Технология Wi-Fi

1. фон Wi-Fi

1.1. Введение

Его название происходит от торговой марки Wi-Fi. Это механизм для беспроводного подключения электронных устройств. Устройства с поддержкой Wi-Fi, такие как персональный компьютер, игровая консоль, смартфон или цифровой аудиоплеер, могут подключаться к Интернету через точку доступа к беспроводной сети.

Wi-Fi - это торговая марка Wi-Fi Alliance, коммерческой организации, которая принимает, тестирует и удостоверяет, что оборудование соответствует стандартам 802.11, относящимся к беспроводным локальным сетям.

1.2 История

История возникновения и развития этой беспроводной технологии восходит к 1880 году, когда Александр Грэм Белл и Чарльз Саммер Тейнтер изобрели фотофон, первое устройство для передачи звука через свет без использования кабелей, всего 8 лет спустя немецкий физик. Рудольф Герц использовал радиоволны для создания первой беспроводной связи.

В 1971 году группа американских исследователей разработала первую беспроводную локальную сеть, назвав ее ALOHAnet. Эта первая WLAN использовала радиоволны для связи с различными компьютерами, расположенными на разных островах Гавайев.

Основы нынешнего Wi-Fi восходят к 1985 году, когда Комиссия по связи США установила характеристики, которые должна была иметь беспроводная сеть, назначив частоты, на которых эта технология работает, известные как диапазоны ISM (промышленные, научные, медицинские), предназначенные для использование в беспроводных сетях в промышленной, научной и медицинской областях.

В 1991 году североамериканские компании AT&T и NCR разработали основы стандарта 802.11, который устанавливает правила беспроводной связи, в то время скорости передачи были действительно низкими, порядка 5 Мбит / с, пока в 1993 году не инженер Джон О'Салливан. разработал технологию для астрофизического сектора, которая была реализована в беспроводных сетях, что позволило достичь эффективных скоростей передачи.

В 1997 году IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) представил стандарт 802.11. Позже, в 1999 году несколько компаний, таких как финская Nokia, в то время ведущий производитель мобильных телефонов, и американская Symbol Technologies, специалист по разработке беспроводных решений или специалист по производству полупроводников Intersil, среди прочих, создали некоммерческую ассоциацию WECA с участием С целью содействия разработке электронных устройств, совместимых со стандартом IEEE 802.11, позже в 2003 году он был переименован в Wi-Fi Alliance.

1.3. Настоящее название Wi-Fi

В 2000 году, всего через год после своего образования, то, что все еще называлось WECA, приняло стандарт IEEE 802.11b в качестве стандарта. Название было очень некоммерческим, поэтому ассоциация нанимает рекламную компанию Interbrand, чтобы создать название, которое будет намного легче запомнить, что-то короткое и простое. Предложений несколько: «Prozac», «Compaq», «Oneworld», «Imation» и, очевидно, «Wi-Fi», сокращение от Wíreles Fidelity.

Wi-Fi (802.11) был создан для замены физического и MAC- уровней Ethernet (802.3).

Другими словами, Wi-Fi и Ethernet - это одни и те же сети, которые различаются способом доступа компьютера или терминала к сети, Ethernet через кабель и Wi-Fi через электромагнитные волны. Эта функция делает их совместимыми.

Важно отметить, что Wi-Fi - это не бренд, это название стандарта. Это означает, что все компьютеры с печатью Wi-Fi могут работать вместе независимо от производителя, создавшего сеть или компьютер. Так что если в офисе у нас есть компьютеры разных производителей, но у всех есть Wi-Fi, мы без проблем можем их соединить.

В настоящее время Wi-Fi, прежде всего, известен как инструмент для доступа в Интернет, но правда в том, что он был разработан как локальная беспроводная сеть для соединения нескольких устройств друг с другом на небольшом расстоянии. Эту утилиту не следует забывать, потому что, хотя она менее широко используется, она может предоставить пользователю множество возможностей и возможностей.

1.4. Самый популярный Wi Fi

Первоначальный стандарт - 802.11, он эволюционировал, и теперь диапазон и возможности скорости различны. Всегда говорим о Wi-Fi, вот несколько вариантов:

• IEEE 802.11b и IEEE 802.11g, оба имеют полосу частот 2,4 ГГц, первый достигает скорости 11 Мбит / с, а второй - 54 Мбит / с. Это самые распространенные стандарты, которые обеспечивают им широкое международное признание.

• IEEE 802.11a, более известный как Wifi5, потому что его полоса составляет 5 ГГц, имеет более высокую частоту, чем предыдущий стандарт, также имеет более короткий диапазон, примерно на 10% меньше. С другой стороны, поскольку это довольно новая система, все еще нет других технологий, которые ее используют, поэтому подключение к Интернету с компьютера очень чистое и без помех.

• IEEE 802.11n, он также работает на частоте 2,4 ГГц, но скорость намного выше, чем у его предшественников, 108 Мбит / с.

1.5. Типы беспроводных сетей.

Типы беспроводных сетей зависят от их диапазона и типа используемой электромагнитной волны. В зависимости от их размера мы находим следующие сети, от самого маленького до самого большого диапазона:

• WPAN (беспроводная персональная сеть): этот тип сети используется с такими технологиями, как HomeRF, Bluetooth, ZigBee и RFID . Это небольшая персональная сеть, технологии, которые ее используют, могут соединять мобильные телефоны в доме и компьютеры через центральное устройство. Он также используется в домашних условиях, так как требует безопасной связи с низкой скоростью передачи данных и низким потреблением.

