Jeder, der ein Radio zusammengestellt, gekauft oder wenigstens eingestellt hat, hat wahrscheinlich Begriffe wie: Empfindlichkeit und SelektivitÀt gehört.
Die Empfindlichkeit â dieser Parameter zeigt, wie gut Ihr EmpfĂ€nger auch in den entlegensten Regionen ein Signal empfangen kann.
Die SelektivitÀt hingegen zeigt, wie gut der EmpfÀnger auf eine bestimmte Frequenz eingestellt werden kann, ohne von anderen Frequenzen beeinflusst zu werden. Diese "anderen Frequenzen", die nicht zum Signal einer gewÀhlten Station gehören, spielen hier eine Rolle als Radiointerferenzen.
Durch die Erhöhung der Leistung des Senders zwingen wir EmpfÀnger mit geringer Empfindlichkeit, unser Signal um jeden Preis zu empfangen. Ein nicht unerheblicher Faktor ist die gegenseitige Beeinflussung der Signale verschiedener Radiosender, was die Einstellung erschwert und die QualitÀt der Funkverbindung mindert.
Im WLAN wird das Radiofrequenzspektrum als Medium zur DatenĂŒbertragung genutzt. Daher sind viele Dinge, mit denen Radioingenieure und Funkamateure der vergangenen und sogar der vorangegangenen Jahrhunderte arbeiteten, auch heute noch relevant.
Aber es hat sich etwas geĂ€ndert. An die analoge Ăbertragungstechnologie hat digitales Broadcasting den Charakter des ĂŒbertragbaren Signals verĂ€ndert.
Im Folgenden werden verbreitete Faktoren beschrieben, die die FunktionalitÀt von WLAN-Netzwerken im Rahmen der Standards IEEE 802.11b/g/n beeinflussen.
Einige Nuancen von WLAN-Netzwerken
FĂŒr die terrestrische RundfunkĂŒbertragung in der Entfernung von groĂen Urbanisierungen, wo nur das Signal des lokalen FM-Senders und noch âMajakâ im UKW-Bereich empfangen werden kann, stellt sich die Frage der gegenseitigen Beeinflussung nicht.
Anders ist es bei WLAN-GerĂ€ten, die nur in zwei begrenzten Frequenzbereichen von 2,4 und 5 GHz arbeiten. Im Folgenden werden mehrere Probleme beschrieben, die man, wenn nicht ĂŒberwinden, dann zumindest wissen sollte, wie man mit ihnen umgeht.
Problem eins â verschiedene Standards arbeiten in 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 tĂ€tig sind.
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 Broadcasts in beiden BĂ€ndern unterstĂŒtzen oder akzeptieren, dass einige Clients sich nicht mit unserem Netzwerk verbinden können.
Problem zwei â Wi-Fi-GerĂ€te, die im unmittelbaren Radius arbeiten, können denselben Frequenzbereich verwenden.
FĂŒr GerĂ€te, die im Frequenzbereich von 2,4 GHz arbeiten, sind in Russland 13 drahtlose KanĂ€le mit einer Breite von 20 MHz fĂŒr den Standard 802.11b/g/n oder 40 MHz fĂŒr den Standard 802.11n mit AbstĂ€nden von 5 MHz verfĂŒgbar und zulĂ€ssig.
Daher erzeugt jedes drahtlose GerĂ€t (Client oder Access Point) Störungen auf benachbarten KanĂ€len. Das Problem ist jedoch, dass die Sendeleistung des Client-GerĂ€ts, wie z. B. eines Smartphones, erheblich geringer ist als die eines normalen Access Points. Daher werden wir im Laufe des Artikels nur ĂŒber die gegenseitigen Auswirkungen der Access Points untereinander sprechen.
Der beliebteste Kanal, der den Clients standardmĂ€Ăig angeboten wird, ist 6. Aber man sollte sich nicht tĂ€uschen, dass wir mit der Wahl einer benachbarten Zahl das störende EinflĂŒsse loswerden. Ein Access Point, 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 nimmt ihr gegenseitiger Einfluss ab. Daher ist es Ă€uĂerst wĂŒnschenswert, dass ihre TrĂ€frequenzen um 25 MHz (5 Zwischenkanal-AbstĂ€nde) voneinander entfernt liegen, um gegenseitige Störungen auf ein Minimum zu reduzieren.
