VYTVÁŘENÍ A OPTIMALIZACE KOMUNIKAČNÍ A DATOVÉ INFRASTRUKTURY

Transkript

1 ŠKODA AUTO, a. s. Vysoká škola Studijní program: Studijní obor: 6208R Ekonomika a management Podniková ekonomika a management provozu VYTVÁŘENÍ A OPTIMALIZACE KOMUNIKAČNÍ A DATOVÉ INFRASTRUKTURY COMMUNICATION AND DATA INFRASTRUCURE DEVELOPMENT AND OPTIMALIZATION Miroslav Cholasta Vedoucí práce: Ing. Martin Juhas

2 Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně s použitím uvedené literatury pod odborným vedením vedoucího práce. V Mladé Boleslavi, dne 18. května

3 Děkuji Ing. Martinovi Juhasovi za odborné vedení bakalářské práce a poskytování rad a Mgr. Kateřině Bajerové za morální podporu. 4

4 Obsah 0 Úvod Technologie PC sítí Historie UMTS Historie ADSL Místní smyčky Frekvenční multiplex Časový multiplex ISDN Nástup ADSL WIFI Typy sítí ESA (Extended Service Area) rozšířená oblast služeb OSI Dostupné rádiové frekvence Další pojmy Hardware pro WIFI sítě Komunikační protokoly ICQ MSN JABBER SKYPE Volba správného komunikačního protokolu a softwaru Předpoklady realizace projektu Situace před realizací projektu Navrhované řešení Praktická realizace

5 6.1 Realizace projektu v Restauraci Na mlýně Konfigurace bezdrátového ADSL směrovače v RNM Problémy vzniklé při realizaci Výsledná měření Realizace projektu v Hospůdce Na nádvoří Konfigurace programu WinRoute Problémy vzniklé při realizaci Výsledná měření Zprovoznění komunikačních prostředků Výsledná kalkulace Zhodnocení úspěšnosti projektu Závěr...60 Resumé...61 Summary...62 Seznam literatury...63 Seznam použitých zkratek a symbolů...65 Seznam tabulek a grafů...66 Seznam obrázků

6 0 Úvod V dnešní době je pro každou společnost, mimo jiné, velmi důležité připojení k síti Internet. Tato bakalářská práce se věnuje způsobu tvorby datové a komunikační infrastruktury ve firmě. Téma Vytváření a optimalizace komunikační a datové infrastruktury jsem zvolil na základě zkušeností s tvorbou projektu internetového připojení pro dvě provozovny restaurací a vytvoření sítí LAN a WLAN uvnitř každé z nich. V této práci se věnuji teorii jednotlivých druhů připojení k Internetu, schopných implementace do těchto provozoven a bezdrátových sítí. Dále se zaměřuji na vhodný výběr druhu připojení a použitého hardwarového vybavení, s ohledem na finanční rozpočet daný zřizovatelem provozoven. V praktické části této práce uvádím statistické šetření, které ukazuje průměrnou dosahovanou rychlost a stabilitu daného způsobu připojení k Internetu. Kromě tvorby datové infrastruktury, bylo mým úkolem také vytvoření komunikační infrastruktury, jejímž následkem by mělo být zlevnění běžné komunikace uvnitř firmy. Ve své práci proto uvádím výčet několika typů komunikačních protokolů, jejich srovnání a následný výběr toho správného. Cílem této práce je návrh nenákladné datové a komunikační infrastruktury v menší firmě, jež má více provozoven, ve kterých nabízí svým zákazníkům možnost veřejného připojení k Internetu zdarma. 1 Technologie PC sítí 1.1 Historie UMTS Sítě 1G - 1.Generace Na začátku 80. let se začaly vytvářet systémy, ještě analogové, umožňující uživatelům mobilní telefonování. Ovšem nevýhodou byla omezená mobilita, jelikož sítě byly budovány jako národní a byly navzájem nekompatibilní. V devadesátých letech přestalo stačit rádiové pásmo narůstajícímu počtu uživatelů a bylo nutné přejít na jiný systém 1. 1 MOLNÁR, J. Úvod do sítě 3. generace. Dostupné z: < 7

7 Sítě 2G - 2.Generace S narůstajícím počtem uživatelů a tlaků na globální systém byl navržen systém operující na frekvenci 900MHz, známý v dnešní době jako GSM. Síť umožňovala přenos řeči, dat (9,6kbps) a faxu. Na obrázku je zachycena síť GSM v zárodku původního plánování. Umožňovala uživateli přístup do sítě ISDN. Obr BTS (Base Transciever Station) - základnová radiová stanice, BSC (Base Station Controller) - základnová řídící jednotka, TRAU (Transcoding and Adaptation Unit) transkodér, MSC (Mobile Switching Centre) - mobilní radiotelefonní ústředna, HLR (Home Location Register) - domovský lokační registr, VLR (Visitor Location Register) - návštěvnický lokační registr, AC (Authentification Centre)- autentifikační centrum, EIR (Equipment Identity Register) - registr mobilních stanic, PSTN (Public Switched Telephone Network) veřejná telefonní síť (pevná), ISND (Integrated Services Digital Network) integrovaná síť digitálních služeb Zdroj : Standart GSM se na začátku 90-tých let stal prvním digitálním standardem v Evropě. Původně byl definován jako celoevropský standard pro digitální buňkovou telefonní síť, k podpoře mezinárodního roamingu. Dnes je jedním z hlavních digitálních bezdrátových standardů existujících ve světě. Přesto není celosvětově používán (např. Amerika vytvořila vlastní digitální standard IS-136, vystavěný na platformě analogového systému AMPS a dalším úspěšným systémem se stal IS-95). Síť GSM byla postupně vylepšována, byly přidávány nové bloky, které umožňovaly nové služby (zasílání SMS zpráv, hlasová schránka). Dále došlo k integrování inteligentní sítě (IN - Intelligent Network) do stávající struktury GSM. IN umožnila operátorovi zavést další nové služby (předplacené služby). IN je tedy síť zprostředkovávající management celé sítě 1. 1 MOLNÁR, J. Úvod do sítě 3. generace. Dostupné z: < 8

8 Nevýhodou těchto mobilních 2G sítí je jejich "pomalost", přesněji jejich neschopnost poskytnout rozumně rychlé přenosové rychlosti při datových přenosech. Například sítě GSM byly navrhovány na datové přenosy o rychlosti 9,6kbps a to je dnes stále pro větší počet uživatelů nedostačující. Přenosovou rychlost lze zvýšit např. snižováním počtu zabezpečovacích bitů (a to až na 14,4 kbps na jednom logickém kanálu). Toto řešení představuje technologie HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). Je založená pouze na softwarové úpravě sítě, a proto její implementace do již stávající sítě byla jednoduchá. Vyšší přenosové rychlosti je zde tedy dosaženo novým způsobem kódování, který umožní zvýšit přenosovou rychlost až na 14,4 kbps. Následným sdružením až 4 timeslotů lze vytvořit kanál s přenosovou rychlostí 57,6 kbps. Další řešení přináší technologie paketových přenosů GPRS (General Packet Radio Servis), kde se lze teoreticky dostat až na 171,2 kbps (přenosová rychlost se má postupně zvyšovat z 28,8 kbit/s na 56 kbit/s a později na 112kbit/s). Technologie GPRS představuje hardwarový zásah do již stávající sítě GSM. K vybudované síti GSM byly přidávány nové bloky umožňující paketový přenos dat pomocí protokolu IP, což umožnilo přístup do sítě Internet. Rozumné přenosové rychlosti přinesla i technologie označovaná zkratkou EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), ve které je použit jiný druh modulace. To umožnilo zvýšení přenosové rychlosti při využití všech 8 timeslotů až na hodnotu 384 kbps. Sítě 2. generace (2G) využívající technologií zvyšující přenosovou rychlost bývají označovány jako sítě 2,5-té generace. Struktura sítě GSM, která nabízí větší přenosovou rychlost (je zde implementována technologie GPRS) je znázorněna zde 1 : 1 MOLNÁR, J. Úvod do sítě 3. generace. Dostupné z: < 9

