Технические информационные средства постоянно совершенствуются, а производители стремятся вложить в них как можно больше комфорта для потребителя. В настоящее время практически все электронные устройства имеют как минимум один интерфейс для передачи данных. Благодаря этому их можно связать в общую локальную сеть внутри квартиры.

Рассмотрим краткий обзор ее возможностей и советы, которые облегчат работу домашнему мастеру по созданию проводных и беспроводных каналов связи, обеспечат надежную работу всех устройств домашней сети интернет.

Назначение домашней сети

Благами объединения различных электронных устройств в единую информационную систему мы с вами постоянно пользуемся, даже не замечая этого, когда:

• ищем информацию в сети интернет с электронных устройств;
• смотрим фильм или телепередачу на телевизоре через интернет;
• печатаем фотографии напрямую со смартфона на принтере;
• в отсутствии хозяина квартиры;
• анализируем происходящие в квартире события в реальном масштабе времени по IP-камерам;
• или выполняем другие операции.

Этот неполный перечень возможностей, которые предоставляет нам объединение различных устройств в единую сеть, можно значительно расширить.

Виды домашних сетей

На практике используются два вида обмена информацией по:

1. радиоканалу (беспроводное соединение);
2. специальному кабелю (проводной сети Ethernet).

Возможно использование обоих видов в единой сети, где одно оборудование работает без проводов, а другое - за счет подсоединения предназначенным для этих целей кабелем.

Каждый вид связи имеет свои достоинства и недостатки.

Беспроводное соединение

Для передачи информации по радиоканалам внутри дома используются технологии:

• Wi-Fi.

Они обладают различными возможностями.

Спецификация Bluetooth позволяет осуществлять беспроводную радиосвязь между портативными устройствами, поддерживающими этот вид связи.

В технологию передачи заложено использование радиоволн с непостоянной, быстроменяющейся частотой, которую знают только передатчик и приемник.

Этим обеспечивается как защита от помех, возникающих от работы нескольких близко расположенных устройств, так и безопасность передачи данных.

В домашних условиях Bluetooth применяется чаще всего для подключения к портативным устройствам гарнитуры, мышки или клавиатуры, реже принтеров, фотоаппаратов и другой совместимой техники.

Wi-Fi как альтернатива Ethernet

Беспроводное соединение Wi-Fi получает в последнее время все большее распространение благодаря отсутствию привязки к проводам.

Практически все современные девайсы имеют встроенное оборудование для использования беспроводных технологий.

Основные отличия по передаче данных посредством проводного Ethernet соединения с беспроводными радиоканалами Wi-Fi сведены в таблицу.

Как видно из таблицы, расстояния для передачи сигнала и скорости обмена данными по беспроводной технологии хуже. Но, величины обеих характеристик вполне достаточны для работы внутри помещения.

С точки зрения обеспечения безопасности передачи информации у беспроводного Wi-Fi также имеются проблемы. Однако защита домашней сети не всегда имеет первостепенное значение. Поэтому отдельные пользователи даже не вникают в этот вопрос либо по незнанию, либо просто считая, что им нечего защищать.

В целом же беспроводный Wi-Fi уступает по характеристикам проводному Ethernet, но его удобства и мобильность обеспечивают широкое применение среди бытовых электронных девайсов.

Проводное соединение

Этот метод требует больше затрат на приобретение дополнительного оборудования и прокладку кабеля в кабель-каналах, что влияет .

Следует учитывать, что провода, расположенные рядом с оборудованием, могут путаться друг с другом, создавать беспорядок, снижать безопасность эксплуатации.

Был, правда, придуман один оригинальный способ передачи информации. Он использует каналы бытовой электрической сети 220В за счет подключения к ней PLC-модема. Эта методика позволяет сэкономить средства на прокладке кабеля. Но по ряду причин она не стала развиваться.

Доступ к сети интернет в квартире, частном доме и офисе

В домашних и офисных сетях чаще всего применяется сетевое подключение по проводным каналам за счет технологии Ethernet. Провайдеры, (организации, занимающиеся доступом клиентов к сети интернет) обычно предоставляют свое оборудование (маршрутизатор или модем) абонентам для установки в помещениях.

Оно отличается по конструкции и может иметь:

• единственный порт (разъем для подключения кабеля) или несколько;
• техническую возможность передачи Wi-Fi либо быть без нее;
• дополнительные функции (подключение интернет-ТВ, и другие).

Благодаря этому оборудованию у нас в квартире работает интернет. Чтобы обеспечить к нему подключение по Wi-Fi, достаточно на принимающем электронном устройстве указать:

• сетевое имя;
• ключ (пароль) для доступа в свою сеть.

Оба этих параметра прописываются в модеме.

Для проводной сети чаще всего происходит автоматическое определение параметров оборудования и его подключение (для этого должен быть включен DHCP протокол). Однако в некоторых случаях может потребоваться их настройка.

Вообще, компьютерная локальная сеть не обязательно должна иметь доступ к интернет. Но, учитывая сравнительно дешевые тарифы на подключение и большие возможности расширения пользовательских функций за счет доступа к всемирной паутине в домашних условиях такие сети становятся редкостью.

Технология подключения к интернет от провайдера до абонента

Организация коммутируемого доступа (Dial-UP)

Это довольно «древний» метод подключения, работающий на телефонных сетях с устаревшими координатными АТС. Связь через интернет создается модемом, который дозванивается на станционное оборудование и коммутируется с ним.

Скорость соединения при подобном подключении сильно зависит от качества связи и возникающих помех. Она редко превышает 32-56 Кбит/сек. Сама телефонная линия при этом занята и не может быть использована для разговора.

ISDN (Integrated Services Digital Network)

Такая сеть позволяет одновременно передавать голос и цифровые данные.

В отличии от Dial-Up телефон не будет занят во время подключения к интернет, а его скорость будет на порядок выше.

PON (Passive optical network)

Производиться постепенная замена обычного кабеля на оптоволокно, которое, несмотря на повышенную стоимость, открывает совсем другие возможности.

Технология PON позволяет передавать данные с высокой скоростью от оборудования телекоммуникационной компании до абонента. Качество передаваемого сигнала по оптоволокну на порядок выше чем по обычному кабелю.

WiMAX

Вид беспроводной связи, способной передавать информацию на расстояния в несколько километров на высокой скорости. Предоставляется телекоммуникационными компаниями для доступа к сети интернет своим клиентам, посредством установки базовых станций и оконечного оборудования WiMAX. Эта технология набирает популярность.

Спутниковый интернет

Организация канала доступа через спутник требует:

1. установки специфического спутникового оборудования, настроенного на спутник - антенны «тарелки»;
2. регистрации у провайдера, предоставляющего доступ в интернет, через указанный спутник.

Стоит отметить, что имеется два варианта пользования сетью интернет через спутник:

1. ассиметричная организация канала связи;
2. симметричный канал.

Первый способ дешевле для пользователя. Исходящие запросы пакетов идут отдельным каналом. Это очень незначительный трафик и для него достаточно использовать мобильный интернет, оплачиваемый отдельно.

Прием же запрошенных данных осуществляется через спутниковый канал. Скорость приема и получаемый трафик со спутника получаются значительно выше, чем для исходящих пакетов.

Второй вариант намного дороже. Он предусматривает обмен входящего и исходящего трафика непосредственно через спутник. Неоспоримым преимуществом этого вида подключения является возможность организации доступа к интернет с любой точки земного шара, если используется необходимое оборудование.

Как правило, он используется при необходимости иметь доступ в интернет и отсутствию других вариантов его подключения.

Технология DOCSIS или соединение по ТВ кабелю

Подобный вид подключения используют некоторые операторы кабельного телевидения. Принцип работы такой схемы довольно прост. Кабель коаксиального типа, заведенный в квартиры к абонентам за счет делителя разветвляется на два выхода:

1. один канал работает непосредственно на телевизор;
2. второй выход соединяется через модем, использующий технологию DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications).

Этот модем и раздает затем интернет на принимающие электронные устройства. А в простейшем случае можно вообще использовать специальную компьютерную плату (ТВ-тюнер), поддерживающую эту технологию.

Такой способ не стал широко применяться из-за существенных недостатков:

• ширина канала сильно зависит от количества подключенных абонентов, пользующихся интернет соединением;
• невысокая скорость передачи информации.

Однако операторы кабельного телевидения могут использовать эту возможность для оказания дополнительных услуг своим клиентам.

Мобильный интернет

Главное достоинство этого способа - интернет всегда под рукой, но он ограничен пределами действующей сети оператора мобильной связи. Подключение реализуется через встроенный модем мобильного устройства (телефона, смартфона, коммуникатора, планшета) либо за счет работы отдельного USB-модема.

Мобильный интернет использует один из видов технологий:

• GPRS,
• EDGE,

Даже несмотря на низкую скорость передачи информации (GPRS - до 40 Кбит/с, EDGE - до 236 Кбит/сек, 3G - до 3,6 Мбит/сек, и лишь 4G - около 100 Мбит/сек) этот вид доступа в интернет пользуется популярностью.

Рассмотренный перечень способов передачи данных лучше всего отвечает интересам домашнего мастера по обеспечению связи через сеть интернет. Остальные методы больше подходят для офисных организаций.

Bluetooth или Wi-Fi Direct, MHL или Miracast - с помощью этой статьи вы подберете правильное соединение для каждого устройства. CHIP расскажет, какой тип передачи данных лучше выбрать в канкретной ситуации Многие задаются вопросами: как воспроизвести информацию со смартфона на экране телевизора, отправить музыку с планшета на беспроводные колонки и получить доступ к файлам с любого устройства. Существует множество стандартов для соединения телефонов, телевизоров, компьютеров и ресиверов, однако не всегда самый простой выбор оказывается лучшим. Отдельные протоколы, например Miracast, MHL и Wi-Fi Direct, уже присутствуют в некоторых устройствах, но об этом не всем известно. Зачастую они могут облегчить взаимодействие между аппаратами, а в будущем и заменить популярные сегодня способы соединения. Мы расскажем об основных и новейших методах проводной и беспроводной связи и разъясним, какое подключение лучше всего подходит для конкретных целей.

Беспроводная связь

Такие соединения значительно удобнее кабеля, но очень чувствительны к помехам и зачастую работают медленнее.

