%%% Для сборки выполнить 2 раза команду: pdflatex <имя файла>

\documentclass[a4paper,12pt]{article}

\usepackage{ucs}
\usepackage[utf8x]{inputenc}
\usepackage[russian]{babel}
%\usepackage{cmlgc}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{listings}
\usepackage{xcolor}
%\usepackage{courier}

\makeatletter
\renewcommand\@biblabel[1]{#1.}
\makeatother

\newcommand{\myrule}[1]{\rule{#1}{0.4pt}}
\newcommand{\sign}[2][~]{{\small\myrule{#2}\\[-0.7em]\makebox[#2]{\it #1}}}

% Поля
\usepackage[top=20mm, left=30mm, right=10mm, bottom=20mm, nohead]{geometry}
\usepackage{indentfirst}

% Межстрочный интервал
\renewcommand{\baselinestretch}{1.50}


\begin{document}

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                         %%%
%%% Начало титульного листа %%%

\thispagestyle{empty}
\begin{center}
\renewcommand{\baselinestretch}{1}
\large
{\sc Министерство образования и науки Российской Федерации\\
ФГБОУ <<Петрозаводский государственный университет>>\\
Институт математики и информационных технологий\\
Кафедра информатики и математического обеспечения}

\end{center}

\vfill

\begin{center}
{\normalsize Промежуточный отчет о научно-исследовательской работе} \\

\medskip

%%% Название работы %%%
{\Large \sc Анализ производительности беспроводной сети 802.11}
\end{center}

\medskip

\begin{flushright}
\parbox{11cm}{%
\renewcommand{\baselinestretch}{1.2}
\normalsize
Выполнил:\\
%%% ФИО студента %%%
студент 3 курса группы 22303 П. Г. Петров
\begin{flushright}
\sign[подпись]{4cm}
\end{flushright}

Научный руководитель:\\
%%% степень, звание ФИО научного руководителя %%%
к.ф.-м.н., доцент И. И. Петров\\
Оценка руководителя:\hfill\rule{4cm}{0.4pt}
\begin{flushright}
\sign[подпись]{4cm}
\end{flushright}

Представлен на кафедру
\begin{flushright}
  <<~\myrule{0.8cm}~>>~\myrule{4cm}~~2011~г.\\[1em]
  \sign[подпись принявшего работу]{6cm}
\end{flushright}
}
\end{flushright}

\vfill

\begin{center}
\large
Петрозаводск --- 20XX
\end{center}

%%% Конец титульного листа  %%%
%%%                         %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                          %%%
%%% Содержание               %%%

\newpage

\tableofcontents

%%% Содержание              %%%
%%%                         %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                          %%%
%%% Введение                 %%%

%%% В введении Вы должны описать предметную область, с которой связана %%%
%%% Ваша работа, показать её актуальность, вкратце определить цель     %%%
%%% исследования/разработки					       %%%

\section*{Введение}
\addcontentsline{toc}{section}{Введение}

Обработка данных с помощью ЭВМ является сегодня неотъемлемой частью
технологических циклов большого числа производств в различных отраслях
науки и техники. Широко применяются компьютеры и в процессах управления
и мониторинга.

Развитие информационных технологий, в частности вычислительных и
коммуникационных возможностей компьютеров, привело к появлению новых
приложений и сервисов, функционирующих в сетевой среде и предъявляющих
значительные требования к вычислительным и сетевым ресурсам. Такими
сервисами являются например, видеоконференции, распределённые вычисления,
IP-телефония и т. д. Сеть, таким образом становится не только средой,
обеспечивающей потенциальную возможность коммуникации, но и
неким виртуальным распределённым вычислительным устройством. При этом
роль ЭВМ как локального устройства, предназначенного для проведения
вычислений и обработки данных, отходит на второй план, уступая 
использованию компьютера в качестве сетевой рабочей станции.

На рубеже тысячелетия очередной технологический прорыв в очередной раз
резко сократил размеры и стоимость вычислительных машин. На рынке
появились компактные и недорогие компьютеры типа laptop, сравнимые
по производительности с <<стационарными>> персональными ЭВМ, а также
совсем маленькие <<карманные ПК>>. В результате появилось большое
количество так называемых <<мобильных>> пользователей, а значит, 
и необходимость предоставления доступа к распределённым сетевым
ресурсам не только посредством традиционных кабельных линий связи,
но и посредством беспроводных каналов: инфракрасных, радиоканалов, 
СВЧ-каналов.

Использование беспроводных сред накладывает дополнительные условия
на используемые технологии, поскольку такие линии связи гораздо более
уязвимы для различных помех и атак, кроме того <<мобильность>>
пользователя затрудняет процесс передачи сообщений, поскольку в процессе
доставки пакета данных (прохождения через несколько транизитных услов) 
местоположения абонента может измениться, то есть возникают различные
проблемы, связанные с маршрутизацией. Ситуация осложняетcя тем, что 
многие распространённые сетевые протоколы разрабатывались
исключительно для кабельных сред, и в беспроводных ведут себя крайне
нестабильно.

