Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки

45 0 Новини високих технологій

Wi-Fi - це технологія бездротового локальної мережі на основі стандартів IEEE 80211. Пристрої, які можуть використовувати дану технологію, що включають персональні комп'ютери, ігрові приставки, телефони та планшети, цифрові камери, деякі телевізори, аудіоплеєри і сучасні принтери.

Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки
Wi-Fi-сумісні пристрої можуть підключатися до інтернету через WLAN і бездротову точку доступу. Остання має діапазон близько 20 метрів в приміщенні і набагато більше - на відкритому повітрі. Охоплення точок доступу може бути маленьким (окрема кімната зі стінами, блокуючими радіохвилі) або дуже великим (кілька квадратних кілометрів), що досягається за рахунок використання декількох накладання точок.


Що це таке?

Назва даної бездротової мережі Wi-Fi - стало використовуватися в серпні 1999 року. Воно було придумано консалтинговою фірмою Interbrand з метою створення імені, яке було б легко запам'ятовуються. Альянс розробників Wi-Fi протягом короткого часу після створення торговельної марки використовував безглуздий рекламний слоган, що звучав як «Стандарт бездротової точності». Незабаром він був змінений на WirelessFidelity.

Як це працює?

Основна інформація про бездротових мережах Wi-Fi виглядає наступним чином. Стандарт IEEE 80211 являє собою набір специфікацій управління доступом до середовища (MAC) та фізичний рівень (PHY) для здійснення комп'ютерної зв'язку з бездротової локальної мережі (WLAN) у смугах частот 24365 і 60 ГГц. Вони створюються і підтримуються Комітетом по стандартизації IEEE LAN/MAN (IEEE 802). Базова версія стандарту була випущена в 1997 році і мала наступні поправки. Вони забезпечують основу для бездротових мережевих продуктів з використанням бренду Wi-Fi. Незважаючи на те що кожна поправка офіційно анулюється, коли виявляється включеною в останню версію стандарту, корпоративний світ має тенденцію продавати зміни, оскільки вони коротко позначають можливості їх продуктів. В результаті кожна зміна має тенденцію ставати власним стандартом.


Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки
Бездротові мережі Wi-Fi найчастіше використовують 24-Ггц (12 см) УВЧ і 58-Ггц (5 см) радіочастотні діапазони СВМ. Будь-хто, хто знаходиться в зоні дії модему, може спробувати отримати доступ до з'єднання. З цієї причини Wi-Fi більш вразлива для атаки, ніж провідні мережі. Wi-Fi Protected Access - це сімейство технологій, створених для захисту інформації, що рухається по таким мереж, у тому числі персональним та корпоративним. Функції безпеки постійно розвиваються, щоб забезпечити більш надійний захист і нові методи.

Як налаштувати бездротову мережу Wi-Fi?

Для підключення до Wi-Fi LAN комп'ютер повинен бути оснащений контролером бездротового мережевого інтерфейсу. Комбінація комп'ютера і інтерфейсу контролера називається станцією. Для всіх станцій, які використовують один канал впливу зв'язку, передачі по ньому приймаються в межах діапазону. Перехід сигналу не гарантується і, отже, є механізмом доставки найкращих зусиль. Для передачі даних використовується несуча хвиля. Такі хвилі організовані в пакети, що направляються по каналу Ethernet.
Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки

Доступ в Інтернет

Технологія сучасних бездротових мереж Wi-Fi може використовуватися для забезпечення доступу в Інтернет пристроями, що знаходяться в діапазоні сигналу. Охоплення однієї або кількох взаємопов'язаних точок доступу може простягатися від невеликого простору до чималої кількості квадратних кілометрів. Для покриття більшою області може знадобитися група точок доступу з вікон покриттям. Wi-Fi надає послуги в приватних будинках, на підприємствах, а також в громадських місцях з гарячими точками, які встановлюються або безкоштовно, або на платній основі, часто з використанням певної веб-сторінки для забезпечення входу. Організації і підприємства, такі як аеропорти, готелі та ресторани, часто надають безкоштовні підключення для залучення клієнтів. Маршрутизатори включають у себе цифровий абонентський або кабельний модем і точку доступу Wi-Fi. Вони часто встановлюються в житлових будинках та інших будівлях і забезпечують доступ в Інтернет межсетевое взаємодія ко всім підключеним до них пристроям по бездротовій мережі або по кабелю.