WLAN и WI-FI Direct

Wi-Fi всегда применяется там, где передача данных по кабелю нежелательна или невозможна (домашняя сеть, публичные хот-споты). Прежде всего, такое подключение необходимо для смартфонов и планшетов, чтобы, к примеру, загружать большие массивы данных из Интернета или получать доступ к файлам на других устройствах той же сети. Как правило, связью между Wi-Fi-гаджетами управляет маршрутизатор, а с помощью расширения Wi-Fi Direct аппараты можно объединить напрямую, как по Bluetooth (соединение Peer-to-Peer). Данный способ является непосредственным конкурентом Bluetooth и, благодаря технологии Miracast на базе Wi-Fi (см. далее), может частично заменить проводные соединения через порты HDMI и USB.

Bluetooth 4.0 и APTX

Из-за небольшой скорости передачи данных Bluetooth используется преимущественно для связи компьютера и периферийных устройств. Важную роль стандарт играет при передаче аудиосигналов. С его помощью можно, например, связать смартфон с гарнитурой, а в сфере домашних развлечений Bluetooth часто используется для потокового воспроизведения музыки с телефона на Bluetooth-колонках через ресивер или напрямую. Начиная с версии 4.0, этот протокол расходует значительно меньше электроэнергии, чем раньше. В сфере High-End, как правило, используются устройства с кодеком aptX, обрабатывающие сигнал максимально точно. В связи с появлением новых технологий Wi-Fi (см.выше)Bluetooth, возможно, канет в Лету.

Miracast

Когда-то компания Apple разработала протокол AirPlay для беспроводной передачи контента с iOS-устройств на телевизоры. Miracast должна стать открытой альтернативой этой технологии. Такие производители, как NVIDIA, Qualcomm, Samsung и LG, заявили о своей поддержке и уже выпустили на рынок первые гаджеты с Miracast, среди которых смартфоны Samsung Galaxy S III и Google Nexus 4. Сертифицированные по стандарту Miracast устройства должны поддерживать Wi-Fi Direct и передавать потоки фильмов с разрешением 1080p. Поскольку скорость передачи у данной технологии слишком мала для разрешения 4K, Miracast не может полноценно заменить интерфейс HDMI. Телевизоров с поддержкой Miracast на данный момент не существует.

NFC

NFC - это беспроводная технология, базирующаяся на чипах RFID и уже используемая во многих целях - например, для безналичной оплаты кредитными картами. Однако этот способ подходит только для простой передачи данных между двумя устройствами на очень коротком расстоянии. Поскольку Google внедрила в версию Android 4.0 NFC-функцию под названием Android Beam, данный протокол широко распространен в первую очередь на устройствах с этой ОС. Тип передаваемых данных не имеет большого значения, однако из-за низкой скорости технология NFC используется преимущественно для обмена файлами и сведениями небольшого объема. Так, можно перекидывать со смартфона на смартфон приложения, веб-ссылки, координаты Google Maps и контакты.

* Данные указаны для стандартных устройств

В современном мире практически не осталось электронных устройств не связанных между собой или глобальной сетью интернет. К сетям подключается все: от привычных нам мобильных телефонов до ядерных реакторов и космических аппаратов. Можно связать в общую сеть любое устройство в Вашем офисе или квартире если это будет иметь хоть малейший смысл. Хотите увидеть, чем занимается няня с ребенком в Ваше отсутствие? Пожалуйста. Или пару снимков неудачливых воришек на случай квартирной кражи? Тоже легко. Все зависит только от Вашей фантазии и финансовых возможностей.

Локальная вычислительная сеть - это компьютерная сеть, охватывающая относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, квартиру, офис или офисы компании и т.д.).
В зависимости от способа физического соединения можно выделить проводные (медные, оптические) и беспроводные сети. Не будем вдаваться в подробности различных технологий использующих эти типы физического соединения оконечных устройств. Для создания домашних и офисных сетей используются в основном технологии и беспроводной собрат .

Какой тип сети лучше подойдет для создания домашней сети, а какой лучше использовать для создания офисной сети? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте кратко рассмотрим преимущества и недостатки проводной и беспроводной сети.

Проводные локальные вычислительные сети

Структурированные кабельные сети/системы (СКС)

СКС представляет из себя унифицированную кабельную систему для передачи данных, голоса и видео данных в пределах локальной сети или сети предприятия. СКС позволяет объединить множество различных по своему функциональному назначению информационных систем и сервисов от различных производителей, с различными типами передающих сред.
Основой построения локальной сети и информационной инфраструктуры любой современной компании являются структурированные кабельные системы. Топология прокладки СКС позволяет при необходимости легко наращивать функциональность и размеры Вашей сети.

Плюсы

• Единая система для любого типа данных и приложений;
• Расширяемость, легкость переконфигурации;
• Документация на каждый узел системы;
• Гарантия на систему до 20 лет эксплуатации;
• Очень высокая надежность

Минусы

• Высокая стоимость проектирования и инсталляции

Простые (неструктурированные) кабельные сети

Представляют из себя обычные кабельные системы на основе витой пары проложенные в кабельных каналах. Для передачи данных и офисной телефонии используются разные кабельные системы. Часто представляют из себя очень печальное зрелище: провода запутаны, просто валяются на полу, под столами (доверьте монтаж локальной сети квалифицированным монтажникам).

Плюсы

• Низкая стоимость монтажа по сравнению с СКС;
• Сравнительно высокая скорость монтажа;
• Высокая надежность.

Минусы

• Небольшая гарантия на систему;
• Сложность расширения системы, дополнительные затраты на расширение.

Беспроводные локальные вычислительные сети Wi-Fi

Беспроводные локальные сети Wi-Fi позволят повысить мобильность сотрудников в офисных или производственных помещениях, избавиться от кучи проводов в офисе или дома, вдобавок исключив затраты на монтаж и обслуживание проводной сети.
Wi-Fi имеет смысл использовать в компаниях с небольшим количеством рабочих мест или при наличии большого количества беспроводных устройств (ноутбуков, нетбуков, коммуникаторов и т. д.). Чаще всего используются оба типа сетей одновременно: проводные сети и беспроводные сети Wi-Fi.

Плюсы

• Простота и скорость развертывания сети;
• Низкая стоимость развертывания;
• Отсутствие проводов на рабочем месте (хотя бы части проводов).

Минусы

• Скорость передачи делится между всеми устройствами Wi-Fi в пределах обслуживания их одной и той же точкой доступа. Это значит, что если точка доступа предоставляет скорость передачи данных 300 мбит/с и к ней будет одновременно подключено, например 5 ноутбуков, то скорость передачи данных для каждого ноутбука составит 300 / 5 = 60 мбит/с. А в реальности и того меньше, поскольку объем передаваемой служебной информации может достигать 30-40%. В итоге скорость передачи составляет около 36 мбит/с на устройство;
• Влияние окружающей среды (деревья, стены зданий);
• Сравнительно низкая надежность;
• Низкая устойчивость к взлому при неправильной настройке.

Минусы частично можно закрыть более качественным оборудованием и добавлением в состав беспроводной сети большего количества точек доступа Wi-Fi.

По моему мнению, в большинстве случаев, для бизнеса предпочтительно использовать структурированные кабельные системы (СКС) - они дадут Вам большую надежность, отличную пропускную способность и гарантию защиты от простоев. Беспроводные сети на предприятии следует использовать там, где этого требует специфика бизнеса, например, большие складские площади с небольшим количеством используемого компьютерного оборудования. В любом случае, необходимо тщательно взвесить все за и против перед началом проектирования локальной сети компании .

Для домашней сети из 2-3 ноутбуков, компьютера и пары любых гаджетов беспроводная сеть (Wi-Fi) будет идеальным вариантом. Не забывайте про настройку защиты точки доступа в целях предотвращения кражи Ваших личных данных и интернет трафика.

Челябинск

Введение………………………………………………………………. 3

Глава I. Проводные локальные сети………………………………….6

1.1 Виды и топологии локальных сетей……………………………...6

1.2 Технологии применяемые для построения проводных ЛС……..7

1.3 Устройства для создания локальных сетей……...………….…..11

1.4 Безопасность проводных локальных сетей……...………….…..15

Глава II. Беспроводные локальные сети….…………………………18 2.1 Основные свойства беспроводных локальных сетей…..... ……18

2.2 Топология беспроводных компьютерных сетей...……………...19

2.3 Устройства для создания беспроводных сетей…………………21

2.4 Метод доступа, используемый при беспроводной связи………23

2.4 Безопасность беспроводных сетей………..……...………….…..27

Заключение……………………………………………………………29

Список литературы…………………………………………………...31

Введение .

Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Размеры сетей варьируются в широких пределах – от пары соединенных между собой компьютеров, стоящих на соседних столах, до миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру (часть из них может находиться на космических объектах).

По широте охвата принято деление сетей на несколько категорий: локальные вычислительные сети – ЛВС или LAN (Local-Area Network), позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве.

Для локальных сетей, как правило, прокладывается специализированная кабельная система, и положение возможных точек подключения абонентов ограничено этой кабельной системой. Иногда в локальных сетях используют беспроводную связь (Wireless), но при этом возможности перемещения абонентов сильно ограничены. Локальные сети можно объединять в крупномасштабные образования:

CAN (Campus - Area Network ) - кампусная сеть, объединяющая локальные сети близко расположенных зданий;

MAN (Metropolitan-Area Network) - сеть городского масштаба;

WAN (Wide-Area Network) - широкомасштабная сеть;

GAN (Global-Area Network) - глобальная сеть.

Сетью сетей в наше время называют глобальную сеть – Интернет.

Для более крупных сетей устанавливаются специальные проводные и беспроводные линии связи или используется инфраструктура существующих публичных средств связи. В последнем случае абоненты компьютерной сети могут подключаться к сети в относительно произвольных точках, охваченных сетью телефонии или кабельного телевидения.

В сетях применяются различные сетевые технологии. Каждой технологии соответствуют свои типы оборудования.

Оборудование сетей подразделяется на активное – интерфейсные карты компьютеров, повторители, концентраторы и т.п. и пассивное – кабели, соединительные разъемы, коммутационные панели и т.п. Кроме того имеется вспомогательное оборудование – устройства бесперебойного питания, кондиционирования воздуха и аксессуары – монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы различного вида. С точки зрения физики, активное оборудование – это устройства, которым необходима подача энергии для генерации сигналов, пассивное оборудование подачи энергии не требует.

Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы (устройства), являющиеся источниками и/или потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети.

К конечным системам относят компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факс-машины, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов, средства голосовой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства.

К промежуточным системам относят концентраторы (повторители, мосты, коммутаторы), маршрутизаторы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющая их кабельная или беспроводная инфраструктура.

Действием, «полезным» для пользователя, является обмен информацией между конечными устройствами.

