Stredná odborná škola automobilová, Moldavská cesta 2, Košice

Transkript

1 Bezdrôtové siete Bezdrôtové siete umožňujú predĺženie pevných sietí. Základom je rádiová komunikácia v danom pásme (obr.1). Prenosovým médiom je vzduch - dáta sa teda šíria vzduchom. Obr.1 Bezdrôtová sieť Prepojenie jednotlivých staníc elektromagnetickými vlnami poskytuje: väčšiu pružnosť pri pripojovaní staníc do siete, podporuje mobilitu koncových užívateľov a ich prenosných počítačov. Využitie bezdrôtovej technológie je vhodné pre : dočasné pracovné priestory, pre oblasti s náročným prístupom ku kabeláži, v továrňach,v skladoch. Pri rádiovom vysielaní môže dôjsť: k rušeniu všetkými zariadeniami, ktoré môžu na príslušných frekvenciách pracovať, tiež k nežiadúcemu prekrytiu viacerých lokálnych sietí a nezaistenej komunikácii. Nezabezpečené bezdrôtové siete majú oproti ostatným typom sietí nevýhody: prístup k signálu môžu mať ľubovoľné osoby z okolia bezdrôtového smerovača, a to aj bez vedomia majiteľa, môže dochádzať k sledovaniu komunikácie na sieti, využívanie Wi-Fi siete na účel pripájania sa záškodníka do siete Internet. Zaistenie bezpečnosti bezdrôtovej komunikácie je pri rádiovom vysielaní jedným z najnáročnejších problémov. Základné časti bezdrôtovej siete (obr.2): 1. distribučný systém väčšinou je tvorený klasickým ethernetovým pripojením, úlohou tejto časti je zabezpečiť konektivitu pre bezdrôtovú sieť. 2. aktívny prvok - vykonáva prevod dát do bezdrôtovej časti siete i z nej. 3. prenosové médium určené na prenos dát, ktoré je nosičom dát pri prenose od vysielača k prijímaču - elektromagnetické vlnenie v danom frekvenčnom pásme, 4. koncové zariadenie - dokáže prijímať i vysielať dáta bezdrôtovým spôsobom, napríklad to môže byť notebook, PDA, mobilný telefón, klasický stolový počítač. Obr.2 Bezdrôtová sieť WLAN Pri bezdrôtových sieťach sa dajú použiť aj ďalšie prvky -rôzne opakovače, obmedzovače prenosovej rýchlosti či antény. Tieto prvky sa pri vytváraní bezdrôtových sietí určených pre domácnosti či malé firmy používajú

2 zriedkavo. Bezdrôtové siete môžu byť rozdelené podľa rôznych kritérií: 1. architektúra bezdrôtovej siete, 2. pokrytie komunikačného územia, 3. typ signálu. Bezdrôtové siete podľa architektúry 1. Sieť s infraštruktúrou - v tejto sieti komunikujú koncové zariadenia pomocou prístupového bodu (Access point AP). Funkciou prístupového bodu je: sprostredkovanie komunikácie medzi klientmi v bezdrôtovej sieti a zároveň prepája celú Wi-Fi sieť s pevnou infraštruktúrou, ak je k nej pripojená. Prístupový bod AP sa môže chovať ako 1. dvojportový most (bridge), v ktorom jeden port je bezdrôtový a druhý typicky Ethernetový), 2. smerovač (router). Prístupový bod AP ako most (obr. 3) blokuje alebo predáva rámce medzi portami, sleduje MAC adresy a filtruje ich. Obr.3 Sieť s infraštruktúrou : prístupový bod bridge pracuje ako prevodník Prístupový bod AP ako smerovač (obr. 4) zaisťuje preklad adries (Network Address Translation NAT). NAT predstavuje okrem iného bezpečnostný prvok, pretože adresy interných staníc nie sú zverejnené do Internetu. Ďalej zaisťuje prideľovanie adries (Dynamic Host Configuration Protocol DHCP) a podporuje virtuálnu privátnu sieť (Virtual Private Network VPN). Práve podpora VPN umožňuje užívateľom pripojiť sa prostredníctvom AP do firemnej siete, aby mohli pracovať so všetkými sieťovými prostriedkami bezpečne, akoby sa nachádzali priamo vo firme. Obr.4 Sieť s infraštruktúrou : prístupový bod smerovač rozdelí sieť na dve menšie podsiete Výhody siete s prístupovým bodom:

3 jednoduchosť jej správy -väčšina potrebných parametrov sa nastavuje iba v prístupovom bode a koncové zariadenia ich automaticky preberú; jednoduchá diagnostika možných problémov. Nevýhoda siete s infraštruktúrou - je potrebné zakúpiť prístupový bod (obr.5). Obr.5 WIFI prístupové body 2. Sieť bez infraštruktúry (ad hoc)- sieť tvorí viacero nezávislých zariadení, ktoré navzájom komunikujú. Ide o dynamicky formovanú sieť, každé zariadenie robí svoje rozhodnutia nezávisle (obr.6). Dva počítače, ktoré sú vybavené bezdrôtovými kartami, môžu vybudovať sieť kedykoľvek, ak sa nachádzajú v rámci svojho dosahu. Obr.6 Sieť bez infraštruktúry ad hoc Výhody ad hoc siete : úspora financií - komunikáciu v režime ad hoc zabezpečujú sieťové karty samostatne, nie je potrebné kúpiť prístupový bod. Nevýhody ad hoc siete : zmeny nastavení na všetkých zariadeniach je potrebné vykonať súčasne - napríklad pri zmene kanála, na ktorom komunikujú sieťové karty, je potrebné zmeniť nastavenie na všetkých komunikujúcich prístrojoch; priestorovo užšie možnosti bezdrôtovej siete - medzi dvoma komunikujúcimi počítačmi musí byť nadviazané rádiové spojenie. Bezdrôtové siete podľa pokrytia komunikačného územia

