По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
На сегодняшний день распространение компьютерных сетей ни у кого не вызывает удивления. Десятки тысяч компаний ведут свою деятельность, так или иначе используя компьютеры, ноутбуки и другие устройства. Поэтому одной из самых востребованных на рынке на сегодняшний день является профессия сетевого администратора. В любой мало-мальски современной компании именно этот сотрудник является ключевым, ведь без его деятельности остальные сотрудники не смогут оперативно обмениваться данными для обработки, а значит затратят больше времени и в итоге будут оставлены позади более технологичными и эффективными конкурентами.
Что это вообще такое?
Сетевое администрирование это, говоря по-простому, обслуживание компьютерной сети организации. То есть, прокладка и настройка сети, подключение новых устройств, создание новых локальных сетей и подсетей, курирование работы сети, а также повышение эффективности обмена данными путем внедрения новых методик.
Итак, чтобы получить профессию сетевого администратора прежде всего необходимо пройти обучение. Отмечу, что специалисты с высшим или средним специальным профильным образованием гораздо более востребованы на рынке труда. Однако сейчас получение профильного или смежного образования не является проблемой многие ВУЗы и ССУЗы стран СНГ подготавливают специалистов соответствующей квалификации. Специальность "сетевой администратор" или "сетевой инженер" можно найти, например, в московских МТУСИ, МФТИ, МИФИ, МГУ, МГТУ Баумана, МИРЭА, питерских СПбГУ, СПбГМТУ, СПбПУ, новосибирских ННИГУ и СГУГиТ, минских БГУ и БГУИР Более двух с половиной сотен ВУЗов предлагают обучение по данной специальности
А самому можно?
Конечно, есть вариант изучить сетевое администрирование самостоятельно на недостаток информации в век интернета жаловаться грех. Однако в этом случае будущий сетевой администратор должен обладать хорошей самодисциплиной и усидчивостью для усвоения теоретического материала.
Однако, теория теорией, а практика - это практика. Не лишним будет устроиться на стажировку помощником сетевого администратора в какую-нибудь организацию, чтобы постичь практическую сторону вопроса: архитектуру сетей, настройку коммутаторов, обновление сетевого ПО на серверах и рабочих станциях (особенно полезным будет стать специалистом-универсалом: проводить настройку сети под ОС Linux и Windows, уметь работать с DevOps, освоить искусство построения сети). Также это хороший шанс для продолжения карьеры.
Имея за плечами опыт работы с локальными сетями, можно добавлять новую строчку в резюме. Также не лишним будет отметить участие в профильных обучающих лекциях, семинарах и вебинарах. Это также необходимые для работы мероприятия, поскольку в этой профессии, чтобы оставаться конкурентоспособным специалистом, необходимо идти в ногу со временем, изучать и применять новые методы работы и уметь работать с большим количеством техники, как правило, "заточенной" под различные сетевые стандарты. Не пренебрегайте дополнительным обучением, особенно если по его итогам обучающая компания выдает сертификат о прохождении многие работодатели сочтут наличие такого документа бесспорным плюсом. (Причем, даже если обучение будет пройдено не по компьютерным сетям, а, скажем, по тестированию программ это смежные специальности).
Итак, пройдя вышеописанные этапы Вам осталось только найти подходящую вакансию. Разместите резюме на соответствующем сайте и ждите звонков от компаний, заинтересованных в поиске сотрудника. Сразу обращаю Ваше внимание, что многие компании понимают работу системного администратора как "слесаря по компьютерам", который будет выполнять кучу работы, не связанной с тем, что прописано в должностных обязанностях. Поэтому не стесняйтесь уточнять этот вопрос при телефонных беседах или при личных собеседованиях.
А что в итоге?
Пройдя собеседование и получив согласие, присмотритесь к организации, в которой Вы планируете работать. Поищите в интернете отзывы бывших сотрудников. Если всё в порядке смело заступайте в должность и несите трудовую в отдел кадров. Скоро в ней будет красоваться надпись "Сетевой администратор".
