Как работает Wi-Fi

Сейчас не будем углубляться в физические основы Wi-Fi (они мало кому интересны и мало кому будут понятны), а приступим сразу к радиочастотам. Как мы уже знаем, сети стандартов 802.11b и 802.11g работают на частоте 2,4 ГГц (сети 802.11а, работающая на частоте 5 ГГц, вообще не рассматривается в этой главе). Но это не означает, что используется именно частота 2,400 ГГц. Какая именно будет использоваться частота, зависит от радиоканала. Если быть предельно точным, то сеть Wi-Fi использует диапазон частот 2,400 - 2,4835 ГГц. В некоторых странах (Франция, Испания, Япония) этот диапазон немного другой, но нас это мало интересует. На территории бывшего СССР диапазон будет такой, как было упомянуто выше - 2,400 - 2,4835 ГГц.

В таблице приводится соответствие радиочастот радиоканалам Wi-Fi.

Распределение диапазона 2,400 - 2,4835 ГГц

В Японии есть еще 14-й канал, работающий на частоте 2,484 ГГц, но это так - для общего развития.

Помните, мы говорили об интерференции радиосигналов. Предположим, что вы и ваш сосед купили беспроводные точки доступа, чтобы развернуть свои домашние сети. По умолчанию точка доступа использует первый радиоканал. Получается, что поблизости друг от друга есть две точки доступа, работающие на частоте 2,412 ГГц. Представьте, что рядом есть две радиостанции, которые обе вещают на одной и той же частоте. Понятно, что их радиосигналы будут пересекаться и вместо музыки будет непонятно что. Если изменить радиоканал, качество сигнала обеих беспроводных сетей будет выше. Рекомендуется использовать расстояние минимум в 2-3 канала. Например, вы используете первый канал (2,412 ГГц), а ваш сосед - третий (2,422 ГГц) или пятый (2,432 ГГц). Чтобы полностью устранить интерференцию сигналов, нужно использовать каналы 1, 6 и 11.

Если вам нужно построить большую беспроводную сеть, в которой будет несколько точек доступа, то нужно правильно распределить радиоканалы: расстояние между каналами должно быть максимальным. Если планируется использование трех точек доступа, то можно использовать каналы 1, 6 и 11. Если у вас будет четыре точки доступа, желательно использовать каналы 1, 5, 9 и 13.

Беспроводная сеть обычно бывает централизованной или инфраструктурной. В такой сети есть одна (или больше) точка доступа, которая и выступает в качестве центрального устройства сети. Но если есть необходимость, можно построить беспроводную сеть без центрального устройства, которая называется ad hос-сетью. Беспроводные адаптеры всех узлов такой сети переводятся в режим ad hoc и могут организовать сеть без точки доступа. Правда, максимальная скорость работы такой сети всего 1 Мбит/с, что по нынешним данным очень мало.

При чтении документации по точке доступа вы можете столкнуться с такими аббревиатурами:

• BSS (Basic Service Set) - беспроводная сеть с одной точкой доступа;
• ESS (Extended Service Set) - беспроводная сеть с двумя или больше точками доступа;
• IBSS (Independent Basic Service Set) - беспроводная сеть без точки доступа.

Выбор беспроводных адаптеров

Для построения беспроводной сети вам понадобятся беспроводные сетевые адаптеры и точка доступа (одна или несколько). Практически все ноутбуки оснащены беспроводными адаптерами, поэтому вам придется купить адаптеры только для дооснащения обычных стационарных компьютеров. Если у вас небольшая домашняя сеть, например, один стационарный компьютер и два ноутбука, и покупать беспроводный адаптер только для одного стационарного компьютера не хочется, тогда можно обойтись и без него. Если можно, просто разместите точку доступа возле стационарного компьютера и подключите его к точке доступа с помощью обычного Ethernet-кабеля. Уже обжатая витая пара (длина кабеля 1, 3 и 10 метров, при желании можно заказать кабель большей длины - до 100 метров) продается в любом компьютерном магазине. Обычно к точке доступа можно подключить до четырех стационарных компьютеров - имеется всего 4 Ethernet-порта. Если компьютеров больше, чем четыре, оставшиеся придется подключать "по воздуху", т.е. дооснастить беспроводными адаптерами. Конечно, можно, купить коммутатор, подключить к нему все стационарные компьютеры и точку доступа, которая будет обеспечивать подключение беспроводных узлов. Но это получится уже не беспроводная сеть, а обычная Ethernet-сеть с возможностью подключения беспроводных узлов.

