Телекомуникации и компютърни мрежи


Категория на документа: Информатика


Организацията, която се зае с въвеждане на ред сред целия този хаос, се нарича IEEE (Институт на Инженерите по Електротехника и Електроника). Освен че успя да установи равновесие между предлаганите продукти и новата технология, до ден днешен следи за правилното им функциониране и спазване на одобрените стандарти. С бързото внедряване на безжичните мрежи в ежедневието на крайните и бизнес потребителите очевиден стана и въпросът за необходимостта от защита на обменяната информация между тях. В тази насока, освен изградените вече стандарти от IEEE, бяха създадени допълнителни протоколи за сигурност. Тяхната единствена цел бе да гарантират, че информацията, която се обменя между работните станции в безжичната среда, не е обект на подслушване от страна на неоторизиран клиент, свързан към нея.
1.1 Конфигурация на безжична мрежа
Устройствата, необходими за изграждане на една безжична мрежа, са точка на достъп и безжична мрежова карта. Когато две работни станции комуникират директно чрез безжичните си мрежови карти се казва, че обменят информация помежду си в режим "ad hoc". В случай че връзката между тях се осъществява чрез точка на достъп, тогава станциите работят в режим "infrastructure". От друга страна, основната роля на точката за достъп е да осигури достъп на безжичните клиенти до ресурси, разположени в стандартния кабелен сегмент. Голяма част от потребителите използват тези устройства и за споделяне на интернет достъпа с приятели и колеги.
Успоредно с появата на безжичните комуникации усилено започна да се говори за вредно влияние на излъчваните радиовълни върху човешкия организъм. Затова много компании проведоха тестове за силата на радиомагнитния фон в близост до места с инсталирани безжични мрежи. Резултатите обаче показаха, че той е доста под международно приетите нива на безопасност. Все пак всички продукти от тази технология са обект на същите стандарти, които се спазват дори при производствения процес на мобилни комуникационни апарати (GSM, домашни телефони и т.н.).
Безжичнa може да наречем всяка връзка, чрез която се осъществява контакт между две или няколко системи без използването на физическа преносна мрежа. Комуникацията чрез инфрачервени лъчи е позната още от миналия век и се използва активно в много мобилни устройства (предимно мобилни телефони). Но недостатъците на тази технология са толкова много, че се налага да се създаде друг вид технология за безжичен пренос на данни, която да не изисква наличието на пряка видимост между двете (или повече) устройства, да предлага много по-висока скорост и да може да се използва за по-широк спектър от приложения.
Зад понятието "Wi-Fi", или "безжична мрежа", стои стандартът 802.11 и неговите вариации: 802.11а; 802.11b; 802.11c и др.Фамилията протоколи 802.11 е доста голяма и разнообразна, като някои от разработките имат много специфично приложение и поради това не са познати на широката аудитория. Стандартите 802.11a/b/g в момента изцяло обслужват потребителите както на ниво съвсем обикновени свързвания между няколко компютърни системи, така и когато се отнася до доста сериозни безжични мрежи.
Вариациите на 802.11 са:
* 802.11а - базиран на основата на 802.11, този вариант използва метода за пренос на данни OFDM, според който те се предават паралелно, разбити на малки блокове. При 802.11а скоростта може да достигне до 54 MBit/s при честоти от 5 GHz. Този стандарт е бил приет през 1999 г.
* 802.11b - също приет през 1999 г. 802.11b е може би най-известният стандарт за безжична връзка, познат в момента. Това е вариантът, който въведе маркетинговото означение Wi-Fi и все още се използва с голям успех. Един от недостатъците на 802.11b е ниската честота, при която оперира - 2,4 GHz, и затова е възможно да се получи интерференция с Bluetooth устройства или 2,4 GHz безжични телефони. Стандартът притежава номинална скорост от 11 MBit/s.
* 802.11c - много слабо разпространен и познат, преминал в 802.1 след сертифицирането си.
* 802.11d - световно признат сертификат за използване на целия спектър на безжичната комуникация, създаден през 2001 г.
* 802.11е - QoS (Quality of Service) сертификат, който все още не е одобрен.
* 802.11f - протокол за комуникация между две точки за достъп при обслужване на роуминг между клиенти. Сертифициран през 2003 г. Този стандарт носи и наименованието IAPP - Inter Access Point Protocol.
* 802.11g - подобрена версия на 802.11b, 802.11g е сертифициран да оперира при 54 MBit/s и 2,4 GHz работна честота. Новият стандарт притежава възможността да работи в общо четири режима - два основни и задължителни и два допълнителни. Основните са CCK (Complementary Code Keying), използван при 802.11b, и OFDM - при 802.11a. Двата допълнителни са разработка на Texas Instruments и Intersil, съответно PBCC-22 с възможност за работа със скорости до 54 MBit/s и CCK-OFDM с максимални 33 MBit/s. Предимствата са главно в наличието на съвместимост с 802.11a и 802.11b, но ниската работна честота е съществен недостатък.
