АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ДАННЫХ ПО ПРОТОКОЛУ WI-FI И BLUETOOTH ПРИ ПОМОЩИ ФЛЕШ-НАКОПИТЕЛЯ

В статье рассматривается анализ распределенной информационной системы для передачи мультимедийных данных по протоколу WiFi и Bluetooth при помощи флеш-накопителя. Раскрываются сравнительный анализ использования беспроводных протоколов передачи данных. Проводится анализ характеристик каждого из протокола передачи данных. Использование протоколов беспроводной передачи данных на практике.

Ключевые слова: Wi-Fi, Bluetooth, передача данных, протокол передачи данных, соединение, данные, пакеты данных, мультимедийные данные.

Распределенные информационные системы представляют собой все более важную тенденцию для пользователей компьютеров. Распределенная обработка - это способ реализации одного логического набора функций обработки на нескольких физических устройствах, так что каждый из них выполняет некоторую часть общей требуемой обработки.

Характерной особенностью распределенных систем, является распределение функций и ресурсов между множественными элементами и отсутствие единого управляющего центра, что предотвращает остановку работы всей системы, при выходе из строя одного из узлов. Привычная всем сеть Интернет является примером распределённой информационной системы [4].

Распределенная информационная система служит мостом для передачи мультимедийных данных по протоколу Wi-Fi и Bluetooth.

Протокол передачи данных Wi-Fi является беспроводной локальной сетью с устройствами на базе стандартов IEEE 802.11. В настоящее время работа осуществляется в безлицензионном частотном диапазоне ISM (2402-2480 МГц) [3].

Стандартная схема Wi-Fi содержит минимум одну точку доступа и подключенного к ней клиента. Зная имя сети, клиент может произвести подключение. Если сеть является защищенной, но помимо этого, клиенту потребуется ввести пароль для подключения. Если клиент попадает в зону, где настроена более 2 точек доступа, устройство, принимающее сигнал выбирает сеть на основании уровня сигнала сети. При этом происходит кратковременный разрыв доступа к сети, который связан с отключением от одной сети и подключением к другой.

Преимущества Wi-Fi [5]:

• простой и удобный способ подключения к услуге;
• отсутствие необходимости подключения дополнительных устройств - модемов, телефонных линий, выделенных каналов для соединения с сетью Интернет;
• простой способ настройки компьютера;
• нет зависимости от времени использования услуги, оплата только за используемый Интернет – трафик;
• скорость приема/передачи данных - до 54 Мбит/с;
• защищенность передачи данных;
• постоянно расширяемая сеть точек доступа Wi-Fi.

Изначально, когда был разработан стандарт передачи данных по беспроводной сети, он использовался в случаях, когда развертывание кабельной системы было невозможно или было не выгодно в финансовом аспекте. В настоящее время, использование сети Wi-Fi является повсеместным. Значок, о возможности свободного подключения к сети можно увидеть в кафе, организации, торговом центре, автобусе, метро. Стоит отметить, что логотип Wi-Fi – это не просто доступ в глобальную паутину, а в первую очередь товарный знак, который гарантирует сертификацию оборудования.  При использовании оборудования должного качества, скорость передачи данных по сетевому протоколу, может превышать 100 Мбит/сек.

Современные цифровые устройства, такие как планшеты, ноутбуки, телефоны являются не только приемниками сети, но и сами способны раздавать сигнал, выступая точкой доступа к сети.

Оборудование, обеспечивающее доступ к подключению, делят на 2 типа – точка доступа и беспроводной роутер. Внутреннее строение таких устройств имеет схожую структуру. Главным отличием является программное обеспечение и режимы работы.

В точках доступа устанавливается радио модуль, отвечающий за прием и передачу данных по сети. Стандарт протокола передачи данных Wi-Fi гарантирует, что вне зависимости от выбранного оборудования и фирмы производителя оно будет совместимо между собой.

Выделяют следующие преимущества использования протокола Wi-Fi:

• Для подключения и развертывания точки доступа, необходим кабель провайдера и устройство, передающее сигнал, что позволяет избежать прокладки кабеля к устройствам, требующим подключения.
• Беспроводной доступ к сети мобильных устройств.
• Совместимость оборудования.
• В радиусе действия настроенной точки доступа Wi-Fi, подключение к сети доступном многим устройствам.
• Безопасность использования.

