Mindenki, aki rádiót szerelt, vásárolt vagy legalább beállított, valószínűleg hallotta ezeket a szavakat: érzékenység és szelektivitás (választó képesség).
Az érzékenység – ez a paraméter megmutatja, mennyire jól tudja a rádiója fogadni a jelet még a legeldugottabb helyeken is.
A szelektivitás pedig azt mutatja, mennyire jól tud a rádió egy adott frekvenciára hangolódni anélkül, hogy más frekvenciák hatással lennének rá. Ezek a „további frekvenciák”, vagyis azok, amelyek nem kapcsolódnak a választott rádióadó jeléhez, ebben az esetben zavaró jelek szerepét töltik be.
A vételi teljesítmény növelésével arra kényszerítjük a gyenge érzékenységű vevőket, hogy mindenképpen fogadják a jelünket. Jelentős szerepet játszik a különböző rádióállomások jeleinek kölcsönhatása, ami megnehezíti a hangolást, csökkentve a rádiókapcsolat minőségét.
A Wi-Fi közegében a rádióhullámokat használják az adatok továbbítására. Ezért sok dolog, amivel a rádiós mérnökök és a rádiókedvelők foglalkoztak a múltban és még korábban is, még ma is releváns.
De néhány dolog megváltozott. A hagyományos formátum helyét a digitális adás vette át, ami megváltoztatta a továbbított jel jellegét.
Az alábbiakban a Wi-Fi hálózatok működésére ható elterjedt tényezőket ismertetjük az IEEE 802.11b/g/n szabvány keretein belül.
A Wi-Fi hálózatok néhány sajátossága
A nagyobb településektől távoli területeken az FM rádióállomások jelének vételénél, amikor csak a helyi adó jelét lehet fogadni, és még a "Majak" is fogható az UHF sávban — a kölcsönhatás kérdése nem merül fel.
Más kérdés a Wi-Fi eszközök esetében, amelyek csak két korlátozott frekvenciasávban működnek: 2,4 és 5 GHz. Az alábbiakban néhány problémát írunk le, amelyet ha nem is meg kell oldani, de tudni érdemes elkerülni.
Első probléma — a különböző szabványok különböző frekvenciasávokban működnek.
A 2,4 GHz-es sávban az 802.11b/g szabványt támogató eszközök működnek, míg az 5 GHz-es sávban az 802.11a és 802.11n szabványú eszközök találhatóak.
Ahogy látjuk, csak az 802.11n szabványú eszközök képesek működni a 2,4 GHz-es és 5 GHz-es sávban is. Egyéb esetekben vagy mindkét sávon kell biztosítanunk a sugárzást, vagy el kell fogadnunk, hogy egyes kliensek nem tudnak csatlakozni a hálózatunkhoz.
Második probléma — A közvetlen közelítésben működő Wi-Fi eszközök ugyanazt a frekvenciasávot használhatják.
A 2,4 GHz-es frekvenciasávban működő eszközök számára Oroszországban 13 vezeték nélküli csatorna érhető el és engedélyezett az 802.11b/g/n szabványhoz 20 MHz szélességgel, vagy 40 MHz szélességgel az 802.11n szabványhoz, 5 MHz-es lépésekkel.
Ezért bármely vezeték nélküli eszköz (kliensek vagy hozzáférési pontok) zavarokat okoz a szomszédos csatornákon. Az más kérdés, hogy a klienst alkalmazó eszköz, például egy okostelefon, jelezőereje jelentősen alacsonyabb, mint a legjobban közönséges hozzáférési ponté. Ezért a cikk során csak a hozzáférési pontok egymásra gyakorolt hatásáról beszélünk.
A legnépszerűbb csatorna, amelyet alapértelmezettként kínálnak a klienseknek, a 6. De nem szabad azt hinni, hogy ha a szomszédos számot választjuk, megússzuk a zavarás hatását. A 6-os csatornán működő hozzáférési pont erős zavarokat okoz az 5-ös és 7-es csatornákon, és gyengébb zavarokat a 4-es és 8-as csatornákon. A csatornák közötti távolság növekedésével a kölcsönhatásuk csökken. Ezért a kölcsönös zavarok minimalizálása érdekében erősen ajánlott, hogy a hordozófrekvenciák legalább 25 MHz-re (5 köztes csatorna) legyenek egymástól.
A probléma az, hogy mindössze 3 csatorna érhető el, amelyek egymásra gyakorolt hatása minimális: ezek az 1-es, 6-os és 11-es csatornák.
Valamilyen módon át kell hidalnunk a meglévő korlátozásokat. Például a készülékek közötti kölcsönhatást csökkenthetjük a teljesítmény csökkentésével.
