Беспроводная сеть - Wireless LAN

"WLAN" перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. WLAN (значения).
Этот ноутбук подключен к беспроводная точка доступа используя Карта ПК беспроводная карта.
Пример сети Wi-Fi

А Беспроводная сеть (WLAN) это беспроводная компьютерная сеть который связывает два или более устройств с помощью беспроводная связь сформировать локальная сеть (LAN) в пределах ограниченной территории, например дома, школы, компьютерной лаборатории, кампуса или офисного здания. Это дает пользователям возможность перемещаться по территории и оставаться подключенными к сети. Через шлюз, WLAN также может обеспечить подключение к более широким Интернет.

Большинство современных сетей WLAN основаны на IEEE 802.11 стандартов и продаются под Вай фай имя бренда.

Беспроводные локальные сети стали популярными для использования в домашних условиях благодаря простоте установки и использования. Они также популярны в коммерческая недвижимость которые предлагают беспроводной доступ своим сотрудникам и клиентам.

История

Норман Абрамсон, профессор Гавайский университет, разработал первую в мире беспроводную компьютерную сеть связи, АЛОХАНЕТ. Система была введена в эксплуатацию в 1971 году и включала семь компьютеров, развернутых на четырех островах для связи с центральным компьютером на Оаху остров без использования телефонных линий.[1]

PCI-карта WLAN 54 Мбит / с (802.11g)

Аппаратные средства беспроводной локальной сети изначально стоили настолько дорого, что использовались только в качестве альтернативы проводной локальной сети в местах, где прокладка кабеля была затруднена или невозможна. Ранние разработки включали отраслевые решения и проприетарные протоколы, но в конце 1990-х годов они были заменены стандартами, в первую очередь различными версиями IEEE 802.11 (в продуктах, использующих Вай фай имя бренда). Начиная с 1991 года европейская альтернатива, известная как HiperLAN / 1, использовалась Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) с первой версией, утвержденной в 1996 году. За ней последовала функциональная спецификация HiperLAN / 2 с Банкомат влияет[нужна цитата ] завершен в феврале 2000 г. Ни один из европейских стандартов не достиг коммерческого успеха 802.11, хотя большая часть работы над HiperLAN / 2 сохранилась в физических спецификациях (PHY ) для IEEE 802.11a, который почти идентичен PHY HiperLAN / 2.

В 2009 802.11n был добавлен в 802.11. Он работает в диапазонах 2,4 и 5 ГГц с максимальной скоростью передачи данных 600 Мбит / с. Большинство новых маршрутизаторов могут использовать оба беспроводных диапазона, известные как двухполосный. Это позволяет при передаче данных избегать переполненного диапазона 2,4 ГГц, который также используется совместно с Bluetooth устройства и микроволновые печи. Диапазон 5 ГГц также шире, чем диапазон 2,4 ГГц, с большим количеством каналов, что позволяет большему количеству устройств совместно использовать пространство. Не все каналы доступны во всех регионах.

А ГлавнаяРФ группа, образованная в 1997 году для продвижения технологии, предназначенной для использования в жилых помещениях, но распалась в конце 2002 года.[2]

Архитектура

Станции

Все компоненты, которые могут подключаться к беспроводной среде в сеть называются станциями (STA). Все станции оснащены контроллеры беспроводного сетевого интерфейса (WNIC). Беспроводные станции делятся на две категории: точки беспроводного доступа, и клиенты. точки доступа (AP), обычно беспроводные маршрутизаторы, являются базовыми станциями беспроводной сети. Они передают и принимают радиочастоты для беспроводных устройств для связи. Беспроводными клиентами могут быть мобильные устройства, такие как ноутбуки, персональные цифровые помощники, IP телефоны и другие смартфоны, или непереносные устройства, такие как настольные компьютеры, принтеры и рабочие станции которые оснащены интерфейсом беспроводной сети.

Базовый набор услуг

Основная статья: Базовый набор услуг

Базовый набор услуг (BSS) - это набор всех станций, которые могут обмениваться данными друг с другом на уровне PHY. Каждый BSS имеет идентификатор (ID), называемый BSSID, который является MAC-адрес точки доступа, обслуживающей BSS.

Существует два типа BSS: независимый BSS (также называемый IBSS) и инфраструктурный BSS. специальная сеть который не содержит точек доступа, что означает, что они не могут подключиться ни к какому другому базовому набору услуг.

Независимый базовый набор услуг

IBSS - это набор STA, настроенных в специальном (одноранговом) режиме.

Расширенный сервисный набор

Расширенный набор услуг (ESS) - это набор подключенных BSS. Точки доступа в ESS соединены системой распределения. У каждого ESS есть идентификатор, называемый SSID, который представляет собой 32-байтовую (максимум) символьную строку.