Заработная плата на этом поприще (на старте!) составляет примерно 50-70 тысяч рублей. Это не так уж и мало в наше время. Но если найти узкую специализацию и продолжать в ней развитие есть все шансы эту цифру удвоить, а то и утроить разумеется, если повезет с компанией-работодателем.
В этой статье мы рассмотрим механизмы масштабируемости BGP и связанные с ними концепции.
Предыдущие статьи цикла про BGP:
Основы протокола BGP
Построение маршрута протоколом BGP
Формирование соседства в BGP
Оповещения NLRI и политики маршрутизации BGP
Видео: Основы BGP за 7 минут
Механизмы масштабируемости BGP
Истощение доступных автономных системных номеров явилось проблемой точно так же, как было проблемой для интернета истощение IP-адресов. Чтобы решить эту проблему, инженеры обратились к знакомому решению. Они обозначили диапазон номеров AS только для частного использования. Это позволяет вам экспериментировать с AS конструкцией и политикой, например, в лаборатории и использовать числа, которые гарантированно не конфликтуют с интернет-системами.
Помните, что число AS-это 16-разрядное число, допускающее до 65 536 чисел AS. Диапазон для частного использования: 64512-65535.
Еще одним решением проблемы дефицита, стало расширение адресного пространства имен. Было утверждено пространство, представляющее собой 32-разрядное число.
В течение длительного времени, с точки зрения масштабируемости, одноранговые группы Border Gateway Protocol считались абсолютной необходимостью. Мы настраивали одноранговые группы для уменьшения конфигурационных файлов. Так же мы настраивали одноранговые группы для повышения производительности.
Преимущества производительности были нивелированы с помощью значительно улучшенных механизмов, сейчас. Несмотря на это, многие организации все еще используют одноранговые группы, поскольку они поняты и легки в настройке.
Появились в BGP одноранговые группы для решения нелепой проблемы избыточности в BGP конфигурации. Рассмотрим простой (и очень маленький) пример 1. Даже этот простой пример отображает большое количество избыточной конфигурации.
Пример 1: типичная конфигурация BGP без одноранговых групп
ATL1(config)#router bgp 200
ATL1( config-router)#neiqhbor 10.30.30.5 remote-as 200
ATL1( config-router)#neiqhbor 10.30.30.5 update- source lo0
ATL1( config= router)#neiqhbor 10.30 .30.5 password S34Dfr112s1WP
ATL1(config-router)#neiqhbor 10.40.40.4 remote-as 200
ATL1( config-router)#neiqhbor 10.40.40 .4 update- source lo0
ATL1(config-router)#neiqhbor 10.40.40.4 password S34Dfr112s1WP
Очевидно, что все команды настройки относятся к конкретному соседу. И многие из ваших соседей будут иметь те же самые характеристики. Имеет смысл сгруппировать их настройки в одноранговую группу. Пример 2 показывает, как можно настроить и использовать одноранговую группу BGP.
Пример 2: одноранговые группы BGP
ATL2 (config)#router bgp 200
ATL2 (config-router)#neighbor MYPEERGR1 peer-group
ATL2 (config-router)#neighbor MYPEERGR1 remote-as 200
ATL2 (config-router)#neighbor MYPEERG1l update-source lo0
ATL2(config-router)#neighbor MYPEERGRl next-hop-self
ATL2 (config-router)#neighbor 10.40.40 .4 peer-group MYPEERGR1
ATL2 (config-router)#neighbor 10.50.50 .5 peer-group MYPEERGR1
Имейте в виду, что, если у вас есть определенные настройки для конкретного соседа, вы все равно можете ввести их в конфигурацию, и они будут применяться в дополнение к настройкам одноранговой группы.
Почему же так часто использовались одноранговые группы? Они улучшали производительность. Собственно говоря, это и было первоначальной причиной их создания.
Более современный (и более эффективный) подход заключается в использовании шаблонов сеансов для сокращения конфигураций. А с точки зрения повышения производительности теперь у нас есть (начиная с iOS 12 и более поздних версий) динамические группы обновлений. Они обеспечивают повышение производительности без необходимости настраивать что-либо в отношении одноранговых групп или шаблонов.
