Топологии беспроводных сетей

Какой он бывает, этот Wi-Fi?

Март 06, 2020 Мерион Нетворкс

6 минут чтения

Беспроводные точки доступа могут быть настроены для работы в не инфраструктурных режимах, когда обычный BSS не может обеспечить необходимую функциональность. Далее рассмотрим наиболее распространенные топологии.

Кстати, почитайте статью где мы сравниваем проводные и беспроводные сети

Ретранслятор (repeater)

Обычно каждая точка доступа в беспроводной сети имеет проводное соединение с DS (системой распределения) или коммутируемой инфраструктурой. Чтобы расширить зону покрытия беспроводной сети за пределы области действия обычной точки доступа (AP), можно добавить дополнительные точки доступа. Иногда бывают ситуации, когда невозможно выполнить проводное подключение к новой точке доступа, поскольку расстояние слишком велико для поддержки Ethernet-связи.

В этом случае можно добавить дополнительную точку доступа, настроенную в режиме ретранслятора. Беспроводной ретранслятор принимает сигнал, ретранслирует его в новой области ячейки, окружающей ретранслятор. Размещается ретранслятор на таком расстоянии от точки доступа, чтобы он все еще находился в пределах досягаемости как точки доступа, так и удаленного клиента, как показано на рисунке 1.

На рисунке показано увеличение диапазона точки доступа. Точка доступа соединена с коммутатором третьего уровня посредством кабеля. Диапазон точки доступа формирует базовый набор услуг (BSS). Клиент А подключен к точке доступа по беспроводной сети и находится в BSS. Ретранслятор помещается на удалении от точки доступа, но в пределах ее видимости так, чтобы он мог соединиться с удаленным клиентом B. Ретранслятор соединен с точкой доступа и клиентом B по беспроводной сети.

Если ретранслятор имеет один передатчик и приемник, он должен работать на том же канале, что и точка доступа. Это связано с тем, что сигнал точки доступа будет принят и ретранслирован повторителем для того, чтобы быть снова принятым точкой доступа. Ретранслятор в двое уменьшает эффективную пропускную способность, потому что канал будет занят в два раза дольше, чем раньше. В качестве средства защиты некоторые ретрансляторы могут использовать два передатчика и приемника, чтобы изолировать исходные и повторные сигналы на разных каналах. Одна пара передатчика и приемника предназначена для сигналов в ячейке точки доступа, в то время как другая пара предназначена для сигналов в собственной ячейке ретранслятора.

Мост рабочей группы (Workgroup)

Предположим, есть устройство, которое поддерживает проводную связь Ethernet, но не может работать в беспроводной сети. Например, некоторые мобильные медицинские устройства могут быть сконструированы только с проводным подключением. Хоть при наличии проводного подключения устройства к сети Ethernet, беспроводное соединение было бы гораздо более практичным. Для подключения проводного сетевого адаптера устройства к беспроводной сети используется мост рабочей группы (WGB).

Вместо того, чтобы обеспечить BSS для беспроводного обслуживания, WGB становится беспроводным клиентом BSS. Фактически WGB выступает в качестве внешнего адаптера беспроводной сети для устройства, которое не имеет такового. На рисунке 2, точка доступа обеспечивает BSS, где клиент А - это обычный беспроводной клиент, а клиент Б связан с точкой доступа через WGB.

На рисунке показано подключение проводного устройства через мост рабочей группы (WGB). Точка доступа соединена с коммутатором третьего уровня через кабель. Диапазон точки доступа формирует базовый набор услуг (BSS). Клиент А подключен к точке доступа по беспроводной связи. Клиент B в пределах BSS соединен с мостом рабочей группы, через кабель. Мост рабочей группы подключен к точке доступа по "воздуху".

WGB бывают двух типов:

Универсальный мост рабочей группы (uWGB-Universal WORKGROUP BRIDGE): только одно проводное устройство может быть соединено с беспроводной сетью;
Мост рабочей группы (WGB): проприетарный режим Cisco, который позволяет соединять несколько проводных устройств в беспроводную сеть

Открытый мост

Точка доступа может быть настроена в качестве моста для формирования единой беспроводной линии связи от одной локальной сети к другой на большом расстоянии. Данный тип подключения используется для связи между зданиями или между городами.

Если необходимо соединить две локальные сети, то можно использовать мостовую связь "точка-точка". На каждом конце беспроводной линии связи должна одна точка доступа, настроенная в режиме моста. Специальные антенны обычно используются с мостами для фокусировки их сигналов в одном направлении к антенне точки доступа. Это позволяет максимально увеличить расстояние между звеньями, как показано на рисунке 3.

На рисунке показан открытый мост "точка-точка". Два здания расположены на значительном расстоянии друг от друга. Сеть A соединена с мостом, который в свою очередь соединен с антенной на здании, через кабель. Сеть B соединена с другим мостом, который в свою очередь соединен с другой антенной в другом здании, так же через кабель. Между этими двумя зданиями настроена беспроводная связь, и сигналы фокусируются с помощью антенн.

Иногда сети нескольких подразделений компании должны быть объединены. Мостовая связь "точка-множественное подключение" (point-to-multipoint) позволяет соединять головной (центральный) офис с удаленными офисами. Мост головного офиса соединен с всенаправленной антенной, так что его сигнал передается одинаково во всех направлениях. Это позволяет передавать данные в удаленные офисы одновременно. Мосты на каждом из других участков могут быть соединены с направленной антенной, смотрящей на головной офис. На рисунке показано подключение point-to-multipoint.

На рисунке показан открытый мост (outdoor bridge) типа "point-to-multipoint". Показанная сеть состоит из трех зданий, расположенных линейным образом на равном расстоянии. Первый и третий корпуса содержат специальные антенны, которые фокусируют сигнал друг на друга. Второе здание в центре содержит всенаправленную антенну. Сеть А, Сеть B, Головной офис все эти сети соединены через мосты, каждая в своем здании.

Ячеистая сеть

Чтобы обеспечить беспроводное покрытие на очень большой площади, не всегда практично использовать провода Ethernet к каждой точке доступа, которая будет необходима. Вместо этого можно использовать несколько точек доступа, настроенных в режиме ячейки. В ячеистой топологии беспроводной трафик передается от точки доступа к точке доступа с помощью другого беспроводного канала.

Точки доступа ячеистой топологии используют два радиоканала-один канал используется в одном диапазоне частот, а другой -в другом диапазоне. Каждая точка доступа ячеистой топологии обычно поддерживает BSS на одном канале, с которым могут связываться беспроводные клиенты. Затем клиентский трафик обычно соединяется через мост от точки доступа к точке доступа по другим каналам. На границе ячеистой сети обратный трафик соединяется с инфраструктурой проводной локальной сетью. На рисунке 5 показана типичная ячеистая сеть. С Cisco APs можно построить ячеистую сеть в помещении или на улице. Ячеистая сеть использует свой собственный протокол динамической маршрутизации, чтобы определить наилучший путь для обратного трафика, который будет проходить через сеть AP.