14 лет назад 15 июня 2004 в 16:27 75

Если в вашем городе еще нет ни одного хот-спота, его можно устроить дома! Именно так хотелось бы начать статью об организации беспроводной сети. Однако публичный хот-спот и домашнее беспроводное соединение, как говорят одесситы, – две большие разницы, или четыре маленьких. В первом случае вы – клиент, покупающий беспроводной доступ в интернет для своего ноутбука или карманного компьютера, а во втором – администратор, связывающий собственные переносные и настольные компьютеры в единую беспроводную сеть.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Как известно, проводная сеть в простейшем случае состоит из концентратора (Hub) и клиентских устройств, оснащенных сетевыми адаптерами: концентратор получает пакеты от одного из устройств и транслирует их всем остальным. Беспроводная Wi-Fi-сеть отличается от этого проводного варианта лишь тем, что роль концентратора в данном случае выполняет так называемая точка доступа (Access Point – AP), обеспечивающая трансляцию пакетов всем подключенным беспроводным клиентам. Кроме того, Access Point выполняет функции моста между беспроводной и проводной сетью, объединяя компьютеры с различным способом подключения в единую локальную сеть.

Скорость передачи данных в беспроводной сети зависит от множества факторов: конфигурации помещения, количества и расположения клиентских устройств, наличия объектов, препятствующих распространению радиосигнала, материала, из которого выполнены препятствия (например, стены), наличие источников радиопомех и т. д. Общее правило для беспроводных сетей очень простое: скорость передачи данных падает при увеличении расстояния, количества препятствий и числа клиентских устройств.

Значительное различие скорости соединения и реальной скорости передачи данных в беспроводных сетях связано с большими накладными расходами при обработке коллизий. Поскольку не все устройства в беспроводной сети могут обнаружить друг друга (каждое из них обнаруживает точку доступа, но не обязательно другие устройства), метод обнаружения коллизий CSMA/CD, который используется в сетях Ethernet, в беспроводной сети работать не может.

Поэтому используется метод CSMA/CD с квотированием – на каждый пакет ожидается подтверждение доставки, и если такой пакет не поступил, считается, что произошла коллизия, и пакет передается повторно. Квитанции и повторно переданные пакеты съедают значительную часть трафика. Поэтому, если мы используем оборудование стандарта 802.11g, то при скорости соединения 54 Мбит/с реально можем получить скорость обмена порядка 2000-2500 кбайт/с.

О стандартах

Если еще некоторое время назад основным стандартом для беспроводной связи был 802.11b, то сейчас настал переломный момент, когда на рынок выпускается оборудование нового стандарта 802.11g по чуть более высоким ценам.

Таблица 1. Стандарты, применяемые в сетях Wi-Fi
802.11 802.11a 802.11b 802.11g
Рабочая частота Изначальный стандарт WLAN. Поддерживает передачу данных со скоростью 1-2 Мбит/с 5 ГГц 2,4 ГГц 2,4 ГГц
Используется метод мультиплексирования с ортогональным делением частот (OFDM) Используется метод прямой последовательности с разнесением сигнала по широкому диапазону (DSSS) Используется как DSSS, так и OFDM
Поддерживаемая скорость соединения до 54 Мбит/с (48, 36, 24, 18, 12, 9 и 6 Мбит/с) до 11 Мбит/с (5,5, 2 и 1 Мбит/с) до 54 Мбит/с (48, 36, 24, 18, 12, 11, 9, 6, 5,5, 2 и 1 Мбит/с)
Реальная скорость передачи данных 22-26 Мбит/с 5-7 Мбит/с 22-24 Мбит/с
Одновременно доступные каналы 12 13 (одновременно доступны 3) Обратная совместимость с устройствами стандарта 802.11b
Типичный радиус действия внутри помещения до 15 м для 54 Мбит/с до 90 м для 6 Мбит/с до 40 м для 11 Мбит/с до 100 м для 1 Мбит/с до 40 м для 54 Мбит/с до 100 м для 1 Мбит/с
Типичный радиус действия вне помещения до 40 м для 54 Мбит/с до 300 м для 6 Мбит/с до 300 м для 11 Мбит/с до 600 м для 1 Мбит/с до 200 м для 54 Мбит/с до 500 м для 1 Мбит/с

Существуют также расширения стандартов – 802.11b+ (22 Мбит/с, совместим с устройствами 802.11b) и SuperG (108 Мбит/с).
А в таблице 2 приведены данные полученные экспериментальным путем на основе работы беспроводной сети в домашних условиях. Отметим 3-4-кратный прирост скорости передачи данных 802.11g по сравнению с 802.11b.