9 Obr GSM a GPRS - SGSN (Serving GPRS Support Node) datový uzel (přijímá pakety z BSC), GGSN (Gateway GPRS Support Node) směrovač (komunikuje s IP sítěmi), IN (Intelligence Network), SMSC (Short Message Service Center), VMS (Voice Mail System) Zdroj : Sítě 3G-3.Generace Od roku 1986 pracuje ITU na definici nového systému, který umožňuje celosvětový roaming založený na existenci jedné univerzální mobilní sítě používající celosvětově stejné frekvenční pásmo. Tento systém je pojmenován celosvětově IMT-2000, v Evropě jako UMTS. U tohoto systému hraje mimo jiné hlavní roli již zmíněná vysoká rychlost přenosu dat a služby podporující Internet. Zavedené systémy 2,5-té generace umožní jednoduchý přechod na síť třetí generace, a to přidáním nového hardwaru do stávající mobilní sítě. Přidá se tak nová bezdrátová přístupová metoda (CDMA) a operátorům to umožní zavedení dalších služeb. Tyto služby budou založeny na paketovém přenosu po IP sítích. Zjednodušený pohled na síť třetí generace je uveden na následujícím obrázku. Sítě třetí generace tedy budou implementovány do existujících sítí 2G. Kromě Japonska by nikde jinde na světě neměla existovat pouze síť 3G bez předchozí funkční sítě druhé generace 1. 1 MOLNÁR, J. Úvod do sítě 3. generace. Dostupné z: < 10

10 Koncept využití mobilních sítí třetí generace předpokládá alespoň zpočátku úplné pokrytí území systémem GSM a malé oblasti pokryté systémem UMTS. Pro hlasové služby se tedy alespoň v blízké budoucnosti bude stále používat systém GSM 1. Obr G nový bezdrátový přístup RNC (Radio Network Controller) řídící jednotka radiové sítě, BS (Base Station) základnová stanice plní obdobnou funkci jako BTS u systému GSM Zdroj : Sítě 3G budou postupně využívat několik bezdrátových přístupových technologií využití satelitního přístupu a DECT technologie. Tato fáze již předpokládá převážnou část provozu v paketově spínané části sítě. Část sítě se spínáním okruhů bude využita jenom pro služby vyžadující komunikaci v reálném čase. Struktura této fáze vývoje sítě 3G 2 : 1,2 MOLNÁR, J. Úvod do sítě 3. generace. Dostupné z: < 11

11 Obr Síť 3G s několika přístupovými metodami Zdroj : Historie ADSL Než byla technologie ADSL uvedena do provozu, musela analogová telefonní síť projít velkými změnami Místní smyčky Telefonní sítě vzniklé před koncem 19.století fungovaly na bázi samostatných izolovaných celků. Předchůdkyněmi dnešních telefonních ústředen byly spojovatelky, které ručně přepojovaly hovory mezi jednotlivými účastníky. Aby tyto hovory byly vůbec uskutečněny, musely se natáhnout kabely mezi účastníkem a ústřednou. Tomu se říká místní smyčka. Obr Telefonní smyčka Zdroj : Ústředny časem změnily své osazenstvo ze spojovatelek na elektromechanické přepínače ve formě krokových voličů, přepínačů či jiných relátek. Tyto funkční prostředky vydržely na některých ústřednách dokonce i do pozdních částí minulého století. I když se forma přepínání mezi jednotlivými účastníky změnila, neustále šlo o 12

12 přepínání vodivého propojení místních smyček (tzv. komutaci, komutované spojení). Došlo k přímému propojení jednotlivých přístrojů. Tomuto propojení se říká přepojování okruhů-circuit switching. Obr Místní smyčka Zdroj : Frekvenční multiplex Izolované místní smyčky i s jejich ústřednami se začaly spojovat do velké veřejné telefonní sítě. Zde nastal problém se spojením jednotlivých ústředen. Zvolena byla varianta využití dostatečně dimenzovaného propojení mezi ústřednami, které zvládne přenos několika spojení současně. Nakonec byla zvolena technologie zvaná frekvenční multiplex (FDM-Frequency Division Multiplexing). Každý hovor je posunut do určitého frekvenčního pásma. Tyto pásma jsou posléze sečteny a odesílány z jedné ústředny na druhou, kde dojde k obrácené situaci, k oddělení a posunutí jednotlivých pásem do správné polohy. Obr Multiplex Zdroj: Je jasné, že čím je frekvenční rozsah hovoru menší, tím více hovorů může být vedeno současně, na stejně dimenzovaných propojeních mezi ústřednami. Experimentálně bylo zjištěno, že pro srozumitelný hovor stačí, aby bylo přenášeno pásmo v rozsahu přibližně Hz, což vytváří pásmo cca 3,1kHz. Z tohoto důvodu bylo nainstalováno do ústředen zařízení, které utlumuje veškeré frekvence mimo tento rozsah a rezervuje na hovor mezi ústřednami frekvenční pásmo 4kHz. Rozdíl je určen pro režii techniky frekvenčního multiplexoru, aby bylo možné bez 13

13 problému oddělit jednotlivé hovory, aby se nijak neovlivňovaly a nezasahovaly do sebe, pro jejich následné sčítání nebo oddělování. Obr Posouvání frekvenčních pásem Zdroj: Obr Použitelný signál Zdroj: Důsledky frekvenčního omezení S těmito důsledky se můžeme v současnosti setkat v analogových modemech, které díky této omezené šířce pásma, nejsou schopny dosahovat rychlosti vyšší 33,6kbps. Vyšší rychlosti přenosu dat můžeme dosáhnout jen obejitím již zmiňovaného frekvenčního pásma, jak je tomu u modemů, které ovšem fungují jen u digitálních ústředen. Digitalizace telefonní sítě Průběh digitalizace telefonní sítě probíhal průběžně, a to od středu sítě po koncové uzly. Nejdříve se tedy digitalizovaly telefonní ústředny a jejich propojení. Následně 14

14 místní smyčky a koncové uzly. Ještě do roku 2002 uživatelé nevlastnící ISDN přípojku komunikovali ve veřejné síti analogově Časový multiplex Po přechodu ústředen na digitální způsob, měl každý hovor podobu proudů bitů, jenž potřeboval digitální cestu o určité rychlosti (měřenou v bitech za sekundu-bps) na rozdíl od analogového způsobu, který potřeboval vymezené frekvenční pásmo. Původní frekvenční multiplex byl proto nahrazen časovým multiplexem (TDM-Time Division Multiplexing). Časový multiplex funguje na principu, kdy je jedna sdílená cesta vyhrazena pro všechny hovory. Multiplexor rozdělí datové toky od jednotlivých koncových uzlů na přesně stanovené části a sloučí je v přesné pořadí.tento tok je následně na cílovém multiplexoru opět rozdělen do jednotlivých toků, tak, že každý koncový uzel obdrží přesně ten datový tok, který mu byl směřován. Obr Časový multiplex Zdroj: Časový multiplex tedy dokáže z jedné cesty vytvořit několik samostatných kanálů, schopných přenášet hovor vícera uživatelů. Na každý hlasový hovor je v digitální telefonní síti vyhrazeno 64kbps. Přesně na tuto rychlost jsou stavěny i časové multiplexory. Digitalizace hlasu 64kbps je výsledek použité metody digitalizace hlasu. Technologie PCM, neboli Pulse Coded Modulation, snímá vzorek hlasu 8000krát za sekundu a zaznamenává jeho momentální analogovou podobu,resp. jeho amplitudu. Jeden vzorek má velikost 8bitů a při vzorkovací frekvenci 8000 vzorků za vteřinu vychází oněch 64kbps. Tato technologie je relativně stará a nyní se používají způsoby, které využívají podstatně nižší rychlosti při stejné kvalitě zvuku. Kodek FR, který používají i GSM sítě, 15

15 produkuje proud dat o velikosti 13kbps. Samozřejmě existují i jiné způsoby, ještě méně náročnější na přenosovou rychlost, ale ty jsou zase náročnější na výpočetní kapacitu. Datové přenosy přes digitální síť V době kdy, byla celá veřejná telefonní síť analogová, přenos probíhal mezi počítači účastníků a jejich modemy digitální formou. Mezi jejich modemy následně putoval analogově. Přenos informací byl determinován veskrze schopnostmi modemů účastníků, kvalitou přenosu po analogové síti a hlavně také šířkou pásma 3,1kHz. Kvalitní modemy standardu V.34 dosahovaly rychlostí 33,6kbps. Obr Datový přenos přes analogovou síť Zdroj: V případě, že je síť již digitalizovaná, probíhá komunikace mezi účastníky a jejich modemy stejně. Rozdíl je pouze v tom, co probíhá uvnitř telefonní sítě. Signál od modemu se šíří analogovou formou přes místní smyčku do doby, než dorazí do ústředny. Zde provede A/D převodník změnu analogového signálu na digitální. Opačný proces probíhá na druhé straně, v místě, kde signál vchází do místní smyčky. V tomto případě přenos dosahuje opět rychlosti 33,6kbps, přestože rychlost digitální ústředny je 64kbps na kanál. 16

