Разработка беспроводной локальной вычислительной сети на базе образовательного комплекса

Оглавление

Аннотация

Введение

Глава 1 Технологии беспроводной передачи данных (Wi-Fi)

1.1 Основные технологии беспроводной передачи данных

1.2 Среднедействующие технологии беспроводной передачи данных (WiFi)

1.3 Архитектура IEEE 802.11

1.3.1 Стек протоколов IEEE 802.11

1.3.2 Уровень доступа к среде стандарта IEEE 802.11

1.3.3 Распределенный режим доступа DCF

1.3.4 Централизованный режим доступа PCF

1.4 Стандарты IEEE 802.11

1.4.1 IEEE 802.11

1.4.2 IEEE 802.11b

1.4.3 IEEE 802.11а

1.4.4 IEEE 802.11g

1.4.5 IEEE 802.11d

1.4.6 IEEE 802.11e

1.4.7 IEEE 802.11f

1.4.8 IEEE 802.11h

1.4.9 IEEE 802.11i

1.4.10 IEEE 802.11n

Глава 2 Разработка ЛВС по технологии Wi-Fi

2.1 Общие сведения

2.1.1 Назначение и цели работы

2.1.2 Требование к системе в целом

2.2 Режимы работы беспроводного оборудования

2.2.1 Точка доступа

2.2.2 Режимы WDS и WDS WITH AP

2.3.1 Техническое задание

2.3.2 Полный состав комплекса

2.3.3 Что нужно учитывать при разработке WI-FI сетей?              38

2.3.4 Сетевой аудит

2.3.5 Ортоганальное частотное раздление каналов с                                           

мултиплексированием

2.3.6 Скоростный режимы и методы кодирования в протоколе 802.11g

2.3.7 Максимальная скорость передачи данныхв протоколе 802.11b\g

2.3.8 Классификция беспроводного сетевого обрудования

2.3.9 Выбор оборудования для беспроводной сети

2.3.10 Ресурс точки доступа              54

2.3.11 Защита беспроводной сети              54

2.4 Администрирование сети по WI-FI

2.4.1 DAP-1353

2.5 Тестирование производителтьности беспроводной сети              61

2.5.1 Алгоритм тестирования              65

Глава 3 организационно-экономическая часть              67

3.1 Описание проекта

3.2 План производства              67

3.3  Организационный план              67

3.3.1  Разработка оперативно-календарного плана

3.3.2  Определение трудоемкости этапок ОКП

3.3.3  Определение численности персонала

3.3.4  Содержание работ              70

3.4 Определение сметной стоймости разработки

Глава 4 Охрана труда и техника безопасности              75

4.1 Нормативные правовые акты по охране труда              75

4.2 Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов              80

4.2.1 Опасные производственные факторы              80

4.2.2 Вредные производственные факторы              81

4.2.3 Микроклимат              83

4.3 Анализ условий эксплуатации проектируемого устройства              84

4.3.1 Электрический ток              84

4.4 Пожарная безопасность              87

Заключение              90

Список использованных источников и литературы              91

Аннотация

Введение

Под аббревиатурой "Wi-Fi" (от английского словосочетания "Wireless Fidelity", которое можно дословно перевести как "высокая точность беспроводной передачи данных") в настоящее время развивается целое 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 получении информации. Поэтому естественным образом происходит интенсивное развитие технологий беспроводных 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.

Актуальность работы обусловлена необходимостью разгрузить основную (проводную) локальную сеть комплекса ЧЮК-ЮУПИ-МПГУ и тем самым увеличить производительность ЛВС комплекса в целом. Также это снизит количество сетевых кабелей внутри комплекса тем самым увеличив удобство работы с сетью. Беспроводные сети особенно актуальны на предприятиях, где сотрудники активно перемещаются по территории во время рабочего дня каковым является комплекс ЧЮК-ЮУПИ-МПГУ.

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;

-                 пользователи мобильных устройств при подключении к локальным беспроводным сетям могут легко перемещаться в рамках действующих зон сети;

-                 скорость современных сетей довольно высока (до 300 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 передаваемой 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 использования выделенной проводной линии или обычного модемного соединения.

Методами исследования являются сопоставительный анализ, обобщение, моделирование, закрепление изученной литературы и документации.

Целью данного проекта заключается в разработке локально-вычислительной сети по Wi-Fi технологии предназначенной для реализации в образовательном комплексе ЧЮК-ЮУПИ-МПГУ.

Задачи дипломного проекта:

– Исследовать технологии беспроводной передачи данных (Wi-Fi);

– Рассмотреть архитектуру IEEE 802.11 (Wi-Fi);

– Разработать техническое задание;

– Провести тест разработанной локально-вычислительной сети по Wi-Fi технологии;

– Провести расчёт затрат на разработку локально-вычислительной сети.

– Рассмотреть вопросы охраны труда на рабочем месте.

Объект – локально-вычислительные сети.

Предмет – разработать локально-вычислительную сеть по Wi-Fi технологии.

В работе были использованы следующие методы исследования:

- Сопоставление аналогов;

- Обобщение изученной литературы;

- Практическая реализация;

- Тестирование.

Практическая значимость работы – создание локально вычислительной сети по Wi-Fi технологии для образовательного комплекса ЧЮК-ЮУПИ-МПГУ. Реализация данного проекта позволит повысить производительность труда, сократить время на получение и обработку информации, мобильно передвигаться по офису и занимать разные рабочие места.

В качестве информационной базы исследования использованы публикации российской и зарубежной литературы, публикации в прессе.

Глава 1 Технологии беспроводной передачи данных (Wi-Fi)

1.1 Основные технологии беспроводной передачи данных

Возможны несколько способов беспроводной передачи информации между мобильными устройствами – инфракрасное соединение, соединение посредством радиоволн, соединение с помощью микроволновых (СВЧ) технологий.

Принято классифицировать беспроводные технологии передачи данных по «дальнобойности» на следующие сектора:

1.       Сектор локальных интерфейсов (короткодействующие технологии беспроводной передачи данных (Bluetooth, WirelessUSB),

2.       Сектор локальных домашних и офисных сетей (среднедействующие технологии беспроводной передачи данных (WiFi),

3.       Сектор региональных городских сетей (технологии беспроводной передачи данных (WiMAX, Mobile Broadband Wireless Access),

4.       Сектор глобальных сетей (дальнедействующие технологии беспроводной передачи данных на базе радиорелейных, сотовых и спутниковых технологий).

В то же время можно выделить следующие основные разновидности беспроводных сетей связи, используемых для обслуживания мобильных абонентов:

         Персональные;

         Временно создаваемые сети произвольной структуры;

         Локальные сети беспроводного доступа;

         Беспроводные наземные радиорелейные магистрали;

         Сотовые сети;

         Глобальные спутниковые;

        Гибридные гетерогенные сети разной конфигурации.

1.2 Среднедействующие технологии беспроводной передачи данных (WiFi)

Технология Wi-Fi одна из самых перспективных на сегодняшний день в области компьютерной связи. Wi-Fi (Wireless Fidelity) - в переводе с английского - "беспроводная преданность". Технологией Wi-Fi называют один из форматов передачи цифровых данных по радиоканалам. Изначально устройства Wi-Fi были предназначены для корпоративных пользователей, чтобы заменить традиционные кабельные сети. Для проводной сети требуется тщательная разработка топологии сети и прокладка вручную многих сотен метров кабеля.

В основе технологии WiFi (Wireless Fidelity) лежит рабочая группа IEEE 802.11, который в отличие от других технологий радиодоступа, обеспечивает высокоскоростные соединения на больших расстояниях даже при отсутствии прямой видимости объекта, на отраженном сигнале. Технология WiMAX позволяет работать в любых условиях, в том числе в условиях плотной городской застройки, обеспечивая высокое качество связи и скорость передачи данных.

1.3 Архитектура IEEE 802.11

Институт инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 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 Мбит/с. 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.

1.3.1 Стек протоколов IEEE 802.11

Естественно, стек протоколов стандарта IEEE 802.11 соответствует общей структуре стандартов комитета 802, то есть состоит из физического уровня и канального уровня с подуровнями управления доступом к среде MAC (Media Access Control) и логической передачи данных LLC (Logical Link Control). Как и у всех технологий семейства 802, технология 802.11 определяется двумя нижними уровнями, то есть физическим уровнем и уровнем MAC, а уровень LLC выполняет свои стандартные общие для всех технологий LAN функции (рисунок 1.1).

На физическом уровне существует несколько вариантов спецификаций, которые отличаются используемым частотным диапазоном, методом кодирования и как следствие - скоростью передачи данных. Все варианты физического уровня работают с одним и тем же алгоритмом уровня MAC, но некоторые временные параметры уровня MAC зависят от используемого физического уровня.

Рисунок 1.1 – Стек протоколов IEEE 802.11

1.3.2 Уровень доступа к среде стандарта IEEE 802.11

В сетях 802.11 уровень MAC обеспечивает два режима доступа к разделяемой среде (рисунок 1.1):

-                 распределенный режим DCF (Distributed Coordination Function);

-                 централизованный режим PCF (Point Coordination Function).

1.3.3 Распределенный режим доступа DCF

Логика управления доступа к среде рассмотрена на рисунке 1.2.

Рассмотрим сначала, как обеспечивается доступ в распределенном режиме DCF. В этом режиме реализуется метод множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance - CSMA/CA). Вместо неэффективного в беспроводных сетях прямого распознавания коллизий по методу CSMA/CD здесь используется их косвенное выявление. Для этого каждый переданный кадр должен подтверждаться кадром положительной квитанции, посылаемым станцией назначения. Если же по истечении оговоренного тайм-аута квитанция не поступает, станция-отправитель считает, что произошла коллизия.