Пользователи с доступом к информации посредством беспроводных соединений практически постоянно и, главное, везде могут работать с большей эффективностью и производительностью, нежели их сослуживцы, которые привязаны к телефонным и компьютерным проводным сетям, так как существуют некие правила, которые применимы к конкретной инфраструктуре.

Wi-Fi (от англ. wireless fidelity – беспроводная связь) – это беспроводной метод широкополосного соединения связи класса 802.11, созданный в 1997 г. Как следствие, технология Wi-Fi предназначена для развертывания беспроводных локальных компьютерных сетей, кроме того для создания так именуемых точек доступа, предназначенных для выхода в сеть Интернет.

Оборудование беспроводного доступа представлено огромным количеством производителей. Наибольшей известностью и популярностью пользуется продукция компании «Cisco System».
Cisco в своём классе предлагает пользователям наилучшие решения для беспроводных локальных вычислительных сетей, такие как расширяемость, масштабируемость, легкость в управлении и высочайшую скорость передачи информации.

Точка доступа Cisco Aironet 1300 серии (рис.1) представляет из себя гибкую платформу, которая сочетает функции моста и точки доступа. Данное устройство позволяет создавать соединения с высокой скоростью передачи.

Мост Cisco Aironet предлагает гибкое, удобное в эксплуатации решение для создания беспроводной архитектуры, отвечающее требованиям безопасности, которые предъявляются специалистами в области сетевых технологий WAN.

Главными вариантами использования данного устройства является сетевое соединение в масштабах комплексов зданий, наружная инфраструктура для мобильных сетей и пользователей, публичный доступ вне помещений, а также создание временных сетей для их портативного и быстрого развертывания.

Устройство поддерживает стандарт IEEE 802.11 b/g, который обеспечивает скорости передачи данных 54 Мбит/с с помощью проверенной и защищенной технологии. Компания Cisco максимально облегчила установку и обслуживание устройств этой серии методом интеграции их с проводной сетью. Данные устройства работают под управлением операционной системы Cisco IOS, которая предоставляет расширенные возможности, такие как быстрый и защищенный роуминг, управление качеством обслуживания, а также развертывание виртуальных локальных сетей.

Главными преимуществами оборудования Cisco Aironet является конфигурирование для работы в роли точки доступа или беспроводного моста. Точка доступа обладает мощными механизмами безопасности, основанными на базе стандартов 802.11. Корпус данного оборудования имеет высокую степень защиты и предназначен для работы в довольно жёстких климатических условиях, характеризующихся резкими изменениями температуры окружающей среды. Для усиления сигнала связи, к данному устройству можно подключить дополнительно приобретаемые внешние антенны [1].

Рис.1. Cisco Aironet 1300

Немаловажную роль в создании беспроводных соединений играет инжектор питания для рассматриваемой точки доступа (рис.2). Его основной функцией является преобразование Ethernet интерфейса в двойной F-разъем для двух коаксиальных кабелей, которые являются более подходящими для работы в жестких климатических условиях, а также это устройство обеспечивает питанием Cisco Aironet 1300.

Рис.2. Power Injector для точки доступа

Далее, в качестве маршрутизирующего оборудования выступает устройство Cisco серии 2600 (рис.3), представляющее собой экономичную серию модульных маршрутизаторов для небольших и средних офисов, включающих в себя возможность передачи голоса и факсовых сообщений.

К главным возможностям данного оборудования можно отнести модульную архитектуру, встроенные порты ЛВС, применение флэш-памяти, которая упрощает замену и обслуживание программного обеспечения. Каждый маршрутизатор этой серии имеет одно гнездо для установки сопряжения с глобальной сетью или модуля ЛВС, два гнезда для модулей глобальной сети низкой плотности и одно посадочное место на системной плате для установки сервисного модуля, который может использоваться для аппаратного сжатия или шифрования данных [2].

Рис.3. Cisco 2600

Наконец, коммутирующие устройства также играют существенную роль в организации беспроводной сети. В данном случае рассматривается коммутатор Cisco Catalyst 2950-24 (рис.4), который входит в состав семейства Cisco Catalyst серии 2950.

Это независимые коммутаторы, главное предназначение которых обеспечить бесперебойную производительность на высокой скорости передачи данных. Компания Cisco Systems предоставляет коммутаторы этой серии с двумя видами операционной системы Cisco IOS и с самыми разнообразными модулями, благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант для решения поставленных задач.

С целью увеличения производительности и защиты Catalyst 2950 поддерживает специально разработанные для этого функции. Сетевые администраторы имеют возможность настраивать наивысшие уровни защиты данных, оптимизировать и повышать производительность с помощью виртуальных локальных сетей.

Коммутатор поддерживает до 64 VLAN. Данная возможность гарантирует, что данные будут перенаправляться только на компьютеры, входящие в состав виртуальной локальной сети с целью усилить защиту между портами и уменьшить широковещательный трафик сети.

Используя данное устройство, сетевые администраторы имеют возможность обеспечить высокий уровень защиты портов и консоли оборудования. Контроль доступа к порту основывается на анализе MAC-адреса и защищает от несанкционированного доступа.

Коммутатор Catalyst 2950 способен ограничивать статические и динамические IP-адреса, благодаря чему обеспечивается полный контроль над всей сетью. Защита многоуровневого доступа к консоли коммутатора Catalyst 2950 защищает от несанкционированного доступа к конфигурационным параметрам.

Рис.4. Cisco Catalyst 2950-24

В современное время довольно сложно представить жизнь без беспроводных Интернет соединений. Почти у каждого человека есть ноутбук и смартфон с функцией Wi-Fi. Также наличие беспроводных сетей необходимо для компаний, тесно привязанных к использованию ресурсов сети Интернет.

В ходе написания статьи на данном оборудовании было развернуто беспроводное Wi-Fi соединение. Созданная сеть была протестирована на возможность уязвимостей, произведен замер скорости, определены каналы работы и дальности сигнала, более того реализован доступ к сети Интернет.

Данное соединение можно использовать по своему прямому назначению, например, для создания беспроводной ЛВС, соответственно для передачи данных между подключенными устройствами, а также для доступа к сети Интернет.

Вследствие этого и появилась необходимость описания процесса построения беспроводных сетей. Для создания Wi-Fi соединения использовалось следующее оборудование [1]:

• точка доступа Cisco Aironet 1300, поддерживающая стандарт IEEE 802.11b/g, который обеспечивает скорость передачи данных до 54 Мбит/с.
  
• коммутатор Cisco Catalyst 2950-24, обеспечивающий подключение пользователей в малых и средних сетях.
• маршрутизатор серии Cisco 2600.

Следует понимать, что сведения, представленные в данной статье, были получены на тестовом оборудовании в специально созданных лабораторных условиях. При написании использовались только данные от устройств с конфигурацией по умолчанию.

Разрабатываемая беспроводная сеть должна работать в режиме аутентификации WPA2-Enterprise. Данный режим генерирует из введенной открытым текстом парольной фразы 256-разрядный ключ, иногда именуемый предварительно распределяемым ключом PSK.

Рис.1. Схема настраиваемой сети

На рисунке 1 представлена проектируемая схема беспроводной сети.
Для осуществления настроек Cisco Aironet 1300 необходимо в первую очередь получить доступ непосредственно к настройкам точки доступа. Для этого в адресной строке браузера вводится ip-адрес настраиваемой точки. (По умолчанию 10.0.0.1). Затем требуется заполнить имя пользователя и пароль. (Стандартная конфигурация Cisco; Cisco) [2].

После выполнения данной операции потребуется настроить точку доступа как локальный RADIUS сервер. Для этого необходимо выбрать Security > Server Manager и заполнить IP адрес, порты и общий секретный ключ RADIUS сервера.

Для работы локального RADIUS сервера необходимо использовать порты 1812 и 1813. В зоне Default Server Priorities потребуется определить приоритет EAP аутентификации по умолчанию, то есть 10.0.0.1 (рис.2).

Рис.2. Настройка точки доступа как RADIUS сервер

Затем потребуется выбрать Security > Encryption Manager, а
из меню Ciрhеr, выбрать АES ССМР (рис.3). Это действие включает AES шифрование трафика. По окончании необходимо нажать Аррlу.

Рис.3. Реализация AES шифрования

Далее необходимо выбрать Sесurity > SSID Manager и придумать новое SSID (имя сети). Для этого установить флажок Open Authentication в зоне Authentication Methods Accepted (рис.4).

Рис.4. Настройка SSID

Наконец, осталось подключить беспроводную сеть к Интернет. Для этого необходимо соединить непосредственно консольный кабель с маршрутизатором Cisco 2621 и компьютером через COM-порт и произвести небольшую настройку. Конфигурирование производится при помощи программы PuTTY. Утилита PuTTY – это бесплатная программа для подключения к оборудованию по протоколам удалённого доступа, включая SSH, Telnet и Rlogin и не требующая установки.

После запуска утилиты и подключения к маршрутизатору необходимо ввести команды, представленные на рисунках 5-6.

Рис.5. Конфигурация маршрутизатора

При помощи команды #hostname маршрутизатору было присвоено новое имя Router1. Команды #int fa0/0, #int fa0/1, #no shutdown необходимы для включения интерфейсов FastEthernet 0/0 FastEthernet 0/1 на настраиваемом коммутаторе [3].