• WLAN (беспроводная локальная сеть): в локальных сетях мы можем найти беспроводные технологии, основанные на HiperLAN (High Performance Radio LAN), или технологии, основанные на Wi-Fi (Wireless-Fidelity).

• WMAN (Wireless Metropolitan Area Network, Wireless MAN): наиболее популярной технологией, используемой в этой сети, является WiMax (всемирное взаимодействие для микроволнового доступа), стандарт беспроводной связи, основанный на стандарте IEEE 802.16. Он очень похож на Wi-Fi , но имеет большее покрытие и пропускную способность. Другой пример - LMDS (служба локального многоточечного распространения).

• WWAN (беспроводная глобальная сеть, беспроводная глобальная сеть): это сеть, используемая для мобильных телефонов второго и третьего поколения (UMTS) и для мобильных телефонов GPRS (цифровая технология).

1.6 Возможные типы волн:

• Радиоволны: они всенаправленные, им не нужны параболические, и они нечувствительны к климатическим изменениям, таким как дождь. Есть несколько типов диапазона, он может передаваться с частотой от 3 до 30 Гц и максимум от 300 до 3000 МГц.

• Наземные микроволны: параболические антенны отправляют информацию, она достигает километров, но передатчик и приемник должны быть идеально согласованы. Их частота составляет от 1 до 300 ГГц.

• Спутниковая микроволновая печь: информация передается со спутника, это одна из самых гибких волн, но ей легко создавать помехи.

• Инфракрасный: они должны быть прямо выровнены, не проходить сквозь стены и иметь частоту от 300 ГГц до 384 ТГц.

1.7. Преимущества и недостатки беспроводных сетей

Главное достоинство - практически незамысловатая мобильность. Но это подразумевает нечто большее, чем простой факт доступа к Интернету с дивана или стола - это сложности.

Исторические здания, которые не позволяют прокладывать кабель, или слишком широкие места, такие как промышленные склады, где невозможно прокладывать проводку, являются хорошим примером того, как этот тип сети может стать важным.

С другой стороны, доступ к сети одновременный и быстрый. С технической точки зрения следует сказать, что перемещение терминалов осуществляется просто и, следовательно, их установка выполняется быстро. Главный недостаток - потеря скорости передачи по кабелю и возможные помехи в пространстве.

Кроме того, будучи открытой сетью, она может вызвать проблемы с безопасностью, хотя все больше и больше пользователей имеют информацию и механизмы защиты, такие как традиционный и эффективный пароль. В 90-е годы даже здоровье этой сети подвергалось сомнению - теория, которая сегодня опровергнута.

До сих пор мы говорили о преимуществах и недостатках беспроводных сетей на локальном уровне. Недостатки возникают при сравнении емкости кабеля с емкостью LAN (обычно Wi-Fi). Но, как мы указывали ранее, существует больше типов беспроводных сетей, некоторые из них с большим радиусом действия, что делает возможным подключение на километры.

В этом случае нет возможности сравнения с кабелем, они первопроходцы и открыли большие возможности. Яркий пример можно найти в большой эволюции мобильных телефонов в последние годы или в возможностях спутников.

У каждого типа беспроводной сети есть свои возможности и ограничения, которые позволяют адаптировать ее к потребностям пользователя. Несомненно, это технология, все еще имеющая недостатки, которые будут исправлены в процессе эволюции, что по-прежнему преподносит нам большие сюрпризы.

2. Сети Wi-Fi

Сеть Wi-Fi - это сеть передачи данных и, следовательно, позволяет подключать серверы, ПК, принтеры и т. Д. С точным доступом к ней без необходимости прокладки кабелей.

В чистом смысле стоит сказать, что аббревиатура Wi-Fi (Wireless Fidelity) используется для обозначения продуктов, которые включают в себя любые разновидности беспроводных технологий из стандартов IEEE 802.11, которые позволяют создавать известные беспроводные локальные сети. такие как WLAN4, и что они полностью совместимы с стандартами любого другого производителя, использующего эти стандарты.

Общие рабочие характеристики сети Wi-Fi такие же, как и у проводной сети. Особенность в том, что Wi-Fi в качестве среды передачи использует воздух.

Основные компоненты сети Wi-Fi:

• Точка доступа (AP): это соединение между проводными сетями и сетью Wi-Fi или между различными областями, покрытыми сетями Wi-Fi, которая затем действует как ретранслятор сигнала между этими областями (ячейками). или несколько антенн, подключенных к точке доступа Терминал Wi-Fi. Это может быть внешнее устройство Wi-Fi, которое установлено на ПК пользователя, или оно может быть уже интегрировано, как это обычно бывает с ноутбуками. Кроме того, вы можете найти другие терминалы с возможностью связи, такие как электронные программы (КПК) и мобильные телефоны, у которых есть аксессуары (внутренние или внешние) для подключения к сетям Wi-Fi.

2.1. Архитектура сети Wi-Fi

Изначально беспроводные сети были задуманы для создания корпоративных локальных сетей. Поэтому их архитектура довольно проста. Однако со временем его использование превратилось в глобальные сети, в основном в городских центрах. Это связано с тем, что архитектура, несмотря на простоту, очень легко масштабируется.

