и измерение реального покрытия

Список литературы


  1. Введение

Построение сетей беспроводной передачи данных Wi-Fi (IEEE 802.11) в настоящее время получило широкое распространение за счет массы преимуществ. Среди основных достоинств данной технологии можно выделить следующее:

- Быстрое и простое построение офисной локальной сети. Не потребуется проектировать ЛВС, прокладывать провода,, а это ускоряет сроки на построение сети. Это очень ценное качество, когда требуется быстро развернуть, а потом, также быстро демонтировать компьютерную сеть. Монтаж беспроводной сети wi-fi в офисе или других помещениях возможен без остановки рабочего процесса компании, т.к. монтаж сведён к минимуму.

- Отсутствие проводов. Не всегда возможно проложить кабель до того или иного сетевого устройства, а иногда прокладка такой кабельный трассы может оказаться очень дорогой и потребовать много времени, а иногда потребовать согласования. Гораздо проще и значительно дешевле использовать беспроводные технологии передачи данных по радиоканалу (wireless, wlan), которые не требуют прокладки кабеля.



- Минимум строительно-монтажных работ. Внешний вид помещения и его отделка не претерпят никаких заметных видимых изменений при организации беспроводной сети Wi-Fi — строительно-монтажные работы практически не потребуются и сведены к минимуму, т.к. тянуть провода и разводить розетки не понадобится;

- Высокая скорость. Беспроводная сеть Wi-Fi сегодня может обеспечить скорости до 108 Мбит/с, что соответствует обычной проводной локальной сети (ЛВС), которые мы привыкли видеть в каждом обычном офисе, этой скорости вполне хватает для большинства офисных приложений и для работы с базами данных.

- Дешевизна установки и владения. Всё что требуется для работы Wi-Fi сети это точка доступа (access point), которых может быть одна или несколько десятков в зависимости от топологии помещений и используемого в вашей компании программного обеспечения.

- Гибкость в построении. Беспроводную сеть можно построить там, где нельзя или не выгодно прокладывать кабели. Технология Wi-Fi облегчает постоянную или временную установку сети и ее перемещение при необходимости, обеспечивает возможность быстро организовывать временные сети для гостей либо на время проведения мероприятий;

- Высокая мобильность рабочего места. Вы можете свободно перемещать рабочие места сотрудников по своему усмотрению и производственной необходимости в пределах зоны покрытия беспроводной сети, т.к. нет жесткой привязки рабочих мест к информационной розетке и нет ограничений накладываемых длинной проводов, мобильность персонала, возможность всегда быть на связи, соблюдение принципа «anyone, anywhere, anytime»;

- Реконфигурация и масштабируемость. Расширение беспроводной сети Wi-Fi не является сложной задачей: пользовательские устройства можно легко интегрировать в сеть, установив на них беспроводные сетевые адаптеры, сегодня большинство устройств (планшеты, смартфоны, ноутбуки и обычные компьютеры) оснащается беспроводными сетевыми адаптерами на стадии его производства самими производителями. Wi-Fi сети дают возможность быстро добавлять, перемещать и изменять права пользователей, новых направлений, каналов связи и рабочих мест.

- Совместимость. Различные марки и типы совместимых клиентских и сетевых устройств будут взаимодействовать между собой. К сети могут подключаться любые мобильные устройства поддерживающие Wi-Fi с учётом установленных сетевых протоколов безопасности.

- Увеличение производительности. Повышение производительности организации, использующей сети Wi-Fi достигается за счет более эффективного использования рабочей силы, а так же офисного пространства, и даёт возможность работать сотрудникам там, где они нужны, а не только за офисным столом.

- Репутация. Использование беспроводных сетей Wi-Fi демонстрирует Ваше желание развиваться в ногу со временем и демонстрирует активную политику и осведомлённость в сфере IT-технологий.

Активно развивающиеся беспроводные технологии, расширяющийся спектр всевозможного совместимого оборудования, постоянно совершенствующиеся стандарты и принципы обеспечения безопасности – все это делает Wi-Fi сети привлекательными для использования в корпоративных сетях любого размера.

2. Описание предметной области

2.1. Стандарты беспроводных сетей

Большинство используемых в настоящее время стандартов беспроводных сетей разработано Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE).

Беспроводные сети можно разделить на персональные (WPAN), локальные (WLAN), городские (WMAN) и глобальные (WWAN) сети.

Стандарты IEEE относятся только к трем последним типам беспроводных сетей.

