Chiunque abbia assemblato, acquistato o anche solo configurato una radio avrà sicuramente sentito parole come: sensibilità e selettività.
La sensibilità è un parametro che indica quanto bene il vostro ricevitore può captare il segnale anche nelle aree più remote.
La selettività, a sua volta, mostra quanto bene il ricevitore può sintonizzarsi su una determinata frequenza senza essere influenzato da altre frequenze. Queste "altre frequenze", cioè quelle non relative alla trasmissione del segnale dalla stazione radio selezionata, svolgono in questo caso il ruolo di interferenze radio.
Aumentando la potenza del trasmettitore, costringiamo i ricevitori con bassa sensibilità a ricevere il nostro segnale a tutti i costi. Un ruolo significativo è giocato dall’influenza reciproca dei segnali delle diverse stazioni radio, il che complica la sintonizzazione e riduce la qualità della comunicazione radio.
Nell'ambiente Wi-Fi, viene utilizzato lo spettro radio come mezzo per trasmettere dati. Pertanto, molte delle questioni con cui hanno operato gli ingegneri radio e gli radioamatori del passato e del secolo scorso sono ancora attuali ai nostri giorni.
Ma alcune cose sono cambiate. Al posto di analogico la trasmissione digitale è arrivata, portando a un cambiamento nella natura del segnale trasmesso.
Di seguito è riportata una descrizione dei fattori comuni che influenzano il funzionamento delle reti Wi-Fi secondo gli standard IEEE 802.11b/g/n.
Alcuni aspetti delle reti Wi-Fi
Per la radiodiffusione nei luoghi lontani dai centri abitati, quando si può ricevere sul proprio ricevitore solo il segnale di una stazione FM locale e anche 'Mayak' in banda VHF, la questione dell'influenza reciproca non sorge.
Diverso è il discorso per i dispositivi Wi-Fi, che operano solo in due bande limitate: 2,4 e 5 GHz. Di seguito sono descritte alcune problematiche che è opportuno conoscere anche se non si riesce a superare.
Primo problema — standard diversi utilizzano bande diverse.
Nella banda 2.4 GHz operano i dispositivi che supportano lo standard 802.11b/g, mentre le reti dello standard 802.11n operano nella banda 5 GHz con dispositivi degli standard 802.11a e 802.11n.
Come possiamo vedere, solo i dispositivi conformi allo standard 802.11n possono operare sia nella banda dei 2.4 GHz che in quella dei 5 GHz. Negli altri casi, dobbiamo supportare la trasmissione in entrambe le bande oppure accettare che alcuni client non possano connettersi alla nostra rete.
Problema due — I dispositivi Wi-Fi, operanti nel raggio d'azione, possono utilizzare la stessa banda di frequenza.
Per i dispositivi che operano nella banda di frequenza 2.4 GHz, in Russia sono disponibili e autorizzati 13 canali wireless di 20 MHz per lo standard 802.11b/g/n oppure 40 MHz per lo standard 802.11n, con intervalli di 5 MHz.
Pertanto, ogni dispositivo wireless (client o punto di accesso) genera interferenze sui canali adiacenti. Tuttavia, la potenza del trasmettitore di un dispositivo client, come ad esempio uno smartphone, è significativamente inferiore a quella di un normale punto di accesso. Perciò, nel corso dell'articolo parleremo esclusivamente dell'influenza reciproca tra i punti di accesso.
Il canale più popolare offerto di default ai clienti è il 6. Tuttavia, non bisogna illudersi che scegliendo un numero vicino ci liberiamo dall'influenza indesiderata. Un punto di accesso che opera sul canale 6 crea forti interferenze sui canali 5 e 7 e interferenze più deboli sui canali 4 e 8. Con l'aumento delle distanze tra i canali, la loro influenza reciproca diminuisce. Pertanto, per ridurre al minimo le interferenze reciproche, è fortemente consigliabile che le loro frequenze portanti siano distanti l'una dall'altra di 25 MHz (5 intervalli tra i canali).
Il problema è che dei canali con poca influenza reciproca, solo 3 sono disponibili: 1, 6 e 11.