2.1.1. Элементы сети Wi-Fi

В состав сети Wi-Fi входят следующие элементы:

• Точка доступа (AP): это устройство, которое управляет передаваемой информацией и обеспечивает ее доступ к месту назначения. Точно так же он обеспечивает связь между сетью Wi-Fi и фиксированной сетью Антенна: Антенны - это элементы, которые отправляют в воздух сигналы в форме электромагнитных волн, которые содержат информацию, направленную на целевое устройство; и в то же время они захватывают с воздуха сигналы, из которых будет извлекаться информация, поступающая от другого устройства. Каждый тип антенны имеет геометрические свойства, которые позволяют направлять электромагнитную энергию в определенных направлениях в пространстве.

Всенаправленные антенны излучают во всех направлениях, в то время как секторные или другие более направленные антенны, такие как параболические антенны, постепенно уменьшают угловой сектор, в котором они излучают. Концентрируя отправляемую (или захваченную) энергию, можно получить связь между антеннами на большом расстоянии.

• Внешнее устройство Wi-Fi: карта Wi-Fi - это карта локальной сети (CHAL), которая соответствует сертификации Wi-Fi и, следовательно, позволяет подключать пользовательский терминал к сети 802.11. Существуют разные карты для каждого субстандарта (a, b или gr), но есть и смешанные карты. Эти внешние устройства можно подключать к слотам PCI или PCMCIA или к портам USB.

Основные различия между этим типом карты и обычной картой Ethernet - это шифрование данных, идентификатор сети Wi-Fi (ESSID), канал и настройка скорости.

• Пользовательская антенна и разъем для гибкого кабеля: пользовательская антенна обеспечивает необходимое покрытие для доступа пользователя к сети Wi-Fi. Разъем для пигтейла - это тип кабеля, который соединяет и адаптирует карту Wi-Fi и антенну пользователя.

Типология сети Wi-Fi

2.1.2. Топология сети Wi-Fi

В сетях Wi-Fi мы можем найти два типа топологий:

Сети без инфраструктуры.

Сети Wi-Fi без инфраструктуры не нуждаются в фиксированной системе, которая соединяет между собой некоторые элементы архитектуры. Это сети, не имевшие значительного коммерческого успеха. Наиболее частыми примерами, которые мы можем найти, являются специальные сети (или Peer-to-Peer) и рыболовные / обмолоченные сети или MESH на английском языке.

Первые состоят из группы терминалов, каждый из которых обменивается данными напрямую с другими посредством радиосигналов без использования какой-либо точки доступа. Терминалы этой сети Wi-Fi, которые хотят связываться друг с другом, должны использовать один и тот же радиоканал и настроить определенный идентификатор Wi-Fi (с именем ESSI) в режиме ad hoc.

Вместо этого в сетях типа MESH используются точки доступа, которые работают с разными частотными каналами. С одной стороны, они обеспечивают покрытие портативных терминалов, а с другой стороны, они обмениваются данными друг с другом, образуя выловленную / обмолоченную сеть, которая позволяет им покрывать большие площади без необходимости предварительной проводки.

Сеть в режиме инфраструктуры.

Сеть в режиме инфраструктуры работает с использованием точек доступа. Он более эффективен, чем специальная сеть, поскольку этот режим управляет каждым пакетом информации и транспортирует его по месту назначения, повышая скорость всего. В этом режиме работы сетевая карта автоматически настраивается на использование того же радиоканала, что и ближайшая точка доступа в сети. В сети в режиме инфраструктуры точки доступа могут работать как соединение между двумя сетями. В этой топологии есть две возможности: первая - точка доступа действует как соединение между сетью Wi-Fi и другой сетью через кабели, например, локальная сеть, доступ ADSL и т. Д.Второй сценарий состоит из точки доступа, действующей как соединение между двумя точками доступа, которые предоставляют доступ к Wi-Fi пользователям, находящимся в разных областях.

2.1.3. Технологические ограничения семейства 802.11 (WI-FI)

Независимо от диапазона частот, в котором они работают, все стандарты подсемейства 802.11 имеют некоторые ограничения. Этих ограничений пять:

• Диапазон: хотя на коммерческой основе обычно говорят о диапазоне до 100 метров, эти данные зависят, во-первых, от местоположения и наличия препятствий на пути между точкой доступа и терминалом, а во-вторых, от погодные условия и помехи. Пропускная способность: Номинально, различные стандарты могут физически (то есть в эфирном канале, исключая любую неэффективность, которую могут внести более высокие протоколы) скорости, упомянутые и представленные каждым субстандартом. Однако из-за влияния протоколов, необходимых для передачи пользовательской информации по эфирному каналу, чтобы использовать более надежное кодирование перед лицом помех и / или ошибок, полезная скорость намного ниже. Качество обслуживания: Не весь трафик одинаково важен с точки зрения каждого пользователя. Таким образом, можно считать, что вызов VoIP должен иметь приоритет над передачей файла. Наиболее распространенные протоколы Wi-Fi, такие как теперь b и g, не включают в себя какой-либо механизм для определения приоритета одного типа трафика над другим, что очень вредно, когда потоки трафика с очень разными требованиями, такими как голос и данные, смешиваются. Безопасность:Первоначально сети Wi-Fi не имели очень сложных механизмов безопасности, поскольку упор делался на способ передачи данных по воздуху, что было более актуальной технологической проблемой. Однако с успехом этой технологии и публикацией слабых сторон исходных механизмов безопасности возникла необходимость внести улучшения в этот аспект. Мобильность:Сети Wi-Fi обычно считаются мобильными, поскольку вам не нужно подключаться из фиксированного места, чтобы получить доступ к услугам, которые они нам предлагают. Строго говоря, это считается роумингом, а не мобильностью. Фактически, невозможно использовать сеть Wi-Fi из движущегося транспортного средства на нормальной скорости по физическим причинам, связанным со скоростью. Более того, даже когда мы движемся с низкой скоростью (ходьба) из-за ограниченного диапазона покрытия точки доступа, нам нужно быстро установить соединение с другой точкой доступа, что означает «прыгать» с одной точки доступа на другую.