Когда вы изучаете одноранговую группу, вы понимаете, что все это похоже на шаблон для настроек. И это позволит вам использовать параметры сеанса, а также параметры политики. Что ж, новая и усовершенствованная методология разделяет эти функциональные возможности на шаблоны сессий и шаблоны политики.
Благодаря шаблонам сеансов и шаблонам политик мы настраиваем параметры, необходимые для правильной установки сеанса, и помещаем эти параметры в шаблон сеанса. Те параметры, которые связаны с действиями политик, мы помещаем в шаблон политики.
Одна из замечательных вещей в использовании этих шаблонов сеансов или политик, а также того и другого, заключается в том, что они следуют модели наследования. У вас может быть шаблон сеанса, который выполняет определенные действия с сеансом. Затем вы можете настроить прямое наследование так, чтобы при создании другого наследования оно включало в себя вещи, созданные ранее. Эта модель наследования дает нам большую гибкость, и мы можем создать действительно хорошие масштабируемые проекты для реализаций BGP.
Вы можете использовать шаблоны или одноранговые группы, но это будет взаимоисключающий выбор. Так что определитесь со своим подходом заранее. Вы должны заранее определиться, что использовать: использовать ли устаревший подход одноранговых групп или же использовать подход шаблонов сеанса и политики. После выбора подхода придерживайтесь его, так как, использовать оба подхода одновременно нельзя.
Теперь можно предположить, что конфигурация для шаблонов сеансов будет довольно простой, и это так. Помните, прежде всего, все что мы делаем здесь и сейчас, относится к конкретной сессии. Поэтому, если мы хотим установить timers, нам нужно установить remote-as – и это будет считается параметром сеанса.
Например, мы делаем update source. Мы настраиваем eBGP multihop. Все это имеет отношение к текущему сеансу, и именно это мы будем прописывать в шаблоне сеанса. Обратите внимание, что мы начинаем с создания шаблона. Поэтому используем команду template peer-session, а затем зададим ему имя. И тогда в режиме конфигурации шаблона можем настроить наследование, которое позволит наследовать настройки от другого однорангового сеанса. Можем установить наш remote-as как и/или update source. После завершения, мы используем команду exit-peer-session, чтобы выйти из режима конфигурации для этого сеанса. Пример 3 показывает конфигурацию шаблона сеанса.
Пример 3: Шаблоны сеансов BGP
ATL2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
ATL2 (config)#router bgp 200
ATL2 (config-router)#template peer- session MYNAME
ATL2 (config-router-stmp)#inherit peer- session MYOTHERNAME
ATL2 (config- router-stmp )#remote-as 200
ATL2(config-router-stmp )#password MySecrectPass123
ATL2 (config-router-stmp )#exit-peer-session
ATL2 (config-router)#neiqhbor 10.30.30 .10 inherit peer-session MYNAME
ATL2 (config-router)#end
ATL2#
Это простой пример настройки соседства с помощью оператора neighbor и использования наследования однорангового сеанса. Затем присваивается имя однорангового сеанса, созданного нами для нашего шаблона сеанса. Это соседство наследует параметры сеанса.
Помните, что, если вы хотите сделать дополнительную настройку соседства, можно просто присвоить соседу IP-адрес, а затем выполнить любые настройки вне шаблона однорангового сеанса, которые вы хотите дать этому соседу. Таким образом, у вас есть та же гибкость, которую мы видели с одноранговыми группами, где вы можете настроить индивидуальные параметры для этого конкретного соседа вне шаблонного подхода этого соседства.
Вы можете подумать, что шаблоны политик будут иметь сходную конструкцию и использование с шаблонами сеансов, и вы будете правы. Помните, что если ваши шаблоны сеансов находятся там, где мы собираемся настроить параметры, которые будут относиться к сеансу BGP, то, конечно, шаблоны политик будут храниться там, где мы храним параметры, которые будут применяться к политике.
Пример 4 показывает настройку и использование шаблона политики BGP.
