Преимущества и недостатки Wi-Fi
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность рассмотренной мною тему является то, что: Wi-Fi - это новая технология. Однако следует отметить, что базис, на котором данная технология создавалась, не является новым. Технология Wi-Fi (сокращение от wireless fidelity - "Беспроводная надёжность") применяется при соединении большого количества компьютеров. Другими словами, это беспроводное подключение к сети.
Причина, по которой мы говорим, что данная технология не является новой, заключается в том, что до этого времени у нас было несколько форм беспроводной коммуникации. Технология, по которой передача сигнала из трансивера идет по воздуху до тех пор, пока он не достигает антенны, подсоединенной к вашей радиосвязи, известна с давних пор, но ее применение к компьютерам действительно является новшеством.
Стандарт 802.11, на котором основаны сети, определяет два режима - режим "Инфраструктура" и режим "Специальный". В режиме "Инфраструктура" беспроводная сеть состоит, по меньшей мере, из одной точки доступа, которая соединяется к инфраструктуре беспроводной сети, включающей набор беспроводных конечных станций.
Данная конфигурация называется Набор базовых услуг (Basic Service Set). Набор расширенных услуг (Extended Service Set) - это набор множества BSS, которые формируют единую подсистему. Так как большинство WLAN требуют доступ к проводной локальной сети для использования таких услуг, как файловые серверы, принтеры и Интернет ссылки, то они обычно работают в режиме "Инфраструктура".
Разница между режимом "Специальный" и режимом "Инфраструктура" заключается в том, что режим "Специальный" является просто набором 802.11 беспроводных станций, которые напрямую взаимодействуют друг с другом без использования точки доступа или любого другого соединения к проводной сети. Данный режим идеален для быстрой и простой установки беспроводной сети там, где отсутствует беспроводная инфраструктура, или она просто не нужна для услуг. Режим "Специальный" прекрасно подойдет для номеров отелей, выставочных центров, аэропортов или любых других мест, где запрещены проводные связи.
Будучи соединенным, к беспроводной сети, вы сможете осуществлять большинство простых операций, которые не являются слишком интенсивными, например, вы сможете проверять электронную почту, "блуждать" по Интернету, подключаться к конференциям, иметь доступ к домашнему каталогу, использовать такие программы, как сетевой текстовый процессор или использовать услуги печати. Беспроводную сеть не следует использовать для прослушивания аудио или просмотра видео, скачки чего-то, имеющего большой размер или просмотра вебсайтов с большим количеством графики.
Хотя беспроводная сеть кажется вам привлекательной, все же наилучшее функционирование и самую высокую скорость вы сможете получить при работе в проводной сети. В целом, беспроводная сеть работает по тому же принципу, что и Ethernet соединение. Скорость беспроводной сети составляет примерно 11 мегабит в секунду. Проблема беспроводной сети заключается в том, что в беспроводной сети вам придется использовать пропускную способность вместе со всеми пользователями, подсоединенными в заданной сети. Это обстоятельство приводит к замедлению сети и трудностям при выполнении интенсивных операций. Вот почему беспроводные сети никогда не будут настолько же быстрыми, как проводная Ethernet сеть.
1.1 ИСТОРИЯ
Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Термин возник как игра слов с Hi-Fi и никак не расшифровывается (см. ниже).
Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.
Wi-Fi был создан в 1991 году NCR Corporation/AT&T (впоследствии
Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (
Как сообщает Cult of Mac , 29 июля 2011 года IEEE, Институт инженеров по электротехнике и электронике — IEEE выпустил официальную версию стандарта IEEE 802.22. Это есть Super Wi-Fi. Системы и устройства, поддерживающие этот стандарт, позволят передавать данные на скорости до 22 Мб/с в радиусе 100 км от ближайшего передатчика.
Термин «Wi-Fi» изначально был придуман как игра слов для привлечения внимания потребителя «намёком» на Hi-Fi (High Fidelity, высокая точность). Несмотря на то, что поначалу в некоторых пресс-релизах WECA фигурировало словосочетание «Wireless Fidelity» («беспроводная точность» ) ,на данный момент от такой формулировки отказались, и термин «Wi-Fi» никак не расшифровывается.
WI-FI - это современная беспроводная технология передачи данных по радиоканалу (wireless, wlan). Используя wi-fi технологии, Вы можете избавиться от проводов под столом и коробов на стенах. Вы получаете свободу перемещения, оставаясь подключенным к сети офиса и Интернет.
1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка (Ad-hoc), когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую».
Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID (англ.) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения. Более подробно принцип работы описан в официальном тексте стандарта.