При выборе сетевого адаптера нужно много чего учитывать: форм-фактор, совместимость с операционной системой, тип антенны и, конечно же, поддерживаемые адаптером беспроводные стандарты. Начнем с последнего, поскольку это проще всего. Поскольку мы строим сеть стандарта IEEE 802.11g, то и адаптер должен поддерживать этот стандарт. Если адаптер поддерживает также предварительную версию стандарта IEEE 802.11n, то и такой адаптер тоже подойдет.

Форм-фактор определяет внешнее исполнение беспроводного адаптера. Для большинства компьютеров подойдут USB-адаптеры, подключающиеся к USB-порту. Такой адаптер можно подключить к любому компьютеру, не открывая системный блок, что очень важно, если компьютер на гарантии.

USB-адаптеры бывают двух типов: мини и обычный. Мини-адаптер внешне напоминает флешку, он обладает встроенной антенной.

Обычный адаптер выглядит как вполне отдельное устройство и подключается к компьютеру с помощью USB-кабеля.

Преимущество первого адаптера в его компактности. Но зато второй можно легко повернуть и переместить немного в сторону от компьютера - иногда это дает существенное улучшение качества сигнала. Если все компьютеры находятся в зоне "уверенного приема", тогда можно выбрать компактные мини-адаптеры. А вот если компьютер находится на пограничной зоне, где уже практически заканчивается покрытие сети, тогда лучше выбрать обычный адаптер с антенной, которую нужно направить в сторону точки доступа.

Что же касается поддержки операционной системой, то Windows 7 поддерживает практически все современные устройства, но на всякий случай нужно убедиться в этом явно, спросив у продавца. Если планируется использование адаптера на компьютере, где установлена не Windows 7, то нужно уточнить, поддерживается ли адаптер в той операционной системе. В зависимости от модели адаптера, у вас могут возникнуть проблемы с его поддержкой в Linux, поскольку не для всех адаптеров есть Linux-драйверы.

Осталось поговорить о типе антенны и перейти к выбору точки доступа. Антенны бывают двух типов: всенаправленными и направленными. Всенаправленные антенны обеспечивают одинаковый радиус действия по всем направлениям, а направленные обеспечивают достаточно высокое качество сигнала только в одном из направлений. Если всенаправленные антенны обеспечивают достаточный уровень сигнала (уверенный прием) по всем направлениям в радиусе, например, 30 метров, то направленные антенны - только в одном направлении, но расстояние распространения качественного сигнала (дальность действия) в этом случае выше, как правило, в два раза - 70 метров.

Практически все адаптеры оснащаются всенаправленными антеннами. Но иногда нужно подключить к сети компьютер, который находится далеко от точки доступа. Устанавливать еще одну точку доступа только ради одного компьютера не хочется, поэтому можно купить направленную антенну, подключить ее к адаптеру и направить на точку доступа. Перед покупкой адаптера убедитесь, что к нему можно подключить внешнюю антенну.

Выбор точки доступа

Выбор точки доступа - дело ответственное, сопряженное с необходимостью учитывать стандарты, которые поддерживаются точкой доступа, ее область применения, тип антенны, алгоритм шифрования, дополнительные функции и радиус покрытия.