16 Obr Datový přenos Zdroj: Efektivnější využití nabízí řešení eliminace jednoho z A/D převodů. Tohoto způsobu využívají právě modemy standardu V.92(V.90). Typické pro tento případ je připojování k Internetu. Při eliminaci dvojí konverze na straně poskytovatele vznikne nesymetrická situace. Svého času, tolik propagovaná rychlost 56kbps, je tak dosažitelná jen jedním směrem a to při downstreamu. Informace putují směrem od uživatele rychlostí 33,6kbps. Obr Datový přenos Zdroj: Každého napadne otázka, proč se nezbavit i analogové místní smyčky mezi uživatelem a ústřednou. Tím se dostáváme do situace využití ISDN. 17

17 Obr Proces rozvoje od analogové sítě po ISDN Zdroj: ISDN Vývoj dospěl do stádia úplné digitalizace, v jejímž důsledku byly toky informací v digitální formě, nejen v samotné veřejné síti mezi ústřednami, ale i v místních smyčkách. Tím vznikla digitální síť (Digital Network). Tato změna se dotkla i koncových uživatelů, kteří byli nuceni vyměnit své analogové telefony a modemy za jejich digitální varianty. Pokud ovšem uživatel neuvažoval o výměně byla nutnost instalace A/D převodníku, která umožnovala použití starých analogových zařízení v digitální síti. Motivací pro zákazníky, aby si vyměnili svá zařízení, se stala služba ISDN (Integrated ServicesDigital Network), což v překladu znamená digitální síť s integrovanými službami. B kanály Technologie ISDN vytváří souvislý kanál o rychlosti 64kbps skrze celou telefonní síť, tedy mezi dvěma komunikujícími stranami. Tento kanál se nazývá kanál B (z angličtiny Bearer, čili nosný). ISDN telefony vytváří z analogového signálu (zvuku), signál digitální, který je přenášen těmito B kanály. K B kanálům jde tedy připojovat kromě telefonů, i faxy, datová zařízení, terminály a počítače. D kanály Kromě B kanálu ISDN přináší i D kanál (Delta). Ten je určen pro služební účely. Slouží například pro informování uživatele, jaké telefonní číslo mu právě volá, kolik peněz provolal, anebo v případě hovoru, ho informuje o dalším příchozím hovoru. 18

18 Obecně se dá konstatovat, že D kanál slouží pro vše, co není hovor, či datový přenos. ISDN přípojky BRI BRI-Basic Rate Interface, je varianta přípojky obsahující dva B kanály a jeden D kanál. Tento druh přípojky je určen pro domácnosti a malé kanceláře. BRI je určena pro používání dvou zařízení současně a je jedno, jestli jsou uskutečňovány dva hovory současně, varianty hovor-datový přenos, fax-datový přenos, nebo jakákoliv jiná variace dvou zařízení využívající telefonní síť. Obr BRI přípojka Zdroj: Na jednu přípojku jde připojit až osm zařízení, přičemž mohou komunikovat pouze dvě současně, jak již bylo řečeno. Obr Schéma připojení zařízení na BRI přípojku Zdroj: Využití místní smyčky technologií ISDN V případě, že smyčka obsahuje dva B a jeden D kanál, je možné dosáhnout na místní smyčce rychlost až 144kbps. V případě započítaní i dalších režijních bitů potřebných pro komunikaci dosáhneme rychlosti 160kbps. 2 x 64 kbps + 16kbps = 144kbps. 19

19 Obr Rozklad rychlostí Zdroj: Nástup ADSL Vzhledem ke koncepci telefonních ústředen, bylo nutné přijít s jiným způsobem řešení přenosu dat, jelikož datové přenosy probíhají na principu přepínaní paketů. Na tento způsob nejsou totiž ústředny stavěny. Bylo tudíž nutné vydat se cestou eliminace používání ústředen. Celá rodina produktů DSL (Digital Subscriber Line), přesněji xdsl, řeší problém nedostatečné propustnosti a absenci přepínaní paketů takovým způsobem, že před vstupem do ústředny zajistí odbočení dat do dostatečné dimenzované a vhodně navržené datové sítě. Obr Schéma ADSL Zdroj: Vše se děje s maximálním využitím místních smyček. xdsl je vlastně nadstavbou telefonní sítě, která na ní koexistuje. Je tedy možné, i v případě datového spojení, uskutečňovat hovory. 20

20 Rychlost ADSL Jak již bylo uvedeno ISDN (přesněji u přípojky BRI,neboli také euroisdn2) je schopna dosáhnou na místní smyčce rychlosti 160kbps. Musíme mít na paměti, že to není maximální dostupná hodnota místních smyček. Jejich potenciál je daleko vyšší a při použití dokonalejší modulační techniky a zbavení se umělého frekvenčního omezení jsou schopny dosahovat rychlostí 7-9Mbps. Tento rozptyl je dán rozličností kvality a délkou místní smyčky. Technologie ADSL je technologií asymetrickou (Asymmetric Digital Subscriber Line) a tudíž neaspiruje na shodnou rychlost v obou směrech. Tím pádem se ji snaží dosáhnout jen v jednom směru, tj. v tzv. downstreamu (směrem k uživateli). Je to dáno hlavně určením ADSL, jejímž hlavním posláním je distribuovat připojení k Internetu běžným uživatelů, kteří více konzumují, než produkují. Modulace v ADSL ADSL využívá širší rozsah frekvencí a díky tomu může dosahovat větší přenosové rychlosti na místních smyčkách, a to do frekvence až 1,1MHz. Obr Rozsah frekvencí ADSL Zdroj: Nižší frekvence jsou vyhrazeny stále pro hlasové hovory, další část nižších frekvencí je vyhrazena pro tok dat směrem do sítě, tzv. upstream (od 26 po 138kHz). Frekvence vyšší než 138kHz jsou používány pro data směrem k uživateli, tzv. downstream. ADSL může dokonce koexistovat na stejné lince s ISDN. Jelikož ISDN využívá frekvence od 0 až do cca 50kHz, posunou se frekvence pro ADSL tím správným způsobem nahoru. 21

21 Technika modulace V dnešní době se používá modulační technika zvaná DTM (Discrete MultiTone). Celé přenosové pásmo je rozděleno na 255 částí (frekvenčních kanálů o šířce 4kHz, na principu frekvenčního multiplexu). Každý kanál je používán samostatně a nezávisle na sobě (kanály 7-32 pro upstream, 33 a výše pro downstream, 1-6 pro klasické hovory, kde mezi 6. a 7. kanálem je nechán odstup). Obr Technika modulace Zdroj: Modemy a splittery Aby bylo možné dosáhnout správného využití přenosového pásma, musí se namodulovat datový tok na vhodný nosný signál (analogový v šířce 1,1MHz), sloučit hlasový přenos s modulovaným datovým tokem a následně vše opět korektně oddělit. Modulaci datového toku obstará modem, ale sloučení hlasového hovoru a datového toku zpracuje multiplexor. U technologie ADSL již nehovoříme o multiplexorech a demultiplexorech, ale již o tzv. splitterech (v překladu rozdělovač, oddělovač). Díky tomu, že modemy produkují signál v rozmezí 26kHz<, není potřeba již posouvat frekvenční pásma, ale jen je spojovat a na druhé straně následně oddělovat. Obr Funkce splitterů Zdroj: 22

22 V praxi mohou figurovat modemy a splittery jako jeden konstrukční celek v podobě ADSL modemu. DSLAM Splitter musí být umístěn ještě před vstupem místní smyčky do ústředny. Ze splitteru odchází tedy dva signály. První v podobě telefonního hovoru putuje do ústředny a ten druhý do zařízení zvaného DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexor), ze kterého by následně mohl odcházet k poskytovateli připojení k Internetu. Pokud by ovšem každá místní smyčka byla připojena zvlášť, jednalo by se o vcelku neekonomické řešení. Prakticky každý uživatel má do ústředny svoji samostatnou přípojku. U těchto datových sítí jsou však spojovány do jedné společné, kde fungují na bázi přepojování paketů. Tyto přípojky musí být samozřejmě dostatečně dimenzované, podle zvoleného stupně agregace. Co se týče konstrukčního řešení na straně telefonní sítě, pro dekodování analogového signálu z místní smyčky, bývá splitter zabudován, buď do modemu nebo do zařízení DSLAM. Obr Schéma telefonní ústředny a zapojení zařízení DSLAM Zdroj: WIFI V globálu jde říci, že bezdrátové sítě jsou velmi podobné Ethernetu. Vyskytuje se zde ale pár věcí navíc. Díky tomu, že se bezdrátové sítě musejí vyrovnat s nestabilitou a specifiky rádiového prostředí, je zde mnoho přidaných věcí, ohledně managementu sítě. 23

