Анализ расширения функциональных возможностей беспроводных маршрутизаторов на основе замены программного обеспечения.

ВВЕДЕНИЕ
Стартом для создания ЛВС в далеких 60-ых годах послужили эксперименты в рамках, которых новую технологию пытались интегрировать с телефонной сетью. Но высокая стоимость опытов, частые поломки электроники, свели попытки к нулю. Однако в 1970 сотрудниками исследовательского центра компании "Xerox", поддержанными лабораториями Кембриджа, еще некоторыми научными заведениями, были предприняты попытки соединить мини-вычислительные машины при помощи общей цифровой сети. Информация отправлялась пакетами, с исходящей скоростью 2 Мбит/с, передача осуществлялась с помощью шинной и кольцевой магистрали.
Пионерные внедрения ЛВС состоялись к концу 70-х годов. Используя высокоскоростной коаксиальный кабель, компания "Prime" предъявила ЛВС "RingNet", компания "Datapoint" - ЛВС "AttachedResourseComputer" (ARC). В 1980 году в институте инженеров по электротехнике и электронике IEEE (InstituteofEleсtricalandEleсtronicEngeneers) организован комитет "802" по стандартизации ЛВС. Это подтолкнуло к ускорению создания новых коммерческих внедрений локальных ВС.
Сегодня насчитывается около 130 миллионов PC и 80% участвуют в различных информационных-вычислительных сетях. Это могут быть, как локальные офисные объединения, так и глобальные сети типа Internet. Стремление пользователей к использованию Всемирной сети объясняется рядом важных причин. Это возможность мгновенно получать и передавать сообщения (используя для этого факс, электронную почту, системы чатов). Причем содержание сообщений может носить деловой или персональный характер. Еще одна причина – это возможность соединения ПК независимо от фирмы производителя, а также страны расположения пользователей. В некоторых случаях компьютеры параллельно могут оставаться подключенными и к локальной сети, а значит управляться различными программными системами.
LAN - LocalAreaNetwork – одна из работающих идей, наиболее полно отождествляющая перечисленные причины. Сегодня локальные ВС характеризуются усредненными параметрами, определяющими «локальность» сети. Чаще это имеет отношение к расстоянию, на котором находятся абоненты (в радиусе сотен метров), в некоторых случаях оно достигает нескольких километров.
Аппаратно-программное внедрение с участием нескольких взаимодействующих компьютерных систем посредством коммуникационных средств определяет географическое ограничение конкретной локальной вычислительной сети. Благодаря ей пользователь остается на связи с присутствующими рабочими станциями, также подключенными к определенной ЛВС.
Используемые специальные блоки сопряжения позволяют подключать периферийные устройства, вычислительные машины, а также использовать локальный высокоскоростной канал передачи информации, это и определяет основные отличия ЛВС от глобальных систем. Так системы, в которых ЭВМ соединяются по схемам линий связи или используют различные конфигурации систем телеобработки, не считаются локальными вычислительными линиями, хотя и охватывают практически такую же территориальную единицу.
Сегодня использование ЛВС актуально для производственных систем. Благодаря таким сетям объединяют работу нескольких операторов, находящихся на разных рабочих местах, одновременно использующих одно оборудование, программное обеспечение или информационную базу. Это устраняет изолированность рабочих мест и объединяет их единой системой.
Чтобы организовать ЛВС потребуются сетевые адаптеры, линии, устройства обеспечивающие взаимодействие элементов сети (мосты, маршрутизаторы, коммутаторы и т. д.), встроенные в используемые ЭВМ.
Маршрутизатор (router) - многофункциональное устройство, предназначенное для ограничения широковещательного трафика посредством разбиения сети на сегменты, обеспечения защиты информации, управления и организации резервных путей между областями широковещания.
Маршрутизатор действует на сетевом уровне (третьем в модели OSI) и обладает следующими особенностями: 1. Учитывает специфику протоколов, используя маршрутную информацию сетевого уровня; 2. Может обмениваться с другими маршрутизаторами информацией для сбора данных о топологии и состоянии сети. На основе анализа информации выбирается наилучший путь для передачи пакета; 3. Определяет логические границы между группами сетевых сегментов.