Портативні роутери

Налаштування бездротових мереж Wi-Fi може проводитися і на портативних пристроях. Маршрутизатори з батарейним харчуванням можуть включати в себе мобільний інтернет-радіомодем і точку доступу Wi-Fi. При підписці на стільниковий носій даних вони дозволяють сусіднім станціям отримувати доступ до Інтернету через мережі 2G, 3G або 4G, використовуючи зв'язує техніку. У багатьох смартфонів є вбудовані можливості такого типу, в тому числі на базі Android, BlackBerry, Bada, iOS (iPhone), WindowsPhone і Symbian, хоча оператори часто відключають цю функцію або стягують окрему плату, щоб включити її, особливо для клієнтів з безлімітним трафіком. Деякі ноутбуки з стільникового модемного картою також можуть виступати в якості мобільних точок доступу в Інтернет.
Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки

З'єднання Ad-hoc

Бездротові мережі стандарту Wi-Fi також дозволяють здійснювати зв'язок безпосередньо з одного комп'ютера на інший без крапки-посередника. Це називається спеціальною передачею сигналу. Такий режим бездротової мережі Ad-hoc виявився популярним в багатокористувацьких портативних ігрових консолях, таких як Nintendo DS, PlayStation Portable, цифрових камерах і інших пристроїв побутової електроніки. Деякі девайси також можуть використовувати своє інтернет-з'єднання в режимі adhoc, стаючи «гарячими точками» або «віртуальними маршрутизаторами». Іншим способом прямого зв'язку по бездротовій мережі Wi-Fi є технологія Tunneled Direct Link Setup (TDLS), що дозволяє двом пристроям в одній мережі взаємодіяти безпосередньо, а не через точку доступу.

Апаратні засоби

Wi-Fi дозволяє дешевше підключати локальні мережі. Крім того, в тих місцях, де використання кабелю неможливо (наприклад, на відкритих майданчиках і в історичних будівлях), можуть розміщуватися бездротові з'єднання. Тим не менш стіни будівель з деяких матеріалів (наприклад, каменю з високим вмістом металу), можуть блокувати сигнали бездротової локальної мережі Wi-Fi.

Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки
Сучасні виробники створюють такі мережеві адаптери в більшості ноутбуків. Ціна чіпсету для Wi-Fi продовжує падати, що робить його бюджетної мережевий опцією, включеної в ще більшу кількість пристроїв. Різні конкуруючі бренди точок доступу і клієнтських мережевих інтерфейсів можуть взаємодіяти на базовому рівні обслуговування. Продукти, позначені як «сертифіковані Wi-Fi» від Wi-Fi Alliance, назад сумісні. На відміну від мобільних телефонів, будь-стандартний пристрій буде працювати в будь-якій точці світу.

USB-адаптери

Бездротова точка доступу (WAP) з'єднує групу бездротових пристроїв з сусідній дротової локальної мережею. Вона нагадує собою мережевий концентратор, ретранслирующий дані між підключеними девайсами на додаток до одного (частіше всього) проводовому підключеному гаджетом, найчастіше комутатора Ethernet. Це дозволяє всім підключеним пристроям обмінюватися даними між собою. Бездротові адаптери дозволяють девайсів підключатися до Мережі. Вони синхронізуються з пристроями з використанням різних зовнішніх або внутрішніх межз'єднань, таких як PCI, miniPCI, USB, ExpressCard, Cardbus і PC Card. З 2010 року більшість новітніх портативних комп'ютерів оснащені вбудованими адаптерами. Бездротові маршрутизатори об'єднують точку доступу, комутатор Ethernet і вбудоване програмне забезпечення внутрішнього роутера, яке забезпечує напрям IP-адрес, NAT і переадресацію DNS через вбудований WAN-інтерфейс. Такий пристрій дозволяє підключати дротові і бездротові Ethernet-LAN до девайси звичайного девайсу WAN (наприклад, кабельного або DSL-модему).
Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки
Бездротовий маршрутизатор дозволяє налаштувати всі три складові (головним чином точку доступу і роутер) через одну центральну утиліту. Вона зазвичай являє собою інтегрований веб-сервер, доступний для дротяних і бездротових локальних мереж, і найчастіше - для WAN-клієнтів. Ця утиліта також може бути додатком, яке запускається на комп'ютері, як у випадку з AirPort від Apple, яке управляється за допомогою AirPort-утиліти на macOS і iOS. Міст бездротової мережі підключає дротову мережу до бездротової. Він відрізняється від точки доступу: остання з'єднує бездротові пристрої з кабельною мережею на рівні каналу передачі даних. Два бездротових моста можуть використовуватися для підключення двох кабельних мереж по своїй лінії зв'язку, що корисно в ситуаціях, коли провідне з'єднання може бути недоступне, наприклад, між двома окремими будинками або віддаленими пристроями. Дводіапазонний бездротовий міст також може використовуватися для забезпечення мережі з частотою 5 ГГц на девайсі, що підтримує бездротову мережу 24 ГГц і має кабельний порт Ethernet. Крім того, розширювачі діапазону або ретранслятори можуть розширити діапазон існуючої бездротової мережі Wi-Fi.