23 Komponenty sítě Součástí každé bezdrátově sítě standardu jsou čtyři druhy fyzických komponent: Distribuční systém Přístupový bod (access point, AP) Bezdrátové médium Stanice Bezdrátové médium Ditribuční systém Přístupový bod Stanice Obr Komponenty WIFI Zdroj : vlastní zpracování Distribuční systém V případě rozsáhlejší sítě, distribuční systém zajišťuje komunikaci jednotlivých přístupových bodů, jejich předávání informací o přemisťování jednotlivých stanic. Distribuční systém, jako logická komponenta standartu , se stará o přesměrovávání datového toku na správnou stanici, s ohledem na její současnou pozici. Přístupový bod Jedna z nejdůležitějších funkcí přístupového bodu je vytváření mostu mezi bezdrátovou a kabelovou sítí. V současné době přístupové body nabízejí i celou řadu dalších funkcí. Bezdrátové médium Bezdrátové médium je nosičem dat. Pro přenos ve standartu slouží dvě frekvence - 2,4 a 5 GHz, a také málo používané infračervené záření. Stanice 24

24 Stanicí se rozumí jakékoliv zařízení (počítač, notebook, PDA, smartphone). Mezi stanice patří i počítače, které nejsou mobilní, ale přesto jsou připojeny bezdrátovou sítí, a to proto že např. není možnost instalace kabelové sítě Typy sítí Základním stavebním blokem sítě je Basic Service Set (BSS), což znamená základní soubor služeb. Je to skupina stanic, komunikující společně v území, vymezeném průnikem dosahu těchto stanic. Takto vymezené území nazýváme Basic Service Area(BSA). V případě, že se stanice nachází v území BSA, může komunikovat s ostatními členy BBS. Komunikace probíhá dvojím způsobem: Ad-hoc sítě nebo infrastrukturní sítě. Ad-hoc sítě Nazývají se též nezávislé sítě, a to zejména, protože nepotřebují pro výměnu dat přístupový bod, tudíž komunikují přímo a podle potřeby. Stanice musejí být ve vzájemném dosahu, aby navzájem mohli komunikovat. Tohle řešení je vhodné pouze pro dočasné spojení malého množství stanic. PC PC PC Obr Schéma Ad-hoc sítě Zdroj : vlastní zpracování Infrastrukturní sítě Nazývají se tak proto, že mají danou přesnou infrastrukturu. V tomto typu sítě je již přítomen přístupový bod, jež vykonává funkci rozhraní mezi bezdrátovou a drátovou sítí. Plní tedy funkci datového mostu, tzv. Bridge. Přístupový bod je schopen komunikovat s více než jednou stanicí, a proto může propojovat bezdrátové stanice v dosahu signálu bez rozdílu, jestli chtějí vstupovat do sítě Ethernet nebo komunikovat navzájem mezi sebou. Ona komunikace mezi stanicemi probíhá ve dvou fázích. V první fázi se stanice připojí na přístupový bod a posléze skrz přístupový bod na chtěnou stanici. 25

25 V infrastrukturní síti můžeme provozovat všechny stanice, které jsou schopny komunikovat s přístupovým bodem a jsou v oblasti pokrytí signálem. Infrastrukturní sít nezatěžuje klientské stanice jako Ad-hoc propojení, a to z toho důvodu, že nemusí udržovat spojení s každou stanicí, s níž právě komunikuje, resp. data putují právě tam, kde jsou potřeba. V Ad-hoc síti jsou data rozesílána všem stanicím s tím, že je přijme ten pravý adresát. Vedlejší efekty a bonusy infrastrukturních sítí jsou zejména lepší možnosti centrální správy a jednodušší nastavení. Další výhodou je možnost použití na rozlehlejším prostoru. Notebook Server Obr Schéma infrastrukturní sítě Zdroj : vlastní zpracování Asociace s přístupovým bodem v Infrastrukturní síti Je pravidlem v infrastrukturní síti, že stanice se musí asociovat s přístupovým bodem, jelikož je to podmínka pro vytvoření spojení. Tento proces by se dal přirovnat k vložení ethernetového kabelu do zásuvky. Ve smyslu bezdrátového přípojení je stanice v pozici žadatele o spojení a přístupový bod pouze povolí nebo zamítne. Stanice může být připojena právě k jednomu přístupovému bodu a nehraje zde roli, jestli je v dosahu ještě dalších sítí. Stejné je to i u ethernetových karet. 26

26 Z pozice přístupového bodu není předepsané žádným standardem, jaký maximální možný počet stanic může být asociován současně. Většina přístupových bodů zvládne obsloužit cca 253 najednou připojených stanic. Samozřejmě je zde limitace v podobě dosahované rychlosti, která by připadala cca 40kbps na stanici, což není opravdu mnoho. Mezi těmito přístupovými body se nachází i výrobky, které mají dán maximální počet asociovaných stanic v řádu desítek, z důvodu spolehlivého zajištění přenosu a jeho šifrování. Jedním z problémů přístupových bodů je přenášení velkého objemu dat naráz. Kabelové sítě jsou na toto připraveny a jejich technologie přepínačů (switch) s vysokou přenosovou kapacitou si dokáží poradit. Většina přístupových bodů bohužel nemá ochranu před zahlcením a omezením průtoku, tudíž každý přesun většího množství dat znamená znatelné omezení pro ostatní uživatele ESA (Extended Service Area) rozšířená oblast služeb Systém BSS dokáže vytvořit síť pro pokrytí kanceláří či domácností. Standart nabízí propojení BSS do větších celků, tzv. ESS. Neexistuje přesný předpis, jak musí páteřní síť vypadat, ale jen rozsah poskytovaných služeb. Obecně platí, že veškeré stanice v ESS musí dokázat spolu komunikovat, i když se momentálně nachází v jiné BSS. Je důležité míti na paměti, že celá páteřní síť musí fungovat na jedné doméně. Toto omezení je bráno na zřetel při projektování velké WLAN. Za jednu obrovskou výhodu se považuje mobilita uvnitř sítě. Uživatel, aniž by musel měnit konfiguraci stanice, prochází celou bezdrátovou sítí a využívá jejích služeb. 27

27 ESS BSS 1 AP BSS 3 BSS 2 BSS 4 AP AP AP směrova Obr Schéma ESA Zdroj : vlastní zpracování OSI OSI je obecný model pro počítače komunikující v síti. Pomáhá chápat, jakým systémem zařízení komunikují. 1) Physical Layer (fyzická vrstva) - zajišťuje komunikaci na nejnižší hardwarové úrovni, řeší vlastní připojení 2) Data Link Layer (spojová vrstva) - přenos a kódování informací 3) Network Layer (síťová vrstva) - obsluha přenosových zpráv a tras 4) Transport Layer (transportní vrstva) - řídí doručování informací a kvalitu přenosu 5) Session Layer (relační vrstva) - udržování a koordinace komunikace 6) Presentation Layer (prezentační vrstva) - tato vrstva se stará o formátování, konverzi a zobrazení přenesených dat 7) Application Layer (aplikační vrstva) - zajišťuje přenos informací mezi programy 28

28 Obr Schéma OSI modelu Zdroj : vlastní zpracování Každý produkt pracující se sítí lze definovat pomocí těchto sedmi vrstev a umístit je do některé z nich. Na obrázku jsou uvedeny příklady produktů a služeb, do kterých se řadí. Standart definuje jako vlastní pouze dvě nejnižší vrstvy OSI, tedy fyzickou a spojovou vrstvu. To řeší problém, který by vyvstal v potřebě používat upravené verze protokolů HTTP a FTP, a z toho i vyplývající i jiné aplikace. Bude nutné definovat pár pojmů ohledně těchto dvou pozměněných vrstvev. Rozšířené spektrum (Spread Spectrum) SS se využívá pro dosažení rychlých datových toků. Je zde použito matematických funkcí pro rozptýlení síly signálu do širokého frekvenčního bloku. SS je nařízené regulátorem a tudíž jiný typ přenosu není možný, což platí hlavně pro nelicensované bezdrátové sítě Dostupné rádiové frekvence Standardy b a g využívají pásmo 2,4GHz a standard a pásmo 5GHz. 29

