ПРОБЛЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СЕТИ WI-FI С ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Беспроводные ЛВС приобретают такую же популярность, как и проводные сети. Все больше и больше домов, офисов, кафе и других общественных мест оборудуются соответствующей аппаратурой для подключения к сети Интернет посредством беспроводных технологий. В беспроводных сетях теряется необходимость прокладки дорогостоящей кабельной системы, так как передача осуществляется с помощью радиоволн. Находясь в разных помещениях одного здания, абоненты могут связаться друг с другом с помощью своих гаджетов без использования проводной линии связи.

Основным стандартом беспроводных ЛВС считается IEEE 802.11. На профессиональном жаргоне данный стандарт именуется как Wi-Fi. Сети Wi-Fi состоят из приёмо-передающих устройств (ноутбук, планшет, мобильный телефон и т.д.) и точек доступа, которые обеспечивают пользователей доступом к сети. Передача сигналов в технологии IEEE 802.11 производится через воздушное пространство, а условия передачи сильно зависят от окружающей среды. Работа Wi-Fi осуществляется на частотах 2.4 и 5ГГц. [1, c. 86] При этом в зависимости от режима, точка доступа может поддерживать как одну, так и сразу две рабочие частоты. На сегодняшний день выделят 4 часто используемых стандарта 802.11. Ниже приведена сравнительная таблица популярных на данный момент стандартов Wi-Fi.

Таблица 1

Стандарты технологии 802.11

Из недостатков технологии Wi-Fi можно выделить низкий уровень защищенности и плохую электромагнитную совместимость. Первый пункт связан с простотой перехвата радиоволн и слабыми методами шифрования данных. Последний пункт связан с тем, что в диапазоне частот 2,4 ГГц работает множество других устройств и технологий, например, микроволновые печи или Bluetooth-устройства. Диапазон 5 ГГц используется редко, поэтому его использование повышает качество принимаемого радиосигнала на небольших расстояниях.

Как проводные, так и беспроводные сети требуют выполнения различных действия для подержания всех элементов сети в рабочем состоянии, анализа и оптимизации параметров сети.  Для достижения данных целей важное место занимают системы управления сетью. Под системой управления сетью понимают программно-аппаратный комплекс, который контролирует сетевой трафик и управляет телекоммуникационным оборудованием проводных и/или беспроводных сегментов сети. [2, с. 726] Системы управления сетью используют для решения следующих задач:

• управление конфигурацией сети;
• обработка ошибок;
• анализ производительности и надежности;
• управление безопасностью;
• учет работы сети.

На сегодняшний день выделяют два принципиальных подхода к организации управления сетями: распределенное и централизованное управление.

При распределенном управлении сетью отсутствует единый центр управления. Его функционал перераспределяется между множеством систем управления сетью. Среди достоинств данного подхода можно выделить высокую живучесть системы управления, минимизация объемов обрабатываемого трафика и высокая живучесть системы управления. При этом данный подход не нашел широкого применения из-за сложности управления правами доступа и отсутствием целостной картины построения сети. Данное решение используется в системах ТФОП.

Указанные выше недостатки распределенной системы управления отсутствуют в централизованной системе управления, где контроль за сетью осуществляется из единого центра, в который стекается вся информация управления от элементов сети. Данное решение реализуется намного проще, чем размещение каждой копии на множество устройств — достаточно развернуть единый сервер управления. Это позволяет минимизировать длину цикла управления – т. е. управляющая информация будет сразу поступать от элемента сети к центру управления, без промежуточных центров. Главным недостатком данного подхода можно назвать уязвимости системы управления. Данный недостаток решается путем резервирования копий системы управления в одном сервере. Среди протоколов, использующих централизованное управление, можно выделить SNMP, RADIUS и DIAMETER.

В данном проекте будет использован SoftWLC – программное обеспечение, отвечающее за централизованное управление точками доступа по протоколу SNMP. Установка данного ПО будет осуществлена на базе ОС Linux.

SoftWLC – программное обеспечение, разработанное компанией ELTEX, предназначенное для управления беспроводной сетью доступа по технологии IEEE 802.11. Данный программный комплекс позволяет решать задачи по организации HotSpot зон и авторизации пользователей.

Комплекс предназначен для организации единого интерфейса управления сети Wi-Fi. ПО является условно бесплатным – свободная версия, доступная в официальных репозиториях, имеет ограничения на количество подключаемых точек доступа и на их модели [3, c. 4]. Однако это не мешает с помощью SoftWLC моделировать простые беспроводные сети для понимания алгоритма работы комплекса, а также для снятия и изучения характеристик сети Wi-Fi.

Основными компонентами SoftWLC являются:

• Система управления и мониторинга;
• WEB-сервер для организации услуги Hotspot;
• DHCP-сервер, позволяющий выдавать адреса точкам доступа и пользователям Wi-Fi;
• RADIUS-сервер для решения вопросов аутентификации, авторизации и сбора статистики.

В результате установки и настройки системы централизованного управления были обнаружены и добавлены точки доступа серии WEP и WР. На рисунке 1 можно увидеть, что система управления выстраивает добавленные устройства в виде иерархического дерева.

Рисунок 1. Древо добавленных устройств сети

Центром является сама система управления, которая имеет по умолчанию имя EMS. Так же в состав входит вышеупомянутый Radius сервер, который может быть настроен на авторизацию и аутентификацию пользователей.

Управление точками доступа осуществляется через протокол SNMP. Работа данного протокола заключается в следующем: в качестве системы управления выступает менеджер, а управляемые элементы являются агентами. Менеджер посылает агентам запрос на предоставление необходимых ему параметров (режимы портов, температура CPU, число подключённых абонентов и т.д.) и ожидает ответ агента. Агент, получив запрос посылает соответствующий ответ. Вся передача осуществляется дейтаграмно, то есть поверх протокола UDP. Иллюстрация данного примера с привязкой к нашей сети указана на Рисунке 2.

Рисунок 2. Принцип работы SNMP

В результате мы получили управляемую беспроводную сеть, которая может быть внедрена в любое предприятие, общественное место или в офисе. Каждый может развернуть систему управления SoftWLC на своем компьютере и подключиться локально или удаленно к требуемым точкам доступа и мониторить требуемые параметры и настройки.

Список литературы:

1. Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд //СПб.: Питер. – 2015. – Т. 960.
2. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 5-е изд //СПб.: Питер. – 2017. – Т. 958.
3. Документация по SoftWLC //Техническая документация – 2017. – [Электронный ресурс].  — Режим доступа. — URL: http://docs.eltex.nsk.ru/display/doc/SoftWLC+v.1.8 (дата обращения: 17.11.17)