Рис.6. Дополнительная конфигурация маршрутизатора

При помощи команды #ip route настраивается статическая маршрутизация на интерфейсах FastEthernet 0/0 и FastEthernet 0/1. В данном случае 0.0.0.0 было выбрано в качестве маршрута по умолчанию. Осталось подсоединить кабель Интернет в интерфейс маршрутизатора FastEthernet 0/0. FastEthernet 0/1, в свою очередь, требуется подключить в один из портов первого коммутатора [4].

Проверить доступность одного из ресурсов сети Интернет из созданного беспроводного подключения можно при помощи команды ping, введенной в командной строке.

Рис.7. Проверка работоспособности сети

На рисунке 7 видно, что заданный узел доступен и принимает отправляемые пакеты, а это говорит о том, что созданная беспроводная сеть не только функционирует локально, но и имеет доступ к Интернет.

После создания беспроводной сети эффективность ее работы была протестирована с помощью специально разработанного для этого программного обеспечения. В современное время таких программ огромное множество, но самой информативной и главное бесплатно-распространяемой является «inSSIDer» версии 2.1.6.1395. В ходе тестирования каких-либо серьезных проблем обнаружено не было, созданное беспроводное соединение успешно справляется с поставленными задачами.

Беспроводное Wi-Fi подключение можно использовать по своему прямому назначению, то есть, например, для передачи файлов между подключенными устройствами, а также для доступа к сети Интернет.

Internetwork Operating System (IOS) это семейство сетевых операционных систем, для сетевых коммутаторов и маршрутизаторов Cisco. IOS это пакет функций коммутации, маршрутизации, интернетворкинга и телекоммуникаций, встроенных в многозадачную операционную систему. Хотя в кодовая база IOS входит кооперативное многозадачное ядро, большинство функций IOS были перенесены в другие ядра, такие как Linux и QNX, для использования в продуктах Cisco [5].

Интерфейс

Интерфейс командной строки IOS (CLI) предоставляет определенный набор команд из нескольких слов. Набор соответствует режиму и уровню привилегий текущего пользователя. Режим глобальной конфигурации предоставлен командами для изменения конфигурации системы, а режим конфигурации интерфейса предоставлен командами для изменения конфигурации определенного интерфейса. Все команды имеют уровень привилегий от 0 до 15 и доступ к ним могут получить только пользователи с необходимыми привилегиями (рис 1.) [4].

Рисунок 1. Структура перехода в разные режимы

Многие сборок IOS содержат интерпретатор Tcl. Используя встроенную функцию диспетчера событий, интерпретатор может быть запрограммирован для реагирования на события в сетевой среде, такие как сбой интерфейса или периодические таймеры.

Наборы функций

Многие продукты Cisco, работающие под управлением IOS имеют один или несколько наборов функций или пакетов, обычно пять пакетов для сетевых коммутаторов и восемь пакетов для маршрутизаторов. Например, выпуски Cisco IOS, предназначенные для использования на коммутаторах Catalyst, доступны как стандартные версии (обеспечивающие только базовую IP-маршрутизацию), расширенные версии, которые обеспечивают полную поддержку маршрутизации IPv4. Расширенные IP-службы обеспечивают расширенные функции, а также поддержку IPv6.

Каждый пакет программ соответствует одной из сервисных категорий [2]:

• IP-данные
• Конвергированная услуга передачи речи и данных
• Безопасность и VPN

Архитектура

IOS имеет монолитную архитектуру из-за ограниченных аппаратных ресурсов маршрутизаторов и коммутаторов поэтому все процессы имеют прямой аппаратный доступ для экономии времени обработки ЦП. Между процессами нет защиты памяти, и IOS имеет планировщик запуска до завершения, что означает, что ядро не резервирует запущенный процесс. Вместо этого процесс должен выполнить вызов ядра, прежде чем другие процессы получат возможность запустить его. IOS рассматривает каждый процесс как отдельный поток и присваивает ему значение приоритета, так что высокоприоритетные процессы выполняются на ЦП до того, как в очередь попадут низкоприоритетные процессы, но высокоприоритетные процессы не могут прерывать выполнение низкоприоритетных процессов. [4].

Монолитное ядро Cisco IOS не реализует защиту памяти для данных различных процессов. Вся физическая память отображается в одно виртуальное адресное пространство. Ядро Cisco IOS не выполняет никакой подкачки памяти или подкачки. Поэтому адресуемая память ограничена физической памятью сетевого устройства, на котором установлена операционная система. Однако IOS поддерживает балансирование дублированного содержимого виртуальной памяти в ту же самую физическую память. Эта архитектура была реализована компанией Cisco для обеспечения производительности системы и минимизации операционных накладных расходов операционной системы.

Недостатком архитектуры IOS является то, что она увеличивает сложность операционной системы, возможно повреждение данных, так как один процесс может записывать данные другого, и один процесс может дестабилизировать всю операционную систему или даже вызвать принудительный сбой программного обеспечения. В случае сбоя операционная система автоматически перезагружается и перезагружает сохраненную конфигурацию [3].