Bisogna trovare un modo per superare le limitazioni esistenti. Ad esempio, l'influenza reciproca dei dispositivi può essere compensata abbassando la potenza.
Sul valore della moderazione in tutto
Come già detto, ridurre la potenza non è sempre negativo. Infatti, aumentando la potenza, la qualità della ricezione può deteriorarsi notevolmente e non è affatto una questione di "debolezza" del punto di accesso. Di seguito esamineremo in quali casi questo può essere utile.
Carico dell'aria
L'effetto di congestione si può vedere in tempo reale al momento della scelta del dispositivo da collegare. Se nell'elenco delle reti Wi-Fi disponibili ce ne sono più di tre o quattro, si può già parlare di congestione del segnale. Ogni rete diventa una fonte di interferenza per le reti vicine. Questa interferenza influisce sulle prestazioni della rete, poiché aumenta drasticamente il livello di rumore, portando alla necessità di rinviare costantemente i pacchetti. In questo caso, la raccomandazione principale è quella di ridurre la potenza del trasmettitore nel punto di accesso; idealmente, convincere anche i vicini a fare altrettanto per non disturbarsi a vicenda.
La situazione ricorda una classe scolastica durante le lezioni, quando l'insegnante si allontana. Ogni studente inizia a parlare con il compagno di banco e con gli altri compagni di classe. Nel chiasso generale, fanno fatica a sentirsi e iniziano a parlare più forte, poi ancora più forte, fino a urlare. L'insegnante torna rapidamente in classe, prende alcune misure disciplinari e la situazione torna alla normalità. Se immaginiamo l'amministratore di rete nel ruolo dell'insegnante e i proprietari dei punti di accesso nel ruolo degli studenti, otteniamo un'analogia quasi diretta.
Connessione asimmetrica
Come già accennato, la potenza del trasmettitore del punto di accesso è solitamente 2-3 volte superiore a quella dei dispositivi mobili client: tablet, smartphone, laptop, e così via. Pertanto, è molto probabile la comparsa di "zone grigie", dove il client riceverà un buon segnale stabile dal punto di accesso, ma la trasmissione dal client al punto non funzionerà molto bene. Questa connessione viene chiamata asimmetrica.
Per mantenere una connessione stabile con una buona qualità, è altamente consigliabile che ci sia una connessione simmetrica tra il dispositivo client e il punto di accesso, in cui la ricezione e la trasmissione da entrambe le parti funzionano sufficientemente efficacemente.
Figura 1. Connessione asimmetrica nell'esempio di un piano dell'appartamento.
Per evitare connessioni asimmetriche, è opportuno evitare l'aumento impulsivo della potenza del trasmettitore.
Quando è necessario un aumento di potenza
I fattori elencati di seguito richiedono un aumento della potenza per mantenere una connessione stabile.
Interferenze da parte di dispositivi radio di altri tipi e da altra elettronica
Dispositivi Bluetooth, come cuffie, tastiere e mouse wireless, che operano nella gamma di frequenze a 2.4 GHz e influenzano il funzionamento del punto di accesso e di altri dispositivi Wi-Fi con le loro interferenze.
I dispositivi elencati di seguito possono anche avere un effetto negativo sulla qualità del segnale:
- fornelli a microonde;
- baby monitor;
- monitor CRT, altoparlanti wireless, telefoni cordless e altri dispositivi wireless;
- fonti esterne di tensione elettrica, come linee elettriche e sottostazioni
- motori elettrici;
- cavi con schermatura insufficiente, così come cavi coassiali e connettori utilizzati con alcuni tipi di antenne satellitari.
Grandi distanze tra i dispositivi Wi-Fi
Qualsiasi dispositivo radio ha un raggio d'azione limitato. Oltre alle caratteristiche costruttive del dispositivo wireless, la massima distanza raggiungibile può essere ridotta da fattori esterni, come la presenza di ostacoli, interferenze radio, e così via.
Tutto ciò porta alla formazione di «zone d'ombra» locali, dove il segnale dall'access point non arriva al dispositivo client.