Однако, стандарт не описывает все аспекты построения беспроводных локальных сетей Wi-Fi. Поэтому каждый производитель оборудования решает эту задачу по-своему, применяя те подходы, которые он считает наилучшими с той или иной точки зрения. Поэтому возникает необходимость классификации способов построения беспроводных локальных сетей.
По способу объединения точек доступа в единую систему можно выделить:
Автономные точки доступа (называются также самостоятельные, децентрализованные, умные)
Точки доступа, работающие под управлением контроллера (называются также «легковесные», централизованные)
Бесконтроллерные, но не автономные (управляемые без контроллера)
По способу организации и управления радиоканалами можно выделить беспроводные локальные сети:
Со статическими настройками радиоканалов
С динамическими (адаптивными) настройками радиоканалов
Со «слоистой» или многослойной структурой радиоканалов
1.3 ПРЕИМУЩЕСТВА Wi-Fi
Преимуществом беспроводной сети является то, что ее всегда можно подключите к проводной. Для этого достаточно воспользоваться совместимым портом на точке
доступа или радиомосте. При этом вы получите доступ к ресурсам сети без всяких ограничений.
Именно эта возможность используется при подключении к общей сети удаленных зданий и точек, проложить к которым проводную сеть или невозможно, или слишком дорого.
2. Мобильность, как и рабочих мест, так и самого офиса.
Так как беспроводная сеть не привязана к проводам, Вы можете свободно изменять местоположение Ваших компьютеров в зоне покрытия точки доступа, не беспокоясь о нарушениях связи. Сеть легко монтируется/демонтируются, при переезде в другое помещение Вы можете даже забрать свою сеть с собой.
Лучшие технологии, которые есть в нашем мире, остаются лучшими, только если они могут предложить определенную, желательно очень солидную, универсальность. На сегодняшний день неоспоримым преимуществом является универсальная мобильность, которая позволяет человеку заниматься своим делом в любых условиях, где бы он ни находился. Мобильные телефоны, персональные ассистенты, переносные компьютеры — представители технологии, которая вносит в жизнь человека эту самую мобильность.
С появлением беспроводных сетей и соответствующих компьютерных технологии мобильность приобрела более широкое значение. Теперь она позволяет соединить между собой любые способные на связь устройства, которых так много в современном мире. Обладая мобильным устройством, вы можете спокойно передвигаться: по городу и быть уверенным, что всегда останетесь на связи и сможете получить самую последнюю информацию. Рано или поздно пословицу «Если гора не идет к Магомету, Магомет идет к горе» можно будет несколько переиначить: «Если вы не хотите прийти к сети, сеть сама придет к вам».
3. Легкость создания и реструктуризации.
Пожалуй, это преимущество беспроводной сети является основным. Оно означает, что для организации работоспособной и достаточно быстрой беспроводной сети достаточно приложить минимум усилий, а самое главное — это потребует минимум затрат. Дело даже не в том, что создавать «обычную» сеть иногда просто лень (бывает и такое), а в том, что, располагая одной или более точками доступа, можно соединить в единую локальную сеть отдельно стоящие здания или компьютеры, находящиеся на большом расстоянии друг от друга.
Кроме того, беспроводную сеть можно быстро, красиво (без кучи проводов) и эффективно создать, когда организовывать проводную сеть накладно: на различных конференциях, выставках, выездных семинарах и т.п. Не стоит также забывать о зданиях, в которых прокладка кабельной системы несовместима с исторической ценностью: это касается музеев, памятников архитектуры и т. п.
Что касается реструктуризации, то здесь дело обстоит совсем просто: добавьте новый компьютер — и готово.
4. Высокая скорость доступа в Интернет.
Располагая точкой доступа с подключением к Интернету, вы сможете организовать доступ в Интернет для всех компьютеров локальной сети. При этом скорость соединения будет намного выше, чем могут предоставить обычные и даже xDSL-модемы.
Доступ по беспроводной сети — достаточно серьезная альтернатива такому дорогому решению, как оптоволоконный канал. Прокладку такого канала не могут позволить себе даже крупные компании, чего не скажешь о покупке точки доступа или радиокарты, которую может приобрести обычный пользователь. Дело только за суммой, которую вы готовы выложить за предоставленный канал. Капал со скоростью 2 Мбит/с и более уже давно не считается большой роскошью в странах Европы, США или Канады. Такое же настроение постепеню переходит и в СНГ.
5. Отсутствие проводов.
Передача данных в сети осуществляется по воздуху на очень высокой частоте, которая не воздействует на человека и не создает помехи для электронной техники.
