Download
1 / 47
480 likes | 656 Views
3.4. Protocoale. Pe măsură ce rețelele devin mai complexe şi de arie tot mai largă, cerinţele pentru legarea dispozitivelor în rețea și pentru interconectarea reţelelor între ele continua să crească.
E N D
3.4. Protocoale Pe măsură ce rețelele devin mai complexe şi de arie tot mai largă, cerinţele pentru legarea dispozitivelor în rețea și pentru interconectarea reţelelor între ele continua să crească. Astfel, necesitatea unor norme, reglementări şi standarde pentru conexiuni de succes creşte proporţional. Acest lucru duce la reguli şi standarde care să fie acceptate şi practicate la nivel naţional şi internaţional. Un protocol este un set de reguli, care sunt agreate de către autorităţile relevante pentru a permite comunicarea cu succes între dispozitive. În cazul cel mai simplu de două dispozitive care comunică între ele, acestea trebuie să împartă un set comun de norme şi proceduri cu privire la modul de comunicare şi de schimb de informaţii. La acest nivel minim, aceste norme pot include, modul de interpretare al semnalelor, cum să se identifice pe sine și alte elemente din reţea, cum să iniţieze şi să termine comunicația, cum să administreze schimbul de informaţii în prin mediul reţelei, şi aşa mai departe.
3.4. Protocoale Protocoalele trebuie să fie suficient de cuprinzătoare pentru a reglementa toate cerinţele esenţiale ale unui sistem de comunicare. Unele dintre aceste cerinţe esenţiale sunt: • topologia de rețea: star, ring, bus, tree, sau o combinaţie de acestea. • modelul de referință ISO al straturilor: fizic, legătura de date, reţeaua, transportul, sesiunea, prezentarea, şi aplicația. • modurile de comunicaţie de date: simplex, half duplex sau full duplex. • tipul de semnal: digital, analog, sau o combinaţie a celor două. • modul de transmisie de date: sincron, asincron, etc • rata de date acceptată: de la câțiva biţi pe secundă până la câțiva gigabiţi pe secundă, în funcţie de frecvenţa de operare şi de mediul de transport. • mediul de transport acceptat: cu fir, RF, optice, microunde, etc • metodele de control al accesului la mediu: carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD), control token etc. • formatul datelor: bazat pe modurile de transmitere a datelor şispecificațiile individuale de protocol. • metodele de detectare a erorilor: de paritate, verificarea sumei de date, CRC, etc • metodele de control de eroare:controlul ecoului , ARQ, etc • metodele de control al debitului: X-ON/X-OFF, mecanisme de fereastra, secvențe, etc
3.4. Protocoale În sistemele de comunicare, există multe tipuri diferite de protocoale abordând caracteristici particulare ale procesului de comunicare. Protocoale sunt dezvoltate pentru a permite comunicarea într-o întreagă reţea sau într-o parte dintr-o reţea, sau între dispozitivele de comunicare din cadrul reţelei. De exemplu, unele protocoale pot fi dezvoltate numai pentru conexiuni, unele doar pentru transferul de mesajele, şi aşa mai departe. Cea mai mare parte din protocoale sunt dezvoltate într-o ierarhie de nivele sau straturi în modelul de referinţă OSI. Stabilirea unei legături între două terminale poate fi realizată prin respectarea cel mai mic dintre nivelurile modelului OSI. Transferul unui fişier de informaţii pentru a rezolva o problemă specifică urmează niveluri mai ridicate din ierarhie.
3.4.1. Modelul OSI In anii ‘80 cand ideea de retea a castigat din ce in ce mai multi adepti, inginerii au inteles ca fara o standardizare a tehnologiei retelelor dezvoltarea acestui concept este condamnata la esec. Specialistii de la Organizatia Internationala pentru Standardizare (ISO) au cercetat o multime de modele pentru diferite retele pentru a o alege pe cea care oferea cea mai buna interconectare. Astfel, in 1984 au creat un model de retea care sa poata ajuta companiile sa dezvolte retele capabile de a lucra impreuna. Modelul a fost numit modelul de referinta OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model) si a devenit disponibil imediat.
