Беспроводные сети передач данных. Реферат. Протоколы защиты беспроводных сетей Тенденции развития телекоммуникационных беспроводных сетей
 Скачать 126.44 Kb.
|
|
Содержание Введение………………………………………………………………………..3 Понятие беспроводной связи…………………………………..…………..4 Классификация беспроводных сетей передачи информации……….….11 Wi-Fi – беспроводная локальная сеть……………………………………13 Формирование семейства беспроводных сетей…………………………13 Режимы работы стандарта IEEE 802.11…………………...……………..13 Протоколы защиты беспроводных сетей……………..…………………17 Тенденции развития телекоммуникационных беспроводных сетей…..21 Заключение………………………………………………………...…………23 Список использованной литературы………………………………………..25 Введение В настоящем мире устройства беспроводной технологии набирают скорую популярность. Неизбежно то, что количество беспроводных работающих устройств превысит число, которое будет равным количеству людей на земле, ведь на каждого человека приходится примерно 3-4 устройства беспроводной сети, такие как мобильный телефон, планшет, ноутбук и т. д. Эти устройства уже на все 100% пронизывают нашу жизнь и делают нас зависимыми от них, ведь в них находятся все важные документы: • Паспорт, водительское удостоверение и т. д.; • Кредитные карточки и банковские счета; • ЕЦП; • другие важные ресурсы; Слаженная работа всех устройств обеспечивается с помощью беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11 или как они называются в народе – Wi-Fi. Она используется для развертывания сетей как в публичных местах, так и для организации беспроводных локальных компьютерных сетей. Обмен, передача, скачивание важных для нас элементов происходит именно благодаря этим сетям, поэтому вопрос их защищенности должен быть на первом месте. Целью реферата является повышение защищенности и надежности сетей беспроводного доступа за счет анализа методов обеспечения безопасности, а также анализа уязвимостей и их решения. Объектом реферата являются беспроводные локальные сети, а предметом исследования – методы обеспечения безопасности в сетях беспроводного доступа. Понятие беспроводной связи Понятие беспроводной связи или беспроводной связи используется для обозначения категории способа связи и технологий передачи данных, в которых не используются электрические проводники, или «провода». Это расстояние может быть как небольшим (несколько метров, как в дистанционном управлении для телевизора), так и огромным (тысячи или миллионы километров телекоммуникаций). Название "беспроводная среда" может ввести в заблуждение, так как означает полное отсутствие проводов в сети. В большинстве случаев это не так. Конечно, беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи данных используется кабель. Различные беспроводные технологии (GSM/GPRS/CDMA, инфракрасное излучение, Wi-Fi, Bluetooth, радиоволны (например, DECT), оптическое или лазерное излучение) дают возможность работать мобильным телефонам, навигационным GPS-системам, спутниковому телевидению, компьютерной периферии (компьютерные мыши, клавиатуры, геймпады и т.д.) и беспроводным сетям разных уровней [1].  Рисунок 1.1 – Беспроводные сети [1] Беспроводные технологии используются для оборудования мобильных информационных технологий. В их состав входят мобильные телефоны, наладонники (PDA), беспроводные сети. К другим устройствам беспроводных технологий можно отнести устройства дистанционного открывания гаража, беспроводные компьютерные мыши и клавиатуры, устройства глобальной системы позиционирования, спутниковое телевидение и мобильные и радиотелефоны [2]. Возможности беспроводной связи: - обеспечивает временное подключение к кабельной сети; - помогает организовать резервное копирование в кабельную сеть; - гарантирует определенный уровень мобильности; - позволяет снять ограничения максимальной протяженности накладываемой сети медной или даже оптоволоконной проволокой. Можно выделить основные типы беспроводной связи: инфракрасное излучение, лазерная технология, технология SST, сети на радиомодемах, спутниковые технологии, сети на сотовых модемах, оптические системы беспроводной связи, системы на базе инфракрасных каналов и радиорелейная связь. У всех систем есть определенные преимущества и недостатки [1]. Инфракрасное излучение Все инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрасные лучи. В подобных системах необходимо генерировать очень сильный сигнал, поскольку иначе значительное влияние будут оказывать другие источники, например свет из окна. Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, потому что инфракрасный свет имеет очень широкий диапазон частот. Инфракрасные сети могут нормально работать на скорости 10 Мбит/с [3]. Существует четыре типа инфракрасных сетей: - сеть прямой видимости – в таких сетях передача возможна только в случае прямой видимости между передатчиком и приемником; - сети на рассеянном инфракрасном излучении – при использовании этой технологии сигналы отражаются от стен, полов и потолков достигают приемника. Эффективная область действия представляет собой примерно 30 м (100 фут) и скорость передачи невелика из-за неравномерного сигнала; - сети на отраженном инфракрасном излучении – в таких сетях оптические трансиверы, которые расположены рядом с компьютером, передают сигналы в место, откуда они затем пересылаются соответствующему компьютеру [1]; – модулированные оптические сети. Эти беспроводные инфракрасные сети сделаны для жестких требований мультимедийной среды и почти не уступают в скорости проводным сетям. Хотя скорость инфракрасных сетей и удобство их использования дают определенные перспективы, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние свыше 30 м. К тому же сигнал в таких сетях легко портится другими источниками света, имеющимися в большинстве организаций. Лазерная технология Лазерная технология подобна инфракрасной тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-то причинам луч будет прерван, это прекратит и передачу. - Радиопередача в узком диапазоне (одночастотная передача) — этот способ подобен вещанию обычной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на выбранную частоту. При этом прямая видимость совершенно не нужна, площадь речи составляет около 46500 м? (500 000 квадратных футов). Однако поскольку система пользуется сигналом высокой частоты, он не проникает через металлические или железобетонные помехи. Доступ к такому способу связи выполняется через поставщика услуг, например Motorola 1. Связь сравнительно медленная - около 4,8 Мбит/с. - Радиопередача в рассеянном спектре — при таком способе сигналы передаются на нескольких частотах, что позволяет избегать проблем, присущих одночастотной передаче. Возможные для использования частоты разделены на каналы. Адаптеры в течение заданного промежутка времени настроены на определенный канал, после чего переключаются на другой. Переключение всех компьютеров в сети происходит одновременно. Этот способ передачи обладает некоторой «встроенной» защитой: чтобы подслушивать передачу необходимо знать алгоритм переключения каналов [4]. Если необходимо усилить защиту данных от несанкционированного доступа, прибегают к кодированию. Скорость передачи данных в 250 Кбит/с относит данный способ к разряду самых медленных. Но есть сети, передающие данные со скоростью до 2 Мбит/с на расстояние до 3,2 км (2 миль) – на открытом пространстве и до 120 м (393 фута) – внутри здания. Это тот случай, когда технология дает возможность получить целую беспроводную сеть. К примеру, два и более компьютера, оснащенные адаптерами Xircom CreditCard Netwave, с операционными системами типа Microsoft Windows 95 или Microsoft Windows NT могут без кабеля работать как одноранговая полная сеть. Также можно подключить такую беспроводную сеть к кабельной сети на основе Windows NT Server, добавив к одному из компьютеров Windows NT-сети прибор Netwave Access Point. Федеральная комиссия по электросвязи США (FCC) разделила следующие виды PCS (Personal Communication Services) и полосы частот для них: - узкополосные PCS (диапазон 900-901, 930-931, 940-941 МГц) для скоростных пейджерных сетей, двунаправленной передачи сообщений, передача сообщений речи; - широкополосные PCS (120, 1850-2200 МГц); - сотовая связь; - цифровая передача речи и данных; - нелицензионные PCS (40 МГц, от 1890 до 1930 МГц); - беспроводные ЛМ и АТС организаций в ближайшем радиусе действия; - в пределах одного здания или группы построек [4]. Нелицензионные PCS обеспечивают передачу данных со скоростью до 10 Мбит/с. В технологии SST (Spread Spectrum Technology) используется распределение сигнала по спектру частот. Это позволяет значительно повысить пропускную способность канала благодаря большей помехоустойчивости. Технологию SST уже продолжительный период применяют для военных нужд. Есть две разновидности сетей SST: – FH-SS. Приемник и передатчик синхронно перескакивают с частоты на частоту; – DH-SS. В каждый момент времени сигнал «размазан» по широкому диапазону частот. Технология SST позволяет не только увеличить пропускную способность сети, но и лучше реализовать защиту информации от прослушивания. Наружный наблюдатель такую информацию воспринимает как «белый шум» [6]. Спутниковые технологии Технология VSAT (Very Small Aperture Terminal) использует для передачи данных геостационарные спутники, расположенные над экватором Земли на высоте 40 тыс. км. Наземные станции для связи со спутником используют эллиптические антенны диаметром 3 м. Канал VSAT: - обеспечивает скорость передачи данных до 2 Мбит/с; - позволяет реализовать сообщение на большие расстояния с пересечением государственных границ; - соразмерен по цене с кабельными каналами такой же пропускной способности. В то же время, этот канал отличается значительными задержками передачи данных, обусловленными большим расстоянием до спутника (задержка составляет примерно 250 мкс, тогда как для проводных сетей — 15 мкс). Поэтому канал VSAT нельзя употреблять в системах настоящего времени и оперативной связи [7]. Поскольку стоимость спутникового канала велика, поставщик услуг покупает у владельца спутника канал связи большой емкости и продает части пропускной способности канала. Следовательно, сеть с использованием звеньев VSAT имеет звездную структуру. Системы низкоорбитальных спутников. Системы на базе низкоорбитальных спутников LEO (Low Earth Orbit), как и VSAT, для передачи используют спутник, но этот спутник расположен на высоте около 100 км на обычной, а не геостационарной орбите. В этом случае уменьшается задержка в передаче данных. Кроме того, вывести такой спутник на орбиту значительно дешевле геостационарного. В то же время для поддержки постоянной связи нужно использовать большое количество таких низкоорбитальных спутников. Среди существующих проектов LEO можно выделить систему Iridium, использующую 66 спутников [7] В первом варианте предполагалось, что в системе будет 77 спутников. Именно столько электронов содержит атом иридия. Позже оказалось, что достаточно 66. Однако название решили оставить (название элемента с 66 электронами диспрозия происходит от латинского disprosius — труднодоступный). Корпорация Teledesic, владельцами которой являются Bill Gates и Greg MacCaw, планирует создать всемирную систему передачи мультимедийной информации на основе технологии LEO. Планируется, что такая сеть будет использовать 840 спутников и предоставлять пользователям каналы пропускной способности от 62 Кбит/с до 2 Мбит/с. [7]. Перспективы спутниковой связи раскрывают очень широкие возможности, особенно если удастся значительно увеличить скорость передачи данных приемнику. Системы оптической беспроводной связи Оптическая беспроводная связь - форма оптической связи, в которой видимый, инфракрасный (IR) или ультрафиолетовый (UV) свет используется для передачи сигнала без использования проводных средств связи. Основываясь на диапазоне расстояний передачи, оптическая беспроводная связь может рассматриваться в пяти категориях: 1. Оптическая беспроводная связь в ультракоротком диапазоне: межчиповая связь в плотно упакованных мультичиповых модулях. 2. Оптическая беспроводная связь в коротком диапазоне: приложения беспроводной нательной сети (WBAN) и беспроводной персональной сети (WPAN) под стандартом IEEE 802.15.7, подводная связь. 3. Оптическая беспроводная связь в среднем диапазоне: домашний IR и коммуникация видимым светом для (VLC) для беспроводных локальных сетей (WLANs), межтранспортная и транспорт-инфраструктура связи. 4. Оптическая беспроводная связь в длинном диапазоне: междомовое подключение, Free-Space Optical Communications (FSO). 5. Оптическая беспроводная связь в ультрадолгом диапазоне: межспутниковая связь, системы связи спутник-земля [11]. Системы на базе инфракрасных каналов Системы на базе инфракрасных каналов отличаются невысокой стоимостью приемников и передатчиков (от 1.5 до 4.5 долл. США) и высокими скоростями передачи. Однако инфракрасные каналы работают только в условиях прямой видимости. То есть, если нет никаких помех и есть гарантия того, что сигнал не будет прерван за счет каких-либо природных или искусственных факторов, которые перекроют прямую видимость между передатчиком и приемником сигнала. Также невозможна работа таких систем в местах с резко высоким или низким перепадом температуры окружающей среды. Ассоциация Infrared Data Communications разработала стандарт передачи по инфракрасному каналу со скоростью 115.2 Кбит/с [12]. Радиорелейная связь Радиорелейные станции (РРС) вы используют для передачи аналогового сигнала в телевидении и цифрового в последовательном коде по стандарту ITU G.703 в телефонии. Канал G.703 имеет пропускную способность 2 Мбит/с. Его можно использовать, например, для совмещения сегментов Ethernet. Современные цифровые РРС имеют полосу пропускания 2-34 Мбит/с. Потому часто ее разделяют на несколько каналов. Максимальное расстояние для связи РРС – 60-80 км. Для наземных РРС используют частотные диапазоны 1, 5, 7, 15, 23, 34 ГГц. Взаимодействия маршрутизатора и РРС постигают посредством конвертера V.35/G.703 [13]. Радиорелейную связь чаще всего используют военные разных стран. Беспроводные технологии и системы являются одной из важнейших отраслей развития современной электроники. Для обеспечения комфорта и практичности в обыденном использовании они получили бурное развитие в современности. Беспроводные подключения приобрели практичность благодаря отсутствию кабелей и возможности передавать информацию на большое расстояние с почти мгновенной скоростью. Современный человек уже не может представить свою жизнь без Wi-Fi и сотовой связи. А распространение устройств, ориентированных на бесконтактный прием и обработку данных, только усиливает развитие беспроводных технологий связи. Одним из главных факторов обретения популярности бесконтактного соединения стала быстрая возможность передачи и обработки данных. Без этого беспроводная связь не приобрела бы такую популярность в повседневной жизни. Возможность дистанционно управлять устройствами, начиная от обычного компьютера и заканчивая спутниками на орбите, дает невероятное преимущество. Наличие беспроводных сетей стало ключевым элементом для создания «умного» дома. Повседневные элементы обихода стали более комфортными в использовании благодаря дистанционному контролю. А сеть Wi-Fi отлично помогает в управлении всеми приборами в доме, так как объединяет их в сеть с одним источником сигнала. Wi-Fi розетки являются важным элементом "умного" помещения, так как предоставляют возможность включать и выключать устройства электросети дистанционно. Это не дорогостоящий элемент помещения, но предоставляющий широкий спектр возможностей для дома. Классификация беспроводных сетей передачи информации За последние несколько лет прогресс распространения беспроводных сетей Wi-Fi набирает больших объемов, поэтому у разработчиков возникает мнение об изобретении, изготовлении и внедрении новых стандартов связи, которые в отличие от своих предшественников будут более производительными, эффективными и защищенными. В начале своего существования беспроводные устройства могли поддерживать скорость передачи данных более 1-2 Мбит/с, которая по сравнению с нынешней скоростью является скудной. В современном мире скорость передачи информации в беспроводных сетях может достигать 1Гбит/с, что не может не создавать конкуренцию для кабельных сетей. Есть большое количество видов беспроводных сетей, каждая из которых отличается от своих предшественников разными параметрами – скоростью передачи, радиусом действия и типом кодирования информации. В телекоммуникации стремительного развития набирают беспроводные сети передачи информации (БМПИ). Рынок имеет большой ассортимент оборудования беспроводного доступа, а именно оборудования для построения беспроводных сетей Wi-Fi, GSM, WiMAX и глобальных сетей. Известны три основных вида использования следующих сетей: • работа в замкнутом пространстве (офис, концертные залы и т. д.); • Соединение удаленных локальных сетей; • Построение территориально распределенных беспроводных сетей; Для соединения сетей на больших расстояниях или больших самих по себе сетей могут быть использованы оборудование с направленными антеннами или усилители и размещение антенн на большой высоте. Если более подробно рассматривать беспроводные сети передачи информации, то можно явно выделить четыре типа (рисунок 1.)[2]:  Рис. 1.1. Классификация технологий БМПИ 1. Беспроводные персональные сети (WPAN – wireless personal area network) – сеть, радиус действия которой может достигать от нескольких сантиметров и до 10-15 м. Предназначены для соединения оборудования в пределах рабочего места, например связи сотового телефона и ноутбука или компьютера и принтера. Наиболее распространенная технология из этой категории – Bluetooth. 2. Беспроводные локальные сети (WLAN - wireless local area network) – радиус действия до 100 метров, но при развертывании усилителей и направленных антен дальность действия возрастает до более чем нескольких сотен метров. Их также называют Wi-Fi сетями. Основное предназначение таких систем – развертывание беспроводных сетей внутри помещений, хотя есть случаи их использования на открытых площадках. Базовая услуга – доступ в Internet или корпоративную сеть. 3. Беспроводные городские сети (WMAN – Wireless Metropolitan Area Network) - радиус действия базовой станции – до 10 км. С помощью оборудования, принадлежащего к классу фиксированного беспроводного широкополосного доступа (Fixed Broadband Wireless Access, FBWA) выполняется построение распределенных беспроводных операторских сетей масштаба города или крупных корпоративных сетей. 4. Беспроводные глобальные сети WWAN. Глобальные беспроводные сети передачи информации представлены в основном спутниковыми системами связи. Хотя все сети беспроводного доступа имеют широкое применение в современном мире, наибольшее распространение имеет технология Wi-Fi. Ее функционалом пользуются как проводные сети, так и беспроводные. В основном обеспечивается покрытие территории и поощрение новых пользователей в своей сети. |