Вбудовані системи

Останнім часом (особливо з 2007 року) вбудовані модулі Wi-Fi впроваджуються все більше. Вони включають в себе операційну систему реального часу і забезпечують простий спосіб бездротового підключення будь-якого пристрою, який має послідовний порт і передає через нього дані. Це дозволяє створювати прості контрольні девайси. Прикладом може служити переносний пристрій ЕКГ, контролює пацієнта вдома. Завдяки підтримці Wi-Fi, воно може взаємодіяти з віддаленим комп'ютером через інтернет. Такі модулі розроблені OEM-виробниками, тому виробникам девайсів вимагається лише мінімальне знання інформації про бездротової мережі Wi-Fi для забезпечення підключення своїх продуктів.
Бездротова мережа Wi-Fi: застосування і особливості, переваги та недоліки

Мережева безпека

Основною проблемою безпеки бездротової мережі є спрощений доступ до неї, порівняно з традиційними кабельними мережами (такими як Ethernet). При дротове підключення необхідно або отримати доступ до будівлі (фізично підключитися у внутрішню мережу), або прорватися через зовнішній брандмауер. Щоб включити Wi-Fi, потрібно просто знаходитися в межах сигналу. Більшість корпоративних мереж захищають конфіденційні дані і системи, намагаючись заборонити зовнішній доступ. Включення такої технології знижує безпеку, якщо мережа не використовує шифрування.

Безпека бездротових мереж Wi-Fi

Загальною мірою для запобігання доступу несанкціонованих користувачів є приховування імені точки доступу шляхом відключення широкомовної передачі SSID. Незважаючи на те що це ефективно проти випадкового користувача, це ненадійно як методу забезпечення безпеки, оскільки SSID передається в ясному вигляді у відповідь на запит клієнта. Інший спосіб - дозволити підключатися до бездротової мережі Wi-Fi комп'ютерів тільки з відомими MAC-адресами, але тут також присутній вразливість. Певні підслуховуючі пристрої можуть приєднатися до мережі шляхом підміни авторизованого адреси. Шифрування Wired Equivalent Privacy (WEP) було розроблено для захисту від випадкового відстеження, але воно більше не вважається безпечним. Такі інструменти, як AirSnort або Aircrack-ng, можуть швидко відновлювати ключі WEP. З цієї причини Wi-Fi Alliance схвалив впровадження технології Wi-Fi Protected Access (WPA), яка використовує TKIP. Цей метод захисту був спеціально розроблений для застосування на старому обладнанні, зазвичай за допомогою оновлення прошивки. Незважаючи на більш високу безпеку, ніж WEP, WPA також виявив уразливість. Подальші заходи по забезпеченню безпеки дозволили оновити дану технологію. Більш безпечний метод WPA2 з використанням Advanced Encryption Standard був вперше представлений в 2004 році. Він підтримується більшістю нових пристроїв Wi-Fi, і при цьому повністю сумісний з WPA. У 2017 році був виявлений недолік і в цьому протоколі. Уразливість стосувалася атак з використанням ключового повтору, відомого як KRACK.