3.4.1. Modelul OSI Comunicarea dispozitivelor într-o reţea necesită mai multe activități și procese gestionate cu atenție pentru a asigura transferul cu succes al informației de la transmițător la receptor. Conceptul de activităţi şi procese în reţea, este la fel de important ca şi de configurarea dispozitivelor în reţea. Au fost propuse mai multe modele pentru a crea un cadru intelectual în care să se clarifice conceptele şi activităţile de reţea. Dintre toate aceste modele, nici unul nu a cunoscut un astfel de succes ca model de referinţă ca și modelul OSI propuse de către Organizaţia Internaţională pentru Standarde (ISO). Acest model este cunoscută sub numele de model de referinţă ISO / OSI, sau pur şi simplu modelul OSl. Pentru că modelul OSI este utilizat pe scară largă şi există numeroase elemente de hardware şi software de reţea în conformitate cu acest model, aceasta a devenit o parte cheie a tuturor tipurilor de comunicare şi reţele de calculatoare. Un avantaj al acestui model este că se fac de multe activităţi de comunicare explicite relativ la privind activităţile şi procesele de discrete. Modelul OSI se referă la toate tipurile de reţea într-o manieră elaborată, începând de la aplicațiile simple și până la sistemele complet deschise, şi a câștigat un avantaj important în lumea rețelelor.
3.4.2. Structura modelului de referință OSI Relația între straturile modelului OSI
3.4.2. Structura modelului de referință OSI ISO a decis crearea unui model care utilizează nivele (layer), fiecare nivel ocupându-se cu altă acțiune, toate fiind însa în legatură unul cu altul pentru că este imposibilă realizarea comunicării fără parcurgerea tuturor pașilor necesari. Nivelele OSI (nu ISO - International Standards Organization ) au o mulțime de avantaje; unul dintre acestea fiind faptul că pot fi învățate ușor. Nu există pe lume inginer de rețea profesionist care să nu știe ceva despre nivelele OSI. Este imposibil să dezvolți o rețea fără să le cunoști. Aceste nivele constituie baza unei rețele. Modelul de referință OSI va permite să vedeți care sunt funcțiile rețelei la fiecare nivel. Modelul de referință OSI este cadrul care permite înelegerea felului in care datele sunt transmise printr-o retea. In modelul OSI exista sapte nivele diferite, fiecare avand o functie specifica. Vom vedea in cele ce urmeaza ca TCP/IP simplifica modelul de referinta OSI. OSI este un model stiva. Acest model simplifica evolutia, deoarece orice schimbare a unui nivel nu ii afecteaza si pe ceilalti. De asemenea, standardizeaza reteaua si permite interoperabilitatea si modularizarea componentelor fabricate de diversi producatori.
3.4.2. Structura modelului de referință OSI 7. Nivelul "Aplicatie" ofera servicii de retea pentru aplicatiile utilizatorilor. Avand in vedere ca se afla in varful stivei, nu ofera sevicii pentru alte nivele ci pentru aplicatiile exterioare. Nivelul de aplicatii verifica partenerii de comunicare, integritatea si sincronizarea datele. Exemplu: la ceea ce fac browserele. 6. Nivelul "Prezentare" ofera date pentru nivelul de aplicatii. Se ocupa cu "prezentarea datelor ". Cu alte cuvinte, verifica daca datele sunt intr-un format care poate fi inteles de ambele parti implicate in comunicare. Daca nu, le converteste la un format comun. De asemenea, negociaza pentru acest format comun. Este ca un translator intr-o conversatie. 5. Nivelul "Sesiune" stabileste, administreaza si termina sesiunile dintre partile implicate in comunicare. Dupa cum probabil ati ghicit, ofera date nivelului de prezentare. Ajuta doua gazde sa isi sincronizeze dialogul si administreaza schimbul de date. Ofera resursele pentru un transfer de date eficient, raportarea erorilor proprii sau ale nivelelor superioare. 4. Nivelul "Transport" se ocupa cu segmentarea datelor. Intai segmenteaza datele din sistemul gazdei care transmite si apoi le reasambleaza la destinatie si le transmite sistemului. Nivelul de transport poate fi perceput ca un nivel de granita intre nivelele "gazda" si asa numitele nivele media. Nivelele de transport incearca sa asigure cea mai buna comunicare utilizand tehnici de depistare a erorilor de transmisie si de recuperare si control al fluxului. Mentine nivelele superioare departe de problemele de implementare.
