Материал: Проектирование сети Wi-Fi

Проектирование сети Wi-Fi

Реферат

В данной дипломной работе рассмотрен план и обоснование построения сети беспроводной связи на основе стандарта Wi-Fi (IEEE-802.11n) в торговом комплексе Акварель г. Волгоград.

В дипломе так же представлены характеристики стандарта IEEE-802.11n, отличие его от других стандартов, схема построения сети и состав оборудования.

В проекте также описаны меры безопасности жизнедеятельности.

Разработано технико-экономическое обоснование внедрения данного проекта.

Оглавление

Введение

. Общие сведения

1.1 Информация об объекте

.2 Техническое задание

.3 Стандарты беспроводной связи IEEE 802.11

.4 Основные решения по организации сети в торговом комплексе "Акварель"

2. Выбор оборудования

2.1 Основание выбора продукции Alcatel-Lucent

.2 Коммутатор ядра

.3 Коммутаторы доступа

.4 Контроллер беспроводной сети Wi-Fi

.5 Точка доступа Wi-Fi

.6 Шкафы этажные

.7 Вентиляция

3. Расчет зоны покрытия. Построение сети

3.1 Расчет зоны покрытия

.2 Описание программного обеспечения для расчета зоны покрытия

.3 Составление карты зон покрытия

.4 Распределение адресного пространства

.5 Таблица коммутаций

.6 SSID и аутентификация

.7 Беспроводная сеть общего пользования

.8 Подробная физическая схема сети

4. Вопросы обеспечения информационной безопасности

4.1 Безопасность в беспроводных сетях

.2 Базовые меры обеспечения безопасности

.3 Шифрование WEP

5. Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности

5.1 Анализ характеристик объекта проектирования и трудовой деятельности

.2 Мероприятия по эргономическому обеспечению

.3 Мероприятия по технике безопасности

.4 Мероприятия по пожарной безопасности

.5 Мероприятия по обеспечению БЖД в условиях чрезвычайных ситуаций

.6 Мероприятия по обеспечению экологической безопасности

.7 Выводы

6. Технико-экономические расчеты

6.1 Расчет капитальных вложений

.2 Расчет эксплуатационных расходов

.3 Анализ технико-экономических показателей

Заключение

беспроводной связь покрытие сеть

Введение

В настоящее время во всем мире стремительно растет потребность в беспроводных соединениях, особенно в сфере бизнеса и IT технологий. Пользователи беспроводных технологий доступа к информации могут работать производительнее и эффективнее, чем их коллеги, обладающие доступом только к проводным телефонным и компьютерным сетям, так как существует привязанность к определенной инфраструктуре коммуникаций.

На современном этапе развития сетевых технологий, технология беспроводных сетей Wi-Fi является наиболее удобной в условиях требующих мобильность, простоту установки и использования. Wi-Fi (от англ. wireless fidelity - беспроводная связь) - стандарт широкополосной беспроводной связи семейства 802.11 разработанный в 1997г. Как правило, технология Wi-Fi используется для организации беспроводных локальных компьютерных сетей, а также создания так называемых горячих точек высокоскоростного доступа в Интернет.

Беспроводные сети обладают, по сравнению с традиционными проводными сетями, немалыми преимуществами, главным из которых, конечно же, является:

-       простота развёртывания;

-       гибкость архитектуры сети, когда обеспечивается возможность динамического изменения топологии сети при подключении, передвижении и отключении мобильных пользователей без значительных потерь времени;

-       быстрота проектирования и реализации, что критично при жестких требованиях к времени построения сети;

-       отсутствие необходимости прокладки кабелей, часто требующей бурения стен.

