В настоящий момент лидером в производстве беспроводного оборудования является линия продуктов компании D-Link, компания выпускает новое семейство беспроводных устройств, работающих в новом стандарте IEEE 802.11g и развивающих за счет ряда нововведений (согласно спецификации) не только скорость 54 Мбит/с, но и рекордную 100 Мбит/с (напомним, что речь идет о канальной скорости, или теоретической пропускной способности, - реальная сетевая скорость в несколько раз ниже). Новая линейка устройств включает PCI- и PCMCIA-адаптеры, многофункциональную точку доступа, а также совмещенную в одном устройстве беспроводную точку доступа и маршрутизатор.

Устройство выполнено в виде стандартного PCI-адаптера. Антенна используется стандартная, как и для предыдущего семейства беспроводных устройств. Следует отметить, что возможность замены антенны является несомненным плюсом, так как при значительном удалении от беспроводной точки доступа или слабом сигнале есть возможность использовать антенны с повышенным коэффициентом усиления сигнала или направленные антенны.

Спецификация беспроводной сетевой карты DWL-546 PCI представлена в таблице 2.5.

Таблица 2.5.

Спецификация беспроводных карт

Серверная часть включает в себя два устройства - многофункциональную точку доступа, а также совмещенную в одном устройстве беспроводную точку доступа и маршрутизатор.

DWL-7100AP. Устройства предназначены для развертывания беспроводных сетей класса "инфраструктура" стандарта 802.11g на скоростях ранее недоступных для радиосетей. Точка доступа обладают богатыми средствами администрирования, управления и позволяют без дополнительных усилий предоставить доступ мобильным пользователям.

DWL-7100AP это профессиональная групповая точка доступа и представляет собой пять продуктов в одном: скорость D-Link DWL-7000AP в различных режимах составиляет от 19,66 Мбит/с до 27,56 Мбит/с. Имеет:

- групповой пункт доступа - базовая беспроводная станция;

- мост - линия между двумя сетями;

- несколько мостов - линии между несколькими сетями;

- клиент - предоставляет возможность беспроводного доступа к любому устройству Ethernet;

- повторитель - расширяет диапазон беспроводных сетей.

Сзади устройства традиционно располагаются разъемы:

1) Коннектор для подключения первой антенны;LAN-порт 10/100 Мбит/с для подключения к проводной локальной сети;COM-порт консоли. Разъем для подключения источника питания;

2) Коннектор для подключения второй антенны. Коннектор служит для подключения внешней антенны, если необходимо провести объединение сетей находящихся на значительных расстояниях ( 7 - 50 км ).

Маршрутизатор имеет сетевые порты 10/100 Мбит/с - LAN1-LAN4, WAN-порт 10/100 Мбит/с;

Спецификация точки доступа DWL-7100AP представлена в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Спецификация точек доступа

Наличие четырех портов встроенного коммутатора является несомненным плюсом, можно использовать маршрутизатор без дополнительных сетевых коммутаторов, в том случае, когда вам необходимо подключить до четырех проводных клиентов сети, либо сочетать их с сегментами беспроводной сети. Если число проводных клиентов значительно, то вы можете использовать маршрутизатор совместно с коммутатором на нужно количество портов, например 24-портовый коммутатор. Данное оборудование оптимальным образом подходит для построения беспроводной части корпоративной сети. Для объединения отдельных частей корпоративной сети находящихся на значительном удалении (от одного до десятков километров) необходимо применят выносные антенны.

Выводы по разделу:

Сделан выбор передающей среды в локальной сети с беспроводным вариантом доступа к ее информационным ресурсам по ряду причин:

- низкая стоимость монтажных работ;

- нет проблем преодоления препятствий, как это имеет место при прокладке кабеля;

- наличие эффективных способов защиты информации частотным кодированием, шифрованием и др.;

- мобильность беспроводной сети позволяет вести эффективную борьбу с агентурными силами конкурентов в магистральных каналах связи и повысить тем самым надежность защиты информации от ее несанкционированного разглашения;

- многофункциональный доступ позволяет повысить разведывательную защищенность сервера и обезопасить информационный ресурс сети от его несанкционированного разглашения.

3. Разработка и построению локальной сети на основе технологии беспроводного радиодоступа

3.1 Разработка и построению абонентской части локальной сети на основе технологии беспроводного радиодоступа D-Link с учетом защиты информации

Как показано в разделе 2 дипломной работы задача разработки локальной сети состоит в выработке предложений по построению абонентской части локальной сети на основе анализа существующего оборудования.

