Chiunque abbia assemblato, acquistato o anche solo sintonizzato un ricevitore radio, avrà probabilmente sentito parole come: sensibilità ed selettività.
La sensibilità è questo parametro che mostra quanto bene il tuo ricevitore può ricevere un segnale anche nelle zone più remote.
La selettività, d'altra parte, indica quanto bene il ricevitore può sintonizzarsi su una determinata frequenza senza l'influenza di altre frequenze. Queste "altre frequenze", cioè quelle non relative alla trasmissione del segnale dalla stazione radio selezionata, in questo caso svolgono un ruolo di interferenze radio.
Aumentando la potenza del trasmettitore, costringiamo i ricevitori a bassa sensibilità a ricevere il nostro segnale a tutti i costi. Un'importante influenza è rappresentata dall'interazione reciproca dei segnali provenienti da diverse stazioni radio tra loro, che complica la sintonizzazione, riducendo la qualità delle comunicazioni radio.
Nell'ambito del Wi-Fi, viene utilizzato lo spettro radio come mezzo per la trasmissione dei dati. Pertanto, molte delle cose con cui operavano gli ingegneri radio e i radioamatori del passato e anche del secolo scorso sono ancora attuali anche al giorno d'oggi.
Ma alcune cose sono cambiate. Al posto del formato analogico è arrivata la trasmissione digitale, il che ha comportato un cambiamento nella natura del segnale trasmesso.
Di seguito sono descritti i fattori comuni che influenzano il funzionamento delle reti wireless Wi-Fi nell'ambito degli standard IEEE 802.11b/g/n.
Alcuni dettagli delle reti Wi-Fi
Per la trasmissione radiofonica negli ambienti lontani dai grandi centri abitati, quando puoi ricevere sul tuo ricevitore solo il segnale di una stazione radio FM locale e "Mayak" nella banda VHF, non si pone la questione dell'interazione reciproca.
Un'altra cosa sono i dispositivi Wi-Fi, che funzionano solo in due bande limitate: 2,4 e 5 GHz. Di seguito sono descritte alcune problematiche che si devono affrontare, se non superare, sapere come aggirare.
Primo problema — standard diversi operano con bande diverse.
Nella banda 2.4 GHz, operano i dispositivi che supportano lo standard 802.11b/g, mentre le reti dello standard 802.11n, nella banda 5 GHz funzionano i dispositivi degli standard 802.11a e 802.11n.
Come possiamo vedere, solo i dispositivi standard 802.11n possono operare sia nella fascia a 2.4 GHz che in quella a 5 GHz. Negli altri casi, dobbiamo sostenere la trasmissione in entrambe le gamme o rassegnarci al fatto che alcuni client non potranno connettersi alla nostra rete.
Secondo problema — I dispositivi Wi-Fi che operano nel raggio d'azione più vicino possono utilizzare la stessa gamma di frequenza.
Per i dispositivi che operano nella banda di frequenza a 2,4 GHz, in Russia sono disponibili e consentiti 13 canali wireless di larghezza 20 MHz per lo standard 802.11b/g/n o 40 MHz per lo standard 802.11n con intervalli di 5 MHz.
Pertanto, qualsiasi dispositivo wireless (client o punto di accesso) genera interferenze sui canali vicini. D'altro canto, la potenza dell'antenna di un dispositivo client, come uno smartphone, è significativamente inferiore a quella di un normale punto di accesso. Di conseguenza, nel corso dell'articolo parleremo solo delle reciproche influenze tra i punti di accesso.
Il canale più popolare, suggerito di default ai clienti, è il 6. Ma non dobbiamo illuderci che scegliendo un numero adiacente ci libereremo dalle interferenze indesiderate. Un punto di accesso che opera sul canale 6 causa forti interferenze sui canali 5 e 7 e interferenze più deboli sui canali 4 e 8. Con l'aumentare degli intervalli tra i canali, la loro influenza reciproca diminuisce. Pertanto, per ridurre al minimo le interferenze reciproche, è estremamente auspicabile che le loro frequenze portanti siano separate di 25 MHz (5 intervalli di canale).
