שיפור ביצועי Wi-Fi. עקרונות כלליים ודברים שימושיים

כל מי שהרכיב, קנה או לפחות הקים מקלט רדיו שמע בוודאי מילים כמו: רגישות וסלקטיביות (סלקטיביות).

רגישות - פרמטר זה מראה עד כמה המקלט שלך יכול לקבל אות גם באזורים המרוחקים ביותר.

וסלקטיביות, בתורה, מראה עד כמה מקלט יכול לכוון לתדר מסוים מבלי להיות מושפע מתדרים אחרים. "תדרים אחרים", כלומר אלה שאינם קשורים לשידור האות מתחנת הרדיו שנבחרה, ממלאים במקרה זה את התפקיד של הפרעות רדיו.

על ידי הגדלת הספק המשדר, אנו מאלצים מקלטים בעלי רגישות נמוכה לקבל את האות שלנו בכל מחיר. תפקיד חשוב הוא בהשפעה ההדדית של אותות מתחנות רדיו שונות זו על זו, מה שמקשה על ההתקנה ומפחית את איכות תקשורת הרדיו.

Wi-Fi משתמש באוויר רדיו כאמצעי להעברת נתונים. לכן, דברים רבים שמהנדסי רדיו וחובבי רדיו מהעבר ואפילו המאה הקודמת ניתחו עדיין רלוונטיים כיום.

אבל משהו השתנה. בשביל לשנות אנלוגי שידור דיגיטלי הגיע לפורמט, מה שהוביל לשינוי באופי האות המשודר.

להלן תיאור של גורמים נפוצים המשפיעים על פעולתן של רשתות אלחוטיות Wi-Fi במסגרת תקני IEEE 802.11b/g/n.

כמה ניואנסים של רשתות Wi-Fi

עבור שידורי רדיו באוויר הרחק מאזורים מיושבים גדולים, כאשר אתה יכול לקבל במקלט שלך רק את האות של תחנת רדיו FM מקומית וגם "Mayak" בטווח ה-VHF, סוגיית ההשפעה ההדדית אינה עולה.

דבר נוסף הוא מכשירי Wi-Fi הפועלים רק בשתי פסים מוגבלים: 2,4 ו-5 GHz. להלן מספר בעיות שאתה צריך, אם לא להתגבר, אז לדעת איך לעקוף.

בעיה אחת - תקנים שונים עובדים עם טווחים שונים.

בטווח 2.4 גיגה-הרץ פועלים מכשירים התומכים בתקן 802.11b/g ורשתות בתקן 802.11n; בטווח 5 גיגה-הרץ פועלים מכשירים הפועלים בתקן 802.11a ו-802.11n.

כפי שאתה יכול לראות, רק מכשירי 802.11n יכולים לפעול גם ב-2.4 גיגה-הרץ וגם ב-5 גיגה-הרץ. במקרים אחרים, עלינו לתמוך בשידור בשתי הלהקות, או לקבל את העובדה שחלק מהלקוחות לא יוכלו להתחבר לרשת שלנו.

בעיה שניה - התקני Wi-Fi הפועלים בטווח הקרוב ביותר יכולים להשתמש באותו טווח תדרים.

עבור מכשירים הפועלים בפס התדרים של 2,4 GHz, 13 ערוצים אלחוטיים ברוחב של 20 מגה-הרץ עבור תקן 802.11b/g/n או 40 מגה-הרץ עבור תקן 802.11n במרווחים של 5 מגה-הרץ זמינים ומאושרים לשימוש ברוסיה.

לכן, כל מכשיר אלחוטי (לקוח או נקודת גישה) יוצר הפרעות בערוצים סמוכים. דבר נוסף הוא שכוח המשדר של מכשיר לקוח, למשל, סמארטפון, נמוך משמעותית מזה של נקודת הגישה הנפוצה ביותר. לכן, לאורך המאמר נדבר רק על ההשפעה ההדדית של נקודות גישה זו על זו.

הערוץ הפופולרי ביותר, המוצע ללקוחות כברירת מחדל, הוא 6. אבל אל תשלה את עצמך שבאמצעות בחירת המספר הסמוך, נפטר מההשפעה הטפילית. נקודת גישה הפועלת בערוץ 6 מייצרת הפרעות חזקות בערוצים 5 ו-7 והפרעות חלשות יותר בערוצים 4 ו-8. ככל שהפערים בין הערוצים גדלים, השפעתם ההדדית פוחתת. לכן, כדי למזער את ההפרעות ההדדיות, רצוי מאוד שתדרי הנשא שלהם יהיו מרוחקים ב-25 מגה-הרץ זה מזה (5 מרווחי ערוצים).

הצרה היא שמכל הערוצים עם השפעה מועטה אחד על השני, זמינים רק 3 ערוצים: אלה 1, 6 ו-11.

