Βασικές Γνώσεις Δικτύωσης

Σε αυτό το τμήμα κειμένου θα παρουσιασθούν κάποιες βασικές ιδιότητες σχετικά με τα δίκτυα. Η πληροφορία ελπίζουμε να είναι επαρκής και πλεονάζουσα. Αν απλά ζητάτε ένα γρήγορο reference σχετικά με τα wireless δίκτυα απλά προχωρήστε παρακάτω.

Περίληψη

Σε αυτή την σελίδα θα ασχοληθούμε με:

• Το OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model - OSI Reference Model ή OSI εν συντομία) είναι μια ιεραρχική και κλιμακωτή περιγραφή όλων τών δικτυακών πρωτοκόλλων.
• To TCP/IP είναι μια σουίτα πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούνται στο 65% των ενεργών σύγχρονών δικτύων και μπορεί να περιγραφεί με την βοήθεια του OSI.
• Θα δούμε πως σχετίζεται η σουίτα TCP/IP με το OSI.
• Θα αγγίξουμε ελαφρώς τα πρωτόκολλα 802.11x με γενικές περιγραφές και ιδιότητες.
• Θα δούμε πως σχετίζεται η σουίτα 802.11x με το OSI.
• Θα παρουσιάσουμε ένα crash course στα δίκτυα με τα απολύτως απαραίτητα. Αν βαριέστε πηγαίνετε απευθείας εδώ!

Εισαγωγή

Για να στηθεί ένα δίκτυο οποιουδήποτε τύπου (από δίκτυο ύδρευσης μέχρι δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας) απαιτείται μια υποδομή(σωλήνας , καλώδιο αντίστοιχα). Η βασική υποδομή αυτή στα δίκτυα υπολογιστών είναι το το μέσον μεταφοράς δεδομένων. Οπτική ίνα για τα οπτικά δίκτυα, η ελεύθερη οπτική επαφή για τα ασύρματα δίκτυα είτε το καλώδιο για τα ενσύρματα δίκτυα. Στα άκρα αυτού του μέσου και για να πραγματοποιηθεί η επικοινωνία είναι απαραίτητες συσκευές που θα μετατρέπουν το ψηφιακό σήμα (οι υπολογιστές μας σήμερα λειτουργούν ηλεκτρονικά, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά σήματα) σε κάτι που έχει νόημα για το μέσον που χρησιμοποιούμε ώστε να βελτιστοποιούμε την ποιότητα της σύνδεσης (το BER , ισχύς σήματος , propagation delay, jitter, κα). Στα οπτικά -αν και δεν ενδιαφέρουν αυτή την στιγμή- χρησιμοποιούνται οπτικοί κωδικοποιητές (φωτοδίοδοι, φωτοτρανζίστορ) οι οποίοι βασική λειτουργία τους είναι να μετασχηματίζουν το ηλεκτρικό σήμα σε οπτικό και ανάστροφα.

Αρκετά όμως με τους υπόλοιπους τύπους δικτύων, ας ασχοληθούμε με τα ασύρματα δίκτυα.Βασική ιδιότητα τους είναι η ύπαρξη

Η σουίτα 802.11x

802.11a

Το 1999 δημιουργήθηκε η επέκταση στο αρχικό πρότυπο που προβλέπει μετάδοση στη ζώνη συχνοτήτων U-NII των 5GHz με ρυθμούς μετάδοσης 1, 2, 5.5, 11, 6, 12, 24 Mbps και προαιρετικά 36, 48, 54 Mbps χρησιμοποιώντας OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) διαμόρφωση. H επέκταση αυτή αποσκοπούσε να καλύψει την ανάγκη για μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης. Επιλέχθηκε η λειτουργία σε μια υψηλότερη ζώνη συχνοτήτων, αφενός για να μπορούν να υποστηριχθούν οι μεγαλύτεροι ρυθμοί, αφετέρου ώστε να μην υπάρχει παρεμβολή από τις προηγούμενες συσκευές. Οι αντίστοιχες συσκευές είναι ασύμβατες με αυτές που εργάζονται με το 802.11b, αφού ο τρόπος μετάδοσης, αλλά και οι ραδιοσυχνότητες που χρησιμοποιούνται είναι διαφορετικές.