Маршрутизаторы прозрачны для протоколов физического уровня и используются, как правило, для соединения разнородных сетей, каждая из которых может быть административно независимой. Маршрутизаторы отвечают за создание и поддержку для каждого протокола сетевого уровня маршрутных таблиц, которые могут быть статическими или динамическими. Кроме того, они идентифицируют протокол в заголовке каждого пакета, находят адрес получателя сетевого уровня и выбирают путь передачи данных, содержащийся в маршрутной таблице соответствующего протокола.
Достоинства маршрутизаторов:
• обеспечивают большую гибкость, чем мосты;
• выбирают наилучший путь передачи на основе адреса, скорости, стоимости, загрузки линии;
• используют альтернативные пути, равномерно распределяя нагрузку;
• создают защитный барьер между подсетями;
• защищают информацию с помощью фильтров пакетов;
• могут разбивать длинные сообщения на несколько коротких, позволяя соединять сети, в которых используются пакеты различной длины;
• облегчают поддержку больших интерсетей.
Недостатки маршрутизаторов:
• более сложны в установке и конфигурировании, чем мосты;
• при перемещении компьютера из одной подсети в другую требуется сменить его сетевой адрес.
Если используется беспроводной маршрутизатор, беспроводная сеть называется инфраструктура . Беспроводной маршрутизатор является главным компонентом домашней сети. Беспроводной маршрутизатор можно сравнить с базовой станцией беспроводного телефона. А другие беспроводные устройства в сети (такие как компьютеры и принтеры) — с беспроводной трубкой телефона. Весь обмен данными в беспроводной сети осуществляется через беспроводной маршрутизатор, обеспечивающий взаимодействие устройств друг с другом и с внешним миром. Многие беспроводные маршрутизаторы имеют встроенный Брандмауэр для предотвращения несанкционированного доступа к сети.
Многие маршрутизаторы также поддерживают проводное (Ethernet) подключение устройств к сети. Таким образом, к домашней сети с беспроводным маршрутизатором могут быть подключены как проводные, так и беспроводные устройства.
Встроенное программное обеспечение беспроводного маршрутизатора является его неотъемлемой частью и позволяет проводить его настройку для использования в сети, настройки беспроводного подключения, а также различные дополнительные функции.
Встроенное программное обеспечение бывает стандартным и альтернативным.
Большое количество проектов по созданию альтернативных программ (прошивок) для маршрутизаторов появилось в последнее время в сети. Это связано с тем, что стандартные возможности ПО маршрутизаторов зачастую весьма ограничены, и альтернативные прошивки позволяют существенно расширить их.
Объектданногоисследования - расширениефункциональныхвозможностейбеспроводных маршрутизаторовнаосновезаменыпрограммногообеспечения.
Основной целью исследования является рассмотрение прошивки DD-WRT для маршрутизатора D-LinlDIR-300 и выделение ее особенностей и функциональных возможностей, а также отличий от стандартной микропрограммы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• Дать краткую характеристику элементарной базы, используемой в современных маршрутизаторах, и рассмотреть их основные аппаратные ресурсы.
• Рассмотреть стандартное ПО маршрутизаторов.
• Кратко охарактеризовать основные проекты по созданию альтернативного ПО для беспроводных маршрутизаторах, присутствующие в настоящее время в сети.
• Рассмотреть особенности стандартного программного обеспечения маршрутизаторов.
• Рассмотреть стандартную встроенную микропрограмму на примере DIR-300.
• Кратко описать методы замены стандартного ПО для этого маршрутизатора.
Исследование может быть использовано пользователями, которые желают расширить функциональность своих устройств.
Тема является достаточно актуальной по той причине, что использование альтернативного ПО позволяет существенно расширить функциональность маршрутизатора. Тема является востребованной в настоящее время.
В результате исследования предполагается получить описание расширенных возможностей маршрутизатора и методов замены его микропрограммы на альтернативную.
В исследовании будут использованы ресурсы и форумы сети интернет по данной теме, а также зарубежная и отечественная литература, в частности официальный форум прошивки dd-wrt.