Таблица 2. Сравнение основных технических характеристик стандартов 802.11b и 802.11g.
802.11b 802.11g
Теоретическая скорость подключения до 11 Мб/с до 54 Мб/с
Скорость прохождения данных из беспроводного в проводной сегмент до 4,5 Мб/с до 16 Мб/с
Скорость прохождения данных из проводного в беспроводной сегмент до 5,6 Мб/с до 23 Мб/с

При незначительной разнице в стоимости оборудование 802.11g оказывается бесспорно предпочтительнее.

И, наконец, в беспроводных сетях есть роуминг, обеспечивающий передачу соединения при перемещении клиентского устройства с одной точки доступа на другую. Протокол роуминга не включен в стандарт 802.11, поэтому для организации роуминга лучше всего использовать оборудование одного производителя.

WI-FI ДОМА
Если кому-то покажется, что несколько компьютеров в одной квартире это слишком – советуем представить себе такую картину: ребенку до зарезу нужно рисовать на компьютере или играть в любимую игрушку, жене срочно нужно посмотреть последние новости на модном сайте и написать письмо подруге, а вы, вернувшись после работы, хотите элементарно посмотреть почту и немного полазить по интернету. Скорее всего, пройдет совсем немного времени, и у вас в доме появится сначала второй, а потом, возможно, и третий компьютер.

Ну а если в доме не один компьютер, то объединить их в сеть для обмена файлами и выхода в интернет и, соответственно, обеспечения максимального комфорта себе и своим домашним, просто необходимо. Что выбрать – провода? Они, как их ни закрепляй, будут мешать, да и интерьер точно не украсят. А представьте себе ремонт, когда нужно освобождать комнаты от вещей и перетаскивать ПК с места на место?

В этом случае придется заново перекладывать сеть или бросать времянки. Использование беспроводных адаптеров – удовольствие несколько более дорогое, но оно раз и навсегда решает вышеперечисленные проблемы. Так что будем считать, что на вопрос, зачем нужна домашняя Wi-Fi сеть, мы уже ответили.

ВОЗДУШНЫЕ КОММУТАЦИИ
В зависимости от того, что мы хотим получить в итоге, нам нужно выбрать один из способов организации беспроводной сети. Их не так уж много, и все они весьма похожи на способы организации традиционных проводных соединений.

Будем считать, что исходные данные у нас такие: есть несколько компьютеров (неважно, стационарных или портативных), принтер и один из способов подключения к интернету. Вариант 1. Соединение двух компьютеров без точки доступа, лишь посредством беспроводных адаптеров.

В этом случае достаточно на одной стороне настроить соединение в режиме ad hoc (кстати, подключить к такой сети третье беспроводное Wi-Fi-устройство уже не получится), и подключиться к созданному входу со второго компьютера. Принтер и модем в таком случае подключаются проводами к одному из клиентов сети. Для доступа в интернет необходимо настроить прокси-сервер точно так же, как это делается в проводной сети.

Понятно, что этот вариант предоставляет минимум комфорта: для печати или выхода в интернет компьютер, к которому подключены модем и принтер, должен быть обязательно включен. Тем не менее можно преспокойно бороздить просторы глобальной сети или продолжать незаконченную работу, сидя на кухне, в то время как все необходимые файлы будут находиться в соседней комнате на жестком диске десктопа.

Вариант 2. Подключение трех компьютеров с эмуляцией точки доступа. Если компьютеров в сети будет не более трех и использоваться они будут в одном помещении, целесообразно организовать одноранговую беспроводную сеть с невыделенным сервером. При этом один из беспроводных адаптеров необходимо настроить на работу в режиме точки доступа. Принтер и модем в таком варианте логичнее всего подключить именно к тому компьютеру, на котором установлен адаптер, эмулирующий точку доступа. Дело в том, что работа всей сети возможна только в том случае, если этот компьютер включен.

Тут необходимо отметить, что далеко не все адаптеры могут работать в режиме эмуляции точки доступа. Так что, прежде чем покупать оборудование для организации такого варианта сети, нужно уточнить, есть ли у выбранного адаптера такая возможность.

Первые два варианта фактически полностью исчерпывают возможности построения сети без точки доступа. Дальше начинается самое интересное: разные точки доступа обладают различными функциональными возможностями, что вносит некоторое разнообразие в способы построения сети. Самое главное при построении беспроводной сети с использованием Access Point – постараться сделать так, чтобы устройства с общим доступом (в нашем случае это принтер и интернет-соединение) были доступны с любого компьютера независимо от того, включены остальные компьютеры сети или нет.

Вариант 3. Сеть с использованием обычной точки доступа. Определение “обычная” в данном случае означает, что мы имеем дело именно с точкой доступа, лишенной каких-либо дополнительных функциональных возможностей – ничего, кроме разъема для подключения проводного сегмента сети. Здесь у нас получается как минимум два подварианта. Первый – все компьютеры подключаются по беспроводному интерфейсу, а к Ethernet-интерфейсу Access Point с помощью кроссоверного кабеля подключается сетевой принтер. Такой способ организации сети хорош тем, что печать оказывается независимой от того, включен в настоящий момент тот или иной компьютер или нет. Но для этого принтер должен быть сетевым (или его нужно подключать к AP через дополнительное устройство – принт-сервер).

Второй способ использования обычной точки доступа – подключить ее кроссоверным кабелем к Ethernet-адаптеру одного из настольных компьютеров. Таким образом мы экономим один беспроводной адаптер, а в остальном такая конфигурация аналогична варианту 2. Конечно, никто не мешает нам использовать обычный Ethernet-концентратор для создания проводного сегмента сети из нескольких компьютеров и подключения его к проводному интерфейсу точки доступа. Но в этом случае снова возникнет проблема прокладки кабелей, которой мы всячески стараемся избежать.

Вариант 4. Сеть, построенная на точке доступа со встроенным маршрутизатором. Если у нас есть сетевой доступ в интернет и сетевой принтер или принт-сервер, маршрутизатор в точке доступа может оказаться просто кладом. При использовании беспроводного роутера мы получим независимый постоянный доступ в глобальную сеть и возможность печати без необходимости включать еще какой-либо компьютер.

Можно было бы описать еще несколько вариантов, в основе которых лежало бы использование точек доступа с расширенными функциональными возможностями. Но мы не станем этого делать, а лишь скажем, что есть AP со встроенным принт-сервером (например, ASUS WL-500g), позволяющие подключать обычные принтеры непосредственно к точке доступа, а также модели, оборудованные портами для подключения DSL- и даже обычных модемов (например, Netgear FWG114P с возможностью подключения модема через COM-порт и принтера через USB). Все расширенные функциональные возможности направлены на то, чтобы устройства общего доступа подключались непосредственно к Access Point и были независимыми и постоянно доступными.

Настройка точки доступа

В самом простом случае настройка точки доступа может и не понадобиться. Так бывает, когда в сеть объединены только беспроводные клиенты, она нормально запускается в автоматическом режиме и вы не собираетесь использовать средства защиты доступа. Но чаще всего настраивать адреса и протоколы все же приходится.

Чаще всего настройки можно сделать как по проводам, так и через беспроводной интерфейс. Если вы хотите подключить AP к уже существующей проводной сети, то сначала рекомендуется сделать все настройки, включая безопасность, и только потом подключать точку к сетевому сегменту. В противном случае на то время, пока вы будете возится с установкой адресов и разбираться в настройке протоколов, ваша сеть может оказаться совершенно открытой для беспроводного доступа извне.

Если нужно настроить Accesss Point, который уже был в работе, необходимо сбросить старые настройки, иначе внутреннее меню может оказаться недоступным. Для этого необходимо нажать кнопку Reset и удерживать ее до тех пор, пока индикаторы не начнут мигать. Обычно длительность нажатия находится в пределах 3-5 секунд.