עלינו לחפש דרך כלשהי לעקוף את ההגבלות הקיימות. לדוגמה, ניתן לפצות את ההשפעה ההדדית של מכשירים על ידי הפחתת הספק.

על היתרונות של מתינות בכל דבר

כפי שצוין לעיל, כוח מופחת הוא לא תמיד דבר רע. יתרה מכך, ככל שההספק עולה, איכות הקליטה עלולה להידרדר משמעותית, וזה בכלל לא עניין של "חולשה" של נקודת הגישה. להלן נבחן את המקרים שבהם זה עשוי להיות שימושי.

טעינת שידורי רדיו

ניתן לראות את השפעת הגודש ממקור ראשון ברגע שאתה בוחר מכשיר לחיבור. אם יש יותר משלושה או ארבעה פריטים ברשימת בחירת רשת ה-Wi-Fi, אנחנו כבר יכולים לדבר על טעינת אוויר הרדיו. יתרה מכך, כל רשת מהווה מקור הפרעה עבור שכנותיה. והפרעות משפיעות על ביצועי הרשת מכיוון שהיא מגבירה באופן דרמטי את רמת הרעש וזה מוביל לצורך לשלוח כל הזמן מנות מחדש. במקרה זה, ההמלצה העיקרית היא להפחית את הספק המשדר בנקודת הגישה, באופן אידיאלי כדי לשכנע את כל השכנים לעשות את אותו הדבר כדי לא להפריע זה לזה.

המצב מזכיר כיתת בית ספר בזמן שיעור כשהמורה נעדר. כל תלמיד מתחיל לדבר עם שכנו לשולחן ועם חברים אחרים לכיתה. ברעש הכללי, הם לא שומעים זה את זה טוב ומתחילים לדבר חזק יותר, ואז עוד יותר חזק ובסופו של דבר מתחילים לצרוח. המורה רץ במהירות לתוך הכיתה, נוקט כמה צעדים משמעתיים והמצב הרגיל חוזר על כנו. אם נדמיין מנהל רשת בתפקיד מורה, ובעלי נקודות גישה בתפקיד תלמידי בית ספר, נקבל אנלוגיה כמעט ישירה.

חיבור אסימטרי

כפי שהוזכר קודם לכן, כוח המשדר של נקודת גישה הוא בדרך כלל חזק פי 2-3 מאשר במכשירים ניידים של לקוח: טאבלטים, סמארטפונים, מחשבים ניידים וכדומה. לכן, סביר מאוד שיופיעו "אזורים אפורים", שבהם הלקוח יקבל אות יציב טוב מנקודת הגישה, אך השידור מהלקוח לנקודה לא יעבוד טוב במיוחד. חיבור זה נקרא אסימטרי.

כדי לשמור על תקשורת יציבה באיכות טובה, רצוי מאוד שיהיה חיבור סימטרי בין מכשיר הלקוח לנקודת הגישה, כאשר הקליטה והשידור בשני הכיוונים פועלים בצורה יעילה למדי.

איור 1. חיבור א-סימטרי באמצעות דוגמה לתכנית דירה.

כדי להימנע מחיבורים אסימטריים, עליך להימנע מהגברת הספק המשדר בפזיזות.

כשצריך יותר כוח

הגורמים המפורטים להלן דורשים כוח מוגבר כדי לשמור על חיבור יציב.

הפרעות מסוגים אחרים של התקני תקשורת רדיו ומוצרי אלקטרוניקה אחרים

התקני בלוטות', כגון אוזניות, מקלדות אלחוטיות ועכברים, פועלים בטווח התדרים של 2.4 גיגה-הרץ ומפריעים לפעולת נקודת הגישה ושאר התקני ה-Wi-Fi.

להתקנים הבאים עשויה להיות גם השפעה שלילית על איכות האות:

• תנורי מיקרוגל;
• מוניטורים לתינוק;
• צגי CRT, רמקולים אלחוטיים, טלפונים אלחוטיים והתקנים אלחוטיים אחרים;
• מקורות חיצוניים של מתח חשמלי, כגון קווי מתח ותחנות כוח,
• מנועים חשמליים;
• כבלים עם מיגון לא מספיק, וכבל קואקסיאלי ומחברים המשמשים עם סוגים מסוימים של צלחות לווין.

מרחקים ארוכים בין התקני Wi-Fi

לכל מכשיר רדיו יש טווח מוגבל. בנוסף לתכונות העיצוב של המכשיר האלחוטי, הטווח המרבי עשוי להיות מופחת על ידי גורמים חיצוניים כגון מכשולים, הפרעות רדיו וכו'.

כל זה מוביל להיווצרות של "אזורים בלתי ניתנים להשגה" מקומיים, שבהם האות מנקודת הגישה "לא מגיע" למכשיר הלקוח.

מכשולים למעבר איתות

מכשולים שונים (קירות, תקרות, רהיטים, דלתות מתכת וכו') הממוקמים בין התקני Wi-Fi יכולים לשקף או לספוג אותות רדיו, ולהוביל להידרדרות או לאובדן מוחלט של התקשורת.

דברים פשוטים וברורים כמו קירות בטון מזוין, חיפוי מתכת, מסגרת פלדה, ואפילו מראות וזכוכית כהה מפחיתים משמעותית את עוצמת האות.

עובדה מעניינת: גוף האדם מחליש את האות בכ-3 dB.

להלן טבלה של אובדן יעילות אות Wi-Fi בעת מעבר בסביבות שונות עבור רשת 2.4 GHz.

* מרחק אפקטיבי - מציין את כמות ההפחתה בטווח לאחר מעבר מכשול מתאים בהשוואה לשטח פתוח.

נסכם את תוצאות הביניים

כפי שהוזכר לעיל, עוצמת אות גבוהה כשלעצמה אינה משפרת את איכות תקשורת ה-Wi-Fi, אך יכולה להפריע ליצירת חיבור טוב.

יחד עם זאת, ישנם מצבים בהם יש צורך לספק כוח גבוה יותר לשידור וקליטה יציבה של אות רדיו Wi-Fi.

אלה דרישות כל כך סותרות.

תכונות שימושיות של Zyxel שיכולות לעזור

ברור שאתה צריך להשתמש בכמה פונקציות מעניינות שיעזרו לך לצאת מהמצב הסותר הזה.

חשוב! אתה יכול ללמוד על הניואנסים הרבים בעת בניית רשתות אלחוטיות, כמו גם את היכולות והשימוש המעשי בציוד בקורסים המיוחדים Zyxel - ZCNE. אתה יכול לברר על הקורסים הקרובים כאן.

היגוי לקוח

כפי שצוין קודם לכן, הבעיות שתוארו משפיעות בעיקר על טווח ה-2.4 GHz.
בעלים מאושרים של מכשירים מודרניים יכולים להשתמש בטווח התדרים של 5 GHz.

יתרונות:

• יש יותר ערוצים, אז קל יותר לבחור את אלה שישפיעו זה על זה למינימום;
• מכשירים אחרים, כגון Bluetooth, אינם משתמשים בטווח זה;
• תמיכה בערוצי 20/40/80 מגה-הרץ.

חסרונות:

• אות רדיו בטווח הזה עובר דרך מכשולים פחות טוב. לכן, רצוי לא להחזיק "סופר-פאנצ'י" אחת, אלא שתיים או שלוש נקודות גישה עם עוצמת אות צנועה יותר בחדרים שונים. מצד שני, זה ייתן כיסוי אחיד יותר מאשר לתפוס אות מאחד, אבל "סופר חזק".

עם זאת, בפועל, כמו תמיד, מתעוררים ניואנסים. לדוגמה, חלק מהמכשירים, מערכות ההפעלה והתוכנות עדיין מציעים את פס ה-2.4 ג'יגה הרץ "הישן והטוב" לחיבורים כברירת מחדל. זה נעשה כדי להפחית את בעיות התאימות ולפשט את אלגוריתם חיבור הרשת. אם החיבור מתרחש אוטומטית או שהמשתמש לא הספיק לשים לב לעובדה זו, האפשרות להשתמש בפס 5 GHz תישאר בצד.

פונקציית ה-Client Steering, אשר כברירת מחדל מציעה למכשירי לקוח להתחבר באופן מיידי באמצעות 5 GHz, תעזור לשנות את הנסיבות. אם פס זה אינו נתמך על ידי הלקוח, הוא עדיין יוכל להשתמש בתדר 2.4 גיגה-הרץ.

פונקציה זו זמינה:

• בנקודות הגישה של Nebula ו- NebulaFlex;
• בבקרי רשת אלחוטיים NXC2500 ו-NXC5500;
• בחומות אש עם פונקציית בקר.

ריפוי אוטומטי

טיעונים רבים ניתנו לעיל בעד בקרת כוח גמישה. עם זאת, נותרה שאלה סבירה: איך עושים זאת?

לשם כך, לבקרי רשת אלחוטיים של Zyxel יש פונקציה מיוחדת: ריפוי אוטומטי.
הבקר משתמש בו כדי לבדוק את המצב והתפקוד של נקודות הגישה. אם יתברר שאחד מערוצי הגישה לא עובד, אז השכנים יקבלו הוראה להגביר את עוצמת האות כדי למלא את אזור השקט שנוצר. לאחר שנקודת הגישה החסרה חזרה לשירות, נקודות שכנות מקבלים הוראה להפחית את עוצמת האות כדי לא להפריע זו לעבודה של זו.