Персональные беспроводные сети находятся в ведении рабочей группы стандарта 802.15. В рамках стандарта определено четыре группы, решающие различные задачи.

2.1.1. Персональные беспроводные сети

Таб.1

Стандарты 802.15.x

Стандарт

Описание стандарта

IEEE 802.15.1

Персональные беспроводные сети на основе технологии

Bluetooth



IEEE 802.15.2

Совместное использование сетей WPAN с другими

беспроводными технологиями



IEEE 802.15.3

Высокопроизводительные персональные беспроводные сети (High Rate WPAN)

IEEE 802.15.4

Энергосберегающие персональные беспроводные сети

(Low Rate WPAN)



2.1.2. Локальные беспроводные сети

Наиболее распространенным стандартом беспроводных сетей является технология IEEE 802.11, это стандарт организации беспроводных коммуникаций на ограниченной территории в режиме локальной сети, т.е. когда несколько абонентов имеют равноправный доступ к общему каналу передач. Пользователям более известен по названию Wi-Fi, фактически являющимся брендом, предложенным и продвигаемым организацией Wi-Fi Alliance.



Таб.2

Стандарты 802.11.x

Стандарт

Описание стандарта

IEEE 802.11

изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)

IEEE 802.11a

54 Мбит/c, 5 ГГц стандарт (1999, выход продуктов в 2001)

IEEE 802.11b

улучшения к 802.11 для поддержки 5,5 и 11 Мбит/с (1999)

IEEE 802.11c

процедуры операций с мостами; включен в стандарт IEEE 802.1D (2001)

IEEE 802.11d

интернациональные роуминговые расширения (2001)

IEEE 802.11e

улучшения: QoS, включение packet bursting (2005)

IEEE 802.11g

54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)

IEEE 802.11h

распределённый по спектру 802.11a (5 GHz) для совместимости в Европе (2004)

IEEE 802.11i

улучшенная безопасность (2004)

IEEE 802.11j

расширения для Японии (2004)

IEEE 802.11k

улучшения измерения радио ресурсов

IEEE 802.11l

зарезервирован

IEEE 802.11m

поддержание эталона; обрезки

IEEE 802.11n

увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g

IEEE 802.11o

зарезервирован

IEEE 802.11p

WAVE — Wireless Access for the Vehicular Environment (Беспроводной Доступ для Транспортной Среды, такой как машины скорой помощи или пассажирский транспорт)

IEEE 802.11q

зарезервирован

IEEE 802.11r

быстрый роуминг

IEEE 802.11s

 ESS Mesh Networking (англ.) (Extended Service Set — Расширенный Набор Служб; Mesh Network — Ячеистая Сеть)

IEEE 802.11u

взаимодействие с не-802 сетями (например, сотовые сети)

IEEE 802.11v

управление беспроводными сетями

IEEE 802.11x

зарезервирован и не будет использоваться

IEEE 802.11y

дополнительный стандарт связи, работающий на частотах 3,65-3,70 ГГц. Обеспечивает скорость до 54 Мb/с на расстоянии до 5000 м на открытом пространстве.

IEEE 802.11w

Protected Management Frames (Защищенные Управляющие Фреймы)

IEEE 802.11ac

новый, разрабатываемый IEEE стандарт. Скорости передачи данных до 1.3 Гбит/c, энергопотребление по сравнению с 802.11n снижено до 6 раз. Обратная совместимость с 802.11a/b/g/n.

IEEE 802.11ad

новый стандарт с дополнительным диапазоном 60 ГГц (частота не требует лицензирования). Скорость передачи данных до 7 Гбит/с.

Из всех существующих стандартов беспроводной передачи данных IEEE 802.11, на практике наиболее часто используются всего четыре, это: 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11n.

Стандарт IEEE 802.11a имеет большую ширину полосы из семейства стандартов 802.11, предусматривая скорость передачи данных до 54 Мбит/с. В отличие от базового стандарта, ориентированного на область частот 2,4 ГГц, спецификациями 802.11a предусмотрена работа в диапазоне 5 ГГц. В качестве метода модуляции сигнала выбрано ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM). К недостаткам 802.11a относятся более высокая потребляемая мощность радиопередатчиков для частот 5 ГГц, а так же меньший радиус действия.

В стандарте IEEE 802.11b скорость передачи данных до 11 Мбит/с, работает в диапазоне 2,4 ГГц, этот стандарт завоевал наибольшую популярность у производителей оборудования для беспроводных сетей. Поскольку оборудование, работающее на максимальной скорости 11 Мбит/с имеет меньший радиус действия, чем на более низких скоростях, то стандартом 802.11b предусмотрено автоматическое понижение скорости при ухудшении качества сигнала.

