Беспроводные линии связи реферат

Обновлено: 07.07.2024

Давайте дадим понятие беспроводным сетям. Беспроводная сеть- это тип компьютерной сети, которая использует беспроводные соединения для передачи данных.
В наше время многие пользуются беспроводными сетями, но не многие знают, когда появилась первая беспроводная сеть. Итак, первая беспроводная сеть появилась в 1971 году в Гавайском университете под названием ALOHAnet для экспериментов

Файлы: 1 файл

Реферат.doc

Министерство образования и науки России

Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального

Кафедра дифференциальных уравнений и теории управления

Специальность: прикладная математика и информатика

Дисциплина: АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА

РЕФЕРАТ на тему:

студент 3 курса, группа 12301.50

ФИО: Хохлова Валерия Борисовна

История беспроводных сетей

Давайте дадим понятие беспроводным сетям. Беспроводная сеть- это тип компьютерной сети, которая использует беспроводные соединения для передачи данных.

Термин Wi-Fi,используется с 1999 года и придумала его компания Interbrand Corporation. Wi-Fi Alliance попросила Interbrand Corporation о броском и интересном названии на замену IEEE 802.11b Direct Sequence. Название Wi-Fi изобрели с помощью игры слов Hi-Fi (англ. High Fidelity — высокая точность).

Так и появился знакомый нам всем Wi-Fi с эго особенностями, недостатками и преимуществами, о которых вы узнаете на следующих страницах.

Типы беспроводных сетей и их особенностей

Беспроводные сети подразделяются на различные типы, вот некоторые из них:

WLAN ( англ. Wireless Local Area Network). Связывает два или более устройств, в пределах определенных территорий, что позволяет находиться в интернете, перемещайся по зоне покрытия. Используется в домах, университетах, кафе и т.п. Наиболее распространенная.
WWAN (англ. Wireless Wide Area Network). Глобальная компьютерная сеть, связывающая компьютеры на большом расстоянии. Чаше всего используется для передачи различной информации между частными компаниями.
WMAN (англ. Wireless Metropolitan Area Networks). Беспроводная сеть, которая имеет диапазон в пределах одного города. Может соединять несколько офисов компании или несколько корпусов в университета. Эта сеть территориально значительно меньше, чем WWAN и намного больше, чем WLAN.
WPAN (англ. Wireless personal area network). Персональная сеть, которая связывает различные устройства в 10 метрах от рабочего места человека. Пример такой сети всем известный Bluetooth.

Давайте рассмотрим особенности различных беспроводных сетей в таблице № 1

Пределы одного здания

IEEE 802.11, Wi-Fi, и HiperLAN

Мобильное расширение проводных сетей

Мобильные сети типа 2G, 3G и 4

Мобильный доступ из любых открытых площадей

Сoбственность, IЕEE 802.16, и WIМAX

стационарный интернет между домами и предприятиями

Пределы дoсягаемости человека

Все что находится в досягаемости

Bluetooth, IEEE 802.15

3амена кaбеля переферийныx устрoйств

Как можно заметить мы в той или иной степени используем различные типы беспроводных сетей. Так же беспроводные сети используют аварийные службы, для поддержки контакта друг с другом. Беспроводные технологии вводятся в больницы с большим потоком пациентов, создаются так называемые электронные медицинские карты и врач может завести такую карту прямо в палате с данными анамнеза, диагнозом и непосредственно курсом лечения. Частные компании с помощью беспроводной сети передают друг другу важную информацию.

Архитектура беспроводных сетей, как работают беспроводные сети.

В беспроводной сети существуют определенные компоненты, а именно обеспечивающие связь ИК (инфракрасное излучение) или радиоволны, которые распространяются в воздушной среде. Инфракрасные сети передают данные со скорость до 10Мбит/с. на расстояние до 30 метров, такой способ передачи данных используется в пределах видимости. Радиоволны распространяются и вне поля видимости, но скорость заметно уменьшается. Более скоростные каналы передачи данных это ультракороткие и сверхкороткие валны. Давайте рассмотрим схему построения беспроводных сетей:

Пользователь для работы с беспроводными сетями использует чаше всего компьютер, но для своей мобильности он [пользователь] он также использует различные устройства, например мобильный телефон, с доступом в интернет, ноутбук, планшет и т.д. и т.п.

Для подключения к беспроводной сети требуется сетевой адаптер (анг. Network Interface Card) который принимает данные, которые принято называть точками доступа беспроводной сети. У каждого адаптера есть свои параметры:

Номер линии на запрос аппаратное прерывания
Базовый адрес ввода-вывода
Поддержка стандартов скорости
Поддержка тегированных пакетов
MTU канального уровня

Чаше всего адаптеры имеют два или более сетевых разъема, в зависимости непосредственно от адаптера. Есть несколько поколений сетевых адаптеров:

Первое поколение сетевых адаптеров. Архитектура таких адаптеров была создана по типу AUI-интeрфейсу, который является пятнадцати контактным разъeмом между портом и адаптером, так же иногда его называют DIX (анг. Digital Equipment
Corporation, Intel и Xerox). Прерывание и адрес памяти вводились вручную
Второе поколение сетевых адаптеров. Используется AUI-интeрфейс, также авторизированно установления системных параметров и применяется динамическая буферизация данных.
Третье поколение сетевых адаптеров – архитектура построена по интерфейсу MII (физический – PCI), процессор построен по новой архитектуре с поддержкой динамической буферизации.
Четвертое поколение сетевых адаптеров – помимо PCI используется интерфейс PCI-Express, поддержка RMON , поддержка технологии VLAN и QoS.