Для активного коммуникационного оборудования применимо понятие производительность, причем в двух различных аспектах. Кроме «валового» количества неструктурированной информации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), интересуются и скоростью обработки пакетов, кадров или ячеек. Естественно, при этом оговаривается и размер структур (пакетов, кадров, ячеек), для которого измеряется скорость обработки. В идеале производительность коммуникационного оборудования должна быть столь высокой, чтобы обеспечивать обработку информации, приходящейся на все интерфейсы (порты) на их полной скорости (wire speed).

Для организации обмена информацией должен быть разработан комплекс программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети. Поначалу разработчики и поставщики сетевых средств пытались идти каждый по своему пути, решая весь комплекс задач с помощью собственного набора протоколов, программ и аппаратуры. Однако решения различных поставщиков оказывались несовместимыми друг с другом, что оказывало массу неудобств для пользователей, которых по разным причинам не удовлетворял набор возможностей, предоставляемых только одним из поставщиков. По мере развития техники и расширения ассортимента предоставляемых сервисов назрела необходимость декомпозиции сетевых задач – разбивки их на несколько взаимосвязанных подзадач с определением правил взаимодействия между ними.

Разбивка задачи и стандартизация протоколов позволяет принимать участие в ее решении большому количеству сторон-разработчиков программных и аппаратных средств, изготовителей вспомогательного и коммуникационного оборудования, доносящих все эти плоды прогресса до конечного потребителя.

Глава I . Проводные локальные сети

1.1 T опология и виды локальных сетей.

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по собственному пути.

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. Существует три базовые топологии сети:

Шина (bus) - все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (Рисунок 1).

Рисунок 1. Сетевая топология шина

Звезда (star) - бывает двух основных видов:

1)Активная звезда - к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи. Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального - одному или нескольким периферийным.

2)Пассивная звезда. В настоящее время она распространена гораздо более широко, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в наиболее популярной сегодня сети Ethernet (о которой будет сказано далее). В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство - коммутатор или, как его еще называют, свитч (switch), который восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их непосредственно получателю.

Кольцо (ring) - компьютеры последовательно объединены в кольцо.

Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего.

На практике нередко используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые топологии.

Виды локальных сетей

Все современные локальные сети делятся на два вида:

1)Одноранговые локальные сети - сети, где все компьютеры равноправны: каждый из компьютеров может быть и сервером, и клиентом. Пользователь каждого из компьютеров сам решает, какие ресурсы будут предоставлены в общее пользование.

2)Локальные сети с централизованным управлением (серверные локальные сети). В локальных сетях с централизованным управлением сервер обеспечивает взаимодействия между рабочими станциями, выполняет функции хранения данных общего пользования, организует доступ к этим данным и их передачу.

1.2 Технологии, применяемые для построения локальных сетей.

Существует большое количество технологий: Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM, UltraNet и другие. Мы начнем рассмотрение с самой широко распространенной технологии:

Ethernet.

Эта технология была разработана в 1973 году исследовательским центром в Пало-Альто. Ethernet представляет архитектуру сетей с разделяемой средой и широковещательной передачей, т. е. сетевой пакет посылается сразу на все узлы сегмента сети. Поэтому для приема адаптер должен принимать все сигналы, а уже потом отбрасывать ненужные, если они предназначались не ему. Перед началом передачи данных адаптер прослушивает сеть. Если в данный момент сеть кем-то используется, то адаптер задерживает передачу и продолжает прослушивание. В Ethernet может произойти ситуация, когда два сетевых адаптера, обнаружив «тишину» в сети, начинают одновременно передавать данные. В этом случае происходит сбой, и адаптеры начинают передачу заново через небольшой случайный промежуток времени.

На сегодняшний день Ethernet обеспечивает три скорости передачи данных - 10 Мбит/c, 100 Мбит/с (Fast Ethernet) и 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet). Существует еще 1Base5 Ethernet (1 Мбит/с), но он практически не применяется.

Скорость передачи - 100 Мбит/с.

Топология - кольцо или гибридная (на основе звездообразных топологий).

Максимальное количество станций - 1000, максимальное расстояние - 45 км.

Высокая надежность, пропускная способность и допустимые расстояния, с одной стороны, и высокая стоимость оборудования, с другой, ограничивают область применения FDDI соединением фрагментов локальных сетей, построенных по более дешевым технологиям.

Технология, основанная на принципах FDDI, но с применением в качестве среды передачи медной витой пары, называется CDDI. Хотя стоимость построения сети CDDI ниже, чем FDDI, теряется очень существенное преимущество - большие допустимые расстояния.

Token Ring

Token Ring (маркерное кольцо) - архитектура сетей с кольцевой логической топологией и методом доступа с передачей маркера.

В 1970 году эта технология была разработана компанией IBM, а после стала основой стандарта IEEE 802.5. Когда используется этот стандарт, данные (логически) всегда передаются последовательно от станции к станции по кольцу, хотя физическая реализация этого стандарта не «кольцо», а «звезда».

При использовании Token Ring в сети постоянно циркулирует пакет (по кольцу), называемый маркером. При приеме пакета станция может удерживать его в течение некоторого времени или передать далее.

В центре «звезды» находится MAU - хаб с портами подключения каждого узла. Для подключения используются специальные разъемы, чтобы обеспечить замкнутость кольца Token Ring даже при отключении узла от сети.

Среда передачи - экранированная или неэкранированная витая пара.

Стандартная скорость передачи - 4 Мбит/с, хотя существуют реализации 16 Мбит/с.

Существует несколько вариантов разводки сетей на основе Token Ring. Облегченный вариант обеспечивает подключение до 96 станций к 12 хабам с максимальным удалением от хаба - 45 м. Стационарная разводка обеспечивает подключение до 260 станций и 33 хабов с максимальным расстоянием между устройствами до 100 м, но при использовании оптоволоконных кабелей расстояние увеличивается до 1 км.

Основное преимущество Token Ring - заведомо ограниченное время обслуживания узла (в отличие от Ethernet), обусловленное детерминированным методом доступа и возможностью управления приоритетом.

ATM (Asynchronous Transfer Mode) - технология, обеспечивающая передачу цифровых, голосовых и мультимедийных данных по одним и тем же линиям. Изначальная скорость передачи была 155 Мбит/с, потом 662 Мбит/с и до 2,488 Гбит/с. ATM используется как в локальных, так и в глобальных сетях.

В отличие от традиционных технологий, применяемых в локальных сетях, АТМ - технология с установлением соединения. То есть, перед сеансом передачи устанавливается виртуальный канал «отправитель–получатель», который не может использоваться другими станциями. В традиционных же технологиях соединение не устанавливается, а в среду передачи помещаются пакеты с указанным адресом. Несколько виртуальных каналов АТМ могут одновременно сосуществовать в одном физическом канале.

ATM имеет следующие особенности:

Обеспечение параллельной передачи.

Работа всегда на определенной скорости (фиксируется пропускная способность виртуального канала).

Использование пакетов фиксированной длины (53 байта).

Маршрутизация и коррекция ошибок на аппаратном уровне.

В качестве недостатка можно указать очень высокую стоимость оборудования.

UltraNet

UltraNet была специально создана и используется при работе с суперкомпьютерами.

Технология представляет собой аппаратно-программный комплекс, способный обеспечить скорость обмена информацией между устройствами, подключенными к нему, до 1 Гбит/с и использует топологию «звезда» с концентратором в центральной точке сети.

UltraNet отличается достаточно сложной физической реализацией и высокой стоимостью оборудования. Элементами сети UltraNet являются сетевые процессоры и канальные адаптеры. Также в состав сети могут входить мосты и роутеры для соединения ее с сетями, построенными по другим технологиям (Ethernet, Token Ring).

В качестве среды передачи могут использоваться коаксиальный кабель и оптоволокно. Хосты, подключаемые к UltraNet, могут находиться друг от друга на расстоянии до 30 км. Возможны также соединения и на большие расстояния путем подключения через высокоскоростные каналы WAN.

Сетевые протоколы

Сетевой протокол - набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами.

Протокол TCP/IP - это два протокола нижнего уровня, являющиеся основой связи в сети Интернет. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) разбивает передаваемую информацию на порции и нумерует все порции. С помощью протокола IP (Internet Protocol) все части передаются получателю. Далее с помощью протокола TCP проверяется, все ли части получены. При получении всех порций TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

Наиболее известные протоколы, используемые в сети Интернет:

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) - это протокол передачи гипертекста. Протокол HTTP используется при пересылке Web-страниц с одного компьютера на другой.

FTP (File Transfer Protocol)- это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.

POP (Post Office Protocol) - это стандартный протокол почтового соединения. Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.

TELNET - это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Интернет, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и т. д. На практике возможности лимитируются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.

DTN - протокол дальней космической связи, предназначенный для обеспечения сверхдальней космической связи.

1.3 Устройства для создания локальных сетей.

Так уж получилось, что сетевое оборудование всегда держалось особняком. Другие комплектующие (из числа тех, что не входят в обязательный набор системного блока) можно покупать по отдельности, без каких-то можно легко обойтись. Но с сетевыми устройствами – картина совершенно иная, необходимо приобретать все в совокупности.

Сетевая плата.

Сетевая плата, также известная как сетевая карта, сетевой адаптер NIC (англ. network interface controller) - периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.

По конструктивной реализации сетевые платы делятся на:

Внутренние - отдельные платы, вставляющиеся в PCI, ISA или PCI-E слот;

Внешние, подключающиеся через USB или PCMCIA интерфейс, преимущественно использовавшиеся в ноутбуках;

Встроенные в материнскую плату.

На 10-мегабитных сетевых платах для подключения к локальной сети используются 3 типа разъёмов:

8P8C для витой пары;

BNC-коннектор для тонкого коаксиального кабеля;

15-контактный разъём трансивера для толстого коаксиального кабеля.

Эти разъёмы могут присутствовать в разных комбинациях, иногда даже все три сразу, но в любой данный момент работает только один из них.

На 100-мегабитных платах устанавливают только разъём для витой пары.

Рядом с разъёмом для витой пары устанавливают один или несколько информационных светодиодов, сообщающих о наличии подключения и передаче информации.

Кабель.

Очевидно, чтобы соединять различные устройства в проводной сети, необходимы кабели. Естественно, не каждый кабель можно использовать для соединения сетевых устройств. Поэтому во всех сетевых стандартах определены необходимые условия и характеристики используемого кабеля, такие как полоса пропускания, волновое сопротивление (импеданс), удельное затухание сигнала, помехозащищенность и другие. Существуют два принципиально разных вида сетевых кабелей: медные и оптоволоконные. Кабели на основе медных проводов, в свою очередь, делятся на коаксиальные и некоаксиальные. Обычно используемая витая пара (RG-45) формально не относится к коаксиальным проводам, но многие характеристики присущие коаксиальным проводам, применимы и к ней.

