1.2. Класифікація комп’ютерних мереж:

1.За географічною площею: глобальні, регіональні, корпоративні, локальні

2.За сферою застосування: побутові, офісні, промислові

3.За топологією: шина, кільцева, зіркоподібна, деревоподібна

а середовищем передачі: симетричний кабель, коаксіальний кабель, вита пара, волоконно-оптичний кабель, інфрачервоне, мікрохвильове випромінювання.

4.За набором протоколів.

Локальні мережі – мережі з максимальною відстанню між вузлами не більше декількох км.

Глобальні мережі – мережі, що охоплюють територію країни, кількох країн з відстанню між окремими вузлами в тисячі кілометрів.

Регіональні мережі – мережі масштабу міста, району, області і т.п.

Корпоративні мережі фірми — об’єднання кількох локальних мереж за допомогою телефонних, супутникових, чи інших каналів глобальної мережі у єдину мережу фірми.

Топологія мережі визначає фізичне розташування комп’ютерів, кабелів та інших компонентів мережі.

Основні топології: пряме кабельне з’єднання, шина, зірка, кільце.

Пряме кабельне з’єднання – Так можна з’єднати лише два комп’ютери, при цьому існує багато обмежень, тому такий тип з’єднання використовується лише для тимчасового об’єднання двох ПК.

Шинна топологія – Всі комп’ютери приєднуються до головного кабелю за допомогою мережевих адаптерів. Всі вони мають рівноправний доступ до магістрального кабелю. Чим більше комп’ютерів на шині, тим повільніше працює мережа. Основний недолік: при пошкодженні магістрального кабелю уся мережа перестає працювати. Перевага: простота організації, легке під’єднання нових робочих станцій. Прикладом такої мережі є локальні мережі побудовані на товстих чи тонких коаксіальних кабелях, які служать магістральним кабелем, до якого підключаються усі ПК.

Зіркоподібна топологія – усі комп’ютери під’єднується за допомогою сегментів кабелю до центрального компоненту (хабу, світчеру) . З точки зору надійності цей тип топології є найкращим. Вся мережа вийде з ладу лише у випадку виходу з ладу центрального компоненту. Прикладом такої мережі служить будь-яка сучасна локальна мережа з застосуванням хабу як центрального елементу, сегментними кабелями при цьому виступає вита пара.

Кільцеподібна топологія – усі комп’ютери об’єднуються в кільце один за одним парою кабелів. Інформація передається послідовно між адаптерами робочих станцій. Якщо з ладу вийде хоч один комп’ютер, уся мережа перестане функціонувати (хоча існують мережі в яких цей недолік усунено). Це є основним недоліком цієї мережі. Прикладом такої топології може бути мережа FDDI.

1.3.Класифікація мереж за пропускною здатністю:

Мережі класифікують за різними критеріями, серед яких найбільш вживані такі:

1. Низька, до сотень Кбіт/с – мережі, що містять "повільні" канали на зразок телефонних ліній, зокрема глобальна мережа Internet;

2. Середня, 0.5–20 Мбіт/с – локальні мережі, звичайно, в межах будівлі;

3. Висока, більше ніж 20 Мбіт/с – базові (або "хребтові", backbone) мережі, що з'єднують сервери або локальні мережі "швидкими" каналами, наприклад оптоволоконними лініями;

За смугою каналу:

1. Вузькосмугові (Baseband) – безпосередня (немодульована) передача тільки одного повідомлення в довільний момент часу;

2.Широкосмугові (Broadband) – одночасна передача кількох повідомлень частотно–розділеними каналами;

За розмірами:

1. LAN (Local–Area Network) – локальна мережа в межах офісу, будівлі;

2.СAN (Campus–Area Network) – кампусна мережа, що об'єднує віддалені вузли та локальні мережі, звичайно, без використання телефонних ліній та модемів;

3.MAN (Metropolitan–Area Network) – територіальна (міська) мережа з радіусом, що дорівнює десяткам кілометрів, та високою швидкістю передавання даних (100 Мбіт/с);