Das Problem ist, dass von allen KanĂ€len mit geringem Einfluss aufeinander nur 3 KanĂ€le verfĂŒgbar sind: 1, 6 und 11.
Wir mĂŒssen nach einem Weg suchen, die bestehenden EinschrĂ€nkungen zu umgehen. Zum Beispiel kann das gegenseitige Einfluss der GerĂ€te durch eine Reduzierung der Sendeleistung kompensiert werden.
Ăber die Vorteile der MĂ€Ăigung in allem
Wie bereits oben erwĂ€hnt, ist eine Senkung der Sendeleistung nicht immer schlecht. DarĂŒber hinaus kann bei einer Erhöhung der Sendeleistung die EmpfangsqualitĂ€t erheblich beeintrĂ€chtigt werden, und es liegt dabei nicht an der "SchwĂ€che" des Access Points. Im Folgenden werden wir uns ansehen, in welchen FĂ€llen dies nĂŒtzlich sein kann.
Belastung des Funkfrequenzspektrums
Die Auswirkungen der NetzĂŒberlastung sind sofort sichtbar, wenn das GerĂ€t zur Verbindung ausgewĂ€hlt wird. Wenn die Liste der verfĂŒgbaren Wi-Fi-Netzwerke mehr als drei oder vier EintrĂ€ge enthĂ€lt, kann bereits von einer Ăberlastung des Funkspektrums gesprochen werden. Dabei ist jedes Netzwerk eine Quelle von Störungen fĂŒr seine Nachbarn. Diese Störungen wirken sich auf die Netzwerkleistung aus, da sie das Rauschlevel erheblich erhöhen, was zu einer stĂ€ndigen Notwendigkeit fĂŒhrt, Pakete erneut zu senden. In diesem Fall besteht die Hauptempfehlung darin, die Sendeleistung des Access Points zu verringern, idealerweise sollten alle Nachbarn dasselbe tun, um sich gegenseitig nicht zu stören.
Die Situation erinnert an einen Klassenzimmerunterricht, wenn der Lehrer kurzzeitig abwesend ist. Jeder SchĂŒler beginnt, mit dem Nachbarn an der Bank und anderen Klassenkameraden zu sprechen. Im allgemeinen GerĂ€uschpegel hören sie einander schlecht und fangen an, lauter zu sprechen, dann noch lauter, und schlieĂlich beginnen sie zu schreien. Der Lehrer kommt schnell zurĂŒck in die Klasse, ergreift disziplinarische MaĂnahmen und die Situation normalisiert sich wieder. Wenn wir den Netzwerkadministrator als Lehrer und die Access Point-Besitzer als SchĂŒler vorstellen, haben wir fast eine direkte Analogie.
Asymmetrische Verbindung
Wie bereits erwĂ€hnt, ist die Sendeleistung des Access Points in der Regel 2-3 Mal stĂ€rker als die der mobilen EndgerĂ€te: Tablets, Smartphones, Laptops usw. Daher ist das Auftreten von "grauen Zonen" sehr wahrscheinlich, in denen das GerĂ€t von dem Access Point ein gutes, stabiles Signal empfĂ€ngt, die Ăbertragung vom GerĂ€t zum Access Point jedoch "nicht so gut" funktioniert. Solch eine Verbindung wird als asymmetrisch bezeichnet.
Um eine stabile Verbindung mit guter QualitĂ€t aufrechtzuerhalten, ist es Ă€uĂerst wĂŒnschenswert, dass zwischen dem Client-GerĂ€t und dem Access Point eine symmetrische Verbindung besteht, bei der der Empfang und die Ăbertragung in beide Richtungen ausreichend effektiv arbeiten.
Abbildung 1. Asymmetrische Verbindung am Beispiel eines Wohnungsplans.
Um asymmetrische Verbindungen zu vermeiden, sollte eine unĂŒberlegte Erhöhung der Sendeleistung vermieden werden.