Типовой задачей построения абонентской части локальной сети является задача объединения отдельных объектов информатизации города Серпухова и Серпуховского района, территориально размещенных в зданиях, на удалении от центра управления на расстоянии до 10 км, в единую локальную вычислительную сеть, и подключения этих объектов информатизации к общей сети через терминал, расположенный в центре управления локальной сети.

Рассмотрим типовую локальную вычислительную сеть, проиллюстрированную на рисунке 3.1. На рисунке 3.1. можно с легкостью рассмотреть примерно как происходить соединение сети.

Из рассмотрения рис.3.1 видно, что центр управления сети соединен с объектом информатизации (жилым районом №1) по средствам кабельной сети, другие объекты информатизации (районы) не подключены по причине существующих преград. Прокладка этих кабелей затруднена по причине наличия водных преград (река Нара) и проложенных железнодорожных путей. Успешное разрешение проблемы объединения объектов информатизации (штабов) в единую локальную вычислительную сеть посредствам прокладки кабеля практически не возможна, так как требует чрезмерно высоких экономических затрат, что подтверждает прейскурант цен прокладки кабеля, представленный в таблице 2.1. Решение задачи объединения объектов информатизации (районов) возможна при помощи беспроводных технологий построения локальных сетей.

Рисунок 3.1 Схема типовой локальной вычислительной сети

Решение задачи объединения объектов информатизации в единую локальную вычислительную сеть путем использования беспроводного радиодоступа D-Link, работающего в диапазоне спектра частот 2,400 …2,4835ГГц, позволяет избежать значительных капитальных вложений в инфраструктуру и приобретение лицензий на частоты вещания. Указанный спектр частот 2,400 …2,4835ГГц выделен в настоящее время в РФ под подобные системы.

Преимуществом использования беспроводного радиодоступа D-Link является максимальная простота и удобство в установке и эксплуатации. Не требуется подключения специального программного обеспечения и интеграции с другими вычислительными системами, что исключает возможные осложнения при обеспечении взаимодействия с другими сетями. Нет необходимости в прокладке дополнительных служебных линий связи, или установке радиорелейного оборудования по причине того, что данное оборудование компании D-Link поддерживает возможность обмена данных между базовыми станциями с использованием этой же технологии и на тех же частотах.

Оборудование D-Link спроектировано в соответствии с современными требованиями, предъявляемыми к алгоритмам управления вычислительными системами, содержит встроенные механизмы установки и поддержки при внедрении в вычислительную сеть, обеспечивающие простой и быстрый запуск.

Рассмотрим основные компоненты оборудования D-Link:

1) Access Point Module (AP) - модуль точки доступа, фактически является базовой станцией системы, которая включает в себя маршрутизатор, что является несомненным преимуществом, так как нет необходимости покупать дополнительное коммутационное оборудование. Модуль точки доступа обеспечивает формирование практически круговой диаграммы направленности излучения. Один модуль точки доступа поддерживает работу до 320 абонентских модулей. Стандартный комплект поставки одного модуля точки доступа включает в себя: адаптер 220, антенну, кабель;

2) Subscriber Module (SM) - абонентский модуль - модуль устанавливаемый непосредственно у абонентов, представляет собой сетевые карты для PCI и PCIMCA. Ориентировочная дальность связи без выносной антенны - 300 м, с антенной - до 1 км только при условии прямой видимости с точкой общего доступа. Скорость приема данных до 4 Мб/сек, скорость передачи данных около 1,5 Мб/сек. Стандартный комплект поставки одного модуля SM включает в себя: сетевую карту, внешнею антенну;

3) Выносная антенна - предназначена для объединения общих точек доступа на значительных расстояниях (от 1 км до 30 км) друг от друга. Дальность связи при помощи выносных антенн определяется коэффициентом усиления.

Таким образом, схема подключения объектов информатизации (штабов) с помощью беспроводной системы D-Link может быть представлена следующим образом (рисунок 3.2).

Рис. 3.2 Схема беспроводного подключения объектов информатизации

Из анализа рис.3.2 видно, что антенна, установленная на одной площадке, может обслуживать абонентов, находящихся в радиусе от 1 км до 10 км с применением выносной антенны, и до 30 км, с использованием усилителей.

