Student: Stefan Markovi, NET 35/14Tema: Beine mree

Visoka kola elektrotehnike i raunarstva stukovnih studija

Seminarski rad iz Aplikativni softverBEINE MREEStudent:Prof. Beograd, maj 2015. god.

SADRAJ:

1.UVOD U WIRELESS SVET32.BEINE MREE42.1 STANDARDI42.2 TIPOVI52.2.1.LINA RAUNARSKA MREA52.3 LOKALNA RAUNARSKA MREA62.4 GRADSKA RAUNARSKA MREA72.5 REGIONALNA RAUNARSKA MREA82.6 STANICE BEINE MREE92.7 PREDNOSTI BEINIH MREA103. NAINI RADA BEINIH MREA113.1 RAZLIKE U ODNOSU NA KLASINU MREU123.2 WIRELESS ANTENE133.3 SIGURNOST154. ZAKLJUAK165. LITERATURA17

1.UVOD U WIRELESS SVET U vremenu kada se neto u prolosti graniilo sa naunom fantastikom, a danas je ve realnost mi se susreemo sa naglim irenjem trita mobilnih usluga i ureaja.Trite mobilne telefonije je sigurno najbolji primer rasprostranjenosti jer je injenica da se danas teko moe pronai osoba koja ne poseduje mobilni telefon. Pojava runih raunara i pad cene prenosivih raunara obeava da bi se isto moglo dogoditi i na tritu mobilne raunarske opreme. Apsurdno je imati jedan raunar na poslu, jedan kui,jedan u drugom gradu kad sve to moemo zameniti jednim mobilnim raunarom. A da ne govorimo o podacima koji trebaju biti sinhronizovani na svim tim raunarima. Uz to ako pogledamo unutar zidova nae radne sobe gde ima na desetine metara kabla. Iza stolova, ispod tepiha,po zidovima. Nabavimo li neki novi ureaj vrlo je verovatno da e biti problema da se on instalira bez remeenja drugih ureaja, a verovatno e njegov kablovski sistem prolaziti putem kuda i drugi, a elimo li da sve to drimo uredno imaemo dosta posla. A ta je sa onim ureajima koji moraju biti udaljeni od naeg centralnog mesta? Povezati ga sa 100m kabla moe biti veliki problem.Da ni ne pominjemo ako treba da poveemo ureaje koji se nalaze u drugim prostorijama gde treba buiti zidove, provlaiti kablove ispod vrata ili pregrt drugih stvari. Ako elimo da promenimo poloaj svega toga to je bukvalno nemogue, a zar svi ti ureaju ne postoje da bi nam koristili i ibli prilagodivi naim potrebama,a ne da se mi njima prilagoavamo....Na sva ova pitanja postoji jedinstven odgovor,wireless tehnologija.

2.BEINE MREEPrva beina mrea razvijena je 1971. godine na Univerzitetu na Havajima,radi povezivanja raunara sa 4 ostrva bez koritenja telefonskih linija. Meutim,beino umreavanje ulo je u svet personalnih raunara osamdesetih godina prolog veka. Neke od prvih beicnih mrea uopte nisu koristile radio talase, vec su poivale na infracrvenim primopredajnicima.Beine mree predstavljaju povezivanje raunara, digitalnih komunikacionih ureaja, mrene opreme i raznih drugih ureaja putem radio talasa. Primenjuje se na mestima gde ianu infrastrukturu nije mogue postaviti ili je cena uvoenja takve strukture previsoka. Osim toga, poseduje neke osobine koje predstavljaju veliku prednost u odnosu na iano umreavanje, kao to su mobilnost klijenata, laka mogunost proirenja i brzo i jeftino uspostavljanje mree privremenog trajanja.2.1 STANDARDI802.11b je drugi naziv standard koji je ugledao svetlo dana, nakon .11, a pre .11a. Poznat i pod nazivom Wi-Fi (wireless-Fidelity), koji se odnosi na upravo na 802.11b. B standard je bio prava mala revolucija u WLAN-u, imao je propusnost od 11 Mbps uz fallback rate na 5.5,2 odnosno 1MB/s. To znai ako je intezitet signala manji, ili je udaljenost meu ureajima poveana, mrena oprema prilagoava se uslovima i smanjuje brzinu veze odravajui je i dalje aktivnom. Najvie programa i alata koje se mogu nai na internetu su upravo za .11b mree.Varijacija na .11b standard je 802.11b+ koji udvostruuje propusnost na 22 Mb/s odnosno 44 Mb/s uz Teksas instrument ACX100 chipset. Sve Prism1 kartice koriste 64 bit, Prism2 128 bit, a ACX100 256 bit. Domet ovih ureaja varira. Deklarisanih 500 m sa dodatnim spoljnim antenama penje se od 5 km preko 38 km (ZG Wireless) pa do neverovatnih 300 km uz pojaala (Australija). 802.11g je verzija 802.11 Standarda koja e dostii propusnost od 54 Mb/s, ali za razliku od .11 na 2.4 Ghz. Antene se ve proizvode ali praksa je pokazala da je domet sa 11.g standardom na 54 Mb/s barem za polovinu .11b ureaja. Na kraju se moe rei da je beino umreavanje steklo veliku popularnost.

2.2 TIPOVIPostoje pet tipova beinog umreavanja: Lina raunarska mrea Lokalna raunarska mrea Gradska raunarska mrea Regionalna raunarska mrea Mrea mobilnih ureaja

2.2.1.LINA RAUNARSKA MREALina raunarska mrea (engl. Personal area network PAN) predstavlja tip mree na osnovu podele raunarskih mrea prema prostoru koji obuhvataju. Domet ove mree je do nekolko metara. Najznaajniji predstavnik je beini ureaj bluetooth u kojem aktivno moe uestvovati do 8 ureaja. Bluetooth koristi prilagoene ethernet protokole. Sledea generacija e isto koristiti prilagoeni ethernet protokol. To je norma IEE 802.15.3. Kod istog dometa od svega nekolko metara (desetak) UWB (eng. High Speed Wireless PAN) e imati brzinu prenosa podataka do 1Gbps. Stanice koje ih formiraju ukljuuju raunare, telefone ili PDA ureaje. Line mree mogu biti povezane sa magistrolom raunara putem USB ili FireWire portova, a isto tako i beinim tehnologijama, takve mree su poznate kao beine line mree (Wireless PAN ili WPAN). Neke tehnologije beinih linih mrea su:Bluetooth, zigbee i IrDA.

2.3 LOKALNA RAUNARSKA MREALokalna raunarska mrea ili LAN (eng. Local Area Network LAN) je skup raunara koji su povezani u jednu raunarsku mreu, na relativno malom prostoru, kao to su kancelarija, vie kancelarija ili zgrada.Ova mrea moe da broji dva i vie raunara koji su povezani na odreeni nain.Neki periferni ureaji kao to su tampai, modemi i sl. takoe se ubrajaju u ovu mreu.Glavna karakteristika lokalnih mrea, po emu se one razlikuju od mrea na velikim podrujima (WAN) jeste mnogo vea brzina prenosa podataka (reda 10 do 1.000Mb/s) i nepostojanje potrebe za zakupljenim telekomunikacionim vodovima.Najei metod povezivanja raunara u lokalnoj mrei jeste kablovima (Eternet) ili beina mrea.Lokalna mrea moe, najee preko nekog rutera, biti povezana sa drugim mreama u veu WAN mreu ili direktno preko provajdera na Internet.

2.4 GRADSKA RAUNARSKA MREAGradska raunarska mrea ili MAN (eng. Metropolitan area network MAN) predstavlja tip mree na osnovu podele raunarskih mrea prema prostoru koji obuhvataju. Radi se o mreama koje obuhvataju vee oblasti, najee na nivou grada (npr. povezuje poslovnice jedne banke u celom gradu). Najee tehnologije koje se koriste pri povezivanu stanica ili manjih mrea (lokalnih mrea) su tehnologije beinog prenosa inforamcija ili optikim vlaknima. Ove mree su poznate jo pod nazivima MAN, gradske mree ili mree gradskog podruja.

2.5 REGIONALNA RAUNARSKA MREARegionalna raunarska mrea ili WAN (eng. Wide Area Network) je raunarska mrea koja pokriva ire podruje grada, regiona ili drave.Ponekad se izraz WAN korsti za mrezu koje koristi rutere i javne komunikacione mree.Regionalna mrea se koristi za povezivanje razliitih lokalnih raunarskih mrea tako da omoguuje komunikaciju izmedju korisnika i raunara u razliitim mreama.Wan se gradi za potrebe jedne ili vie kompanija ili pojedinaca ili za potrebe internet provajdera koji kako bi omoguili pristup internetu lokalnim mreama i pojedinim raunarima. moe biti izgraen pomou iznajmljenih mrea koji preko rutera povezuje vie lokalnih mrea ili lokalnoj mrei omoguavaju vezu sa internetom.Poto su iznajmljene linije prilino skupe, za WAN se esto koristi neki od sistema komutiranja paketa.Mreni protokoli, kao to su TCP/IP omoguavaju transport i adresne funkcije.Protokoli kao to su SONET/SDH, MPLS, ATM i Frame Relaz se esto koriste kako bi omoguili funkcionisanje WAN. U ranim fazama za realizaciju WAN korien je X.25 protokol koji se smatra preteom Frame relaz protokola. Brzina prenosa kod ovih mrea su se kretale od 1.200b/s do 6Mb/s, mada neke veze kod ATM ili kod iznajmljenih linija mogu dostii brzine i do 156Mb/s.Najee koriene komunikacione veze kod WAN su telefonske linije, beini prenos wireless i satelitski kanali.U reim sluajevima se korisnici zbog smanjenja trokova odluuju za formiranje VPN kako bi povezali svoje lokalne mree i na taj nain kreirali WAN.

2.6 STANICE BEINE MREESvi ureaji koji meusobno komuniciraju putem elektromagnetskih talasa inei beinu mreu nazivaju se stanicama. Svaka stanica je opremljena beinom mrenom karticom (engl. WNIC - Wireless Network Interface Card) koja predstavlja osnovni komunikacioni ureaj. Postoje dve kategorije stanica: beini klijenti i pristupne take (engl. Access Point - AP).Beini klijent moe biti bilo koji prenosivi ureaj koji moe da se preko beine mrene kartice vee u beinu mreu i koristi njene resurse poput Interneta, pristupa deljivim podacima na serveru, pristup mrenom tampau i slino. Beini klijenti mogu biti ureaji kao to su laptop raunari, IP telefoni (za telefoniranje preko Interneta) i bilo koji nepomini server-raunar ili radna stanica opremljena beinom karticom.Pristupna taka je bazna stanica koja beine klijente koji su joj dodeljeni povezuje u beinu mreu. Ona upravlja dodelom radio kanala i posreduje u prenosu podataka izmeu klijenata. Pristupna taka ima mogunost da se preko eternet (engl. Ethernet) prikljuka vee na ianu mreu. Ovakva veza omoguava razmenu podataka izmeu beinih klijenata i servera ili radnih stanica koji ine ianu mreu. U skladu sa tim pristupna taka pored beine mrene kartice mora da sadri i klasinu eternet karticu namenjenu komunikaciji u ianoj mrei. Ovakva uloga pristupne take predstavlja njen osnovni mod rada. Prema potrebi, pristupna taka se moe konfigurisati da radi u nekom specijalnom modu kao to su mod rada kao repetitor, mod rada kao most i mod rada kao obian beini klijent.

2.7 PREDNOSTI BEINIH MREABeino umreavanje (eng.wireless networking) predstavlja povezivanje raunara, digitalnih komunikacionih ureaja, mrene opreme i raznih drugih ureaja putem radio talasa. Primenjuje se na mestima gde ianu infrastrukturu nije mogue postaviti ili je cena uvoenja takve strukture previsoka. Osim toga, poseduje neke osobine koje predstavljaju veliku prednost u odnosu na iano umreavanje, kao to su mobilnost klijenata, laka mogunost proirenja i brzo i jeftino uspostavljanje mree privremenog trajanja.Mobilnost klijenata se ogleda u tome da klijent moe nastaviti korienje zapoetog mrenog servisa tokom i nakon premetanja izvan svog radnog okruenja. Tipian mobilni klijent je korisnik koji radi za laptop raunarom. Takav korisnik, naprimer moe bez prekida da nastavi Internet sesiju koju je zapoeo u konferencijskoj Sali i nakon odlaska u drugu prostoriju koja se nalazi u istoj zgradi.Laka mogunost proirenja predstavlja sposobnost mree da podri poveanje broja klijenata do odreene granice bez ikakvih ulaganja u dodatnu opremu.Beine mree mogu se brzo i lako uspostaviti na privremenim lokacijama za vreme trajanja odreenih dogaaja kao to su nauni skupovi, sportski dogaaji, neeljene vanredne situacije (elementarne nepogode, oruani sukobi i slino) i veoma brze realizacije i ogranienog trajanja, instaliranje klasine iane infrastrukture bilo bi suvie sporo i preskupo.Instalacija beicne mree je jednostavnija i laka od instalacije iane mree.to se odravanja i administracije tie, ono je vrlo slino u oba sluaja. Postojeareenja klijentskih ureaja nude 'plug-and-play' jednostavnost instalacije i spajanja na mreu.

3. NAINI RADA BEINIH MREARadio komunikacija kod WLAN-ova se obavlja u tzv. ISM (Industrial, Scientific & Medical) opsegu frekvencija koji svuda u svetu prihvaen kao opseg za ije korienje nije potrebna licenca tzv. FTA (Free to Air) spektar. ISM ine tri opsega frekvencija: 902 928 Mhz, 2400 2483,5 Mhz i 5728 5750 Mhz.Od njih s u ovom trenutku, najee koristi opseg oko 2.4 2.48 Ghz. WLAN-ovi koriste Spread Spectru modulaciju koja signal rasprostire po irokom opsegu frekvencija. Naime, one omoguuju da vie korisnika istovremenodeli isti frekventni opseg bez meusobne interferencije, i pruaju mnogo veu otpornost na smetnje i prislukivanje od modulacija uskog spektra.Pokazalo se da je mnogo bolje slati signal male snage preko ireg frekventnog opsega, nego da se signal velike snage alje preko malog frekventnog opsega. Ukoliko na nekoj frekvenciji iz opsega postoji snana smetnja, verovatnost da e se poslata inforamcija tano primiti je neuporedivo vea zato to e najvei deo signala biti prenesen, van opsega gde je smetnja. Ova tehnologija je razvijena jo pre oko 50 god. i to za vojne primene sa ciljem da bude maksimalno otporna na ometanja, interferenciju i prislukivanje.

3.1 RAZLIKE U ODNOSU NA KLASINU MREUZbog drugaije prirode fizikog medija i na nivou veze, postoje razlike u odnosu na kablirane mree. CSMA/CD metoda koja se koristi u ianim Eternet mreama je ovde nepraktina jer je otkrivanje kolizija kod radio signala mnogo tee jer stanica koja emituje signal, ybog simpleksa (jednosmernosti) radio komunikacije, ne moe saznati da li je dolo do kolizije. Stoga se metoda pristupa izmenila, pod nazivomDistributed Coordination Function (DCF). Ona koristiCarrier Detection sense Multiple Access/Colision Avoidance (CSMA/CA), a ne Collision Detection (CD) metodu. Radi se o tome da stanica oslukuje da li je medij slobodan za emitovanje i ako jeste, poinje sa emitovanjem signala, ali posle nekog sluajnog vremenskog intervala. Takva metoda smanjuje verovatnost kolizija jer spreava da vie stanica pone u isto vreme sa emitovanjem u trenutku kada su otkrile da je medij slobodan. da bi se dobila jo efikasnija komunikacija koriste koriste se CTS i RTS signali. Na poetku komunikacije poiljalac alje signal kojim za neki vremenski period rezervie medij i obavetava primaoca da ima paket za njega naravno, ukoliko je primalac u okviru dometa. Ako se radi o infrastrukturalnoj mrei, neke stanice nee uti RTS signal. Meutim, pristupna taka u beinoj mrei tada alje CTS signal koji sada sigurno dolazi do primaoca kao i do svih drugih terminala ime ih obavetava da je medij rezervisan i da emitovanje uskoro poinje.OpremaModulacijeDeklarisana brzinaPostignuta brzinaProtok podataka

BDSSS, CCK11 mbps45-7mbps54 mbps

B+PBCC22/44 mbps7-9mbps21.5-36 mbps

GOFDM54 mbps21.5-36mbps2.68-4.52 MB/s

3.1.1.Tabela prikaza maksimalnih brzina

3.2 WIRELESS ANTENEWireless antene definiu u osnovi tri karakteristike: dobitak, usmerenost i polarizacijaDobitak je termin koji se koristi za merenje snage signala izraene u decibelima (dB). Naravno antena sa veim dobitkom ima veu snagu zraenja i konstruisana tako da povea snagu u eljenom smeru, a maksimalno redukuje u neeljenom i u predajnom i prijemnom reimu rada.Usmerenost je zapravo oblik koji wireless signal dobije nakon izlaska iz antene.Polarizacija je orijentacija wireless signala u odnosu na zemlju i moe biti vertikalna, horizontalna, kruna ili kombinacija njih.Wireless antene predstavljajujedan od najbitnijih segmenata Wifi sistema tako da ukoliko elimo da izvrimo poveanje dometa naeg opsega 802.11 sistema potrebno je instalirati dobru spoljnu antenu sa odlinim dobitkom i odlinim direkcionom ili omnidirekcionim karakteristikama u zavisnosti od potreba. U tom smislu ih moemo podeliti na sledei nain:Direkcione (usmerene) antene su antene koje zrae u odreenom pravcu u kom su usmerene i uglavnom se koriste za Point to Point (od jedne polazne do odredine take) ili ponekad za Multi-point sisteme sve u zavisnosti od postavke. Koriste se u klijentskom reimu pri emu se zna gde je pristupna taka i moe se lako usmeriti ka bazi kako bi se postigao to bolji i kvalitetniji signal. Direkcione antene se mogu podeliti na: Parabolike grid i tanjir antene.Parabolike grid i tanjir antene su idealne za velike udaljenosti jer imaju izuzetno usmerenu prijem/predaju i naroito su pogodne za mrenu arhitekturu tipa point to point. One predstavljaju odlian izbor antene iz razloga smanjene interferncije, veeg dometa i poveane sigurnosti. Tipine vrednosti dobitaka kod ovih antena se kreu od 15 do 24 dB, a koriste se u spoljanjoj sredini.

Panel antene su antene direkcionog tipa i koriste se bilo u unutranjoj ili spoljanjoj sredini, mog use koristiti bilo za mrenu arhitekturu tipa taka do take ili taka do vie taaka. Tipine vrednosti dobitaka se kreu od 8 do 18 dB.

Jagi antene predstavljaju tip usmerene antene dizajnirane uglavnom za mreu tipa poin to point, ali se moe koristiti za point to point multi point kada je potrebno ostaviti vei domet. Tipine vrednosti dobitaka kreu se od 5-20 dB, pri emu se koristi u spoljanjoj sredini.Omni direkcione antene za razliku od usmerenih alje i prima wireless signal podjednako u svim pravcima i njen dobitak u odreenom smeru je manji u odnosu na usmerenu antenu tako da se uglavnom koriste za topologiju point-multi-point. tipine vrednosti dobitka se kreu od 8-15dB. ove antene su naroito pogodne za distribuciju Wifi signala u svim pravcima kod wireless internet servis provajdera, kada je naroito potrebno ostvariti to vei domet t.j to veu teritoriju jednom baznom stanicom.

3.3 SIGURNOSTPitanje sigurnosti je jedno od najee postavljanih kada su u pitanju beine mree. brojni analitiari i eksperti za pitanja raunarske sigurnosti smatraju beine mree sigurnijim od klasinih ianih mrea. Za to postoje jaki argumenti, jer i iane mree na neki nain imaju i svoj beini deo, t.j da emituju zraenja iji intezitet i nije ba mali, naroito kod dananjih UTP mrea. Kada je u pitanju sigurnost, glavne razlike izmeu LAN i WLAN mrea potiu od razliitog fizikog nivoa. Tehnologija Spread Spectrum garantuje visok stepen sigurnosti. Pored nje mnogi beini ureaji imaju ugraene opcije za kriptovanje. IEEE 802.11, standardno predvia sigurnosnu tehniku poznatu kao Wired Equivalent Privacy (WEP) koja se bazira na korienju kljua i RC4 algoritma za enkripciju. Korisnici koji ne znaju password ne mogu da ni pristupati WLAN-u. Enkripcija se neuporedivo lake implementira kod WLAN-ova to je rezultiralo pojavom dosta nezavisnih proizvoaa specijalizovanih za WLAN zatitni softver. Da bi neko pristupao WLAN mrei mora imati informacije o radio opsegu, korienom kanalu, sigurnosnom kljuu (password) i i iframa za autentifikaciju i autorizaciju korisnika. To je mnogo vie podataka nego kod klasinih ianih mrea i ini WLAN mree sigurnijim.

4. ZAKLJUAKRazvoj beinih mrea je brz i konstantan. Beine mree su jednostavno postale deo svakodnevnice gotovo svakog oveka na planeti, bio on toga svestan ili ne. Razlog tome je neverovatno veliki opseg primena beinih veza, pri emu WLAN prednjai kada govorimo o upotrebi prosenog oveka.WLAN se upotrebljava za mnoge namene ali je najea primena pristup internetu. Preko WLAN-a je mogue besplatno telefonirati tako da je i to postalo jedna od vrlo vanih primena WLAN-a. Na poetku je WLAN tehnologija bila usmerena za beine komunikacije unutar jedne kancelarije ili male firme. WLAN sam po sebi nije revolucionarna tehnologija ali njena primena otvara nove mogunosti. Najznaajnije je to da WLAN pristupne take na javnim mestima (hoteli, aerodromi, trgovi, restorani itd.) omoguavaju jeftin ili besplatan beini pristup internetu. Mobilni telefoni koji mogu komunicirati uz pomo WLAN-a (telefoniranje internetom, VoIP) zaobilaze meunarodnu i roming naplatu. Na taj nain WLAN postaje sve vaniji konkurent GSM ili UMTS operaterima. Kako se uz pomo prenosnog raunara moe sasvim besplatno telefonirati to je primena WLAN-a jo atraktivnija. Budui da su u toku izgradnje WLAN mrea koje pokrivaju cele gradove (npr. London i San Francisco) vanost ove tehnologije raste iz dana u dan. Meutim, najverovatnije e najvanija uporaba WLAN-a biti vezana za DRM (eng. Digital Rights Management ). Prema konceptima koje u skladu s DRM sistemom za zatitu autorskih prava, amerika zabavna i informatika industrija forsira, nee biti mogue nita snimiti ili reprodukovati ako za to snima ili ureaj za reprodukciju nije preko interneta dobio digitalno pravo da to uini. Zbog toga e svi ureaji jednog doma ili kancelarije morati biti umreeni. Za taj zadatak je WLAN u dananjici optimalna tehnologija i zbog toga e joj u bliskoj budunosti porasti znaaj.

5. LITERATURA(1) www.wikipedia.rs4