Wann eine Erhöhung der Sendeleistung erforderlich ist
Die unten aufgefĂŒhrten Faktoren erfordern eine Erhöhung der Sendeleistung zur GewĂ€hrleistung einer stabilen Verbindung.
Störungen von anderen FunkgerÀten und Elektronik
Bluetooth-GerÀte wie Kopfhörer, drahtlose Tastaturen und MÀuse, die im Frequenzbereich von 2,4 GHz arbeiten, können Störungen bei der FunktionalitÀt von Access Points und anderen Wi-Fi-GerÀten verursachen.
Die nachfolgend aufgefĂŒhrten GerĂ€te können ebenfalls negative Auswirkungen auf die SignalqualitĂ€t haben:
- Mikrowellenherde;
- Babyphone;
- CRT-Monitore, drahtlose Lautsprecher, drahtlose Telefone und andere drahtlose GerÀte;
- Ă€uĂere Stromquellen wie Hochspannungsleitungen und Transformatorstationen,
- Elektromotoren;
- Kabel mit unzureichender Abschirmung sowie Koaxialkabel und Buchsen, die mit bestimmten Typen von SatellitenschĂŒsseln verwendet werden.
GroĂe Distanzen 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 usw. verringert werden.
All dies fĂŒhrt zur Entstehung lokaler "Tote Zonen", in denen das Signal vom Access Point das Client-GerĂ€t "nicht erreicht".
Hindernisse fĂŒr das Signal
Verschiedene Hindernisse (WĂ€nde, Decken, Möbel, MetalltĂŒren usw.), die zwischen Wi-Fi-GerĂ€ten liegen, können Funksignale reflektieren oder absorbieren, was zu einer Verschlechterung oder vollstĂ€ndigen Verlust der Verbindung fĂŒhrt.
Solche einfachen und klaren Dinge wie StahlbetonwÀnde, Blechverkleidungen, Stahlrahmen und sogar Spiegel und getönte Fenster verringern die SignalstÀrke erheblich.
Interessante Tatsache: Der menschliche Körper schwÀcht das Signal um etwa 3 dB.
Nachfolgend finden Sie eine Tabelle zur Signalverlust bei der Ăbertragung durch verschiedene Medien fĂŒr ein Netzwerk von 2,4 GHz.
* Effektive Reichweite â bezeichnet den Betrag der Verringerung der Reichweite nach dem Durchgang durch das jeweilige Hindernis im Vergleich zu einem offenen Raum.
Lassen Sie uns eine Zwischenbilanz ziehen
Wie bereits erwÀhnt, erhöht eine hohe SignalstÀrke nicht allein die QualitÀt der Wi-Fi-Verbindung, kann jedoch die Einrichtung einer guten Verbindung behindern.
Gleichzeitig gibt es Situationen, in denen eine höhere Leistung fĂŒr eine stabile Ăbertragung und den Empfang von Wi-Fi-Radiosignalen erforderlich ist.
Diese Anforderungen sind so widersprĂŒchlich.
NĂŒtzliche Funktionen von Zyxel, die helfen können
Offensichtlich mĂŒssen einige interessante Funktionen genutzt werden, die helfen, aus dieser widersprĂŒchlichen Situation herauszukommen.
WICHTIG! Ăber viele Nuancen beim Aufbau von drahtlosen Netzwerken sowie ĂŒber die Möglichkeiten und die praktische Verwendung der GerĂ€te kann man in speziellen Zyxel-Kursen â ZCNE â erfahren. Informationen ĂŒber die nĂ€chsten Kurse erhĂ€lt man .
Client Steering
Wie bereits erwÀhnt, betreffen die beschriebenen Probleme hauptsÀchlich den Frequenzbereich von 2,4 GHz.
GlĂŒckliche Besitzer moderner GerĂ€te können den Frequenzbereich von 5 GHz nutzen.
