2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 4
Глава 1. Исследование теоретических основ построения бесшовных Wi-Fi-
сетей .......................................................................................................................... 6
1.1 Обзор источников по теме исследования ....................................................... 6
1.2 Анализ исторических аспектов, преимуществ и недостатков Wi-Fi-сетей 7
1.3 Исследование топологий беспроводных сетей Wi-Fi ................................. 15
1.4 Анализ основных технических средств, необходимых для построения Wi-
Fi сетей ................................................................................................................... 20
Выводы по первой главе ....................................................................................... 22
Глава 2. Исследование общей характеристики ООО «Легион ПРО» и его
информационной и программной архитектуры ................................................. 23
2.1 Исследование общей характеристики ООО «Легион ПРО» ...................... 23
2.2 Состав и структура информационных ресурсов ООО «Легион ПРО» ...... 29
2.3 Анализ программной архитектуры ООО «Легион ПРО» ........................... 30
2.4 Разработка требований к проектируемой бесшовной Wi-Fi-сети ООО
«Легион ПРО»........................................................................................................ 31
Выводы по второй главе ....................................................................................... 33
Глава 3. Разработка проекта бесшовной корпоративной Wi-Fi-сети компании
ООО «Легион ПРО» .............................................................................................. 34
3.1 Разработка структуры бесшовной корпоративной Wi-Fi-сети компании
ООО «Легион ПРО» .............................................................................................. 34
3.2 Выбор необходимого аппаратного и программного обеспечения
корпоративной Wi-Fi-сети компании ООО «Легион ПРО» ............................. 40
3.2.1 Выбор точки доступа ................................................................................... 40
3.2.2 Выбор коммутатора сети ............................................................................. 44
3.2.3 Выбор биллинговой системы ...................................................................... 45
3.3 Обеспечение безопасности проектируемой сети ......................................... 46
3.4 Размещение основного оборудования Wi-Fi-сети компании ООО «Легион
ПРО» ....................................................................................................................... 61
3
Выводы по третьей главе ...................................................................................... 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 67
Приложение 1 ........................................................................................................ 71
4
ВВЕДЕНИЕ
Беспроводные сети представляет собой коммуникационную систему,
объединяющую компьютеры и мобильные устройства на ограниченной территории,
обычно в одном помещении или на территории одного предприятия. В настоящее
время сети стали неотъемлемым атрибутом в любых вычислительных системах [4].
Основные преимущества, обеспечиваемые беспроводными сетями –
возможность совместной работы и быстрого обмена данными, централизованное
хранение данных, разделяемый доступ к общим ресурсам, таким как принтеры, сеть
Internet и другие. Причем все это возможно без необходимости проводного
подключения к сети [2].
На сегодняшний день, сети вообще и беспроводные сети в частности
применяются повсеместно.
Конечной целью создания сетей на предприятии или в организации является
повышение эффективности работы вычислительной системы в целом.
Построение надежной сети, соответствующей предъявляемым требованиям по
производительности и обладающей наименьшей стоимостью, требуется начинать с
составления плана. В плане сеть разделяется на сегменты, подбирается подходящая
топология и аппаратное обеспечение.
Использование гибких решений в процессе проектирования беспроводных
сетей дает возможность с низкими затратами повышать производительность в
пределах исследуемого объекта вне зависимости от числа пользователей, а так же
свойств трафика [13].
Тема выпускной квалификационной работы - «Разработка бесшовной
корпоративной Wi-Fi сети в компании ООО «Легион ПРО».
Цель выпускной квалификационной работы – разработка решений по
оптимальному проектированию бесшовной Wi-Fi сети LAN и практическое
тестирование на предприятии.