Ostacoli al passaggio del segnale
Diversi ostacoli (muri, soffitti, mobili, porte metalliche, ecc.) situati tra i dispositivi Wi-Fi possono riflettere o assorbire i segnali radio, portando a un degrado o a una completa perdita di connessione.
Elementi semplici e chiari, come pareti in cemento armato, rivestimenti in lamiera metallica, strutture in acciaio, e anche specchi e vetri oscurati, riducono significativamente l'intensità del segnale.
Fatto interessante: il corpo umano attenua il segnale di circa 3 dB.
Di seguito è riportata una tabella con la perdita di efficacia del segnale Wi-Fi che attraversa diverse superfici per la rete a 2.4 GHz.
* Distanza efficace — indica l'entità della riduzione del raggio d'azione dopo aver attraversato l'ostacolo corrispondente rispetto allo spazio aperto.
Riepiloghiamo finora
Come già accennato, un'elevata potenza del segnale di per sé non migliora la qualità della connessione Wi-Fi, ma può ostacolare l'instaurazione di una buona connessione.
Allo stesso tempo, ci sono situazioni in cui è necessario garantire una potenza maggiore per una trasmissione e ricezione stabile del segnale radio Wi-Fi.
Queste sono richieste contraddittorie.
Funzioni utili da Zyxel che possono aiutare
È evidente che è necessario utilizzare alcune funzioni interessanti che possano risolvere questa situazione contraddittoria.
IMPORTANTE! Sugli aspetti complessi nella costruzione di reti wireless, così come sulle possibilità e sulle applicazioni pratiche dell'attrezzatura, è possibile informarsi nei corsi specializzati Zyxel — ZCNE. Scopri i corsi più vicini. .
Client Steering
Come è stato notato in precedenza, i problemi descritti riguardano principalmente la gamma 2.4 GHz.
I fortunati possessori di dispositivi moderni possono utilizzare la frequenza 5 GHz.
Vantaggi:
- più canali, quindi è più facile scegliere quelli che influenzeranno al minimo l'uno sull'altro;
- altri dispositivi, come il Bluetooth, non utilizzano questa gamma;
- supporto per canali di larghezza 20/40/80 MHz.
Svantaggi:
- il segnale radio in questa gamma passa peggio attraverso gli ostacoli. Pertanto, è preferibile avere non un singolo "super-agente di penetrazione", ma due o tre punti di accesso con una potenza di segnale più modesta in stanze diverse. D'altra parte, ciò offrirà una copertura più uniforme rispetto al tentativo di catturare il segnale da uno solo, ma "super-forte".
Tuttavia, nella pratica, come sempre, ci sono delle eccezioni. Ad esempio, alcuni dispositivi, sistemi operativi e software continuano a offrire per impostazione predefinita la «vecchia» banda dei 2.4GHz. Questo avviene per ridurre i problemi di compatibilità e semplificare l'algoritmo di connessione alla rete. Se la connessione avviene automaticamente o l'utente non se ne è accorto — la possibilità di utilizzare la banda dei 5GHz rimarrà da parte.
A cambiare questa situazione ci penserà la funzione Client Steering, che per impostazione predefinita propone ai dispositivi client di collegarsi immediatamente sui 5GHz. Se questa banda non è supportata dal client, potrà comunque utilizzare i 2.4GHz.
Questa funzione è disponibile:
- nei punti di accesso Nebula e NebulaFlex;
- sui controllori di rete wireless NXC2500 e NXC5500;
- nei firewall con funzionalità di controller.
Auto Healing
Sono stati forniti molti argomenti a favore della regolazione flessibile della potenza. Tuttavia, resta una domanda legittima: come farlo?
Per questo, i controllori di rete wireless Zyxel dispongono di una funzione speciale: Auto Healing.
Il controller verifica lo stato e il funzionamento dei punti di accesso. Se uno di essi non funziona, i punti circostanti riceveranno istruzioni per aumentare la potenza del segnale, in modo da riempire la zona morta. Una volta che il punto di accesso mancante è tornato operativo, ai punti circostanti viene dato il comando di ridurre la potenza del segnale, per evitare interferenze nel funzionamento reciproco.