3.4.2. Structura modelului de referință OSI 3. Nivelul "Retea" este cel mai complex nivel care conecteaza si asigura ruta potrivita dintre doua gazde aflate pe doua retele total diferite. Nivelul 3 se ocupa cu selectarea rutelor, rutarea si adresarea. 2. Nivelul "Legatura" transmite datele printr-o legatura fizica. Aceasta este partea fizica a unei retele care se ocupa cu adresarea "fizica", topologia retelei, accesul la retea, sesizarea erorilor, transportul cadrelor cerute si controlul fluxului. 1. Nivelul "Fizic" este nivelul de baza care asigura serviciile fizice. Nivelul fizic defineste specificatiile electrice, mecanice, procedurale si functionale pentru activarea, mentinerea si dezactivarea legaturii fizice intre sistemele finale. Este cel mai aproape de media si semnale. Totodata el controleaza specificatiile mediului de transmisie, controleaza tensiunea, semnalele, viteza de transmisie, distantele, conectorii.
3.4.3. Abstractizarea și încapsularea datelor Încapsularea datelor (ascunderea informaţiei) este definită ca fiind ascunderea detaliilor de implementare ale unui obiect faţă de lumea exterioară (aplicaţiile care îl folosesc). Abstractizarea datelor este separarea între specificarea unui obiect de date şi implementarea lui. Un tip de date putem să îl definim ca fiind o colecţie de obiecte care reprezintă domeniul său şi o mulţime de operaţii pe acele obiecte. Un Tip Abstract de Date (TAD) este un tip de date cu următoarele proprietăţi: specificarea obiectelor din domeniu este independentă de reprezentarea lor; specificarea operaţiilor este independentă de implementarea lor.
3.4.3. Abstractizarea și încapsularea datelor Pentru a transmite un mesaj in retea se foloseste un procedeu numit incapsularea datelor. În cadrul unei retele datele sunt transmise de la o gazda la alta si fiecare nivel OSI comunica cu nivelul corespondent (corespondentul sau) de la destinatie. Forma de comunicare in cazul in care fiecare nivel realizeaza un schimb de date ( asa numitul protocol data units - PDU) cu nivelul aflat la destinatie poarta numele de comunicare corespondentcorespondent (peer to peer). In cadrul unei retele fiecare nivel depinde de nivelul aflat dedesubt. Nivelul aflat cel mai jos incapsuleaza PDU-ul (UDP – User Datagram Protocol)de la nivelul superior in campul sau de date, ii adauga headerele si trailerele proprii, iar datele trec la nivelul urmator. De exemplu nivelul 4 adauga mai multe informatii la datele provenite de la nivelul 5 si le grupeaza intrun segment. Nivelul 3 (retea) trebuie sa transmita datele prin retea. Le ataseaza un header creand un PDU al nivelului 3. In acest moment headerul contine informatii logice, dar Nivelul 2 incapsuleaza intr-un cadru informatia despre adresa fizica necesara pentru ca transferul sa fie realizat. Nivelul de "legatura a datelor" asigura "serviciul" nivelului de retea prin incapsularea informatiilor acestuia din urma intr-un cadru. Nivelul fizic asigura de asemenea "serviciul" nivelul de "legatura a datelor". Nivelul fizic codeaza cadrul intr-un model de 1 si 0 (biti) pentru transmisia prin mediu la nivel fizic.
3.4.4. Modelul de referinta TCP/IP Standardul TCP/IP este folosit in acest moment pentru transmisiile de date din cea mai mare retea existenta - Internetul. Din punct de vedere istoric, modelul de referinta TCP/IP a fost creat de Ministerul Apararii din SUA pentru a deveni reteaua suprema - o retea capabila sa supravietuiasca in orice conditii, chiar si intr-un razboi nuclear. Era extrem de important sa fie creata o retea capabila sa opereze cu o infrastructura distrusa in proportie de peste 90%, fara sa aiba vreo importanta starea fizica a unor anumite segmente ale retelei. Internetul are aceasta capacitate - doua gazde pot comunica chiar daca aproape toate serverele dintre ele nu au putut sa le raspunda cererii; sunt disponibile cai redundante. La urma urmei un uptime de 100% este imposibil. Chiar si un uptime de 99,9%, cu care se lauda multe companii de hosting este foarte greu de realizat. Asa ca cei de la US DoD (Departament of Defence) doreau o retea inteligenta. Atentie: Modelul de referinta TCP/IP are patru nivele si, desi exista doua nivele cu acelasi nume ca la modelul OSI, nu trebuie confundate cu acelea pentru ca fiecare nivel are functii total diferite.