Стандарты, поддерживаемые точкой доступа

Нам нужна точка доступа, которая поддерживает стандарт IEEE 802.11g. Если точка доступа поддерживает и другие стандарты, то это даже хорошо, но нам главное - поддержка стандарта IEEE 802.11g.

На некоторых точках доступа указывается стандарт не 802.11g, а 802.11g+. Знайте: стандарта 802.11g+ в природе нет и быть не может. Скорее всего, под "плюсом" подразумеваются некоторые расширения стандарта, которые позволяют улучшить характеристики точки доступа, например, увеличить пропускную способность беспроводной сети и/или дальность действия. Пример такого оборудования - точки доступа от Encore, обеспечивающие скорость передачи данных в 108 Мбит/с (а не 54 Мбит/с, как предписано стандартом IEEE 802.11g). Но скорость в 108 Мбит/с гарантируется только при условии, что беспроводные сетевые адаптеры будут тоже производства Encore и с поддержкой "псевдостандарта" 802.11g+.

Чего только не выдумают производители оборудования, только чтобы вы купили их "железо"! Некоторые производители указывают на коробках "рrе-802.11n" - мол, предварительная версия стандарта 802.11n, а по выходу окончательной версии стандарта IEEE 802.11n обещают путем перепрошивки точки доступа довести ее до стандарта 802.11n. Покупать такую точку доступа (если, конечно, она не содержит именно тех функций, которые вам нужны) только из-за стандарта pre-802.11n не стоит. Все равно большинство беспроводных адаптеров не поддерживают этот стандарт.

Наружная или внутренняя точка доступа

При выборе точки доступа также нужно учитывать ее применение - наружное (outdoor) или внутреннее (indoor). Точки доступа для наружного применения защищены от влияний окружающей среды (у них, как правило, металлический корпус), могут работать при низких температурах, не боятся воды и т.д. Понятно, что наружная точка доступа стоит дороже, чем точка доступа для внутреннего использования. Когда вы выбираете точку доступа для квартиры, то вы точно не перепутаете - ориентируйтесь по цене - наружные точки доступа существенно дороже. Но когда вы выбираете точку доступа для наружного применения, например, когда нужно обеспечить беспроводный доступ к Интернету во дворе вашего частного дома, есть соблазн сэкономить и купить обычную точку доступа. Не нужно этого делать, иначе такая точка доступа долго не проработает - до первого дождя или до первого мороза.

Обычно наружные точки доступа работают при температуре от 0 до 50° Цельсия, но есть модели, которые могут работать и при отрицательной температуре. Корпус точки доступа защищает ее от дождя, мороза и влаги.

Тип антенны

О выборе антенны мы говорили при выборе антенны для сетевого адаптера. Давайте сакцентируем еще раз внимание на направленности антенны. Если вам нужно покрыть прямоугольное (относительно узкое) помещение в одном направлении, возможно, лучше будет использовать точку доступа с направленной антенной. Пример такого помещения - компьютерный зал. В этом случае вы можете установить точку доступа возле компьютера администратора, а ее антенну направить к противоположной стене. Так вы охватите сразу все компьютеры. Если вы будете использовать всенаправленную антенну, то точку доступа придется размещать по центру помещения. Вполне возможно, что такая точка доступа не охватит все компьютеры и придется покупать еще одну точку доступа.

Для квартиры лучше всего подойдет точка доступа с всенаправленной антенной. Обычно форма квартиры ближе к квадрату (но уж точно не узкая и прямоугольная), поэтому точку доступа будет удобно установить примерно в центре квартиры. Радиуса покрытия обычной точки доступа хватит, чтобы охватить всю квартиру (60-80 кв. метров).

На рисунке выше изображена точка доступа с одной антенной, но в продаже есть точки доступа с двумя или тремя антеннами. Используются они не все сразу: точка доступа "смотрит", по какой антенне сигнал более качественный, ту и использует.