6. Уникальность технологии.
Возможна установка в местах, где прокладка проводной сети по тем или иным причинам невозможна или нецелесообразна, например на выставках, залах для совещаний. Вы всегда On-Line и для выхода в Интернет достаточно просто открыть Ваш браузер.
7. Wi-Fi устройства широко распространены на рынке.
Гарантируется совместимость оборудования благодаря обязательной сертификации оборудования с логотипом Wi-Fi.
8. Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на два порядка (в 100 раз) меньше, чем у сотового телефона.
1.3 НЕДОСТАТКИ Wi-Fi
1. Несовместимость оборудования.
Вопросы совместимости всегда интересовали пользователей, поскольку никому не понравится, если его устройство вдруг перестанет работать в связи с заменой оборудования беспроводной сети.
Обычно практикуется следующий подход: оборудование, разработанное раньше, способно работать с оборудованием, разработанным позже. Это называется обратной совместимостью. Что касается оборудования для беспроводных сетей, то этот принцип работает далеко не всегда.
На данный момент активно используется беспроводное оборудование стандартов IEEE 802.11a, IEEE 802.11b и IEEE 802.11g. Кроме того, в последнее время встречается оборудование с «второстепенными» стандартами типа IEEE 802.11b+ и IEEE 802.11g+, работающими в «непонятных» турборежимах и обеспечивающими удвоенную скорость передачи данных по сравнению с аналогичным оборудованием «родных» стандартов.
Ситуация сложилась таким образом, что совместимых устройств в беспроводных сетях практически не существует. Единственное, что облетает жизнь, это то, что устройства стандарта IEEE 802.11g (или IEEE 802.11g+) имеют обратную совместимости с устройствами стандарта IEEE 802.11b (или IEEE 802.11b+). Найти же устройство поддерживающее все стандарты, практически нереально, хотя и возможно.
Замечу, что для полной совместимости этих стандартов желательно использовать устройства одного производителя.
2. Высокий уровень расхода энергии.
Этот негативный фактор в основном касается только пользователей, которые работают в беспроводной сети с помощью переносных компьютеров и других мобильных устройств. Как известно, энергия аккумуляторов, которые питают такие устройства, не является безграничной, и любое «лишнее» устройство приводит к быстрому истощению запаса. Конечно, существуют механизмы, позволяющие сводить потребление энергии к минимуму, но в любом случае энергия расходуется, причем достаточно быстро.
3. Безопасность
Безопасность работы в сети, проводной или беспроводной, всегда ставилась превыше всего. Особенно важен этот вопрос для организаций, которые работают с деньгами или другими материальными ценностями.
Безопасность работы в беспроводной сети, по сравнению с ее «подругой», проводной сетью, немного ниже из-за недостаточно серьезных механизмов аутентификации и шифрования. Это доказал первый протокол шифрования — VVEP, который кодировал данные с помощью ключа длиной 40 бит. Оказывается, чтобы вычислить такой самый ключ, достаточно в течение 2-3 часов проанализировать перехваченные пакеты. Конечно, неопытному пользователю такое сделать сложно, но для специалиста это не представляет особой проблемы.
Правда, не все так плохо, как кажется. Как вам известно, со временем стали использоваться другие алгоритмы шифрования, более умные и более «запутанные», которые могут кодировать данные с помощью ключей длиной до 256 бит. Однако при этом возникла ситуация выбора между методом шифрования и скоростью, поскольку увеличение длины ключа приводит к увеличению служебного заголовка, а значит, к заметному снижению скорости передачи данных.
4. Низкая скорость передачи данных
Какой бы быстрой ни была сеть, этой скорости всегда не хватает. Особенно остро эта проблема касается беспроводной сети. Дело в том, что реальная скорость передачи данных в такой сети отличается от теоретической в силу многих причин.
К таким причинам можно отнести, например, количество преград на пути сигнала, количество подключенных к сети компьютеров, особенности построения пакетов данных (большой объем служебных данных), удаленность компьютеров и многое другое.
Для примера рассмотрим стандарт IEEE 802.11g.
В табл. 2.1 представлены радиусы действия сети при разных условиях использования.
В табл. 2.2 отображено соотношение скорости передачи данных и расстояния, на котором она действует.
5. Относительно высокая стоимость оборудования.
6. Скорость доступа зависит от среды передачи.
Хотя технология на сегодняшний день позволяет достичь скоростей до 108мб/c, что сравнимо со скоростью кабельных сетей, скорость напрямую зависит от среды передачи сигнала.