 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 2
1.КРАТКИЙАНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙАППАРАТНОГООБЕСПЕЧЕНИЯБЕСПРОВОДНЫХУСТРОЙСТВIEEE 802.11 8
1.1.Краткие сведенияомикроэлектронной базе,применяемой приразработке беспроводныхустройств 8
1.2.Аппаратныересурсыиосновныеэлементысистемнойплатыбеспроводныхустройств IEEE802.11 10
1.3. Стандартное ПО роутера 12
1.4. Альтернативные встаиваемыемикропрограммы управления 21
1.5. Вывод по главе 27
2.АНАЛИЗРАСШИРЕНИЯФУНКЦИОНАЛЬНЫХВОЗМОЖНОСТЕЙБЕСПРОВОДНЫХМАРШРУТИЗАТОРОВНА ОСНОВЕЗАМЕНЫПРОГРАММНОГООБЕСПЕЧЕНИЯ 28
2.1.Особенностипрограммногообеспечения 28
2.2.Стандартное встраиваемоепрограммноеобеспечение 34
2.3.Методызаменыстандартной микропрограммы управления нарасширенную 44
2.2.4. Функциональные расширения альтернативных микропрограммуправления 52
2.2.5.Анализособенностейрасширенногопрограммного обеспечениявстраиваемого вбеспроводныхустройствIEEE802.11 55
2.2.6.Выводпо главе 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 69

 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Беспроводной маршрутизатор используется, как важный элемент домашней сети. Его роль в управлении обменом информации между интернетом (посредством модема или внешней линии) и подключенными клиентскими устройствами, независимо от способа их соединения. Все большее число маршрутизаторов потребительского класса обладают обширным функционалом, обеспечивающим безопасную работу компьютерной системы, не исключая устройства хранения, подключенные внешним способом. В использовании сетевого коммутатора или свитча, просматривается появление стандартов, в виде часто встречающихся четырех гигабитных портов Ethernet. В отличие от сетевых концентраторов, передающих информацию всем пользователям, сетевой коммутатор анализирует трафик и направляет отчет конкретному пользователю. Использование индивидуальных маршрутизаторов, встроенных в домашнюю сеть не нашло применения в широкой практике, хотя в принципе это возможно. Функцию беспроводной точки доступа также возлагают на маршрутизатор. Беспроводные устройства данного предназначения используют два частотных диапазона 2,4 и 5 ГГц, благодаря чему становится возможным соединение сразу с несколькими сетями.
Несомненно, установка альтернативной прошивки на маршрутизатор может существенно расширить его функциональные возможности.
В целом цель, поставленную в рамках исследованияможно считать достигнутой. Нами были рассмотрены основные существующие проекты по реализации альтернативных прошивок для беспроводных роутеров. Были выделены особенности стандартной и альтернативных прошивок, описаны методы замены.
Результаты исследования могут быть использованы на практике для замены микропрограммы в роутерах пользователями.
Результаты исследования следующие:
Рассмотрены особенности стандартной и альтернативной микропрограмм;
Описаны особенности альтернативной микропрограммы DD-WRT для роутера D-LinkDIR-300;
Перечислены основные функциональные расширения, присутствующие в альтернативных микропрограммах.
Основной сложностью при проведении исследования послужило то, что в современных моделях роутеров D-Link отсутствует возможность установки альтернативных микропрограмм. Поэтому в целом практическую значимость данного исследования можно считать невысокой. Тем не менее, мы постарались рассмотреть и другие решения.
Задачей последующих исследований можно считать аналогичное исследование для других моделей современных беспроводных маршрутизаторов. Результаты данного исследования могут быть использованы в них.
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Альтернативные прошивки современных роутеров. https://www.overclockers.ru/lab/39487.shtml
2. Как прошить маршрутизатор DIR-300. http://mirfb.ru/kak-proshit-dir-300/
3. Технологические термины: маршрутизаторы. http://ixbt.ucoz.com/load/1-1-0-12
4. Маршрутизаторыhttp://forum.netbynet.ru/index.php ?mode=threaded&showtopic=114692
5. Все о построении сетей с помощью маршрутизаторов http://www.abnet.am/router_2.html
6. Колесниченко Д. Беспроводная сеть дома и в офисе. СПб.: БХВ, 2012.
7. Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологи, протоколы. СПб.: Питер, 2016.
8. Беделл П. Сети. Беспроводные сети. М.: НТ-Пресс, 2008.
9. Рандалл Н. Сосински Д. Беспроводные решений. М.: Техносфера, 2007.