Пример 4: Шаблоны политики BGP
ATL2#conf t
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
ATL2 (config)#router bgp 200
ATL2(config-router)#template peer-policy MYPOLICYNAME
ATL2 (config-router-ptmp )#next-hop-self
ATL2 (config-router-ptmp )#route-map MYMAP out
ATL2 (config-router-ptmp )#allowas-in
ATL2 (config-router-ptmp )#exit-peer-policy
ATL2 (config-router)#neighbor 10.40.40.10 remote-as 200
ATL2 (config-router)#neighbor 10.40.40.10 inherit peer-policy MYNAME
ATL2 (config-router)#end
ATL2#
Да, все эти параметры, которые мы обсуждали при изучении манипуляций с политикой, будут тем, что мы будем делать внутри шаблона политики. Однако одним из ключевых отличий между нашим шаблоном политики и шаблоном сеанса является тот факт, что наследование здесь будет еще более гибким.
Например, мы можем перейти к семи различным шаблонам, от которых мы можем непосредственно наследовать политику. Это дает нам еще более мощные возможности наследования с помощью шаблонов политик по сравнению с шаблонами сеансов.
Опять же, если мы хотим сделать независимые индивидуальные настройки политики для конкретного соседа, мы можем сделать это, добавив соответствующие команды соседства.
Благодаря предотвращению циклов и правилу разделения горизонта (split-horizon rule) IBGP, среди прочих факторов, нам нужно придумать определенные решения масштабируемости для пирингов IBGP. Одним из таких решений является router reflector.
Рис. 1: Пример топологии router reflector
Конфигурация router reflector удивительно проста, поскольку все это обрабатывается на самом router reflector (R3). Клиенты route reflector – это R4, R5 и R6. Они совершенно не знают о конфигурации и настроены для пиринга IBGP с R3 как обычно. Пример 5 показывает пример конфигурации router reflector. Обратите внимание, что это происходит через простую спецификацию клиента router reflector.
Пример 5: BGP ROUTE REFLECTOR
R3#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R3 (config)#router bgp 200
R3 (config-router)#neighbor 10.50.50.10 remote -as 200
R3 (config-router)#neighbor 10.50.50.10 route-reflector-client
R3 (config-router)#end
R3#
Route reflector автоматически создает значение идентификатора (ID) кластера для кластера, и это устройство и эти клиенты будут частью того, что мы называем кластером route reflector. Cisco рекомендует разрешить автоматическое назначение идентификатора кластера для идентификации клиента. Это 32-разрядный идентификатор, который BGP извлекает из route reflector.
Магия Route reflector заключается в том, как меняются правила IBGP. Например, если обновление поступает от клиента Route reflector (скажем, R4), то устройство R3 «отражает» это обновление своим другим клиентам (R5 и R6), а также своим неклиентам (R1 и R2). Это обновление происходит даже при том, что конфигурация для IBGP значительно короче полной сетки пирингов, которая обычно требуется.
А теперь что будет, если обновление поступит от не клиента Route reflector (R1)? Route reflector отправит это обновление всем своим клиентам Route reflector (R4, R5 и R6). Но тогда R3 будет следовать правилам IBGP, и в этом случае он не будет отправлять обновление через IBGP другому не клиенту Route reflector (R2).
Чтобы решить эту проблему, необходимо будет создать пиринг от R1 к устройству R2 с помощью IBGP. Или, можно добавить R2 в качестве клиента Route reflector R3.
Есть еще один способ, которым мы могли бы решить проблему с масштабируемостью IBGP- это манипулирование поведением EBGP. Мы делаем это с конфедерациями. Вы просто не замечаете, что конфедерации используются так же часто, как Route reflector. И причина состоит в том, что они усложняют нашу топологию, и делают поиск неисправностей более сложным. На рис. 2 показан пример топологии конфедерации.
Рисунок 2: Пример топологии конфедерации
Мы имеем наш AS 100. Для создания конфедерации необходимо создать небольшие субавтономные системы внутри нашей основной автономной системы. Мы их пронумеруем с помощью, номеров автономных систем только для частного использования.