A mértékletesség fontossága mindenben
Ahogy korábban említettük, a teljesítmény csökkentése nem mindig jelent negatívumot. Sőt, a teljesítmény növelésével a vételi minőség jelentősen romolhat, és ebben az esetben nem a hozzáférési pont 'gyengesége' áll a háttérben. Az alábbiakban azt vizsgáljuk meg, mikor lehet ez hasznos.
Rádióspektrum terhelése
A terhelési hatásokat valós időben láthatjuk, amikor a csatlakoztatni kívánt eszközt választjuk ki. Ha a Wi-Fi hálózatok választékában több mint három-négy elem szerepel, akkor már beszélhetünk a rádiófrekvencia terheléséről. Mindezek mellett minden egyes hálózat zavarforrása a szomszédainak. A zavarok pedig hatással vannak a hálózat teljesítményére, mivel éles növekedést okoznak a zajszinten, ami folyamatos csomagújraküldést igényel. Ebben az esetben a fő ajánlás az, hogy csökkentsük a hozzáférési pont adóerejét. Ideális esetben meg kellene győznünk a szomszédokat is, hogy tegyenek így, hogy ne zavarják egymást.
A helyzet emlékeztet egy iskolai osztályra, amikor a tanár kiment óráról. Minden tanuló elkezd beszélgetni a padtársával és más osztálytársaival. A zajban gyengén hallják egymást, és egyre hangosabban beszélnek, majd még hangosabban, és végül elkezdenek kiabálni. A pedagógus gyorsan visszatér az osztályba, néhány fegyelmi intézkedést hoz, és visszaáll a normális helyzet. Ha a tanár szerepében a hálózati adminisztrátort képzeljük el, a tanulók szerepében pedig a hozzáférési pontok tulajdonosait, akkor szinte teljes párhuzamot kapunk.
Aszimmetrikus kapcsolat
Ahogy korábban említettük, a hozzáférési pont adóereje általában 2-3-szor erősebb, mint az ügyfél mobil eszközeié: táblagépeknél, okostelefonoknál, laptopoknál stb. Ezért nagyon valószínű, hogy 'szürke zónák' jelennek meg, ahol az ügyfél a hozzáférési ponttól stabil jelet kap, de az ügyféltől a pontig történő adatátvitel 'nem igazán' működik. Ezt a kapcsolatot aszimmetrikusnak nevezik.
A stabil és jó minőségű kapcsolat fenntartása érdekében nagyon kívánatos, hogy a kliens eszköz és a hozzáférési pont között szimmetrikus kapcsolat legyen, ahol a fogadás és az átadás mindkét irányban elég hatékonyan működik.
1. ábra. Aszimmetrikus kapcsolat a lakás terve példáján.
Az aszimmetrikus kapcsolatok elkerülése érdekében érdemes kerülni a meggondolatlan adóerő-emelést.
Amikor adóerő növelésére van szükség
Az alább felsorolt tényezők megkövetelik az adóerő növelését a stabil kapcsolat megőrzése érdekében.
Zavarok más típusú rádiós kommunikációs eszközök és egyéb elektronikai berendezések által
Bluetooth-eszközök, például fülhallgatók, vezeték nélküli billentyűzetek és egerek, amelyek a 2,4 GHz-es frekvenciatartományban működnek, és zavarhatják a hozzáférési pont és más Wi-Fi eszközök működését.
Az alábbi eszközök is negatívan befolyásolhatják a jel minőségét:
- mikrohullámú sütők;
- gyerekmonitorok;
- CRT-monitorok, vezeték nélküli hangszórók, vezeték nélküli telefonok és egyéb vezeték nélküli eszközök;
- külső elektromos feszültségforrások, mint például légvezetékek és transzformátorállomások,
- elektromotorok;
- kevésbé árnyékolt kábelek, valamint koaxiális kábel és csatlakozók, amelyeket egyes típusú műholdas antennákkal használnak.
Nagy távolságok a Wi-Fi eszközök között
Minden rádióeszköznek korlátozott hatótávolsága van. A vezeték nélküli eszköz konstrukciós jellemzőin kívül a maximális elérhetőség külső tényezők, például akadályok, rádiós interferenciák stb. miatt csökkenhet.
Mindez lokális «elérhetetlenségi zónák» kialakulásához vezet, ahol a hozzáférési pont jele nem ér el a kliens eszközig.
Akadályok a jel terjedésében
Különböző akadályok (falak, mennyezetek, bútorok, fém ajtók stb.), amelyek Wi-Fi eszközök között helyezkednek el, visszaverhetik vagy elnyelhetik a rádiós jeleket, ami a kapcsolat romlásához vagy teljes megszakadásához vezet.