4 1. Bezdrôtové WAN (WWAN) - tento typ siete využíva vybudovanú infraštruktúru. Spojenia sú často vytvorené cez veľké geografické územia, cez mestá alebo krajiny. Pri takomto spojení sa použije niekoľko anténnych alebo satelitných systémov - napríklad bunkové(obr.7) alebo satelitné siete(obr.8). Obr.7 Bunkové siete Obr.8 Satelitná komunikácia 2. Bezdrôtové MAN (WMAN) - tento typ siete je tiež založený na infraštruktúre, ktorá umožňuje užívateľom vybudovať širokopásmové bezdrôtové spojenie medzi niekoľkými lokalitami v rámci metropolitného územia, dosah týchto sietí je do 100 km napríklad bezdrôtové spojenie úradníckych budov alebo fakúlt na univerzite. 3. Bezdrôtové LAN (WLAN- Wireless Local Area Network) - umožňujú užívateľom vybudovať bezdrôtové spojenie v rámci lokálneho územia, obyčajne v rámci nejakej budovy alebo na verejnom mieste ako napríklad letiská(obr.9). Dosah týchto sietí je do 100 m. WLAN môžu byť z hľadiska architektúry ako : siete s infraštruktúrou infrastructure WLAN siete bez infraštruktúry - ad hoc WLAN Obr.9 Domáca WIFI sieť 4. Bezdrôtové PAN (WPAN) - sú siete, ktoré umožňujú vybudovať ad hoc sieť medzi jednotlivými zariadeniami užívateľa, ako PDA, mobilné telefóny alebo prenosný počítač(obr.10). Dosah týchto sietí je obyčajne do 10 m a sú použité ako náhrada káblových spojení medzi zariadeniami.

5 Obr. 10 WPAN sieť Bezdrôtové siete podľa typu signálu 1. rádiové siete najčastejšie s malým až stredným dosahom (jednotky až stovky metrov), vhodné domáce(obr.10) alebo podnikové siete; Obr.10 Domáca sieť 2. infračervené siete - malý dosah nepriechodnosť nepriehľadnými prekážkami, teda priestor je vymedzený stenami, väčšia bezpečnosť voči odposluchu mimo miestnosť; 3. optické bezdrôtové siete veľký dosah (stovky metrov) v priamej viditeľnosti a vysoká kapacita prenosu, vhodné pre podnikové siete na komunikáciu medzi budovami alebo pre domáce siete na prístup k Internetu. Bezdrôtové siete WLAN V sieti infrastructure WLAN (Obr. 11) komunikuje existujúca drôtová LAN Ethernet s bezdrôtovo pripojenými komunikačnými zariadeniami, ktoré sú vybavené bezdrôtovými adaptérmi - sieťovými kartami. Adaptéry v rámci roamingu komunikujú s prístupovým bodom (AP Access Point) (obr.12). Rozširujúci bod(extanded Point EP)

6 je prístupový bod, ktorý plní funkciu repeatera. Teda prijíma signál z iného prístupového bodu,ktorý vysiela a tento signál zosíli, opraví, keď je skreslený a vysiela ďalej. EP tak rozširuje dosah bezdrôtovej siete. Obr.11 Sieť s infraštruktúrou Obr.12 Prístupový bod V konfigurácii Ad-hoc (Obr.13) neexistuje centrálny prístupový bod, na ktorý sa pripájajú komunikačné zariadenia, s ktorým všetky komunikačné zariadenia komunikujú v tejto sieti. Komunikácia je vzájomná, označovaná ako spojenie typu bod-bod (point-to-point). Obr.13 Sieť ad hoc Sieť je formovaná dynamicky pohyblivými uzlami (počítač, notebook,..), ktoré sú prepojené cez bezdrôtové linky -. napr. rádiové vlny, infračervené žiarenie,... Uzly sa pohybujú náhodne, preto topológia siete sa môže meniť rýchlo a nepredvídateľné. Každý uzol pracuje v distribuovanom peer-to-peer móde, správa sa ako router (smerovač) a generuje nezávisle dáta. Mnohé ad hoc uzly majú limitovanú zásobu elektrickej energie a nemajú schopnosť si generovať svoju vlastnú energiu. Táto vlastnosť má veľký vplyv na životnosť tejto siete. S rastúcim počtom pripojených uzlov rastie aj plocha pokrytého územia signálom ad hoc siete a zároveň aj potreba presnej lokalizácie uzla. Veľký počet aplikácií v ad hoc sieťach potrebuje vedieť geografickú polohu jednotlivých uzlov. Absolútna poloha pre každé zariadenie je požadované napríklad v senzorových sieťach, kde sú zaznamenávané rôzne informácie z rôznych geografických miest. Bezdrôtové senzorové siete WSN (Wireless Sensor Network), sú využívané na plošné monitorovanie fyzikálnych veličín(teplota, vzdialenosť).

7