В то же время беспроводные сети на современном этапе их развития не лишены серьёзных недостатков. Прежде всего, это зависимость скорости соединения и радиуса действия от наличия преград и от расстояния между приёмником и передатчиком. Один из способов увеличения радиуса действия беспроводной сети заключается в создании распределённой сети на основе нескольких точек беспроводного доступа. При создании таких сетей появляется возможность организовать в здании единую беспроводную зону и увеличить скорость соединения вне зависимости от количества стен (преград). Аналогично решается и проблема масштабируемости сети, а использование внешних направленных антенн позволяет эффективно решать проблему препятствий, ограничивающих сигнал.

Целью данной работы является проектирование сети беспроводного доступа в торговом комплексе Акварель г. Волгоград, с целью предоставления современных услуг связи посетителям торговых залов для повышения уровня информатизации и высокоскоростного доступа в Интернет, а также представление интерактивной информации об арендаторах и структуре торгового комплекса на базе технологии Wi-Fi.

1. Общие сведения

.1 Информация об объекте

ТЦ "Акварель"- проект регионального масштаба, многофункциональный торговый комплекс расположенный на берегу Волги в Советском районе города Волгограда, по адресу: г. Волгоград, Университетский проспект, вл. 107, вблизи от основной транспортной магистрали города- Университетского проспекта.

Университетский проспект является связующей артерией между удаленными районами Волгограда и транспортный поток в районе данного участка составляет 40000 автомобилей в день. Количество жителей в зоне охвата - 262 тысячи человек, наличие в этой зоне главного университета города существенно увеличивает количество постоянных посетителей торгового центра. Общая площадь комплекса 122581 кв.м, этажность - 4 уровня.

Рисунок 1. Ситуационный план

Торговый комплекс "Акварель" является зоной семейного отдыха и разделен на основные зоны: шопинга, развлечения и культурно-социальной жизни.

Зона шопинга насыщена арендаторами. Зона развлечений помимо многозального кинотеатра, боулинга, фудкорта на 750 посадочных мест и детского центра Хеппилон, включает вертикальный атриум на 500 посадочных мест. Это открытая площадка для основных культурных событий города: концерты, театральные проекты, художественные представления, модные показы дизайнеров, трансляция спортивных соревнований, поддержка городских благотворительных акций и студенческих фестивалей. Доступность для всех категорий посетителей делают вертикальную зону развлечений активным общественным пространством и, одновременно, идеальным местом для проведения промоакций.

Исходя из вышеизложенного, данный комплекс нуждается в организации покрытия рекреационной зоны сетью Wi-Fi для предоставления посетителям широкополосного мобильного доступа в интернет. Данная услуга положительно скажется на заинтересованности посетителей торговой площадки, так как повысит их информированность о комплексе, позволит быстро получить информацию из Интернета о товарах и услугах, а также поможет разнообразить досуг или занять время ожидания.

1.2 Техническое задание

Требования к сети беспроводной связи на основе группы стандартов IEEE 802.11 (Wi-Fi)

Беспроводная локальная вычислительная сеть на основе группы стандартов IEEE 802.11 (Wi-Fi) предназначена для:

-       обеспечения беспроводного доступа посетителей с мобильных устройств (ноутбуков, КПК, смартфонов) к сети Internet;

-       Перечень зон покрытия обозначен на этажных планах:

Общие требования

Беспроводная ЛВС должна основываться на семействе стандартов IEEE 802.11 и строится на основе следующих компонент:

-       Wi-Fi точки доступа;

-       Контроллеры беспроводной ЛВС;

Требования к Wi-Fi точкам доступа

Wi-Fi точки доступа являются одним из основных компонент построения беспроводной ЛВС и обеспечивают подключение клиентских устройств к беспроводной ЛВС.Fi точки доступа должны удовлетворять следующим общим требованиям:

-       должны использоваться устройства потолочного/настенного монтажа;

-       быть совместимыми со стандартами IEEE 802.11b, 802.11g и 802.11a. Совместимость со стандартом IEEE 802.11n будет являться преимуществом;