Стандарт IEEE 802.11g является логическим развитием 802.11b и предполагает передачу данных в том же частотном диапазоне. Кроме того, стандарт 802.11g полностью совместим с 802.11b, то есть любое устройство 802.11g должно поддерживать работу с устройствами 802.11b. Максимальная скорость передачи в стандарте 802.11g составляет 54 Мбит/с, поэтому на сегодняшний день это наиболее перспективный стандарт беспроводной связи.

Стандарт 802.11n повышает 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. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц.

Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трёх режимах:


наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства 802.11b/g, 802.11a и 802.11n «чистом» режиме — 802.11n (именно в этом режиме и можно воспользоваться преимуществами повышенной скорости и увеличенной дальностью передачи данных, обеспечиваемыми стандартом 802.11n).

Стандарт 802.11ас работает только в спектре 5GHz. Будет обеспечена обратная совместимость с устройствами 802.11n (в 5GHz) и 802.11а. При этом ожидается существенное увеличение не только полосы пропускания, но и покрытия.

Важным нововведением является технология MU-MIMO (Multiple User). Это фактически пространственный радиокоммутатор, позволяющий одновременно передавать и принимать данные от множества пользователей по одному частотному каналу.

В части услуг 802.11ac, с одной стороны, сфокусирован на значительно более полноценную замену проводному доступу на высоких скоростях, чем 802.11n. С другой стороны, естественно, есть цель и в эффективной поддержке мультимедийных услуг вокруг потокового видео высокого разрешения.

Доступность частотных каналов в спектре 5GHz, что существенно варьируется от страны к стране, и в РФ составляет, например, всего 100MHz (5150-5250MHz). Поэтому пока наш регулятор глубоко не задумается о необходимости высвобождении части спектра 5GHz под задачи Wi-Fi, как сделано во многих странах, такая привлекательная технология будет оставаться красивой сказкой в наших реалиях.
802.11ad Cтандарт будет работать в спектре 60GHz, который не лицензируется в большинстве стран. Здесь доступно значительно больше свободной полосы, чем в перегруженном 2.4GHz и уже загружаемом спектре 5GHz. 

В части услуг данный стандарт сфокусирован на поддержке видео высокого разрешения (HD). Также здесь ожидается возникновение услуг типа «wireless docking», когда все устройства компьютер, монитор, проектор и т.д. имеют беспроводный обмен данными. Используемая сверхвысокая частота приводит к тому, что сигналы довольно узконаправленные. Также возникает много проблем из-за интенсивного поглощения сигналов при прохождении сквозь препятствия, поэтому основной ожидаемый сценарий использования — это взаимодействие устройств в пределах комнаты. 

Ожидается, что 802.11ad должен быть совместим со стандартом WiGig.

2.1.3. Региональные и городские сети

Технологии, объединенные под торговой маркой WiMAX, направлены на реализацию широкополосного беспроводного доступа на значительных расстояниях. Коммерческим продвижением технологии занимается организация WiMAX Forum.

Согласно спецификации стандарта 802.16, максимальное расстояние, на котором возможно взаимодействие по сетям WiMAX, составляет 50 км, а суммарная пропускная способность - 70 Мбит/с.

В условиях реальной эксплуатации эти показатели гораздо скромнее и составляют около 8 км и 2 Мбит/с. Такие характеристики делают протокол WiMAX очень привлекательным для замены традиционных технологий по предоставлению «последней мили» при доступе к сети Internet и телефонии. Провайдеры разветвленной городской беспроводной сети могут предоставлять «выделенные» беспроводные каналы для организации виртуальных частных сетей между офисами компаний. Преимущества очевидны: большая, чем при использовании технологии SL, пропускная способность, отсутствие необходимости прокладки кабелей.

В ближайшее время намечается широкое внедрение устройств стандарта 802.16е. Это мобильный вариант протокола WiMAX, рассчитанный на использование в качестве конечных терминалов таких устройств, как компьютеры, КПК, мобильные телефоны и т.д.

Разработанный при содействии правительства стандарт WiBRO выполняет те же функции, что и стандарт 802.16е, и совместим с ним. В первоначальном варианте протокола WiMAX, описанного в стандарте 802.16с использовались частоты в диапазоне 10...66 ГГц. Этому диапазону присущи некоторые ограничения, связанные с лицензированием. Кроме того, его нельзя применять в условиях наличия препятствий между приемником и передатчиком.

Стандарт 802.16а, описывающий использование диапазона 2... 11 ГГц вышел в 2004 г. Поскольку логика работы WiMAX предполагает применение схемы точка-многоточка с фиксированной пропускной способностью канала для каждого из абонентов, на канальном уровне используется механизм множественного доступа к несущей с разделением по времени (Time Division Multiple Access, TDMA). Этот метод широко используется в сотовых сетях (например, GSM) и позволяет реализовать гарантированное качество обслуживания.

Стандарт 802.16 предполагает шифрование трафика с использованием алгоритма DES. Мобильный вариант WiMAC (802.16е) расширяет возможности по защите информации, добавляя аутентификацию станций по протоколу ЕАР, управление ключами с использованием протокола Privacy and Key Management Protocol Version 2 (PKMv2) и шифрование AES. При использовании стандарта 802.16 для передачи корпоративных данных рекомендуется усилить встроенные механизмы защиты с помощью технологий построения виртуальных частных сетей.



При проектировании и развертывании сетей нужно помнить о том, что частотный диапазон выделенный для Wi-Fi весьма тесен, поэтому нужно стараться не использовать антенн с коэффициентом усиления больше чем необходимо, а также принять меры для недопущения помех соседними сетям.

2.2. Безопасность беспроводных сетей

Популярность беспроводных локальных сетей уже прошла стадию взрывного роста и дошла до состояния «привычной всем» технологии. Домашние точки доступа и мини-роутеры Wi-Fi недороги и широкодоступны, хот-споты встречаются достаточно часто, ноутбук без Wi-Fi – анахронизм. Как и множество других инновационных технологий, использование беспроводных сетей влечет не только новые выгоды, но и новые риски. Бум Wi-Fi породил целое новое поколение хакеров, специализирующихся на изобретении всё новых и новых способов взлома беспроводной сети и атаки пользователей и корпоративной инфраструктуры. Ещё с 2004 года Gartner предупреждали, что безопасность WLAN будет одной из основных проблем – и прогноз оправдывается. 

Беспроводная связь и мобильность, которую она дает, интересны и выгодны многим. Однако, до тех пор, пока вопрос беспроводной безопасности остается не до конца ясным, мнения разнятся кардинально: некоторые (например, операторы складов) уже сейчас не боятся завязывать на Wi-Fi свои ключевые бизнес-процессы, другие – наоборот баррикадируются и запрещают использование беспроводных элементов в своих сетях.



Среда с общим доступом, которую практически невозможно контролировать

Традиционные проводные сети используют кабель для передачи информации. Кабель считается «контролируемой» средой, защищенной зданиями и помещениями, в которых он находится. Внешний «чужой» трафик, который входит в защищенный сегмент сети, фильтруется межсетевым экраном и анализируется системами IDS/IPS. Для того чтобы получить доступ к такому сегменту проводной сети, злоумышленнику необходимо преодолеть либо систему физической безопасности здания, либо межсетевой экран.

Беспроводные же сети используют радиоволны. Эфир – среда с общим доступом и практически полным отсутствием контроля. Обеспечить эквивалент физической безопасности проводных сетей здесь просто невозможно. Как только пользователь подключает к проводной сети точку доступа, её сигнал может проходить сквозь стены, межэтажные перекрытия, окна здания. Таким образом, подключенный сегмент сети становится доступным с другого этажа или даже из соседнего здания, парковки или другого конца улицы – радиосигнал может распространяться на сотни метров за пределы здания. Единственной физической границей беспроводной сети является уровень этого самого сигнала. Поэтому, в отличие от проводных сетей, где точка подключения пользователя к сети хорошо определена и известна – это розетка в стене – в беспроводных сетях подключиться к сети можно откуда угодно, лишь бы сигнал был достаточной силы. Также, эфир – среда с общим доступом. Все беспроводные устройства включены в один гигантский «хаб» (концентратор) – и любое беспроводное устройство может «видеть» всех беспроводных соседей в сети. При этом приемник, работающий в пассивном режиме (только прослушивание), вообще невозможно определить.

4a28fdcc91ae76f5d54f25d0c66c5f61
Рис.1 Периметр беспроводной сети не ограничен периметром здания.
следующая страница >>



Реклама — двигатель торговли: сотня двигает, один торгует. Хенрик Ягодзиньский
ещё >>