29 V tabulce jsou uvedeny rozdělení platné pro nejčastěji používané rozprostřené spektrum. Systémy používající frekvenční proskoky, si pásmo rozdělí do 79 kanálů. Samotné označení frekvence uvádí střed pásma. Tab Přehled kanálů a přiřazených frekvencí Kánal Frekvence (GHz) 1 2, , , , , , , , , ,457 Kanál Frekvence (GHz) 11 2, , , ,484 Zdroj : vlastní zpracování V další tabulce jsou uvedeny země a kanály, které zde mohou být používány Tab Přehled použitelných kanálů v daných zemích Země Kanály (Frekvence) USA a Kanada 1-11 ( 2,412-2,462 GHz ) Evropa mimo Francie a Španělska (ETSI konvence) 1-13 ( 2,412-2,472 GHz ) Francie ( 2,457-2,472 GHz ) Španělsko ( 2,457-2,462 GHz ) Japonsko 14 ( 2,484 GHz) Zdroj : vlastní zpracování Jak lze z tabulky vyčíst, Česká republika má podle konvence ETSI k dispozici 13 kanálů. Toto číslo není nijak vysoké, jelikož neznamená možnost použití 13 přístupových bodů současně. Vezmeme-li v úvahu, že se jednotlivá pásma překrývají, nutnost odstupu 5-ti kanálů, množství přístupových bodů značně limituje. Tedy pokud je nutnost použít dva přístupové body, tak aby nedošlo k vzájemnému rušení je potřeba nastavit odstup 5 kanálů. 30

30 1.3.5 Další pojmy Problém skrytého uzlu Až 40% omezení komunikace v bezdrátové síti může způsobit problém tzv. skrytého uzlu. Dvě stanice, které o sobě navzájem nevědí, se snaží vysílat naráz. Tím pádem je první pro tu druhou skrytým uzlem. Přístupový bod Stanice A Stanice C Stanice B Obr Skrytý uzel Zdroj : vlastní zpracování MAC adresa Tak jako lidské tělo je vybaveno DNA, tak každá síťová karta, ať už pro ethernet nebo bezdrátovou síť, obsahuje svůj unikátní řetězec, který slouží pro identifikaci v síti Hardware pro WiFi sítě Vzhledem k celé škále výrobků s cejchem WiFi, které nepřímo souvisí s budováním sítě (myšleno ve smyslu např. multimédia v domácnosti) se budu věnovat hlavním součástím a pilířům bezdrátové sítě. Přístupový bod Bezdrátový směrovač Značkový nebo OEM výrobek? Ve zkratce by se dalo říci, že značkový výrobek z dílen firem jako jsou Cisco, Nomandix či Nokia, využijí spíše profesionálové. A to zejména pro softwarovou podporu. V běžných případech si zákazník vystačí s OEM výrobky asijských výrobců. Co se klientských systémů týče, v téhle oblasti jsou používány jednotné čipové sady, které jsou společně s přídavnou elektronikou kompletovány. Evidentně není potřeba 31

31 utajené know-how na produkci těchto produktů. Navíc díky unifikovaným čipovým sadám (není jich mnoho) je vyřešena i podpora v operačních systémech. Windows XP a Vista si ve většině případů tyto systémy podporuje a obsahují i správné ovladače. Přístupový bod Nemá smysl se věnovat klientským systémů do podrobna (pro běžného uživatele se na povrchu tváří všechny stejně), jelikož jako tvůrce sítě se budu zajímat o výběr toho správného přístupového bodu. Důležité vlastnosti přístupového bodu: Výkon - množství najednou připojených uživatelů. Možnost připojení externích antén. Vhodné připojení do kabelové sítě. DHCP, zabezpečení, možnost roamingu a další požadavky např. na směrování. Při budování sítě je dobré mít na mysli rozdíl mezi tím, co opravdu potřebujeme a tím co jen chceme. Tím se i vyvarujeme nákupu zbytečně drahé techniky, jejíž cena klesá každým měsícem. Výkon Ne každý přístupový bod zvládne najednou stejně velké množství připojených uživatelů. Levnější varianty dokáží obsloužit třeba jen 30 uživatelů a ty kvalitnější Je jen na zvážení, jestli v některých případech není lepší, někdy i levnější varianta, pořízení více přístupových bodů. Připojení ethernetu, externích antén a další konektivita Jelikož samotný přístupový bod je jen krabice s LED diodami, indikujícími aktivitu, budu směřovat pozornost na konektory, tudíž propojitelnost. Anténní konektory V případě plánovaného použití externí antény, je třeba vybrat přístupový bod s odnímatelnou anténou. Některé levné přístupové body (nebo základní řady i 32

32 renomovaných výrobců) určené pro pokrytí kanceláří či malých prostor, mají ve většině případů jednu anténu připevněnou natvrdo, tedy nedemontovatelnou. Ethernet-připojení do LAN Přístupový bod vyžaduje připojení do páteřní sítě, v dnešní době výhradně kabelem UTP (UNSHIELDED TWISTED PAIR-nestíněná kroucená dvojlinka) s konektorem RJ-45. Vzhledem k přístupovým bodům standartu b a jejich běžné podpoře 11Mbps je téměř irelevantní řešit problém připojení do páteřní sítě rychlostí 10Mbps (Ethernet) nebo 100Mbps (Fast Ethernet). U standartu g a jeho reálné propustnosti 20Mbps by bylo už vhodnější zvolit variantu připojení 100Mbps. Rozšiřující funkce Podpora DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol-dynamické přidělování IP adres koncovým uživatelům) Správný přístupový bod by měl umět pracovat s DHCP servery tak, že po připojení do sítě řízené DHCP serverem se sám nakonfiguruje. Kromě DHCP klienta by přístupový bod měl umět i DHCP server, tzn. umět přidělovat IP adresy klientům. Ovšem v jedné síti může pracovat jen jeden DHCP, takže v případě použití více přístupových bodů je doporučeno odpojit všechny DHCP servery na přístupových bodech a nechat pracovat pouze jeden, hlavní (např. na firemním serveru). Zabezpečení Podpora zabezpečení je jedna z nejdůležitějších podmínek kladených na přístupové body. Téměř všechny zařízení podporují základní typy zabezpečení a šifrování. Je ale otázkou, jak je dovedou v praxi využívat. Šifrování dat Základním prvkem šifrování je funkce WEP. Standardem je podpora 64bitové klíče, ale je běžně rozváděn i do velikostí 128b a 256b (u použití 256b klíče je doporučeno použití veškeré WiFi techniky od jednoho výrobce). Další rozvoj WEP se neočekává. Novým bezpečnostním standardem je WPA. 33

33 Řízení přístupu k přístupovému bodu Naprostá většina zařízení dnes podporuje řízení přístupu kontrolou MAC adresy klientského adaptéru. MAC adresou je označeno každé zařízení, pracující v síti (bezdrátové i kabelové). Tento způsob řízení přístupu je efektivní pouze u menší sítě. Neexistuje aparát, umožňující sdílet přístupovým bodům informace o povolených a zakázaných MAC adresách. Nepříjemná je také možnost MAC adresu měnit, což zvládne průměrně zručný uživatel. Dynamické směrování, roaming, VPN a další funkce Rozšířenou funkcí je roaming, podpora přechodu od jednoho přístupového bodu k druhému. Dynamické směrování, VPN a další jsou domény drahých zařízení, kterým se nebudu věnovat. Mezi dalšími prvky síťové architektury se nachází tzv. Bridge(most), umožňující propojit dvě sítě LAN, Point-to-Point, Point-to-Multipoint, či Repeater. Tyto prvky nacházejí využití u rozsáhlejších sítí. Výběr správného směrovače (Router) Pro použití v domácnostech a malých kancelářích jsou zařízení, která obsahují veškeré vybavení pro vytvoření bezdrátové sítě a její jednoduchou správu. Jsou to kombinace širokopásmových modemů, směrovačů a bezdrátových přístupových bodů. Směrovač zajišťuje směrování provozu mezi vnitřní sítí a Internetem. Prvky bezdrátového směrovače Rozhraní WAN - rozhraní pro připojení do Internetu realizované konektorem RJ-45. V případě vytvoření menší podsítě, dochází k problému v rozdílech rychlostí. Rozhraní WAN má většinou rychlost 10Mbps. Může tedy brzdit provoz. LAN pro zapojení počítačů do sítě - zařízení bývají vybavena 4-portovým switchem, pro zapojení počítačů do sítě. DHCP server - obsluhuje konfiguraci síťového rozhraní počítačů, připojených do sítě. NAT a firewall - směrovače bývají vybaveny firewallem na bázi NAT, interního překladače IP adres a zamezení přístupu na porty jednotlivých síťových služeb. Díky tomu se nelze jednoduše dostat zvenčí, na počítače uvnitř sítě. Počítače jsou schovány za adresou směrovače a ten monitoruje přístupy na nestandardní porty. 34