-       с учетом данных анализа радиоэфира от Wi-Fi точек доступа должно обеспечиваться автоматическое изменение параметров частотно-территориального плана, излучаемой мощности для минимизации негативного влияния на беспроводную сеть со стороны нежелательных устройств в эфире;

-       должны поддерживать методы аутентификации EAP-FAST, EAP-LEAP, EAP-TLS, PEAP-GTC, PEAP-MSCHAPv2;

-       обеспечение одной точкой доступа пропускной способности до 54 Мбит/с;

-       обязательной является поддержка стандарта подачи питания по витой паре IEEE 802.3af, желательной является поддержка стандарта IEEE 802.3at;

-       должны иметь питание от источника постоянного тока;

-       должны иметь возможность автоматической скоординированной смены рабочих частот несколькими точками доступа для избегания негативного влияния помех;

-       должны иметь возможность автоматической скоординированной настройки мощности радиопередатчиков несколькими точками доступа для оптимизации зоны покрытия и производительности беспроводной сети. Функция должна поддерживаться в нормальном режиме работы сети;

-       должны иметь возможность автоматической скоординированной настройки мощности радиопередатчиков несколькими точками доступа для устранения "дыр" в покрытии, возникших в результате выхода из строя части оборудования;

Требования по обеспечению безопасности

Для обеспечения безопасности беспроводной ЛВС точки Wi-Fi точки доступа должны удовлетворять следующим общим требованиям:

-       поддерживать механизм обеспечения целостности и аутентификации для защиты служебных блоков данных, предназначенных для управления соединениями в беспроводных ЛВС;

-       поддерживать интеграцию комплексной системы обнаружения вторжений с базой данных обнаруживаемых атак;

-       поддерживать функции, предусмотренные в находящемся в разработке стандарте IEEE 802.11w;

-       поддерживать протоколы защиты данных беспроводных ЛВС IEEE 802.11i, WPA и WPA2 на аппаратном уровне;

-       поддерживать защиту данных на основе стандарта WPA2 на максимально возможной скорости передачи на физическом уровне;

-       поддерживать аутентификацию по протоколам EAP-TLS, EAP-LEAP и EAP-FAST в режиме работы ведомого радиомоста;

Требования к контроллерам беспроводной ЛВС

Общие требования:

Каждый контроллер беспроводной ЛВС должен поддерживать одновременную работу с Wi-Fi точками доступа, предназначенными для внутриофисного применения. Для унификации должна быть реализована возможность использования беспроводного контроллера в одном конструктиве с маршрутизатором, межсетевым экраном, голосовым шлюзом и системой обнаружения вторжений.

Контроллеры должны иметь:

-       таблицу MAC-адресов размером не менее 16000;

-       портов 10/100/1000 или SFP: не менее 2;

-       интерфейсов VLAN: не менее 128;

-       число поддерживаемых точек доступа не менее 12 с возможностью дальнейшего расширения.

Требования по обеспечению безопасности:

Каждый контроллер беспроводной ЛВС должен удовлетворять следующим требованиям по обеспечению безопасности беспроводной ЛВС:

-       поддержка централизованной аутентификации и авторизации пользователей и сетевых устройств с участием встроенного RADIUS-сервера (далее - обобщённо пользователей) при подключении к Wi-Fi точкам доступа беспроводной ЛВС посредством IEEE 802.1x;

-       встроенный в контроллер RADIUS сервер должен поддерживать аутентификацию по протоколам EAP-FAST, EAP-LEAP, EAP-TLS и EAP-MD5 без использования внешних программных или аппаратных компонентов;

-       встроенный в контроллер беспроводной ЛВС RADIUS сервер должен поддерживать интеграцию с внешними базами данных учетных записей пользователей по протоколу LDAP;

-       встроенный в контроллер беспроводной ЛВС RADIUS сервер должен поддерживать хранение учетных записей пользователей во встроенной в контроллер базе данных;

-       беспроводной контроллер должен поддерживать централизованную аутентификацию и авторизацию пользователей с использованием внешнего RADIUS-сервера;