3.4.4. Modelul de referinta TCP/IP 4. Nivelul "Aplicatie" - Include primele trei nivele aflate in varful modelului OSI: de Aplicatie, Prezentare si Sesiune. Se ocupa cu procesarea logica ca reprezentarea, codarea, dialogul. La fel ca in modelul OSI nivelul pentru aplicatii pregateste datele pentru nivelul urmator. 3. Nivelul "Transport" - Este proiectat astfel incat sa permita dialogul intre entitatile pereche din gazdele sursa si destinatie, pentru aceasta fiind definite doua protocoale capat-la-capat: TCP si UDP. Protocolul de control al transmisiei (TCP) permite ca un flux de octeti emis de o masina sa fie receptionat fara erori pe orice alta masina din retea. TCP fragmenteaza fluxul de octeti in mesaje discrete pe care le paseaza nivelului internet. La destinatie, procesul TCP receptor reasambleaza mesajele primite, reconstituind datele initiale. TCP realizeaza controlul fluxului de date pentru a evita situatia in care un transmitator rapid inunda un receptor lent cu mai multe mesaje decat poate acesta sa prelucreze. TCP este un protocol orientat pe conexiune. UDP ( User Datagram Protocol- protocolul datagramelor utilizator) este un protocol nesigur, fara conexiuni, destinat aplicatiilor care doresc sa utilizeze propria secventiere si control al fluxului si nu mecanismele asigurate de TCP. Este un protocol folosit in aplicatii pentru care comunicarea rapida este mai importanta decat acuratetea transmisiei, asa cum sunt aplicatiile de transmitere a sunetului si imaginilor video.
3.4.4. Modelul de referinta TCP/IP 2. Nivelul "Internet" - Acest nivel este axul pe care se centreaza intreaga arhitectura, rolul sau fiind acela de a permite gazdelor sa emita pachete in retea si de a asigura transferul lor intre sursa si destinatie. Se defineste un format de pachet si un protocol (IP), nivelul trebuind sa furnizeze pachete IP la destinatie, sa rezolve problema dirijarii pachetelor si sa evite congestiile (lucreaza asemanator cu nivelui retea din modelul OSI). 1. Nivelul "Acces la Retea" - La fel ca Nivelul de Legatura a Datelor si ca cel Fizic din modelul OSI se ocupa in principal cu toate aspectele legaturilor fizice.
3.4.4. Modelul de referinta TCP/IP Nivelul rețea decide câte mesaje sunt împachetate pentru a fi transportate de-alungul rețelei TCP/IP. Nivelul rețea foloseste protocolul Internet (IP) pentru a îndepliniaceastă sarcină. Nivelul rețea este inima oricărei rețele bazate pe TCP/IP. Nivelul rețea include IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) si IGMP (Internet Group Management Protocol). Cea mai mare parte a sarcinii o preia IP, ICMP si IGMP fiind protocoale suport pentruIP, cu rolul de a dirija mesaje speciale ale rețelei, cum ar fi erorile sau mesajele trimise ladouă sau mai multe rețele, ‘multicast messages’. Transmission Control Protocol (TCP) Internet Protocol (IP) User Datagram Protocol (UDP) Internet Control Message Protocol (ICMP) Internet Group Management Protocol (IGMP) Address Resolution Protocol (ARP) Reverse Address Resolution Protocol (RARP)
3.4.5.Încapsularea datelor folosind modelul de referință TCP/IP Într-o rețea TCP/IP, o datagramă IP încapsulează toate protocoalele cu excepțiaprotocolului de rezolvare a adreselor. Încapsularea protocoalelor funcționează astfel: pentru a transmite date printr-o rețea stratificată, datele sunt trecute de laaplicație unui protocol al stivei. Când acest protocol termină sarcina sa, trece datele unui altprotocol din stivă. La trecerea datelor prin fiecare nivel din stivă, softwareul de rețeapregăteste datele pentru următorul nivel, mai coborât, al protocolului stivă. Încapsularea estedeci procesul de stocare a datelor în formatul cerut de următorul nivel mai coborât al stivei. Fiecare nivel construieste peste încapsularea nivelului precedent. Figura următoare prezintă modul în care software-ul de rețea încapsulează datele când se foloseste TCP într-o rețea Ethernet.
