Попов_Н_Д_ВКР_презентация_ИСПРАВЛ

1. Имитационное моделирование работы беспроводной сети Wi-Fi в программе Cisco Packet Tracer

Министерство образования Московской области
Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Московской области
«Подмосковный колледж «Энергия»
(ГАПОУ МО «ПК «Энергия»)
Имитационное моделирование
работы беспроводной сети Wi-Fi в
программе Cisco Packet Tracer
Студент 5ИА21Г
Попов Н.Д.

2. Актуальность

Стремительный рост числа беспроводных устройств и
переход офисов на преимущественно беспроводной доступ
требуют от Wi-Fi сетей высокой пропускной способности,
стабильного покрытия и информационной безопасности
Имитационное моделирование в Cisco Packet Tracer
позволяет выявлять и устранять проблемы (мёртвые зоны,
интерференция, уязвимости) ещё на этапе проектирования,
снижая временные и финансовые затраты на внедрение

3. Объект, предмет и цель исследования

Объект исследования:
беспроводная сеть Wi-Fi малого офиса
Предмет исследования:
процесс имитационного моделирования, оптимизации
параметров и оценки производительности сети в среде
Cisco Packet Tracer 6.2
Цель исследования:
разработка, оптимизация и комплексное исследование
имитационной модели Wi-Fi сети малого офиса на
основе расширенной звездообразной топологии,
обеспечивающей
высокий
уровень
покрытия,
производительности и безопасности

4. Задачи работы

Задачами работы являются:
Различный сбор информации
Анализ
полученной
информации
Проведение экспериментов и
применение
полученных
знаний на практике.

5. Теоретическая база: стандарты IEEE 802.11

Стандарт
Год
Диапазон
Макс. скорость
Ширина канала
Основные технологии
802.11
1997
2,4 ГГц
2 Мбит/с
20 МГц
DSSS, FHSS
802.11b
1999
2,4 ГГц
11 Мбит/с
20 МГц
HR-DSSS
802.11a
1999
5 ГГц
54 Мбит/с
20 МГц
OFDM
802.11g
2003
2,4 ГГц
54 Мбит/с
20 МГц
OFDM + совместимость с b
802.11n (Wi-Fi 4)
2009
2,4 и 5 ГГц
до 600 Мбит/с
20/40 МГц
MIMO, OFDM
802.11ac (Wi-Fi
5)
2013
5 ГГц
до 3,5 Гбит/с
до 160 МГц
MU-MIMO, Beamforming
802.11ax (Wi-Fi
6)
2019
2,4 и 5 ГГц
до 9,6 Гбит/с
до 160 МГц
OFDMA, улучшенное MU-MIMO

6. Безопасность сетей и инструмент моделирования

Эволюция защиты Wi-Fi:
WEP → WPA → WPA2 (AES-CCMP) → WPA3 (SAE). Для офиса
рекомендованы WPA2/WPA3-PSK, сегментация через VLAN, изоляция
гостевой сети
Cisco Packet Tracer 6.2:
режимы Realtime и Simulation, поддержка 802.11a/b/g/n и частично ac,
визуализация зон покрытия по RSSI
Ограничения версии 6.2:
нет нескольких SSID на одном устройстве WRT300N, ограниченная
поддержка Wi-Fi 6

7. Методология исследования

Метод и среда:
имитационное моделирование в Cisco Packet Tracer 6.2.0.0052, основа —
стандарты IEEE 802.11 и техническая документация Cisco
Топология:
расширенная звездообразная с центральным коммутатором и тремя
независимыми точками доступа (по одной на группу пользователей)
Оборудование модели:
маршрутизатор Cisco 2811, коммутатор Cisco 2960, 3× точки доступа
Linksys WRT300N, сервер Server-PT, 15 оконечных устройств, Cloud-PT

8. Разработка имитационной модели

3 независимые точки доступа WRT300N, VLAN 10/20/30 (Staff / Guest / IoT), Router-on-a-Stick, 15
устройств

9. Конфигурация безопасности (WRT300N)

WPA2-PSK с шифрованием AES, отдельный SSID и VLAN на каждую группу, Client Isolation для гостевой
сети; каналы 1 / 6 / 11

10. Результаты оптимизации сети

Параметр
Исходная
После оптимизации
Средняя задержка Staff-Secure (мс)
47
19
Средняя задержка Guest (мс)
54
36
Средняя задержка IoT (мс)
51
34
Процент потерь пакетов (%)
9
2,2–3,8
Относительная пропускная способность
1,0
1,8
Ключевые этапы: уровень мощности Medium, непересекающиеся каналы 1 / 6 / 11,
внедрение базовых политик QoS на маршрутизаторе Cisco 2811.

11. Выводы и рекомендации

цель достигнута: разработана работоспособная модель,
проведены оптимизация и анализ результатов
при разделении пользователей предпочтительны отдельные
точки доступа, а не несколько SSID на одном устройстве
уровень мощности передачи Medium обеспечивает
наилучший баланс покрытия, интерференции и потерь
строго использовать непересекающиеся каналы 1, 6 и 11,
каждой группе — уникальный SSID, ключ WPA2-PSK и свой
VLAN
QoS применять для приоритетных групп, мониторинг
задержки (≤ 40 мс) и потерь (≤ 4 %) — обязателен
для реальных сетей рекомендуется
поддержкой Wi-Fi 6 (802.11ax) и выше
оборудование
с

12. Имитационное моделирование работы беспроводной сети Wi-Fi в программе Cisco Packet Tracer

Министерство образования Московской области
Государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение Московской области
«Подмосковный колледж «Энергия»
(ГАПОУ МО «ПК «Энергия»)
Имитационное моделирование
работы беспроводной сети Wi-Fi в
программе Cisco Packet Tracer
Студент 5ИА21Г
Попов Н.Д.
Спасибо за внимание!