Il problema è che tra tutti i canali con poca influenza reciproca, ce ne sono solo 3 disponibili: 1, 6 e 11.
Occorre trovare un modo per aggirare le limitazioni esistenti. Ad esempio, l'influenza reciproca tra i dispositivi può essere compensata riducendo la potenza.
L'importanza della moderazione in tutto
Come già accennato, ridurre la potenza non è sempre un male. Inoltre, aumentando la potenza, la qualità della ricezione può peggiorare significativamente e non è affatto una questione di "debolezza" del punto di accesso. Di seguito esamineremo in quali casi ciò potrebbe risultare utile.
Occupazione dello spettro radio
L'effetto di sovraccarico può essere osservato visivamente nel momento in cui si sceglie un dispositivo da connettere. Se nell'elenco delle reti Wi-Fi disponibili ci sono più di tre o quattro opzioni, si può già parlare di sovraccarico del segnale radio. Ogni rete infatti rappresenta una fonte di interferenza per le reti vicine. Le interferenze incidono sulle prestazioni della rete, poiché aumentano bruscamente il livello di rumore, il che porta alla necessità di ritrasmissione costante dei pacchetti. In questo caso, la raccomandazione principale è di ridurre la potenza del trasmettitore nel punto di accesso e, idealmente, convincere anche i vicini a fare lo stesso, per non disturbarsi a vicenda.
La situazione ricorda una classe scolastica durante una lezione, quando l'insegnante si allontana. Ogni studente inizia a parlare con il compagno di banco e con gli altri compagni. Nel rumore generale fa fatica a sentirsi e inizia a parlare più forte, poi ancora più forte e infine inizia a urlare. L'insegnante rientra rapidamente in classe, prende delle 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 una quasi perfetta analogia.
Collegamento asimmetrico
Come già detto precedentemente, la potenza del trasmettitore di un punto di accesso è di solito 2-3 volte superiore rispetto a quella dei dispositivi mobili dei client: tablet, smartphone, laptop e così via. Pertanto, è molto probabile la comparsa di 'zone grigie', dove il client riceve un buon segnale stabile dal punto di accesso, ma la trasmissione dal client al punto non funziona 'molto bene'. Tale collegamento viene definito asimmetrico.
Per mantenere una connessione stabile con buona qualità, è estremamente desiderabile che ci sia un collegamento simmetrico tra il dispositivo client e il punto di accesso, dove ricezione e trasmissione funzionano abbastanza efficacemente in entrambe le direzioni.
Figura 1. Collegamento asimmetrico nell'esempio di un piano di un appartamento.
Per evitare collegamenti asimmetrici, è importante evitare un aumento sconsiderato della potenza del trasmettitore.
Quando è necessario un aumento della potenza
I fattori elencati di seguito richiedono un aumento della potenza per mantenere una connessione stabile.
Interferenze provenienti da dispositivi di comunicazione radio di altri tipi e da altra elettronica
Dispositivi Bluetooth, come cuffie, tastiere e mouse wireless, che operano nella gamma di frequenza di 2,4 GHz e influiscono come interferenze sul funzionamento del punto di accesso e di altri dispositivi Wi-Fi.
I dispositivi elencati di seguito possono anche influenzare negativamente la qualità del segnale:
- forni a microonde;
- baby monitor;
- monitor CRT, altoparlanti wireless, telefoni senza fili e altri dispositivi wireless;
- fonti esterne di tensione elettrica, come linee di trasmissione e sottostazioni elettriche,
- motori elettrici;
- cavi con schermatura inadeguata, oltre a 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 di copertura può essere ridotta da fattori esterni, come la presenza di ostacoli, interferenze radio e così via.
Tutto ciò porta alla creazione di "zone di ombra" locali, dove il segnale del punto di accesso non arriva al dispositivo client.