* 802.11h - вариация на 802.11а, предназначена за Европа, където в честотния диапазон около 5 GHz могат да се получат интерференции с определени системи за спътникова връзка.
* 802.11i - сертификат, допълващ 802.11b в посока на подобряване на сигурността. Добавен е ключът AES (Advanced Encryption Standart), който притежава възможности за кодиране при дълбочина до 256 бита.
* 802.11j (Japan) - допълнение към 802.11a, който е предназначен за Япония и добавя 4,9-гигахерцов честотен канал.
* 802.11k - все още в разработка.
* 802.11l - означението не се използва, за да се избегне евентуална заблуда с 802.11i.
* 802.11m - служебен стандарт за документиране на фамилията 802.11.
* 802.11n - нов, все още непознат стандарт, който ще предостави много по-големи възможности за пренос на данни и скорости над 200 MBit/s. Tази нова вариация се очаква да наследи трите най-известни стандарта, които се използват в момента - 802.11a/b/g.
Начините за свързване между отделните системи са следните:
* Всеки с всеки - всяка една от системите, притежаващи мрежова карта за безжично свързване, комуникира с всички достъпни около нея подобни системи;
* Мрежа с точка за достъп - в този случай системите работят с точка за достъп, като чрез него могат да се свързват със системи, които не са в диапазона на наличните компютърни системи. По този начин може да се получи и достъп до световната интернет мрежа. Освен това точката за достъп позволява свързването с мрежи, които използват физическа преносна мрежа.
Реализирането на затворена безжична мрежа е удачно, когато става дума за свързването на няколко компютъра в домашни условия или малък офис. Така всички системи ще могат да комуникират помежду си, като една от тях може да притежава и мрежов адаптер за физическа връзка с друга система (достъп до интернет). Така може да се направи безжична мрежа за домашно ползване, а една от системите да "доставя" интернет от доставчика посредством LAN кабел. При наличието на няколко компютъра в едно помещение премахването на натрупаните кабели е удачно решение в посока подобряване на интериора на помещението. Като хот спот може да се използва не само специализирано за целта устройство. Една компютърна система с мрежова платка за безжичен достъп също може да изпълнява такава функция, но трябва да се използва специален софтуер за целта. Поради това подобно решение се нарича софтуерна точка за достъп. Предимствата й са, че не се закупува допълнителен хардуер и притежава възможности за лесно конфигуриране в сървър с наличие на мрежова свързаност посредством физическа връзка.
При използването на специален рутер за безжично свързване отпада нуждата от заемането на цяла конфигурация за извършването на обработката на данни. В общия случай подобни устройства са произведени изключително за работата, която извършват.
Наличието на няколко основни стандарта и много и различни производители, които се опитват да ги следват, може да доведе до определени проблеми със съвместимостта и главно с работата при максимални скорости за дадения протокол за връзка. Поради наличието на утвърден стандарт с неговите спецификации и правила не би трябвало устройства от различни производители да имат проблеми помежду си. Все пак се препоръчва за максимални резултати да се комбинира хардуер от един и същи производител.
Ако се анализират проблемите със сигнала поради различните физически пречки, които могат да влияят в една сграда на голяма финансова организация, трябва да се спомене и възможността за използване на множество точки за достъп, разположени в сградата, като така нивото на сигнала да се запазва максимално високо. Използването на няколко хот спота може да се нарече "роуминг" поради възможността за избиране на най-добрата входна точка според положението на компютърната система и нивото на сигнала. Подобни решения са изключително удачни, ако се работи с преносими компютри и се цели висока скорост на трансфер във всеки един момент. Подобен "роуминг", естествено, трябва да се поддържа от точките за достъп поради възможността за припокриване на обсега на една точка с друга.
1.2 Предимства и недостатъци на Wi-Fi
Предимствата на Wi-Fi са:
* Липса на физически връзки между системите и обслужващия хардуер.
* Възможност за свързване на отдалечени подмрежи.
* Бърз начин за свързване.
Основните недостатъци са:
* По -висока цена при изграждане на мрежата.
* По -ниска скорост.
* Трудно покриване на големи разстояния и възникване на проблеми, породени от топологията на сградата.
* По -лесен неоторизиран достъп.
Може да се направи изводът, че безжичните мрежи определено са много добра алтернатива на физически свързаните мрежи. Поради ред причини, изброени по-горе, Wi-Fi може да помогне да се реализира мрежово свързване между две точки, между които преди това връзката е била невъзможна.