Исходя из цели выпускной квалификационной работы, определены ее
следующие задачи:
- произвести анализ теоретических аспектов исследуемой тематики;
- произвести анализ объекта исследования – компании ООО «Легион ПРО»;
5
- изучить состав и структуру информационных ресурсов компании;
- произвести анализ программной архитектуры ООО «Легион ПРО»;
- разработать структуру проектируемой сети;
- произвести выбор необходимого аппаратного и программного обеспечения
корпоративной Wi-Fi-сети компании ООО «Легион ПРО»;
- разработать решение по размещению основного оборудования Wi-Fi-сети
компании ООО «Легион ПРО».
Объект исследования работы – проектирумая Wi-Fi-сеть ООО «Легион ПРО».
Предмет исследования работы – подходы в области построения,
проектирования и внедрения Wi-Fi-сетей.
Работа состоит из 72 страниц, трех глав, введение, заключения, 1 приложения,
47 источников литературы, 34 рисунков, 2 таблиц.
6
Глава 1. Исследование теоретических основ построения бесшовных Wi-Fi-
сетей
1.1 Обзор источников по теме исследования
Беспроводные сети с каждым годом получают все большую популярность,
однако многие администраторы сталкиваются с трудностями
при построении подобных сетей. Действительно, технология Wi-Fi имеет
свои особенности, которые следует учитывать еще на стадии планирования. Сегодня
мы постараемся дать краткий ликбез, необходимый для успешного планирования и
развертывания беспроводной сети [15].
Тематика исследования и проектирования беспроводных сетей передачи
данных в достаточной степени хорошо освящена в отечественной и зарубежной
научной литературе. Проанализируем наиболее популярные труды авторов по
данной тематике.
В труде автора Ватаманюк А.И. «Беспроводная сеть своими руками» даны
практические основы построения беспроводных локальных сетей. Автор простым
языком раскрывает суть исследуемой тематики.
В совместном труде авторов А. А. Владимирова, К. В. Гавриленко, А. А.
Михайловского «Wi-fi: приемы взлома и защиты беспроводных сетей» исследуются
методам проведения атак на беспроводные сети Wi-Fi и защите от таких атак.
Авторы - широко известные в мире аудиторы безопасности беспроводных сетей,
владеющие обширным практическим опытом в рассматриваемых вопросах.
Книга авторов Гордейчика С.В., Дубровина В.В. «Безопасность беспроводных
сетей» содержит подробный анализ причин возникновения уязвимостей и типичных
ошибок, допускаемых при развертывании беспроводных сетей.
Рассматриваются современные средства и технологии защиты, такие как
802.1Х, PEAP, SSL, IPSec, WPA и 802.11. Отдельный раздел посвящен защите
мобильных устройств на основе ОС Windows Mobile.
Труд авторов Рошан П. и Лиэри Д. «Основы построения беспроводных
локальных сетей стандарта 802.11» посвящена беспроводным локальным сетям,
соответствующим стандартам 802.11.
7
Книгу можно использовать и в качестве учебника по основам работы
беспроводных ЛВС, и как практическое руководство по их разработке и
использованию.
1.2 Анализ исторических аспектов, преимуществ и недостатков Wi-Fi-
сетей
На сегодняшний день Wi-Fi-сети получили очень широкое распространение.
Wi-Fi (Wireless Fidelity) – беспроводной протокол связи, который активно
используется во всех современных гаджетах и компьютерах. Он стал серьезным
локомотивом для развития современной сети интернет. Wi-Fi есть практически в
каждом доме, его активно используют в крупных кафе и ресторанах. Этот протокол
сделал интернет действительно доступным [1].
Технология беспроводной передачи данных Wi-Fi совершенствуется более
двадцати лет. За это время появилось большое количество стандартов, так или иначе
применяемых в мобильных телефонах, смартфонах, планшетах и носимой
электронике. Эта статья поможет вам разобраться в том, чем же разные стандарты
отличаются друг от друга, какой из них является самым быстрым.
Протокол Wireless Fidelity был разработан в 1996 году. Первое время он
обеспечивал пользователя минимальной скоростью передачи данных. Но спустя
примерно каждые три года внедрялись новые стандарты Wi-Fi. Они увеличивали
скорость приема и передачи данных, а также слегка увеличивали ширину покрытия.
Каждая новая версия протокола обозначается одной или двумя латинскими буквами,
следующими после цифр 802.11. Некоторые стандарты Wi-Fi являются
узкоспециализированными - они никогда в смартфонах не использовались [3].
Отцом-основателем Wi-Fi является австралийский инженер Джон О’Салливан,
который в 1991 году разработал первую версию протокола. В этом же году
американская компания «At&t» выпускает первое устройство беспроводной
передачи данных, которое работает на частоте 2.4gHz. Устройство назвали
WaveLan. Стоит отметить, что скорость передачи данных составляла не более 2
Мбит/с.
Рассмотрим некоторые важные дата в истории становления Wi-Fi – сетей [2]:
8
- в 1997 году выходит спецификация 802.11, которая не имела особых отличий
от WaveLan. Скорость передачи данных не более 2 Мбит/с.;
- в 2000 году появляется новая спецификация 802.11b. Скорость передачи
данных до 11 Мбит/с.
- 2002 год – выходит новая версия — 802.11a. Передача данных на частоте 5
gHz. Скорость обмена до 54 Мбит/с;
- 2003 год ознаменован появлением 802.11g. 54 Мбит/с теперь возможно и на
частоте 2.4gHz. Появился протокол шифрования WPA;
- 2004 год – шифрование переходит на новый уровень безопасности- появился
WPA2;
- 2009 год – официально представлены устройства с поддержкой стандарта
802.11n. Скорость передачи данных до 600 Мбит/с на частотах 5 gHz и 2.4gHz.
Данный стандарт используется в большинстве современных смартфонов 2016 года;
- 2014 год – появляется стандарт 802.11ac. Скорость передачи данных более 1
Гбит/с;
- 2016 год – ведется разработка стандарта 802.11ad. Скорость передачи данных
от 7 Гбит/с. Работа в диапазоне 60 ГГц.
Первые три стандарта 802.11b, 802.11a и 802.11g имели радиус охвата до 100
метров на открытом пространстве и до 35 метров в помещениях [14].
Более современные стандарты 802.11n и 802.11ac, на которых, кстати,
работает большинство современных устройств, имеют радиус охвата до 250 метров
на открытом пространстве и до 75 метров в помещении.
Стандарт 802.11ad имеет более низкий охват за счет того, что работает на
высоких частотах (60 ГГц).
В 2006 году исследователь Эрманно Пьетроземоли установил рекорд по
дальности действия Wi-Fi, которая составила 382 км. Оборудование стоимостью $60
работало на стандарте 802.11. Скорость соединения 3 Мбит/с. Эксперимент
проводился на открытой местности
Схема использования Wi-Fi-сети применительно к малому офису приведена на
рисунке 1.1.
9
Рисунок 1.1 - Схема использования WLAN применительно к малому офису
Популярность Wi-Fi-соединения растёт с каждым днём, поскольку огромными
темпами увеличивается спрос на этот вид сети. Смартфоны, планшеты, ноутбуки,
моноблоки, телевизоры, компьютеры – вся наша техника поддерживает
беспроводное подключение к интернету, без которого уже невозможно представить
жизнь современного человека [7].
Технологии передачи данных развиваются вместе с выпуском новой техники.
Для того чтобы подобрать подходящую для конкретных нужд сеть,
необходимо узнать про все стандарты Wi-Fi, существующие на сегодняшний день.
На сегодняшний день разработано более двадцати технологий подключения,
четыре из которых сегодня наиболее востребованы: 802.11b, 802.11a, 802.11g и
802.11n. Самым последним открытием производителя стала модификация 802.11ас,
показатели которой в несколько раз превышают характеристики современных
адаптеров [9].
