Организация беспроводной сети по типу Ad-Hoc, Infrastructure

Сети стандарта 802.11 могут строиться по любой из следующих топологий:

- независимые базовые зоны обслуживания (Independent Basic Service Sets, IBSSs);

- базовые зоны обслуживания (Basic Service Sets, BSSs);

- расширенные зоны обслуживания (Extended Service Sets, ESSs).

Независимые базовые зоны обслуживания (IBSS).

IBSS представляет собой группу работающих в соответствии со стандартом 802.11 станций, связывающихся непосредственно одна с другой. На рисунке 1.10 показано, как станции, оборудованные беспроводными сетевыми интерфейсными картами (network interface card, NIC) стандарта 802.11, могут формировать IBSS и напрямую связываться одна с другой.

Специальная сеть, или независимая базовая зона обслуживания (IBSS), возникает, когда отдельные устройства-клиенты формируют самоподдерживающуюся сеть без использования отдельной точки доступа (AP – Access Point). При создании таких сетей не разрабатывают какие-либо карты места их развертывания и предварительные планы, поэтому они обычно невелики и имеют ограниченную протяженность, достаточную для передачи совместно используемых данных при возникновении такой необходимости.

Поскольку в IBSS отсутствует точка доступа, распределение времени (timing) осуществляется нецентрализованно. Клиент, начинающий передачу в IBSS, задает сигнальный (маячковый) интервал (beacon interval) для создания набора моментов времени передачи маячкового сигнала (set of target beacon transmission time, TBTT). Когда завершается ТВТТ, каждый клиент IBSS выполняет следующее:

Ad-Hoc сеть (IBSS)

 

Рис. 1.3.1

 

- приостанавливает все несработавшие таймеры задержки (backoff timer) из предыдущего ТВТТ;

- определяет новую случайную задержку.

Базовые зоны обслуживания (BSS).

BSS - это группа работающих по стандарту 802.11 станций, связывающихся одна с другой. Технология BSS предполагает наличие особой станции, которая называется точкой доступа AP (Access Point). Точка доступа - это центральный пункт связи для всех станций BSS. Клиентские станции не связываются непосредственно одна с другой. Вместо этого они связываются с точкой доступа, а уже она направляет кадры к станции-адресату. Точка доступа может иметь порт восходящего канала (uplink port), через который BSS подключается к проводной сети (например, восходящий канал Ethernet). Поэтому BSS иногда называют инфраструктурой BSS. На рисунке 1.3.2 представлена типичная инфраструктура BSS.

Расширенные зоны обслуживания (ESS)

Несколько инфраструктур BSS могут быть соединены через их интерфейсы восходящего канала. Там, где действует стандарт 802.11, интерфейс восходящего канала соединяет BBS с распределительной системой (Distribution System, DS). Несколько BBS, соединённых между собой через распределительную систему, образуют расширенную зону обслуживания (ESS).

Восходящий канал к распределительной системе не обязательно должен использовать проводное соединение.

На рисунке 1.3.3 представлен пример практического воплощения ESS. Спецификация стандарта 802.11 оставляет возможность реализации этого канала в виде беспроводного. Но чаще восходящие каналы в распределительной системе представляют собой каналы проводной технологии Ethernet.

Инфраструктура локальной беспроводной сети BSS

 

Рис. 1.3.2

 

Расширенная зона обслуживания ESS беспроводной сети

 

 

Рис. 1.3.3

Хот-спот (от англ. hot spot — «горячая точка») — участок местности (например, помещение офиса, кафе, кампуса, станция метро), где при помощи портативного устройства (ноутбука или наладонника), работающего по беспроводному протоколу радиодоступа Wi-Fi, можно получить доступ к Интернету (реже — к корпоративному интранету).

Развертывание хотспотов для доступа к услугам Интернет растет ускоренными темпами. При этом места размещения самих хотспотов варьируются от очень маленьких кафе до больших отелей и аэропортов.

При децентрализованной схеме развертывания хотспотов рис.2 небольшие хотспоты (1 — 3 точки доступа) требуют наличия всех свойств и функциональности как у больших хотспотов. Следовательно размещение функциональности шлюзов доступа, служб авторизации и биллинга (ААА) в каждый такой хотспот вносит дополнительную стоимость. Другие ограничения такого децентрализованного подхода — часто недостаток места для размещения вышеуказанного дополнительного оборудования, а также сложность и высокая стоимость обслуживания (особенно, когда число таких хотспотов растет).

Преодоление этих ограничений возможно в рамках централизованной модели, в которой обеспечивается удаленное управление хотспотами на основе контроллера (контроллеров) беспроводных точек доступа.

Это позволит оператору сети беспроводного доступа разворачивать хотспоты в различных местах и передавать пользовательских трафик в Центральный Офис, где BSC реализует идентификацию, контроль доступа на основе роли (профиля) абонента, обеспечит управление полосой (на уровне абонента) и учет использования ресурсов сети (время, объем трафика).

При традиционном развертывании хотспот помимо точки доступа должен включать дополнительное оборудование, обеспечивающее функции контроля доступа, авторизации и учета использования сетевых ресурсов.

На Рис.1.3.4 приведена функциональная схема такого решения.

Децентрализованная схема развертывания хотспотов.

 

Рис 1.3.4

При централизованной схеме на центральном узле размещается контроллер беспроводного доступа BSC (при расширении сети можно разместить несколько контроллеров с балансировкой нагрузки), как показано на рис. 1.3.5

Централизованная схема развертывания хотспотов

 

Рис. 1.3.5

В этом случае порядок работы с пользователем следующий:

- пользователь включает компьютер и устанавливает связь с локальной точкой доступа;

- IP адрес получается через DHCP из центрального BSC;

- пользователь открывает свой web браузер и перенаправляется к защищенной (SSL) странице регистрации на BSC;

- пользователь вводит свои данные (имя, пароль) и они передаются на сервер авторизации (RADIUS);

- на основании профиля пользователя в сервере авторизации устанавливается роль пользователя (гость, VIP абонент и т.п.);

- BSC затем на основании роли пользователя реализует правила доступа, выделение полосы, перенаправления на заданный URL, а также обеспечивает передачу сообщений RADIUS Accounting для биллинга и ослеживания использованных ресурсов.

BSC может работать с точками доступа любых производителей, однако использование точек доступа производства BlueSocket дает дополнительные преимущества связанные с более полным набором функций контроля и управления (например, автообнаружение и автоконфигурация, контроль беспроводного участка среды передачи).

Такая архитектура имеет ряд преимуществ, среди которых:

- уменьшается количество беспроводных шлюзов доступа;

- уменьшается место, занимаемое оборудованием на каждом сайте;

- упрощается и ускоряется настройка точек доступа;

- возможно быстро и экономично переходить на новые технологии или вводить и менять политику защиты и доступа;

- централизованное управление WLAN.