Коаксиальный кабель представляет собой центральный проводник, окруженный слоем диэлектрика (изолятора) и экраном из металлической оплетки, выполняющим также роль второго контакта в кабеле. Для повышения помехоустойчивости иногда поверх металлической оплетки помещают тонкий слой алюминиевой фольги. В лучших коаксиальных кабелях используют для изготовления серебро и даже золото. В локальных сетях применяются кабели с сопротивлением 50 Ом (RG-11, RG-58) и 93 Ом (RG-62). Главный недостаток коаксиальных кабелей - их пропускная способность, которая не превышает 10 Мбит/с, что в современных сетях считается недостаточным.

Витая пара представляет собой несколько (обычно 8) пар скрученных проводников. Скручивание применяется для уменьшения помех как самой пары, так и внешних, влияющих на нее. У скрученной определенным образом пары появляется такая характеристика, как волновое сопротивление. Витая пара бывает нескольких типов: неэкранированная витая пара - UTP (Unscreened Twisted Pair), фольгированная - FTP (foiled), фольгированная экранированная - FBTP (foiled braided) и защищенная - STP (shielded).Защищенная пара отличается от остальных наличием индивидуального экрана для каждой пары. Витые пары делятся на категории по частотным свойствам. В зависимости от того, где прокладывается провод и каково его дальнейшее использование, следует выбирать одножильную или многожильную витую пару. Одножильная пара дешевле, но она наиболее хрупкая.

Оптоволоконный кабель состоит из одного или нескольких волокон, заключенных в оболочки, и бывает двух типов: одномодовый и многомодовый. Их различие в том, как свет распространяется в волокне - в одномодовом кабеле все лучи (посланные в один момент времени) проходят одинаковое расстояние и достигают приемника одновременно, а в многомодовом сигнал может «размазаться». Зато они намного дешевле одномодовых.

Плюсы оптоволоконного кабеля относительно медного - это нечувствительность первого к электромагнитным помехам, большая скорость передачи данных за счет гораздо большей полосы пропускания (оптические частоты гораздо выше, чем частоты электромагнитных волн в проводнике) и сложность в перехвате информации. Проще перехватить электромагнитное излучение, чем оптическое, хотя и оптика не является панацеей. Но с другой стороны, по этой же причине можно легко соединять и монтировать медные провода (если длины кабелей не близки к критическим), а для монтажа оптоволоконного кабеля необходимо специальное оборудование, так как необходимо точное совмещение осей светопроводящего материала - волокон и коннекторов.

Сеть Fast Ethernet, построенная по технологии «звезда», подразумевает не непосредственное подключение нескольких компьютеров друг к другу по «общей шине», как это было в «коаксиальных» сетях, а их подключение к общему распределительному устройству – концентратору.

Эти устройства бывают нескольких видов. Самые простые из них – хабы
(hubs), которые способны только соединять в «пучок» компьютеры одного из сетевых сегментов, усиливая сигналы каждого из них и передавая их на все остальные подключенные к хабу станции. Хаб подходит для устройства небольших сетей, состоящих из нескольких компьютеров – или сегментов больших сетей.

Главная характеристика хаба – вид и количество портов. Самые дешевые модели снабжены 5 или 8 портами – и именно такие устройства стоит выбирать для создания небольшой сети в пределах одного этажа. Более мощные устройства поддерживают уже 16 и более портов, однако стоят они значительно дороже.

Большинство современных хабов выпускается для работы с сетью на витой паре. Помимо хабов существуют более сложные и интеллектуальные устройства свитчи (switch) , или коммутаторы. В отличие от хабов, свитч способен не просто отправлять входящий сигнал на все порты сразу, но и самостоятельно сортировать сетевую информацию. В локальной сети свитч – это почтовое отделение: он определяет, какому именно компьютеру адресован тот или иной пакет и доставляет его точно по назначению.

Маршрутизатор (роутер)

Маршрутизатор - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня между различными сегментами сети. Обычно маршрутизатор использует адрес получателя, указанный в пакетах данных, и определяет по таблице маршрутизации путь, по которому следует передать данные. Если в таблице маршрутизации для адреса нет описанного маршрута, пакет отбрасывается. .

1.4 Безопасность проводных локальных сетей

Переход от работы на персональных компьютерах к работе в сети усложняет защиту информации по следующим причинам:

Большое число пользователей в сети и их переменный состав. Защита на уровне имени и пароля пользователя недостаточна для предотвращения входа в сеть посторонних лиц;

Значительная протяженность сети и наличие многих потенциальных каналов проникновения в сеть;

Недостатки в аппаратном и программном обеспечении, которые зачастую обнаруживаются не на предпродажном этапе, называемом бета- тестированием, а в процессе эксплуатации. В том числе неидеальны встроенные средства защиты информации даже в таких известных и сетевых ОС, как Windows NT или NetWare.

Остроту проблемы, связанной с большой протяженностью сети для одного из ее сегментов на коаксиальном кабеле, иллюстрирует Рисунок 2. В сети имеется много физических мест и каналов несанкционированного доступа к информации в сети. Каждое устройство в сети является потенциальным источником электромагнитного излучения (за исключением оптоволокна) из-за того, что соответствующие поля, особенно на высоких частотах, экранированы неидеально. Система заземления вместе с кабельной системой и сетью электропитания может служить каналом доступа к информации в сети, в том числе на участках, находящихся вне зоны контролируемого доступа и потому особенно уязвимых. Кроме электромагнитного излучения, потенциальную угрозу представляет бесконтактное электромагнитное воздействие на кабельную систему. Безусловно, в случае использования проводных соединений типа коаксиальных кабелей или витых пар возможно и непосредственное физическое подключение к кабельной системе. Если пароли для входа в сеть стали известны или подобраны, становится возможным несанкционированный вход в сеть с файл-сервера или с одной из рабочих станций. Наконец возможна утечка информации по каналам, находящимся вне сети:

Хранилище носителей информации,

Элементы строительных конструкций и окна помещений, которые образуют каналы утечки конфиденциальной информации за счет так называемого микрофонного эффекта,

Телефонные, радио-, а также иные проводные и беспроводные каналы (в том числе каналы мобильной связи).

Рисунок 2. Места и каналы возможного несанкционированного доступа к информации в компьютерной сети

Любые дополнительные соединения с другими сегментами или подключение к Интернет порождают новые проблемы. Атаки на локальную сеть через подключение к Интернету для того, чтобы получить доступ к конфиденциальной информации, в последнее время получили широкое распространение, что связано с недостатками встроенной системы защиты. Сетевые атаки через Интернет могут быть классифицированы следующим образом:

Сниффер пакетов (sniffer – в данном случае в смысле фильтрация) – прикладная программа, которая использует сетевую карту, работающую в режиме promiscuous (не делающий различия) mode (в этом режиме все пакеты, полученные по физическим каналам, сетевой адаптер отправляет приложению для обработки).

IP-спуфинг (spoof – обман, мистификация) – происходит, когда хакер, находящийся внутри корпорации или вне ее, выдает себя за санкционированного пользователя.

Отказ в обслуживании (Denial of Service – DoS). Атака DoS делает сеть недоступной для обычного использования за счет превышения допустимых пределов функционирования сети, операционной системы или приложения.

Парольные атаки–попытка подбора пароля легального пользователя для входа в сеть.

Атаки типа Man-in-the-Middle – непосредственный доступ к пакетам, передаваемым по сети.

Атаки на уровне приложений.

Сетевая разведка – сбор информации о сети с помощью общедоступных данных и приложений.

Злоупотребление доверием внутри сети.

Несанкционированный доступ, который не может считаться отдельным типом атаки, так как большинство сетевых атак проводятся ради получения несанкционированного доступа.

Вирусы и приложения типа "троянский конь".

Глава II . Беспроводные локальные сети.

2.1 Основные свойства

Беспроводные сети передачи данных (БСПД) позволяют объединить в единую информационную систему разрозненные локальные сети и компьютеры для обеспечения доступа всех пользователей этих сетей к единым информационным ресурсам без прокладки дополнительных проводных линий связи.
БСПД обычно создаются в тех случаях, когда прокладка кабельной системы затруднена или экономически нецелесообразна. Примером могут служить предприятия, имеющие распределенную структуру (складские помещения, отдельные цеха, карьеры и пр.), наличие естественных преград при построении кабельных систем (рек, озер и т.д.), предприятия, арендующие офисы на небольшой срок, выставочные комплексы и гостиницы, предоставляющие доступ в Интернет для своих клиентов. Беспроводные локальные сети уменьшают затраты на планирование и подготовку рабочего пространства, обновление оборудования и периферии, обеспечивая при этом небольшой радиус мобильности пользователям ноутбуков и PDA.

Наиболее популярные схемы беспроводных сетей:

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity - «беспроводная точность») - стандарт на оборудование Wireless LAN. Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определённых условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi. Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа.

WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) - телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Основана на стандарте IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN.

WiMAX подходит для решения следующих задач:

Соединения точек доступа Wi-Fi друг с другом и другими сегментами Интернета.

Обеспечения беспроводного широкополосного доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.

Предоставления высокоскоростных сервисов передачи данных и телекоммуникационных услуг.

Создания точек доступа, не привязанных к географическому положению.

WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в масштабах целых городов.

Bluetooth

Bluetooth - производственная спецификация беспроводных персональных сетей (англ. Wireless personal area network, WPAN), обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 10-100 метров друг от друга (дальность очень сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

2.2 Топология беспроводных компьютерных сетей

Существует два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей - работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т.п.) и соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети).

Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети - Ad-hoc и клиент/сервер. Режим Ad-hoc (иначе называемый называемый "точка-точка") - это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент/сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций. Поскольку в большинстве сетей необходимо обеспечить доступ к файловым серверам, принтерам и другим устройствам, подключенным к проводной локальной сети, чаще всего используется режим клиент/сервер. Без подключения дополнительной антенны устойчивая связь для оборудования IEEE 802.11b достигается в среднем на следующих расстояниях: открытое пространство - 500 м, комната, разделенная перегородками из неметаллического материала, - 100 м, офис из нескольких комнат - 30 м. Следует иметь в виду, что через стены с большим содержанием металлической арматуры (в железобетонных зданиях таковыми являются несущие стены) радиоволны диапазона 2,4 ГГц иногда могут вообще не проходить, поэтому в комнатах, разделенных подобной стеной, придется ставить свои точки доступа. Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн - до 50 км). Причем в качестве подобного оборудования могут выступать и устройства Wi-Fi, нужно лишь добавить к ним специальные антенны (конечно, если это допускается конструкцией). Комплексы для объединения локальных сетей по топологии делятся на "точку-точку" и "звезду". При топологии "точка-точка" (режим Ad-hoc в IEEE 802.11) организуется радиомост между двумя удаленными сегментами сети. При топологии "звезда" одна из станций является центральной и взаимодействует с другими удаленными станциями. При этом центральная станция имеет всенаправленную антенну, а другие удаленные станции - однонаправленные антенны. Применение всенаправленной антенны в центральной станции ограничивает дальность связи дистанцией примерно 7 км. Поэтому, если требуется соединить между собой сегменты локальной сети, удаленные друг от друга на расстояние более 7 км, приходится соединять их по принципу "точка-точка". При этом организуется беспроводная сеть с кольцевой или иной, более сложной топологией .

2.3 Устройства для создания беспроводных компьютерных сетей.

Большинство адаптеров для беспроводных компьютерных сетей сейчас выпускается в формате карт PC Card Type II, предусматривающем установку устройства в ноутбук, хотя существуют и модели адаптеров для установки в слоты PCI или ISA, но их значительно меньше. Поэтому, увы, для установки беспроводного сетевого адаптера в настольный персональный компьютер приходится еще и приобретать дополнительный переходник, вставляемый в слот PCI. Относительно недавно начат выпуск сетевых адаптеров Wi-Fi, выполненных в виде плат стандарта CompactFlash. Такие устройства предназначены для карманных компьютеров, работающих под операционной системой Windows CE (Pocket PC). Существуют и сетевые адаптеры Wi-Fi, выполненные в виде отдельных устройств с интерфейсом USB.

Современной тенденцией является использование в сетевых адаптерах внутренних антенн. В точках доступа для повышения дальности связи чаще используются внешние антенны. В некоторых моделях точек доступа качестве приемопередатчика используется тот же сетевой адаптер, что и в клиентских станциях, причем в точке доступа его так же просто заменять, как и в клиентской станции. Такое техническое решение ограничивает дальность связи (а большая дальность для квартиры или маленького офиса может оказаться излишней), и причина, побудившая инженеров пойти на такой шаг, не совсем понятна. Возможно, они считали, что так будет проще модернизировать точку доступа, если в стандарт беспроводных сетей будут внесены какие-либо изменения на физическом уровне.

Рисунок 3 сетевой адаптер 3Com AirConnect

Типичным случаем является объединение в одном устройстве точки доступа и маршрутизатора. Точка доступа может также включать в себя и некоторые другие устройства, например модем. Для небольшого офиса очень удобно использовать точку доступа, объединенную с принт-сервером. К ней можно подключить самый обычный принтер, превратив его тем самым в сетевой.

Управление точкой доступа в современных беспроводных сетях, как правило, осуществляется по протоколу TCP/IP через обычный Интернет-браузер.

Ясно, что клиентские станции стоят пока значительно дороже, чем простые сетевые карты Ethernet. Но ведь важна не стоимость клиентских устройств как таковых, а общая стоимость системы, а также ее установки и обслуживания. И вот тут мы сталкиваемся с новой ситуацией: разница между стоимостью комплекта оборудования для проводной сети Ethernet (с учетом затрат на покупку кабеля) и стоимостью комплекта оборудования IEEE 802.11b сопоставима по порядку величины со стоимостью прокладки кабеля. И если тенденция снижения цен на беспроводное сетевое оборудование сохранится (при том, что стоимость прокладки кабеля значительно зависит от стоимости труда, которая в нашей стране сейчас растет), то уже в ближайшем будущем может оказаться что в ряде случаев экономически выгоднее развернуть беспроводную локальную сеть, чем возиться с прокладкой кабелей .

2.4 Метод доступа, используемый при беспроводной связи.

Стандарт IEEE 802.11 для беспроводного доступа

Комитет по стандартам IEEE 802 сформировал рабочую группу по стандартам для беспроводных локальных сетей 802.11 в 1990 году. Эта группа занялась разработкой всеобщего стандарта для радиооборудования и сетей, работающих на частоте 2,4 ГГц, со скоростями доступа 1 и 2 Mbps (Megabits-per-second). Работы по созданию стандарта были завершены через 7 лет, и в июне 1997 года была ратифицирована первая спецификация 802.11. Стандарт IEEE 802.11 являлся первым стандартом для продуктов WLAN от независимой международной организации, разрабатывающей большинство стандартов для проводных сетей. Однако к тому времени заложенная первоначально скорость передачи данных в беспроводной сети уже не удовлетворяла потребностям пользователей. Для того, чтобы сделать технологию Wireless LAN популярной, дешёвой, а главное, удовлетворяющей современным жёстким требованиям бизнес-приложений, разработчики были вынуждены создать новый стандарт.

В сентябре 1999 года IEEE ратифицировал расширение предыдущего стандарта. Названное IEEE 802.11b (также известное, как 802.11 High rate), оно определяет стандарт для продуктов беспроводных сетей, которые работают на скорости 11 Mbps (подобно Ethernet), что позволяет успешно применять эти устройства в крупных организациях. Совместимость продуктов различных производителей гарантируется независимой организацией, которая называется Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Эта организация была создана лидерами индустрии беспроводной связи в 1999 году. В настоящее время членами WECA являются более 80 компаний, в том числе такие известные производители, как Cisco , Lucent , 3Com , IBM , Intel, Apple, Compaq, Dell , Fujitsu , Siemens , Sony , AMD и пр.

Стандарт IEEE 802.11 и его расширение 802.11b

Как и все стандарты IEEE 802, 802.11 работает на нижних двух уровнях модели ISO/OSI, физическом уровне и канальном уровне (Рисунок 3). Любое сетевое приложение, сетевая операционная система, или протокол (например, TCP/IP), будут так же хорошо работать в сети 802.11, как и в сети Ethernet.

Рисунок 3. Уровни модели ISO/OSI и их соответствие стандарту 802.11.

Основная архитектура, особенности и службы 802.11b определяются в первоначальном стандарте 802.11. Спецификация 802.11b затрагивает только физический уровень, добавляя лишь более высокие скорости доступа.

Режимы работы 802.11

802.11 определяет два типа оборудования – клиент, который обычно представляет собой компьютер, укомплектованный беспроводной сетевой интерфейсной картой (Network Interface Card, NIC), и точку доступа (Access point, AP), которая выполняет роль моста между беспроводной и проводной сетями. Точка доступа обычно содержит в себе приёмопередатчик, интерфейс проводной сети (802.3), а также программное обеспечение, занимающееся обработкой данных. В качестве беспроводной станции может выступать ISA, PCI или PC Card сетевая карта в стандарте 802.11, либо встроенные решения, например, телефонная гарнитура. 802.11.

Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети – режим "Ad-hoc" и клиент/сервер (или режим инфраструктуры – infrastructure mode). В режиме клиент/сервер беспроводная сеть состоит из как минимум одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных оконечных станций. Такая конфигурация носит название базового набора служб (Basic Service Set, BSS). Два или более BSS, образующих единую подсеть, формируют расширенный набор служб (Extended Service Set, ESS). Так как большинству беспроводных станций требуется получать доступ к файловым серверам, принтерам, Интернет, доступным в проводной локальной сети, они будут работать в режиме клиент/сервер.

Режим "Ad-hoc" (также называемый точка-точка, или независимый базовый набор служб, IBSS) – это простая сеть, в которой связь между многочисленными станциями устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. Такой режим полезен в том случае, если инфраструктура беспроводной сети не сформирована (например, отель, выставочный зал, аэропорт), либо по каким-то причинам не может быть сформирована.

Рисунок 4. Архитектура сети "Ad-hoc".

Физический уровень 802.11

Канальный (Data Link) уровень 802.11

Канальный уровень 802.11 состоит из двух подуровней: управления логической связью (Logical Link Control, LLC) и управления доступом к носителю (Media Access Control, MAC). 802.11 использует LLC и 48-битовую адресацию, что и другие сети 802, что позволяет легко объединять беспроводные и проводные сети, однако MAC уровень имеет кардинальные отличия.

MAC уровень 802.11 поддерживает множество пользователей на общем носителе, когда пользователь проверяет носитель перед доступом к нему. Для Ethernet сетей 802.3 используется протокол Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), который определяет, как станции Ethernet получают доступ к проводной линии, и как они обнаруживают и обрабатывают коллизии, возникающие в том случае, если несколько устройств пытаются одновременно установить связь по сети.

CSMA/CA работает следующим образом. Станция, желающая передавать, тестирует канал, и если не обнаружено активности, станция ожидает в течение некоторого случайного промежутка времени, а затем передаёт, если среда передачи данных всё ещё свободна. Если пакет приходит целым, принимающая станция посылает пакет ACK, по приёме которого отправителем завершается процесс передачи. Если передающая станция не получила пакет ACK, в силу того, что не был получен пакет данных, или пришёл повреждённый ACK, делается предположение, что произошла коллизия, и пакет данных передаётся снова через случайный промежуток времени.

Для определения того, является ли канал свободным, используется алгоритм оценки чистоты канала (Channel Clearance Algorithm, CCA). Его суть заключается в измерении энергии сигнала на антенне и определения мощности принятого сигнала (RSSI). Если мощность принятого сигнала ниже определённого порога, то канал объявляется свободным, и MAC уровень получает статус CTS. Если мощность выше порогового значения, передача данных задерживается в соответствии с правилами протокола. Стандарт предоставляет ещё одну возможность определения незанятости канала, которая может использоваться либо отдельно, либо вместе с измерением RSSI – метод проверки несущей. Этот метод является более выборочным, так как с его помощью производится проверка на тот же тип несущей, что и по спецификации 802.11. Наилучший метод для использования зависит от того, каков уровень помех в рабочей области.

Таким образом, CSMA/CA предоставляет способ разделения доступа по радиоканалу. Механизм явного подтверждения эффективно решает проблемы помех. Однако он добавляет некоторые дополнительные накладные расходы, которых нет в 802.3, поэтому сети 802.11 будут всегда работать медленнее, чем эквивалентные им Ethernet локальные сети .