Примечание. Нужно различать понятия "сила сигнала" и "качество сигнала". Представим, что вы находитесь возле точки доступа - сила сигнала будет высокой. Но если между вами и точкой доступа есть источник интерференции, например, микроволновка или радиотелефон, то качество сигнала будет низким, поскольку радиосигналы беспроводного адаптера, точки доступа и радиотелефона перемешались.

Понятно, что нам пока еще далеко до размещения точки доступа, но, поскольку мы уж заговорили об антеннах, то отмечу следующее. Если вы хотите расположить точку доступа на столе или под ним, то ее антенны нужно поднять вверх. Если точка доступа располагается под потолком, например, на полке или специальном креплении, тогда антенны нужно опустить вниз.

Безопасность: выбор алгоритма шифрования

Теперь поговорим о выборе алгоритма шифрования. Старые точки доступа поддерживают алгоритм шифрования WEP (Wired Equivalent Privacy). WEP можно сравнить с решетом или швейцарским сыром по количеству дырок. Это все равно, что поставить дверь в дом, но не закрыть ее. Кто захочет - тот войдет, а кому ваша сеть не нужна, тот и пытаться не будет.

Более совершенный алгоритм - WPA (Wi-Fi Protected Access). Существуют две версии этого алгоритма - WPA v1 (или просто WPA) и WPA2. Нужно купить точку доступа, которая поддерживает WPA2. Иногда не очень хорошие продавцы попытаются вам продать точку доступа, которая пролежала на складе пару лет - она может не поддерживать WPA2. Хотя нужно отметить, что поддержки WPA2 только со стороны точки доступа - мало. Нужно, чтобы все беспроводные адаптеры поддерживали WPA2, иначе толку не будет. Все современные ноутбуки оснащены адаптерами, поддерживающими WPA2. Но на старых ноутбуках могут быть установлены адаптеры, которые поддерживают только WPA. В этом случае нужно или использовать на всех узлах сети шифрование WPA, или купить современный адаптер для старого ноутбука.

Радиус действия точки доступа

Радиус действия обычно указывается не явный, а с помощью диапазона, например 30-50 метров. Это означает, что минимальный гарантированный радиус действия составляет 30 метров, а максимальный - 50. На практике все зависит от материала стен и наличия помех.

Иногда в документации по обычной точке доступа (indoor) указывается радиус действия вне помещения (как правило, от 50 до 300 метров). Это совсем не означает, что точка доступа может работать вне помещения. Да, для проведения какого-то мероприятия в хорошую погоду эту точку доступа можно использовать вне помещения, и тогда она будет обеспечивать заявленный радиус действия. Но постоянно вне помещения можно использовать только точки доступа, специально предназначенные для этого (outdoor access points).

Дополнительные функции точки доступа

А вот тут начинается самое интересное. Редко точка доступа выполняет только функции точки доступа. Ведь она должна взаимодействовать с другими сетями (с локальной сетью, с Интернетом). Важно не покупать первую попавшуюся точку доступа, а ознакомиться со списком дополнительных функций и выбрать именно ту, которая больше всего вам подходит. При этом можно еще и сэкономить деньги при построении сети, если все спланировать.

В самом "убогом" варианте у точки доступа будет только Ethernet-порт, предназначенный для подключения к коммутатору локальной сети. Но такие точки доступа я давно не видел в продаже. Разве что точки доступа для наружного применения могут поставляться в такой бедной комплектации.

Обычно у точки доступа есть 4 Ethernet-порта, предназначенные для подключения стационарных компьютеров, у которых нет беспроводного адаптера, т.е. точка доступа играет роль небольшого коммутатора локальной сети. Если проводных компьютеров у вас больше, тогда можно подключить к точке доступа коммутатор, а уже к нему - все ваши стационарные компьютеры. В небольшой домашней сети четырех портов вполне достаточно.

Кроме того, точка доступа может выполнять функции маршрутизатора (шлюза), т.е. предоставлять другим компьютерам доступ к сети Интернет. В этом случае уточните способ подключения к Интернету и протоколы, поддерживаемые точкой доступа, и только тогда принимайте решение о покупке. В моем случае доступ к Интернету осуществляется по протоколу РРРоЕ, поэтому мне понадобилась точка доступа с поддержкой этого протокола.