Рассмотренное техническое решение использования оборудования D-Link для организации беспроводного доступа к информационным ресурсам локальной сети подходит для обслуживания территорий как с большой плотностью объектов информатизации (конечных пользователей), так и для отдельных, обособленных объектов информатизации, требующих «точечной» передачи данных беспроводного сервиса.

За счет большой гибкости архитектуры локальной сети с беспроводным доступом к ее информационным ресурсам, мобильности объектов информатизации и большой частотной емкости каналов связи обеспечиваются благоприятные условия для эффективной борьбы с агентурными силами конкурентов в целях защиты информации от ее утечки по сравнению с проводными локальными сетями.

Рассмотрим архитектуру беспроводного доступа к информационным ресурсам локальной вычислительной сети с использованием оборудования D-Link в различных режимах его работы с точки зрения обеспечения условий для организации защиты передаваемой информации.

1. Режим «Точка -Многоточие», когда один объект информатизации связан с множеством объектов информатизации (аналог понятия радиосети). В этом режиме передачи информации от точки доступа к абоненту объекта информатизации скорость составляет -21 Mbps (полезная информации >15 Mbps, включает в себя как прямое, так и обратное направления -uplink/downlink). При передаче информации от абонента объекта информатизации к точке доступа скорость составляет 6 Mbps (полезная информация на downlink >4 Mbps, полезная информация на uplink >1 Mbps; соотношение downlink/uplink -конфигурируемое, по умолчанию установлено 25% uplink, 75% downlink).

Отметим, что при более высокой скорости передачи данных в направлении downlink можно организовать кодирование информации с целью защиты ее семантики от несанкционированного разглашения как своими абонентами сети, так и абонентами возможных внешних компьютерных сетей.

2. Режим «Точка -Точка» (каждый с каждым), когда скорость передачи между абонентами -27,56 Мbps (полезная информация -> 21Mbps, включает в себя оба направления - uplink/downlink; соотношение downlink/uplink - конфигурируемое, по умолчанию установлено 50% uplink, 50% downlink => >15Mbps downlink; 15 Mbps uplink).

В этом режиме работы сети обеспечивается наибольшая скрытность передачи информации, так как она адресуется только одному пользователю без промежуточных звеньев ретрансляции.

3. При работе в режиме «Звезда» (точка - многоточие), когда оборудование может обслуживать несколько рядовых абонентов, то в конфигурации «точка-точка» (Point-to-Point) возможно предоставление высокоскоростного канала. Этот скоростной канал можно использовать для кодирования передаваемой информации с целью защиты ее содержания от несанкционированного зарглашения.

При возникновении необходимости в увеличении абонентской емкости системы предложенное техническое решение использования оборудования D-Link демонстрирует свою превосходную способность к масштабированию, удовлетворяя новые требования к площади территории обслуживания объектов информатизации, их плотности и пропускной способности. Благодаря высокой устойчивости к интерференции (наложению одной волны на другую) и использованию направленных антенн, добавление новых передатчиков увеличивает емкость системы, но не уровень интерференционных помех.

Заметим, что точки доступа могут быть подключены к существующей локальной сети или маршрутизатору через стандартное Ethernet соединение с выходом в интернет.

Рассмотрим варианты подключения локальной сети с широкополосным доступом к ее информационным ресурсам к сетям PDH/ SDH и IP/FR, которые проиллюстрированы на рис. 3.3 и 3.4.

Из рассмотрения рис. 3.3 и 3.4 следует, что точки беспроводного доступа и абонентские модули компактны и могут быть смонтированы практически в любом месте.

Защита информационных ресурсов локальной сети от несанкционированного доступа к ним по радиоинтерфейсу достигается благодаря использованию современных методов аутентификации и шифрования, которые рассмотрены в разделе 1.4. дипломной работы.

Рис.3.3 Подключение локальной компьютерной системы с беспроводным доступом к SDH сети

Рис.3.4 Подключение локальной компьютерной системы с беспроводным доступом к IP/FR сети.

Рассмотренные на рис. 3.3 и 3.4 варианты архитектуры локальных компьютерных сетей не затрагивают вопросы организации комплексной защиты объектов информатизации. Организационным и техническим мероприятиям по комплексной защите объектов информатизации уделено внимание в следующем разделе дипломной работы.