7. В диапазоне 2.4 GHz работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающие Bluetooth, и др, и даже микроволновые печи, что ухудшает электромагнитную совместимость.
8. Количество одновременно-наблюдаемых Wi-Fi сетей в одной точке не может быть больше количества используемых каналов, то есть 13 каналов/сетей (в России данное ограничение всё чаще ощущается в многоквартирных домах).
9. Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах неодинаковы. Во многих европейских странах разрешены два дополнительных канала, которые запрещены в США; В Японии есть ещё один канал в верхней части диапазона, а другие страны, например Испания, запрещают использование низкочастотных каналов. Более того, некоторые страны, например Россия, еларусь и Италия, требуют регистрации всех сетей Wi-Fi, работающих вне помещений, или требуют регистрации Wi-Fi-оператора.
10. было упомянуто выше — в России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ, превышающей 100 мВт (20 дБм), подлежат обязательной регистрации.
11.В режиме ad-hoc стандарт предписывает лишь реализовать скорость 11 Мбит/сек (802.11b). Шифрование WPA(2) недоступно, только легковзламываемый WEP.
1.4 Wi-Fi и программное Обеспечение
ОС семейства BSD (FreeBSD, NetBSD
Mac OS. Адаптеры производства Apple поддерживались с системы Mac OS 9, выпущенной в 1999 году. С 2006 года все настольные компьютеры и ноутбуки Apple Inс. (а также появившиеся позднее телефоны iPhone, плееры iPod Touch и планшетные компьютеры iPad) штатно оснащаются адаптерами Wi-Fi, сеть Wi-Fi в настоящее время является основным решением Apple для передачи данных, и полностью поддерживается Mac OS X. Возможен режим работы адаптера компьютера в качестве точки доступа, что позволяет при необходимости связывать компьютеры Macintosh в беспроводные сети в отсутствии инфраструктуры. Darwin и Mac OS X, несмотря на частичное совпадение с BSD, имеют свою собственную, уникальную реализацию Wi-Fi.
Linux: Начиная с версии 2.6, поддержка некоторых Wi-Fi устройств появилась непосредственно в ядре Linux. Поддержка для чипов Orinoco, Prism, Aironet, Atmel, Ralink включена в основную ветвь ядра, чипы ADMtek и Realtek RTL8180L поддерживаются как закрытыми драйверами производителей, так и открытыми, написанными сообществом. Intel Calexico поддерживаются открытыми драйверами, доступными на SourceForge.net. Atheros поддерживается через открытые проекты. Поддержка других беспроводных устройств доступна при использовании открытого драйвера NDISwrapper, который позволяет Linux-системам, работающим на компьютерах с архитектурой Intel x86, «оборачивать» драйвера производителя для Microsoft Windows для прямого использования. Известна по крайней мере одна коммерческая реализация этой идеи.FSF создало список рекомендуемых адаптеров, более подробную информацию можно найти на сайте Linux wireless.
Существует довольно большое количество Linux-based прошивок для беспроводных роутеров, распространяемых под лицензией GNU GPL. К ним относятся так называемая «прошивка от Олега», FreeWRT, OpenWRT, X-
В ОС семейства Microsoft Windows поддержка Wi-Fi обеспечивается, в зависимости от версии, либо посредством драйверов, качество которых зависит от поставщика, либо средствами самой Windows.
Ранние версии Windows, такие как Windows 2000 и младше, не содержат встроенных средств для настройки и управления, и тут ситуация зависит от поставщика оборудования.
Microsoft Windows XP поддерживает настройку беспроводных устройств. И хотя первоначальная версия включала довольно слабую поддержку, она значительно улучшилась с выходом Service Pack 2, а с выходом Service Pack 3 была добавлена поддержка WPA2.
Microsoft Windows Vista содержит улучшенную по сравнению с Windows XP поддержку Wi-Fi.
Microsoft Windows 7 поддерживает все современные на момент её выхода беспроводные устройства и протоколы шифрования. Помимо прочего в Windows 7 создана возможность создавать виртуальные адаптеры Wi-Fi, что теоретически позволило бы подключаться не к одной Wi-Fi-сети, а к нескольким сразу. На практике в Windows 7 поддерживается создание только одного виртуального адаптера, при условии написания специальных драйверов. Это может быть полезно при использовании компьютера в локальной Wi-Fi-сети и, одновременно, в Wi-Fi-сети подключённой к Интернет.