34 DMZ - demilitarizovaná zóna. Používána v případě potřeby viditelnosti nějakého počítače v síti, bez zařazení firewallu. Omezení a řízení přístupu - Směrovače umožňují definovat MAC adresy, které mají přístup do sítě a naopak, které mají přístup zamezen. Print server - V případě vybavení směrovače paralelním portem je umožněn i síťový tisk. Podpora WiFi - základní myšlenka domácího směrovače. Podpora bezdrátové sítě umožňuje vytvoření malé domácí, či firemní bezdrátové sítě. Antény mají několik základní typů, které by se měly rozlišovat. Všesměrové - jak už z názvu vyplývá, signál šíří všemi směry, pokrývají úhel 360, a jsou standartně dodávány výrobci k jednotlivým zařízením. Sektorové - vyzařují do určitého úhlu, např. pokrývají úhly 60,90, či 180. Směrové - vyzařují určitým směrem, používají se na delší spoje. 2 Komunikační protokoly Sekundární cíl zavádění datové infrastruktury ve firmě měl směřovat ke zlevnění komunikace mezi zaměstnanci a vedením. Forma této levnější komunikace měla být vedena prostřednictvím tzv. Instant Messengerů. A to zejména pro jejich hardwarovou nenáročnost, nízké nároky na propustnost sítě a relativně rychlou odezvu (oproti např. ům). Nastíním způsoby fungování jednotlivých typů kecálků a definuji kritéria pro výběr toho správného pro vnitrofiremní komunikaci 2.1 ICQ Tento program, vytvořený Izraelskou firmou Mirabilis, v dnešní době používá cca 4 miliony uživatelů. Tento software, vytvořený převážně studenty, koupila americká firma AOL za částku 287milionů dolarů. I přesto je umožněno užívání programu zdarma. Důvodem je reklamní banner, který zaujímá nemalou část okna programu. Jak ICQ pracuje? Základem práce v systému ICQ je číslo UIN (Universal Internet Number), které systém přidělí při instalaci a registraci programu. Celý systém je spravován centrální databází na serveru která je propojená na další servery internetové sítě. V centrální databázi je možno vyhledávat informace o dalších uživatelích a pomocí této databáze je možné si je zařadit do svého ICQ seznamu ICQ. ICQ má 35

35 výhodu v tom, že je schopné spouštět ostatní komunikační programy jako například Microsoft NetMeeting nebo Netscape CoolTalk. Tyto programy se při instalaci automaticky zaregistrují, a tak je možné spustit je na základě spojení přes ICQ 1. Výhody Rychlost odezvy, informace v reálném čase o ostatních uživatelích Podpora MS NetMeeting Nevýhody Servery ICQ/AOL často padají a jsou nedostupné, poté nelze odeslat žádnou zprávu, Oficiální ICQ klient je nejhorší existující aplikace, extrémně nepřehledná, pomalá, nestabilní, vzhledově ne každému přívětivá. ICQ protokol má omezení hesla na 6-8 znaků. ICQ protokol není open-source, a navíc jej ICQ/AOL velice často mění, aby znesnadnila život (o mnoho lepším) "neoficiálním" klientům. ICQ protokol je celosvětově rozšířen podstatně méně než MSN, Jabber či Yahoo, musíte se dívat na reklamu (pokud nechcete zasahovat do autorského díla). 2.2 MSN MSN Messenger je program a zároveň komunikační protokol, vyvinut firmou Microsoft, je běžně k dostání s instalací Windows 2 a ve světě je velmi rozšířený, především v jižní a severní Americe. Díky spojení služeb jako MySpace a MSN mail je pro spoustu běžných uživatelů nativní IM velmi přitažlivý a firma Microsoft si dává velmi záležet,aby stále přicházela s novými a novými vylepšeními 3. Výhody Rychlost odezvy, stabilita programu a konektivity Součást MS Windows - není nutná instalace Nevýhody Nativní klient s důrazem na líbivou grafiku Menší variabilita nativního klienta 1 KOVAL, F. Komunikační protokoly, ICQ. [cit ] Dostupné z: < 2,3 KOVAL, F. Komunikační protokoly, MSN. [cit ] Dostupné z: < 36

36 2.3 JABBER Klient si díky serveru najde ve světě svého partnera a zjistí si jeho IP adresu, pak již spolu můžete vesele vyměňovat malé pakety dat, které odpovídají jistým standartům. Celá tato technologie je založena na XML struktuře dat, která teče mezi klienty, velkou výhodou je, že neexistuje žádný centrální server, a tak, pokud je vaše instalace serveru nastavena tak, aby se zapojila do sítě, můžete v naprosto v pořádku komunikovat s někým, kdo ve vaší databázi nemá záznam. Jabber uživatel je identifikován svou adresou, která se skládá takto jmeno@domenaserveru.tld. Tedy jak prosté, ve svém ID zároveň nesete identifikátor uživatele i serveru, kde lze dohledat váš záznam 1. Výhody Rychlost odezvy Stabilita programu - jednoduché rozhraní bez reklam, mnoho open-source programů Stabilita přenosu - není server, aplikována decentralizace Nevýhody Nebyly zjištěny 2.4 SKYPE Komunikace probíhá decentralizovaně přes různé počítače zapojené v síti Skype, centrální server pouze ověřuje veřejný klíč uživatele při přihlášení do sítě. Komunikace je šifrována šifrou AES o délce klíče 256 bitů, provozovatel služby však může toto bez ohlášení, třeba i adresně, změnit. Největším problémem je neveřejnost vlastního zdrojového kódu, díky čemuž neexistují rozumné alternativní klienti založení na jiném než oficiálním skype jádře. Skype je v současné době asi nejpoužívanější VoIP protokol, velmi funkční bohužel do jisté míry existuje omezení co se alternativních klientů a bezpečnostních děr týká 2. 1 KOVAL, F. Komunikační protokoly, jabber. [cit ] Dostupné z: < 2 KOVAL, F. Komunikační protokoly, skype. [cit ] Dostupné z: < 37

37 Výhody Spousta podporovaných funkcí Nevýhody Omezené množství alternativních klientů Bezpečnost Náročnost na připojení 2.5 Volba správného komunikačního protokolu a softwaru Z těchto pěti klientů byl zvolen Messenger od firmy Microsoft a to hlavně z důvodu absence nutnosti instalace programu druhé strany a celkové stability spojení. Proběhly testy i s programem ICQ, které poukázali na jeho nestabilitu. Neustále odpojování od serveru způsobovalo nemalé problémy. Tudíž bylo schváleno řešení s MSN Messengerem. Ze zkušeností mohu potvrdit, že za celou dobu používání (1rok) se nevyskytl žádný problém s nestabilitou a problémem se spojením. 3 Předpoklady realizace projektu V této kapitole bych rád nastínil základní předpoklady, podmínky a cíle čeho by mělo být dosáhnuto. Myšlenka tohoto projektu je vytvoření datové a komunikační infrastruktury ve firmě, která má dvě pobočky, a dosáhnout schopnosti jejich vzájemné komunikace prostřednictvím vybraných komunikačních protokolů. Navíc jako bonus pro zákazníky, zde musí být možnost připojit se tou nejjednodušší cestou, prostřednictvím sdílené bezdrátové sítě, do sítě Internet. Nové služby Hlavním důvodem zapojení poboček do sítě sítí je umožnění bezproblémové správy webových stránek a aktualizace jídelních lístků na nich a snížení finančních nároků na komunikaci mezi pobočkami a vedením. Bohužel jsem nebyl schopen předběžně odhadnout výši těchto úspor. S ničím podobným jsem se před tím nesetkal. V době před realizací jsem předpokládal cca 20% úsporu nákladů na volání. Jako úspěch jsem považoval, pokud by úspory za telefon pokryly náklady na provoz a zřízení internetových připojení, a to do roku od podpisu smlouvy s poskytovatelem připojení. 38