3. Протоколы

Стандарт IEEE 802.11 определяет использование двух нижних уровней архитектуры OSI (физический и канальный уровни), определяя их стандарты производительности в WLAN. Протоколы филиалов 802.x определяют технологию локальных и городских сетей.

802.11 наследие

Первоначальная версия стандарта IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) 802.11, опубликованного в 1997 году, определяет две теоретические скорости передачи 1 и 2 мегабита в секунду (Мбит / с), которые передаются посредством инфракрасных (ИК) сигналов. IR по-прежнему является частью стандарта, хотя нет доступных реализаций.

Исходный стандарт также определил протокол CSMA / CA (множественный доступ с контролем несущей, предотвращающий коллизии) как метод доступа. Важная часть теоретической скорости передачи используется в целях этого кодирования для улучшения качества передачи в различных условиях окружающей среды, что привело к трудностям взаимодействия между оборудованием разных производителей. Эти и другие недостатки были исправлены в стандарте 802.11b, который первым из этого семейства получил широкое признание среди потребителей.

802.11a

Версия 802.11a была утверждена в 1999 году. Стандарт 802.11a использует тот же набор базовых протоколов, что и исходный стандарт, работает в диапазоне 5 ГГц и использует 52 поднесущих с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) с максимальной скоростью 54 Мбит / с, что делает его практическим стандартом для беспроводных сетей с фактической скоростью около 20 Мбит / с. При необходимости скорость передачи данных снижается до 48, 36, 24, 18, 12, 9 или 6 Мбит / с. 802.11a имеет 12 каналов без отворота, 8 для беспроводных и 4 для соединений точка-точка. Он не может взаимодействовать со стандартным оборудованием 802.11b, если у вас нет оборудования, которое реализует оба стандарта.

802.11b

Версия исходного стандарта 802.11b была ратифицирована в 1999 году. 802.11b имеет максимальную скорость передачи 11 Мбит / с и использует тот же метод доступа, который определен в исходном стандарте CSMA / CA. Стандарт 802.11b работает в диапазоне 2,4 ГГц. Из-за пространства, занимаемого кодированием протокола CSMA / CA, на практике максимальная скорость передачи по этому стандарту составляет примерно 5,9 Мбит / с по TCP. и 7,1 Мбит / с по UDP.

802.11e

Спецификация IEEE 802.11e предлагает стандарт беспроводной связи, который обеспечивает взаимодействие между общедоступными, деловыми и жилыми пользовательскими средами, с дополнительной возможностью удовлетворения потребностей каждой отрасли. В отличие от других инициатив в области беспроводного подключения, это можно рассматривать как один из первых стандартов беспроводной связи для работы в домашних и деловых условиях. В соответствии со стандартами 802.11b и 802.11a спецификация добавляет функции QoS и поддержку мультимедиа, сохраняя при этом совместимость с ними. Эти возможности необходимы домашним сетям, а также операторам и поставщикам услуг для создания расширенных предложений. Документ, устанавливающий руководящие принципы QoS, утвержденный в ноябре прошлого года,определяет первые признаки того, какой будет спецификация, которая появится в конце 2001 года. Она также включает исправление ошибок (FEC) и охватывает интерфейсы адаптации аудио и видео с целью улучшения управления и интеграции на уровнях этих механизмов. которые отвечают за управление сетями более низкого ранга. Централизованная система управления, интегрированная в QoS, позволяет избежать коллизий и узких мест, улучшая способность доставки критических по времени нагрузок. Эти правила еще не утверждены. Благодаря стандарту 802.11 технология IEEE 802.11 поддерживает трафик в реальном времени во всех типах сред и ситуаций. Приложения реального времени стали реальностью благодаря гарантиям качества обслуживания (QoS), предоставляемым 802.11e. Цель нового стандарта 802.11e заключается в том, чтобы ввести новые механизмы на уровне MAC для поддержки услуг, требующих гарантий качества обслуживания. Для достижения этой цели IEEE 802.11e вводит новый элемент, называемый функцией гибридной координации (HCF), с двумя типами доступа:

(EDCA) Расширенный доступ к распределенному каналу, эквивалентный DCF.

(HCCA) Контролируемый доступ HCF, эквивалент PCF.

В этом новом стандарте определены четыре категории доступа к среде (в порядке от наименьшего к наибольшему приоритету).

• Фон (AC_BK) Best Effort (AC_BE) Видео (AC_VI) Голос (AC_VO)

Чтобы добиться дифференциации трафика, для каждой из категорий определены разное время доступа к среде передачи и разные размеры окна конкуренции.