Ostacoli per il passaggio del segnale
Diversi ostacoli (muri, soffitti, mobili, porte metalliche, ecc.) situati tra i dispositivi Wi-Fi possono riflettere o assorbire i segnali radio, ciò porta a un peggioramento o a una completa perdita di connessione.
Elementi semplici e comprensibili, come muri in cemento armato, coperture in lamiera metallica, telai in acciaio e anche specchi e vetri oscurati, riducono notevolmente l'intensità del segnale.
Fatto interessante: il corpo umano attenua il segnale di circa 3 dB.
Di seguito è riportata una tabella della perdita di efficienza del segnale Wi-Fi attraversando diverse mediane per la rete 2.4 GHz.
* Distanza efficace — indica l'entità della riduzione del raggio d'azione dopo aver attraversato l'ostacolo corrispondente rispetto allo spazio aperto.
Riflettiamo su un punto intermedio
Come già detto sopra, 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 più elevata per una trasmissione e ricezione sostenibili del segnale radio Wi-Fi.
Queste sono richieste così contraddittorie.
Funzioni utili da Zyxel che possono aiutare.
È ovvio che è necessario utilizzare alcune funzioni interessanti che aiuteranno a far fronte a questa situazione contraddittoria.
IMPORTANTE! Su molte sfide nella costruzione di reti wireless, così come sulle opportunità e sull'uso pratico delle attrezzature, è possibile informarsi nei corsi specializzati Zyxel — ZCNE. Scopri i corsi più vicini. .
Client Steering
Come notato in precedenza, i problemi descritti riguardano principalmente la banda di 2,4 GHz.
I fortunati possessori di dispositivi moderni possono utilizzare la banda di frequenze a 5 GHz.
Vantaggi:
- più canali, quindi è più semplice scegliere quelli che avranno il minimo impatto reciproco;
- altri dispositivi, come il Bluetooth, non utilizzano questa banda;
- supporto per canali di larghezza 20/40/80 MHz.
Svantaggi:
- Il segnale radio in questa banda attraversa peggio gli ostacoli. È quindi consigliabile avere non solo un 'super-penetrante', ma due o tre punti di accesso con una potenza del segnale più modesta in diverse stanze. D'altra parte, questo fornirà una copertura più uniforme rispetto a cercare di captare il segnale da uno solo, ma 'super-potente'.
Tuttavia, nella pratica, come sempre, sorgono delle complicazioni. Ad esempio, alcuni dispositivi, sistemi operativi e software per impostazione predefinita offrono ancora la 'vecchia e buona' banda di 2,4 GHz per le connessioni. Questo viene fatto per ridurre i problemi di compatibilità e semplificare l'algoritmo di connessione alla rete. Se la connessione avviene automaticamente o se l'utente non se ne accorge — la possibilità di utilizzare la banda a 5 GHz rimarrà trascurata.
La funzione Client Steering può aiutare a cambiare questa situazione, che per impostazione predefinita propone ai dispositivi client di connettersi immediatamente sulla banda a 5 GHz. Se questa banda non è supportata dal client, potrà comunque utilizzare la banda a 2,4 GHz.
Questa funzione è disponibile:
- nei punti di accesso Nebula e NebulaFlex;
- nei controller della rete wireless NXC2500 e NXC5500;
- nei firewall con funzione di controller.
Auto Healing
Sono stati forniti molti argomenti a favore della regolazione flessibile della potenza. Tuttavia, rimane una domanda ragionevole: come si può fare?
Per questo, i controller della rete wireless Zyxel dispongono di una funzione speciale: Auto Healing.
Il controller, con il suo aiuto, verifica lo stato e la funzionalità dei punti di accesso. Se si scopre che uno di essi non funziona, i punti vicini ricevono l’ordine di aumentare la potenza del segnale per coprire la zona di silenzio creata. Dopo che il punto di accesso mancante è tornato operativo, i punti vicini ricevono l’ordine di ridurre la potenza del segnale per non creare interferenze nel funzionamento reciproco.