10. Баскаков И., Пролетарский А. Беспроводные сети Wi-Fi. М.: ИНТУИТ, 2013. – 216 с.
11. Бройдо, В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учеб. пособие / В. Л. Бройдо, О. П. Ильина. − 3-е изд. − СПб.: Питер, 2013. − 766 с.
12. Васильков А.В, Васильков И.А. Безопасность и управление доступом в информационных системах. - М.: Форум, 2010. – 368 с.
13. Ватманюк А. Создание и обслуживание локальных сетей. СПб.: Питер, 2012. – 346 с.
14. Величко, В. В. Телекоммуникационные системы и сети: учеб. пособие для студ. вузов связи и колледжей: в 3 т. / В. В. Величко [и др.] ; под ред. В. П. Шувалова, Т. 3, Мультисервисные сети . - М.: Горячая линия-Телеком, 2015. - 592 с.
15. Гейер Д. Беспроводные сети. Первый шаг. М.: Вильямс, 2012. – 192 с.
16. Гепко И., Олейник В., Чайка Ю., Бодаренко А. Современные беспроводные сети. Состояние и перспективы развития. М.: Екмо, 2012.
17. Гордиенко, В. Н. Многоканальные телекоммуникационные системы: учебник для студ. вузов, обуч. по спец. 201000 «Многоканальные телекоммуникационные системы» / В. Н. Гордиенко, М. С. Тверецкий. - Москва: Горячая линия-Телеком, 2012. - 416 с.
18. Галичский, К. В. Компьютерные системы [Текст] / К. В. Галичский. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012. - 400 с.
19. Дэвидсон, Д. Основы передачи данных по сетям IP, 2-е изд. [Текст] / Д. Дэвидсон, Д. Питерс, М. Бхатия, С. Калидинди, С. Мукхержи. - М.: Вильямс, 2012. - 400 с.
20. Епанешников А.М., Епанешников В.А. Локальные вычислительные сети. М.: Диалог-Мифи, 2015. – 431 с.
21. Колбин Р. Глобальные и локальные сети. Создание, настройка и использование. М.: Бином, 2011. – 251 с.
22. Коханович Г.Ф., Климчук В.П., Паук С.М. Защита информации в телекоммуникационных системах. М.: МК-Пресс, 2012.
23. Немировский М., Шорин О. Беспроводные технологии от последнего дюйма до последней мили. М.: Эко-Тенз, 2012. – 400 с.
24. Пескова, С. А. Сети и телекоммуникации: учеб. пособие для вузов / С. А. Пескова, А. В. Кузин, А. Н. Волков. − 2-е изд., стер. − М.: Академия, 2013. − 350 с. − (Высшее профессиональное образование). − Библиогр.: с. 339.
25. Поляк-Брагинский А. Локальные сети. Модернизация и поиск неисправностей. СПб.:БХВ, 2012. – 832 с.
26. Пятибратов, А. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учеб. пособие для вузов / А. П. Пятибратов, Л. П. Гудыно, А. А. Кириченко; под ред. А. П. Пятибратова . − 3-е изд., перераб. и доп. − М.: Финансы и статистика, 2012. − 560 с.
27. Рассел Д. Локальная вычислительная сеть. М.: Книга по требованию, 2012. – 102 с.
28. Росс Д. Wi-Fi. Беспроводная сеть. М.: НТ-Пресс, 2012. – 654 с.
29. Росляков, А. В. IP-телефония [Текст] / А. В. Росляков, М. Ю. Самсонов, И. В. Шибаева. − М.: Эко-Трендз, 2013. − 253 с.
30. Смирнова Е., Пролетарский А, Ромашника Е., Суровов А. Технология коммутации и маршрутизации в локальных компьютерных сетях. М.: МГТУ им. Баумана, 2013. – 392 с.
31. Строганов, М. П. Информационные сети и телекоммуникации: учеб. пособие / М. П. Строганов, М. А. Щербаков. − М.: Высшая школа, 2011. − 151 с.: ил.
32. Филимонов, А. Ю. Построение мультисервисных сетей Ethernet [Текст] / А. Ю. Филимонов. − СПб.: БХВ-петербург, 2012. − 502 с.
33. Чекмарев Ю.В. Локальные вычислительные сети. М.: Книга по требованию, 2012. – 226 с.