Jeder, der ein Radio zusammengebaut, gekauft oder mindestens konfiguriert hat, hat wahrscheinlich Begriffe wie Empfindlichkeit und SelektivitÀt gehört.
Die Empfindlichkeit zeigt, wie gut Ihr EmpfÀnger Signale selbst in den entlegensten Bereichen empfangen kann.
Die SelektivitĂ€t hingegen zeigt, wie gut der EmpfĂ€nger auf eine bestimmte Frequenz eingestellt werden kann, ohne von anderen Frequenzen beeinflusst zu werden. Diese 'anderen Frequenzen', die nicht zur Ăbertragung des Signals der gewĂ€hlten Radio-Station gehören, stellen in diesem Fall Störsignale dar.
Durch Erhöhung der Sendeleistung zwingen wir EmpfÀnger mit geringer Empfindlichkeit dazu, unser Signal unter allen UmstÀnden zu empfangen. Eine nicht unerhebliche Rolle spielt auch die gegenseitige Beeinflussung der Signale verschiedener Radiosender, was die Abstimmung erschwert und die QualitÀt der Funkverbindung mindert.
Im Bereich Wi-Fi wird das Radiofrequenzspektrum als Medium fĂŒr die DatenĂŒbertragung verwendet. Daher sind viele Aspekte, mit denen Funkingenieure und Funkamateure der vergangenen Jahrhunderte gearbeitet haben, auch heute noch relevant.
Doch einiges hat sich geĂ€ndert. An die Stelle von analogen Formaten trat das digitale Broadcasting, was die Art des ĂŒbertragenen Signals verĂ€nderte.
Im Folgenden werden gÀngige Faktoren beschrieben, die die FunktionalitÀt von Wi-Fi-Netzwerken gemÀà den Standards IEEE 802.11b/g/n beeinflussen.
Einige Feinheiten von Wi-Fi-Netzwerken
FĂŒr die terrestrische Rundstrahlung, die weit weg von gröĂeren StĂ€dten erfolgt, wenn man nur das Signal von einem lokalen FM-Radiosender und eventuell "Majak" im UKW-Bereich empfangen kann, stellt sich die Frage der gegenseitigen Beeinflussung nicht.
Anders sieht es bei Wi-Fi-GerĂ€ten aus, die nur in zwei eingeschrĂ€nkten Frequenzbereichen arbeiten: 2,4 und 5 GHz. Im Folgenden sind einige Probleme beschrieben, die man nicht unbedingt ĂŒberwinden muss, aber ĂŒber die man Bescheid wissen sollte.
Problem eins â verschiedene Standards arbeiten mit unterschiedlichen Frequenzbereichen.
Im 2,4-GHz-Bereich arbeiten GerĂ€te, die den Standard 802.11b/g unterstĂŒtzen, wĂ€hrend im 5-GHz-Bereich GerĂ€te des Standards 802.11a und 802.11n arbeiten.
Wie wir sehen, können nur GerĂ€te des Standards 802.11n sowohl im 2,4-GHz- als auch im 5-GHz-Bereich arbeiten. In anderen FĂ€llen mĂŒssen wir entweder die Ăbertragung in beiden Bereichen unterstĂŒtzen oder akzeptieren, dass einige Clients sich nicht mit unserem Netzwerk verbinden können.
Das zweite Problem â Wi-Fi-GerĂ€te, die im nĂ€chsten Aktionsradius arbeiten, können denselben Frequenzbereich verwenden.
FĂŒr GerĂ€te, die im Frequenzbereich von 2,4 GHz arbeiten, sind in Russland 13 drahtlose KanĂ€le mit 20 MHz Breite fĂŒr den Standard 802.11b/g/n oder 40 MHz fĂŒr den Standard 802.11n mit AbstĂ€nden von 5 MHz verfĂŒgbar und erlaubt.
Daher erzeugt jedes drahtlose GerĂ€t (Client oder Access Point) Störungen auf benachbarten KanĂ€len. Ein weiteres Thema ist, dass die Sendeleistung des ClientgerĂ€ts, zum Beispiel eines Smartphones, erheblich geringer ist als die eines normalen Access Points. Daher werden wir in diesem Artikel nur ĂŒber die gegenseitigen EinflĂŒsse von Access Points aufeinander sprechen.
