Топологии беспроводных сетей Wi-Fi

ВВЕДЕНИЕ

 

В современном обществе неуклонно растёт необходимость в постоянном подключении к интернету. Особенно на различных предприятиях, где от построения телекоммуникационной структуры зависят как слаженность и производительность работ, так и фактическая прибыль. При этом необходимо помнить, что затраты на передачу данных должны быть минимальны.

Из существующих сетевых технологий, Wi-Fi является наиболее удобной в условиях, требующих мобильность, простоту установки и использования.

Wi-Fi представляет собой стандарт широкополосной беспроводной связи семейства 802.11 разработанный в 1997г. Сам по себе Wi-Fi не является прямым выходом в интернет, а скорее стандартом обмена данными между устройствами с специальным радиомодулем и точкой доступа. Сейчас модуль Wi-Fi устанавливается не только в компьютеры и мобильные устройства, но и в фотоаппараты, принтеров и даже мультиварок.

К тому же, популярность набирает система «умный дом», где все домашние электронные устройства вплетены в единую управленческую систему, за счет чего хозяин может управлять ими из любой точки дома.

Целью данной работы является проектирование сети беспроводного доступа на базе технического отдела ПАО «Ростелеком», с целью повышения уровня информатизации, предоставления современных услуг связи: высокоскоростной доступ в Интернет, компьютерная сеть, на базе технологии Wi-Fi.

 

Теоретическая часть

 

Обзор предприятия

«Ростелеком» является российской телекоммуникационной компанией с государственным участием. Предоставляет услуги: Широкополосного доступа в интернет, интерактивного телевиденья, сотовой связи, местной и дальней телефонной связи и др.

«Ростелеком» участвует в реализации множества государственных проектов в области информационных технологий.

История

Первая беспроводная сеть, названая ALOHAnet, была создана в 1971г. в Гавайском университете. Она долго использовалась как площадка для экспериментов, поскольку даже ученые не видели перспектив её развития.

В 1990г. была создана группа IEEE 802.11, которая занималась созданием стандарта беспроводных локальных сетей. В мае 1991г. был подан запрос на разрешение проекта, в котором указывалось, что создание стандарта «ведётся для соединения различной автоматического оборудования и станций или оборудования в целях их оперативного развёртывания»

Беспроводная сеть Wi-Fi (от англ. Wireless Fidelity -беспроводная точность/беспроводное качество) была создана голландской фирмой NCR Corporation/AT&T в 1991г.

«Отцом» технологии Wi-Fi считается Вик Хейз, участвовавший в разработке стандартов IEEE 802.11b, 802.11a и 802.11g.

Первый полноценный стандарт 802.11 был представлен широкой публике только в 1997г; но она оказалась невостребованной из-за: низкой пропускной способности (2Мбит/с), плохой связью, малой дальности действий и дорогого оборудования.

Осенью 1999г. на рынок поступили две новые спецификации: 802.11а (максимальная скорость 54 Мбит/с) и 802.11b (максимальная скорость 11 Мбит/с)

Сначала в широкий доступ вышло оборудование совместимое с 802.11b, которое быстро завоевало популярность и составило конкуренцию иным методам построения локальной сети. Также оборудование значительно превзошло своего предшественника, избавившись от его недостатков.

Устройства совместимые с 802.11а появились на рынке лишь в 2001г; и некоторое время был не востребован, поскольку рынок был заполнен оборудованием 802.11b

Летом 2003г. вышел стандарт 802.11g, объединявший в себе преимущества двух предыдущих стандартов, его максимальная скорость достигает 54 Мбит/с.

11 сентября 2009г. вышел стандарт 802.11n, его скорость могла достигать 216 Мбит/с, но теоретически её можно увеличить до 600 Мбит/с.

Финальная версия вышла в январе 2014г; в реальных условиях он способен поддерживать скорость до 1.3 Гбит/с, в лабораторных до 7 Гбит/с.

 

Принцип работы

Принцип работы беспроводной сети построен на использовании радиоволн, сам же обмен данными во многом схож с переговорами по средствам радиосвязи:

- Wi-Fi адаптер преобразовывает информацию в радиосигнал и передает его в эфир через антенну.

- Беспроводной маршрутизатор принимает и делает обратное преобразование сигнала. Далее информация направляется в сеть Интернет по кабелю.