802.11g

В июне 2003 года был ратифицирован третий стандарт модуляции: 802.11g, который является развитием 802.11b. Он использует полосу 2,4 ГГц (например, 802.11b), но работает с теоретической максимальной скоростью 54 Мбит / с, что в среднем составляет 22,0 Мбит / с реальной скорости передачи, аналогично скорости передачи Стандарт 802.11a. Он совместим со стандартом b и использует те же частоты. Значительная часть процесса разработки нового стандарта была взята на то, чтобы сделать две модели совместимыми. Однако в сетях стандарта g наличие узлов стандарта b значительно снижает скорость передачи.

Оборудование, работающее в стандарте 802.11g, очень быстро вышло на рынок, даже до его ратификации, на которую было выдано ок. 20 июня 2003 г. Частично это было связано с тем, что для создания оборудования в соответствии с этим новым стандартом можно было адаптировать уже разработанное для стандарта b.

В настоящее время продается оборудование с этой спецификацией мощностью до полуватта, которое позволяет осуществлять связь на расстоянии более 50 км с помощью параболических антенн или соответствующего радиооборудования.

Существует вариант под названием 802.11g +, обеспечивающий скорость передачи 108 Мбит / с. Как правило, он работает только на компьютерах того же производителя, поскольку использует проприетарные протоколы.

Взаимодействие 802.11g и 802.11b.

802.11g имеет то преимущество, что он может сосуществовать со стандартами 802.11a и 802.11b, благодаря тому, что он может работать с технологиями RF DSSS и OFDM. Однако, если он используется для реализации пользователей, которые работают со стандартом 802.11b, производительность беспроводной соты будет зависеть от них, обеспечивая только скорость передачи 22 Мбит / с. Это ухудшение связано с тем, что клиенты 802.11b не поддерживают содержат OFDM.

Предполагая, что у вас есть точка доступа, которая работает с 802.11g, а клиент с 802.11b и еще один 802.11g в настоящее время подключены, поскольку клиент 802.11b не понимает механизмы отправки OFDM, которые используются 802.11g, произойдут коллизии, которые вызовут пересылку информации, что еще больше ухудшит нашу пропускную способность.

Предполагая, что клиент 802.11b в настоящее время не подключен, точка доступа отправляет кадры, которые предоставляют информацию о точке доступа и беспроводной соте. Без клиента 802.11b кадры увидят следующую информацию:

NON_ERP присутствует: нет

Защита от использования: нет

ERP (Extended Rate Physical), это относится к устройствам, которые используют расширенные скорости передачи данных, другими словами, NON_ERP относится к 802.11b. Если бы они были ERP, они бы поддерживали высокую скорость передачи данных, которую поддерживает 802.11g.

Когда клиент 802.11b связывается с AP (точкой доступа), последняя предупреждает остальную часть сети о присутствии клиента NON_ERP. Меняют их рамки следующим образом:

NON_ERP присутствует: да

Использовать защиту: да

Теперь, когда беспроводная сота знает о клиенте 802.11b, способ передачи информации внутри соты изменился. Теперь, когда клиент 802.11g хочет отправить кадр, он должен сначала предупредить клиента 802.11b, отправив ему сообщение RTS (запрос на отправку) на скорости 802.11b, чтобы клиент 802.11b мог его понять. Сообщение RTS отправляется в одноадресной форме. Приемник 802.11b отвечает сообщением CTS (Clear to Send).

Теперь, когда канал свободен для отправки, клиент 802.11g отправляет информацию со скоростью, соответствующей его стандарту. Клиент 802.11b воспринимает информацию, отправленную клиентом 802.11g, как шум.

Вмешательство клиента 802.11b в сеть типа 802.11g не ограничивается только ячейкой точки доступа, к которой он подключен, если он работает в среде с несколькими точками доступа в роуминге, точки доступа в Если клиент 802.11b не подключен, между ними будут передаваться кадры со следующей информацией:

NON_ERP присутствует: нет

Использовать защиту: да

В предыдущем кадре сообщается, что к одной из точек доступа подключен клиент NON_ERP, однако при включенном роуминге этот клиент 802.11b может подключиться к любому из них в любое время, поэтому они должны использовать механизмы безопасность всей беспроводной сети, что снижает производительность всей соты. Вот почему клиенты должны предпочтительно подключаться по стандарту 802.11g. Wi-Fi (802.11b / g)

802.11h

Спецификация 802.11h представляет собой модификацию стандарта 802.11 для WLAN, разработанного рабочей группой 11 комитета стандартов LAN / MAN IEEE (IEEE 802) и выпущенного в октябре 2003 г. 802.11h пытается решить проблемы, возникающие из сосуществование сетей 802.11 с радарными или спутниковыми системами.

Разработка стандарта 802.11h следует некоторым рекомендациям ITU, которые в основном были мотивированы требованиями, которые Европейское бюро радиосвязи (ERO) сочло удобными для минимизации воздействия открытия полосы 5 ГГц, обычно используемой военными системами. в приложения ISM (ECC / DEC / (04) 08).

Чтобы соответствовать этим требованиям, 802.11h предоставляет сетям 802.11a возможность динамически управлять как частотой, так и мощностью передачи.

Динамический выбор частоты и управление мощностью передатчика

DFS (динамический выбор частоты) - это функция, необходимая для беспроводных локальных сетей, работающих в диапазоне 5 ГГц, чтобы избежать помех в совмещенном канале с радиолокационными системами и обеспечить единообразное использование доступных каналов.