Vorteile:
- mehr KanÀle, sodass es einfacher ist, diejenigen auszuwÀhlen, die sich minimal gegenseitig beeinflussen;
- andere GerÀte, wie Bluetooth, nutzen diesen Frequenzbereich nicht;
- UnterstĂŒtzung fĂŒr KanĂ€le mit einer Breite von 20/40/80 MHz.
Nachteile:
- Das Funksignal in diesem Frequenzbereich durchdringt Hindernisse schlechter. Daher ist es wĂŒnschenswert, nicht nur einen âsuper durchdringendenâ Zugangspunkt, sondern zwei bis drei Zugangspunkte mit geringerer SignalstĂ€rke in verschiedenen RĂ€umen zu haben. Andererseits wĂŒrde dies eine gleichmĂ€Ăigere Abdeckung bieten, als das Signal von einem einzigen, aber âsuper starkenâ Zugangspunkt zu empfangen.
In der Praxis gibt es jedoch, wie immer, Nuancen. Einige GerĂ€te, Betriebssysteme und Software bieten standardmĂ€Ăig nach wie vor die âguten altenâ 2,4 GHz-Bereiche zur Verbindung an. Dies geschieht, um KompatibilitĂ€tsprobleme zu verringern und den Verbindungsalgorithmus zu vereinfachen. Wenn die Verbindung automatisch erfolgt oder der Benutzer dies nicht bemerkt hat, bleibt die Möglichkeit, den Frequenzbereich von 5 GHz zu nutzen, unbeachtet.
Um diese Situation zu Ă€ndern, hilft die Funktion Client Steering, die standardmĂ€Ăig den clientseitigen GerĂ€ten sofort anbietet, sich ĂŒber 5 GHz zu verbinden. Wenn dieser Frequenzbereich nicht unterstĂŒtzt wird, kann das GerĂ€t dennoch 2,4 GHz nutzen.
Diese Funktion ist verfĂŒgbar:
- in Nebula- und NebulaFlex-Zugangspunkten;
- in den Drahtlosnetzwerk-Controllern NXC2500 und NXC5500;
- in Firewalls mit Controller-Funktion.
Auto Healing
Es wurden viele Argumente fĂŒr eine flexible Regelung der Leistung angefĂŒhrt. Es bleibt jedoch die berechtigte Frage: Wie lĂ€sst sich das umsetzen?
DafĂŒr haben die Controller des drahtlosen Netzwerks Zyxel eine spezielle Funktion: Auto Healing.
Mit ihrer Hilfe ĂŒberprĂŒft der Controller den Zustand und die FunktionsfĂ€higkeit der Zugriffspunkte. Sollte sich herausstellen, dass einer von ihnen nicht funktioniert, erhalten benachbarte Punkte den Auftrag, die SignalstĂ€rke zu erhöhen, um die entstandene Funkstille zu fĂŒllen. Sobald der fehlende Zugriffspunkt wieder in Betrieb ist, erhalten die benachbarten Punkte den Auftrag, die SignalstĂ€rke zu verringern, um keine Störungen im Betrieb der anderen zu verursachen.
Diese Funktion ist auch Bestandteil einer speziellen Reihe von Controllern fĂŒr drahtlose Netzwerke: NXC2500 und NXC5500.
Gesicherte drahtlose Netzwerkgrenze
Benachbarte Zugriffspunkte aus parallelen Netzwerken erzeugen nicht nur Störungen, sondern können auch als Ausgangsbasis fĂŒr Angriffe auf das Netzwerk genutzt werden.
Der Controller des drahtlosen Netzwerks muss dem entgegenwirken. Die Controller NXC2500 und NXC5500 verfĂŒgen ĂŒber ausreichend Mittel, wie die Standardauthentifizierung WPA/WPA2-Enterprise, verschiedene Implementierungen des Extensible Authentication Protocol (EAP) und eine integrierte Firewall.
So findet der Controller nicht nur unautorisierte Zugriffspunkte, sondern blockiert auch verdĂ€chtige AktivitĂ€ten im Unternehmensnetzwerk, die mit hoher Wahrscheinlichkeit bösen Willen im Schilde fĂŒhren.
Funktion zur Erkennung von Rogue APs (Rogue AP Containment)
ZunÀchst klÀren wir, was ein Rogue AP ist.