3.2 Предлагаемая локальная компьютерная сеть с комплексной защитой объектов информатизации

Известна локальная компьютерная сеть, содержащая неуправляемые коммутаторы с блоками электрического питания, кабель с высокой пропускной способностью и сейфовые средства защиты от несанкционированного демонтажа (кражи) оборудования локальной компьютерной сети [1]. Локальная компьютерная сеть построена по радиальному принципу с размещением сервера в центре сети. Каждый неуправляемый коммутатор с помощью одного своего коммутационного порта связан с соседним неуправляемым коммутатором, а с помощью других коммутационных портов обеспечивает пользователям сети свободный доступ к ее информационным ресурсам. Комплексными средствами защиты оборудования локальной кабельной сети, а именно: в основном, неуправляемых коммутаторов с блоками их электрического питания, от несанкционированного демонтажа (кражи) являются как специально изготовленные сейфовые ящики, так и типовые закрытые щиты электросилового питания, радиовещания, телевидения и др. жилых построек (зданий) пользователей локальной сети.

Недостаток известной локальной кабельной сети состоит в том, что ее радиальное построение требует большого расхода кабеля с высокой пропускной способностью и демаскирует размещение сервера. Кроме того, недостатками известной локальной кабельной сети являются большие эксплутационные затраты на раздельное обслуживание средств сейфовой защиты ее оборудования и электропитания коммутаторов, а также требуется высокая квалификация обслуживающего персонала по устранению возможных сбоев в работе сложного электронного оборудования компьютерной сети и отладки программ корпоративных сетей.

Известна другая [2], наиболее близкая к предлагаемой в дипломной работе, локальная компьютерная кабельная сеть, содержащая неуправляемые коммутаторы с N коммутационными портами, блоки электрического питания неуправляемых коммутаторов и совокупность кабельных линий категории 5Е витая пара с коннекторами на каждом конце кабельной линии. Посредством кабельных линий соединяются между собой соседние неуправляемые коммутаторы. При этом N -2 коммутационных портов каждого неуправляемого коммутатора подключены к коммутационным гнездам оборудования пользователя компьютерной сети. Электрическое питание каждого неуправляемого коммутатора осуществляется с помощью блока электрического питания, входная цепь которого подключена к шинам питающей линии тока промышленной частоты.

Недостаток этого известного технического решения [2] заключается в том, что число пользователей локальной компьютерной сети и ее протяженность ограничены соответственно числом коммутационных портов неуправляемых коммутаторов и возможностями разрешенного пользования электрической энергией питающих линий тока промышленной частоты.

Для устранения этого недостатка предлагается в дипломной работе, увеличить число пользователей (абонентскую емкость) и протяженность локальной компьютерной сети с комплексной защитой объектов информатизации.

С этой целью в дипломной работе предлагается []:

- первичные цепи блоков питания неуправляемых коммутаторов подключить к шинам электрического питания сети переменного тока промышленной частоты пользователей локальной компьютерной сети;

- выходы блоков питания неуправляемых коммутаторов подключить через сдвоенные пары жил кабельных линий категории 5Е витая пара в цепь между гнездом коннектора пользователя компьютерной сети и гнездом коннектора питания неуправляемого коммутатора;

- гнёзда коннекторов дополнительных пользователей компьютерной сети подключить через сдвоенные пары жил кабельных линий к сдвоенным парам жил соседних кабельных линий компьютерной сети.

Схематичное изображение предлагаемой локальной компьютерной сети представлено на рис.3.5, где обозначено:

1 - блок к неуправляемых коммутаторов;

2 - блок ? дополнительных пользователей локальной компьютерной сети (дополнительные пользователи);

3 - блок n x м основных пользователей локальной компьютерной сети (основные пользователи);

4 - блок р источников электрического питания;

5 - шины питающей сети переменного тока промышленной частоты.

Предлагаемая локальная компьютерная сеть работает следующим образом.

Напряжение питающей сети 5 переменного тока промышленной частоты основных 3 и дополнительных 2 пользователей поступает на входы блоков 4 электрического питания, выходные напряжения постоянного тока которых направляется по сдвоенным жилам кабельных линий категории 5Е витая пара на гнезда электрического питания неуправляемых коммутаторов. Такое подключение блоков питания 4 к неуправляемым коммутаторам 1 обеспечивает их защиту от несанкционированного демонтажа (кражи), так как без блоков питания 4 неуправляемые коммутаторы 1 не имеют коммерческого спроса и потому не требуют сейфовой защиты.

