Беспроводные сети

Беспроводные сети используются там, где создание кабельной сети невозможно или невыгодно, например, за пределами зданий, в исторических помещениях и т.п. Кроме того, с их помощью мобильные компьютеры (ноутбуки, карманные компьютеры) могут легко подключаться к сети и получать выход в Интернет. Для обмена данными применяются радиоволны сверхвысокой частоты.

Самый популярный стандарт для беспроводных персональных сетей –  Bluetooth, обеспечивающий обмен данными между 8 устройствами. Это могут быть карманный и обычный компьютер, мобильный телефон, ноутбук, принтер, цифровой фотоаппарат, мышь, клавиатура, наушники. Радиус действия такой сети обычно¹ не более 20 м, он зависит от мощности передатчиков, а также от преград и помех. Максимальная скорость обмена данными – около 700 кбит/с. Ожидается, что в будущем с помощью Bluetooth можно будет связывать любые электронные устройства, включая холодильники и стиральные машины. Среди достоинств Bluetooth – низкая стоимость, удобство и простота в использовании, высокая надежность. Для обеспечения защиты данных от перехвата приемник и передатчик 1600 раз в секунду одновременно меняют частоту сигнала.

В локальных беспроводных сетях применяют стандарт  WiFi (от англ. Wireless Fidelity – «беспроводная точность»). Для объединения компьютеров в беспроводную сеть чаще всего используют специальное устройство – точку доступа (англ. WAP = Wireless Access Point, точка беспроводного доступа). К одной точке доступа обычно подключаются не более 15 компьютеров (при увеличении этого количества падает скорость передачи данных). Часто главная задача точки доступа – обеспечить мобильным компьютерам доступ к кабельной сети и выход в Интернет.

Современные операционные системы (Windows, Mac OS, Linux) поддерживают технологию и устройства WiFi.

Согласно стандарту, скорость передачи данных может быть от 0,1 Мбит/с до 480 Мбит/с. Обычно радиус действия сети WiFi в помещениях не превышает 45 м, а вне зданий – 450 м.

Технология WiFi широко используется как в офисах, так и в домашних сетях. Бесплатный выход в Интернет через WiFi предоставляют многие библиотеки, университеты, кафе (для привлечения посетителей), гостиницы. Такие зоны доступа называют «хот-спот» (от англ. hot spot – «горячая точка»). В некоторых гостиницах и аэропортах эта услуга платная.

Сети WiFi работают в радиоэфире, так что любое приемное устройство, настроенное на нужную частоту, может перехватить сигнал. Поэтому в беспроводных сетях важно обеспечить защиту данных. Для этого используют специальные алгоритмы кодирования сигналов, шифрование и другие методы.

Сетевое оборудование

В современных локальных сетях используется технология пакетной передачи данных, которая называется Ethernet (от лат. aether — эфир). Для связи компьютеров могут использоваться электрические кабели или оптоволокно, в существующем стандарте определяются скорости передачи данных 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с.

Д ля того, чтобы подключить компьютер к кабельной сети, он должен иметь сетевую карту (сетевой адаптер, англ. network interface card). В современных материнских платах настольных компьютеров и в ноутбуках обычно уже есть встроенная сетевая карта, поддерживающая стандарт Ethernet со скоростью до 1 Гбит/с.

Для локальных сетей чаще всего используется восьмижильный кабель «витая пара», который представляет собой четыре пары скрученных проводов. Восьмиконтактный разъем с защелкой часто называют RJ-45. Сейчас наиболее распространены сети со скорость 100 Мбит/с, построенные с помощью кабеля «витая пара» по схеме «звезда» (с коммутатором в центре).

Для передачи данных на большие расстояния применяют оптоволоконные кабели, в которых информация передается с помощью светового луча. Свет идет внутри кабеля, отражаясь от стенок стеклянного или пластикового цилиндра-световода.

Коммутаторы или свитчи используются для объединения компьютеров в единую сеть по схеме «звезда», которая чаще всего применяется на практике:

Коммутаторы

В отличие от концентраторов («хабов», от англ. hub), коммутаторы передают пакет только тому узлу, которому он предназначен, а не дублируют на все выходы. Компьютер соединяют с коммутатором отрезком кабеля с двумя разъемами RJ-45, который называется «патч-корд» (от англ. patching cord — соединительный шнур).

Обычно все компьютеры, входящие в локальную сеть, получают доступ в Интернет через один канал связи. Для связи локальной сети с Интернетом необходим маршрутизатор или роутер (англ. router). Задача маршрутизатора – определить дальнейший маршрут движения пакета и направить его на нужный выход (порт). Для этого используются таблицы маршрутизации, в которых записано, куда направлять пакеты в зависимости от адреса назначения. Роль маршрутизатора в локальной сети может выполнять обычный компьютер с несколькими сетевыми картами. С точки зрения компьютеров локальной сети, маршрутизатор является шлюзом – устройством, которое связывает две сети, локальную и глобальную.

При создании беспроводных сетей компьютеры должны иметь адаптеры WiFi, они обычно встроены в современные портативные компьютеры. Если встроенного адаптера нет, можно использовать дополнительный адаптер, который подключается к USB-порту. Для связи компьютеров в беспроводной сети и для обеспечения доступа в Интернет используют точки доступа и беспроводные маршрутизаторы.

1. Что такое локальная сеть?

2. Какими возможностями должны обладать сетевые операционные системы?

3. Когда лучше использовать сеть с выделенными серверами?

4. Какие задачи решают компьютеры-серверы?

5. Чем отличаются серверные ОС от клиентских?

6. Что такое терминальный доступ?

7. В каких случаях применяются стандарты беспроводных сетей Bluetooth и WiFi?

8. Как обеспечивается защита данных в беспроводных сетях?

9. Что такое точка доступа? зона доступа WiFi?

10. Назовите преимущества и недостатки беспроводных сетей.

11. Какое сетевое оборудование необходимо для кабельных сетей?

12. Что такое коммутатор?

13. Что такое патч-корд?

14. Что такое маршрутизатор? Какую роль он выполняет в локальной сети?

15. Какие оборудование необходимо для создания беспроводной сети?