Olyan egyszerű és nyilvánvaló dolgok, mint a vasbeton falak, fémlemez burkolat, acélváz, sőt, tükrök és árnyékolt üvegek is jelentősen csökkentik a jel erősségét.
Érdekes tény: az emberi test körülbelül 3 dB-lel gyengíti a jelet.
Az alábbi táblázat a Wi-Fi jel hatékonyságának csökkenését mutatja különböző közvetítőkön keresztül a 2,4 GHz-es hálózához.
* Hatékony távolság — a hatótávolság csökkenésének mértékét jelöli, amely a megfelelő akadályon való áthaladás után csökken a szabad térhez viszonyítva.
Összefoglalásként
Ahogy már korábban említettük, a magas jel teljesítmény önmagában nem növeli a Wi-Fi kapcsolat minőségét, viszont zavarhatja a jó kapcsolat létrejöttét.
Ugyanakkor léteznek olyan helyzetek, amikor nagyobb teljesítményt kell biztosítani a Wi-Fi rádiójel stabil átviteléhez és vételéhez.
Ilyen ellentmondásos követelmények léteznek.
Hasznos funkciók a Zyxel-től, amelyek segíthetnek
Nyilvánvaló, hogy érdekes funkciókat kell használni, amelyek segítenek kezelni ezt az ellentmondásos helyzetet.
FONTOS! Számos árnyalat van a vezeték nélküli hálózatok kiépítésekor, valamint a berendezések lehetőségeiről és gyakorlati alkalmazásáról a Zyxel speciális tanfolyamain lehet informálódni — ZCNE. A legközelebbi tanfolyamokról tájékozódni lehet .
Client Steering
Ahogy korábban említettük, a leírt problémák elsősorban a 2.4GHz-es tartományra vonatkoznak.
A modern eszközök boldog tulajdonosai a 5GHz-es frekvenciasávot használhatják.
Előnyök:
- több csatorna van, ezért könnyebb olyanokat választani, amelyek a lehető legkevésbé befolyásolják egymást;
- más eszközök, mint például a Bluetooth, nem használják ezt a tartományt;
- 20/40/80 MHz szélességű csatornák támogatása.
Hátrányok:
- A rádiójel ebben a tartományban rosszabbul hatol át az akadályokon. Ezért célszerű nem egy "szuper áthatoló", hanem két-három, kisebb jelerősségű hozzáférési pontot elhelyezni különböző helyiségekben. Másrészről, ez egyenletesebb lefedettséget biztosít, mint egyetlen, de "szuper erős" jel vételére vadászni.
A gyakorlatban azonban, mint mindig, felmerülnek árnyalatok. Például bizonyos eszközök, operációs rendszerek és szoftverek alapértelmezetten még mindig a "régi jó" 2.4GHz-es tartományt ajánlják a kapcsolathoz. Ezt a kompatibilitási problémák csökkentése és a hálózatra való csatlakozás algoritmusának egyszerűsítése érdekében teszik. Ha a csatlakozás automatikusan történik, vagy a felhasználó nem észleli ezt a tényt — a 5GHz-es tartomány használata így is kívül marad.
Ezt a helyzetet segíti a Client Steering funkció, amely alapértelmezetten azt javasolja az ügyféleszközöknek, hogy azonnal csatlakozzanak a 5GHz-hez. Ha ezt a tartományt az ügyfél nem támogatja, akkor is tudja használni a 2.4GHz-t.
Ez a funkció elérhető:
- Nebula és NebulaFlex hozzáférési pontokon;
- a NXC2500 és NXC5500 vezeték nélküli hálózati vezérlőkben;
- tűzfalakon, amelyek rendelkeznek vezérlő funkcióval.
Auto Healing
A fentiekben számos érvet hoztunk a teljesítmény rugalmas szabályozása mellett. Azonban felmerül a jogos kérdés: hogyan is lehet ezt megtenni?
Ehhez a Zyxel vezeték nélküli vezérlők rendelkeznek egy speciális funkcióval: Auto Healing.
A vezérlő segítségével ellenőrzi a hozzáférési pontok állapotát és működését. Ha kiderül, hogy az egyik hozzáférési pont nem működik, a szomszédos pontok utasítást kapnak, hogy növeljék a jel erejét, hogy betöltsék a keletkezett csendes zónát. Miután a hiányzó hozzáférési pont újra üzemel, a szomszédos pontok utasítást kapnak, hogy csökkentsék a jel erejét, hogy ne zavarják egymás működését.