802.11b

Αναπτύχθηκε το 1999 και ουσιαστικά αποτελεί μια επέκταση στο αρχικό πρότυπο ΙΕΕΕ 802.11 . Συγκεκριμένα υποστηρίζει μετάδοση επιπλέον σε ρυθμούς 5.5 και 11Mbps με κωδικοποίηση CCK (Complementary Code Keying). Μια δεύτερη κωδικοποίηση, PBCC (Packet Binary Convolutional Code) ορίστηκε για προαιρετική υλοποίηση υποστηρίζοντας μετάδοση 5.5 και 11Mbps και έχοντας ελαφρά καλύτερη ευαισθησία δέκτη με αντίτιμο την πολυπλοκότητα. Η μετάδοση γίνεται στη ζώνη συχνοτήτων των 2.4GHz. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το πρωτόκολλο 802.11b έχει ρυθμό μετάδοσης δεδομένων 11Mbps αλλά όμως σημαντικό ποσοστό του εύρους ζώνης (bandwidth) χρησιμοποιείται για προετοιμασία της επικοινωνίας (communications overhead). Επομένως, ο πραγματικός ρυθμός μετάδοσης δεδομένων που επιτυγχάνεται είναι 5,5Mbps. Τέλος , δραστικό ρόλο στην εξασθένηση του σήματος παίζουν το νερό, το μεγάλος πάχος τοίχων, το μέταλλο και άλλα. Μία συσκευή που εργάζεται ακολουθώντας το 802.11b, υλοποιεί και τους τρόπους μετάδοσης του 802.11 και έτσι είναι συμβατή με αυτό. Αυτή η ιδιότητα ονομάζεται συμβατότητα προς τα πίσω, δηλαδή ότι οι καινούργιες συσκευές θα μπορούν να συνεργαστούν και με παλιότερες, προκειμένου να μην αναγκαστεί ο καταναλωτής να αλλάξει εξ ολοκλήρου τον εξοπλισμό του. Διάφορες επεκτάσεις έχουν γίνει στο πρωτόκολλο 802.11b για να αυξηθεί ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων σε 22, 33, και 44 Mbit/s με αποτέλεσμα να μετονομασθεί σε 802.11b+. Αυτό το πρότυπο υποστηρίχθηκε από εταιρίες αλλά δεν υιοθετήθηκε από την IEEE. Κύρια χαρακτηριστικά

• Κινητικότητα χρήστη
• Ευκολία, ευελιξία και απλότητα εγκατάστασης
• Κλιμάκωση, δυνατότητα επέκτασης
• Κόστος
• Ταχύτητες μετάδοσης
• Αξιοπιστία – ανεξαρτησία
• Εμβέλεια
• Συμβατότητα με το υπάρχον δίκτυο

802.11g

Το 802.11g αποτελεί επέκταση στο 802.11b ώστε να υποστηρίζει μεγαλύτερους ρυθμούς. Έτσι εκτός από τους ρυθμούς μετάδοσης του 802.11b , με CCK διαμόρφωση, υποστηρίζει και ρυθμούς μέχρι 54Mbps χρησιμοποιώντας OFDM διαμόρφωση. Οι αντίστοιχες συσκευές εργάζονται στη ζώνη συχνοτήτων των 2.4GHz, διατηρώντας συμβατότητα προς τα πίσω με το 802.11b. Το 802.11g λειτουργώντας ταυτόχρονα με το 802.11b μπορεί να το αντικαταστήσει σταδιακά εξολοκλήρου. Σημειώνεται τέλος ότι προϊόντα που βασίζονται στο 802.11g είχαν αρχίσει να κυκλοφορούν στην αγορά αρκετά πριν την ανακοίνωση του τελικού προτύπου. Βασίζονταν σε ενδιάμεσες εκδόσεις του προτύπου και οι κατασκευαστές τους υπόσχονταν πλήρη συμβατότητα με την τελική μορφή. Πέρα των βασικών πρωτοκόλλων η οικογένεια προτύπων 802.11 περιλαμβάνει έναν αριθμό συμπληρωματικών προτύπων που προσθέτουν επιπλέον λειτουργικότητα στα ασύρματα δίκτυα, Επιγραμματικά λοιπόν :

• IEEE 802.11c. Λειτουργία γεφύρωσης (bridging) πλαισίων 802.11
• IEEE 802.11d. Επεκτάσεις στο πρότυπο ώστε να λειτουργεί σε επιπλέον ρυθμιστικά πλαίσια (άλλες ζώνες συχνοτήτων)
• IEEE 802.11e. Υποστήριξη QoS στο MAC επίπεδο (EDCF, Enhanced DCF και HCF, Hybrid Coordination Function)
• IEEE 802.11f. Συνιστώμενη πρακτική για το πρωτόκολλο IAPP, Inter Access Point Protocol, που αφορά την επικοινωνία μεταξύ σημείων πρόσβασης.
• IEEE 802.11h. Διαχείριση φάσματος στο 802.11a (DCS, Dynamic Channel Selection και TPC, Transmit Power Control)
• IEEE 802.11i. Επεκτάσεις στο MAC επίπεδο για ενισχυμένη ασφάλεια. Περιγραφή πρωτοκόλλων 802.1X, TKIP , και AES.

Routing

Main article