Der am hĂ€ufigsten vorgeschlagene Kanal fĂŒr Kunden ist der Kanal 6. Doch man sollte sich nicht tĂ€uschen lassen, dass die Wahl eines benachbarten Kanals die Störungen beseitigt. Ein Zugangspunkt, der auf Kanal 6 arbeitet, verursacht starke Störungen auf den KanĂ€len 5 und 7 und schwĂ€chere auf den KanĂ€len 4 und 8. Mit zunehmendem Abstand zwischen den KanĂ€len verringert sich deren gegenseitige Beeinflussung. Daher ist es Ă€uĂerst wĂŒnschenswert, dass ihre TrĂ€frequenzen mindestens 25 MHz (5 interkanalige AbstĂ€nde) auseinanderliegen, um gegenseitige Störungen zu minimieren.
Das Problem ist, dass von allen KanĂ€len, die einen geringen Einfluss aufeinander haben, nur 3 verfĂŒgbar sind: 1, 6 und 11.
Man muss nach Wegen suchen, die bestehenden EinschrÀnkungen zu umgehen. Zum Beispiel kann man die gegenseitige Beeinflussung von GerÀten durch eine Verringerung der Leistung ausgleichen.
Ăber die Vorteile der MĂ€Ăigung in allem
Wie bereits erwĂ€hnt, ist eine Leistungsverringerung nicht immer schlecht. TatsĂ€chlich kann eine Erhöhung der Leistung die EmpfangsqualitĂ€t erheblich verschlechtern, und das hat nichts mit der âSchwĂ€cheâ des Zugangspunkts zu tun. Im Folgenden schauen wir uns an, in welchen FĂ€llen dies nĂŒtzlich sein kann.
Belastung des Funkfrequenzspektrums
Die Auswirkung der Netzwerkbelastung ist deutlich sichtbar, wenn Sie ein GerĂ€t zur Verbindung auswĂ€hlen. Wenn im WLAN-Netzwerks-AuswahlmenĂŒ mehr als drei oder vier Optionen angezeigt werden, spricht man bereits von einer Ăberlastung des Funkfrequenzbandes. Jede Netzwerkverbindung stellt dabei eine Störquelle fĂŒr ihre Nachbarn dar. Diese Störungen beeintrĂ€chtigen die Netzwerkleistung, da sie das Rauschen erheblich erhöhen, was zu einem hĂ€ufigen erneuten Senden von Datenpaketen fĂŒhrt. In diesem Fall lautet die Hauptempfehlung, die Sendeleistung des Access Points zu verringern. Idealerweise sollte man auch alle Nachbarn ĂŒberzeugen, dasselbe zu tun, um sich gegenseitig nicht zu stören.
Die Situation erinnert an einen Klassensaal wĂ€hrend des Unterrichts, wenn der Lehrer kurz abwesend ist. Jeder SchĂŒler beginnt, mit seinem Nachbarn und anderen Klassenkameraden zu sprechen. In dem allgemeinen Durcheinander können sie sich kaum hören und fangen an, lauter zu sprechen, dann noch lauter, bis sie schlieĂlich schreien. Der Lehrer kehrt schnell ins Klassenzimmer zurĂŒck, ergreift gewisse disziplinarische MaĂnahmen und die Situation normalisiert sich wieder. Wenn wir den Netzwerkadministrator als Lehrer und die Access Point-Besitzer als SchĂŒler betrachten, erhalten wir eine fast direkte Analogie.
Asymmetrische Verbindung
Wie bereits erwĂ€hnt, ist die Leistung des ĂbertragungsgerĂ€ts eines Access Points normalerweise 2-3 Mal stĂ€rker als bei den mobilen EndgerĂ€ten der Kunden: Tablets, Smartphones, Laptops usw. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass es âgraue Zonenâ gibt, in denen der Kunde ein gutes, stabiles Signal vom Access Point empfĂ€ngt, die Ăbertragung vom Kunden zum Access Point jedoch ânicht sehr gutâ funktioniert. Eine solche Verbindung wird als asymmetrisch bezeichnet.