1.4 Некоммерческое использование Wi-Fi
Пока коммерческие сервисы пытаются использовать существующие бизнес-модели для Wi-Fi, многие группы, сообщества, города, и частные лица строят свободные сети Wi-Fi, часто используя общее пиринговое соглашение для того, чтобы сети могли свободно взаимодействовать друг с другом.
Многие муниципалитеты объединя
Для получения более подробной информации смотрите раздел совместные беспроводные сети, где можно также найти список свободных сетей Wi-Fi, расположенных по всему миру.
Схема создания ячеистой сети (mesh-network) с использованием оборудования Wi-Fi
OLSR (en) — один из протоколов, используемых для создания свободных сетей. Некоторые сети используют статическую маршрутизацию, другие полностью полагаются на OSPF. В Израиле разрабатывается протокол WiPeer для создания бесплатных P2P-сетей на основе Wi-Fi.
В Wireless Leiden разработали собственное программное обеспечение для маршрутизации
Некоторые небольшие страны и муниципалитеты уже обеспечивают свободный доступ к хот-спотам Wi-Fi и доступ к Интернету через Wi-Fi по месту жительства для всех. Например, Королевство Тонга и Эстония, которые имеют большое количество свободных хот-спотов Wi-Fi по всей территории страны. В Париже OzoneParis предоставляет свободный доступ в Интернет неограниченно всем, кто способствует развитию Pervasive Network, предоставляя крышу своего дома для монтажа оборудования Wi-Fi. Unwire Jerusalem — это проект установки свободных точек доступа Wi-Fi в крупных торговых центрах Иерусалима. Многие университеты обеспечива
Некоторые коммерческие организации, такие как Panera Bread, предоставляют свободный доступ к Wi-Fi постоянным клиентам. Заведения McDonald’s Corporation тоже предоставляют доступ к Wi-Fi под брендом McInternet. Этот сервис был запущен в ресторане вОук-Брук, Иллинойс; он также доступен во многих ресторанах в Лондоне, Москве и Киеве.
Тем не менее, есть и третья подкатегория сетей, созданных сообществами и организациями, такими как университеты, где свободный доступ предоставляется членам сообщества, а тем, кто в него не входит, доступ предоставляется на платной основе. Пример такого сервиса — сеть Sparknet в Финляндии. Sparknet также поддерживает OpenSparknet — проект, в котором люди могут делать свои собственные точки доступа частью сети Sparknet, получая от этого определённую выгоду.
В последнее время коммерческие Wi-Fi-провайдеры строят свободные хот-споты Wi-Fi и хот-зоны. Они считают, что свободный Wi-Fi-доступ привлечёт новых клиентов и инвестиции вернутся.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Wi-Fi расшифровывается Wireless Fidelity, что в переводе означает “беспроводная точность”. Это торговая марка объединения крупных производителей техники Wi-Fi Alliance. Под ней продаются устройства, сделанные на базе стандарта IEEE 802.11 для беспроводных сетей. Оборудование, подходящее под данный стандарт, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance. По результатам проверки выдадут соответствующий сертификат, а также предоставят право нанесения логотипа Wi-Fi.
Wi-Fi сеть должна состоять как минимум из одной точки доступа и одного клиента. Первая передает свои идентификаторы сети (SSID) - специальные пакеты на скорости 0,1 Мбит/с с определенным периодом. Узнать, реально ли подключиться к данной точке можно, только зная SSID. Также возможен вариант подключения двух клиентов - этот режим называется “точка-точка”. Это актуально, если пользователю нужно скачать или передать данные на другой компьютер или иное устройство, однако, в случае если пользователь хочет найти прокат автомобилей в Черногории, без точки доступа с выделенным Интернет не обойтись.
К преимуществам Wi-Fi относится мобильность, компактность, отсутствие соединительных проводов. Использование такой сети актуально для зданий, в которых нельзя проложить кабель. Кроме того, компьютер, оснащенный Wi-Fi, может иметь доступ к мобильным устройствам - обязательная сертификация оборудования гарантирует полную совместимость.
Теперь про недостатки. Хоть Wi-Fi можно использовать везде, частотный диапазон в разных странах может различаться, в связи с этим могут возникать проблемы при подключении во время поездки. Так что если вы решили приобрести туры в Черногорию и взять с собой любимый нетбук, чтобы продолжить работу, следует сперва обзавестись информацией о стандартах подключения в данной стране. Также по сравнению с другими устройствами Wi-Fi потребляет достаточно много энергии - это снижает энергозапас батарей. Производительность сети заметно падает во время плохой погоды. При передаче большого количества маленьких пакетов данных возможна перегрузка, так как к ним присоединяется много служебной информации.