Примерную последовательность настройки точки доступа можно проследить на примере устройства, произведенного компанией ASUS. Изначально точка приходит с IP-адресом, установленным на заводе, например 193.158.1.1. Вам нужно присвоить компьютеру статический IP 193.158.1.x, где x – любое число от 2 до 255, после чего с точкой доступа можно соединиться как при помощи прилагаемой утилиты, например Access Point Manager (программа использует протокол SNMP и обычный web-интерфейс). Как и положено, потребуется ввести пароль, указанный в руководстве пользователя, после чего вы получите доступ к настройкам точки доступа.

Закладка System дает возможность изменить имя устройства и сделать точку беспроводной связи недоступной для поиска. Это значит, что AP не будет транслировать в эфир свое имя, и подключиться к ней смогут только те устройства, которые это имя знают. По сути, это способ защиты от случайного обнаружения вашей сети.

Закладка IP Config служит для настройки сетевых параметров. Тут кроме всего прочего надо выбрать, будет ли ваша точка выступать в качестве DHCP-клиента или DHCP-сервера. Закладка Wireless Operation поможет осуществить настройку параметров беспроводного соединения. Здесь лучше всего оставить все по умолчанию, так как система автоматически настроена на наилучшие скорости.

Далее идут настройки протокола шифрования. Для пользователя предлагается три режима аутентификации – Open System, Shared Key и Auto и две возможные длины ключа шифрования – 64 и 128 бит (подробно о том, как надежно защитить Wi-Fi-сеть, читайте в статье “Безопасность Wi-Fi-сетей”).

Это лишь самые важные настройки. Остальные очень сильно зависят от конкретной модели продукта. На настройку точки доступа, если вы это делаете не первый раз, уходит в среднем 15-20 минут.

ИЗ ДОМА В ДОМ
Активисты районного движения за объединение всех и вся в одну сеть постоянно сталкиваются с проблемой соединения локальных сетей двух стоящих рядом домов. Периодически в их головах возникает мысль, что проблема эта вполне может быть решена без проводов, достаточно лишь установить две точки доступа в зоне прямой видимости и настроить соединение. Ход мыслей, в общем, верный, но стоит задуматься над теми проблемами, которые могут возникнуть при таком способе организации сети.

Во-первых, даже если дома находятся в непосредственной близости друг от друга (скажем, на расстоянии 10-15 м), куда устанавливать точки доступа? Не оставим же мы дорогостоящее оборудование на крыше, под открытым небом. Значит, нужно, чтобы была возможность поставить AP в квартиры, смотрящие окнами друг на друга, желательно на одном этаже.

К тому же есть смысл внимательно изучить спецификации точек доступа и подобрать модели с максимальной мощностью приемо-передатчика. Вариант использования для организации подобного соединения двух адаптеров практически безнадежен: мощность карт, что совершенно естественно, значительно ниже мощности точек доступа.

Есть, правда, способ, который решает вопросы этажей и расстояний (но не прямой видимости) – использование внешних выносных антенн. Установив антенну за окном, мы фактически можем быть уверены в том, что устойчивое соединение нам гарантировано.

Ну а с финансовой точки зрения кусок витой пары, который необходимо перебросить с крыши на крышу, точно будет стоить гораздо дешевле двух точек доступа даже без дополнительных аксессуаров.

WI-FI В ОФИСЕ
Организация Wi-Fi сети в офисе, как нетрудно догадаться, серьезно отличается от домашнего варианта. Прежде всего, здесь практически всегда есть проводной сегмент сети, поскольку в силу описанных в начале статьи причин реальная пропускная способность беспроводного канала много ниже, чем Ethernet 100 и тем более Gigabit Ethernet. Это означает, что варианты организации сети без точек доступа для офиса абсолютно не годятся (за исключением каких-либо экстраординарных случаев).

Основные преимущества и недостатки организации проводной и беспроводной сетей в офисе
Преимущества Недостатки
Проводная сеть Высокая надежность и скорость передачи данных. Длительные сроки проектирования и монтажа; отсутствие мобильности как пользователей, так и самой сети; сложность расширения.
Сеть Wi-Fi Скорость развертывания. Беспроводная сеть может быть запущена всего за несколько часов.
Мобильность. Пользователи свободно перемещаются по офису; саму сеть легко перенести в другое место. Простота расширения сети. Скорость передачи данных ниже, чем в проводной сети. Необходимо получить разрешение на использование полосы частот.