3.4.5.Încapsularea datelor folosind modelul de referință TCP/IP Încapsularea datelor folosind TCP pe Ethernet
3.4.5.Încapsularea datelor folosind modelul de referință TCP/IP Modulul aplicație încapsulează datele de la utilizator într-un mesaj aplicație. În multe cazuri, programul poate formata datele pentru a fi folosite de un protocol de rețea, cum este TCP. Modulul TCP formatează datele aplicației într-un segment TCP. Segmentul TCP include datele aplicației si un header TCP cerut de protocol. Datele aplicaiței includ un header aplicație si datele utilizator. La trecerea datelor în nivelul rețea, softwareul de rețea formatează segmentul TCP în datagrama IP (sau pachet). Driverul Ethernet formatează datele modulului IP si plasează datele într-un cadru, ‘frame’, Ethernet. Am dat exemplu cu rețea Ethernet, dar în orice alt tip de rețea încapsularea se face analog, indiferent dacă este Ethernet sau Token Ring sau orice alt tip de rețea.
3.4.6.Modelul de rețea IEEE 802 Modelul de rețea IEEE 802 se bazează pe modelul de referinţă OSI, dar este perceput ca un accesoriu al modelului OSI. IEEE 802 stabileşte o serie de specificaţii pentru diferite tipuri de reţele, prin urmare, există mai multe protocoale şi standarde în cadrul acestui model. Specificațiile protocoalelor şi standardelor trebuie să cuprindă şi să îndeplinească cerinţele unei game diverse de reţelele existente şi acestea sunt concepute să fie deschise, permiţând astfel dezvoltarea de noi tipuri de reţele. Standardele IEEE 802 sunt cele mai influente standarde de reţea la nivel internaţional. IEEE 802 extinde modelul de referinţă OSI, la straturile fizic şi legătura de date. La nivelul de legătura de date sunt adăugate două sub-layere suplimentare: link-ul de control logic (LLC) şi media access control (MAC).
3.4.6.Modelul de rețea IEEE 802 Sublayerul LLC controlează legătura de comunicaţii de date şi defineşte utilizarea punctelor de interfață logică puncte de acces de servicii (service access points SAP). LLC este, de asemenea, responsabil cu refacerea erorii în unele aplicaţii Sublayerul MAC oferă acces partajat al mai multor dispozitive în stratul fizic. MAC comunică direct cu operatiunile interne ale unui anumit dispozitiv, cum ar fi calculatoarele echipate cu carduri de interfaţă de reţea (NIC-uri), şi este responsabil pentru asigurarea transmisiei de date fără erori între dispozitiv şi reţea.
3.5.1.Standardul IEEE802.16 • “Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems” este cunoscut şi ca interfaţă aeriană IEEE WirelessMAN. • Această tehnologie a fost proiectată să ofere access fară fir de bandă largă în reţele metro-politane cu performanţe comparabile cu cablul tradiţional, DSL, şi T1. • Avantajele sistemelor bazate pe 802.16 sunt multiple: • abilitatea de a porni rapid acest serviciu chiar şi în zone unde ar fi greu de ajuns cu interfeţe pe bază de cablu, • evitarea costurilor mari de instalare • posibilitatea de a depaşi limitările fizice ale infrastructu-rilor tradiţionale cu conexiune prin fir. • Instalarea unei conexiuni prin fir cu bandă largă pe baza de cablu sau DSL poate fi un process consumator de timp, avînd ca rezultat faptul că un mare număr de zone din toată lumea nu are acces la conexiuni de bandă largă. Tehnologia fară fir 802.16 oferă o modalitate flexibilă, eficientă din punct de vedere al costurilor, bazată pe standarde, de a umple aceste lipsuri în acoperirea de bandă largă.
3.5.2.Standardul IEEE 1451 pentru senzori inteligenți Configurarea unui sistem de achiziție de date implică specificarea manual a parametrilor senzorilor (interval de măsurare, sensibilitate, factori de scară etc.) ce sunt utilizați ulterior de către software. Familia de standarde IEEE 1451 definește specificații prin care această etapă de configurare poate fi efectuată în mod automat, mult mai rapid, obținându-se de asemenea automatizarea calibrării, Îmbunătățirea diagnosticului, reducerea timpilor de reparare sau înlocuire a senzorilor și sporirea eficienței managementului datelor. Standardul IEEE 1451.1-1999 definește modelul (NCAP) tip obiect, cu specificații privind interfața, al unui senzor inteligent integrabil într-o rețea, pe când IEEE 1451.2-1997 (primul care a introdus popularul concept TEDS) definește o interfață digitală punct-cu-punct ce permite conectarea unui senzor cu ieșire digitală la un adaptor de rețea pe bază de microprocesor. Standardul IEEE P1451.4 definește de asemenea mecanisme prin care senzorilor cu ieșiri analogice le poate fi adăugat un comportament de autodescriere. Mai curând decât să definească o nouă magistrală sau o nouă specificație de rețea pentru aceștia, standardul definește o interfață a senzorului și o structură a informației ce permit efectiv lucrul cu orice tip de interfață de măsurare. Grupul de lucru pentru dezvoltarea standardului IEEE P1451.4 a reușit definirea unei interfețe mixte (figura), care păstrează semnalul analogic furnizat de senzor și îi adaugă o componentă digitală pentru accesarea unui "tabel electronic al senzorului" (TEDS – transducer electronic datasheet), componentă integrată în senzor pentru a permite identificarea și autodescrierea acestuia.