Um eine stabile Verbindung mit guter QualitĂ€t aufrechtzuerhalten, ist es Ă€uĂerst wĂŒnschenswert, dass zwischen dem EndgerĂ€t des Nutzers und dem Access Point eine symmetrische Verbindung besteht, bei der der Empfang und die Ăbertragung in beide Richtungen ausreichend effizient arbeiten.
Abb. 1. Asymmetrische Verbindung am Beispiel eines Grundrisses.
Um asymmetrische Verbindungen zu vermeiden, sollte eine unĂŒberlegte Erhöhung der SendestĂ€rke vermieden werden.
Wenn eine VerstÀrkung der Leistung erforderlich ist
Die nachfolgend aufgefĂŒhrten Faktoren erfordern eine Erhöhung der Leistung, um eine stabile Verbindung zu gewĂ€hrleisten.
Störungen durch GerÀte anderer Funkkommunikation und anderer Elektronik
Bluetooth-GerÀte, wie beispielsweise Kopfhörer, drahtlose Tastaturen und MÀuse, die im Frequenzbereich von 2,4 GHz arbeiten und Störungen bei der Funktion des Access Points und anderer Wi-Fi-GerÀte verursachen können.
Die nachfolgend genannten GerÀte können ebenfalls negative Auswirkungen auf die SignalqualitÀt haben:
- Mikrowellenöfen;
- Babyfone;
- CRT-Monitore, drahtlose Lautsprecher, drahtlose Telefone und andere drahtlose GerÀte;
- Externe Spannungsquellen wie Stromleitungen und Umspannwerke,
- Elektromotoren;
- Kabel mit unzureichender Abschirmung sowie Koaxialkabel und Stecker, die mit bestimmten Arten von SatellitenschĂŒsseln verwendet werden.
GroĂe Entfernungen zwischen Wi-Fi-GerĂ€ten
Alle FunkgerĂ€te haben eine begrenzte Reichweite. Neben den Konstruktionsmerkmalen des drahtlosen GerĂ€ts kann die maximale Reichweite durch Ă€uĂere Faktoren wie Hindernisse, Funkstörungen und Ăhnliches verringert werden.
All dies fĂŒhrt zur Bildung lokaler "Toten Zonen", in denen das Signal des Access Points nicht bis zum EndgerĂ€t reicht.
Hindernisse fĂŒr die SignalĂŒbertragung
Verschiedene Hindernisse (WĂ€nde, Decken, Möbel, metallene TĂŒren usw.), die sich zwischen den Wi-Fi-GerĂ€ten befinden, können Funksignale reflektieren oder absorbieren, was zu einer Verschlechterung oder vollstĂ€ndigen Verlust der Verbindung fĂŒhrt.
So einfache und verstÀndliche Dinge wie BetonwÀnde, Blechverkleidungen, Stahlrahmen und sogar Spiegel und getönte Fenster reduzieren die SignalintensitÀt erheblich.
Interessante Tatsache: Der menschliche Körper schwÀcht das Signal um etwa 3 dB.
Die folgende Tabelle zeigt den Verlust der Wi-Fi-SignalstĂ€rke beim Durchgang durch verschiedene Materialien fĂŒr das 2,4 GHz-Netz.
* Effektive Reichweite â beschreibt die Verringerung des Aktionsradius nach dem Durchgang durch das jeweilige Hindernis im Vergleich zu freiem Raum.
Lassen Sie uns eine Zwischenbilanz ziehen
Wie bereits erwÀhnt, erhöht eine hohe SignalstÀrke allein nicht die QualitÀt der Wi-Fi-Verbindung, kann aber die Etablierung einer stabilen Verbindung stören.
Gleichzeitig gibt es Situationen, in denen eine höhere Leistung fĂŒr eine zuverlĂ€ssige Ăbertragung und den Empfang von Wi-Fi-Radiosignalen erforderlich ist.
So widersprĂŒchlich sind die Anforderungen.
NĂŒtzliche Funktionen von Zyxel, die helfen können
Offensichtlich sollten wir einige interessante Funktionen verwenden, die uns aus dieser widersprĂŒchlichen Situation helfen könnten.
WICHTIG! Ăber die vielen Aspekte beim Aufbau von drahtlosen Netzwerken sowie ĂŒber die Möglichkeiten und die praktische Nutzung von GerĂ€ten können Sie in den spezialisierten Kursen von Zyxel â ZCNE erfahren. Informationen zu den nĂ€chsten Kursen finden Sie hier. .
Kundenlenkung
Wie bereits erwÀhnt, betreffen die beschriebenen Probleme hauptsÀchlich den 2,4 GHz-Bereich.
GlĂŒckliche Besitzer moderner GerĂ€te können das 5 GHz-Frequenzband nutzen.
Vorteile:
- mehr KanÀle, daher ist es einfacher, solche auszuwÀhlen, die sich möglichst wenig gegenseitig beeinflussen;
- andere GerÀte wie Bluetooth nutzen dieses Frequenzband nicht;
- UnterstĂŒtzung fĂŒr Kanalbandbreiten von 20/40/80 MHz.
Nachteile:
- Das Funksignal in diesem Frequenzband hat eine geringere Durchdringung durch Hindernisse. Daher ist es empfehlenswert, nicht nur einen âSuper-Access Pointâ, sondern zwei oder drei Access Points mit mĂ€Ăiger SignalstĂ€rke in verschiedenen RĂ€umen zu haben. Das sorgt auf der anderen Seite fĂŒr eine gleichmĂ€Ăigere Abdeckung, als wenn man versucht, das Signal von einem einzelnen, aber âsuper-starkenâ Access Point zu empfangen.
In der Praxis gibt es jedoch, wie immer, Nuancen. Beispielsweise bieten einige GerĂ€te, Betriebssysteme und Software standardmĂ€Ăig immer noch die "guten alten" 2,4 GHz-Frequenzen fĂŒr die Verbindung an. Dies geschieht, um KompatibilitĂ€tsprobleme zu minimieren und den Verbindungsalgorithmus zu vereinfachen. Wenn die Verbindung automatisch hergestellt wird oder der Nutzer dies nicht bemerkt, bleibt die Möglichkeit, das 5 GHz-Band zu nutzen, ungenutzt.
Um diese Situation zu Ă€ndern, hilft die Funktion Client Steering, die standardmĂ€Ăig den Client-GerĂ€ten vorschlĂ€gt, sich sofort mit 5 GHz zu verbinden. Sollte dieses Band vom Client nicht unterstĂŒtzt werden, kann er trotzdem 2,4 GHz nutzen.
Diese Funktion ist verfĂŒgbar:
- in Nebula- und NebulaFlex-Zugangspunkten;
- in den Wireless Controller NXC2500 und NXC5500;
- in Firewalls mit Controller-Funktion.
Auto Healing
Es wurden viele Argumente fĂŒr eine flexible Leistungsregelung angefĂŒhrt. Doch bleibt die berechtigte Frage: Wie lĂ€sst sich dies umsetzen?
DafĂŒr bieten die Zyxel Wireless Controller eine spezielle Funktion: Auto Healing.
Der Controller ĂŒberwacht den Zustand und die FunktionsfĂ€higkeit der Zugangspunkte. Sollte sich herausstellen, dass ein Zugangspunkt nicht funktioniert, erhalten die benachbarten Punkte den Auftrag, die SignalstĂ€rke zu erhöhen, um die entstandene Funkstille zu ĂŒberbrĂŒcken. Sobald der ausgefallene Zugangspunkt wieder in Betrieb ist, erhalten die benachbarten Punkte die Anweisung, die SignalstĂ€rke zu reduzieren, um gegenseitige Störungen zu vermeiden.
Diese Funktion ist auch Bestandteil einer speziellen Reihe von Wireless-Controllers: NXC2500 und NXC5500.
GeschĂŒtzte drahtlose Netzwerkgrenze
Benachbarte Zugangspunkte aus einem parallelen Netzwerk verursachen nicht nur Störungen, sondern können auch als Ausgangsbasis fĂŒr Angriffe auf das Netzwerk genutzt werden.
Der Wireless-Controller muss sich hingegen mit diesen Problemen auseinandersetzen. Die Controller NXC2500 und NXC5500 bieten ausreichend Mittel wie die standardisierte WPA/WPA2-Enterprise-Authentifizierung, verschiedene Implementierungen des Extensible Authentication Protocol (EAP) und eine eingebaute Firewall.
Der Controller erkennt nicht nur unautorisierte Zugangspunkte, sondern blockiert auch verdÀchtige AktivitÀten im Unternehmensnetzwerk, die mit hoher Wahrscheinlichkeit böswillige Absichten verfolgen.
Funktion zur Erkennung und EindÀmmung von Rogue APs
Lassen Sie uns zunÀchst klÀren, was ein Rogue AP ist.
Ein Rogue AP sind fremde Zugangspunkte, die nicht unter der Kontrolle des Netzwerkadministrators stehen. Dennoch befinden sie sich im Empfangsbereich des WLANs des Unternehmens. Zum Beispiel können dies persönliche Zugangspunkte von Mitarbeitern sein, die ohne Genehmigung in die Netzwerksteckdosen des BĂŒros eingesteckt wurden. Solche EigenmĂ€chtigkeiten wirken sich negativ auf die Sicherheit des Netzwerks aus.
TatsĂ€chlich bilden solche GerĂ€te einen Kanal fĂŒr das externe Zugangsrecht zum Unternehmensnetzwerk, der die Hauptsicherheitsvorkehrungen umgeht.
Zum Beispiel befindet sich ein fremder Zugangspunkt (RG) formal nicht im Unternehmensnetz, aber es wurde ein drahtloses Netzwerk mit demselben SSID-Namen wie den legalen Zugangspunkten eingerichtet. Infolgedessen kann der RG-Zugangspunkt verwendet werden, um Passwörter und andere geheime Informationen abzufangen, wenn sich Kunden des Unternehmensnetzwerks irrtĂŒmlich mit ihm verbinden und versuchen, ihre Anmeldedaten zu ĂŒbertragen. Dadurch werden die Zugangsdaten der Benutzer dem Betreiber des âPhishingâ-Zugangspunkts bekannt.
Die meisten Zugangspunkte des Unternehmens Zyxel verfĂŒgen ĂŒber eine integrierte Funktion zur Funkfrequenz-Scan zur Identifizierung fremder Punkte.
WICHTIG! Die Erkennung fremder Punkte (AP Detection) funktioniert nur, wenn mindestens einer dieser âWachsamkeitsâ-Zugangspunkte auf den NetzwerkĂŒberwachungsmodus eingestellt ist.
Nachdem der Zyxel-Zugangspunkt im Ăberwachungsmodus fremde Punkte festgestellt hat, kann ein Sperrverfahren eingeleitet werden.
Angenommen, Rogue AP ahmt einen legitimen Zugangspunkt nach. Wie bereits erwĂ€hnt, kann ein Angreifer die Unternehmens-SSID-Einstellungen an einem gefĂ€lschten Punkt duplizieren. Der Zyxel-Zugangspunkt wird dann versuchen, gefĂ€hrliche AktivitĂ€ten zu verhindern, indem er Störungen durch das Senden von falschen Broadcast-Paketen verursacht. Dies fĂŒhrt dazu, dass Kunden sich nicht mit dem Rogue AP verbinden können und ihre Anmeldeinformationen abgefangen werden. Der "spionierende" Zugangspunkt kann somit seine Mission nicht erfĂŒllen.
Wie wir sehen, hat die gegenseitige Beeinflussung von Zugangspunkten nicht nur lÀstige Störungen bei der Nutzung zur Folge, sondern kann auch zum Schutz vor Angriffen von Angreifern verwendet werden.
Fazit
Der Umfang dieses kurzen Artikels erlaubt es nicht, alle Nuancen zu beleuchten. Doch bereits bei einer groben Durchsicht wird klar, dass die Entwicklung und Wartung eines drahtlosen Netzwerks interessante Aspekte aufweist. Einerseits muss man die gegenseitige Beeinflussung der Signalquellen bekÀmpfen, unter anderem durch die Reduzierung der Leistung der Zugangspunkte. Andererseits ist es notwendig, das Signalniveau hoch genug zu halten, um eine stabile Verbindung zu gewÀhrleisten.
Diese WidersprĂŒche können durch die Verwendung spezieller Funktionen von WLAN-Controllern umgangen werden.
Es ist auĂerdem wichtig zu erwĂ€hnen, dass das Unternehmen Zyxel daran arbeitet, alles zu verbessern, was dazu beitrĂ€gt, eine qualitativ hochwertige Verbindung ohne hohe Kosten zu erzielen.
Quellen
Quelle: habr.com