Распределительная система

Система распределения (DS) объединяет точки доступа в расширенный набор услуг. Концепция DS может использоваться для увеличения покрытия сети за счет роуминга между сотами.

DS может быть проводным или беспроводным. Современные системы беспроводного распределения в основном основаны на WDS или же СЕТКА протоколы, хотя используются другие системы.

Типы беспроводных локальных сетей

В IEEE 802.11 имеет два основных режима работы: инфраструктура и для этого случая режим. В режиме ad hoc мобильные устройства осуществляют прямую передачу в одноранговой сети. В режиме инфраструктуры мобильные устройства обмениваются данными через беспроводная точка доступа (WAP), который служит мостом для других сетей (например, Интернет или локальная сеть ).

Поскольку в беспроводной связи используется более открытая среда для связи по сравнению с проводными локальными сетями, разработчики 802.11 также включили механизмы шифрования: Конфиденциальность, эквивалентная проводной сети (WEP, теперь небезопасен), Защищенный доступ Wi-Fi (WPA, WPA2, WPA3) для защиты беспроводных компьютерных сетей. Многие точки доступа также предлагают Защищенная настройка Wi-Fi, быстрый (но теперь небезопасный) метод подключения нового устройства к зашифрованной сети.

Инфраструктура

Большинство сетей Wi-Fi развернуто в режиме инфраструктуры. В режиме инфраструктуры беспроводные клиенты, такие как ноутбуки и смартфоны, подключаются к WAP для присоединения к сети. WAP обычно имеет проводное сетевое соединение и может иметь постоянное беспроводное соединение с другими точками доступа.

WAP обычно являются фиксированными и обслуживают свои клиентские узлы в пределах досягаемости. В некоторых сетях будет несколько точек доступа с одним и тем же идентификатором SSID и системой безопасности. В этом случае подключение к любому WAP в этой сети присоединяет клиента к сети, и клиентское программное обеспечение будет пытаться выбрать WAP, который предоставляет лучший сервис, например WAP с самым сильным сигналом.

Пиринговый

Одноранговая или одноранговая беспроводная локальная сеть

An специальная сеть (не то же самое, что и Сеть Wi-Fi Direct[3]) - это сеть, в которой станции обмениваются данными только между равноправными узлами (P2P). Нет никакой базы и никто не дает разрешения говорить. Это достигается с помощью Независимого Базового набора услуг (IBSS).

А Сеть Wi-Fi Direct это другой тип сети, в которой станции обмениваются данными между равноправными узлами.

В группе Wi-Fi P2P владелец группы действует как точка доступа, а все другие устройства являются клиентами. Существует два основных способа установить владельца группы в группе Wi-Fi Direct. В одном из подходов пользователь вручную устанавливает владельца группы P2P. Этот метод также известен как владелец автономной группы (autonomous GO). Во втором методе, также называемом созданием группы на основе согласования, два устройства соревнуются на основе значения намерения владельца группы. Устройство с более высоким значением намерения становится владельцем группы, а второе устройство становится клиентом. Значение намерения владельца группы может зависеть от того, выполняет ли беспроводное устройство перекрестное соединение между инфраструктурной службой WLAN и группой P2P, оставшейся мощности в беспроводном устройстве, является ли беспроводное устройство уже владельцем группы в другой группе или от мощности принятого сигнала. первого беспроводного устройства.

А пиринговый сеть позволяет беспроводным устройствам напрямую связываться друг с другом. Беспроводные устройства, находящиеся в пределах досягаемости друг друга, могут обнаруживать и обмениваться данными напрямую, без использования центральных точек доступа. Этот метод обычно используется двумя компьютерами, чтобы они могли подключаться друг к другу для создания сети. В основном это может происходить в устройствах в закрытом диапазоне.

Если в этой ситуации используется измеритель мощности сигнала, он может неточно считывать мощность и вводить в заблуждение, поскольку он регистрирует мощность самого сильного сигнала, который может быть ближайшим компьютером.

Проблема со скрытым узлом: Устройства A и C обмениваются данными с B, но не знают друг друга

IEEE 802.11 определяет уровни физического уровня (PHY) и MAC (управления доступом к среде) на основе CSMA / CA (Множественный доступ с контролем несущей с предотвращением столкновений). В этом отличие от Ethernet, который использует CSMA-CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). Спецификация 802.11 включает положения, разработанные для минимизации коллизий, поскольку оба мобильных устройства могут находиться в зоне действия общей точки доступа, но вне зоны досягаемости друг друга.

Мост

Мост может использоваться для соединения сетей, как правило, разных типов. Беспроводной Ethernet мост позволяет подключать устройства проводной сети Ethernet к беспроводной сети. Мост действует как точка подключения к беспроводной локальной сети.

Беспроводная система распределения

А беспроводная система распределения (WDS) обеспечивает беспроводное соединение точек доступа в сети IEEE 802.11. Это позволяет расширять беспроводную сеть с использованием нескольких точек доступа без необходимости в проводной магистрали для их соединения, как это традиционно требуется. Заметным преимуществом WDS перед другими решениями является то, что он сохраняет MAC-адреса клиентских пакетов в каналах между точками доступа.[4]

Точка доступа может быть основной, ретрансляционной или удаленной базовой станцией. Основная базовая станция обычно подключается к проводной сети Ethernet. Базовая станция ретрансляции передает данные между удаленными базовыми станциями, беспроводными клиентами или другими ретрансляционными станциями на основную или другую базовую станцию ​​ретрансляции. Удаленная базовая станция принимает соединения от беспроводных клиентов и передает их ретрансляционным или главным станциям. Соединения между клиентами устанавливаются с использованием MAC-адресов, а не путем указания назначений IP.

Все базовые станции в WDS должны быть настроены на использование одного и того же радиоканала и совместно использовать ключи WEP или WPA, если они используются. Их можно настроить на разные идентификаторы набора служб. WDS также требует, чтобы каждая базовая станция была сконфигурирована для пересылки другим пользователям в системе, как упомянуто выше.

Возможность WDS также может называться режимом ретранслятора, потому что он, по-видимому, одновременно выполняет мост и принимает беспроводных клиентов (в отличие от традиционного моста). Пропускная способность в этом методе уменьшается вдвое для всех клиентов, подключенных к беспроводной сети.

Когда сложно соединить все точки доступа в сети проводом, можно также использовать точки доступа в качестве повторителей.

Блуждая

Роуминг между беспроводными локальными сетями

Есть два определения роуминга беспроводной локальной сети:

  1. Внутренний роуминг: Мобильная станция (MS) перемещается от одной точки доступа (AP) к другой AP в домашней сети, если уровень сигнала слишком слаб. Сервер аутентификации (RADIUS) выполняет повторную аутентификацию MS через 802.1x (например, с PEAP ). Биллинг QoS происходит в домашней сети. Мобильная станция, перемещающаяся от одной точки доступа к другой, часто прерывает поток данных между мобильной станцией и приложением, подключенным к сети. Например, мобильная станция периодически контролирует наличие альтернативных точек доступа (тех, которые обеспечат лучшее соединение). В какой-то момент на основе собственных механизмов мобильная станция решает повторно установить связь с точкой доступа, имеющей более сильный беспроводной сигнал. Однако мобильная станция может потерять соединение с точкой доступа перед установлением связи с другой точкой доступа. Для обеспечения надежного соединения с приложениями мобильная станция обычно должна включать в себя программное обеспечение, обеспечивающее постоянство сеанса.[5]
  2. Внешний роуминг: MS (клиент) переходит в WLAN другого поставщика услуг беспроводного Интернета (WISP) и принимает их услуги (точка доступа). Пользователь может использовать чужую сеть независимо от своей домашней сети, при условии, что иностранная сеть позволяет посещать пользователей в их сети. В чужой сети должны быть специальные системы аутентификации и биллинга для мобильных услуг.[требуется разъяснение ][нужна цитата ]

Приложения

Беспроводные локальные сети имеют множество применений. Современные реализации WLAN варьируются от небольших домашних сетей до больших, размером с кампус, до полностью мобильных сетей в самолетах и ​​поездах.

Пользователи могут выходить в Интернет из точек доступа WLAN в ресторанах, отелях, а теперь и с портативных устройств, которые подключаются к сетям 3G или 4G. Часто эти типы общедоступных точек доступа не требуют регистрации или пароля для подключения к сети. К другим можно получить доступ после регистрации или оплаты сбора.

Существующие инфраструктуры беспроводной локальной сети также могут использоваться для работы в качестве внутренние системы позиционирования без модификации существующего оборудования.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «История беспроводной связи». Школа общественного здравоохранения Bloomberg Джонса Хопкинса. Архивировано из оригинал на 2007-02-10. Получено 2007-02-17.
  2. ^ Уэйн Касуэлл (17 ноября 2010 г.). "Архив HomeRF". Получено 16 июля, 2011.
  3. ^ http://www.wi-fi.org/knowledge-center/faq/same-ad-hoc-mode
  4. ^ Связанная сеть маршрутизаторов беспроводной системы распределения DD-WRT Wiki. Проверено 31 декабря 2006 года.
  5. ^ «Как на самом деле работает Wi-Fi роуминг». Получено 2008-10-09.