Беспроводные сети

Беспроводная среда

Сегодня, в период активного развития беспроводных сетей, эта тема становится все более популярной в телекоммуникационном сообществе. Как только технология окончательно сформируется, производители предложат широкий выбор продукции по приемлемым ценам, что приведет и к росту спроса на неё, и к увеличению объема продаж. В свою очередь, это вызовет дальнейшее совершенствование и развитие беспроводной среды. Словосочетание "беспроводная среда" может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети, в действительности это не так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью в которой - как среда передачи используется кабель, такая сеть со смешенными компонентами называется гибридной.

Для обеспечения беспроводного соединения каждый компьютер должен иметь сетевую карту беспроводного доступа, а в случае более современных машин — встроенное устройство беспроводного доступа, что предпочтительнее. Сетевые карты для портативных ПК вставляются в специальные разъемы и имеют антенны. Некоторые PDA имеют встроенные устройства беспроводного доступа, другие — специальные разъемы для подключения таких устройств. Стационарные ПК могут оборудоваться небольшими, размером с мышку, приемопередатчиками, соединяемыми с USB-портом, или внутренними картами. Для стационарных ПК часто требуется PCMCIA карта (сменная карта размером с кредитную карточку для портативных компьютеров, обеспечивающая дополнительные функции, в том числе беспроводное соединение).

Существует два основных направления применения беспроводных компьютерных сетей - работа в замкнутом объеме (офис, выставочный зал и т.п.) и соединение удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети).

Для организации беспроводной сети в замкнутом пространстве применяются передатчики со всенаправленными антеннами. Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети - Ad-hoc и клиент/сервер. Режим Ad-hoc (иначе называемый называемый "точка-точка") - это простая сеть, в которой связь между станциями (клиентами) устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа. В режиме клиент/сервер беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных клиентских станций. Поскольку в большинстве сетей необходимо обеспечить доступ к файловым серверам, принтерам и другим устройствам, подключенным к проводной локальной сети, чаще всего используется режим клиент/сервер. Без подключения дополнительной антенны устойчивая связь для оборудования IEEE 802.11b достигается в среднем на следующих расстояниях: открытое пространство - 500 м, комната, разделенная перегородками из неметаллического материала, - 100 м, офис из нескольких комнат - 30 м. Следует иметь в виду, что через стены с большим содержанием металлической арматуры (в железобетонных зданиях таковыми являются несущие стены) радиоволны диапазона 2,4 ГГц иногда могут вообще не проходить, поэтому в комнатах, разделенных подобной стеной, придется ставить свои точки доступа

Для соединения удаленных локальных сетей (или удаленных сегментов локальной сети) используется оборудование с направленными антеннами, что позволяет увеличить дальность связи до 20 км (а при использовании специальных усилителей и большой высоте размещения антенн - до 50 км). Причем в качестве подобного оборудования могут выступать и устройства Wi-Fi, нужно лишь добавить к ним специальные антенны (конечно, если это допускается конструкцией). Комплексы для объединения локальных сетей по топологии делятся на "точку-точку" и "звезду". При топологии "точка-точка" (режим Ad-hoc в IEEE 802.11) организуется радиомост между двумя удаленными сегментами сети. При топологии "звезда" одна из станций является центральной и взаимодействует с другими удаленными станциями. При этом центральная станция имеет всенаправленную антенну, а другие удаленные станции - однонаправленные антенны. Применение всенаправленной антенны в центральной станции ограничивает дальность связи дистанцией примерно 7 км. Поэтому, если требуется соединить между собой сегменты локальной сети, удаленные друг от друга на расстояние более 7 км, приходится соединять их по принципу "точка-точка". При этом организуется беспроводная сеть с кольцевой или иной, более сложной топологией.
Безопасностью.

Поскольку теоретически к беспроводной сети можно подключится из любой точки, имея соответствующий сетевой адаптер, большинство моделей беспроводных сетевых адаптеров и узлов передатчиков используют кодирование. Некоторые устройства с возможностью кодирования позволяют код безопасности ESSID. Это восьмиразрядный код, который позволяет защитить сеть от проникновения посторонних пользователей. При этом также не стоит забывать о таких стандартных средствах идентификации в сети, как пароли пользователей. В некоторых беспроводных сетях осуществляется проверка на наличие незарегистрированных МАС – адресов (каждый сетевой адаптер имеет уникальный МАС - адрес) и разрешает доступ в сеть только зарегистрированным сетевым адаптерам. Большинство устройств беспроводной связи используют 40-разрядное шифрование, однако вскоре должна поддержка устройств с 128-разрядным шифрованием. Для обеспечения лучшей безопасности уровни защиты на сетевых адаптерах и узловых передатчиках должны совпадать.