- Похожим образом осуществляется и прием информации. После получения информации из Интернета маршрутизатор преобразует ее в радиосигнал и отправляет через антенну на адаптер беспроводной связи устройства.

Устройства Wi-Fi используют частоты 2,4 ГГц или 5 ГГц, что выгодно отличает их от аналогичных частот, поскольку они существенно выше, что позволяет передавать больше данных.

Оборудование Wi-Fi работают в одном из трех частотных диапазонов, с возможностью быстрого переключения из одного диапазона в другой. Благодаря этому возможно уменьшить воздействие помех и одновременно пользоватся беспроводную связь сразу нескольким пользователям.

ССА - оценка доступности канала — технология, позволяющая автоматически избежать коллизий при передаче данных, что ощутимо повышается производительность.

Существует пяти режимов ССА.

- Решение о незанятости основывается на выявлении в канале

мощности, превосходящей некоторое пороговое значение.

- Решение о незанятости основывается на обнаружении сигнала

несущей, соответствующей стандарту 802.11.

- Обнаружение несущей и выявление мощности (комбинация

способов 1 и 2).

- Обнаружение несущей с сообщениями о том, что среда не

занята, если никакой сигнал не обнаружен в течение 3,65 мс.

- Выявление мощности, соответствующей повышенным

скоростям передачи на физическом уровне, и обнаружение

несущей по способу 3, но применительно к ERP

Бесшовный» Wi-Fi

Суть состоит в том, что несколькими точками доступа управляет одно централизованное устройство-контроллер. Контроллер способен:

- отслеживать состояние и нагрузку на подчиненных точек доступа;

- регулировть мощность сигнала и пропускную способность основываясь на количества клиентов и характере их работы;

- самостоятельно восстанавливает необслуживаемые из-за отказов оборудования области за счет увеличения зоны покрытия от ближних точек доступа;

- обеспечивает веб-аутентификацию и динамические учетные записи для реализации т.н. "гостевого доступа";

- обеспечивает быстрый роуминг, с помощью которого вы можете свободно перемещаться, например, с WiFi-телефоном между зонами покрытия разных точек доступа, не прерывая разговор и не наблюдая при этом никаких перебоев со связью. Контроллер при этом своевременно "натравливает" на ваше устройство сигнал с наиболее близко расположенной точки доступа.

Современные контроллеры способны подключать точки доступа в режиме репитера без кабельного подключения к сети, и обеспечивают интеграцию со смежными IT-системами (например, Active Directory).

Преимущества и недостатки

Преимущества Wi-Fi

- Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля, что уменьшает стоимость развёртывания и расширения сети.

- Wi-Fi-устройства широко распространены на рынке. А устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервисов.

- Wi-Fi — это набор глобальных стандартов. В отличие от сотовых телефонов, Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.

Недостатки Wi-Fi

- Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы

- Высокое по сравнению с другими стандартами потребление энергии, что уменьшает время жизни батарей и повышает температуру устройства.

- Wi-Fi имеют ограниченный радиус действия.

- Расстояние зависит от частоты.

- Наложение сигналов закрытой или использующей шифрование точки доступа и открытой точки доступа, работающих на одном или соседних каналах может помешать доступу к открытой точке доступа.

- Неполная совместимость между устройствами разных производителей или неполное соответствие стандарту может привести к ограничению возможностей соединения или уменьшению скорости.

- Уменьшение производительности сети во время дождя.

- Перегрузка оборудования при передаче небольших пакетов данных из-за присоединения большого количества служебной информации.

- Малая пригодность для работы приложений использующих медиа-потоки в реальном времени (например протокол RTP, применяемый в IP-телефонии.

 

Основные стандарты Wi Fi

Существует множество стандартов Wi Fi, но в основном используют всего пять, определённых IEEE: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac.

Первыми «прижившимися» стандартами были 802.11a и 802.11b, но большую популярность приобрело оборудование с поддержкой стандарта 802.11b, так как вышел раньше.

 

Стандарт 802.11a

 

Стандарт 802.11a был принят в 1999 году, но нашел свое применение в с 2001 года. Стоит упомянуть, что поскольку эти стандарты используют разные диапазоны, то и оборудование рассчитанное на эти стандарты не совместимы.

В 802.11a используется частоты 5 ГГц и модуляция OFDM. Стандарт 802.11a имеет два важнейших преимущества перед 802.11b. Первый, это существенное увеличение скорости передачи данных по каналам связи; второе, увеличилось число не накладывающихся каналов. К тому же у данного стандарта гораздо большая полоса пропускания. Его максимальная скорость составляла 54 Мбит/с.

 

Стандарт 802.11b

 

Стандарт 802.11b приняли в 1999 году. Он работает в диапазоне 2.4 ГГц, использует максимум три не перекрывающихся канала и имеет максимальную скорость 11 Мбит/с. В стандарте применяется метод прямого расширения спектра (DSSS) с применением восьмиразрядных последовательностей Уолша. В этом случае каждый бит данных кодируется с помощью последовательности дополнительных кодов (ССК).

Основным способом модуляции является схема ССК (Complementary Code Keying), в качестве дополнительного способа допускалось модуляция PBCC (Pocket Binary Convolutional Coding).

Его отличительной чертой является то, что при необходимости скорость передачи данных может упасть до 1 Мбит/с. Но при улучшении качества сигнала сетевое оборудование увеличивает скорость до максимальной. Данный механизм называется «Динамическим сдвигом скорости».

Также встречалось оборудование с поддержкой стандарта IEEE 802.11b*, от оригинального он отличался лишь в скорости, 22 Мбит/с.

 

Стандарт 802.11g

 

IEEE 802.11g вышел в свет в 2003 году. Основными задачами, поставленными перед этим стандартом были: достижение скорости 54 Мбит/с и совместимость с 802.11b.

IEEE 802.11g основан на методе модуляции OFDM, великолепно проявивший себя в 802.11а, но перенесённые в диапазон 2.4 ГГц. Но на скорости до 11 Мбит/с используется схема модуляции ССК.

 

Стандарт 802.11n

 

Стандарт IEEE 802.11n был утверждён в 2009 году.

IEEE 802.11n теоретически способен поддерживать скорость до 600 Мбит/с. Действует в диапазонах 2.4-2.5 ГГц и 5 ГГц.

Устройства 802.11n способны работать в трёх режимах:

- наследуемом (Legacy), с поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;

- смешанном (Mixed), в котором поддерживаются устройства802.11b/g, 802.11a и 802.11n;

- в «чистом» режиме разрешается взаимодействовать только с клиентами 802.11n, лишь в этом режиме можно насладится плюсами данного стандарта.

Существует черновая версия стандарта 802.11n (DRAFT 2.0), которую поддерживают многое современное оборудование.

Реальная скорость всегда меньше теоретической(лабораторной), у Wi-Fi, как правило, примерно в два раза. В силу различных причин, например:

- Канал делится между клиентами;

- Точка доступа подстраивается под самого «плохого» клиента, у которого хуже сигнал, более старый стандарт и т. д;

- Наличие помех и преград

Стоит отметить, что непересекающихся каналов, не мешающих друг другу, на частоте 2,4 ГГц всего три.

Есть множество причин, благодаря которым стандарт 802.11n всё ещё актуален и пользуется неизменным спросом.

Технология MIMO (Multiple Input, Multiple Output — множественный вход, множественный выход) предусматривает применение пространственного мультиплексирования с целью одновременной передачи нескольких информационных потоков по одному каналу, а также многолучевое отражение, которое обеспечивает доставку каждого бита информации соответствующему получателю с небольшой вероятностью влияния помех и потерь данных. Также благодаря MIMO становится возможным использовать несколько антенн для передатчика и приёмника.

Power over Ethernet (PoE) позволяет питать сетевое оборудование через сеть Ethernet. Технология PoE описывается в стандартах IEEE 802.3af-2003 и IEEE 802.3at-2009.

В стандарте 802.11n могут использоваться каналы как стандартной ширены (20 МГц) так и широкополосные (40 МГц). Но использование широкополосных каналов рекомендуется применять только в диапазоне 5 ГГц, однако пользователь может вручную настроить их использование в диапазоне 2.4 ГГц.

Также неоспоримым плюсом является обратная совместимость с предыдущими стандартами, при использовании одного и того же частотного диапазона и канала.

 

Стандарт 802.11ас

 

Ещё 20 января 2011 года была принята первая черновая редакция 802.11ас, а принятие финальной версии состоялось в январе 2014 года

Стандарт 802.11ас вышел недавно, и имеет ряд улучшений, которые значительно увеличили скорость и зону покрытия.

На увеличение скорости влияет сразу несколько факторов. Во-первых, это увеличение ширены канала. В 802.11n его ширена составляла 40 МГц, в 802.11ас этот показатель удвоили, что составляет 80 МГц, а в некоторых случаях 160 МГц

Во-вторых, увеличение количества каналов. В 802.11ас их количество достигает 8, что вдвое больше чем в 802.11n.

Все это стало возможным благодаря повышения частотного диапазона.

Применение в стандарте 802.11ac новой и более производительной системы модуляции сигнала 256-QAM обеспечивает прирост пропускной способности в беспроводной сети.

Модуляция 256-QAM в сравнении с 64-QAM (на стандарте 802.11n) значительно (примерно до 25%) увеличивает скорость передачи данных.

Например, на стандарте 802.11ac при ширине канала 40 МГц, при использовании 1 пространственного потока и модуляции 256-QAM максимальная скорость в канале составляет 200 Мбит/с, а на стандарте 802.11n при тех же параметрах, но на модуляции 64-QAM составляет 150 Мбит/с

В 802.11n использовались частоты 2.4 и 5 ГГц, в ранних версиях использовался только 2.4 ГГц. В 802.11ас используется только 5 ГГц поскольку он более эффективней для передачи данных, ведь этот диапазон заполнен огромным количеством бытовых волн, что значительно осложняет быструю и качественную передачу данных. К тому же в 2.4 ГГц уже не хватит спектра для размещения необходимого количества каналов шириной в 80-160 МГц каждый.

Beamforming - формирование направленного сигнала

Beamforming снижает падение мощности сигнала из-за отражения от различных поверхностей. По достижения приёмника сигналы приходят со сдвигом фазы и, следовательно, меньшей суммарной амплитудой.

Работает beamforming следующим образом. Передатчик примерно определяет местоположение приемника, и согласно полученной информации, формирует сигнал таким образом, чтобы радиосигнал излучался не во все стороны, а лишь в направлении приёмника, что не только увеличивает скорость и надёжность, но и снижает количество помех в эфире.

Технология beamforming могла применятся и в 802.11n, но на тот момент её не стандартизировали, и при использовании сетевого обрудования от различных производителей она, как правило, работала некорректно. В 802.11ac beamforming полностью унифицирован, и проблем в его работе не наблюдалось, хоть он и остался опциональным.

Технология MIMO, реализованная в стандарте 802.11n, обеспечивает одновременную работу передачи/приема данных между устройствами сети. Но в конкретный момент времени только одно устройство может получать и отправлять данные, тогда как другие ожидают своей очереди. Стандарт 802.11ас значительно улучшает эту ситуацию. В рамках стандарта была реализована технология многопользовательского MIMO — MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input, Multiple-Output).

MU-MIMO создаёт многопоточный канал передачи, при использовании которого остальные устройства не ждут своей очереди.

Устройства с поддержкой MU-MIMO могут обеспечивать одновременную передачу четырёх потоков данных (до четырёх клиентов). Это позволило реализовать более эффективное использование беспроводной сети и сократить задержки (время ожидания на обслуживание), которые возникают при значительном увеличении числа клиентов в сети.

Стандарт 802.11ac обратно совместим с предыдущими стандартами беспроводных сетей. В смешанных сетях (где используются устройства различных стандартов 802.11 a/b/g/n) все устройства будут работать независимо от того, какую версию стандарта они поддерживают.

Существует ещё множество стандартов, которые оказались невостребованными, поскольку либо выходили незаконченными, узконаправленными или неконкурентоспособными

 

Сравнение стандартов

На сегодняшний день существует несколько актуальных стандартов Wi-Fi, это 802.11n и 802.11ас. Ниже будут приведены их характеристики и проведён сравнительный анализ (см таблицу 1).

Таблица 1 «Сравнительный анализ стандартов 802.11n и 802.11ас»

Стандарт	802.11n	802.11ас
Частотный диапазон, ГГц	2,4 или 5,0	5,0
Метод передачи	MIMO	MU-MIMO
Скорость, Мбит/с	6-300	6-1300
Дальность связи в помещении, м	50-100	50-100
Дальность связи вне помещения, м
Совместимость	802.11 a/b/g	802.11 a/b/g/n
Метод модуляции	BPSK, 64-QAM	BPSK, 64-QAM, 256-QAM

 

Из таблицы 1 видно, что 802.11ac значительно превосходит своего старшего брата, поэтому для построения сети будет использоваться новейший стандарт 802.11ac.

Практическая часть

 

Выбор оборудования

Точка доступа AC1900

 

Рисунок 4 «Точка доступа AC1900»

 

Беспроводная точка доступа, способна работать одновременно в двух частотных диапазонах. Технологии Airtime Fairness, Band Steering и Beamforming гарантирует надёжное соединение и домтигаемую скорость до 1.9 Гбит/с. Высокое качество беспроводной передачи данных обеспечивает новый стандарт 802.11ac в сочетании с передовыми технологиями MIMO и TurboQAM.

Поддержка технологии PoE стандарта 802.3at и специальный дизайн способствуют удобной установке устройства на стене или потолке.

Балансировка нагрузки обеспечивает плавный доступ к сети для большого числа пользователей в сетях с высокой плотностью

 

Таблица 2 «Характеристики точки доступа AC1900»

Поддержка IEEE 802.11:	ac/n/g/b/a
Конструкция антенн:	Внутренние
Количество антенн
Коэффициент усиления антенны	6 dBi
Диапазон WiFi	2,4 и 5 ГГц
Технология направленного луча (Beamforming)	Beamforming+ — «умная» технология фокусировки сигнала увеличивает скорость, надежность и диапазон подключения WiFi
Физические интерфейсы	Два порта Ethernet
Скорость передачи данных	5 ГГц: До 1300 Мбит/с 2,4 ГГц: До 600 Мбит/с
Безопасность	- 802.1x, - WEP, - WPA, - WPA2, - WPA2-Enterprise
Комплектация	- адаптер питания; - документация; - кабель Ethernet RJ45; - комплект креплений
Управление	- HTTP; - HTTPS; - SNMP; - Telnet; - Web-интерфейс
Расширенные беспроводные функции	- Режим моста: режим беспроводного подключения WDS «точка-точка» - Режим моста: режим беспроводного подключения WDS «точка-много точек» - Режим ретранслятора - Регулирование мощности передачи (TPC)
Память	Флеш-память 128 МБ и оперативная память 256 МБ
Физические характеристики	- Физические размеры (Ш x Г x В): 220 x 193 x 36.5 мм
Чувствительность приёмника, dBm:	-100
Выходная мощность передатчика	20 dBM
Потребляемая мощность	Максимум: 8,38 Вт (220 В / 50 Гц)

 

Управляемый коммутатор T2500G-10TS

Компактный коммутатор сочетающий в себе высокую надёжность, защиту информации, простоту монтажа и управления.

Привязка IP-MAC-порт-VID и список контроля доступа (ACL) обеспечивают защиту от широкополосных штормов, ARP, DoS-атак и т.п. Удобный в использовании веб-интерфейс управления, и поддержка CLI, SNMP и RMON облегчат настройку коммутатор и помогут сберечь время. Благодаря поддержки функции приоритезации трафика (QoS) обеспечивается надёжная передача видео, голосового трафика и других данных в одной сети. Администратор способен настроить приоритетность трафика на основе IP- или МАС-адреса, номера порта UDP или TCP и прочего, для обеспечения надежного соединения без задержек и разрывов. Функция VLAN обеспечивает качественную работу голосовых приложений.

Коммутатор поддерживает стандартные интерфейсы управления, такие как графический веб-интерфейс (GUI) и интерфейс командной строки (CLI). Защита трафика обеспечивается шифрованием SSL или SSH. Поддержка SNMP (v1/2/3) и RMON позволяет коммутатору собирать информацию и отправлять предупреждающие сигналы в случае отклонений от нормального режима работы. Благодаря поддержке протокола NDP/NTDP коммутатор может управляться от главного коммутатора через один IP-адрес

Рисунок 5 «Управляемый коммутатор T2500G-10TS»

Таблица 3 «Характеристики коммутатор T2500G-10TS»

Питание	- Внешний адаптер электропитания - 220 В
Размеры (Ш x В x Г)	294 x 44 x 180 мм
Потребляемая мощность	Максимум: 8,38 Вт (220 В / 50 Гц)
Соответствие стандартам	- IEEE 802.3i; - IEEE 802.3u; - IEEE 802.3ab; - IEEE 802.3z; - IEEE 802.3x; - IEEE 802.3ad; - IEEE 802.1d; - IEEE 802.1s; - IEEE 802.1w; - IEEE 802.1q; - IEEE 802.1x; - IEEE 802.1p
Управление	- Веб-интерфейс; - GUI (Graphical User Interface); - RMON (Remote Network Monitoring); - SNMP (Simple Network Management Protocol); - SSH (Secure SHell); - SSL (Secure Sockets Layer); - Интерфейс командной строки (CLI); - Telnet
Интерфейсы	- 8 портов 10/100/1000 Мбит/сек - 2 слота SFP - 1 консольный порт RJ45 - 1 консольный порт Micro-USB
Безопасность	- Брандмауэр - Storm Control - Access Control List
Блок питания	Встроенный
Потребление энергии	8.38 Вт
Источник питания	100~240 В перем. тока, 50/60 Гц

 

Flagman QD426.2

 

Рисунок 6 «Сервер Flagman QD426.2»

Высокопроизводительный 4-процессорный 2U Rackmount сервер STSS Flagman QD426.2 построен на базе серверной архитектуры AMD® с использованием чипсета AMD® SR5690/SP5100 и применением 4-, 8-, 12- или 16-ядерных процессоров AMD® Opteron™ серии 6300. Новые процессоры AMD® Opteron™ серии 6300 превосходят аналогичные процессоры предыдущей серии до 24% по производительности при серверных вычислениях и до 40% по уровню быстродействия на единицу потребляемой мощности.

Сервер обладает компактностью, позволяющей достичь наиболее высокой производительности для многоядерных 4-процессорных серверов в ограниченном объеме пространства - монтажная высота сервера STSS Flagman QD426.2 составляет всего 2U.

Надежность функционирования серверного оборудования обеспечивается благодаря использованию серверных компонентов с резервированием (дублированием), памяти с коррекцией ошибок (ECC), жёстких дисков с поддержкой горячей замены, аппаратного RAID-контроллера, отказоустойчивой системы электропитания с поддержкой горячей замены блоков питания, отказоустойчивой системы охлаждения с резервированием и поддержкой горячей замены вентиляторов охлаждения, а также встроенным средствам диагностики, мониторинга и удалённого управления сервером.

 

Сервер является идеальным решением для организации мощной вычислительной площадки и предназначен для надёжного и бесперебойного обслуживания корпоративных сервисов, сервера высоконагруженных баз данных, систем документооборота, электронной почты, сервера терминальных приложений с большим количеством подключений, например, в качестве сервера "1С: MS SQL - Предприятие 7.7/8.3" с числом пользователей свыше 100. Также сервер можно использовать в качестве сервера приложений, требующих высокой вычислительной мощности, или создавать на его основе отказоустойчивые кластеры серверов.

Типовые задачи:

- Сервер высоконагруженных корпоративных баз данных (СУБД)

- Сервер приложений

- Терминальный сервер (с количеством подключений 100+)

- Сервер "1С: Предприятие 7.x/8.x"

Основные характеристики:

- 4-процессорный 2U Rackmount сервер STSS Flagman QD426.2

- до 4-х процессоров AMD® Opteron™ 6300-серии (4, 8, 12 или 16 ядер; по 1МБ на ядро L2 кэш-память; 16МБ общая L3 кэш-память; системная шина HT3 6.4GT/s)

- до 512ГБ оперативной памяти DDR3-1333 ECC Registered

- дисковая подсистема до 6-ти жёстких дисков SATA или SAS с горячей заменой

- 2-канальный интегрированный сетевой адаптер 1 Гбит/с

- система удалённого управления сервером IPMI 2.0 Server Management with KVM-over-LAN

- отказоустойчивая система электропитания с резервированием

- корпус 2U Rackmount

 

UTP кабель

Для построения локальной сети необходим кабель ethernet. В данном дипломном проекте будет использоваться UTP кабель пятой категории, поскольку он сочетает достаточно высокую скорость (стандарт 1000BASE-T позволяет достигать скорости обмена данных до 1 Гбит/с), удобство монтажа и невысокую стоимость.

 

Рисунок 7 «Пример UTP кабеля 5-ой категории»

 

Программное обеспечение

Windows Storage Server 2012 R2 представляет собой специализированную операционную систему для хранения данных, разработанную на платформе Windows Server 2012 R2. Данная ОС позволяет создавать надежные и производительные системы хранения данных с использованием новейших технологий Microsoft для защиты данных.

 

Storage Server 2012 позволяет удалять дублирующиеся данные и хранить только уникальный контент, высвобождая тем самым дисковое пространство и экономя место.

Функция Storage Spaces позволяет управлять большим числом систем хранения данных, подключенных через SAS интерфейс.

Возможность использования файловой системы ReFS при кластеризации CSV-томов совместно с функцией контроля пропускной способности и производительности дисковой подсистемы — Storage QoS, позволяют увеличить доступность и непрерывность к данным, а также значительно повысить их безопасность.

IPv6

В ОС Windows Server 2012 переписана реализация стека протоколов TCP/IP. Основным протоколом сейчас считается IPv6, в то время как IPv4 на внутреннем программном уровне обрабатывается как подмножество IPv6.

На приоритетное использование IPv6 нацелена и реализация многих протоколов более высокого уровня и сервисов — не стоит удивляться, когда при наличии возможности работы и IPv6, и IPv4 будет выбран именно IPv6. Например, служба разрешения доменных имен DNS в первую очередь пытается получить именно IPv6-адрес узла.

Storage Spaces позволяет организовать высокодоступную и масштабируемую инфраструктуру хранения по значительно более низкой совокупной стоимости владения (TCO), чем специализированные сторадж-решения.

 

EAP controller

Бесплатное ПО разработанное компания TP-Link для администрирования сетей, построенных на оборудовании их компании.

Быстрый и простой в настройке программные контроллер EAP позволяет пользователям управлять и просматривать состояние сотен точек доступа в различных локациях с одного контролирующего устройства. Возможность управлять, настраивать и отображать план сети с любого подключённого ПК делает централизованное управление Wi-Fi ещё более эффективным и экономичным.

Удобный мониторинг в реальном времени

- Просматривайте статистику траффика каждой точки доступа в реальном времени, включая число подключённых клиентов и объём используемого трафика

- Используйте функции визуализации для быстрого анализа статистики сетевого трафика для подключённых точек доступа

- Мониторинг информации по каждой точке доступа для лучшего понимания распределения трафика и улучшения производительности сети

Аутентификация гостевых пользователей обеспечивает лёгкую настройку гостевого Wi-Fi. Администраторы имеют возможность управлять гостевым доступом посредством создания страницы аутентификации и системы учётных записей, регулировать доступ для каждого клиента. Гостевая аутентификация также поддерживает создание учётных записей “Оператор”, которая обладает правами настройки гостевой сети без необходимости получения доступа к прочим функциям управления сетью EAP.

EAP controller обладает многими полезными функциями, значительно облегчающих администрирование сети и повышающих её производительность, такими как:

- Ограничение скорости, оптимизирующую скорость передачи данных по Wi-Fi для каждой сети SSID и обеспечивает эффективное распределение пропускной способности

- График перезагрузки, автоматически перезагружает точки доступа в определённое время, обеспечивая оптимальную производительность

- Контроль доступа, позволит блокировать или ограничивать доступ к сети определённым IP адресам

- Балансировка нагрузки, позволяет ограничить максимальное количество пользователей и исключая устройства со слабым приёмом сигнала

 

Прокладка сети

Монтаж кабельной структуры осуществляется в соответствии с ГОСТом Р 56553 «Слаботочные системы КАБЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Монтаж кабельных систем Планирование и монтаж внутри зданий»

Сначала предположительный путь прокладки сети был проверен на соответствие требованиям представленных в ГОСТе Р 56553, таких как:

- имеется место для обустройства сервисных кабельных петель;

- выбранная кабелепроводная система способна выдержать вес монтируемых кабелей:

- крепеж и оснастка кабелепроводной системы способны выдержать общий вес кабелепроводной системы и монтируемых кабелей.

- доступна вся требуемая для монтажа оснастка;

- имеются все необходимые приспособления для монтажа и. где это требуется, для закрепления кабелей с допустимым минимальным радиусом сгибания.

Не обнаружив расхождений с требованиями ГОСТа была начата подготовка к непосредственному монтажу кабельных систем. Поскольку на третьем этаже офиса Ростелекома есть подвесной потолок, было принято решение проложить кабель за подвесным потолком, из-за удобства данного метода.

Поскольку кабинеты «обжиты» уже не первый год, полностью снят потолок и подвесить кабель на крюках к каркасным элементам потолка является крайне затруднительной задачей. Поэтому кабель будет прокладывается в полимерных защитных рукавах.

Чтобы не вскрывать плитки потолка по очереди был использован телескопический шест, позволяющий укладывать кабель не только над длинными (до 7 м) сегментами потолка, но и в ограниченном пространстве.

Данный метод прокладки не только прост в исполнении, но намного безопасней для кабеля (за подвесным потолком меньше шанс случайного повреждения кабеля) и сохраняет эстетический вид здания.

Ethernet кабель был проложен на необходимом удалении от остальных систем коммутаций и энергоснабжения здания.

 

 

Рисунок 8 «Работа с телескопическим шестом»

Монтаж кабеля осуществлялся в соответствии с правилами ГОСТа и инструкциями производителя, такими как:

- ликвидировать нагрузку на кабели, вызываемую натяжением в подвешенных кабелях и избыточно тугими стяжками в связках кабелей;

- убедиться, что минимальный радиус сгибания соответствует указанному производителем / поставщиком кабеля либо действующему стандарту на продукцию;

- убедиться, что усилие растяжения, приложенное к кабелям и кабельной связке, соответствует указанному производителем/поставщиком кабеля либо действующему стандарту на продукцию.

- предотвратить непосредственное давление на оптоволокно в кабеле (например, там. где про тяженные вертикальные участки кабеля вынуждены отклоняться от вертикали вследствие включения коротких горизонтальных участков или петель);

- избежать устройства соединений, не указанных в документации на монтаж.

Сервер был вмонтирован в уже имеющиеся на предприятии шкафы.

Точка доступа крепилась к потолку. Процесс монтажа и настройка проходили строго по идущему в комплекте руководству пользователя.

Расчетная часть

Экономические расчёты

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В эьом дипломном проекте было произведено обоснование проекта «Проектирование беспроводной сети передачи данных Wi-Fi на базе технического отдела ПАО Ростелеком».

В работе был произведён анализ сети беспроводного доступа Wi-Fi. В качестве оборудования для воплащения проекта были выбраны устройства фирмы TP-Link. Оборудование было выбрано с учетом: технических характеристик, возможностей применения, стоимости и так далее. В практической части проекта был рассмотрен вариант построения сети беспроводного доступа с установлением одной точеки доступа. Выбор обусловлен условиями технических параметров оборудования. В расчетной части дипломного проекта произведены расчеты эффективной изотропной излучаемой мощности, и зона покрытия сети. В экономической части дипломного проекта был произведен анализ рынка связи и представлен бизнес-план проектируемой системы с указанием срока окупаемости проекта.

 

Приложение А

 

Приложение Б

ВВЕДЕНИЕ

 

В современном обществе неуклонно растёт необходимость в постоянном подключении к интернету. Особенно на различных предприятиях, где от построения телекоммуникационной структуры зависят как слаженность и производительность работ, так и фактическая прибыль. При этом необходимо помнить, что затраты на передачу данных должны быть минимальны.

Из существующих сетевых технологий, Wi-Fi является наиболее удобной в условиях, требующих мобильность, простоту установки и использования.

Wi-Fi представляет собой стандарт широкополосной беспроводной связи семейства 802.11 разработанный в 1997г. Сам по себе Wi-Fi не является прямым выходом в интернет, а скорее стандартом обмена данными между устройствами с специальным радиомодулем и точкой доступа. Сейчас модуль Wi-Fi устанавливается не только в компьютеры и мобильные устройства, но и в фотоаппараты, принтеров и даже мультиварок.

К тому же, популярность набирает система «умный дом», где все домашние электронные устройства вплетены в единую управленческую систему, за счет чего хозяин может управлять ими из любой точки дома.

Целью данной работы является проектирование сети беспроводного доступа на базе технического отдела ПАО «Ростелеком», с целью повышения уровня информатизации, предоставления современных услуг связи: высокоскоростной доступ в Интернет, компьютерная сеть, на базе технологии Wi-Fi.

 

Теоретическая часть

 

Обзор предприятия

«Ростелеком» является российской телекоммуникационной компанией с государственным участием. Предоставляет услуги: Широкополосного доступа в интернет, интерактивного телевиденья, сотовой связи, местной и дальней телефонной связи и др.

«Ростелеком» участвует в реализации множества государственных проектов в области информационных технологий.

История

Первая беспроводная сеть, названая ALOHAnet, была создана в 1971г. в Гавайском университете. Она долго использовалась как площадка для экспериментов, поскольку даже ученые не видели перспектив её развития.

В 1990г. была создана группа IEEE 802.11, которая занималась созданием стандарта беспроводных локальных сетей. В мае 1991г. был подан запрос на разрешение проекта, в котором указывалось, что создание стандарта «ве