Ein Rogue AP sind Fremdzugriffspunkte, die nicht unter der Kontrolle des Netzwerkadministrators stehen. Dennoch sind sie im Bereich des WLAN-Netzes des Unternehmens vorhanden. Zum Beispiel können dies persönliche Zugangspunkte von Mitarbeitern sein, die ohne Genehmigung in die Netzwerksteckdosen des BĂŒroarbeitsplatzes eingesteckt wurden. Solches unautorisierte Handeln hat negative Auswirkungen auf die Sicherheit des Netzwerks.
Faktisch bilden solche GerĂ€te einen Kanal fĂŒr die externe Verbindung mit dem Unternehmensnetzwerk, der die HauptschutzmaĂnahmen umgeht.
Zum Beispiel befindet sich ein fremder Zugangspunkt (RG) formal nicht im Netzwerk des Unternehmens, aber es wurde ein drahtloses Netzwerk mit demselben SSID-Namen wie bei den legalen Zugangspunkten eingerichtet. Infolgedessen kann der RG-Zugangspunkt verwendet werden, um Passwörter und andere vertrauliche Informationen abzufangen, wenn die Clients des Unternehmensnetzwerks versehentlich versuchen, sich zu verbinden und ihre Anmeldeinformationen zu ĂŒbermitteln. Dadurch werden die Anmeldeinformationen der Benutzer dem Betreiber des "Phishing"-Zugangspunkts bekannt.
Die meisten Zugangspunkte von Zyxel verfĂŒgen ĂŒber eine integrierte Funktion zur Scannen des Funkfrequenzbereichs, um fremde Zugangspunkte zu erkennen.
WICHTIG! Die Erkennung von fremden Zugangspunkten (AP Detection) funktioniert nur, wenn mindestens einer dieser "Wachpunkt"-Zugangspunkte auf den Ăberwachungsmodus des Netzwerks eingestellt ist.
Nachdem der Zyxel-Zugangspunkt im Ăberwachungsmodus fremde Punkte erkannt hat, kann eine Sperrprozedur eingeleitet werden.
Angenommen, ein Rogue AP ahmt einen legalen Zugangspunkt nach. Wie bereits erwĂ€hnt, kann der Angreifer die Unternehmensdaten des SSID auf dem gefĂ€lschten Punkt duplizieren. Dann wird der Zyxel-Zugangspunkt versuchen, gefĂ€hrliche AktivitĂ€ten zu verhindern, indem er durch das Senden von gefĂ€lschten Broadcast-Paketen Störungen verursacht. Dies fĂŒhrt dazu, dass die Clients sich nicht mit dem Rogue AP verbinden können und ihre Anmeldeinformationen abfangen. Der "spionierende" Zugangspunkt kann somit seine Mission nicht erfĂŒllen.
Wie wir sehen, hat der gegenseitige Einfluss der Zugangspunkte nicht nur störende Auswirkungen auf die Funktionsweise des jeweils anderen, sondern kann auch zum Schutz vor Angriffen von Angreifern verwendet werden.
Fazit
Der Rahmen einer kurzen Artikel erlaubt es nicht, alle Nuancen zu betrachten. Aber selbst bei einer flĂŒchtigen Durchsicht wird deutlich, dass die Entwicklung und Wartung eines drahtlosen Netzwerks einige interessante Nuancen aufweist. Einerseits muss man mit dem gegenseitigen Einfluss der Signalquellen umgehen, einschlieĂlich der Reduzierung der Sendeleistung der Zugangspunkte. Andererseits muss das Signal auf einem ausreichend hohen Niveau gehalten werden, um eine stabile Verbindung zu gewĂ€hrleisten.
Man kann diese WidersprĂŒchlichkeit umgehen, indem man spezielle Funktionen der Wireless-Controller nutzt.
Es ist auch erwÀhnenswert, dass die Firma Zyxel an der Verbesserung aller Aspekte arbeitet, die eine qualitativ hochwertige Verbindung ohne hohe Kosten ermöglichen.
Quellen
Quelle: habr.com