Въпреки удобствата, които осигурява, безжичната мрежа крие някои рискове. Те трябва да се взeмат предвид, за да бъде информацията във финансовата сфера недостъпна за неоторизирани потребители. Заради всички тези причини е необходимо да се планират и изграждат защити на безжичните мрежи. Някои от основните начини за защита са:
* Технология за криптиране WEP "еквивалент на кабелната защита". При нея е необходимо да се създадат специални ключове за криптиране на връзката. Те се задават в настройките на безжичните адаптери за всеки компютър, който е оторизиран да се свързва към мрежата. Ключовете могат да бъдат с дължина 64, 128 и 256 бита и представляват случайно генериран низ от символи. Тази технология в някои случаи е неподходяща за защита, тъй като има редица разработени софтуерни помагала, които успяват да прихванат паролата на основата на "прослушване" на ефира.
* Защитен Wi-Fi достъп е сравнително нов стандарт, предназначен да осигури по-добра защита от WEP. Една от ключовите технологии в него е Temporal Key Integrity Protocol (TKIP), явяващ се част от стандарта за криптиране на безжични мрежи IEEE 802.11i. Чрез него WPA разполага с възможност за проверка на целостта на пакетите, механизъм за автоматична смяна на ключа и възможност за автентификация.
* Защитна стена, VPN, PGP и SSL. Примери за защитни стени са например безплатните персонални версии на ZoneAlarm или Kerio Personal Firewall. SSL (Secure Socket Layer) е протокол създаден от Netscape Communications за да разрешава криптираните, удостоверените връзки през Интернет. PGP (Рretty Good Privacy) е много сигурна, софтуерно реализирана криптографска система за защита на предаваните по електронна поща съобщения и на съхраняваните данни.
1.3 Мрежи за мобилни комуникации
Безжичните комуникации осигуряват възможности за връзки с подвижни абонати. Те предоставят всички видове услуги на обикновената телефонна връзка.
Основният им отличителен белег е мобилността. Нещо повече, една мрежа за връзки с подвижни абонати (мобилна клетъчна мрежа) може да увеличи капацитета на други телекомуникационни мрежи, осигурявайки мобилност - например, когато се използва като мрежа за достъп до Интернет.
Клетъчната технология е основата, върху която се разработват и развиват съвременните мобилни мрежи и телекомуникации. Клетъчната технология се създава през 60-те години на миналия век. Тя представлява форма на мобилни комуникации, която осигурява надеждна и качествена връзка, както и много съвременни услуги. Мрежата се основава на серия от клетки, които в съвкупност образуват клетъчната мрежа. Клетката е пространство, в чийто център се намира базова приемо-предавателна станция и може да покрива територия с диаметър около 60 км.
Общото описание на структурата на мрежите за мобилни комуникации може да се определи като - множество клетки, с множество мобилни абонати. В мрежата има изградени два вида радиостанции - базова и управляващи, като последната е свързана с комутиращ възел. Базовата станция осигурява комутация на данните, като съединява взаимодействащите двойки абонати. Големите радиомрежи се образуват от множество взаимосвързани базови станции. Комутиращият канал е основа за връзката на телефонния канал и базата данни с абонатите. Базата данни съдържа абонатния профил и друга информация за всички правоспособни абонати, които са се абонирали в мобилната мрежа. Базата данни за временно пребиваващи абонати е свързана с мобилната централа и съхранява временно информация за абонатите, предвижващи се през мрежата. Мобилната централа-шлюз осигурява връзки на мобилната мрежа към други мрежи - обществени телефонни мрежи, мрежи за данни, цифрови мрежи с интеграция на услугите мрежи и други мобилни мрежи.
Мобилните комуникации условно се разделят на поколения -1G, 2G, 3G, 4G. Повечето поколения обединяват няколко стандарта за пренос на данни.
Първото поколение използва аналогова връзка за пренос само на глас, добре позната от края на миналия век, чрез мобилните телефони "мобифони". Услугата стартира за пръв път в света през 1984 г.
Скоро след навлизането на 1G мрежата започва разработването на следващото поколение, което се базира на цифрови стандарти за пренос на данни. Това позволява въвеждането на нови услуги - SMS (Short Messaging Service - услуга за предаване на кратки съобщения), WAP (Wireless Application Protocol - протокол за работа на приложения в безжична мрежа), MMS (Multimedia Messaging Service - услуга за предаване на мултимедийни съобщения) и др. Най-известният стандарт от второ поколение е GSM (Global Service for Mobile Communications) от 1991 г. По късно се вгражда и стандарт, позволяващ използването на мобилен Интернет с по-висока скорост.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Телекомуникации и компютърни мрежи 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.