Questa funzione è inclusa anche nella serie speciale di controllori della rete wireless: NXC2500 e NXC5500.
Fronte wireless protetto della rete
I punti di accesso vicini di una rete parallela non solo creano interferenze, ma possono anche essere utilizzati come piattaforma per attacchi alla rete.
Il controllore della rete wireless deve affrontare questa situazione. I controllori NXC2500 e NXC5500 dispongono di strumenti sufficienti, come l'autenticazione standard WPA/WPA2-Enterprise, diverse implementazioni dell'Extensible Authentication Protocol (EAP) e un firewall integrato.
In questo modo, il controllore non solo rileva i punti di accesso non autorizzati, ma blocca anche le azioni sospette all'interno della rete aziendale, che molto probabilmente portano a intenti malevoli.
Funzione di rilevamento degli AP malintenzionati (Containment degli AP malintenzionati)
Cominciamo a capire cosa sono gli AP malintenzionati.
Gli AP malintenzionati sono punti di accesso esterni che non sono sotto il controllo dell'amministratore di rete. Tuttavia, sono presenti all'interno della portata della rete Wi-Fi dell'azienda. Ad esempio, questi possono essere punti di accesso personali dei dipendenti, attivati senza autorizzazione nelle prese di rete dell'ufficio. Tale auto-gestione ha un impatto negativo sulla sicurezza della rete.
In effetti, questi dispositivi creano un canale per l'accesso esterno alla rete aziendale, eludendo il principale sistema di protezione.
Ad esempio, un punto di accesso esterno (RG) non è formalmente collegato alla rete dell'azienda, ma potrebbe avere una rete wireless con lo stesso nome SSID delle reti legittime. Di conseguenza, il punto RG può essere utilizzato per intercettare password e altre informazioni riservate quando i clienti della rete aziendale tentano di connettersi erroneamente e inviare le proprie credenziali. Pertanto, le credenziali degli utenti saranno note al proprietario del punto 'phishing'.
La maggior parte dei punti di accesso dell'azienda Zyxel è dotata di una funzione integrata per la scansione delle radiofrequenze al fine di individuare punti non autorizzati.
IMPORTANTE! Il rilevamento dei punti esterni (AP Detection) funzionerà solo se almeno uno di questi punti di accesso 'guardia' è configurato per operare in modalità monitoraggio della rete.
Una volta che il punto di accesso Zyxel, in modalità monitoraggio, rileva punti estranei, può essere avviata la procedura di blocco.
Supponiamo che un Rogue AP imiti un punto di accesso legittimo. Come accennato in precedenza, un malintenzionato può duplicare le impostazioni SSID aziendali su un falso punto di accesso. A questo punto, il punto di accesso Zyxel cercherà di ostacolare l'attività pericolosa introducendo rumore attraverso l'invio di pacchetti di broadcast falsi. Questo porterà all'impossibilità di connessione dei clienti al Rogue AP e al furto delle loro credenziali. E il punto di accesso "spy" non sarà in grado di portare a termine la sua missione.
Come possiamo vedere, l'influenza reciproca dei punti di accesso non solo genera fastidiosi disturbi nel loro funzionamento, ma può anche essere utilizzata per proteggere contro gli attacchi dei malintenzionati.
Conclusione
Il materiale di un breve articolo non permette di trattare tutti i dettagli. Ma anche con una rapida panoramica, è chiaro che lo sviluppo e la gestione di una rete wireless presentano aspetti davvero interessanti. Da un lato, è necessario combattere l'influenza reciproca delle sorgenti del segnale, incluso il ridurre la potenza dei punti di accesso. Dall'altro, è fondamentale mantenere un livello di segnale abbastanza alto per garantire una connessione stabile.
È possibile superare questa contraddizione utilizzando funzioni speciali dei controller di rete senza fili.
È anche importante notare che l'azienda Zyxel sta lavorando al miglioramento di tutto ciò che aiuta a garantire una connessione di qualità senza dover affrontare costi elevati.
Fonti
Fonte: habr.com