Подключение к сети

MAC уровень 802.11 несёт ответственность за то, каким образом клиент подключается к точке доступа. Когда клиент 802.11 попадает в зону действия одной или нескольких точек доступа, он на основе мощности сигнала и наблюдаемого значения количества ошибок выбирает одну из них и подключается к ней. Как только клиент получает подтверждение того, что он принят точкой доступа, он настраивается на радиоканал, в котором она работает. Время от времени он проверяет все каналы 802.11, чтобы посмотреть, не предоставляет ли другая точка доступа службы более высокого качества. Если такая точка доступа находится, то станция подключается к ней, перенастраиваясь на её частоту.

Переподключение обычно происходит в том случае, если станция была физически перемещена вдаль от точки доступа, что вызвало ослабление сигнала. В других случаях повторное подключение происходит из-за изменения радиочастотных характеристик здания, или просто из-за большого сетевого трафика через первоначальную точку доступа. В последнем случае эта функция протокола известна как "балансировка нагрузки", так как её главное назначение – распределение общей нагрузки на беспроводную сеть наиболее эффективно по всей доступной инфраструктуре сети .

2.4 Безопасность беспроводных сетей

В сетях IEEE 802.11 предусмотрены определенные меры для ограничения круга клиентов, подключаемых к точке доступа. Каждой станции присваивается уникальный идентификационный номер ESSID, который требуется передать на точку доступа, чтобы соединиться с ней. Кроме того, каждая точка доступа может хранить у себя список MAC-адресов и соединять только тех клиентов, которые упомянуты в этом списке.

Шифрование передаваемой информации в беспроводных компьютерных сетях IEEE 802.11 осуществляется по стандарту WEP (Wired Equivalent Privacy, т.е. защита информации, эквивалентная проводной сети), в основе которого лежит алгоритм RC4 с длиной ключа 40 или 64 бит. На смену WEP идет стандарт WEP2 с длиной ключа 128 бит. Поддержка стандарта WEP является обязательным условием для получения оборудованием сертификата соответствия требованиям Wi-Fi, благодаря чему обеспечивается совместимость устройств и при обмене зашифрованной информацией. В то же время производители оборудования добавляют в него дополнительно поддержку и иных алгоритмов шифрования, например LEAP с длиной ключа 128 бит.

Мощность, излучаемая передатчиком точки доступа или же клиентской станции, работающей по стандарту IEEE 802.11b, не превышает 0,1 Вт. Для сравнения - мощность, излучаемая мобильным телефоном, на порядок больше. Поскольку, в отличие от мобильного телефона, элементы сети расположены далеко от головы, в целом можно считать, что беспроводные компьютерные сети более безопасны с точки зрения здоровья, чем мобильные телефоны.

Если беспроводная сеть используется для объединения сегментов локальной сети, удаленных на большие расстояния, антенны, как правило, размещаются за пределами помещения и на большой высоте.

Заключение

Беспроводные сети выглядят предпочтительнее сетей проводных ввиду наличия следующих преимуществ:

-Мобильность пользователей. Технология позволяет пользователям перемещаться внутри зоны охвата беспроводной сети без перерыва в пользовании ресурсами сети.

-Скорость и простота развертывания. В отличие от проводных систем передачи информации, беспроводные сети не требуют прокладки кабелей, занимающей, обычно, основное время при внедрении проводных сетей.

-Гибкость. Быстрая реструктуризация, изменение размеров и конфигурации сети, подключение новых пользователей.

-Сохранение инвестиций. Беспроводные сети удобно использовать, если необходимо развернуть сеть на небольшой отрезок времени или есть вероятность переезда.

-Возможность развертывания там, где нельзя воспользоваться кабельными сетями: наличие рек, озер, болот и т.д., развертывание сети на территории памятников архитектуры.

Но как и у любой другой сложной технологии, у беспроводных компьютерных сетей есть не только положительные, но и отрицательные стороны. Одна из самых главных проблем - возможное наличие на пути радиоволн препятствий, что приходится учитывать при размещении точки доступа и клиентских станций. Металлические конструкции могут создавать отражения сигнала, создавая т.н. эффект многолучевого приема, когда на антенну, расположенную на приемной стороне, приходит несколько вариантов переданного сигнала, сдвинутых по фазе один относительно другого. Многолучевой прием значительно увеличивает коэффициент ошибок. Еще одна проблема - "свободный статус" диапазона 2,4 ГГц. В нем могут работать, например, генераторы микроволновых печей или медицинские приборы. Информацию, передаваемую по беспроводной сети, относительно легко перехватить. Да, сейчас используются алгоритмы, которые можно "вскрыть" прямым перебором, разве что используя суперкомпьютер. Но и производительность вычислительной техники растет с большой скоростью. Не исключено, что через несколько лет системы защиты информации, используемые в беспроводных компьютерных сетях, можно будет взломать, используя персональный компьютер. А вот на то, что за это время алгоритмы шифрования, разрешенные для массового применения, будут адекватно улучшены, надеяться не приходится, поскольку в США поставили перед миром вопрос об ограничении совершенствования массовых средств криптозащиты информации .

Список литературы

1. В.И.Васильев и др. Методы и средства организации каналов передачи данных.

2. Вычислительные машины, системы и сети. Учебник под редакцией

А.В.Пятибратова.

3. Ф.Дженнингс. Практическая передача данных: модемы, сети, протоколы.

4. Ю.Блэк. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, инерфейсы.

5. http://ru.wikipedia.org/

Любой сигнал неразрывно связан с определенной материальной системой, называемой системой связи или системой передачи информации. Сигналом

называется физический процесс (например, определенная последовательность электрических импульсов или электрические колебания определенных частот), однозначно соответствующий данному сообщению. На рис. 70 представлена схема передачи информации между источником и получателем.

Рис. 70.

Конечная цель системы заключается в передаче сообщения от источника к получателю. Цель эту надо считать достигнутой, если принятое получателем сообщение В точно соответствует переданному сообщению А. Передатчик преобразует сообщение в передаваемый сигнал. Правила, по которым осуществляется преобразование сообщения в сигнал, разные в зависимости от типов сообщений и сигналов (модуляция, кодирование, манипуляция).

Линия связи или физическая среда, по которой передаются сигналы, может представлять собой кабель, т.е. набор проводов, изолированных друг от друга и находящихся в защитной оболочке, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны. Одна и та же линия связи может служить для реализации одного или нескольких каналов связи.

Принимаемый сигнал на выходе канала связи отличается от входного передаваемого сигнала из-за наложения помехи на полезный сигнал. Приемник осуществляет восстановление переданного источником информации сообщения по принятому сигналу. Данная операция возможна, если известно правило преобразования сообщения в сигнал. На основании этого правила вырабатывается правило обратного преобразования сигнала в сообщение (демодуляция, декодирование).

Однако система передачи информации находится под воздействием помех (шумов), которые могут исказить передаваемые по линии связи сигналы, и сообщение может быть принято получателем с искажением.

Получатель в системах передачи информации - это либо непосредственно человек, либо технические средства, связанные с человеком.

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае для построения сети необходимы следующие элементы:

• - физическое (кабель) либо беспроводное (инфракрасное или радиочастотное) соединение компьютеров;
• - совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими независимыми компьютерами, называется протоколом;
• - аппаратура передачи данных - общий термин, применяемый по отношению к аппаратным средствам, обеспечивающим соединение с сетью, например модемы, приемопередатчики и т.д.;
• - программное обеспечение, с помощью которого можно распределять ресурсы между другими компьютерами, называемое сетевой операционной системой;
• - совместно используемые ресурсы: принтеры, жесткие диски, накопители CD-ROM, DVD-ROM и т.д.;
• - программное обеспечение, с помощью которого можно получить доступ к совместно используемым ресурсам, называемое клиентским.

В зависимости от среды передачи данных различают следующие линии связи:

• - проводные (воздушные);
• - кабельные (медные и волоконно-оптические);
• - радиоканалы наземной и спутниковой связи;
• - беспроводные.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать лучшего. Сегодня проводные линии связи вытесняются кабельными.

Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию, состоящую из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой (рис. 71), а также волоконно-оптические кабели.

Рис. 71.

Скрученная пара проводов называется витой парой. Витая пара существует в экранированном варианте (рис. 72), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном, когда изоляционная обертка отсутствует. Благодаря скручиванию проводов уменьшается проникновение внешних электрических помех в линию при передаче данных. Коаксиальный кабель состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения - для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т.п.

Коаксиальный кабель изготавливают двух видов: толстый и тонкий. Первый обеспечивает более надежную защиту от внешних помех, передает информацию на большие расстояния, но дорого стоит.

Рис. 72.

Второй тип кабеля передает информацию на короткие расстояния, однако дешевле и более прост в подключении.

Волоконно-оптический кабель состоит из тонких (3-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля - он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех. Кабель требует качественного монтажа, дорог в изготовлении, сложен в установке и обслуживании.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (КВ, СВ и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн, для которых характерна частотная модуляция, а также диапазонах сверхвысоких частот. В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.

Беспроводные сети служат альтернативой традиционным кабельным системам. Основное отличие от кабельных систем локальной сети заключается в том, что данные между отдельными компьютерами и устройствами сети передаются не посредством проводов, а по высоконадежному беспроводному каналу. За счет использования беспроводной сети, построенной в соответствии со стандартом Wi-Fi (от англ. Wireless Fidelity - беспроводная точность), можно обеспечить гибкость и масштабируемость локальной сети, возможность легкого подключения нового оборудования, рабочих мест, мобильных пользователей вне зависимости от того, используется ли ноутбук, нетбук или традиционный персональный компьютер.

Применение технологий беспроводных сетей позволяет придать большую привлекательность той или иной фирме в глазах клиентов за счет предоставления дополнительных услуг, таких как: доступ в Интернет в конференц-зале или комнате переговоров, организация горячей точки (Hot-spot) доступа и т.д.

В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества и стоимости, а также простотой монтажа. С помощью витой пары обычно подключают конечных абонентов сетей на расстояниях до 100 метров от концентратора. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя - например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети.

• 1. Что называется сигналом? Нарисуйте схему передачи информации между источником и получателем.
• 2. Что представляет собой линия связи или физическая среда?
• 3. Когда образуется компьютерная сеть? Назовите элементы, необходимые для построения сети.
• 4. Что называется протоколом?
• 5. Дайте характеристику проводным линиям связи.
• 6. Какие типы кабелей вы знаете? Опишите каждый.
• 7. Каким образом образуются радиоканалы наземной и спутниковой связи?
• 8. В соответствии с каким стандартом строятся беспроводные сети? Каково достоинство беспроводных сетей? Какие среды передачи данных являются наиболее перспективными?