Устранение возможных сбоев в работе неуправляемых коммутаторов 1 осуществляется непосредственно самими пользователями компьютерной сети без привлечения высококвалифицированного обслуживающего персонала путем кратковременного отключения шины 5 электрического питания. Оплата электрической энергии за работу блоков питания 4 осуществляется непосредственно пользователями компьютерной сети без трудоемких инспекторских, расчетно-учетных и электромонтажных работ, выполняемых работниками электросети. Кроме того, предлагаемое дистанционное питание неуправляемых коммутаторов 1 расширяет протяженность локальной кабельной сети.

Рис. 3.5. Структурная схема предлагаемой локальной компьютерной сети с комплексной защитой объектов информатизации

Предлагаемое подключение дополнительных пользователей 2 с помощью сдвоенных пар жил кабельных линий категории 5Е витая пара с коннекторами на каждом конце кабельной линии к соседним кабельным линиям расширяет число пользователей компьютерной сети без подключения дополнительных неуправляемых коммутаторов 1, что расширяет абонентскую емкость локальной компьютерной сети.

Положительный эффект от использования разработанной локальной компьютерной сети состоит в том, что увеличивается не менее, чем на 15-20 % число пользователей (абонентской емкости) и на 10-15 % протяженность локальной компьютерной сети с комплексной защитой объектов информатизации.

Разработанная в дипломной работе локальная компьютерная сеть была развернута в 2005 году в микрорайоне города Серпухова и надежно работает по настоящее время.

Особенности разработки, развертывания и эксплуатации локальной сети с комплексной защитой объектов информатизации рассмотрены в отчете о научно-практической работе [ ] Института инженерной физики РФ и в докладе [ ] на 1-й научно-практической конференции молодых ученых и студентов Южного Подмосковья.

В результате разработки предложений по развертыванию локальных сетей можно сформулировать следующие выводы:

1. Наибольшее предпочтение по развертыванию абонентской части локальной сети следует отдать технологии беспроводного радиодоступа компании D-Link, так как она обладает:

- большим радиусом зоны действия;

- большим количеством предоставляемых услуг, в том числе и шифрования (кодирования) передаваемой информации для исключения ее разглашения;

- минимальными потерями в антенно-фидерном тракте для уменьшения утечек информации из сети;

- возможностью подключения к уже существующим кабельным сетям;

- высокой скоростью работы в направлениях как от точки доступа к абоненту, так и обратно, от абонента к точке доступа 21Mbs/15Mbs, что дает техническую возможность организовать кодирование передаваемой информации с целью ее защиты от разглашения;

- поддерживает режимы работы абонентов «точка-точка» (каждый с каждым) для обеспечения наибольшей скрытности и безопасности информации в сети и «точка-многоточие» (один со всеми);

- возможностью интеграции дополнительного оборудования;

- надежной передачей сигнала на больших расстояниях (до 10 км);

- возможностью эффективно вести борьбу с агентурными силами конкурентов за счет большой гибкости архитектуры локальной сети с беспроводным доступом к ее информационным ресурсам, мобильности объектов информатизации и большой частотной емкости каналов связи;

2. Предложена локальная компьютерная сеть с комплексной защитой объектов информатизации, которая позволяет увеличить не менее, чем на 15-20 % число пользователей (абонентской емкости) и на 10-15 % ее протяженность.

3. Развернута в 2005 году в микрорайоне города Серпухова локальная компьютерная сеть с комплексной защитой объектов информатизации, которая надежно работает по настоящее время.

4. Планирование разработки защищенной локальной сети и определение эффективности работы

Проектируемое устройство представляет собой локальную сеть жилых районов. Локальная вычислительная сеть (ЛВС) предназначена для повышения оперативности передачи данных между пользователями и предоставлением им Интернет ресурсов.

Выполнение данной части проекта должно подтвердить экономическую целесообразность разработки, в связи с этим, будут рассмотрены вопросы организации, разработки, монтажа и настройки проектируемой ЛВС, определение экономической эффективности ее использования.

Эффективность разработки будет выражаться в более рациональном и экономичном использования ресурсов компьютеров, подключаемых к ЛВС, а, следовательно, в экономии времени на получение оперативной информации.

1. Планирование разработки локальной вычислительной сети с построением сетевого графика выполнения работ

Таблица 4.1

Состав работ по этапам