Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 90
Текст из файла (страница 90)
В противном случае их необходимо пересылать по проводной сети.5. Интеграция. Если кадру нужно пройти через сеть, не подчиняющуюся стандарту 802.11 и использующую другую схему адресации и/или формат кадра,то на помощь приходит данный сервис. Он реализует трансляцию форматов.Оставшиеся четыре сервиса — это внутренние услуги соты. Они предоставляются после прохождения ассоциации, описанной выше. Ниже перечислены станционные сервисы:1. Идентификация.
Поскольку беспроводные коммуникации подразумеваюточень легкое подключение к сети и возможность приема/отправки данныхлюбыми станциями, попавшими в зону действия БС, то возникает необходимость идентификации. Только после идентификации станции разрешаетсяобмен данными. После принятия мобильной станции в ряды текущих абонентов соты базовая станция посылает специальный кадр запроса, позволяющийпонять, знает ли станция присвоенный ей секретный ключ (пароль).
Подтверждение осуществляется путем шифрования кадра запроса и отсылки егоназад базовой станции. Если шифрование выполнено корректно, мобильнаястанция получает нормальные права доступа к сети. Изначально стандарт нетребует, чтобы базовая станция отправляла свои идентификационные данныемобильной станции, но работа над исправлением этого упущения уже ведется.2.
Деидентификация. Если станция, работавшая в сети, покидает ее, она должна произвести деидентификацию. После выполнения данного сервиса онабольше не сможет использовать ячейку.3. Конфиденциальность. Чтобы сохранить передаваемые по сети данные в тайне от посторонних «ушей», их необходимо шифровать. Данный сервис осуществляет операции по шифрации и дешифрации информации. Применяетсяалгоритм RC4, изобретенный Рональдом Ривестом (Ronald Rivest) из M.I.Т.4.
Доставка данных. Собственно говоря, именно этот сервис является ключевым во всей работе сети. Ведь сеть 802.11 существует для обмена данными.Поскольку стандарт 802.11 основан на стандарте Ethernet, а в последнем доставка данных не является гарантированной на 100 %, то для беспроводныхсетей это тем более верно. Обнаруживать и исправлять ошибки порученоверхним уровням.У ячейки 802.11 имеются некоторые параметры, которые проверяются и иногда случаях настраиваются. Они относятся к шифрованию данных, интерваламтайм-аутов, скоростям передачи данных, частотам сигналов и т. д.Беспроводные сети на основе стандарта 802.11 все шире применяются в учреждениях, аэропортах, гостиницах, ресторанах, а также на производственных территориях и в университетских кампусах по всему миру. Быстрый рост этих сетей уже практически неизбежен.
Рекомендую изучить книгу (Hills, 2001) —в ней описано, как сеть 802.11 развертывалась в университете Карнеги — Меллона.Широкополосные беспроводные сети353Широкополосные беспроводные сетиЧто-то мы засиделись в помещении. Выйдем на улицу и посмотрим — можетбыть, там тоже есть какие-нибудь интересные сети? А там действительно что-тоесть, и в основном мы увидим то, что называется «последней милей».
Во многихстранах телефонная система в какой-то момент перестала быть жестко управляемой, и появилось множество фирм, предлагающих локальные услуги голосовойсвязи и интернет-услуги.Предложений действительно много. Проблема только в том, что прокладкаволоконно-оптического кабеля, коаксиала или даже витой пары пятой категориик миллионам абонентов обходится очень дорого. Что же делать?Ответ одновременно и прост, и сложен. Нужны широкополосные беспроводные сети.
Установить одну большую антенну на горке где-нибудь рядом с населенным пунктом и расставить на крышах домов абонентов приемные антенныгорадо проще и дешевле, чем рыть траншеи и протягивать кабель. Таким образом, конкурирующие операторы связи оказались крайне заинтересованы в развитии многомегабитных беспроводных систем связи, реализующих услуги голосовой коммуникации, доступа к Интернету, видео по заказу и т. д. Как былопродемонстрировано на рис. 2.27, очень неплохо с задачей справляется системаLMDS. Однако еще до недавних пор каждый оператор стремился использоватьивою собственную систему.
Отсутствие стандартов означало, что аппаратное ипрограммное обеспечение не могли быть запущены в массовое производство.Это, в свою очередь, приводило к установке неоправданно высоких цен при низкой популярности.Наконец светлые головы, работающие в данной отрасли, поняли, что именностандартизация широкополосных беспроводных сетей является главным камнемпреткновения. По традиции, сформировать комитет для разработки стандартабыло поручено IEEE. В комитет 802.16 вошли представители крупнейших фирми научных организаций. Работа была начата в июле 1999 года, а официальныйрезультат был представлен в апреле 2002 года. Название стандарта таково:^Эфирный интерфейс стационарных широкополосных беспроводных системдоступа».