Практикум

Модем. Единицы измерения скорости передачи данных

Модем - это устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые, которые затем передаются по телефонной линии (такой процесс называется модуляцией), и выполняющее обратное преобразование, при котором аналоговые сигналы преобразуются в цифровые (демодуляция). Таким образом, название «модем» происходит от сочетания слов «модуляция-демодуляция».

Основные характеристики модема

Скорость передачи данных измеряется в бит/с. Для обеспечения приемлемой скорости соединения необходимо, чтобы модемы пользователя и поставщика интернет-услуг работали на скорости 56 Кбит/с, что составляет максимальную пропускную способность телефонной линии. Иногда можно услышать о том, что скорость передачи данных измеряется в бодах. Такая величина указывает, сколько раз в секунду изменяется состояние сигнала, передаваемого с одного компьютера на другой. Если частота сигнала меняется 300 раз в секунду, то говорят, что скорость передачи сигнала равна 300 бод. Однако, если при каждом изменении сигнала передается не один, а, например, два бита, то скорость передачи окажется 600 бит/с. Следовательно, скорость передачи, измеряемая в бодах, меньше скорости передачи данных в бит/с.

Поддержка протоколов V.92 (модуляция). Ранее считалось, что максимальная скорость передачи данных по аналоговым линиям связи не может превышать 33,6 Кбит/с. Это так называемый закон Шеннона, открытый в 1948 г. Он определяет максимальную скорость передачи данных в канале связи, исходя из ширины его полосы пропускания и степени искажения сигнала, обусловленной различными шумами.

Несмотря на то что большинство модемов поддерживают скорость передачи данных 56 Кбит/с, следует иметь в виду, что данные с такой скоростью будут передаваться от цифровой автоматической телефонной станции (АТС) до компьютера пользователя. В обратном же направлении - от компьютера до сервера они будут передаваться со скоростью 33,6 Кбит/с.

Стандарт V.92 является современным протоколом связи, который поддерживается поставщиками интернет-услуг. Для работы по протоколу V.92 необходимо (но недостаточно), чтобы местная телефонная станция, а также АТС поставщика интернет-услуг была цифровой. В противном случае соединение по этому протоколу невозможно и необходимость приобретения модема с поддержкой именно этого протокола не имеет смысла.

По сравнению с предыдущим стандартом V.90 стандарт V.92 предусматривает три нововведения:

- увеличение скорости передачи данных.

Применение V.92 позволяет увеличить максимальную скорость передачи данных до 48 Кбит/с. Это на 40% выше скорости 33,6 Кбит/с, предусмотренной стандартом V.90. Такая высокая скорость передачи дает существенный выигрыш в таких случаях, как передача больших писем, с присоединенными файлами, загрузка информации на ftp-сервер, а также позволяет улучшить работу с интерактивными приложениями, такими как онлайновые игры;

- функцию ускоренной установки связи.

Ускоренная установка связи уменьшает время, затрачиваемое на соединение с интернет-провайдером за счет сохранения в памяти модема параметров линии от предыдущего сеанса связи. В некоторых случаях использование ускоренной установки связи может вдвое уменьшить время, необходимое на установку соединения, - с 20 секунд при использовании модема с V.90 до 10 секунд при использовании модема, поддерживающего V.92;

- функцию временного удержания соединения, которая позволяет отвечать на вызов в момент, когда линия занята модемом.

Функция временного удержания соединения позволяет отвечать на вызов в момент, когда линия занята модемом. Пользователь может ответить на телефонный вызов и разговаривать в течение времени, разрешенного интернет- провайдером без разрыва модемом связи. После завершения разговора модемы автоматически продолжат связь и пользователь может возобновить свою работу с Интернетом.

Поддержка протокола V.42 коррекции (исправления) ошибок. Под коррекцией понимается способность модемов обнаруживать ошибки, возникающие при передаче, и осуществлять повторную передачу данных, которые были повреждены.

Кратко описать функции протокола V.42 можно следующей схемой: данные, принимаемые от компьютера, разбиваются на блоки фиксированной длины - пакеты или «кадры». Каждому пакету предшествует стартовый бит, сигнализирующий о начале передачи данных, и стоповой - свидетельствующий об окончании передачи. Принимающий модем последовательно принимает каждый из кадров, а в ответ на прием последнего кадра посылает подтверждение об успешном приеме. Получив подтверждение, передающий модем начинает отправку следующей порции данных. Если в процессе приема из-за случайной ошибки пакет был поврежден, принимающий модем пошлет запрос на повторную передачу этого пакета: таким образом достигается целостность данных в процессе передачи.

Протокол коррекции ошибок V.42 совместим с протоколом MNP (Microcom Network Protocol). В частности, протокол MNP 10 предназначен для обеспечения связи между проводной и беспроводной коммуникационными системами, такими, как линии сотовой связи, междугородные линии, сельские линии. Это достигается при помощи следующих методов:

• - многократного повторения попытки установить связь;
• - изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня помех на линии;
• - динамического изменения скорости передачи в соответствии с уровнем помех линии.

Поддержка протокола V.44 (сжатие данных). Передающий модем следит за потоком данных и, если данные поддаются сжатию, сжимает и затем передает их через узкое место - телефонную сеть в уже упакованном виде. Принимающий модем «на лету» распаковывает данные и передает их в компьютер. Различные типы данных по-разному сжимаются: некоторые файлы уже сжаты, например архивы типа.zip, графические файлы (.gif), exe, .pdf файлы. В других случаях, например в случае передачи текстовых файлов или файлов с HTML-кодом, «модемное» сжатие позволяет получить выигрыш от нескольких процентов до 5-10 раз по сравнению с передачей данных в исходном (несжатом) виде.

Одним из преимуществ протокола V.44 является то, что пропускная способность канала передачи данных достигает 300 Кбит/с, это несколько больше, чем соответствующая характеристика предыдущего протокола V.42bis. В протоколе V.44 используются технологии сжатия без потерь, применяемые в архиваторах, работающих по алгоритму Лемпеля-Зива, рассмотренному в параграфе 2.8.

Подключение модема

Все работы по подключению дополнительных устройств к компьютеру лучше проводить, предварительно отключив сетевой кабель из розетки. Если пользовательский модем внутренний, то, в зависимости от типа, его необходимо установить в соответствующий слот на материнской плате компьютера. Если модем внешний, то с помощью соответствующего кабеля его нужно подсоединить либо к последовательному порту, либо, в зависимости от типа модема, к USB-порту компьютера. После этого с помощью телефонного кабеля (обычно он входит в комплект) нужно подсоединить модем к телефонной розетке, а телефонный аппарат - к модему. Чтобы не ошибиться, следует внимательно изучить маркировку гнезд на самом модеме. Как правило, гнездо, предназначенное для подключения модема к телефонной линии, имеет маркировку «LINE» (линия). Другой разъем обозначается «PHONE» (телефон), и в него можно вставить разъем телефона.

Рис. 73.

Как правило, с модемом поставляется специальный кабель с разъемом RJ11 для подключения модема к телефонной линии. Следует отметить, что подобный разъем не подходит к стандартным телефонным розеткам, используемым в России. Кроме того, он имеет четыре линии, а обычная городская телефонная линия только две, поэтому для подключения модема к линии необходим специальный переходник (см. рис. 73).

Переходник можно изготовить самостоятельно из кабеля, входящего в комплект модема, и стандартного телефонного набора «вилка/розетка».

Для этого необходимо:

• - аккуратно разделить кабель на две равные части и очистить их концы от оплетки на длину 3-4 см;
• - отделить красную и зеленую жилы и очистить их от изоляции на длину 1,5 - 2 см;
• - незадействованные жилы нужно укоротить и изолировать;
• - очищенные от изоляции проводники необходимо подключить к телефонной вилке/розетке в соответствии с приводимой на рис. 74 схемой.

Таким образом, при подключении внешнего модема можно придерживаться следующей последовательности действий:

• - определить рациональный вариант размещения компьютера, модема, телефона, внешнего блока питания модема на рабочем месте;
• - отключить компьютер от сети и обеспечить его надежное заземление;
• - подключить соединительный кабель к модему и соответствующему последовательному порту компьютера и закрепить его на корпусе винтами;
• - подключить телефонный кабель к гнезду модема с надписью «LINE». Телефонную вилку вставить в телефонную розетку;
• - к гнезду модема с надписью «PHONE» подключить кабель, оканчивающийся телефонной розеткой, к которой необходимо подключить телефонный аппарат;
• - произвести установку переключателей модема в соответствии с инструкцией;
• - на удалении 30 - 40 см от корпуса компьютера зафиксировать жгут телефонных проводов на стене или ножке стола;
• - подключить внешний блок питания к модему.

Рис. 74.

При установке внутреннего модема полезно придерживаться следующей последовательности действий:

• - отключить компьютер от сети переменного тока, вытащив вилку из розетки;
• - снять кожух компьютера;
• - выбрать один из свободных слотов на материнской плате;
• - убрать защитную планку с обратной стороны корпуса компьютера напротив выбранного слота;
• - установить плату модема в выбранный слот и убедиться, что плата до упора вошла в слот материнской платы компьютера;
• - закрепить плату модема с помощью винта, вворачиваемого в заднюю стенку корпуса компьютера;
• - поставить на место кожух и закрепить его винтами.

Все современные модемы поддерживают технологию Plug-and-Play (подключи и работай), т. е. являются самонастраивающимися. Поэтому при загрузке компьютер сам обнаружит новое устройство и попытается установить его самостоятельно либо под руководством пользователя.

Подключение USB-модема

USB-модем - устройство, подключаемое к USB-порту компьютера для соединения с Интернетом. Рассмотрим подключение USB-модема на примере модема Билайн. После подключения модема к USB-порту компьютера пользователю следует воспользоваться файлом Setup.exe , значок которого находится в папке Beeline Internet at Home.

В новый модем достаточно установить SIM-карту, которая прилагается в комплекте, и подключить к USB-порту компьютера. Программа «USB-модем Билайн» автоматически установится на компьютер и настроит соединение с Интернетом.

Преимущества USB-модемов:

• - нет необходимости заключать договор с интернет-провайдером. Беспроводной Интернет будет везде, где есть сеть, например, Билайн или МТС;
• - не нужно вызывать специалиста и ждать подключения;
• - простота инсталляции - модем не требует практически никаких действий по установке;
• - скорость - модем работает как в сети GSM (Global System for Mobile Communications - Глобальная система мобильной связи), так и в сети 3G (Third Generation Wireless - беспроводные технологии третьего поколения). Передача данных через GSM может достигать 236 Кбит/с, в сети 3G - 3,6 Мбит/с.