\dots

\dots

Целью данной работы является изучение протоколов
физического и канального уровней стандартов 802.11a/b/g, исследование
влияния параметров нагрузки на производительность сети. Важной задачей
исследования является разработка методологии планирования мощности,
позволяющей на основе непрерывных наблюдений за состоянием сети, 
строить прогнозы дальнейшего развития и предлагать практические 
рекомендации по управлению сегментом беспроводной сети.

%%% Введение                %%%
%%%                         %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                          %%%
%%% Обзор                    %%%

%%% В обзоре раскрывается текущее состояние исследований/разработок    %%%
%%% в выбранной Вами области                                           %%%

\section{Обзор беспроводных технологий}

\subsection{Общие сведения о беспроводных сетях}

На сегодняшний день существует около двадцати различных технологий передачи
данных, использующих беспроводные каналы связи и отличающихся как 
принципами функционирования, дальностью и качеством связи,
так и набором поддерживаемых услуг. 

Для передачи данных большинство технологий использует электромагнитные колебания,
расположенные в диапазоне радиочастот (от $10$ до $10^{13}$ Hz). Это во многом 
объясняется проблемами, связанными с использованием других частотных диапазонов.
Так использование инфракрасных волн ограничено небольшими помещениями с защитой от
тепловых помех, использование сверхвысокочастотные электромагнитные волны требует
обеспечения прямой видимости между передатчиком и приёмником и существенных затрат
энергии, а качество связи оптических беспроводных сетей существенно зависит от
погодных условий.

\dots

\dots

Мы рассмотрим ниже несколько наиболее распространённых и универсальных
(то есть не ориентированных на определённый вид трафика) стандартов и 
покажем, что именно технология 802.11 является наиболее реальным 
претендентом на наследство локальных кабельных сетей передачи данных.

\dots

\dots

\subsection{Сети IEEE802.11}

С 1990 года рабочая группа по стандартам для
беспроводных локальных сетей 802.11 занимаестя разработкой
всеобщего стандарта для радиооборудования и сетей, работающих на частоте 2,4 ГГц,
Первая версия стандарта, опубликованная в 1997 г. определяла скорости доступа
1 и 2 Mbps. 

\dots

\dots

Основная архитектура, особенности и службы 802.11b определяются в
первоначальном стандарте 802.11. Спецификация 802.11b затрагивает
только физический уровень, добавляя лишь более высокие скорости доступа.

\dots

\dots

Стандарт определяет два режима работы сети --- режим
<<ad hoc>> и клиент/сервер (или режим инфраструктуры --- infrastructure
mode). 

%%% Пример включения изображения                                         %%%
%%% Векторное изображение можно подготовить в любом векторном редакторе, %%%
%%% допускающем сохранение в формате eps. В ОС Windows это может быть    %%%
%%% WinFIG, CorelDraw, в Linux --- XFIG. Для визуализации данных (т.е.   %%%
%%% построения графиков) используйте программу GnuPlot                   %%%

\begin{figure}
  \centering
  \includegraphics[width=0.75\textwidth]{images/adhoc.pdf}
  \caption{Архитектура <<Ad hoc>>}
  \label{fig:adhoc}
\end{figure}

Режим <<ad hoc>> (также называемый точка-точка, или независимый
базовый набор служб, IBSS) --- это простая сеть, в которой связь
между многочисленными станциями устанавливается напрямую, без
использования специальной точки доступа. 
Такой режим полезен в том случае, если инфраструктура беспроводной
сети либо не сформирована (например, отель, выставочный зал, аэропорт),
либо по каким-то причинам не может быть сформирована.

\dots

\dots

\begin{figure}
  \centering
  \includegraphics[width=10.94cm]{images/80211card.jpg}
  \caption{Внешний вид адаптера Wi-Fi}
  \label{fig:card}
\end{figure}

\dots

\dots

\subsubsection{Формат кадра в стандарте 802.11}

Каждый кадр, независимо от его назначения состоит из следующих основных компонентов:

\begin{enumerate}
\item Заголовок кадра
\item Тело кадра переменной длины
\item Конрольная последовательность, содержащая 32-битный CRC
\end{enumerate}

\dots

\dots


%%% Обзор                   %%%
%%%                         %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                          %%%
%%% Постановка задачи        %%%

%%% Итогом этого раздела должна быть ясная формулировка задач, требующих %%%
%%% решения для достижения цели, кратко указанной во введении            %%%

\section{Постановка задачи}

\subsection{Анализ производительности распределённой схемы доступа протокола 802.11}

Хорошо известно, что многие схемы случайного доступа проявляют
неустойчивое поведение. В частности при росте предлагаемой нагрузки,
пропускная способность возрастает до максимального значения (назовём
его максимальной пропускной способностью). Однако дальнейший рост нагрузки
ведёт в конечном счёте к существенному сокращению пропускной способности
системы. Это приводит к тому, что практически невозможно работать в схеме
случайного доступа с максимальной пропускной способностью на протяжении
долгого периода времени, и, таким образом, максимальная пропускная
способность становится практически бесполезной характеристикой
производительности схемы доступа. 