Questa funzione è presente anche in una gamma speciale di controller di rete wireless: NXC2500 e NXC5500.
Fronte wireless protetta 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.
A sua volta, il controller della rete wireless deve combattere contro questo. Nel suo arsenale, i controller NXC2500 e NXC5500 dispongono di mezzi sufficienti, come l'autenticazione standard WPA/WPA2-Enterprise, diverse implementazioni del Protocollo di Autenticazione Estensibile (EAP) e un firewall integrato.
In questo modo, il controller non solo individua i punti di accesso non autorizzati, ma blocca anche comportamenti sospetti nella rete aziendale che hanno una forte probabilità di contenere intenti malevoli.
Funzione Rogue AP Detection (Contenimento Rogue AP)
Iniziamo con il capire cosa sia un Rogue AP.
Rogue AP è un punto di accesso non autorizzato, non controllato dall’amministratore di rete. Tuttavia, è presente entro il raggio d’azione della rete Wi-Fi dell'azienda. Ad esempio, potrebbero essere i punti di accesso personali dei dipendenti, attivati senza autorizzazione nelle prese di rete dell'ufficio. Questo tipo di iniziativa ha un impatto negativo sulla sicurezza della rete.
In effetti, tali dispositivi creano un canale per connessioni esterne alla rete aziendale, bypassando il sistema di protezione principale.
Ad esempio, un punto di accesso estraneo (RG) non si trova formalmente nella rete aziendale, ma è stata creata una rete wireless con lo stesso nome SSID, come nei punti di accesso legittimi. Di conseguenza, il punto RG può essere utilizzato per intercettare password e altre informazioni riservate, quando i clienti della rete aziendale tentano per errore di connettersi e cercano di trasmettere le proprie credenziali. Di conseguenza, le credenziali degli utenti saranno note al proprietario del punto "phishing".
La maggior parte dei punti di accesso della compagnia Zyxel ha una funzione integrata di scansione dello spettro radio per identificare punti esterni.
IMPORTANTE! Il rilevamento di punti estranei (AP Detection) funzionerà solo se almeno uno di questi "punti di sorveglianza" è configurato per operare in modalità di monitoraggio della rete.
Dopo che il punto di accesso Zyxel, mentre opera in modalità di monitoraggio, rileva punti estranei, può essere avviata la procedura di blocco.
Supponiamo che un Rogue AP emuli un punto di accesso legittimo. Come detto sopra, un malintenzionato può duplicare le impostazioni SSID aziendali sul punto falso. Allora il punto di accesso Zyxel cercherà di ostacolare l'attività pericolosa, causando interferenze attraverso l'invio di pacchetti fittizi broadcast. Questo porterà all'impossibilità di connettere i clienti al Rogue AP e all'intercettazione delle loro credenziali. E il punto di accesso "spia" non sarà in grado di portare a termine la sua missione.
Come vediamo, l'influenza reciproca dei punti di accesso non solo provoca fastidiose interferenze nel loro funzionamento, ma può anche essere utilizzata per difendersi dagli attacchi degli aggressori.
Conclusione
Il materiale all'interno di un breve articolo non consente di trattare tutte le sfumature. Ma anche a uno sguardo veloce diventa chiaro che lo sviluppo e la gestione di una rete wireless presentano sfumature piuttosto interessanti. Da un lato, è necessario combattere l'influenza reciproca delle fonti di segnale, anche riducendo la potenza dei punti di accesso. Dall'altro lato, è necessario mantenere il livello del segnale a un livello sufficientemente elevato per una connessione stabile.
Questo paradosso può essere aggirato utilizzando funzioni speciali dei controller delle reti wireless.
Vale la pena notare che l'azienda Zyxel sta lavorando al miglioramento di tutto ciò che aiuta a garantire una connessione di qualità senza sostenere costi elevati.
Fonti
Fonte: habr.com