После появления диалогового окна Мастера установки (рис. 75) следует нажать кнопку Далее и согласиться с условиями лицензионного соглашения.

Для того чтобы подключиться к сети Интернет, достаточно выбрать меню Пуск/Подключение/ВееИпе или нажать кнопку «Подключить», расположенную на Рабочем столе.

Рис.

Рис.

Далее Мастер установки предложит выбрать папку для установки программы. После нажатия на кнопку Далее следует подождать несколько секунд для того, чтобы программа установила файлы программы на компьютер. Итогом процесса установки станет появление диалогового окна (рис. 76), свидетельствующее об успешном окончании инсталляции программы.

Создание ящика электронной почты и настройка его параметров

Прежде чем научиться создавать ящик электронной почты, рассмотрим некоторые термины, связанные с отправкой и получением электронной корреспонденции.

Электронная почта (E-mail) - это наименование службы и предоставляемой услуги по пересылке и получению электронных сообщений по глобальной компьютерной сети.

Когда мы отправляем электронное письмо, то оно передается с использованием протокола SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - простой протокол электронной почты, который является стандартным протоколом Интернета для передачи и приема электронной почты.

Для приема сообщений используется протокол почтового отделения - POP (Post Office Protocol). Протокол, аналогичный POP, называется IMAP (Internet Message Access Protocol) - протокол доступа к электронной почте Интернета. Он обеспечивает дополнительные функции, в частности возможность провести поиск по ключевому слову, не сохраняя почту в локальной памяти, но используется редко. Для приема наших сообщений почтовая программа, установленная на компьютере, подключается к POP-серверу, пользователь при этом должен ввести логин (имя пользователя) и пароль.

Адрес электронной почты записывается по правилу Имя_пользователя@ имя_домена, например, Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

В Интернете существует много провайдеров, предлагающих услуги бесплатной почты. Из них можно выделить mail.ru, yandex.ru, rambler.ru. Процесс создания почтового ящика на разных почтовых сервисах фактически одинаков. Надо лишь зайти на сайт провайдера, предоставляющего такие услуги, найти ссылку на страницу с регистрацией и заполнить несложную форму. После регистрации следует запомнить логин и пароль к ящику, а также другие регистрационные данные, например секретный вопрос.

В качестве примера создадим свой почтовый ящик на сервисе mail.ru. Для этого перейдем на сам сайт по адресу www.mail.ru и щелкнем на ссылке Регистрация в почте (рис. 77).

Особое внимание следует обратить на то, какое имя будет у вашего электронного почтового ящика, а также правильно составить пароль. Имя должно быть корректным, крайне нежелательно включать в него год своего рождения, имя домашнего животного, уменьшительно-ласкательные имена и т.д.

Не будем забывать, что нам предстоит общаться посредством электронной почты не только со своими друзьями, но и указывать имя своего почтового ящика

на визитках, в деловых бумагах, в резюме, при общении с работодателями, поэтому в нем не должно быть фривольности. Лучше всего, если оно будет содержать ваши инициалы и фамилию. Система регистрации будет подсказывать вам, какое имя почтового ящика уже занято, либо предлагать возможные варианты.

Пароль, безусловно, должен быть надежен, в нем недопустимо указывать известные сочетания символов на клавиатуре, например qwerty и т.п., имена собственные, названия городов, клички животных и т.п., т. е. все то, что непосредственно может ассоциироваться с вами и иметь к вам непосредственное отношение.

Лучше всего использовать сочетание букв и цифр, причем в разных регистрах. Можно использовать следующий способ: в качестве пароля указываем какое-нибудь слово или (что лучше - словосочетание или короткое предложение). Для примера «возьмем» слово «студент», но, переключившись предварительно на английскую раскладку клавиатуры, записываем его в качестве пароля уже символами, рядом стоящими на клавиатуре по правой диагонали. Тогда получается «fjp67j». Такой пароль не только будет легко запомнить, но и тяжело подобрать злоумышленникам.

Итак, заполняем анкету, подобная ситуация представлена на рис. 78.

Рис. 78.

Флажки в пунктах Создать личную страницу на Мой Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script и Установить программу Mail.ru Агент можно не устанавливать. Остается ввести код, указанный программой, подтвердить его, и на этом процесс регистрации заканчивается.

Пользователь попадает в свой почтовый ящик, где его ожидает первое письмо Добро пожаловать на Mail.ru. приблизительно такого содержания:

Вы стали пользователем самого большого и надежного почтового сервиса Рунета.

С сегодняшнего дня в вашем распоряжении:

• - неограниченный объем почтового ящика;
• - безопасность переписки, защита от спама и вирусов;
- пересылка до 20 гигабайт с письмом;
• - мгновенное общение с контактами через Web-Агент в почте;
• - встроенная проверка правописания, переводчик с иностранных языков;
• - красивое оформление письма в своем стиле.

Параметры настройки будут описаны относительно почтовой службы mail.ru, и, поскольку их достаточно много, остановимся на наиболее важных.

Для изменения настроек своего почтового ящика надо щелкнуть на ссылке Настройки (почтовый ящик должен быть открыт). Появится окно, представленное на рис. 79.

Мастер писем - в этом разделе вы можете изменить имя в подписи к вашему почтовому ящику, настроить пересылку, текст автоматической подписи к отправляемым вами письмам, автоответчик.

Рис.

Уведомления - вы можете получать уведомления о новой почте, поступившей на ваш адрес в почтовой системе Mail.ru, на любой электронный адрес, на мобильный телефон и персональный компьютер.

Пароль - в любой момент вы можете сменить текущий пароль. Рекомендуется периодически изменять пароль с целью повышения безопасности.

Данные для восстановления пароля - если по какой-то причине вы забудете либо потеряете пароль, то его придется восстанавливать с помощью системы восстановления пароля по адресу http://win.mail.ru/cgi-bin/passremind. Однако при восстановлении системе могут понадобиться следующие данные:

• - секретный вопрос и ответ на него;
• - дополнительный электронный адрес;
• - мобильный телефон.

Таким образом, в этом разделе заранее указываются некоторые данные для восстановления пароля.

Безопасность - несколько опций, находящихся в этом разделе, позволят повысить уровень безопасности вашего почтового ящика:

• - запретить сохранять логин - сервер не будет запоминать и автоматически подставлять ваше учетное имя на странице входа в почтовую систему;
• - запретить параллельные сессии - сервер Mail.ru будет обнаруживать двух и более одновременно работающих пользователей под одним учетным именем. Если это произойдет, сервер заблокирует более раннюю сессию;
• - показывать информацию о последнем входе в систему - позволит вам узнать, когда и с какого IP-адреса происходило последнее обращение к вашему почтовому ящику.

Черный список - предназначен для «отсечения» потока нежелательных писем в ваш почтовый ящик, т. е. заранее можно составить список корреспондентов, от которых вы не хотите получать электронную почту.

Сборщик почты - если у вас имеется несколько адресов электронной почты, то следует указать почтовые сервера, с которых вы хотите забирать приходящие письма, и почтовая служба Mail.ru доставит их в ваш почтовый ящик.

Более подробную информацию о работе почтовой программы можно прочитать в Информационном центре почтовой системы Mail.ru по адресу http://www.mail.ru/pages/help/index.html.

И в заключение стоит отметить, что всегда следует корректно завершать работу с почтовой программой, а именно - обязательно нажимайте кнопку Выход. Делать это надо прежде всего для того, чтобы посторонние не могли зайти в вашу электронную почту.

Формирование адресной книги

Пользователь, активно работающий с электронной почтой, безусловно, захочет сформировать свою адресную книгу, которая (по назначению) будет похожа на обычную записную книжку, в которой мы храним адреса знакомых людей. Итак, находясь в почтовом ящике, нажмем на вкладку Адреса, что позволит перейти на страницу адресной книги на сервисе Mail.ru (рис. 80).

Рис. 80.

Рис. 81. Настройки Адресной книги Рис. 82. Опция Быстрое добавление

Все адреса, на которые вы отправляете письма, автоматически сохраняются в вашу адресную книгу. Эту функцию можно отключить в настройках адресной книги, сняв галочку с пункта Автодобавление контактов. Адреса, которые запомнила почтовая программа, можно посмотреть, щелкнув по ссылке Все.

Для добавления контакта следует воспользоваться опцией Быстрое добавление (рис. 82), записав данные будущего адресата в соответствующие поля. Поле «Е- mail» является обязательным для заполнения. В поле «Ник» нельзя использовать три символа: «"», «"» и «» (ники у разных адресатов могут совпадать).

Написать письмо тем людям, чьи адреса вы предварительно занесли в адресную книгу, можно двумя способами: со страницы написания письма или со страниц адресной книги - достаточно щелкнуть на адресе и выбрать ссылку Написать.

Для того чтобы отправить открытку контакту, установите галочку напротив выбранных контактов и кликните ссылку Послать открытку. Вы перейдете на страницу выбора открыток (рис. 83).

Чтобы удалить контакт из вашей адресной книги, находясь в почтовом ящике, пройдите на вкладку Адреса. Вы попадете на страницу со списком адресов ваших корреспондентов. Выделите галочкой соответствующие контакты в списке и нажмите ссылку Удалить над или под списком контактов.

Для того чтобы распечатать адресную книгу, нажмите на кнопку *3* над списком контактов. Перед вами откроется новое окно, в котором список контактов будет оформлен на бланке почтовой службы Mail.ru.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Для чего предназначен модем?
• 2. Перечислите и расскажите об основных характеристиках модема.
• 3. Назовите основные типы протоколов, которые поддерживают современные модемы.
• 4. Какие нововведения поддерживает протокол V.92?
• 5. Что понимают под коррекцией ошибок?
• 6. Каково назначение протокола V.44?
• 7. Каким образом подключить модем к телефонной линии?
• 8. Перечислите последовательность действий, необходимых для подключения внешнего модема.
• 9. Назовите последовательность действий, необходимых для подключения внутреннего модема.
• 10. Каковы преимущества USB-модемов?
• 11. С использованием каких протоколов происходит отправка и прием электронной почты?
• 12. По какому правилу формируется адрес электронной почты? Приведите пример.
• 13. Выполните регистрацию собственного почтового ящика на сервисе Mail.ru. Опишите процесс регистрации, сопроводив его скриншотами, отображающие ваши действия. Результат отправьте на электронную почту преподавателя.
• 14. Какие настройки почтового ящика доступны пользователю на сервисе Mail.ru? Поясните их назначение.
• 15. Каким образом происходит формирование адресной книги?