Безопасность беспроводных сетей.

Беспроводные сети не зачищены, такие передачи данных нельзя сделать абсолютно личными. Современные беспроводные сети используют стандарт 802.11. Такие сети передают данные по радиочастотам приемнику, который имеет ту же радиочастоту. В этом и есть беззащитность и недостаток беспроводных сетей, любой устройство, использующее тот же диапазон радиочастот, может перехватить данные. Для обеспечения минимальной зашиты, требуется:

Есть еще множество различных способов зашиты беспроводных сетей, но они не так важны как те что были представлены ранее.

Будущее беспроводных сетей.

Трудно говорить какой будет технология беспроводных сетей в будущем, но всегда можно рассказать о развивающихся технологиях, которые могут изменить облик беспроводных сетей.

Стив Перлман, который стоит у истоков таких кампаний как WebTV и OnLive, познакомил мир с новой идеей, которая внесет нечто новое в индустрию, он попытался решить проблему нехватки частот в спектре, давая возможность мобильным устройствам работать во всем спектре. Речь пойдет о PCell (персональная сота) которая основывается на технологии, которая называется DIDO (англ. Distributed-Input-Distributed- Output), идея этого проекта заключается в том, что бы с помощью размещения множества небольших приемопередатчиков(pWaves), создать сплошное покрытие. Это может позволить увеличить до 1000 раз пропускную способность, то есть даст возможность устройству работать со всей полосой частот предоставленных базовой станцией не зависимо от степени ее загруженности.

Как показано на диаграмме, которая была составлена FCC ( анг.Federal Communications Commission) жажда передачи информации будет расти, но частота расширятся не будет.

В обычной модели беспроводной сети у вас есть устройство, некая точка доступа и какой либо удаленный сервер, на который вам надо зайти. При загрузки сайта происходит отправка пакета данных с вашего устройства, на маршрутизатор, а лишь потом на удаленный сервер, обратно данный проделывают такой путь, удаленный сервер, маршрутизатор, ваше устройство. В сети PCell или DIDО есть дополнительный сервер, данные проводят через pWaves, а потом попадают на сервер. У каждогo устрoйства в систeме дoлжeн быть DIDО-ресивeр. DIDО-сервeр забираeт данные с веб-сайта и генeрирует радиoсигнал, который пoзволяет DIDО-ресивeру вашего устрoйства принять eго. После этого сигнал попадает на pWаve, который уже oбычным способом передает его вашему устройству. Что приведет к тому, что сеть перестанет перегружаться, а, следовательно, не надо ждать очереди. Как говорит Перлман процесс достаточно сложный.

И нам остается только ждать, будет ли работать PCell на практике, это потребует много времени и сил создателей, но думаю, это перевернет мир.

Исследование методов повышения эффективности использования сетевых ресурсов в инфокоммуникационных сетях связи.

Научный руководитель: к.т.н., Молоковский Игорь Алексеевич

На сегодняшний день сети передачи данных стремительно развиваются. Исследуются новые технологии, и способы доставки информации. Проводные сети передачи данных ушли далеко вперед, по сравнению с беспроводными, и достигли скоростей передачи 100 гигабит в секунду по технологии, Ethernet и 43 терабита в секунду по оптоволокну. Беспроводные сети далеко позади со скоростью 6.9 гигабит в секунду (теоретически). На открытом пространстве с передачей информации по беспроводным сетям проблем практически нет, но в закрытых помещениях связь может обрываться.

1) Возможность создания сети без создания наземной инфраструктуры.
2) Быстрота организации. Недостатки таких сетей:
1) Так как зона покрытия ограничена, то не гарантируется доступность узла на момент передачи.
2) Построить точную топологию сети практически невозможно.

1) Анализ предсказуемости топологии в самоорганизующихся сетях.
2) Анализ параметров сети для динамически подключаемых устройств.
3) Разработка математической модели сети.

1) Исследование существующих протоколов маршрутизации в самоорганизующихся сетях.
2) Построение имитационной модели при которой повышается устойчивость к потерям сигнала.

Существует множество стандартизированных технологий и протоколов беспроводной связи использующиеся в сетях передачи данных такие как Zigbee, Bluetooth, Wi-fi.

Технология использует небольшие приемопередатчики малого радиуса действия, либо непосредственно встроенные в устройство, либо подключаемые через свободный порт или PC-карту. Адаптеры работают в радиусе 10 метров и, в отличие от IrDA, не обязательно в зоне прямой видимости, то есть, между соединяемыми устройствами могут быть различные препятствия, или стены.