Возможности.

Узловыми передатчиками некоторых производителей можно управлять с помощью Web-браузера; также выпускают утилиты диагностики и мониторинга, что позволяет оптимально располагать узловые передатчики. Устройства беспроводной связи многих производителей поддерживают протокол DHCP, что позволят без проблем переносить компьютер из одной подсети в другую.


Планшет с адаптером PC Card

Портативный компьютер

с адаптером PC Card




При перемещение этот

Узловой передатчик ПК может использовать

другой узловой передатчик




Персональный цифровой ассистент

С адаптером PC Card.
Проводная магистраль сети



Настольный ПК с адаптером PC Card.

Узловой передатчик

Типичная беспроводная сеть с несколькими узловыми передатчиками. Когда пользователь с беспроводным сетевым адаптером переходят из одного офиса в другой, система переключения автоматически переводит адаптер с одного узлового передатчика на другой, позволяя отключаться от сети и подключатся к ней без использования проводов.

Число пользователей на один узловой передатчик варьируется в зависимости от параметров устройства. На данный момент существуют модели, поддерживающие от 15 до 254 пользователей. Для получения дополнительной информации обратитесь к производителю выбранного узлового передатчика.

Логические топологии беспроводных сетей.

Беспроводные сети могут иметь две логические топологии.

• 
  Звездообразная. Эта топология, применяемая в устройствах стандарта 802.11b и Radio LAN, напоминает одноименную топологию сетей стандарта 10BASE-T и остальных, более скоростных версий Ethernet с концентратором. Узловой передатчик играет роль концентратора, поскольку все компьютеры соединяются через узловой передатчик, а не взаимодействуют друг с другом напрямую. Несмотря на то что стоимость этого метода из расчета на одно устройство гораздо выше, он позволяет работать со скоростями , близкими к скоростям 10BASE-T Ethernet, и более прост в управлении.
  
• 
  Точка-точка. Топология «точка-точка» используется в продуктах HomeRF и будет применятся в устройствах Bluetooth. Такие устройства напрямую соединяют друг с другом и не требуют никаких узловых передатчиков или других устройств, подобных концентратору, для взаимодействия друг с другом. Это значительно снижает стоимость, однако ограничивает размер сети и позволяет достигать скоростей, которые намного ниже, чем у сетей 10BASE-T.
  

Сравнение современных беспроводных сетей.

Сеть	Скорость передачи, Мбит/с	Логическая топология	Связь с 10BASE-T.	Максимальное количество компьютеров на один узловой передатчикк
IEEE 802.11b	11	Звездообразная (необходим узловой передатчик)	Узловой передатчик	До 2048
Radio LAN	10	Звездообразная (необходим узловой передатчик)	Wireless Backbone LINK	128
HomeRF		Точка-точка	Symphony Cordless Bridge	10

Проблемы беспроводных локальных сетей

Как и у любой другой сложной технологии, у беспроводных компьютерных сетей есть не только положительные, но и отрицательные стороны

Одна из самых главных проблем - возможное наличие на пути радиоволн препятствий, что приходится учитывать при размещении точки доступа и клиентских станций. Металлические конструкции могут создавать паразитные отражения сигнала, создавая т.н. эффект многолучевого приема, когда на антенну, расположенную на приемной стороне, приходит несколько вариантов переданного сигнала, сдвинутых по фазе один относительно другого. Многолучевой прием значительно увеличивает коэффициент ошибок

Еще одна проблема - "свободный статус" диапазона 2,4 ГГц. В нем могут работать, например, генераторы микроволновых печей или медицинские приборы. И ладно, если медицинский прибор нарушит работу локальной сети, а если локальная сеть создаст серьезные помехи медицинскому прибору? 

Информацию, передаваемую по беспроводной сети, легко перехватить. Да, сейчас используются алгоритмы, которые можно "вскрыть" прямым перебором, разве что используя суперкомпьютер. Но и производительность вычислительной техники растет с большой скоростью. Не исключено, что через несколько лет системы защиты информации, используемые в беспроводных компьютерных сетях, можно будет взломать, используя персональный компьютер. А вот на то, что за это время алгоритмы шифрования, разрешенные для массового применения, будут адекватно улучшены, надеяться не приходится, поскольку недавние события в США поставили перед миром вопрос об ограничении совершенствования массовых средств криптозащиты информации.