4.WAN (Wide–Area Network) – широкомасштабна мережа (регіон, країна), що використовує віддалені мости та маршрутизатори з наявністю ліній низької пропускної здатності;

5.GAN (Global–Area Network) – глобальна (міжнародна) мережа;

За співвідношенням вузлів:

1.Однорангові (Peer–To–Peer) – невеликі локальні мережі, де кожен вузол може виступати як у ролі клієнта, так і сервера (наприклад, на базі операційних систем Windows for Workgroups, Windows'95);

2.Розподілені (Distributed) – мережа без лідера, в якій сервером називається машина, програма або пристрій, що забезпечують мережний сервіс, але не управління мережею (наприклад Unix Usenet);

3.Мережі з централізованим управлінням (Server Based), в яких сервер надає решта вузлам право використовувати спільні ресурси (наприклад Novell NetWare, Microsoft LAN Manager, IBM LAN Server, Banyan VINES, Windows NT);

За доступом:

1.Мережі з розподіленим середовищем передавання (Shared–Media Networks), в яких у будь–який момент часу можуть взаємодіяти тільки два вузли (Ethernet, ARCnet .);

2.Мережі з комутацією (Switching Networks), в яких шляхом мультиплексування одночасно можуть взаємодіяти декілька пар вузлів;

За спільністю операційних систем:

1. Гомогенні мережі, що грунтуються на однакових або споріднених ОС усіх вузлів (наприклад, Windows'95–Windows'98–Windows'NT-Windows'2000);

2.Гетерогенні мережі, в яких вузли використовують різнорідні ОС (наприклад, NetWare–Windows–Unix).

Будь–яка класифікація мереж є доволі умовною, оскільки реальні конфігурації здебільшого охоплюють одразу декілька класифікаційних груп.

Висновок

Передача інформації між комп’ютерами відбувається за допомогою електричних сигналів, які бувають цифровими та аналоговими. У комп’ютері використовуються цифрові сигнали у двійковому вигляді, а під час передачі інформації по мережі – аналогові (хвильові). Частота аналогового сигналу – це кількість виникнень хвилі у задану одиницю часу. Аналогові сигнали також використовуються модеми, які двійковий ноль перетворюють у сигнал низької частоти, а одиницю – високої частоти.

РОЗДІЛ 2. Безпровідні мережі

ВСТУП

Безпровідне мережне устаткування призначене для передачі по радіоканалам інформації (даних, телефонії, відео та інше) між комп'ютерами, мережними та іншими спеціалізованими пристроями. Першими такими пристроями, що працюють у топології точка-точка були радіорелейні станції, які використовують традиційну амплітудну або частотну модуляцію радіосигналу. Радіорелейні станції в основному використовуються для організації телефонних каналів зв'язку, по яких за допомогою мультиплексорів також можливо передавати дані. З початку 1990-х років стали активно застосовуватися пристрої з кодовою (цифровою) модуляцією радіосигналу. Кодова модуляція радіосигналу приводить до розширення його спектру і зниженню його амплітуди до рівня шумів. Тому такі пристрої отримали назву широкосмугових шумоподібних систем (ШПС). Технологія широкосмугового беспроводового зв'язку гарантує високу якість і надійність комунікацій, стійкість до індустріальних перешкод і погодних умов.

Так склалося, що в нашій країні великого поширенння одержали районні Ethernet мережі, що вимагають протягування в квартиру витої пари. Коли вдома всього один комп'ютер, питань із підключенням кабелю звичайно не виникає. Але коли з'являється бажання користуватись Інтернетом з комп'ютера, лептопа чи КПК із можливістю бездротового підключення, задумуєшся про те, як все це грамотно здійснити. Розділити один Інтернет-канал на всіх користувачів нам допомагають багатофункціональні роутери

Потреба в створенні вдома персональної Wi-Fi мережі зазнає, напевно, будь-який власник ноутбука або КПК. Звичайно, можна купити точку доступу й організувати бездротовий доступ через неї. Але куди зручніше мати пристрій «все в одному», адже роутери справляються із цією функцією нітрохи не гірше точок доступу. Головне, на що варто звертати увагу, це підтримувані стандарти Wi-Fi. Тому що в останні кілька років серед виробників з'явилася тенденція випускати пристрої з підтримкою ще не існуючих стандартів. Безумовно, у цьому є певна користь. Ми одержуємо більшу продуктивність wi-fi при використанні обладнання від одного виробника.