38 Vzhledem k neustále sílící konkurenci v oblasti služeb, potažmo pohostinství, je nutnost upoutat zákazníky něčím novým a neobvyklým v tomto segmentu. Dalo by se oponovat, že službu bezplatného přístupu na Internet již nabízí fast-foody typu McDonal s a KFC, ale to není přímá konkurence podniku, ve kterém se chystá tento projekt. Doufám, že by tato služba mohla přilákat sortu zákazníků využívající Internet, jako doplněk na svých obchodních schůzkách. Plánování investic Jelikož jsem se již před realizací informoval na infolince společnosti Telefónica/O2 o cenách, můj předběžný odhad byl cca kolem 3000Kč na jednu provozovnu, a to včetně instalačního materiálu. Předpokládal jsem bezproblémovou instalaci ADSL modemu s bezdrátovým směrovačem, nabízeného zmíněnou společností. Navíc díky probíhající akci byl za zvýhodněnou cenu a též aktivační poplatek byl snížen. Technologická omezení Jak bylo popsáno v kapitole o WIFI sítích, je mnoho způsobů, jak zabezpečit WIFI síť. Bohužel všechny vyžadují aktivní obsluhu. Vzhledem k absenci personálu znalého minima sítí, jsem musel vycházet z domněnky na nulový zásah správce sítě při přihlašování nového uživatele. Tzn. zakázání filtrování MAC adres, které zabrání přihlášení uživatele, jenž není na seznamu povolených MAC adres. Další způsob zabezpečení ve formě přidělování klíčů WPA nebo WEP nepřipadá v úvahu. I zde je totiž nutnost zásahu správce. Jediné co jsem předpokládal, byla aktivace překladače adres NAT a firewallu. 4 Situace před realizací projektu Provozovna č.1 se nazývá Restaurace Na mlýně (dále uváděná jen jako RNM) a je součástí komplexu Sportovního centra Na mlýně v ulici Za mlýnem 2 v Přerově. Hlavní část restaurace má rozlohu cca 150m 2. Plánované umístění bezdrátového přístupového bodu je za barem v blízkosti telefonní zásuvky, kde jsou centralizované kompletní ovládací elementy elektroinstalace, ozvučení a kasa. Provozovna č.2 se nazývá Hospůdka Na nádvoří (dále uváděná jen jako HNN) a nachází se ve dvorním traktu Nádvoří u Bukáčků na adrese Wilsonova 8, Přerov. Menší, a zároveň hlavní část restaurace, má rozměry cca 12x7m. Druhá část je letní zahrádka s téměř dvojnásobnou plochou. Plánované umístění bezdrátového 39

39 přístupového bodu bylo v prostoru nad barem, kde je stejně jako v RNM situováno ovládání elektroinstalace, ozvučení a kasa. 5 Navrhované řešení Vzhledem k, tou dobou, atraktivní cenové nabídce ADSL připojení bylo uvažováno použití této technologie v obou provozovnách. Jelikož jsem plánoval umístění zařízení v blízkosti počítačů, sloužících jako kasa a multimediální centrum zajišťující ozvučení prostorů, neměl by být problém s jejich zapojením do sítě. V RNM již byla přivedena telefonní linka a po otestování telefonního čísla na internetové adrese jsem dospěl ke zjištění, že místní smyčka je digitální a použití ADSL modemu je bezproblémové. Tudíž jsem s klidnou myslí objednal službu i zařízení. Ještě bych dodal, že majitel objektu provozuje vlastní distribuci internetu nájemníkům. Ta ovšem nepřipadala v úvahu, a to z důvodu neúměrné ceny, cca 700Kč měsíčně za rychlost 256kbps (download) a 128kbps (upload). Navíc ze dřívějších zkušeností s tímto způsobem, který provozovna používala rok před realizací tohoto projektu, vím, že připojení je značně nestabilní. HNN přinesla o poznání složitější situaci, a to díky absenci jakéhokoliv připojení na digitální telefonní síť. V úvahu byly brány tři možnosti. Bezdrátové připojení od místního poskytovatele Privatnet, ADSL za podmínky zavedení telefonní přípojky do objektu a jako poslední mobilní internet s obchodním názvem 4G od společnosti T- Mobile. Privatnet nabízel připojení bezdrátovou sítí, kde aktivační cena, zahrnující zařízení a aktivační poplatek činila cca 5000,-Kč, měsíční tarif za rychlost 512/256 kbps (download/upload) byl cca 600,-Kč. Tato varianta nebyla schopna realizace z důvodu špatné viditelnosti potencionální antény na vysílač poskytovatele, která byla zjištěna měřením provedeným techniky Privatnetu. Dalším důvodem bylo nedostatečné množství volných kanálů bezdrátových sítí, pracujících ve frekvenčním pásmu 2,4 GHz. V případě možné instalace by tato varianta byla nejvhodnější, z důvodu absence FUP ( Friend User Policy). 4G připojení od společnosti T-Mobile se, v tomto případě, ukázalo jako další možný způsob řešení připojení k Internetu. Díky probíhající akci bylo pořízení potřebného 40

40 modemu a aktivace cenově akceptovatelné, což platí i pro cenový tarif. Cenu tohoto balíčku tvořila aktivace za 1500,- Kč, UMTS modem za 1300,-Kč a půlroční tarif zdarma. Díky této cenové nabídce, by jsem nepřekročil finanční rozpočet určený pro připojení restaurace k Internetu. Toto řešení, díky komplikovanějšímu systému tvorby sítě a poplatkům za stahování většího objemu dat, ovšem nevyhovuje úplně požadavkům daným zřizovatelem. ADSL byla z hlediska realizace nejjednodušší varianta. Majitel objektu měl do objektu přivedenou telefonní linku a po domluvě s ním jsem objednal u provozovatele ADSL a telefonních služeb techniky, kteří by přivedli telefonní přípojku přímo do objektu. Současně byla objednána i služba. Předběžná kalkulace nákladů Jak již bylo napsáno, zařízení bylo pořízeno v době trvání zvýhodněné nabídky. Tudíž aktivace byla za 1Kč, cena jednoho ADSL bezdrátového směrovače cca 1200Kč, což do celkového předpokládaného rozpočtu vychází. Celkem tedy 2402Kč za obě provozovny. Nejsou započítány náklady na přivedení telefonní přípojky do HNN, jelikož majitel objektu přislíbil je uhradit. 41

41 6 Praktická realizace 6.1 Realizace projektu v Restauraci Na mlýně V RNM proběhlo vše podle očekávání. Během tří dnů od objednání služby dorazil balík obsahující bezdrátový ADSL směrovač D-LINK DSL-G684T s příslušenstvím. Byl objednán tarif O2 Internet ADSL Bylo nutné dokoupit jen 10m dlouhý UTP kabel pro zapojení počítače do modemu. Dodávaný kabel měl totiž délku jen 2m. Obr Nákres tažení kabelů. Žlutá ethernetový kabel, červená telefonní kabel, zelená umístění bezdrátového ADSL směrovače Zdroj : vlastní zpracování 42

42 6.1.1 Konfigurace bezdrátového ADSL směrovače v RNM Následovala konfigurace zařízení přes vestavěné webovské rozhraní. To podporuje prohlížeče Internet Explorer 6 a vyšší a Firefox 2 či Opera 9. Nutno podotknout, že správného zobrazování jsem se dočkal jen s prohlížečem Internet Explorer 7. Pro samotné připojení ADSL modemu do sítě bylo nutné nakonfigurovat správné přihlašovací údaje. Současně jsem aktivoval i překladač adres NAT společně s firewallem. Obr Konfigurace ADSL připojení Zdroj : vlastní zpracování 43

43 Dalším krokem nutným pro běh bezdrátové sítě, byla aktivace bezdrátového rozhraní, vytvoření SSID (název sítě), zvolení kanálu, který bude používán a upřednostnění způsobu šifrování. Jak si lze všimnout z obrázku, nebylo vybráno žádné šifrování, a to z důvodu popsaných předchozích kapitolách. Obr Nastavení SSID, používaného kanálu a způsobu šifrování Zdroj : vlastní zpracování 44

44 Jelikož bylo potřeba zajistit bezproblémového připojování do sítě, spustil jsem vestavěný DHCP server, který bude přidělovat IP adresy v rozsahu až Lze tedy odůvodnit maximální teoretický počet současně připojených uživatelů prostřednictvím bezdrátové sítě na 249 (4 adresy rezervované pro ethernetové rozhraní a jedna adresa pro samotný modem). Doba trvanlivosti přidělené IP adresy je 1 hodina. Obr Nastavení DHCP serveru Zdroj : vlastní zpracování Po těchto zásazích byl bezdrátový ADSL směrovač připraven fungovat. Vše ostatní bylo již přednastaveno. 45

45 6.1.2 Problémy vzniklé při realizaci Realizace v této provozovně se neodchýlila od původního návrhu. Jediná komplikace se vyskytla při zjišťování uživatelského jména a hesla potřebného pro připojení do sítě ADSL. Operátorka mě informovala, že přihlašovací údaje odeslala na , ale nedomyslela, že bez aktivního internetového připojení nejsem schopen si přečíst Výsledná měření Protože jsem chtěl být obeznámen s kvalitou zakoupené služby, provedl jsem tedy měření rychlosti prostřednictvím serveru V průběhu jednoho dne jsem zaznamenával dosahované rychlosti stahování (download), nahrávání (upload), odezvu (ping) a stabilitu připojení. Čas Tab Tabulka naměřených hodnot Download Upload Odezva Stabilita hod kbps kbps ms % 7: ,7 89,4 97 8: , : , ,2 10: ,94 89,3 95,1 11: ,1 96,2 12: ,07 96,25 13: ,04 96,3 14: ,01 96,35 15: ,98 96,4 16: ,95 96,45 17: ,92 96,5 18: ,89 96,55 19: ,86 96,6 20: ,83 96,65 21: ,8 96,7 22: ,77 96,75 23: ,74 96,8 Zdroj : vlastní zpracování 46