\dots

\dots

Большинство теоретических исследований сегмента сети 802.11 основаны
на марковской модели, описанной в \cite{bianchi}.

\dots

\dots

Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:

\begin{enumerate}
\item Выполнить обзор подходов к моделированию сегмента беспроводной сети
\item Изучить марковскую модель процесса захвата среды станцией \cite{bianchi}
\item \dots
\item \dots
\end{enumerate}

%%% Постановка задачи        %%%
%%%                          %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                          %%%
%%% Результаты               %%%

%%% Здесь опишите то, что уже сделано на данном этапе %%%

\section{Текущие результаты}

На данный момент получены результаты

\begin{enumerate}
\item Изучено семейство стандартов 802.11, определяющих технологию Wi-Fi
\item Изучены работы \cite{bianchi, bianchi2, luna, wu}, посвящённые
анализу сегмента беспроводной сети 802.11
\item \dots
\item \dots
\end{enumerate}

\dots

\dots

%%% Пример внутристрочной и выключной формулы %%%

Вероятность $\tau$, что станция передаёт
в произвольно выбранный слот, равна

\begin{equation}
\tau = \sum_{i = 0}^{m} b_{i, 0} = \frac{b_{0, 0}}{1 - p} = \frac{2(1 - 2p)}{(1 - 2p)(W + 1) + pW(1 - (2p)^m)}
\label{seven}
\end{equation}

\lstset{ %
% \usepackage{color} or \usepackage{xcolor}; should come as last argument
  basicstyle=\ttfamily\footnotesize,
  breakatwhitespace=false,
  breaklines=true,
  captionpos=b,
  deletekeywords={...},
  escapeinside={\%*}{*)},
  extendedchars=true,
  keepspaces=true,
  language=C,
  morekeywords={*,...},
  showspaces=false,
  showstringspaces=false,
  showtabs=false,
  numbers=none,
  numbersep=8pt,
  tabsize=4,
  frame=lines,	
  title=\lstname
}

Ниже проиллюстрированы некоторые возможности оформления кода в \LaTeX.

\begin{lstlisting}[caption=Одна очень известная программа]
#include<stdio.h>

int main()
{
    printf("Hello, world!\n");
}
\end{lstlisting}

\dots

\dots

%%% Результаты               %%%
%%%                          %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%


%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%                          %%%
%%% Использованные источники %%%

\renewcommand{\bibname}{Библиографический список использованной литературы}
\begin{thebibliography}{99}
%\thispagestyle{empty}
\vspace{5mm}
\addcontentsline{toc}{section}{Библиографический список использованной литературы}

\bibitem{s802}
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
(CSMA/CD) access method and physical layer specifications. IEEE Std. 802.3, 2000 Edition

\bibitem{vishn}
Вишневский В. М. {\it Теоретические основы проектирования
компьютерных сетей} М.: Техносфера. 2003. --- 512 с.

\bibitem{sklar}
Скляр Б. {\it Цифровая связь} М.: Вильямс. 2003 --- 1104 с.

\bibitem{bianchi}
Bianchi G. {\it Performance Analysis of the IEEE 802.11
Distributed Coordination Function} IEEE Journal on Selected Areas in
Communication, Vol. 18, No. 3, March 2000

\bibitem{bianchi2}
Bianchi G., Tinnirello I. {\it Kalman Filter Estimation
of the Number of Competings Terminals in an IEEE 802.11 network} IEEE INFOCOM'2003

\bibitem{metcalfe}
Boggs D. R., Metcalf R. M. {\itshape Ethernet: Distributed Packet Switching
for Local Computer Networks} //Communications of the ACM, vol.~19, N~5, July~1976, pp.~395-404

\bibitem{luna}
Carvalho M. M., Garcia-Luna-Aceves J. J. {\it Delay
Analysis of IEEE 802.11 in Single-Hop Networks}

\bibitem{v}
Chatzimisios P., Vitsas V., Boucouvalas A. C. {\it Throughput
and Delay Analysis of IEEE 802.11 Protocol}

\bibitem{wu}
Wu H., Peng Y., Long. K, Cheng S., Ma J. {\it Performance of
Reliable Transport Protocol
over IEEE Wireless LAN: Analysis and Enhancement}, IEEE INFOCOM'2002

\end{thebibliography}

%%%                          %%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

\end{document}
