Дипломная работа: Разработка сетей Wi-Fi в школе №12 г. Алматы

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...3
1 Обзор технологии беспрводного доступа wi-fi………………………………….4
1.1 Особенности развития технологий беспроводного доступа………………...4
1.2 Основные элементы сети....................................................................................6
1.3 Архитектура беспроводных сетей………………………………..……...........7
1.4 Независимая конфигурация (ad-hoc)…………………………………….........8
1.5 Инфраструктурная конфигурация…………….………..……………...….......8
1.6 Методы и технологии модуляции сигнала………………………..…..............9
1.7 Топологии беспроводных сетей wi-fi…………………………...……….......12
1.8 Беспроводное оборудование, применяемое в wi-fi сетях…………..............15
2 Специальная часть………………………….…………………………...…...…...18
2.1 Стандарты беспроводной сети……………..……….……………….…...…..18
2.2 Сежимы и особенности организации беспроводной сети…….….….....…..20
2.3 Инфраструктурный режим……………………………...……………......…..21
2.4 Режимы wds и wds with ap………………………………….……..…...……..23
2.5 Режим повторителя………………………………………………….…..……25
2.6 Режим клиента…….…………………………………………………......……26
3 Расчетная часть……………………………………………………..……….........38
3.1 Расчет зоны действия сигнала изотропной излучаемой мощности………..38
3.2 Расчет «сигнал - шум » в цифровых системах связи……...………...…........42
3.3 Расчет дальности работы беспроводного канала связи…………………….41
3.4 Расчет зоны френеля…………………….…………………………….….......44
4 Защита беспроводных сетей……………….…………………………….……....47
4.1 Защита информации…………………………………………...……….…......47
4.2 Wep и его последователи……………………………………….……….........47
4.3 Программное обеспечение……………………………….………..….….......49
4.4 Инвентаризация беспроводной сети………………………………….....…...50
4.5 Анализ защищенности беспроводных устройств………….…………...…...51
4.6 Обнаружение атак на беспроводные сети……………………….…………..52
5 Экономическая часть..............................................................................................54
6 Безопасность жизнедеятельности….……………………………..…..…............64
Заключение………………………………………………………………………….71
Список литературы………………………………..…………...…………..….........72
Особенности развития технологий беспроводного доступа WI-FI -это современная беспроводная технология соединения
компьютеров в локальную сеть и подключения их к Internet. Именно благодаря этой технологии Internet становится мобильным и дает
пользователю свободу перемещения не то что в пределах комнаты, но и по
всему миру.
Представьте себе такую картину: вы пользуетесь своим компьютером
так же, как сейчас - мобильным телефоном; вам не нужны провода, вы можете
взять свой ноутбук в любую точку Москвы и войти в Internet практически
отовсюду. Это - ближайшее будущее.
Под аббревиатурой «WI-FI» (от английского словосочетания «Wireless
Fidelity », которое можно дословно перевести как «высокая точность
беспроводной передачи данных») в настоящее время развивается цел ое
семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.
С увеличением числа мобильных пользователей возникает острая
необходимость в оперативном создании коммуникаций между ними, в
обмене данными, в быстром пол учении информации. Поэтому естественным
о б р а зо м п р о и с х о ди т и н т е н с и вн о е р а зви т и е т е х н о лог и й б е с п р о во д ных
коммуникаций. Особенно это актуально в отношении беспроводных сетей,
или так называемых WLAN- сетей ( Wireless Local Area Network ). Сети Wireless
LAN - это беспроводные сети (вместо обычных проводов в них используются
радиоволны). Установка таких сетей рекомендуется там, где развертывание
кабельной системы невозможно или экономически нецелесообразно.
Беспроводные сети особенно эффективны на предприятиях, где
сотрудники активно перемещаются по территории во время рабочего дня с
целью обслуживания клиентов или сбора информации (крупные склады,
агентства, офисы продаж, учреждения здравоохранения и др.).
Благодаря функции роуминга между точками доступа пользователи
могут перемещаться по территории покрытия сети WI-FI без разрыва
соединения.
WLAN-сети имеют ряд преимуществ перед обычными кабельными
сетями:
- WLAN- сеть можно очень быстро развернуть, что очень удобно при
проведении презентаций или в условиях работы вне офиса;
- п о л ь з о в а т е л и м о б и л ь н ы х у с т р о й с т в п р и п о д к л ю ч е н и и к л о к а л ь ны м
беспроводным сетям могут легко перемещаться в рамках действующих зон
сети;
- скорость современных сетей довольно высока (до 108 Мб/с), что
позволяет использовать их для решения очень широкого спектра задач;
- WLAN- сеть может оказаться единственным выходом, если
невозможна прокладка кабеля для обычной сети.
Вместе с тем необходимо помнить об ограничениях беспроводных
сетей. Это, как правило, все-таки меньшая скорость, подверженность
влиянию помех и более сложная схема обеспечения безопасности переда-
ваемой информации.
Сегмент WI-FI сети может использоваться как самостоятельная сеть,
либо в составе более сложной сети, содержащей как беспроводные, так и
обычные проводные сегменты. WI-FI сеть может использоваться:
для беспроводного подключения пользователей к сети;
для объединения пространственно разнесенных подсетей в одну;
общую сеть там, где кабельное соединение подсетей невозможно или нежелательно;
-для подключения к сетям провайдера Internet-услуги вместо ис-
п о л ь з о в а н и я в ы д ел е н н о й п р о в о д н о й л и н и и и л и о б ы ч н о г о мо д е мн о го
соединения.
Вместе с тем необходимо помнить об ограничениях беспроводных
сетей. Это, как правило, все - таки меньшая скорость, подверженность
влиянию помех и более сложная схема обеспечения безопасности ьпереда-
ваемой информации.
Различают три типа беспроводных сетей, как представлено на Рисунок
1.1: WWAN (Wireless Wide Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network)
и WPAN (Wireless Personal Area Network)
Рисунок 1.1 - Радиус действия персональных, локальных и глобальных
беспроводных сетей
При построении сетей WLAN и WPAN, а также систем широкополосного
беспроводного доступа (BWA - Broadband Wireless Access) применяются
сходные технологии. Ключевое различие между ними, как представлено на
рисунке 1 .2, диапазон рабочих частот и характеристики радио интерфейса. Сет
WLAN и WPAN работают в нелицензионных диапазонах частот 2,4 и 5 ГГц, т.
е. при их развертывании не требуется частотного планирования и координации
с другими радиосетями, работающими в том же диапазоне. Сети BWA

(Broadband Wireless Access) используют как лицензионные, так и
нелицензионные диапазоны (от 2 до 66 ГГц).
Рисунок 1.2 - Диапазон рабочих частот и характеристики

1.2 Основные элементы сети

Для построения беспроводной сети используются WI-FI адаптеры и точки
доступа.
Адаптер, как представлено на рисунке 1.3: представляет собой
устройство, которое подключается через слот расширения PCI , РСМС I,
Compact Flash . Существуют также адаптеры с подключением через порт USB
2.0. WI-FI адаптер выполняет ту же функцию, что и сетевая карта в проводной
сети. Он служит для подключения компьютера пользователя к беспроводной
сети. Благодаря платформе Centrino все современные ноутбуки имеют
встроенные адаптеры WI-FI , совместимые со многими соврем енными
стандартами. WI-FI адаптерами, как правило, снабжены и КПК (карманные
персональные компьютеры), что также позволяет подключать их к беспроводным сетям.
Для доступа к беспроводной сети адаптер может устанавливать связь
непосредственно с другими адаптерами. Такая сеть называется беспровод-
ной одно ранговой сетью или Аd Нос («к случаю»). Адаптер также может ус -
танавливать связь через специальное устройство - точку доступа. Такой режим
называется инфраструктурой.
Для выбора способа подключения адаптер должен быть настроен на
использование либо Ad Нос, либо инфраструктурного режима.
Рисунок 1.3- Ада пте р ы

Точка доступа, как представлено на рисунке 1.4: представляет собой
а в т о н о м н ы й м о д ул ь с о в с т р о е н н ы м м и к р о к о м п ь ю т е р о м и п р и е м н о -
передающим устройством.
Через точку доступа осуществляется взаимодействие и обмен информа -
цией между беспроводными адаптерами, а также связь с проводным сег -
ментом сети. Таким образом, точка доступа играет роль коммутатора
Рисунок 1.4 - Точка доступа
Точка доступа имеет сетевой интерфейс (uplink port), при помощи
которого она может быть подключена к обычной проводной сети. Через этот
же интерфейс может осуществляться и настройка точки.
Точка доступа может использоваться как для подключения к ней кли-
ентов (базовый режим точки доступа), так и для взаимодействия с други ми
точками доступа с целью построения распределенной сети ( Wireless
Distributed System-WDS) . Это режимы беспроводного моста «точка - точка» и
«точка - много точек», беспроводный клиент и повторитель.
1.3 Архитектура беспроводных сетей
Развитие беспроводных сетей, как и многое другое, проходит под
неусыпным контролем соответствующих организаций. Самой главной из них
является IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers, Международный
институт инженеров электротехники и электроники). В частности,
беспроводные стандарты, сетевое оборудование и все, что относится к
беспроводным сетям, контролирует рабочая группа WLAN (Wireless Local Area
Network, беспроводная локальная вычислительная сеть), в которую входят
более 100 представителей различных университетов и компаний разработчиков
сетевого оборудования. Эта комиссия собирается несколько раз в год с целью
совершенствования существующих стандартов и создания новых,
базирующихся на последних исследованиях и компьютерных достижениях.
На сегодняшний день используются два варианта беспроводной
архитектуры или, проще говоря, варианта построения сети: независимая
конфигурация (Ad-Hoc) и инфраструктурная конфигурация. Отличия между
ними незначительные, однако, они кардинально влияют на такие показатели,
как количество подключаемых пользователей, радиус сети,
помехоустойчивость и т.д.
Какая бы конфигурация сети ни была избрана, стандарты определяют
один тип протокола доступа к носителю и разные спецификации для
физических каналов.
Пакеты данных, передаваемых протоколом по физическому каналу,
разбиваются на несколько блоков:
- контрольные данные и адресные данные - 30 байт;
- информационные данные - 2 Кбайт;
- контрольная сумма информационных данных - 4 байт.

1.4 Независимая конфигурация (Ad-Hoc)
Режим независимой конфигурации (IBSS - Independent Basis Service Set,
независимый базовый набор служб), который часто называют «точка - точка», -
самый простой в применении. Соответственно, самым простым является
построение и настройка сети с использованием независимой конфигурации.
Чтобы объединить компьютеры в беспроводную сеть, достаточно
оборудовать каждый компьютер адаптером беспроводной связи. Как правило,
такими адаптерами изначально комплектуются переносные компьютеры, что
сводит построение сети к настройке соответствующих ресурсов и ограничений.
Обычно такой способ используется для организации хаотической или
временной сети, а также в том случае, если другой способ построения сети по
каким-либо причинам не подходит.
Хотя режим независимой конфигурации прост в построении, он обладает
некоторыми недостатками, главными из которых являются малый радиус
действия сети и низкая устойчивость к помехам, что накладывает определенные
ограничения на месторасположения компьютеров сети. Кроме того,
подключится к внешней сети или к Интернету в таком случае очень просто.....