Беспроводные локальные системы Владимир Борисович Лебедев ТТИ ЮФУ © 2010

LAN)
Сети WLAN и имена SSID
Беспроводные каналы
Настройка точки

доступа
Настройка беспроводного клиента

В них указывается спектр радиочастотного диапазона, скорость передачи данных, способ

передачи данных и прочая информация. Главным разработчиком технических стандартов беспроводной связи является организация IEEE.

Стандарт IEEE 802.11 регламентирует работу устройств в сетях WLAN. С учетом различных характеристик беспроводной связи в стандарт IEEE 802.11 были внесены четыре поправки. На сегодняшний день действуют следующие поправки - 802.11a, 802.11b, 802.11g и 802.11n (поправка 802.11n не ратифицирована на момент написания материала). Все эти технологии отнесены к категории Wi-Fi (Wireless Fidelity).

Организация "Wi-Fi Alliance" отвечает за тестирование устройств для локальных сетей (LAN) от разных производителей. Логотип Wi-Fi на корпусе устройства означает, что это оборудование может взаимодействовать с другими устройствами того же стандарта.

со спектром частот 2,4 ГГц, т.е. с устройствами стандарта 802.11

b/g/n;
диапазон действия примерно 33% от такового для устройств 802.11 b/g;
относительно дорогой в реализации по сравнению с другими технологиями;
оборудование, соответствующее требованиям стандарта 802.11a, встречается все реже.

802.11b:
первая из технологий 2,4 ГГц;
максимальная скорость передачи данных 11 Мбит/с;
диапазон действия около 46 м внутри помещения и 96 м вне помещений.

802.11g:
технологии 2,4 ГГц;
максимальная скорость передачи данных увеличена до 54 Мбит/с;
тот же диапазон, что и для 802.11b;
обратная совместимость с 802.11b.

802.11n:
новейший стандарт в стадии разработки;
технологии 2,4 ГГц (в проекте стандарта предусматривается поддержка полосы 5 ГГц);
расширена область действия и пропускная способность пропускная способность;
обратная совместимость с оборудованием существующих стандартов 802.11g и 802.11b (в проекте стандарта предусматривается поддержка 802.11a).

меняться.
~ Стандарт 802.11 п остается в черновом варианте, поэтому

соответствующие значения могут меняться.

в том, что все компоненты в сети WLAN отвечают его

требованиям или, по крайней мере, совместимы с ним. В сети WLAN должно быть несколько обязательных компонентов: беспроводной клиент или STA, точка доступа, беспроводной мост и антенна.

сетью. Большинство устройств, которые могут подключаться к обычной проводной сети,

могут подключаться и к беспроводной ЛВС, если оснащены соответствующим беспроводным сетевым адаптером и программным обеспечением.
• Такое устройство может быть стационарным или мобильным.
• Часто называется STA (сокращение от station).
• Примеры таких устройств: портативные компьютеры, карманные ПК, принтеры, проекторы и устройства хранения.

позволяет беспроводным клиентам получать доступ к проводной сети и наоборот.
•

Она действует как преобразователь носителя, принимающий кадры Ethernet из проводной сети и преобразующий их в кадры, совместимые с форматом 802.11, перед передачей в беспроводную ЛВС.
• Точка доступа принимает кадры 802.11 от беспроводной ЛВС и преобразует их в кадры Ethernet перед передачей в проводную сеть.
• Точки доступа поддерживают беспроводные соединения в ограниченной области, известной как ячейка или базовый набор услуг

беспроводной канал.
• Поддерживает дальнодействующие двухточечные соединения между сетями.
•

С помощью нелицензированных радиочастот сети, расположенные на расстоянии 40 км (25 миль) или больше, могут соединяться без проводов.

и в беспроводных мостах;
повышает мощность выходного сигнала с беспроводного устройства;

принимает сигналы с других устройств, например, STA;
увеличение мощности сигнала с антенны называется усилением;
более высокий уровень усиления сигнал позволяет добиться большего расстояния передачи.

Антенны классифицируются по способу излучения сигнала. Направленные антенны концентрируют мощность сигнала в одном направлении. Всенаправленные антенны излучают сигнал во всех направлениях с равной интенсивностью.

Концентрируя сигнал в одном направлении, направленные антенны могут передавать сигналы на большие расстояния. Направленные антенны обычно используются для объединения систем, а всенаправленные антенны используются в точках доступа.

беспроводные компоненты были подключены к соответствующей сети WLAN. Для этого

используется идентификатор набора услуг (SSID).

SSID – это имя беспроводной сети, представляющее собой буквенно-цифровую строку, чувствительную к регистру, имеющее длину до 32 символов. Этот идентификатор пересылается в заголовке всех кадров, передаваемых по сети WLAN. Идентификатор SSID сообщает беспроводным устройствам, к какой беспроводной сети WLAN они принадлежат и с какими устройствами они взаимодействуют.

Для обеспечения связи все беспроводные устройства в сети WLAN должны иметь общий идентификатор SSID, независимо от типа установки сети WLAN.

более беспроводных клиентов в одноранговой сети. Беспроводная сеть, построенная таким

образом, называется специализированной сетью и в ней нет ни одной точки доступа. Все клиенты внутри специализированной сети равноправны. Зона покрытия этой сети называется независимым базовым набором услуг (IBSS). Простая специализированная сеть может использоваться для обмена файлами и информацией между устройствами без дополнительных затрат и необходимости покупки и настройки точки доступа.

в сетях более высокого уровня необходимо использовать единое устройство, управляющее

взаимодействием в беспроводной соте. Если в сети имеется точка доступа, то она берет эти функции на себя: определяет, какие узлы и в какое время могут устанавливать связь. Такой режим называется инфраструктурным режимом беспроводной связи; чаще всего они используется в домашних условиях и в условиях бизнеса. При такой форме организации беспроводных локальных сетей WLAN отдельные STA-устройства не могут взаимодействовать между собой напрямую.

Чтобы эти устройства могли взаимодействовать между собой, им необходимо разрешение от точки доступа. Точка доступа управляет всеми взаимодействиями и обеспечивает равный доступ в среду всем STA-устройствам.
Зона покрытия одной точки доступа называется базовым набором услуг (BSS) или сотой.

наименьший строительный блок сети WLAN. Точка доступа имеет ограниченную зону

покрытия. Для расширения зоны покрытия можно объединить несколько базовых наборов услуг через систему распределения (DS). Таким образом создается расширенный набор услуг (ESS). В ESS используется несколько точек доступа. Каждая точка доступа представляет собой отдельный базовый набор услуг.

Чтобы обеспечить обмен данными между сотами без потерь сигналов, базовые наборы услуг должны пересекаться между собой примерно на 10%. Это позволяет клиенту подключаться ко второй точке доступа перед тем, как отключиться от первой точки доступа.

В большинстве домашних и коммерческих сетей имеется только один базовый набор услуг. Тем не менее, при необходимости увеличения зоны покрытия и числа узлов может потребоваться создать расширенный набор услуг.

IBSS, BSS или ESS, – необходимо управлять связью между отправителем

и получателем. Одним из средств управления связью являются каналы.

Каналы создаются посредством деления доступного радиочастотного спектра. Каждый канал может использоваться в качестве несущей для другого сеанса связи. Это можно сравнить с передачей нескольких телевизионных каналов по одному тракту. Несколько точек доступа могут работать в непосредственной близости одна к другой, если они используют разные каналы связи.

К сожалению, частоты, выбранные для некоторых каналов, могут пересекаться с каналами, занятыми другими устройствами. Разные сеансы связи должны использоваться на непересекающихся каналах. Количество и распределение каналов зависит от региона и выбора технологий. Канал для отдельного сеанса связи можно настраивать вручную или автоматически, учитывая его загруженность и пропускную способность.

Обычно для каждого сеанса беспроводной связи выделяется отдельный канал. В некоторых новейших технологиях предусмотрено объединение каналов в единый канал повышенной пропускной способности с более высокой скоростью передачи данных.

конфликты в процессе передачи данных. Поэтому необходимо использовать такой метод

доступа, который бы гарантировал отсутствие конфликтов.

Для этого в беспроводных технологиях применяется множественный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA). CSMA/CA резервирует канал для отдельного сеанса связи. Если канал зарезервирован, никакое другое устройство не сможет передавать по нему данные, что позволит избежать возможных конфликтов.

в базовом наборе услуг, оно обращается к точке доступа за

разрешением. Это называется протокол готовности к передаче (RTS). Если канал свободен, точка доступа отправит устройству сообщение о готовности к приему (Clear to Send, CTS), показывающее, что устройству разрешена передача по данному каналу. Сообщение CTS передается всем устройствам в базовом наборе услуг (BSS). Поэтому все устройства в базовом наборе услуг знают, что запрашиваемый канал в данный момент занят.

После завершения сеанса связи устройство, запросившее канал, отправляет в точку доступа еще одно сообщение, именуемое (ACK) (подтверждение). Сообщение ACK сообщает точке доступа, что канал может быть освобожден. Это сообщение также рассылается всем устройствам в сети WLAN. Все устройства в базовом наборе услуг получают сообщение ACK и таким образом извещаются о том, что данный канал снова свободен.

Процесс резервирования

mov

конфигурация и назначены каналы, можно приступать к настройке точки доступа.

У большинства интегрированных маршрутизаторов имеются функции проводной и беспроводной связи, и они сами выступают в качестве точки доступа в беспроводной сети. Независимо от того, используется ли устройство для подключения к проводным или беспроводным узлам, основные параметры конфигурации, такие как пароли, IP-адреса и настройки DHCP, должны быть одинаковыми. Основные операции настройки, такие как изменение пароля по умолчанию, должны выполняться до того, как точка доступа подключена в рабочую сеть.

При работе с функциональностью интегрированных маршрутизаторов необходимо выполнить дополнительные настройки, например, выбрать беспроводной режим, SSID и беспроводные каналы.

Это в основном режимы 802.11b, 802.11g и 802.11n. Хотя все

они используют диапазон частот 2,4 ГГц, в каждом из них применяется своя технология достижения максимальной пропускной способности. Выбор режима в точке доступа зависит от типа подключенного узла. Если к устройству в точке доступа подключен только один тип узла, выберите режим, поддерживающий данное устройство. Если подключено несколько типов узлов, следует выбрать смешанный режим. Для каждого режима заданы определенные пределы повышенной нагрузки. Если выбран смешанный режим, то производительность сети снизится из-за повышенной нагрузки на поддержку нескольких режимов.

Сетевой режим - определяет тип технологии, которая должна поддерживаться.
Например, 802.11b, 802.11g.802.11n или смешанный режим.

Сетевой режим

одной сети WLAN, должны использовать единый идентификатор SSID. Для быстрого

обнаружения сети WLAN идентификатор SSID рассылается всем клиентам. Функцию рассылки SSID можно отключать. Если SSID не рассылается, то этот параметр должен настраиваться на беспроводных клиентах вручную.

SSID - Используется для идентификации беспроводной ЛВС. У всех устройств, которым требуется взаимодействовать с беспроводной ЛВС, должен быть одинаковый SSID.

SSID

беспроводных сетей, окружающих вашу сеть. Для достижения оптимальной пропускной способности

необходимо выбирать непересекающиеся каналы для смежных базовых наборов услуг. В большинстве точек доступа предусмотрена возможность ручной настройки канала или автоматического поиска наименее загруженных каналов, а также поиска каналов максимальной пропускной способности.

Стандартный канал - указывает канал, через который осуществляется связь. По умолчанию задается Авто, чтобы позволить точке доступа определять оптимальный для использования канал.

Широковещательный SSID - определяет, будет ли SSID широковещательным для всех устройств в заданном диапазоне. По умолчанию задано Включить.

Стандартный канал

Широковещательный SSID

на котором имеется интерфейсная плата беспроводной связи и установлено клиентское

программное обеспечение беспроводной связи. Это клиентское ПО обеспечивает работу оборудования в сети WLAN. К числу устройств STA относятся КПК, портативные компьютеры, настольные ПК, принтеры, проекторы и телефоны с поддержкой Wi-Fi.

Чтобы подключить устройство STA к сети WLAN, необходимо использовать конфигурацию, общую для клиента и точки доступа. Это также касается SSID, настроек безопасности и описания параметров канала, если настройка канала на точке доступа выполняется вручную. Эти настройки задаются в клиентском ПО, управляющем подключением клиента в сеть.

Клиентское ПО беспроводной связи может быть интегрировано в операционную систему устройства. Это может быть и автономное, загружаемое ПО, утилита беспроводной связи, специально разработанные для взаимодействия с интерфейсной платой беспроводной связи.

для устройств беспроводной связи относится программное обеспечение беспроводной связи, интегрированное

в Windows XP. Это базовое ПО управляет конфигурацией большинства устройств беспроводной связи. Оно удобно для пользователя, и процесс подключения максимально упрощен.

Автономное ПО беспроводной связи
Утилиты беспроводной связи, поставляемые вместе с интерфейсными платами беспроводной связи, рассчитаны на работу с конкретной моделью интерфейсной платы. В нем обычно представлена усовершенствованная функциональность беспроводной связи Windows XP, в том числе:
Информация о каналах - отображает текущие показания мощности и уровня качества сигнала беспроводной связи;
Профили - выбор вариантов конфигураций, например, каналов и SSID, для каждой беспроводной сети;
Анализ объекта - позволяет обнаруживать все беспроводные сети в данном окружении.

Клиентское ПО беспроводной связи и клиентское ПО в Windows XP не должны использоваться одновременно для управления беспроводным подключением. В большинстве случаев достаточно функциональности Windows XP. Однако, если требуется создать несколько профилей для каждой беспроводной сети или расширенные параметры конфигурации, то лучше использовать утилиты, поставляемые в комплекте с интерфейсными платами беспроводной связи.

Настройка беспроводного клиента

между клиентом и точкой доступа.

Откройте экран информации о беспроводных

каналах, например, о скорости подключения, состоянии подключения и используемых беспроводных каналах. Функция "Link Information" отображает текущее значение мощности и качества сигнала.

Помимо проверки состояния беспроводного соединения, убедитесь в возможности передачи данных. Один из наиболее показательных тестов успешной передачи данных является Ping-тест. Передача данных возможна, если операция ping завершилась успешно.

Если операция ping завершилась, не дойдя до конечного узла, запустите ping на точке доступа с беспроводного клиента и убедитесь, что беспроводная связь доступна. Если и эта операция завершилась неудачно, то источник проблемы следует искать между беспроводным клиентом и точкой доступа. Проверьте информацию о настройках и повторите попытку установить соединение.

Если соединение беспроводного клиента с точкой доступа успешно, проверьте состояние связи между точкой доступа и следующим узлом маршрута. Если результат проверки успешный, то источник проблемы, скорее всего, находится в точке доступа, либо в другом устройстве на маршруте, либо в устройстве на конечном узле.