TPC (управление мощностью передатчика) - это функция, необходимая для беспроводных локальных сетей, работающих в диапазоне 5 ГГц, чтобы гарантировать соблюдение ограничений мощности передачи, которые могут существовать для различных каналов в данном регионе, чтобы минимизировать помехи для систем. спутниковое.

802.11i

Он предназначен для преодоления текущей уязвимости в безопасности протоколов шифрования и аутентификации. Стандарт включает протоколы 802.1x, TKIP (Integral - Secure - Temporary Key Protocol) и AES (Advanced Encryption Standard). Он реализован в WPA2.

802.11n

В январе 2004 года IEEE объявил о создании рабочей группы 802.11 (Tgn) для разработки новой версии стандарта 802.11. Фактическая скорость передачи может достигать 600 Мбит / с (что означает, что теоретическая скорость передачи будет еще выше), и должна быть в 10 раз быстрее, чем сеть по стандартам 802.11a и 802.11g, и примерно в 40 раз быстрее. быстрее, чем сеть по стандарту 802.11b. Также ожидается, что объем работы сетей будет больше с этим новым стандартом благодаря технологии MIMO.Множественный вход - множественный выход, который позволяет использовать несколько каналов одновременно для отправки и получения данных благодаря включению нескольких антенн (3). Могут быть рассмотрены и другие альтернативные предложения. Стандарт уже написан и действует с 2008 года. В начале 2007 года был утвержден второй проект стандарта. Раньше существовали устройства, опережающие протокол и неофициально предлагающие этот стандарт (с обещанием обновлений для соответствия стандарту, когда будет реализован последний). Он претерпел ряд задержек, и последний из них продлится до ноября 2009 года. Проект 7.0 был одобрен в январе 2009 года и находится на правильном пути, чтобы уложиться в назначенные сроки. ^одинВ отличие от других версий Wi-Fi, 802.11n может работать в двух частотных диапазонах: 2,4 ГГц (который использует 802.11b и 802.11g) и 5 ​​ГГц (который использует 802.11a). В результате 802.11n совместим с устройствами на основе всех предыдущих версий Wi-Fi. Кроме того, полезно, что он работает в диапазоне 5 ГГц, поскольку он менее загружен и в 802.11n позволяет достичь более высокой производительности.

Стандарт 802.11n был ратифицирован организацией IEEE 11 сентября 2009 года со скоростью 600 Мбит / с на физическом уровне. ^{2 3}

В настоящее время большинство продуктов соответствуют спецификации b или g, однако стандарт 802.11n уже ратифицирован, что увеличивает теоретический предел до 600 Мбит / с. В настоящее время уже существует несколько продуктов, соответствующих стандарту N с максимальным значением 600. Мбит / с (стабильно 80-100).

Стандарт 802.11n позволяет одновременно использовать оба диапазона: 2,4 ГГц и 5 ГГц. Сети, работающие в соответствии со стандартами 802.11b и 802.11g, после недавней ратификации стандарта начали массово производиться и являются предметом продвижения различных интернет-провайдеров, так что массовое распространение указанной технологии, похоже, продолжается. Дорога. Все версии 802.11xx обеспечивают то преимущество, что они совместимы друг с другом, так что пользователю не потребуется ничего, кроме встроенного адаптера Wi-Fi, чтобы иметь возможность подключиться к сети.

Несомненно, это главное преимущество, которое отличает Wi-Fi от других проприетарных технологий, таких как LTE, UMTS и Wimax, три упомянутые технологии доступны пользователям только при подписке на услуги оператора, уполномоченного использовать радиочастотный спектр. через национальную концессию.

Большинство производителей уже включают оборудование 802.11n Wi-Fi в свои производственные линии, по этой причине предложение ADSL обычно сопровождается Wi-Fi 802.11n как новинкой на рынке домашних пользователей.

Известно, что в будущем стандартом на замену 802.11n станет 802.11ac со скоростью передачи данных выше 1 Гбит / с.

‣ Диапазоны ISM (промышленные, научные и медицинские) позволяют использовать участки 2,4–2,5 ГГц, 5,8 ГГц и многие другие частоты (не используемые в Wi-Fi).

‣ Полосы UNII (нелицензированная национальная информационная инфраструктура) позволяют без лицензии использовать другие части спектра 5 ГГц.

Большинство коммерческих беспроводных устройств (сотовые телефоны, телевидение, радио и т. Д.) Используют лицензированные радиочастоты. Крупные организации платят высокие гонорары за право использования этих частот.

WiFi использует участки спектра, не требующие лицензии.

Уровень MAC:

Wi-Fi на основе 802.11 использует множественный доступ CSMA-Carrier Sense, чтобы избежать коллизий при передаче. Прежде чем узел сможет передавать, он должен прослушать канал на предмет возможных передач от других радиостанций. Узел может передавать только тогда, когда канал свободен.

Другие технологии (такие как WiMAX, Nstreme и AirMAX) вместо этого используют множественный доступ с временным разделением каналов TDMA (множественный доступ с временным разделением). TDMA разделяет доступ к данному каналу на несколько временных интервалов и назначает временные интервалы каждому узлу в сети. Каждый узел передает только в своем временном интервале, и таким образом избегаются коллизии.