Самый первый стандарт не имел никакого буквенного обозначения. Он
появился на свет в 1996 году и использовался в течение примерно трех лет. Данные
10
по воздуху при применении этого протокола скачивались со скоростью 1 Мбит/с. По
современным меркам это чрезвычайно мало. Но давайте вспомним, что о выходе в
«большой» интернет с портативных устройств тогда и речи не было.
В целом, преимущества новой технологии тогда никто не оценил. Стандарт
использовался в строго специфических целях - для отладки оборудования,
удаленной настройки компьютера и прочих премудростей. Рядовые пользователи в
те времена о сотовом телефоне могли только мечтать, а слова «беспроводная
передача данных» стали понятны им только спустя несколько лет [11].
Однако низкая популярность не помешала протоколу развиваться. Постепенно
начали появляться девайсы, повышающие мощность модуля передачи данных.
Скорость при той же версии Wi-Fi возросла вдвое - до 2 Мбит/с. Но было понятно,
что это предел. Поэтому Wi-Fi Alliance (объединение из нескольких крупных
компаний, созданное в 1999 году) пришлось разрабатывать новый стандарт,
который обеспечивал бы более высокую пропускную способность.
Всего существует 5 стандартов Wi-Fi, из них 4 используются в России. Это
802.11b, 802.11g, 802.11n и 802.11i. Дополнительно в мире еще есть стандарт
802.11a. Главным отличием между ними это скорость передачи и радиус действия
Рассмотрим основные виды стандартов.
1. 802.11a.
Данный стандарт Wi-Fi не используется на территории России. Купить
оборудование с таким стандартом конечно можно, но вот только как потом его
использовать.
Скорость: до 54 Мбит/с.
Радиус действия: не более 30 метров.
Частота работы: 5 ГГц.
Из характеристик видно, что у данного стандарта большая пропускная
способность, но вот радиус действия огорчает. И ко всему этому адаптеры данного
типа стоят дороговато [6].
2. 802.11b.
Это первый стандарт Wi-Fi, который появился в России. На данный момент,
он, конечно, устарел, но до сих пор у нас еще используется. У данного стандарта
11
низкая скорость, всего лишь 11 Мбит/с. Радиус действия составляет 50 метров, но
вот безопасность у этого стандарта низкая, протоколы безопасности WEP. Чтобы
взломать Wi-Fi этого стандарта злоумышленнику потребуется время меньше часа. Я
советую не пользоваться этим стандартом.
3. 802.11g
Этот стандарт Wi-Fi пришел на смену стандарту 802.11b. Он, конечно, будет
намного продвинутой. Скорость передачи данных увеличилась в 5 раз и теперь
составляет 54 Мбит/с, а радиус действия стал составлять 50 метров.
Если использовать оборудование, которое поддерживает технологии super G
или True MIMO скорость будет составлять 125 Мбит/с. Если правильно настроить
оборудование, то защита будет высокой. Протоколы безопасности у данного
стандарта WEP, WPA, WPA 2.
4. 802.11i
Новый стандарт, в котором уже используется современное шифрование и
передача данных.
Скорость: 125 Мбит/с
Радиус действия: 50м
Протоколы: WEP, WPA и WPA 2
Большая скорость была достигнута встроенным технологиям True MIMO и
WAP 2.
5. 802.11n.
Это самый новый стандарт Wi-Fi со скоростью передачи данных 540 Мбит/с и
радиусом действия до 200 метров. Тут нужно знать, что радиус может быть и
больше и меньше. Все будет зависеть от препятствий. Уровень защиты этого
стандарта очень высокий.
Стандарт новый, он и по сей день развивается. Пока у него есть кое-какие
минусы. Например, чтобы сделать сеть нужно будет оборудование только этого
стандарта. Если хоть одно устройство будет ранней версии, то скорость передачи
данных будет низкая.
Самое масштабное обновление стандарта случилось в 2009 году. На свет
появился протокол Wi-Fi 802.11n. В тот момент смартфоны уже научились