תכונה זו כלולה גם בקו הייעודי של בקרים אלחוטיים: NXC2500 ו-NXC5500.

קצה רשת אלחוטית מאובטחת

נקודות גישה שכנות מרשת מקבילה לא רק יוצרות הפרעות, אלא יכולות לשמש גם כקרש קפיצה למתקפה על הרשת.

בתורו, בקר הרשת האלחוטית חייב להתמודד עם זה. לבקרי ה-NXC2500 וה-NXC5500 יש מספיק כלים בארסנל שלהם, כגון אימות WPA/WPA2-Enterprise סטנדרטי, יישומים שונים של פרוטוקול אימות מתרחב (EAP), וחומת אש מובנית.

לפיכך, הבקר לא רק מוצא נקודות גישה לא מורשות, אלא גם חוסם פעולות חשודות ברשת הארגונית, שככל הנראה נושאות כוונת זדון.

Rogue AP Detection (Rogue AP Containment)

ראשית, בואו נבין מה זה Rogue AP.

נקודות גישה נוכלות הן נקודות גישה זרות שאינן בשליטת מנהל הרשת. עם זאת, הם נמצאים בטווח של רשת ה-Wi-Fi הארגונית. לדוגמה, אלו יכולות להיות נקודות גישה אישיות של עובדים המחוברות לשקעי רשת של משרד העבודה ללא רשות. לסוג זה של פעילות חובבים יש השפעה רעה על אבטחת הרשת.

למעשה, מכשירים כאלה מהווים ערוץ לחיבור של צד שלישי לרשת הארגונית, תוך עקיפת מערכת האבטחה הראשית.

לדוגמה, נקודת גישה זרה (RG) אינה ממוקמת באופן רשמי ברשת הארגונית, אך נוצרה בה רשת אלחוטית עם אותו שם SSID כמו בנקודות גישה לגיטימיות. כתוצאה מכך, ניתן להשתמש בנקודת RG כדי ליירט סיסמאות ומידע רגיש אחר כאשר לקוחות ברשת ארגונית מנסים בטעות להתחבר אליה ומנסים להעביר את האישורים שלהם. כתוצאה מכך, האישורים של המשתמש יהיו ידועים לבעלים של נקודת ה"דיוג".

לרוב נקודות הגישה של Zyxel יש פונקציית סריקת רדיו מובנית לזיהוי נקודות לא מורשות.

חשוב! זיהוי נקודות זרות (AP Detection) יפעל רק אם לפחות אחת מנקודות הגישה "זקיף" אלו מוגדרת לפעול במצב ניטור רשת.

לאחר שנקודת הגישה של Zyxel, כאשר היא פועלת במצב ניטור, מזהה נקודות זרות, ניתן לבצע הליך חסימה.

נניח שה-Rogue AP מחקה נקודת גישה לגיטימית. כפי שצוין לעיל, תוקף יכול לשכפל הגדרות SSID ארגוניות בנקודת שקר. לאחר מכן, נקודת הגישה של Zyxel תנסה להפריע לפעילות מסוכנת על ידי הפרעה על ידי שידור מנות דמה. זה ימנע מלקוחות להתחבר ל-Rogue AP וליירוט את האישורים שלהם. ונקודת הגישה של "המרגל" לא תוכל להשלים את משימתה.

כפי שאתה יכול לראות, ההשפעה ההדדית של נקודות גישה לא רק מכניסה הפרעה מטרידה לפעולה זו של זו, אלא יכולה לשמש גם כדי להגן מפני התקפות של פולשים.

מסקנה

החומר במאמר קצר אינו מאפשר לנו לדבר על כל הניואנסים. אבל אפילו עם סקירה מהירה, מתברר שלפיתוח ותחזוקה של רשת אלחוטית יש ניואנסים מעניינים למדי. מצד אחד, יש צורך להילחם בהשפעה ההדדית של מקורות האות, כולל על ידי הפחתת כוחן של נקודות גישה. מצד שני, יש צורך לשמור על רמת האות ברמה גבוהה מספיק לתקשורת יציבה.

אתה יכול לעקוף את הסתירה הזו על ידי שימוש בפונקציות מיוחדות של בקרי רשת אלחוטית.

ראוי לציין גם את העובדה ש-Zyxel פועלת לשיפור כל מה שעוזר להשיג תקשורת איכותית מבלי להזדקק לעלויות גבוהות.

מקורות

1. המלצות כלליות לבניית רשתות אלחוטיות
2. מה משפיע על פעולת רשתות אלחוטיות Wi-Fi? מה יכול להיות מקור ההפרעה ומהן הסיבות האפשריות לה?
3. קביעת תצורה של Rogue AP Detection בנקודות גישה מסדרת NWA3000-N
4. מידע על קורס ZCNE

מקור: www.habr.com