Что мы имеем, когда манипулируем поведением eBGP, что бы имеет конфедерацию EBGP пирингов? Это позволяет нам установить пиринги между соответствующими устройствами, которые хотим использовать в этих автономных системах. Как вы можете догадаться, они не будут следовать тем же правилам, что и наши стандартные пиринги EBGP. Еще один важный момент заключается в том, что все это для внешнего неконфедеративного мира выглядит просто как единый AS 100.
Внутри мы видим реальные AS, и конфедеративные отношения EBGP между ними. Помимо устранения проблемы разделения горизонта IBGP, что же меняется с пирингами конфедерации EBGP? В следующем прыжке поведение должно измениться. Следующий прыжок не меняется тогда, когда мы переходим от одной из этих небольших конфедераций внутри нашей АС к другой конфедерации.
Вновь добавленные атрибуты обеспечивают защиту от цикла из-за конфедерации. Атрибут AS_confed_sequence и AS_confed_set используются в качестве механизмов предотвращения циклов.
Пример 6 показывает пример частичной настройки конфедерации BGP.
R3#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R3 (config)#router bgp 65501
R3(config-router)#bgp confederation identifier 100
R3 (config-router)#bgp confederation peers 65502
R3 (config-router)#neighbor 10 .20.20.1 remote-as 65502
R3 (config-router)#end
R3#
Иногда возникает необходимость применения общих политик к большой группе префиксов. Это делается легко, если вы помечаете префиксы специальным значением атрибута, называемым сообществом (community). Обратите внимание, что сами по себе атрибуты сообщества ничего не делают с префиксами, кроме как прикрепляют значение идентификатора. Это 32-разрядные значения (по умолчанию), которые мы можем именовать, чтобы использовать дополнительное значение.
Вы можете настроить значения сообщества таким образом, чтобы они были значимы только для вас или значимы для набора AS. Вы также можете иметь префикс, который содержит несколько значений атрибутов сообщества. Кроме того, можно легко добавлять, изменять или удалять значения сообщества по мере необходимости в вашей топологии BGP.
Атрибуты сообщества могут быть представлены в нескольких форматах. Более старый формат выглядит следующим образом:
Decimal - 0 to 4294967200 (в десятичном)
Hexadecimal – 0x0 to 0xffffffa0 (в шестнадцатеричном)
Более новый формат:
AA:NN
AA - это 16-битное число, которое представляет ваш номер AS, а затем идет 16-битное число, используемое для задания значимости своей политике AS. Таким образом, вы можете задать для AS 100 100:101, где 101- это номер внутренней политики, которую вы хотите применить к префиксам.
Есть также хорошо известные общественные значения. Это:
No-export - префиксы не объявляются за пределами AS. Вы можете установить это значение, когда отправляете префикс в соседний AS. чтобы заставить его (соседний AS) не объявлять префикс за собственные границы.
Local-AS - префиксы с этим атрибутом сообщества никогда не объявляются за пределами локального AS
No-advertise - префиксы с этим атрибутом сообщества не объявляются ни на одном устройстве
Эти хорошо известные атрибуты сообщества просто идентифицируются по их зарезервированным именам.
Есть также расширенные сообщества, которые также можно использовать. Они предлагают 64-битную версию для идентификации сообществ! Задание параметров осуществляется настройкой TYPE:VALUE. Выглядит оно следующим образом:
65535:4294967295
Как вы можете догадаться, мы устанавливаем значения сообщества, используя route maps. Пример 7 показывает пример настроек. Обратите внимание, что в этом примере также используется список префиксов. Они часто используются в BGP для гибкой идентификации многих префиксов. Они гораздо более гибки, чем списки доступа для этой цели.
Пример 7: Установка значений сообщества в BGP
R3#configure terminal
Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.
R3(config)#ip prefix-list MYLIST permit 172.16.0.0/16 le 32
R3(config)#route-map SETCOMM permit 10
R3(config-route-map)#match ip address prefix-list MYLIST
R3(config-route-map)#set community no-export
R3(config-route-map)#route-map SETCOMM permit 20
R3(config)#router bgp 100
R3(config-router)#neighbor 10.20.20.1 route-map SETCOMM out
R3 (config-router)#neighbor 10.20.20.1 send-community
R3(config-router)#end
R3#
Почитать лекцию №20 про протоколы передачи данных нижнего уровня можно тут.