3.5.2.Standardul IEEE 1451 pentru senzori inteligenți Senzor Plug and Play cu informaie TEDS integrată.
3.4.7.3.Alte standarde • Code Division Multiple Access-Based • Time Division Multiple Access-Based Standards • GSM and GPRS
3.6.Rețele wireless Transmisiile de date şi reţelele wireless este în special atrăgătoare pentru mulţi utilizatori pentru că elimină firele, reduce costurile de instalare şi mentenanță, și furnizează mobilitate. În ultimii ani tehnologia wireless a atras un interes comercial și de cercetare-dezvoltare deosebit. Reţelele fără fir şi tehnologiile legate de acestea furnizează următoarele: • Integrarea uşoară a dispozitivelor compatibile existente în reţelele fără fir. • Conexiunea la internet. • Mobilitatea utilizatorilor şi dispozitivelor. • Interoperabilitatea şi integrarea sistemelor.
3.6.Rețele wireless Astăzi, tehnologiile și rețelele fără fir sunt aplicate în numeroase domenii: • realizarea de reţele de instrumente din uzine şi fabrici. • controlul și instrumentația wireless în procesele industriale. • realizarea de rețele wireless în medii care sunt în continuă schimbare, cum ar fi în fauna sălbatică şi monitorizarea habitatului. • schimbul simplu de mesaje între dispozitive fixe şi mobile. • conexiunea la Internet a dispozitivelor sau utilizatorilor mobili. • tehnici de acces avansat wireless la internet. • furnizarea de acces la reţea în zonele izolate. • îmbunătăţirea serviciilor pentru clienți în zone publice aglomerate (ex. restaurante). • realizarea de rețele în zonele unde cablarea ar fi prohibitivă şi costisitoare. • realizarea de rețele de domiciliu unde instalarea cablurilor este incomodă şi scumpă. • rețele de comunicație sigure, cum ar fi LAN-uri de corporații. • supravegherea mediului. • industria sănătăți şi monitorizarea pacientului. • monitorizarea și diagnosticarea mașinilor. Tehnologiile wireless curente și rețelele asociate constau dintr-o combinație stratificată a diferitelor tehnologii de acces, incluzând aici: • LAN wireless (de exemplu, IEEE 802.11a, 802.11b, HiperLAN, etc.) • LAN personale pentru rază scurtă de acţiune şi aplicaţii de mică mobilitate (de exemplu, Bluetooth, infraroşu [IrDA]). • sisteme celulare.
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Wi-Fi este numele comercial pentru tehnologiile construite pe baza standardelor de comunicaţie din familia IEEE 802.11 utilizate pentru realizarea de reţele locale de comunicaţie fără fir la viteze echivalente cu cele ale reţelelor Ethernet. Suportul pentru Wi-Fi este furnizat de diferite dispozitive hardware, şi de aproape toate sistemele de operare moderne pentru calculatoarele personale, routere, telefoane mobile şi cele mai avansate console de jocuri. Standardul IEEE 802.11 descrie protocoale de comunicaţie aflate la nivelul gazdă-reţea al Modelului TCP/IP, respectiv la nivelurile fizic şi legătură de date ale Modelului OSI. Aceasta înseamnă că implementările IEEE 802.11 trebuie să primească pachete de la protocoalele de la nivelul reţea (IP) şi să se ocupe cu transmiterea lor, evitând eventualele coliziuni cu alte staţii care doresc să transmită.