Звичайно бездротові мережні технології групуються в три типи, що розрізняються по масштабі дії їхніх радіосистем, але всі вони з успіхом застосовуються в бізнесі.

PAN (персональні мережі) - короткодіючі, радіусом до 10 м мережі, які зв'язують ПК і інші пристрої - КПК, мобільні телефони, принтери й т.п. За допомогою таких мереж реалізується проста синхронізація даних, усуваються проблеми з достатком кабелів в офісах, реалізується простий обмін інформацією в невеликих робочих групах. Найбільш перспективний стандарт для PAN - це Bluetooth.

WLAN (бездротові локальні мережі) - радіус дії до 100 м. З їхньою допомогою реалізується бездротовий доступ до групових ресурсів у будинку, університетському корпусі й т.д. Звичайно, такі мережі використовуються для продовження провідних корпоративних локальних мереж. У невеликих компаніях WLAN можуть повністю замінити провідні з'єднання. Основний стандарт для WLAN - 802.11.

WWAN (бездротові мережі широкої дії) - бездротовий зв'язок, що забезпечує мобільним користувачам доступ до їхніх корпоративних мереж і Інтернету.

На сучасному етапі розвитку мережних технологій, технологія бездротових мереж Wi-Fi є найбільш зручною в умовах потребуючої мобільності, простоти установки й використання. Wi-Fi (від англ. wireless fidelity - бездротовий зв'язок) - стандарт широкосмугового бездротового зв'язку сімейства 802.11 розроблений в 1997 р. Як правило, технологія Wi-Fi використовується для організації бездротових локальних комп'ютерних мереж, а також для створення так званих гарячих точок високошвидкісного доступу в Інтернет.

Безпровідні локальні мережі мають багато переваг над кабельними мережами, а саме [2]:

- Необмежене переміщення в області покриття безпровідних локальних мереж, зберігаючи доступ до корпоративних інформаційних ресурсів.

- Інсталяція безпровідної локальної мережі у випадках, коли встановлення звичайної кабельної мережі є ускладненим або взагалі неможливим процесом.

- Створення мобільних пересувних локальних відкритих мереж.

- Висока швидкість розгортання безпровідних локальних мереж.

- Близька до нуля вартість експлуатації безпровідних локальних мереж.

- Об’єднання територіально віддалених комп’ютерів.

Як і в усіх системах, існують і недоліки безпровідних локальних мереж, які потрібно вирішувати і над вирішенням яких займаються провідні спеціалісти у цій галузі.

До недоліків безпровідних мереж передачі даних відносять [2]:

- Низька безпека і захищеність даних і самих мереж Wi-Fi (Wireless Fidelity).

- Досить високе в порівнянні з іншими стандартами споживання енергії, що зменшує час життя батарей і підвищує температуру пристрою.

Метою даної роботи є проектування локальної безпровідної мережі на базі стандартів IEEE 802.11b/g. Для цього потрібно розв’язати такі задачі:

- виконати літературний огляд по принципах реалізації і апаратній частині стандартів IEEE 802.11b та IEEE 802.11g;

- виконати техніко-економічне обґрунтування впровадження мережі стандартів IEEE 802.11b/g;

- описати принципи побудови мережі, ефірного інтерфейсу стандарту і навести структурні схеми адаптерів IEEE 802.11b/g.

1.1.Безпровідні мережі.

Ідея цифрового безпровідного зв'язку не нова. Вже в 1901 році італійський фізик Гульельмо Марконі (Guglielmo Marconi) продемонстрував телеграфний зв'язок між кораблем і берегом за допомогою азбуки Морзе, що складається з крапок і тире що вельми схоже на двійковий код. Сьогоднішні цифрові радіосистеми володіють вищою продуктивністю, проте в їх основі лежить та ж ідея. У першому наближенні безпровідні мережі можна розбити на наступних три категорії:

• взаємодіючі системи;

• безпровідні ЛВС (LAN);

• безпровідні глобальні мережі (WAN).