46 Graf Graf znázorňující odezvu a stabilitu připojení ADSL odezva v ms stabilita v % :00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Zdroj : vlastní zpracování Graf Graf znázorňující rychlosti uploadu a downloadu download v Kbps upload v Kbps 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Zdroj : vlastní zpracování Z naměřených údajů vyplývá, že zakoupená služba nedosahuje rychlostí daných poskytovatelem, na druhou stranu jsou všechny hodnoty velice stabilní téměř neměnné. Neukazují se žádné výpadky a je zřejmé pouze lehké zpomalení downloadu v době mezi 7:00-9:00 ráno a posléze kolem 15:00 a 20:00. Vysvětluji si to vytížením zaměstnanci firem, jelikož touto dobou přicházejí do práce a zjišťují všechny novinky na síti. 47

47 Co se týče osobních zkušeností, ADSL je velice použitelné do domácností i menších firem, kde si dokáži představit až 10 počítačů, fungujících v rámci jedné sítě (samozřejmě za předpokladu rychlejší linky). Linka dosahuje v průměru rychlosti 1720 kbps pro download a 85 kbps pro upload. Průměrná doba odezvy je 89 ms a stabilita 96%. 6.2 Realizace projektu v Hospůdce Na nádvoří O to, co byla realizace v RNM jednodušší, se ukázalo budování sítě v HNN složitější. Opět po třech dnech od objednávky dorazil balík s celou sadou obsahující bezdrátový směrovač. Další dva dny se čekalo na příjezd techniků, kteří by přivedli telefonní přípojku do provozovny. Zde se situace začala zhoršovat. Majitel objektu bezdůvodně odmítl financovat instalaci rozvodů telefonní linky do provozovny. Zřizovatel sítě, na základě těchto událostí, zase odmítl vkládat investice do cizího majetku. Toto rozhodnutí zcela pozměnilo přerod návrhu v realitu. Uchýlil jsem se tedy k alternativnímu řešení. Použití UMTS technologie v podání služby 4G společnosti T-mobile. Díky probíhající akci bylo pořízení potřebného modemu a aktivace cenově akceptovatelné, což platí i pro cenový tarif. Cenu tohoto balíčku tvořila aktivace za 1500,- Kč, UMTS modem za 1300,-Kč a půlroční tarif Internet Standart zdarma. Díky této cenové nabídce jsme nepřekročili finanční rozpočet určený pro připojení restaurace k Internetu. Toto řešení ovšem nevyhovuje úplně požadavkům daným zřizovatelem, nicméně v danou chvíli a za daných podmínek bylo jediné možné. Sice bylo zmíněno, že rozpočet nebyl překročen, což ale platí jen pro připojení k Internetu. Dalším prvkem potřebným k zbudování bezdrátové sítě je bezdrátový přístupový bod a nějaký řídící software. Ideálním řešením by byl přístupový bod s podporou USB, přes které by se zapojil 4G modem. Přístupový bod s modemem by spolu komunikovali takovým způsobem, jenž by dovoloval absenci použití počítače pro připojení k Internetu. Bohužel v době realizace nebylo obdobné zařízení k dispozici. Byl jsem tedy nucen objednat přístupový bod D-link DWL-G700AP jenž splňoval základní požadavky pro vytvoření bezdrátové sítě. Dále to byl software Kerio WinRoute. Tento program umožňuje počítači sdílet internetové připojení. Tuto funkci umožňují Windows XP, i bez externích programů (zadání hodnoty 1 do klíče IpRoutingEnable v registru), ale operační systém nedokáže zastoupit funkci DHCP serveru. od 48

48 Obr Umístění 4G modemu a bezdrátového přístupového bodu. Zelená umístění zařízení, červená ethernetový kabel Zdroj : vlastní zpracování 49

49 6.2.1 Konfigurace programu WinRoute V programu WinRoute bylo potřeba nastavit vytáčené připojení a zprovoznit DHCP server. Aby se zohlednila stabilita vytáčeného spojení, bylo nutné aktivovat volby trvalého připojení, tzn. připojení počítače k Internetu po startu operačního systému a obnovu připojení při případném výpadku. Samozřejmostí je zadání uživatelského jména a hesla. Informace o vytáčeném čísle si program převzal z vytvořeného profilu utilitkou dodávanou společně s modemem. Obr Nastavení vytáčeného spojení v programu Kerio Winroute Zdroj : vlastní zpracování 50

50 Na následujícím obrázku je znázorněna konfigurace DHCP serveru. Rozsah IP adres Výchozí brána je zde zároveň adresa počítače - serveru. Adresa serveru DNS musela být zjištěna z konfigurace počítače prostřednictvím příkazového řádku (příkaz c:\ipconfig all), protože program i přes nastavení forwardování DNS, nezvládl předat tuto informaci připojeným počítačům. Obr Nastavení DHCP serveru v programu Kerio Winroute Zdroj : vlastní zpracování Problémy vzniklé při realizaci Už na začátku se vyskytl problém, který odvrátil realizaci naprosto jiným směrem, než bylo plánováno. Na místo ADSL technologie musela být použita technologie UMTS. Jak již bylo popsáno, díky hardwarovým požadavkům 4G modemu musel být použit počítač jako hlavní operační člen a samostatný bezdrátový přístupový bod. Potíže přinesla i částečná nekompatibilita ovladačů modemu. Z neznámého důvodu nebyl program WinRoute schopen používat 4G modem. Z tohoto důvodu jsem zkusil programy (ovladače i WinRoute) odinstalovat a nainstalovat znovu. Zjistil jsem, že hraje roli, v jakém pořadí tyto programy nainstaluji. Ač se to zdá nelogické, první musí být nainstalován WinRoute a posléze ovladače modemu 51

51 6.2.3 Výsledná měření Stejně jako u předchozího systému, jsem zde provedl měření rychlosti, odezvy a stability připojení. V následující tabulce jsou uvedeny naměřené hodnoty a znázorněny v grafech. Čas Tab Tabulka naměřených hodnot Download Upload Odezva Stabilita hod Kbps Kbps ms % 7: : : : :00 156,5 109,5 302,5 77,5 12:00 165,6 111,9 300,1 77,3 13:00 174,7 114,3 297,7 77,1 14:00 183,8 116,7 295,3 76,9 15:00 192,9 119,1 292,9 76,7 16: ,5 290,5 76,5 17:00 211,1 123,9 288,1 76,3 18:00 220,2 126,3 285,7 76,1 19:00 229,3 128,7 283,3 75,9 20:00 238,4 131,1 280,9 75,7 21:00 247,5 133,5 278,5 75,5 22:00 256,6 135,9 276,1 75,3 23:00 265,7 138,3 273,7 75,1 Zdroj : vlastní zpracování 52

52 Graf Graf znázorňující odezvu a stabilitu připojení 4G odezva v ms stabilita v % :00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Zdroj : vlastní zpracování Graf Graf znázorňující rychlost downloadu a uploadu download v Kbps upload v Kbps :00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Zdroj : vlastní zpracování Průměrná hodnota downloadu 192kbps ani zdaleka nedosahuje udávané rychlosti připojení, jenž činí 512 kbps. Vysoká doba odezvy činí toto připojení vhodným pomocníkem pouze na cestování a vyřizování nejnutnějších ů. Ze zkušeností vím, že práce je takto velmi zdlouhavá a nepříjemná. Bohužel díky nemožnosti instalace jiného druhu připojení jiná volba nezbývá. 53

53 6.3 Zprovoznění komunikačních prostředků Jak vyplynulo z hodnocení nejvhodnějšího komunikačního prostředku, je použit Windows Live Messenger verze 8. Tento program je v nižší verzi 7 součástí operačního systému Windows XP. Vyšší verze je k dispozici zdarma na stránkách společnosti Microsoft, Ještě bych rád upřesnil důvod použití tohoto, v ČR méně známého, produktu. Je to i z obav, aby komunikační program nebyl zneužíván zaměstnanci k vyřizování osobních záležitostí. To by hrozilo při použití tolik rozšířeného produktu ICQ. Obr Náhled na rozhraní Windows Live Messenger Zdroj : vlastní zpracování Obr Náhled na okno chatu Zdroj : vlastní zpracování 54

54 Pro optimální funkci programu bylo nutné nastavit jeho automatické spouštění po startu a přihlášení. Obr Nastavení Windows Live Messengeru Zdroj : vlastní zpracování 55