Слой первый

Стек протоколов TCP / IP

5	заявка	Радиоканал
4	Транспорт	Режим работы радио
3	интернет	Имя сети
два	Канал передачи данных	Тип безопасности
один	физический

Устройства WiFi должны выбрать определенные параметры, прежде чем они смогут установить связь. Эти параметры должны быть правильно настроены, чтобы установить соединение «на уровне первого уровня».

Физический уровень в сети Ethernet - это кабель. Чтобы установить такой же уровень связи в WiFi, необходимо согласовать определенные параметры. Очевидно, что все устройства должны использовать один и тот же канал, иначе они даже не могут «слышать» друг друга. Для обеспечения связи необходимо правильно выбрать режим работы радио. Имя сети (также называемое ESSID) должно быть одинаковым для всех устройств, с которыми будет осуществляться связь. Любой механизм безопасности также должен быть правильно настроен.

Каналы в 802.11 (WiFi)

Для связи устройства WiFi должны использовать один и тот же канал. Они отправляют и получают по одному каналу, поэтому только одно устройство может передавать в любой момент времени. Этот режим передачи называется полудуплексом.

При полудуплексной связи только одно устройство может передавать одновременно. Это не относится к сетям Ethernet, где может существовать возможность одновременной передачи и приема в так называемом полнодуплексном режиме для определенных конфигураций оборудования. Как мы увидим, это становится очень важным аспектом в беспроводных сетях дальней связи.

Каналы Wi-Fi

Каналы без перекрытия: 1, 6, 11

Каналы без перекрытия

Каналы разделены каждые 5 МГц, но сигналы 802.11 занимают 22 МГц. Чтобы избежать помех, следует выбирать каналы, которые не перекрываются, то есть соответствующие сигналы не перекрываются ни в одной части спектра.

4. Безопасность Wi-Fi.

Одна из проблем, с которыми в настоящее время сталкивается технология Wi-Fi, - это прогрессирующее насыщение радиоэлектрического спектра из-за перенаселенности пользователей, что особенно влияет на соединения на большие расстояния (более 100 метров). Фактически, стандарт Wi-Fi предназначен для подключения компьютеров к сети на небольших расстояниях, любое использование с большим радиусом действия подвергается чрезмерному риску помех.

Очень высокий процент сетей устанавливается без учета требований безопасности, что превращает их сети в открытые (или полностью уязвимые для попыток доступа к ним третьих лиц) без защиты информации, которая циркулирует через них. Фактически, конфигурация по умолчанию многих устройств Wi-Fi очень небезопасна (например, маршрутизаторов), поскольку ключ устройства можно узнать по идентификатору устройства; Таким образом, доступ к устройству и управление им можно осуществить всего за несколько секунд.

Несанкционированный доступ к Wi-Fi устройству очень опасен для владельца по нескольким причинам. Самым очевидным является то, что они могут использовать соединение. Но кроме того, получая доступ к Wi-Fi, вы можете отслеживать и записывать всю информацию, которая передается через него (включая личную информацию, пароли…). Чтобы обезопасить себя, следуйте нескольким советам:

• Частые изменения пароля доступа с использованием разных символов, строчных и прописных букв и цифр. Необходимо изменить SSID по умолчанию (имя сети). Выполните деактивацию широковещательного SSID и DHCP. Настройте устройства, подключенные с их IP (указать конкретно, какие устройства авторизованы для подключения) Используйте шифрование: WPA2 Фильтрация подключенных устройств по MAC-адресу Отключите Wi-Fi, если вы не собираетесь его использовать, последняя рекомендация - здравый смысл: если вы не собираетесь подключаться к вашей сети через соединение Wi-Fi, отключите эту функцию на вашем маршрутизаторе. Проводная сеть более безопасна, быстрее и надежнее беспроводной. А если вы собираетесь надолго отсутствовать дома, выключите роутер. У нас до сих пор нет новостей об успешном взломе выключенного маршрутизатора.

Есть несколько альтернатив, чтобы гарантировать безопасность этих сетей. Наиболее распространенными являются использование протоколов шифрования данных для стандартов Wi-Fi, таких как WEP, WPA или WPA2, которые отвечают за кодирование передаваемой информации для защиты ее конфиденциальности, предоставляемой самими беспроводными устройствами. Большинство форм следующие:

• IPSEC (IP-туннели) в случае сетей VPN и набор стандартов IEEE 802.1X, который позволяет аутентификацию и авторизацию пользователей. Фильтрация MAC, так что только авторизованным устройствам разрешен доступ к сети. Это наиболее рекомендуется, если он будет использоваться только с одними и теми же компьютерами, и если их мало.Скрытие точки доступа: точку доступа (маршрутизатор) можно скрыть, чтобы она была невидима для других пользователей.

Также существуют ключи (пароли) следующих типов:

• WEP шифрует данные в вашей сети, так что только предполагаемый получатель может получить к ним доступ. 64-битное и 128-битное шифрование - это два уровня безопасности WEP. WEP шифрует данные с помощью «ключа» шифрования перед их отправкой по воздуху. Этот тип шифрования не рекомендуется из-за больших уязвимостей, которые он представляет, и того, что любой взломщик может получить ключ, даже если он хорошо настроен и используемый ключ сложен. WPA: предлагает такие улучшения, как динамическое создание ключа доступа. Ключи вставляются в виде буквенно-цифровых цифр Протокол безопасности называется WPA2(Стандарт 11i), что является улучшением по сравнению с WPA. В принципе, это самый безопасный протокол безопасности для Wi-Fi на данный момент. Однако для них требуется совместимое оборудование и программное обеспечение, в отличие от старых.