Під взаємодіючими системами розуміється перш за все скріплення між собою компонентів комп'ютера з використанням радіохвиль малого радіусу дії. Майже будь-який комп'ютер складається з декількох частин: монітора клавіатури, миші, принтера... Кожен з цих зовнішніх пристроїв, як відомо під'єднується до системного блоку за допомогою кабелів. А знаєте, скільки проблем з підключенням цієї техніки виникає у новачків, не дивлячись на маркування роз'ємів і детальне керівництво по експлуатації? Недаремно ж більшість, що торгують комп'ютерами, пропонують послуги технічної служби що полягають тільки в з'єднанні компонентів системи. Декілька компаній одна за одною прийшли до ідеї створення безпровідної системи Bluetooth призначеною для того, щоб позбавити компоненты комп'ютера від кабелів і роз'ємів. Окрім стандартних пристроїв, за допомогою Bluetooth можна підключати до комп'ютера цифрові камери, гарнітури, сканери і ін. Тобто тепер практично будь-які цифрові пристрої, розташовані недалеко від системного блоку, можна з'єднати з ним безпровідною мережею. Жодних дротів, ніяких роз'ємів, жодних драйверів. Потрібно просто принести пристрій, включити його, і воно працюватиме. Для багатьох початкуючих користувачів така простота - великий плюс.

У простому випадку взаємодія усередині системи підкоряється принципу «головний - підлеглий». Системний блок найчастіше виступає в ролі головного пристрою, а всі інші - в ролі підлеглих. У чому полягає це головність? Саме системний блок призначає адреси пристроїв, визначає моменти, в яких вони можуть «віщати», обмежує час передачі, задає діапазони робочих частот і так далі. Наступним кроком в розвитку цього напряму сталі безпровідні ЛОС (локальні обчислювальні мережі). У них кожен комп'ютер обладнаний радіомодемом і антеною, з їх допомогою він може обмінюватися даними з іншими комп'ютерами. Інколи є загальна антена, розташована на стелі, і передача даних відбувається через неї, але якщо робочі станції мережі розташован досить близький, то зазвичай використовують однорангову конфігурацію. Беспро- відні мережі все ширше використовуються в бізнесі і для домашніх цілей, де прокладати Ethernet немає жодного сенсу, а також в старих будівлях, що орендуються під офіси, в кафетеріях, в офісних центрах, конференц-залах і інших місцях. Стандарт безпровідних мереж має маркіровку IEEE 802.11, і саме він частіший всього реалізується і стає усе більш популярним.

Третій тип безпровідних мереж використовується в глобальних мережах. Прикладом може служити система стільникового зв'язку, що є насправді низькоппродуктивною цифровою безпровідною мережею. Виділяють вже цілих три покоління стільникового зв'язку. Перші стільникові мережі були аналоговими і призначалися лише для передачі мови. Друге покоління було вже цифровим, але нічого окрім мови, передавати як і раніше було не можна. Нарешті, нинішнє, третє покоління - цифрове, причому з'явилася можливість передачі як голоси, так і інших даних. В деякому розумінні, стільникові мережі - це ті ж безпровідні ЛОС, різниця лише в зоні обхвату і нижчої швидкості передачі. Якщо звичайні безпровідні мережі можуть працювати з швидкістю до 50 Мбіт/с на відстані десятків метрів, то стільникові системи передають дані на швидкості 1 Мбіт/с, але відстань від базової станції до комп'ютера або телефону обчислюється кілометрами, а не метрами. Зараз розвиваються не лише низько, але і високопродуктивні глобальні безпровідні мережі. Початкова установка така: необхідно організувати доступ в Інтернет з нормальною швидкістю, аби при цьому не був задіяний телефон. Таку послугу інколи називають локальною багатовузловою системою розподіли. Вона вже навіть має свій стандарт, IEEE 802.16, Майже всі безпровідні мережі в якомусь місці мають шлюз, що забезпечує звязок із звичайними комп'ютерними мережами, інакше просто неможливо було би організувати, допустимий, доступ в Інтернет.. Конфігурація є звичайною локальною мережею, з тією різницею, що зв'язок із зовнішнім світом здійснюється не по кабелю, а по радіо. Багато хто вірить в те, що саме за безпровідними технологіями майбутнє мережевих технологій, проте є принаймні одна людина, яка з цим не згодна. Так, наприклад, винахідник Ethernet Боб Меткалф (Bob Metcalfe) писав в 1995 го- ду: «Переносні безпровідні комп'ютери подібні до переносних душових кабінок без труб. Вони будуть вельми популярні на транспортних засобах, будмайданчиках і рок-концертах. Але я раджу вам протягнути кабель до свого будинку і залишатися там».