В настоящее время, доступно использование Wi-Fi подключения на телевизорах, игровых приставках, флеш-накопителях. Несмотря на широкое использование, в России при организации точки с пропускной способностью свыше 100 Мбит/сек требуется ее сертификация на государственном уровне.

На ряду с протоколом передачи данных Wi-Fi, широкое применение получил беспроводной стандарт связи Bluetooth. Принцип действия прокола основан на использовании радиоволн. Радиосвязь, происходит в ISM-диапазоне, который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях.  Передача данных требует низких энергетических затрат, что позволяет передавать данные и мультимедийные файлы между совместимыми устройствами [1]. В протоколе используются алгоритмы FHSS, которые обладают скачкообразной перестройкой частоты. Частота меняется 1600 раз в секунду, что обеспечивает наличие нескольких соединений в радиусе действия без помех [2]. Спецификации использования Bluetooth, предполагаю использование беспроводных персональных сетей ближайшего радиуса действия, и подразумевает использование целого ряда протоколов. Архитектура Bluetooth является многоуровневой и имеет разделение на 2 узла:

• контроллер;
• узел сети.

Контроллер отделен от узла сети интерфейсом хост-контроллера, по которому происходит обмен данными между нижним и верхним слоями стека. Объединение физического и канального уровней модели OSI происходит благодаря узлам контроллера. Здесь находится базовый уровень, на котором идет формирование пакетов для передачи данных, осуществляется кодирование и коррекция ошибок. На базовом уровне находится LMP протокол, который является спецификацией функции по реализации линий связи между устройствами, их управлением и защиты. При попытке соединения, вызывающее устройство посылает LMP – запрос на установление соединения. Если запрос подтверждается, то далее по протоколу LMP включаются защитные механизмы, для установления линий связи.

На канальном уровне располагается протокол L2CAP, который служит для управления логической связью, и обеспечивает обмен данными со спецификациями сетевого уровня, такими как: rfcomm, sdp, tcs. Протокол определен асинхронной линией связи, по данному соединению передаются только данные, но звуковые файлы.

Для обнаружения услуг используется протокол SPD. С помощью данного протокола происходит поиск и дальнейшее отображение на интерфейсе, всех доступных в радиусе действия услуг и их характеристик. SPD имеет свою серверную часть, на которой располагаются записи о доступных сервисах.

Современные разработчики вышли на новый уровень и если в момент своего появления Bluetooth использовался в качестве передачи файлов между телефонами, то сейчас благодаря универсальным драйверам возможно подключение по сети различных гаджетов. Новомодные беспроводные устройства, такие как наушники, колонки, микрофоны, флеш-накопители, дополнительные гаджеты к техническим устройствам, а также связь элементов умного дома обеспечивается по протоколу Bluetooth.

Несмотря на то, что Bluetooth не обеспечивает высокой пропускной способности, он может стать альтернативой соединения компьютеров в локальную сеть. Главным условием для соединения послужит относительно малый радиус расположения устройств, который составляет не более 100 метров.

Несмотря на то, что оба протокола, которые рассматривались в рамках изучения являются беспроводными протоколами передачи данных, они имеют множественные отличия. Выбор стандарта, в первую очередь, зависит от целей использования. Если в работе необходим доступ к сети интернет, планируется передача данных, требуемая высоких пропускных способностей, целесообразно выбрать Wi-Fi. Для соединения устройств и передачи данных в малом радиусе действия подойдет Bluetooth.

Список литературы:

1. OffLink [Электронный ресурс]: URL: https://offlink.ru/the-types-of-wireless-networks/what-is-a-bluetooth-network-and-how-does-it-work/ (дата обращения 28.01.2019)
2. Беляев, А.О. Критерии выбора архитектуры беспроводной сети мобильных диагностических систем / А.О. Беляев // Ползуновский вестник. 2013 г. №2. – с. 114 -116.
3. Бохан П.В. WLAN СЕТИ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ // Международный студенческий научный вестник. 2015. №3. URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=12470 (дата обращения: 09.10.2015).
4. ИНТУИТ Национальный Открытый Университет [Электронный ресурс]: https://www.intuit.ru/studies/courses/1115/177/lecture/4778 (дата обращения 28.01.2019)
5. Галицкий А.В., Шангин В.Ф. Защита информации в сети, /. – М.: ДМК Пресс, 2004 – 616с.