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Standardul a fost elaborat de IEEE în anii 1990, prima versiune a lui fiind definitivată în 1997. Acea versiune nu mai este folosită de implementatori, versiunile mai noi şi îmbunătăţite 802.11a/b/g fiind publicate între 1999 şi 2001. Din 2004, se lucrează la o nouă versiune, intitulată 802.11n şi care, deşi nu a fost definitivată, este deja implementată de unii furnizori de echipamente. Din punct de vedere al securităţii, IEEE şi Wi-Fi Alliance recomandă utilizarea standardului de securitate 802.11i, respectiv a schemei WPA2. Alte tehnici simple de control al accesului la o reţea 802.11 sunt considerate nesigure, cum este şi schema WEP. Limitările standardului provin din mediul fără fir folosit, care face reţelele IEEE 802.11 să fie mai lente decât cele cablate, de exemplu Ethernet, dar şi din folosirea benzii de frecvenţă de 2,4 GHz, împărţită în 12 canale care se suprapun parţial două câte două. Limitările date de consumul mare de energie, precum şi de reglementările privind puterea electromagnetică emisă, nu permit arii de acoperire mai mari de câteva sute de metri, mobilitatea în cadrul acestor reţele fiind restrânsă. Cu toate acestea, au apărut unele tehnologii care permit legături fără fir bazate pe standardul 802.11 între două puncte fixe aflate la distanţe de ordinul sutelor de kilometri
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Ratele de transfer Ratele de transfer ale standardului 802.11 au fost, la început (anii 1997-1999), de ordinul megabiţilor pe secundă, într-o perioadă în care reţelele Ethernet, cablate, ofereau rate de ordinul zecilor şi sutelor de megabiţi pe secundă. În anul 2009, sunt disponibile pe scară largă echipamente Ethernet Gigabit, apărând chiar şi echipamente ce transferă date prin cablu la 10 Gbps, în timp ce reţelele 802.11g ating rate de transfer de 56 Mbps, iar noul standard 802.11n îşi propune să atingă 270 Mbps. Din punctul de vedere al ratei de transfer, din cauza caracteristicilor adesea imprevizibile ale mediului, cum ar fi zgomote electromagnetice provenite din diverse surse (alte dispozitive ce folosesc aceeaşi bandă, cum ar fi Bluetooth sau microunde) sau fenomene atmosferice (ceaţă, fenomene electrice şi electrostatice), reţelele Wi-Fi rămân în urma celor cablate. Totuşi, reţelele 802.11 sunt cele mai rapide reţele fără fir, singurele care se pot compara ca rată de transfer cu reţelele locale cablate.
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Limitări O limitare importantă a reţelelor Wi-Fi o constituie aria de acoperire. Ea depinde mult de capabilităţile antenelor dispozitivelor şi de topografia particulară a zonei pe care urmăreşte reţeaua să o acopere. Plantele absorb radiaţiile electromagnetice, şi astfel instalarea unei reţele într-o zonă împădurită (cum ar fi un parc) limitează aria de acoperire a acesteia. Pereţii de beton reflectă puternic undele radio, instalarea unei reţele într-o clădire aducând astfel limitarea numărului de camere ce poate fi acoperit de o singură celulă. În interiorul clădirilor, un punct de acces cu o antenă de dimensiuni mici şi un preţ accesibil poate acoperi o arie de aproximativ 32 m, iar în exterior, acelaşi punct de acces poate ajunge la 95 m. Aria de acoperire poate fi şi mai restrânsă în cazul folosirii benzii de 5 GHz în locul celei de 2,4 GHz (mai zgomotoasă, dar în care se poate acoperi o arie mai mare). Transmisiunea la cea mai mare distanţă cu ajutorul unor dispozitive Wi-Fi a fost realizată, folosind antene puternice şi semnale direcţionate, de Ermanno Pietrosemoli de la Escuela Latinoamerica de Redes, care a transferat 3 MB de date între vârfurile El Aguila şi Platillon din Venezuela, aflate la o distanţă de 382 km.[
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Canale de transmisie În Japonia, Wi-Fi foloseşte 14 canale ale benzii de 2,4 GHz, în Statele Unite 11 iar în Europa 13. În zonele unde acţionează mai multe puncte de acces, acestea se pot interfera, deoarece benzile nu sunt complet separate. Doar trei canale (1, 6 şi 11 în SUA, mai multe combinaţii în Europa şi Japonia) pot fi complet separate, în condiţiile în care toate punctele de acces dintr-o zonă folosesc doar IEEE 802.11g, fără posibilitatea de a recurge la 802.11b în caz de condiţii dificile. În Uniunea Europeană, puterea radiată izotrop echivalentă maximă este de 100 mW (20 dBm).