Тем не менее, большинство предпочитает использовать более короткоеназвание: беспроводные региональные сети, или беспроводные местные линии.Мы считаем, что все эти названия равноценны и взаимозаменяемы.- Подобно некоторым другим стандартам из серии 802, стандарт 802.16 построен с использованием идей модели OSI. Здесь можно найти и уровни, и подуровни, используется схожая терминология, сервисные примитивы и т. п. К сожалению, как и OSI, стандарт 802.16 страдает громоздкостью.
В последующихразделах мы приведем краткое описание основных его свойств, но такое исследование является далеко не полным, в нем опущены многие детали. Дополнительную общую информацию о широкополосных беспроводных сетях вы найдете в(Bolcskei и др., 2001; Webb, 2001). Информацию о конкретном стандарте 802.16Можно найти в (Eklund и др., 2002).354Глава 4. Подуровень управления доступом к средеСравнение стандартов 802.11 и 802.16Казалось бы, зачем провозглашать новый стандарт? Чем так плохи сети 802.11,что их нельзя уж и на улицу вынести? Объяснений появлению нового стандартаможно найти несколько.
Во-первых, 802.11 и 802.16 решают совершенно разныепроблемы. Прежде чем говорить о каких-либо технических подробностях, стоит,наверное, сказать несколько слов в защиту создателей именно нового стандарта.Сети 802.11 и 802.16 похожи друг на друга прежде всего в том, что и те, и другие предназначены для обеспечения беспроводной связи с высокой пропускнойспособностью. Однако дальше начинаются различия. Во-первых, 802.16 предоставляет услуги связи для целых зданий, а здания, как известно, отличаютсякрайне малой мобильностью.
Они не часто мигрируют из соты в соту. Междутем сети 802.11 во многом ориентированы на мобильность абонентов. В зданииможет быть расположено несколько компьютеров, и этот вариант несколькосложнее, чем мобильная станция с единственным ноутбуком. Владельцы зданийобычно готовы платить за хорошую связь больше, чем владельцы ноутбуков, поэтому появляется возможность установки качественных радиоприемников и передатчиков. В частности, этот аспект влияет на то, что сеть 802.16 может использовать полнодуплексную связь, тогда как экономия денег пользователями сети802.11 не дает такой возможности.Сети 802.16 могут охватывать целые районы городов, и расстояния при этомисчисляются километрами. Следовательно, получаемый станциями сигнал может быть разной мощности в зависимости от их удаленности от передатчика.Эти отклонения влияют на соотношение сигнал/шум, что, в свою очередь, приводит к использованию нескольких схем модуляции.
Этот вид телекоммуникаций является открытым, эфирный сигнал проходит над целыми городами, поэтому вопросы защиты информации здесь крайне важны.В каждой ячейке широкополосной региональной сети может быть намногобольше пользователей, чем в обычной ячейке 802.11, и при этом каждому пользователю предоставляется гораздо более высокая пропускная способность, чемпользователю беспроводной ЛВС. Кроме всего прочего, трудно представить себе, чтобы начальство фирмы собрало в одной комнате офисного здания 50 сотрудников, для того чтобы посмотреть, что будет с сетью, если на каждую из 50 мобильных станций загружать свой видеофильм. В среде пользователей 802.16 такаяситуация может легко возникнуть сама собой, только не в пределах одной комнаты, а в пределах одной ячейки региональной сети.
Нелицензированной (ISM)полосы частот явно недостаточно для такой нагрузки, поэтому сети 802.16 работают в высокочастотном диапазоне 10-66 ГГц. На момент разработки стандартаэто была единственная подходящая незанятая часть спектра.Но ведь миллиметровые волны такого диапазона обладают совсем иными физическими свойствами, чем более длинные волны ISM-диапазона. Значит, необходимо разработать специальный физический уровень для 802.16.
Миллиметровые волны, увы, очень эффективно поглощаются водой (особенно дождем,снегом, градом, а иногда даже туманом). Значит, нужно как-то это учитыватьпри обработке ошибок. Данный тип волн является узконаправленным (волны,Широкополосные беспроводные сети355применяемые в стандарте 802.11, распространяются по всем направлениям), поэтому вопрос о многолучевом распространении здесь становится больше теоретическим, чем практическим.Еще одна проблема — качество обслуживания. Сети 802.11 поддерживают передачу информации в реальном времени (в режиме PCF), но вообще-то они непредназначены для телефонной связи и большого мультимедийного трафика.Стандарт 802.16, напротив, ориентирован на поддержку подобных приложений,поскольку он предназначен как для обывателей, так и для деловых людей.В двух словах можно так обрисовать различие между описываемыми сетями:стандарт 802.11 — это мобильный аналог Ethernet, a 802.16 — беспроводной, ностационарный аналог кабельного телевидения.
Разница оказалась столь большой, что стандарту получились совсем не похожие. Это и понятно: они служатразным целям.Можно попробовать провести некую аналогию с сотовой телефонной системой. Говоря о мобильных телефонах, мы подразумеваем голосовую связь, осуществляемую в довольно узком частотном диапазоне, с невысокой мощностью иволнами средней длины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