Обычно называется и маркируется как Wi-Fi 802.11, который широко используется для передачи данных по беспроводной сети в радиочастотах 2,4 и 5 ГГц. Микроволновые печи, радиолокационные системы, Bluetooth, некоторые любительские радиосистемы и даже радионяня также используют радиочастоту 2,4 ГГц, поэтому WiFi может создавать помехи и мешать работе другим системам.
Мультиплексирование
Спецификации 802.11 обычно используют форму частотного мультиплексирования для передачи большого количества информации по одному каналу или набору частот. Частота сигнала-это просто скорость, с которой сигнал меняет полярность в течение одной секунды; следовательно, сигнал 2,4 ГГц-это электрический сигнал, передаваемый по проводу, оптическому волокну или воздуху, который меняет полярность с положительной на отрицательную (или отрицательную на положительную) 2,4 × 109 раз в секунду.
Чтобы понять основы беспроводной передачи сигналов, лучше всего начать с рассмотрения идеи несущей и модуляции. Рисунок 1 иллюстрирует эти концепции.
На рисунке 1 выбрана одна центральная частота; канал будет представлять собой диапазон частот по обе стороны от этой центральной частоты. В результирующем канале две несущие частоты выбираются таким образом, чтобы они были ортогональны друг другу-это означает, что сигналы, передаваемые на этих двух несущих частотах, не будут мешать друг другу. Они обозначены на рисунке как OSF 1 и OSF 2. Каждая из этих несущих частот, в свою очередь, фактически является более узким каналом, позволяя модулировать фактический сигнал "0" и "1" на канале. Модуляция, в данном случае, означает изменение фактической частоты сигнала вокруг каждой из частот.
Модуляция просто означает изменение несущей таким образом, чтобы сигнал передавался так, чтобы приемник мог его надежно декодировать.
Таким образом, в спецификации 802.11 используется схема мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (Orthogonal Frequency Division Multiplexing- OFDM), а фактические данные кодируются с использованием частотной модуляции (Frequency Modulation-FM).
Важно
Один из сбивающих с толку моментов мультиплексирования заключается в том, что оно имеет два значения, а не одно. Либо это означает размещение нескольких битов на одном носителе одновременно, либо возможность одновременного взаимодействия нескольких хостов с использованием одного и того же носителя. Какое из этих двух значений подразумевается, можно понять только в конкретном контексте. В этой лекции применяется первое значение мультиплексирования, разбиение одного носителя на каналы, чтобы можно было передавать несколько битов одновременно.
Скорость, с которой данные могут передаваться в такой системе (полоса пропускания), напрямую зависит от ширины каждого канала и способности передатчика выбирать ортогональные частоты. Таким образом, для увеличения скорости 802.11 были применены два разных метода. Первый - просто увеличить ширину канала, чтобы можно было использовать больше несущих частот для передачи данных. Второй - найти более эффективные способы упаковки данных в один канал с помощью более сложных методов модуляции. Например, 802.11b может использовать канал шириной 40 МГц в диапазоне 2,4 ГГц, а 802.11ac может использовать канал шириной 80 или 160 МГц в диапазоне 5 ГГц.
Пространственное мультиплексирование
Другие формы мультиплексирования для увеличения пропускной способности между двумя устройствами также используются в серии спецификаций 802.11. Спецификация 802.11n представила Multiple Input Multiple Output (MIMO), которые позволяют сигналу проходить разными путями через единую среду (воздух). Это может показаться невозможным, поскольку в комнате только один "воздух", но беспроводные сигналы фактически отражаются от различных объектов в комнате, что заставляет их проходить через пространство разными путями. Рисунок 2 демонстрирует это.
На рисунке 2, если предположить, что передатчик использует антенну, которая будет передавать во всех направлениях (всенаправленная антенна), есть три пути через одно пространство, помеченные 1, 2 и 3. Передатчик и приемник не могут "видеть" три отдельных пути, но они могут измерять силу сигнала между каждой парой антенн и пытаться посылать различные сигналы между внешне разделенными парами, пока не найдут несколько путей, по которым могут быть отправлены различные наборы данных.
Второй способ использования нескольких антенн - это формирование луча. Обычно беспроводной сигнал, передаваемый от антенны, охватывает круг (3D-шар). При формировании луча, он формируется с помощью одного из различных методов, чтобы сделать его более продолговатым. Рисунок 3 иллюстрирует эти концепции.
В несформированном узоре сигнал представляет собой шар или шар вокруг кончика антенны- нарисованный сверху, он выглядит как простой круг, простирающийся до самой дальней точки в форме шара. С помощью отражателя луч может быть сформирован или сформирован в более продолговатую форму. Пространство позади отражателя и по бокам луча будет получать меньше (или вообще не получать, для очень плотных лучей) мощности передачи. Как можно построить такой отражатель? Самый простой способ - это физический барьер, настроенный на отражение силы сигнала, подобно тому, как зеркало отражает свет или стена отражает звук. Ключ - это точка в сигнале передачи, в которой устанавливается физический барьер. Рисунок 4 будет использоваться для объяснения ключевых моментов в форме сигнала, отражении и гашении.
Типичная форма волны следует за синусоидальной волной, которая начинается с нулевой мощности, увеличивается до максимальной положительной мощности, затем возвращается к нулевой мощности, а затем проходит цикл положительной и отрицательной мощности. Каждый из них представляет собой цикл- частота относится к числу повторений этого цикла в секунду. Вся длина волны в пространстве вдоль провода или оптического волокна называется длиной волны. Длина волны обратно пропорциональна частоте- чем выше частота, тем короче длина волны.
Ключевой момент, который следует отметить на этой диаграмме, - это состояние сигнала в точках четверти и половины длины волны. В четвертьволновой точке сигнал достигает наивысшей мощности; если объект или другой сигнал интерферирует в этой точке, сигнал будет либо поглощен, либо отражен. В точке полуволны сигнал находится на минимальной мощности; если нет смещения или постоянного напряжения на сигнале, сигнал достигнет нулевой мощности. Чтобы отразить сигнал, вы можете расположить физический объект так, чтобы он отражал мощность только в точке четверти волны. Физическое расстояние, необходимое для этого, будет, конечно, зависеть от частоты, так же как длина волны зависит от частоты.
Физические отражатели просты. Что делать, если вы хотите иметь возможность динамически формировать луч без использования физического отражателя? Рисунок 5 иллюстрирует принципы, которые вы можете использовать для этого.
Светло-серые пунктирные линии на рисунке 5 представляют собой маркер фазы; два сигнала находятся в фазе, если их пики выровнены, как показано слева. Два сигнала, показанные в середине, находятся на четверть вне фазы, так как пик одного сигнала совпадает с нулевой точкой или минимумом второго сигнала. Третья пара сигналов, показанная в крайнем правом углу, является комплементарной, или на 180 градусов вне фазы, так как положительный пик одного сигнала совпадает с отрицательным пиком второго сигнала. Первая пара сигналов будет складываться вместе; третья пара сигналов будет погашена. Вторая пара может, если она правильно составлена, отражать друг друга. Эти три эффекта позволяют сформировать пучок, как показано на рисунке 6.
Одна система формирования луча может использовать или не использовать все эти компоненты, но общая идея состоит в том, чтобы ограничить луч в пределах физического пространства в среде - как правило, свободное распространение в воздухе. Формирование луча позволяет использовать общую физическую среду в качестве нескольких различных каналов связи, как показано на рисунке 7.
На рисунке 7 беспроводной маршрутизатор использовал свои возможности формирования луча для формирования трех разных лучей, каждый из которых направлен на другой хост. Маршрутизатор теперь может отправлять трафик по всем трем из этих сформированных лучей с более высокой скоростью, чем если бы он обрабатывал все пространство как единую совместно используемую среду, потому что сигналы для A не будут мешать или перекрываться с информацией, передаваемой в B или C.