аутентификация Wi-Fi точек доступа по цифровым сертификатам при их подключении к контроллеру;

1.3 Стандарты беспроводной связи IEEE 802.11

Технология Wi-Fi (сокращение от Wireless Fidelity), - беспроводной аналог стандарта Ethernet, на основе которого сегодня построена большая часть офисных компьютерных сетей. Wi-Fi фактически являющийся брендом, предложенным и продвигаемым организацией Wi-Fi Alliance, получил широкое распространение благодаря развитию мобильных электронно-вычислительных устройств: КПК, ноутбуков, смартфонов и т.п.Fi объединяет несколько протоколов IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) работа над которыми началась в 1990 году. Из стандартов IEEE 802.11 к Wi-Fi относятся 802.11.b, 802.11.g, 802.11.n.

Convolutional Coding, двоичное свёрточное кодирование). Согласно этой технологии модуляции, производится генерирование избыточного набора битов на каждый переданный бит полезной информации, благодаря этому осуществляется более высокая вероятность восстановления переданной информации и лучшая помехозащищенность (шумы и помехи идентифицируются как сигнал с неодинаковым набором битов и потому отфильтровываются). Стандартом определены четыре обязательные скорости 1, 2, 5,5 и 11 Мб/с. Что же касается возможного радиуса взаимодействия устройств, то он составляет в закрытых помещениях около 30 метров на скорости 11 Мб/с, и до 90 метров при скорости 1 Мб/с, в открытых помещениях или в зоне прямой видимости около 120 метров (11 Мб/с), и до 460 метров при 1 Мб/с. В условиях постоянно увеличивающихся потоков данных эта спецификация практически исчерпала себя, и на смену ей пришел стандарт IEEE 802.11g.802.11g стандарт беспроводной сети, явившийся логическим развитием 802.11b, в том смысле, что использует тот же частотный диапазон и предполагает обратную совместимость с устройствами, отвечающими стандарту 802.11b. Одновременно с этим, этот представитель семейства спецификаций, как и полагается, попытался взять все лучшее от пионеров 802.11b и 802.11a. Итак, основной принцип модуляции позаимствован у 802.11a OFDM совместно с технологией CCK (Complementary Code Keying, кодирование комплементарным кодом), а дополнительно предусмотрено использование технологии PBCC. Благодаря этому, в стандарте предусмотрены шесть обязательных скоростей 1, 2, 5,5, 6, 11, 12, 24 Мб/с, и четыре опциональных 33, 36, 48 и 54 Мб/с. Радиус зоны действия увеличен в закрытых помещениях до 30 метров (54 Мб/с), и до 91 метра при скорости 1 Мб/с, в пределах же прямой видимости связь доступна на расстоянии 120 метров со скоростью 54 Мб/с, а при удалении на 460 метров возможна работа со скоростью 1 Мб/с. Выделенный в отдельный класс набор спецификаций 802.11 i/e/…/w главным образом предназначен для описания функционирования различных служебных компонент и разработки новых технологий и стандартов беспроводной связи, работы беспроводных мостов, требований к физическим параметрам каналов (мощность излучения, диапазоны частот), спецификаций, ориентированных на различные категории пользователей и т. д.802.11n - версия стандарта 802.11 в котором предусмотрена обратная совместимость с 802.11a/b/g для сетей Wi-Fi. Этот стандарт был утверждён 11 сентября 2009. Стандарт 802.11n повышает скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с (стандарт IEEE 802.11ac до 1.3 Гбит/с), применяя передачу данных сразу по четырем антеннам. По одной антенне - до 150 Мбит/с. Устройства 802.11n работают в диапазонах 2,4-2,5 или 5,0 ГГц.

Кроме того, устройства 802.11n могут работать в трёх режимах:

-       наследуемом (Legacy), в котором обеспечивается поддержка устройств 802.11b/g и 802.11a;