Ez a funkció szintén megtalálható a vezeték nélküli vezérlők speciális vonalában: NXC2500 és NXC5500.
Vezeték nélküli hálózat biztonságos határa
A párhuzamos hálózatok szomszédos hozzáférési pontjai nemcsak zavarokat okoznak, hanem felhasználhatók a hálózat ellen irányuló támadások elindítására is.
Ezzel szemben a vezeték nélküli vezérlőnek ezzel szemben védekeznie kell. Az NXC2500 és NXC5500 vezérlők megfelelő eszközökkel rendelkeznek, mint például a WPA/WPA2-Enterprise szabványos hitelesítése, különféle Extensible Authentication Protocol (EAP) megvalósítások és beépített tűzfal.
Így a vezérlő nemcsak azonosítja az engedély nélküli hozzáférési pontokat, hanem blokkolja a gyanús tevékenységeket a vállalati hálózatban, amelyek nagy valószínűséggel rossz szándékúak.
Rogue AP Detection funkció (Rogue AP Containment)
Először is nézzük meg, mi az a Rogue AP.
A Rogue AP olyan idegen hozzáférési pontokat jelent, amelyek nincsenek a hálózati adminisztrátor irányítása alatt. Ennek ellenére jelen vannak a vállalati Wi-Fi hálózat elérhetőségén belül. Például lehetnek ezek a dolgozók személyes hozzáférési pontjai, amelyeket engedély nélkül csatlakoztattak a munkakörnyezet hálózati aljzataiba. Az ilyenfajta tevékenység negatívan befolyásolja a hálózat biztonságát.
Ezek a készülékek valójában csatornát jelentenek a harmadik fél hozzáféréséhez a vállalati hálózatba, megkerülve a fő védelmi rendszert.
Például egy hétköznapi access point (RG) formálisan nem tartozik a vállalat hálózatába, de egy olyan vezeték nélküli hálózatot hoztak létre rajta, amely ugyanazzal az SSID-vel rendelkezik, mint a törvényes access pointok. Ennek következtében az RG access pointot arra lehet használni, hogy jelszavakat és egyéb titkos információkat interceptáljon, amikor a vállalati hálózat ügyfelei tévedésből megpróbálnak csatlakozni hozzá, és megpróbálják átadni a hitelesítési adataikat. Ennek következményeként a felhasználói adatok a „phishing” access point tulajdonosa számára ismertek lesznek.
A Zyxel vállalat legtöbb access pointja beépített funkcióval rendelkezik, amely képes a rádiótartomány átvizsgálására, hogy azonosítsa a külső access pointokat.
FONTOS! A külső access pointok felfedezése (AP Detection) csak akkor működik, ha legalább egy ilyen „figyelő” access pont a hálózat-monitorozó üzemmódban van beállítva.
Miután a Zyxel access point a monitorozó üzemmódban észleli a külső access pontokat, megkezdhető a blokkolási eljárás.
Tegyük fel, hogy egy Rogue AP utánozza a törvényes access pointot. Ahogy azt korábban említettük, a támadó meg tudja másolni a hamis access pointon a vállalati SSID beállításokat. Ezután a Zyxel access point megpróbálja megakadályozni a veszélyes aktivitást, zavarokat keltve, amelyeket hamis széles sávú csomagok kiküldésével hoz létre. Ez lehetetlenné teszi, hogy a kliensek csatlakozzanak a Rogue AP-hoz és interceptálják a hitelesítési adataikat. Így a „kémkedő” access point nem fogja tudni végrehajtani a küldetését.
Mint látható, az access pointok kölcsönös hatása nemcsak zavaró hatásokkal jár a működésükben, hanem felhasználható a kiber támadók elleni védekezésre is.
Zárás
A kis cikk keretein belül nem áll módunkban minden részletet elmondani. De még egy felületes áttekintésből is világosan látszik, hogy a vezeték nélküli hálózatok fejlesztése és karbantartása meglehetősen érdekes kihívásokkal jár. Egyrészt szükséges harcolni a jelforrások kölcsönös hatásaival, beleértve az access pointok teljesítményének csökkentését. Másrészt szükséges a jel szintjének elegendően magas szinten tartása a stabil kapcsolat érdekében.
Ezt az ellentmondást úgy lehet megkerülni, hogy speciális funkciókat használunk a vezeték nélküli hálózat vezérlőiben.
Azt is érdemes megjegyezni, hogy a Zyxel cég folyamatosan dolgozik azon, hogy javítsa azokat a megoldásokat, amelyek segítik a költséghatékony, kiváló minőségű kapcsolatok elérését.
Források
Forrás: habr.com
