Локальные вычислительные сети беспроводные что это такое

Беспроводные локальные сети

Беспроводная локальная сеть ( WLAN ) — локальная сеть, в которой соединения между сетевыми устройствами выполнялись без использования проводов. Термин Wi-Fi (хотя первоначально это было название только одного продукта, использующего определенный стандарт WLAN) используется в качестве синонима для термина WLAN.

Характеристики

Эти типы сетей чаще всего создаются с использованием микроволн в качестве среды передачи сигнала, а также с использованием инфракрасного излучения . Они разработаны на основе стандарта IEEE 802.11 , который описывает физический и MAC- уровни.
Для связи через микроволны используется диапазон 2,4 ГГц [в стандартах: 802.11, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac и 802.15.1 (bluetooth)] или 5 ГГц (в стандартах 802.11a, 802.11n, 802.11 переменный ток). В Европе полоса 2,4 ГГц разделена на 13 каналов в диапазоне 2400–2483,5 МГц с шагом 5 МГц (центральная частота первого канала составляет 2412 МГц). Однако полоса пропускания, занимаемая одной сетью, составляет около 20 МГц, поэтому на практике только три сети могут работать без взаимных помех, поскольку каналы перекрываются. Каждый канал имеет свою собственную несущую частоту , которая модулируется при передаче информации.
Скорость передачи данных зависит от используемого стандарта и расстояния между используемыми устройствами и обычно составляет 11 (802.11b) или 54, 108 (802.11a / g) Мбит / с .

Вся инфраструктура беспроводных сетей состоит из следующих элементов:

сетевые карты — обычно PCI , USB или PCMCIA
точки доступа
антенна
кабели, разъемы, адаптеры , антенные разветвители , терминаторы
Безопасность
WEP-шифрование использовалось как стандартная защита данных в беспроводных сетях. Длина ключа от 40 до 104 бит замедляет передачу. Пользователь должен знать пароль, на основании которого будет сгенерирован ключ. Без ключа пользователь не сможет подключиться к беспроводной сети.

Из-за известных недостатков WEP-шифрования в настоящее время используется WPA или WPA2 .

Совместимость с беспроводными и проводными сетями
Кабельные и беспроводные сети могут использоваться вместе (например, две кабельные сети, подключенные по беспроводной сети, компьютер, подключенный по беспроводной сети к проводной сети или наоборот). Это возможно благодаря внешним беспроводным сетевым картам, подключенным к разъему RJ-45 (их можно подключить к любому устройству, а не только компьютеру), беспроводному маршрутизатору с разъемами RJ-45 и т.д.

Преимущества

мобильность — терминалы могут перемещаться
простая установка — нет необходимости прокладывать кабели
гибкость — простое добавление новых терминалов
дальность действия — от нескольких метров (в зданиях) до нескольких десятков километров
быстрое расширение и модификация структуры сети

Недостатки.

частая несовместимость решений разных производителей
более низкий уровень безопасности, чем у проводных решений
низкая скорость передачи данных до времени стандарта 802.11n
помехи в сети
меньшая стабильность соединения

Места все более распространенных установок беспроводной сети:

транспорт — обмен информацией при перевозке грузов, перемещении товаров, обновлении дорожных знаков и т. д.
торговля — быстрые изменения в организации интерьера
здравоохранение — возможность для врачей и персонала получать быстрый доступ к данным пациента и пользоваться консультациями, а также удаленное использование медицинского оборудования с компьютерным управлением
финансовые услуги — простая организация банковских услуг и коммерческих операций
образование — наличие университетских компьютеров из разных точек университета
производство — возможность удаленно контролировать работу роботов

Топология беспроводной сети

Беспроводные локальные сети — это решение для использования в домах и небольших офисах, где необходимо подключить компьютеры, принтеры, мультимедийные устройства, игровые приставки и модемы. Беспроводные устройства устраняют необходимость в проводке.
В настоящее время среди беспроводных сетей мы можем выделить два основных типа топологии, а именно:

Топология звезды

Наиболее широко используемой топологией (в беспроводных сетях) сегодня является топология типа «звезда». Для связи используется одна центральная база (точка доступа). Информационный пакет отправляется с сетевого узла и принимается на центральной станции и направляется через него на соответствующий узел. Сети, построенные в этой топологии, имеют большой потенциал и эффективны. Использование точки доступа увеличивает максимальное расстояние между станциями (компьютерами), а также позволяет подключать проводную локальную сеть к беспроводной локальной сети. Сеть, построенная на основе этой топологии, может быть расширена практически по желанию путем подключения большего количества точек доступа.

Топология решетки

Топология «решетки» отличается от топологии «звезда» и представляет немного другой тип архитектуры сети. В ячеистых сетях отдельные узлы (точки доступа) не связываются с другими узлами через центральные точки переключения, а обмениваются данными с ними напрямую или через другие узлы, которые являются частью сетки. Коммутируемые сети устанавливать не нужно, поскольку решения для точек доступа принимаются самими точками доступа с помощью специального программного обеспечения. Протоколы играют центральную роль в ячеистых сетях, которые автоматически обнаруживают узлы и определяют топологию всей среды.

Сетевые ЛВС чаще всего основаны на технологии 802.11 (a, b или g), но они также могут использовать любую радиотехнологию, такую как UltraWideband или 802.15.4. Важно, чтобы в этой ситуации протоколы не поглощали слишком большую пропускную способность сети (не более 2 процентов). Все задачи, связанные с определением топологии и выбором пути, выполняются в фоновом режиме, и каждый узел создает свой собственный список, который содержит смежные узлы и другую информацию, необходимую для отправки пакетов. Если конфигурация сети изменяется, то есть прибывает новый узел или «выпадает» существующий узел из топологии, список автоматически изменяется, всегда отражая текущее состояние сети. Преимущество ячеистых сетей состоит в том, что их можно быстро и легко расширять. Просто добавьте больше узлов, а остальные автоматически выполняются специальными программами, расположенными в точках доступа.

Типы беспроводных сетей

Режим Ad-hoc (также называемый IBSS — независимый базовый набор услуг ) — в этом случае все сетевые устройства обмениваются данными друг с другом напрямую (если это позволяет диапазон радиосвязи) — не использует точки доступа.
Режим инфраструктуры (также называемый стационарным) — использует точки доступа (AP); все устройства обмениваются данными только с точкой доступа, которая действует как шлюз (для проводной сети) и обеспечивает связь между устройствами беспроводной сети.
Признание патента для WLAN
2 апреля 2012 года австралийское правительственное исследовательское агентство CSIRO выиграло патентную заявку в США на патент на WLAN

Источник