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Consumul energetic Durata bateriilor staţiilor mobile reprezintă şi ea o limitare. Bateria unui PDA, care în mod normal ar funcţiona mai multe zile, se poate epuiza în câteva ore dacă i se lasă radioul Wi-Fi pornit. Laptopurile dotate cu adaptor IEEE-802.11 sunt prevăzute şi cu un buton de oprire a emiţătorului radio Wi-Fi pentru a prelungi durata de funcţionare a bateriei când nu se foloseşte reţeaua fără fir.
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN • Securitatea • configurarea punctului de acces aşa încât să nu-şi transmită public SSID-ul. SSID-ul (din engleză Service Set IDentifier) reprezintă un nume pe care un punct de acces îl transmite periodic pentru a îşi face cunoscută prezenţa staţiilor ce doresc să intre în reţea. Oprirea transmiterii acestui semnal ascunde prezenţa reţelei faţă de un potenţial atacator superficial, permiţând totuşi staţiilor care cunosc SSID-ul punctului de acces să se conecteze la reţea • filtrareaadreselor MACUn punct de acces poate fi configurat să nu permită accesul în reţea decât staţiilor care au una dintr-o listă finită de adrese MAC. Prin aceeaşi tehnică de ascultare a traficului legitim din reţea, însă, un intrus poate afla adresa MAC a unei staţii legitime, falsificând apoi această adresă şi obţinând accesul, pretinzând că este respectiva staţie • tehnică de criptare a cadrelor la nivelul legătură de date a fost WEP (Wired Equivalent Privacy), numele sugerând că a fost gândită cu scopul de a obţine o securitate a legăturii de date echivalentă cu cea a unei reţele Ethernet.
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Securitatea Paşii autentificării WEP: 1. Staţia (STA) trimite o cerere de autentificare.2. Punctul de acces (AP) generează un nonce şi îl trimite staţiei.3. Staţia criptează nonce-ul cu cheia secretă comună şi îl trimite înapoi punctului de acces.4. Punctul de acces compară datele criptate primite cu cele aşteptate şi apoi trimite înapoi cadrul de autentificare cu rezultatul. Această tehnică fost folosită din 1997 până când a fost spartă în 2001 şi a încetat să mai fieconsiderată sigură din 2005 odată cu publicarea standardului de securitate IEEE 802.11i.
3.6.1.Standardele IEEE 802.11 WLAN Securitatea WPA și WPA2 Ca răspuns la spargerea WEP, Wi-Fi Alliance a produs în 2003 specificaţia WPA (Wi-Fi Protected Access), în care a adresat problemele primare ale WEP. În WPA, s-a păstrat algoritmul de criptare simetrică RC4, dar s-a introdus în schimb TKIP (Temporary Key Integrity Protocol), o tehnică de schimbare a cheii de criptare pe parcursul sesiunii de lucru şi s-a înlocuit suma de control CRC-32 din WEP cu algoritmul Michael, deoarece cu CRC recalcularea sumei de control unui cadru alterat nu necesita cunoaşterea cheii de criptare. IEEE a preluat specificaţia WPA şi a elaborat în 2004 pe baza ei standardul IEEE 802.11i, standard care stabileşte o politică de criptare cunoscută sub numele de WPA2. În WPA2, algoritmul de criptare RC4 este înlocuit şi el cu mai puternicul algoritm AES, iar suma de control a cadrului este calculată cu ajutorul CCMP, un cod mai sigur decât CRC şi decât algoritmul Michael
3.6.2.Bluetooth Bluetooth-ul este un set de specificaţii bazate pe undele radio, pentru o reţea wireless personală (PAN - personal area network). Bluetooth-ul creează o cale prin care se poate face schimb de informaţii între aparate precum telefoane mobile, laptop-uri, calculatoare personale, imprimante, camere digitale şi console video printr-o frecvenţă radio sigură şi de rază mică. Aparatele bluetooth comunică între ele atunci când acestea se află în aceeaşi rază de acţiune. Ele folosesc un sistem de comunicaţii radio aşa că nu este nevoie să fie aliniate faţă în faţă pentru a transmite, pot fi chiar în camere diferite dacă transmisia este suficient de puternică. De ce se numeşte Bluetooth™? Regele viking Harald Bluetooth a unit Norvegia şi Danemarca; el era renumit ca fiind foarte comunicativ şi se pricepea să îi facă pe oameni să comunice între ei – dar nu s-ar fi gândit niciodată că o mie de ani mai târziu, o tehnologie performantă îi va purta numele!