1.2.Огляд і порівняня технологій сучасних безповідних мереж.

Спробуємо розібратися з типами існуючих на сьогоднішній день безпровідних мереж і технологіями безпровідного доступу, що застосовуються в цих мережах. Найчастіше приводиться наступні типи безпровідних мереж які ще можуть називатися сегментами деяких глобальних мереж:

Персональні мережі (Personal Area Networks PAN) – це як правило домашні мережі для безпровідної взаємодії домашнього обладнання. Радіус дії таких мереж становить порядку 10 м;

Локальні мережі (Metropolitan Area Networks, MAN) – це мережі рівня районів великого населеного пункту, усього міста чи деякого регіону. Тут можуть бути обєднані мережі різного роду і призначення. Такі мережі можуть мати радіус обслуговування від декількох сотень мерерів до 50 і більше кілометрів;

Глобальні мережі (Wide Area Networks, WAN) – це мережі здатні забезпечити зєднання і передачу трафіку в глобальних масштабах. Очевидно що глобальні мережі включають в себе в якості сегментів мережі інших типів, в тому числі провідні сегменти, оптоволоконні та безпровідні мережі. На різних сегментах глобальних мереж використовуються різні технології оптимальні по швидкості передачі, займаній полосі частот на кожному сегменті. До таких мереж, зокрема відносять і мережу доступу в Інтернет. До різних типів мереж предявляються різні вимоги по діапазону і полосі гнеобхідних частот, швидкості передачі, віддаленості, типу трафіку, необхідної потужності, якості і видам надаваних послуг. Вимоги породили різні технології. Стандартизацією безпровідних технологій в основному займаються три організації:

IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers;

ETS – European Telecommunication Standards Institute;

3GPP – Third-Generation Partnership Project.

Стандарти IEEE і ETS можуть бути сумісними і стосуються в основному безпровідних мереж, заснованих на комутаціїї пакетів. Стандарти 3GPP визначають технології стільникових мереж 3G покоління, визначаючим є забезпечення звязку для мобільних терміналів і глобальний роумінг.

Відповідно для кожного типу мереж розроблені власні стандарти і технології. Для мереж PAN використовується технологія надширокополосної передачі UWB (Ultra Wide Band), що забезпечує високоякісну високошвидкісну передачу на малі відстані. Це дозволяє наприклад організувати безпровідну передачу телевізійного сигналу по кімнатам жилих приміщень. Чи мультимедійну передачу. Найбільш поширений стандарт такого типу передачі відомий як IEEE 802.15 (Bluetooth). Він дозволяє проводити комутацію і передачу даних між компютером і периферією як то принтер миша і т.д. Bluetooth пристрої, вбудовані в термінали мобільного звязку і навушники, дозволяють вести телефонну розмову чи передавати дані, не тримаючи сам апарат в руках. Bluetooth пристрої, вмонтовані в кишенькові компютери, дозволябть отримувати безпровідний доступ до локальної мережі чи виконувати роль радіомодему для виходу в мережу Інтернет. Стандарт IEEE 802.15.1 забезпечує швидкість передачі 1 Мбіт/с. Наступний стандарт IEEE 802.15.3 відомий як UWB дозволяє вести передачу відео з якістю DVD в межах квартири з швидкістю 400Мбіт/с.