Безопасность сети Wi-Fi можно проверить с помощью аудита Wi-Fi, однако полностью надежной альтернативы нет, поскольку все они подвержены риску взлома.

Давайте подробнее рассмотрим уровень безопасности методов шифрования, используемых в сегодняшних решениях Wi-Fi.

RIP WEP

WEP (Wired Equivalent Privacy) был первым протоколом шифрования, представленным в первом стандарте IEEE 802.11 еще в 1999 году. Он основан на алгоритме шифрования RC4 с секретным ключом 40 или 104 бит в сочетании с вектором инициализации (IV) из 24 бит для шифрования текстового сообщения M и его контрольной суммы - ICV (значение проверки целостности). Зашифрованное сообщение C было определено по следующей формуле:

С = +

Где - это оператор конкатенации, а + - оператор XOR. Очевидно, что вектор инициализации является ключом к безопасности WEP, поэтому для поддержания достойного уровня безопасности и минимизации широковещательной рассылки необходимо применять IV к каждому пакету, чтобы последующие пакеты зашифровывались с разными ключами. К сожалению, для безопасности WEP IV передается в виде обычного текста, и стандарт 802.11 не требует увеличения IV, оставляя эту меру безопасности в качестве возможной опции для конкретного беспроводного терминала (точки доступа или беспроводной карты).

Дата	Описание
Сентябрь 1995 г.	Возможная уязвимость RC4 (Вагнер)
Октябрь 2000 г.	Первый пост о недостатках WEP: небезопасен для ключей любого размера; Анализ инкапсуляции WEP (Walker)
Май 2001 г.	Атака на WEP / WEP2 от Арбо
Июль 2001 г.	Атака с переворотом бита CRC - Перехват мобильной связи: небезопасность 802.11 (Борисов, Гольдберг, Вагнер)
Август 2001 г.	Атаки FMS - слабые места в алгоритме программирования RC4 (Флюрер, Мантин, Шамир)
Август 2001 г.	AirSnort Post
Февраль 2002 г.	Атаки FMS, оптимизированные h1kari
Август 2004 г.	KoreK Attacks (Уникальные IV) - Chopchop and Chopper Post
Июль / август 2004 г.	Публикация Aircrack (Devine) и WepLab (Sánchez), применяющих атаки KoreK на практике.

УЗНАТЬ, КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИНСТРУМЕНТЫ АУДИТА БЕЗОПАСНОСТИ

В своем «Искусство войны» мудрец Сунь-Цзы сказал, что для победы нужно знать своего врага и знать себя. Этот принцип также применим к искусству компьютерной безопасности: чтобы кто-то не смог преодолеть защиту вашей сети, вы должны знать, какие инструменты используются для взлома сетей Wi-Fi…

pulWiFi - мощный инструмент аудита для Android - Pull WiFi

Единственный способ узнать, сильны ли ваши настройки безопасности, - это использовать их против вашей сети Wi-Fi и посмотреть, сможете ли вы войти.

НЕКОТОРЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ АУДИТА БЕЗОПАСНОСТИ:

• Советник по инвентаризации сети. Удаленный поиск данных о ЦП, памяти, системе, периферийных устройствах или других деталях оборудования. Испанский Steganos Online Shield VPN. Бесплатное подключение к VPN. Защита от хакеров, доступ к заблокированному контенту и максимальная анонимность в сети и социальных сетях. Испанский Aircrack 1.2. Узнайте ключ WEP / WPA любой сети Wi-Fi. Английский. Wifislax 4.3. Дистрибутив LiveCD для аудита сетей Wi-Fi. Испанский SWifi Keygen 0.6.2. Безопасен ли ключ вашей сети Wi-Fi? Испанский. WPAMagickey для Windows 0.2.1. Рассчитайте ключ сетей Wi-Fi, защищенных WPA. Испанский. Средство определения пароля WiFi 1.0.0.4.Восстановите свой пароль WiFi в случае утери. Английский. Wifiway 3.4. LiveCD для аудита беспроводных сетей. Испанский. Beini 1.2.5. Восстановите ключи WEP и WPA с помощью этого мини-дистрибутива. Испанский. CommView for WiFi 6.3. Захват пакетов от беспроводных подключений. Испанский. Xiaopan OS 0.4.7.2. Аудит и восстановление ключей WPA и WEP WiFi. Испанский. AirSnare 1.5. Детектор вторжения WiFi. Английский.

БИБЛИОГРАФИЯ

• http://www.portalprogramas.com/milbits/informatica/consejos-para-seguridad-en-redes-wi-fi.htmlhttp://www.ibersystems.es/blogredesinalambricas/consejos-para-estar-mas-seguro- en-una-red-wifi-gratis / http: //articulos.softonic.com/wifi-consejos-seguridadhttp: //www.pdaexpertos.com/Tutoriales/Comunicaciones/Seguridad_en_redes_inalambricas_WiFi.shtmlhttponic: //www.pdaexpertos.com/ windows / auditoriah http://www.quees.info/que-es-wifi.htmlhtmlhttp: //www.maestrosdelweb.com/evolucion-de-las-redes-inalambricas

Загрузите исходный файл