Следующая особенность также связана с пропускной способностью, которая, как мы помним, снижается пропорционально количеству беспроводных клиентов в сети. Ширина канала точки доступа динамически распределяется между всеми одновременно включенными Wi-Fi-адаптерами. А поскольку в офисе количество последних может достигать нескольких десятков, одной точкой доступа никак не обойтись.

В зависимости от задач, решаемых сотрудниками, которые подключены к беспроводному сегменту, количество точек доступа рассчитывается примерно так: от 3 до 5 клиентов на одну AP при общей численности клиентов менее 20, и от 5 до 10 клиентов при общей численности от 20 до 50.
Естественно, в офисе должен быть широкополосный доступ в интернет и один или несколько сетевых принтеров. Широкополосные xDSL-модемы и принтеры, если это не самостоятельные сетевые устройства, следует подключить к точкам доступа, чтобы сделать эти ресурсы независимыми.

Размещать точки доступа в офисе, независимо от его размеров, необходимо с учетом того, чтобы обеспечить максимальную зону покрытия. Есть смысл позаботится и о сетевом роуминге клиентов – для этого, как уже было сказано, хорошо бы использовать оборудование одного производителя, поскольку эта возможность не входит в стандарт 802.11x.

Наконец, для офиса крайне важна повышенная безопасность. В этом смысле крайне важно правильно настроить средства аутентификации пользователей и протоколов шифрования беспроводной сети. В противном случае злоумышленнику не составит труда проникнуть в нее без всякого физического подключения.

Статистика

В конце 2003 года организация NOP World Technology по заказу Cisco Systems провела исследование для оценки преимуществ (реализованных и ожидаемых) от создания беспроводных сетей. Были опрошены 403 сотрудника ИТ-служб и 200 пользователей из более чем 400 американских компаний.
Как выяснилось в ходе исследования, основными пользователями беспроводных сетей Wi-Fi являются высшие руководители компаний (более 40%).

Среди менеджеров по продажам таких оказалось всего 11%. Перечень используемых в сетях Wi-Fi приложений (электронная почта, доступ в интернет, офисные приложения и базы данных) не отличается от аналогичного перечня, составленного для проводных локальных сетей. Исследование также не выявило так называемого killer application – приложения, необходимость использования которого заставляла бы всех дружно переходить на беспроводные технологии.

Среди основных преимуществ технологий Wi-Fi чаще всего назывались мобильность и свобода (45%), отсутствие проводов (21%), легкость доступа (13%), дешевизна и экономическая эффективность (11%), а также портативность (11%). Основными проблемами и препятствиями к широкому распространению беспроводных сетей большинство опрошенных (31%) назвали проблемы, связанные с безопасностью. А целых 25% респондентов отметили, что не сталкиваются ни с какими проблемами при использовании Wi-Fi.

ЦЕНА УДОВОЛЬСТВИЯ
Как ни странно, даже многие корпоративные пользователи думают, что организация беспроводной сети обходится значительно дороже традиционного проводного решения. На самом деле организация проводной сети в офисе с учетом стоимости оборудования и установки вряд ли будет стоить дешевле, чем беспроводной вариант.

Стоимость точки доступа колеблется в пределах от $85 до $130 для стандартных моделей и от $110 до $250 для моделей с расширенными возможностями. Сетевой адаптер обойдется в сумму от $50-80 за модель PCMCIA и $40-50 за модель для шины PCI. Если сотрудники офиса используют для работы ноутбуки на базе технологии Centrino, то в приобретении клиентских адаптеров нет необходимости, поскольку эти системы оборудованы встроенными Wi-Fi-картами.

Что касается конкретных производителей, то, как и в случае с любым другим железом, стоит избегать использования устройств неизвестных производителей. В настоящий момент в нашей стране достаточно легко найти беспроводное оборудование компаний ASUS, LynkSys, TRENDnet, U.S.Robotics, MSI, D-Link, Compex и CNet. Существует несколько очень интересных моделей точек доступа с уникальными возможностями, например Netgear FWG114P, но найти их в продаже практически нереально –нет официальных поставок. К тому же уникальность ценится дорого: та же FWG114P стоит $230-250, что резко снижает интерес к ней.