Устройства, использующие стандарт Bluetooth, функционируют в диапазоне 2,45 ГГц ISM (Industrial, Scientific, Medical — промышленный, научный и медицинский диапазон) и способны передавать данные со скоростью до 720 кбит/с на расстояние до 10 метров и передачу 3 голосовых каналов. Такие показатели достигаются при использовании мощности передачи 1 мВт и задействованном механизме переключения частоты, предотвращающем интерференцию. Если принимающее устройство определяет, что расстояние до передающего устройства менее 10 м, оно автоматически изменяет мощность передачи до уровня, необходимого при данном расположении устройств. Устройство переключается в режим экономии энергии в том случае, когда объем передаваемых данных становится мал или передача прекращается.

Технология использует FHSS — скачкообразную перестройку частоты (1600 скачков/с) с расширением спектра. При работе передатчик переходит с одной рабочей частоты на другую по псевдослучайному алгоритму. Для полнодуплексной передачи используется дуплексный режим с временным разделением (TDD). Поддерживается изохронная и асинхронная передача данных и обеспечивается простая интеграция с TCP/IP. Временные интервалы (Time Slots) развертываются для синхронных пакетов, каждый из которых передается на своей частоте радиосигнала.

Энергопотребление устройств Bluetooth должно быть в пределах 0.1 Вт. Каждое устройство имеет уникальный 48—битовый сетевой адрес, совместимый с форматом стандарта локальных сетей IEEE 802.

Диапазон 2.45 гГц является не лицензируемым и может свободно использоваться всеми желающими. Управляет им лишь Федеральная комиссия по коммуникациям (FCC — Federal Communication Commission), ограничивая часть диапазона, которую может использовать каждое устройство. Беда в том, что этих устройств стало очень много — начиная от беспроводных сетей, поддерживающих стандарты 802.11 и 802.11b и устройств Bluetooth и вплоть до микроволновых печей! Сейчас комиссия рассматривает просьбу увеличить используемый диапазон для Home RF (спецификация, используемая в аудио — и видеотехнике). Это увеличение может повлиять на другие устройства, работающие в этом диапазоне, количество которых увеличивается. При этом FCC заявила, что использование не лицензируемой частоты несет несомненный риск и не исключена возможность помех и конфликтов между устройствами. Фирмы, поддерживающие технологи беспроводных сетей, в том числе и Bluetooth, активно протестуют против увеличения диапазона Home RF.

Устройства стандарта Bluetooth способны соединяться друг с другом, формируя пикосети, в каждую из которых может входить до 256 устройств. При этом одно из устройств является ведущим (Master), еще семь — ведомыми (Slave), остальные находятся в дежурном режиме. Пикосети могут перекрываться, а к ресурсам ведомых устройств может быть организован доступ. Перекрывающиеся пикосети могут образовать распределенную сеть, по которой могут мигрировать данные.[2]

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:

Отличия в топологии Zigbee и Thread от Wifi и Bluetooth представлены на рисунке.

Рисунок 1 — Сравнение топологий ZigBee, Thread с Wi-Fi и Bluetooth

Mesh сети — радиосети ячеистой структуры, состоящие из беспроводных стационарных маршрутизаторов, которые создают беспроводную магистраль и зону обслуживания мобильных и стационарных абонентов, имеющих доступ (в пределах зоны радиосвязности) к одному из маршрутизаторов. Топология – звезда, со случайным соединением опорных узлов.[5]

Рисунок 2 — Процесс подключения удаленных устройств посредством протоколов Mesh сети(45 кадров, бесконечное повторение цикла, 26кб)

Архитектура ячеистой сети состоит из некоторого количества узлов (node), которые образуют основу (backbone) сети, и клиентских устройств. Узлы могут связываться каждый с каждым и самостоятельно создавать маршруты передачи данных. Узлы обнаруживают отключения соседних узлов и появление новых, и автоматически перестраивают маршруты. Технология ячеистых сетей не является специфической для беспроводных сетей, но в беспроводных сетях она приобретает новые свойства. При использовании беспроводных узлов топология сети может легко перестраиваться простым перемещением, удалением или добавлением узлов. Прокладка кабелей между узлами не нужна. Теоретически можно накрыть mesh-сетью любую необходимую территорию. Основной проблемой при этом является достижение необходимого количества узлов и возможность обеспечения их электропитанием. Беспроводные клиенты могут перемещаться в пределах зоны покрытия, узлы будут строить правильные маршруты и обеспечивать прозрачный роуминг. С точки зрения абонентского сервиса подобные сети уже сегодня обеспечивают полный спектр IP- приложений - Ethernet, VoIP, real time video. Узлов (node), которые образуют основу (backbone) сети, и клиентских устройств. Узлы могут связываться каждый с каждым и самостоятельно создавать маршруты передачи данных. Узлы обнаруживают отключения соседних узлов и появление новых, и автоматически перестраивают маршруты. Технология ячеистых сетей не является специфической для беспроводных сетей, но в беспроводных сетях она приобретает новые свойства. При использовании беспроводных узлов топология сети может легко перестраиваться простым перемещением, удалением или добавлением узлов. Прокладка кабелей между узлами не нужна. Теоретически можно накрыть mesh-сетью любую необходимую территорию.

Основной проблемой при этом является достижение необходимого количества узлов и возможность обеспечения их электропитанием. Беспроводные клиенты могут перемещаться в пределах зоны покрытия, узлы будут строить правильные маршруты и обеспечивать прозрачный роуминг. С точки зрения абонентского сервиса подобные сети уже сегодня обеспечивают полный спектр IP-приложений - Ethernet, VoIP, real time video.

Беспроводная архитектура mesh имеет много общего с алгоритмом работы маршрутизаторов в сети Интернет, где маршрутизаторы самостоятельно принимают решение о направлении движения пакетов, основываясь на динамических протоколах маршрутизации. В обоих случаях, определенный путь, которым пакеты пройдут через промежуточные узлы, прозрачен для клиентов. Сети mesh являются самовосстанавливающимися: сеть будет работать, даже когда в сети имеется неисправный узел или потеряно подключение. В результате такой организации получается очень надежная сетевая инфраструктура.

В беспроводной сети mesh трафик динамически перенаправляется между узлами для выбора оптимального прохождения сигнала до пограничного маршрутизатора. Для этого используются специальные алгоритмы интеллектуальной маршрутизации. На направление трафика могут влиять факторы наименьшего количества скачков (hop) между узлами, их загруженность, приоритет трафика и т.п. То есть сеть mesh сама подстраивается под конкретные ситуации и оптимизирует пути прохождения сигнала.[6]

Протоколы маршрутизации работающие в таких сетях можно разделить на:

1. Проактивные: периодически посылают широковещательные запросы ко всем устройствам для составления таблиц маршрутизации.
2. Реактивные действуют только тогда когда нужно передать информацию от одного узла к другому. Для этого от устройства-отправителя посылается широковещательный запрос до устройства отправителя, задевая промежуточные узлы. По этим промежуточным узлам и строится маршрут от отправителя до получателя.
3. Гибридные протоколы используют принципы и проактивных и реактивных запросов.
К проактивным протоколам относят OLSR, TBRPF,DSDV.

OLSR основан на механизме широковещательной рассылки для обновления информации о топологии сети.

К реактивным протоколам относят:

AODV (англ. Ad hoc On-Demand Distance Vector ) — протокол динамической маршрутизации для мобильных ad-hoc-сетей (MANET) и других беспроводных сетей. Разработан совместно в исследовательском центре Nokia университета Калифорнии, Санта-Барбары и университете Цинциннати К. Перкинсом и С. Дасом. AODV пригоден для маршрутизации как unicast-, так и multicast-пакетов.

Чтобы послать ответ на запрос, у узла адресата должен быть маршрут к исходному узлу. Если бы маршрут находился в кэше, использовалась бы кешированная запись. Иначе маршрут к исходному узлу будет определен на основе сохраненного в цепочке пути пакета-запроса (для этого необходимо, чтобы все каналы в сети были симметричны). В случае удачной передачи ответа инициализируется поддержки, посредством которой пакеты оповещающие об ошибке передачи, будут учитываться узлом. В результате испорченный канал связи будет удален из кэша маршрутов узла, как и все маршруты, содержащие этот канал. Затем будет повторно инициирована фаза поиска нового жизнеспособного пути.

К гибридным протоколам относят протокол HWMP HWMP — гибридный протокол беспроводной сети , определённый в IEEE 802.11s, является базовым протоколом маршрутизации для беспроводной ячеистой сети.[12] Основан на AODV , маршрутизации на основе дерева , на протоколе управления одноранговой связью, посредством которого каждая точка Mesh обнаруживает и отслеживает соседние узлы. Этот протокол гибридный потому, что поддерживает два типа протоколов выбора пути.

Сегодня сети представляют собой многоуровневую структуру. Подсчитать точное количество соединений практически невозможно. Тем не менее при всем этом, должны быть стандарты и технологии, которые обеспечивают максимально возможное качество обслуживания, максимальную скорость передачи, и должны быть легко масштабируемыми. Хотя существует ряд проблем связанных с беспроводными сетями , таких как затухание сигнала в помещении , эта проблема является решаемой благодаря mesh сетям, которые позволяют создавать ячеистую структуру с управляющим устройством которое в зависимости от типа протокола следит за всеми устройствами и строит оптимальные маршруты благодаря встроенным алгоритмам маршрутизации (Алгоритм Дейкстры и т.д.). В дальнейшем будет проведено моделирование с целью установления оптимальных свойств которые необходимо учитывать чтобы строить оптимальный маршрут от отправителя до получателя в беспроводных сетях.

Беспроводные сети присутствуют практически везде: в нетбуках,
ноутбуках, смартфонах и мобильных телефонах, в электронных книгах и
КПК. Некоторые из провайдеров доступ к интернету осуществляют через
беспроводные сети.

Содержание

Введение. 3
1. WiFi. 4
1.1 Безопасность беспроводных сетей. 6
1.2 Нарушение физической целостности сети. 7
1.3 Прослушивание трафика сети . 8
1.4 Несанкционированное вторжение в сеть . 8
1.5 PSK. 10
1.6 WPS. 11
2. WiMAX. 13
2.1 Фиксированный и мобильный вариант WiMAX. 14
2.2 Широкополосный доступ . 16
2.3 Основные понятия. 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . 18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Прикрепленные файлы: 1 файл

WiFi.docx

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кафедра информатики и математики

на тему: Беспроводные сети

Альметьевск 2014 г.

Введение

Беспроводные сети присутствуют практически везде: в нетбуках, ноутбуках, смартфонах и мобильных телефонах, в электронных книгах и КПК. Некоторые из провайдеров доступ к интернету осуществляют через беспроводные сети.

Наблюдается тенденция ко все более широкому использованию беспроводных сетей. И действительно, сейчас доступны беспроводные интерфейсы, позволяющие использовать сетевые службы, работать с электронной почтой и просматривать Web-страницы независимо от того, где находится пользователь.

Беспроводные сети позволяют людям "расширить" свое рабочее место и получить в результате этого ряд преимуществ. Во время деловых поездок можно, например, отправлять электронные письма в ожидании посадки на самолет в аэропорту. Домовладельцы могут с легкостью использовать общее Internet-соединение для многих ПК и ноутбуков без прокладки кабелей.

Эта технология нас окружила, но мы ее принимаем как данность и совсем не ощущаем, она является технологией, которая нам предоставляет возможность доступа к интернету.

1. WiFi

Благодаря WiFi вы можете пользоваться Интернетом точно так же, как если бы подключались с помощью выделенной линии. Единственное отличие – теперь вы не "привязаны" кабелем, а можете свободно перемещаться, не прерывая работу в Интернете.

В понимании современного общества, WiFi — это наиболее лояльная к пользователю технология мобильного беспроводного широкополосного доступа в сеть, на сегодняшний день превосходящая по пропускной способности технологию FastEthernet (100 Мбит/с) и позволяющая клиентам сети свободно перемещаться без обрыва соединения не только в пределах одного помещения или здания, но и в масштабах города.

Наиболее правильное определение термина WiFi — это торговая марка консорциума WiFi Alliance, которая курирует коммерческое развитие данной технологии на базе стандартов, разработанных и ратифицированных другой организацией — IEEE.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics) — это Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, мировой лидер в сфере разработки и внедрения новых стандартов связи (как проводной, так и беспроводной).

Примеры стандартов IEEE. Наиболее часто встречающимися стандартами, разработанными IEEE, в компьютерных сетях являются следующие, известные многим российским пользователям технологии:

Ethernet — это стандарты группы IEEE 802.3;
WiFi — это стандарты группы IEEE 802.11;
WiMAx — это стандарты группы IEEE 802.16.

У WiFi Alliance существует крыло, которое называется Wireless Ethernet Compatibility Alliance или WECA (Альянс, отвечающий за совместимость) и занимается тестированием оборудования различных производителей на предмет совместимости и корректности работы устройств друг между другом. Любой производитель может подать заявку и протестировать ту или иную модель. В том случае, если вердикт будет WECA положительным, производитель может разместить на упаковке устройства логотип WiFi Alliance.

В том случае, когда оборудование полностью соответствует всем предъявляемым требованиям WiFi Alliance к совместимости с другим оборудованием таких же спецификаций (даже самых последних), производитель может разместить на упаковке информацию о сертификации данного оборудования.

Беспроводные компьютерные сети все шире распространяются в России и мире. Сдерживают распространение радиосетей большая (по сравнению с оборудованием проводных сетей) стоимость, необходимость регистрации радиооборудования, а также устойчивая репутация технологии с низким уровнем защиты.

Однако цена оборудования постоянно снижается, процедуры регистрации хотя и медленно, но упрощаются, а вопрос безопасности остается открытым. В данной статье делается попытка ответить на этот вопрос.

Сразу необходимо заметить, что беспроводные сети отличаются от кабельных только на первых двух - физическом (Phy) и отчасти канальном (MAC) - уровнях семиуровневой модели взаимодействия открытых систем. Более высокие уровни реализуются в проводных сетях, а реальная безопасность сетей обеспечивается именно на этих уровнях. Поэтому разница в безопасности тех и других сетей сводится к разнице в безопасности физического и MAC-уровней.

Принято считать, что безопасности беспроводных сетей угрожают:

Нарушение физической целостности сети;
Подслушивание трафика;
Вторжение в сеть.

Угрозу сетевой безопасности могут представлять природные явления и технические устройства, однако только люди (недовольные уволенные служащие, хакеры, конкуренты) внедряются в сеть для намеренного получения или уничтожения информации и именно они представляют наибольшую угрозу.
1.2 Нарушение физической целостности сети

Целостность же проводной сети может быть нарушена в результате случайного или преднамеренного повреждения кабельной проводки и сетевого оборудования, в результате действия случайных или преднамеренных помех в радиоканале. Источники случайных помех - природные явления, приводящие к увеличению уровня шумов, и технические средства: действующие СВЧ-печи, медицинское и промышленное СВЧ-оборудование и другие устройства, работающие в том же диапазоне. В качестве источников преднамеренных помех могут быть использованы все эти средства, а также специальные генераторы помех. Результатом вмешательства может быть полное или частичное нарушение целостности сети в течение всего времени работы источников помех.

В беспроводном оборудовании стандарта IEEE 802.11 предусмотрены специальные меры защиты от нарушения целостности сети: расширение спектра сигнала в варианте DSSS или FHSS. Наиболее распространенное в России и странах СНГ оборудование компаний Aironet и Lucent Technologies реализует технологию DSSS, а BreezeCOM – FHSS. В случае DSSS обеспечивается выигрыш при обработке около 10 дБ, т. е. действие помехи ослабляется в среднем в 10 раз, а при использовании FHSS искаженный помехой пакет данных повторно передается на другой частоте. Разумеется, эти меры не обеспечивают полной защиты от всех возможных помех.

1.3 Прослушивание трафика сети

Реализация прослушивания трафика сети – суть промышленного шпионажа.

Применительно к проводным сетям опасность прослушивания реальна в случае сетей на неэкранированной витой паре, излучение которой может быть довольно просто перехвачено и дешифровано при помощи современных технических средств. (Такие шпионские средства обычно размещаются за пределами зданий, в которых развернута сеть. В сетях на экранированной витой паре или коаксиальном кабеле излучение существенно ниже и вероятность перехвата и прослушивания информационных потоков мала.

Радиосеть, функционирование которой предполагает излучение, может быть прослушана практически из любой точки зоны радиовидимости сети. Однако в отличие от проводной сети более сложная структура сигнала, используемая в радиосетях, обеспечивает некоторую дополнительную защиту благодаря усложнению синхронизации подслушивающих устройств. Кроме того, поскольку структура сигнала зафиксирована в стандарте, это нельзя считать серьезной защитой. Защита возможна только при технологии FHSS, когда используется не стандартная, а заданная пользователем последовательность скачков частоты.

Для снижения угрозы прослушивания стандарт IEEE 802.11 предусматривает шифрование информации по алгоритму WEP с 40-разрядным ключом и 24-разрядным вектором инициализации. Существуют также разновидности беспроводного оборудования, использующие 104-разрядный ключ с 24-бит вектором инициализации (например, беспроводные сетевые адаптеры WaveLAN Gold фирмы Lucent Technologies), однако экспорт подобных продуктов за пределы стран-изготовителей запрещен.

1.4 Несанкционированное вторжение в сеть

Для вторжения в сеть необходимо к ней подключиться. В случае проводной сети требуется электрическое соединение, беспроводной - достаточно оказаться в зоне радиовидимости сети с оборудованием того же типа, на котором построена сеть.

В проводных сетях основное средство защиты на физическом и MAC-уровнях - административный контроль доступа к оборудованию, недопущение злоумышленника к кабельной сети. В сетях, построенных на управляемых коммутаторах, доступ может дополнительно ограничиваться по MAC-адресам сетевых устройств.

Для проникновения в беспроводную сеть злоумышленник должен:

иметь беспроводное оборудование, совместимое с используемым в сети (применительно к стандартному оборудованию - соответствующей технологии - DSSS или FHSS);
при использовании в оборудовании FHSS нестандартных последовательностей скачков частоты узнать их;
знать идентификатор сети, закрывающий инфраструктуру и единый для всей логической сети (SSID);
знать (в случае с DSSS), на какой из 14 возможных частот работает сеть, или включить режим автосканирования;
быть занесенным в таблицу разрешенных MAC-адресов в точке доступа при инфраструктурной топологии сети;
знать 40-разрядный ключ шифра WEP в случае, если в беспроводной сети ведется шифрованная передача.

Решить все это практически невозможно, поэтому вероятность несанкционированного вхождения в беспроводную сеть, в которой приняты предусмотренные стандартом меры безопасности, можно считать очень низкой.

1.5 PSK

Технология WPA (Wi-Fi Protected Access) — это спецификация шифрования данных для беспроводной сети. Она превосходит функцию безопасности WEP благодаря защите доступа к сети за счет использования протокола EAP (Extensible Authentication Protocol), а также обеспечивая механизм шифрования для защиты данных при передаче.

Технология WPA предназначена для использования с сервером проверки подлинности 802.1X, который распределяет различные ключи каждому пользователю. Однако ее также можно использовать в менее безопасном режиме "Pre-Shared Key (PSK)". Ключ PSK предназначен для домашних сетей и сетей небольших офисов, где для всех пользователей используется одинаковый пароль. Протокол WPA-PSK также называется WPA-Personal. Протокол WPA-PSK позволяет беспроводному устройству обмениваться данными с точками доступа при помощи способа шифрования TKIP или AES. А ротокол WPA2-PSK при помощи способа шифрования AES.

Алгоритм AES (Advanced Encryption Standard) — это одобренный стандарт надежного шифрования.

В режиме WPA-PSK/WPA2-PSK и TKIP или AES используется общий ключ (PSK) длиной 8 - 63 символа.

1.6 WPS

WPS — стандарт (и одноимённый протокол) полуавтоматического создания беспроводной сети Wi-Fi, созданный Wi-Fi Alliance.

Целью протокола WPS является упрощение процесса настройки беспроводной сети, поэтому изначально он назывался WiFi Simple Config. Протокол призван оказать помощь пользователям, которые не обладают широкими знаниями о безопасности в беспроводных сетях, и как следствие, имеют сложности при осуществлении настроек. WPS автоматически обозначает имя сети и задает шифрование для защиты беспроводной Wi-Fi сети от несанкционированного доступа в сеть, при этом нет необходимости вручную задавать все параметры.

В роутерах компании TP-Link функция называется QSS (Quick Security Setup) и выполняет аналогичные функции. Доступна авторизация по PIN-коду.

Защититься от атаки можно пока одним способом — отключить WPS в настройках роутера. Правда, сделать это возможно далеко не всегда. Самое большее, что могут сделать производители — выпустить прошивку, позволяющую вводить таймаут на блокировку пользователя, например, после 5 неудачных попыток ввода PIN-кода, что усложнит брутфорс и увеличит время подбора идентификатора злоумышленником. Другой путь — использовать в PIN не только цифры, но и буквы.

Файлы: 1 файл

Реферат по ИТ.docx

Куксова Беспроводные технологии передачи данных

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

Кафедра вычислительных систем и программирования

Реферат по дисциплине ИТвМ
на тему:

Беспроводные технологии передачи данных

Выполнила: студентка группы № М1408 Абрамова Евгения Владимировна

Руководитель: Мамаева Галина Александровна

2014 г.
Оглавление

Введение

XXI век – век высоких технологий. В современное время цифровые данные играют очень большую роль. Не менее важными являются и способы их передачи. Одним из таких способов является беспроводная передача данных.

Данный метод позволяет передавать информацию с одного объекта на другой, не используя при этом провода. В современности передавать информацию можно с помощью инфракрасного излучения, радиоволн, оптического или лазерного излучения.

Стоит сказать и о первых способах передачи информации, таких как клубы дыма от сигнальных костров и отражении света от ручного зеркала [Рисунок 1]. Ведь дым можно рассматривать как аналог дискретных знаков, которые применяются в современных системах передачи.

Значение средств передачи данных

Передача данных — это процесс обмена информацией, происходящий в двоичной форме между двумя и более точками. Данный процесс нередко называют цифровой связью, потому что сегодня часть информации стали передавать в цифровой форме, и она, в последствии, циркулирует между другими периферийными устройствами. Эти данные можно представить как в простейшей форме (с помощью цифр 1 и 0), так и в более сложной (клавиатурными символами). И в том и в другом случае символы и цифры представляют собой информацию.

Средства передачи данных относятся к числу самых быстро развивающихся в современное время. Вместе со специализированными полупроводниковыми приборами, обрабатывающими сигналы и сжимающие данные, разрабатываются и другие мультимедийные программы, передающие речь и другие данные. Помимо этого, существуют телефоны с памятью, обладающие миниатюрными видеокамерами на основе ПЗС (приборов с зарядовой связью), способные передавать графическую информацию. Получается, что системы передачи данных между терминальными приборами и компьютерами могут использоваться для передачи речевых данных и видео.

В сетях, обладающих коммутацией пакетов, постепенно происходит интеграция систем, передающих голос, видео и другие виды данных, однако эта проблема до сих пор остается открытой. Одной из основных нерешенных проблем на данный момент является повышение качества обслуживания (Quality of Service, QoS), которое могло бы обеспечить сквозную транспортировку данных с наименее минимальными задержками и постоянным потоком данных.

Чаще всего данные системы используются в бизнес сфере, но последнее время их всё чаще стали применять в частной жизни. Современное общество становится всё более зависимым от систем беспроводной передачи данных.

Беспроводные среды

Передать данные в беспроводных средах можно с помощью антенны. Для передачи данных антенна излучает электромагнитную энергию в среду распространения (как правило, в воздух). При приеме антенна получает электромагнитные волны из окружающей среды. Существует два типа систем беспроводной связи: однонаправленные и всенаправленные. В однонаправленных системах связи сигнал распространяется в одном направлении, передающая антенна излучает сфокусированный луч. При всенаправленной передаче сигнал распространяется во всех направлениях.

Спутниковые каналы

Спутник связи – это микроволновая ретрансляционная станция.1 Его используют для связи двух и более наземных приемников, которые называются земными/наземными станциями. Спутник получает сигнал в одной полосе частот (так называемая восходящая линия), усиливает его, повторяет и передает сигнал на другой частоте (нисходящая линия).

На рисунке 2 изображены две спутниковые системы связи [Рисунок 2. Системы спутниковой связи]. В первой, спутник используется для двухточечной связи между наземными антеннами. Во второй - для передачи данных от одной наземной антенны к нескольким наземным приемникам.

Спутник связи — революционная технология, сравнимая по важности с оптическим волокном. Ниже представлены наиболее важные области применения спутниковой связи:

передача телевизионных сигналов;
междугородная и международная связь;
частные коммерческие сети.

Сравнение оптоволоконных и спутниковых коммуникационных систем

До начала 90-х годов основными средами передачи информации были витая пара, коаксиальный кабель и микроволны, распространяющиеся у поверхности Земли. За исключением витой пары эти устаревшие технологии, вероятно, будут практически полностью вытеснены со сцены оптическим волокном и спутниковыми микроволнами, имеющими преимущество как по соотношению цена/качество, так и по техническим характеристикам. Витая пара будет по-прежнему использоваться для передачи информации внутри зданий и для абонентских шлейфов благодаря ее низкой стоимости и большому числу существующих коммуникаций. Что касается систем городской и междугородной/международной связи, спутниковые микроволны и оптическое волокно уже сейчас приходят на смену микроволнам, распространяющимся у поверхности Земли, коаксиальным кабелям и витой паре.

В телекоммуникационной индустрии распространение оптоволоконных сетей происходит стремительными темпами. Благодаря этому значительно увеличилась пропускная способность сетей в США, Японии, Западной Европе. Имеются три важных следствия внедрения оптоволоконных сетей.

Падение цен на средства передачи данных, голоса и видео.
Ряд услуг, например электронная почта и системы телеконференций, стали доступнее.
Роль спутниковых средств связи снижается вследствие конкуренции с оптическим волокном.

Таким образом, пока оптическое волокно и спутник являются двумя основными средствами связи, у руководителя, выбирающего систему связи, возникает вопрос: окупятся ли вложения в спутниковый канал, если он вскоре будет заменен оптическим волокном. Ответ на вопрос заключается в том, что в некоторых областях применения спутник имеет преимущество над оптоволоконными и любыми другими средствами связи. В этих областях спутник остается разумным выбором.

Краткий обзор самых популярных технологий беспроводной передачи данных

В самом начале своего использования Wireless LAN рекомендовали устанавливать там, где развернуть кабельную систему было невозможно или экономически невыгодно. Сейчас WiFi используется во многих организациях, так как скорость работы данной сети при определенных условиях может превышать 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться на территории действия сети WiFi между её точками доступа.

Мобильные устройства, имеющие Wi-Fi приёмно-передающие устройства, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа.

Bluetooth - производственная спецификация беспроводных персональных сетей (англ. Wireless personal area network, WPAN).

Система Bluetooth разработана группой Bluetooth Special Interest Group, основанной в 1998 году. В неё входили известные компании, такие как Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. В 1994 году компания Ericsson Mobile Communication начала работать над созданием этой технологии. Изначально данная технология была адаптирована под потребности системы FLYWAY в функциональном интерфейсе между путешественниками и системой.

Сейчас радиус дальности действия Bluetooth достигает до 100 метров.

Главная задача данной технологии — обеспечить компонентами системы автоматизации и дистанционного управления различного назначения. Существует несколько вариантов применения устройств, основанных на данной технологии:

Беспроводные системы обеспечения безопасности;
Управление на расстоянии кондиционерами, системой освещения;
Удаленное управление аудио и видеоустройствами;
Беспроводная клавиатура и мышь для ПК,
Пульты для управления игровыми приставками;
Беспроводные детекторы задымления.

Таблица 1 Сравнение Bluetooth технологии и ZigBee

Построение сетей связи с динамической структурой

Построение сетей со статической структурой

Беспроводная передача звуковых сигналов (речи)

Много конечных устройств

Передача неподвижных изображений и графики

Длительный период обращения главной станции с конечным устройствам

Передача файлов небольшой величины

Программная перестройка радиочастоты (FHSS)

Прямое расширение спектра (DSSS)

Скорость передачи:1 МБод, пиковая скорость 720 кбит/с

Скорость передачи:62,5 кБод, пиковая скорость 128 кбит/с

По аналогии с мобильным телефоном (регулярная подзарядка)

2 года (как пара батареек типа ААА)

Максимальная производительность сети

WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, которая была разработана для предоставления большому количеству устройств универсальной беспроводной связи на больших расстояниях.

WiMAX был разработан для решения следующих задач:

Соединение точек доступа Wi-Fi между собой и с другими сегментами Интернета.
Обеспечение широкополосного беспроводного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.
Предоставление высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.

Заключение

Обобщив всю вышеизложенную информацию, можно прийти к выводу о том, что в современном мире беспроводные технологии передачи данных играют очень важную. Они помогают и в профессиональной области, и в частной жизни. С их помощью мы можем передавать информацию между разными компьютерами, находящимися на огромных расстояниях. Всё это позволяет облегчить жизнь современного человека и приобщить его к современным технологиям.

Читайте также: