Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Такая система часто подключается к Ethernet, но может использоватьлюбые другие технологии. Когда клиенты перемещаются, они могут попадать в зонудействия точек доступа с лучшим уровнем сигнала и переключаться на них. Извнетакая система похожа на обычную проводную локальную сеть.Рис. 1.32. Радиус действия одного радиопередатчика может не покрывать всю системуПодвижность клиентов в 802.11 существенно более ограничена, чем в мобильныхтелефонных сетях.
Как правило, 802.11 используется клиентами, которые двигаютсяот одного стационарного местоположения до другого, а не тогда, когда они непрерывноперемещаются. Для такого использования полноценная мобильность не требуется.Даже когда 802.11 используется в движении, перемещения ограничены одной сетью,зона действия которой не превышает одного большого здания. Будущие схемы должныбудут обеспечить подвижность клиентов при работе в разных сетях и с использованием различных технологий (например, 802.21).Наконец, существует проблема безопасности. Так как беспроводная передачаявляется широковещательной, соседние компьютеры легко могут получить пакеты информации, которые не были для них предназначены.
Чтобы избежать этого,в стандарте 802.11 используется схема шифрования WEP (Wired Equivalent Privacy).Основная идея — создать в беспроводной сети защиту аналогичную проводной. Идеябыла хорошая, но, к сожалению, в схеме оказалось много недостатков (Borisov и др.,2001). Позднее появились новые схемы шифрования, зафиксированные в стандарте802.11i, который получил название WiFi Protected Access (WPA). В настоящее времяиспользуется версия WPA2.Стандарт 802.11 вызвал революцию в беспроводных сетях, которая продолжается и сейчас. Помимо зданий такие сети используются в поездах, самолетах, судахи автомобилях, так чтобы люди могли выходить в Интернет везде, где бы они ниоказались.
Мобильные телефоны и вся бытовая электроника, от игровых приставокдо цифровых фотоаппаратов, могут получить доступ в сеть. Мы возвратимся к этомуподробно в главе 4.90 Глава 1. Введение1.5.4. RFID и сенсорные сетиСети, которые мы изучили до сих пор, образуются вычислительными устройствами —от компьютеров до мобильных телефонов. Радиочастотная идентификация (RFID)позволяет включать в сеть предметы повседневного пользования.Электронная метка похожа на почтовую марку, которая может быть прикреплена кпредмету (или встроена в него), чтобы его можно было отслеживать. Таким предметомможет быть что угодно — животное, паспорт, книга или любая коробка.
Метка состоитиз маленького чипа с уникальным идентификатором и антенны, которая принимаетрадиосигнал. Считыватели RFID, установленные в точках отслеживании, обнаруживают метки, когда они оказываются вблизи, и посылают запрос, получая информацию,как показано на рис. 1.33. Это позволяет осуществлять идентификацию, управлениесистемой поставок, измерение скорости и отказаться от использования штрихкодов.Рис. 1.33. RFID используется для объединения в сеть предметов повседневного пользованияСвойства RFID могут различаться, но, возможно, самый захватывающий аспекттехнологии RFID — то, что у большинства меток RFID нет ни электрического штепселя, ни батареи. Вместо этого вся необходимая энергия поставляется считывателямиRFID в виде радиоволн.
Эту технологию называют пассивным RFID, чтобы отличитьэто от (реже встречающегося) активного RFID, в котором метка обладает собственнымисточником энергии.Стандартная форма RFID — УВЧ RFID (ультравысокочастотный RFID) — используется для контейнеров и некоторых водительских лицензий. В США считывателиизлучают сигналы в полосе 902–928 МГц. Общение с метками происходит на расстоянии нескольких метров, метка отражает и изменяет сигнал, который считывательпринимает и обрабатывает.
Этот способ называют обратным излучением.Другой популярный вид RFID — ВЧ RFID (высокочастотный RFID) — работаетна частоте 13,56 МГц и, вероятно, может встраиваться в паспорта, кредитные карты,книги и бесконтактные платежные системы. У ВЧ RFID малая дальность — не большеметра, потому что физический механизм излучения сигнала основан на индукции,а не обратном излучении. Существуют и другие формы RFID, использующие другиечастоты, такие как LF RFID (низкочастотный RFID), который использовался до ВЧRFID для отслеживания животных.
Этот вид RFID, вероятно, можно найти у вашейкошки. Считыватели RFID должны, так или иначе, решать проблему контакта с несколькими метками в пределах диапазона чтения. Это означает, что метка не можетпросто отвечать, обнаружив считыватель, иначе сигналы от нескольких меток могутпомешать друг другу.
Решение проблемы похоже на подход, использованный в 802.11:1.5. Примеры сетей 91перед ответом метки выдерживают паузу в течение случайного короткого интервала,которая позволяет считывателю разделять сигналы.Безопасность — еще одна проблема. Способность считывателей RFID легко отследить объект и, следовательно, человека, который его использует, может бытьвторжением в личную жизнь.
К сожалению, трудно обеспечить информационнуюбезопасность для RFID-меток, потому что их вычислительные возможности ограничены. Поэтому используются более слабые меры, такие как пароли (которые легковзломать). Если паспортный контроль на границе может считать информацию с вашего паспорта удаленно, помешает ли что-нибудь другим людям отслеживать ту жесамую метку без вашего ведома? Навряд ли.Метки RFID появились как чипы идентификации, но быстро превращаются в достаточно серьезные компьютеры. Например, у многих меток есть память, которая может сохранять информацию о том, что произошло с объектом, и позже передавать ее.Rieback и др. (2006) продемонстрировал, что это приводит к тому, что в этой областитакже должны появиться все проблемы, свойственные программному обеспечениюкомпьютера.
Например, ваша кошка или ваш паспорт могут использоваться для распространения RFID-вируса.Следующий шаг — сенсорная сеть. Сенсорные сети призваны контролировать всеаспекты материального мира. До сих пор они главным образом использовались длянаучных экспериментов, например для отслеживания поведения птиц, вулканической деятельности и миграции зебр. Теперь они внедряются в бизнес-приложения,здравоохранение, оборудование для контроля колебаний и контроля замороженных,охлажденных и других скоропортящихся товаров.Сенсорные узлы — маленькие компьютеры размером с брелок для ключей, в которые встроены датчики температуры, вибрации и т. п. Множество узлов находитсяв зоне наблюдения.
Как правило, у них есть собственные источники питания, онимогут пользоваться солнечной энергией или получать энергию от колебаний. Дляэтих устройств важно обладать достаточным количеством энергии, чтобы доставитьданные датчиков на внешнюю точку сбора информации. Общая схема самоорганизации узлов для передачи друг другу сообщений показана на рис. 1.34. Такую схемуназывают сетью с ретрансляторами.Рис. 1.34. Топология сенсорной сети с ретрансляторами92 Глава 1.
ВведениеВ будущем RFID и сенсорные сети, вероятно, получат больше возможностейи станут более распространенными. Исследователи уже объединили лучшее из обеих технологий, создав прототипы программируемых RFID-меток с датчиками света,движения и др. (Sample и др., 2008).1.6. Стандартизация сетейВ мире существует большое количество разработчиков сетей, каждый из которыхимеет свои представления о способах реализации различных функций. Без координации их действий наступила бы полная неразбериха, и пользователи не смогли быработать. Единственным способом борьбы с хаосом является достижение согласия поопределенным вопросам на основе сетевых стандартов. Стандарты не только обеспечивают возможность общения компьютеров, но также расширяют рынок для продукции,придерживающейся стандарта, что приводит к массовому выпуску совместимой другс другом аппаратуры, очень широкомасштабной интеграции, удешевлению производства и, следовательно, еще большему притоку потребителей на этот рынок.В этом разделе мы рассмотрим чрезвычайно важный, но плохо изученный мирмеждународных стандартов.
Но сначала давайте обсудим, что должно относиться кстандартам. Разумный человек предположит, что стандарт разъясняет, как работаетпротокол, чтобы вы могли сделать его хорошую реализацию. И этот человек оказывается неправ.Стандарты определяют то, что необходимо для реализации взаимодействия: нибольше, ни меньше. Это позволяет рынку развиваться и также позволяет компаниямконкурировать, совершенствуя собственные продукты.
Например, стандарт 802.11задает скорости передачи, но не говорит, при каких условиях отправитель должениспользовать конкретную скорость, — данная информация является ключевой характеристикой хорошей работы. Этот вопрос должен решать тот, кто создает продукт.Часто такой подход затрудняет взаимодействие, поскольку стандарты обычно предлагают множество возможностей, что приводит к появлению огромного количествавариантов реализаций. С 802.11 было связано столько проблем, что на вооружениебыла взята стандартная стратегия — для отлаживания взаимодействия в рамках 802.11была создана специальная группа — WiFi Alliance.Точно так же стандарт протокола определяет протокол проводной связи, но не даетописания реального интерфейса, позволяющего объяснить протокол.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