Совместное использование канала
Проблема мультиплексирования в беспроводных сигналах связана с совместным использованием одного канала, как в системах проводных сетей. В решениях, разработанных для совместного использования единой беспроводной среды, преобладают две специфические проблемы: проблема скрытого узла и проблема мощности передачи / приема (которую также иногда называют перегрузкой приемника). На рисунке 8 показана проблема со скрытым узлом.
Три круга на рисунке 8 представляют три перекрывающихся диапазона беспроводных передатчиков в точках A, B и C. Если A передает в сторону B, C не может слышать передачу. Даже если C прослушивает свободный канал, A и C могут передавать одновременно, что вызывает конфликт в B.
Проблема скрытого узла усугубляется из-за того, что мощность передачи по сравнению с мощностью принятого сигнала, и реальность воздуха как среды. Главное практическое правило для определения мощности радиосигнала в воздухе - сигнал теряет половину своей мощности на каждой длине волны в пространстве, которое он проходит. На высоких частотах сигналы очень быстро теряют свою силу, что означает, что передатчик должен послать сигнал с мощностью на несколько порядков больше, чем его приемник способен принять.
Очень сложно создать приемник, способный "слушать" локальный передаваемый сигнал в полную силу, не разрушая приемную схему, а также способный "слышать" сигналы очень низкой мощности, необходимые для расширения диапазона действия устройства. Другими словами, передатчик насыщает приемник достаточной мощностью, чтобы во многих ситуациях "уничтожить" его. Это делает невозможным в беспроводной сети для передатчика прослушивать сигнал во время его передачи и, следовательно, делает невозможным реализацию механизма обнаружения коллизий, используемого в Ethernet (как пример).
Механизм, используемый 802.11 для совместного использования одного канала несколькими передатчиками, должен избегать проблем со скрытым каналом и приемником. 802.11 WiFi использует множественный доступ с контролем несущей / предотвращение конфликтов (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance -CSMA/CA) для согласования использования канала. CSMA/CA похож на CSMA/CD:
Перед передачей отправитель прослушивает сообщение, чтобы определить, передает ли его другое устройство.
Если слышна другая передача, отправитель "замирает" на определенный случайный период времени перед повторной попыткой- эта отсрочка предназначена для предотвращения того, чтобы несколько устройств, слышащие одну и ту же передачу, не пытались передать данные одновременно.
Если никакой другой передачи не слышно, отправитель передает весь кадр- отправитель не может принять сигнал, который он передает, поэтому в этой точке нет способа обнаружить коллизию.
Получатель отправляет подтверждение кадра при получении; если отправитель не получает подтверждения, он предполагает, что произошла коллизия, отключается на случайное количество времени и повторно отправляет кадр.
Некоторые системы WiFi также могут использовать Request to Send/Clear to Send (RTS / CTS). В таком случае:
Отправитель передает RTS.
Когда канал свободен, и никакая другая передача не запланирована, получатель отправляет CTS.
Получив CTS, отправитель передает данные
Какая система будет обеспечивать более высокую пропускную способность, зависит от количества отправителей и получателей, использующих канал, длины кадров и других факторов.
Маршалинг данных, контроль ошибок и управление потоком данных
Маршалинг данных в 802.11 аналогичен Ethernet; в каждом пакете есть набор полей заголовка фиксированной длины, за которыми следуют транспортируемые данные и, наконец, четыре октетная Frame Check Sequence (FCS), которая содержит CRC для содержимого пакета. Если получатель может исправить ошибку на основе информации CRC, он это сделает, в противном случае получатель просто не подтверждает получение кадра, что приведет к повторной передаче кадра отправителем.
Порядковый номер также включен в каждый кадр, чтобы гарантировать, что пакеты принимаются и обрабатываются в том порядке, в котором они были переданы. Управление потоком обеспечивается в системе RTS / CTS приемником, ожидающим отправки CTS, пока у него не будет достаточно свободного места в буфере для приема нового пакета, чтобы промежуточные системы могли обнаруживать конечные системы; это называется протоколом End System to Intermediate System (ES-IS).