Если вы планируете доступ к Интернету через DSL-линию, тогда покупайте точку доступа со встроенным DSL-модемом. Можете даже на этом сэкономить деньги - точка доступа со встроенным DSL-модемом стоит ненамного дороже точки доступа без модема, но уж точно дешевле, чем два устройства - точка доступа без DSL-модема и DSL-модем.

Еще одна важная функция точки доступа - функция брандмауэра. Безопасности никогда много не бывает. Дополнительный брандмауэр, блокирующий доступ всех желающих к вашей сети, никогда не помешает. Только не забудьте настроить его.

Структура сети

Также стоит задуматься о структуре сети. Если сеть небольшая, например, домашняя, то особо думать нечего. У вас будет одна точка доступа, предназначенная для выполнения функций маршрутизатора и/или DSL-модема, и несколько беспроводных и, возможно, несколько проводных клиентов. Все просто.

А вот если вы создаете сеть среднего размера (не говоря уже о сети большого размера), тогда нужно задуматься о дополнительных сетевых устройствах. Как минимум, вам понадобится коммутатор (switch). Количество портов коммутатора зависит от количества проводных узлов сети (от количества стационарных компьютеров).

Покупать коммутатор нужно с запасом портов. Если у вас 8 стационарных компьютеров, то вам нужен коммутатор минимум на 12 портов. Восемь портов займут стационарные компьютеры, один порт - точка доступа и еще один, возможно, коммутатор. В итоге у вас останется 2 порта для расширения сети.

Категорически не рекомендуется оснащать беспроводными адаптерами все стационарные компьютеры. Помните: чем больше узлов обслуживает беспроводная точка доступа, тем ниже ее производительность. Стационарный компьютер можно оснастить беспроводным адаптером лишь в том случае, когда прокладка сетевого кабеля к этому компьютеру проблематична.

Итак, у нас есть точка доступа и коммутатор. Точку доступа нужно подключить к коммутатору. Осталось решить, как наша сеть будет получать доступ к Интернету. Если ваша точка доступа оснащена маршрутизатором, DSL-модемом и брандмауэром, можно использовать ее в качестве шлюза, т.е. устройства, предоставляющего доступ к Интернету. Но учтите сразу, что функции фильтрации пакета обычно у точки доступа примитивны. Если у вас сеть достаточно большая, например, есть даже подсети, то в качестве маршрутизатора (шлюза) лучше использовать отдельное специальное устройство, которое справится со своей задачей более эффективно, чем "средняя" точка доступа. А точка доступа в этом случае будет просто расширять существующую сеть, добавив поддержку беспроводных клиентов. Использовать отдельное устройство для маршрутизации или нет, решать только вам. Если нет прямой необходимости, то можно сэкономить и использовать функции маршрутизатора точки доступа.

При добавлении точки доступа в существующую сеть вы должны помнить, что на точке доступа работает DHCP-сервер. Если в вашей сети уже работает DHCP-сервер, то, чтобы исключить их конфликт, нужно или отключить DHCP-сервер на точке доступа, или отключить DHCP-сервер, который ранее работал в вашей сети, и настроить DHCP-сервер на точке доступа. Рациональнее использовать уже настроенный сервер, а DHCP-сервер точки доступа отключить и желательно это сделать до интеграции точки доступа в существующую сеть.

Вы так же можете ознакомиться с другими статьями главы Создание собственной беспроводной сети:

Особенности беспроводной сети

Как данные передаются по воздуху

IEEE-стандарты беспроводных сетей

Как работает Wi-Fi

Выбор беспроводных адаптеров

Выбор точки доступа

Как правильно разместить точку доступа?

Настройка точки доступа

Проблемы, возникающие с беспроводной сетью

Поиск по сайту: