Oricine care a montat, a cumpărat sau măcar a configurat un receptor de radio a auzit probabil de termeni precum: sensibilitate și selectivitate.
Sensibilitatea — acest parametru arată cât de bine poate receptorul tău să primească semnal chiar și în cele mai îndepărtate zone.
Iar selectivitatea, pe de altă parte, arată cât de bine receptorul poate fi reglat pe o anumită frecvență fără influența altor frecvențe. Aceste „alte frecvențe”, care nu sunt legate de semnalul emis de stația de radio aleasă, joacă un rol de zgomot de fond.
Prin creșterea puterii emițătorului, facem ca receptorii cu o sensibilitate scăzută să primească semnalul nostru cu orice preț. O rolă importantă joacă influența reciprocă a semnalelor de la diferite stații de radio, ceea ce complică ajustarea și reduce calitatea comunicării radio.
În mediul Wi-Fi, se utilizează undele radio ca mediu pentru transmiterea datelor. Prin urmare, multe lucruri cu care se ocupau inginerii radio și pasionații din trecut, rămân relevante și în zilele noastre.
Dar unele lucruri s-au schimbat. În locul formatului analogic a venit broadcastingul digital, ceea ce a dus la schimbarea caracterului semnalului transmis.
Mai jos este o descriere a factorilor comuni care influențează funcționarea rețelelor wireless Wi-Fi în cadrul standardelor IEEE 802.11b/g/n.
Unele nuanțe ale rețelelor Wi-Fi
Pentru radiodifuziunea în aer liber, departe de așezările mari, când receptorul poate primi doar semnalul unei stații locale de FM și, de asemenea, "Maiak" în banda VHF, problema influenței reciproce nu apare.
Pe de altă parte, dispozitivele Wi-Fi funcționează doar în două benzi limitate: 2,4 și 5 GHz. Mai jos sunt descrise câteva probleme care trebuie cunoscute sau, dacă nu pot fi depășite, evitate.
Problema întâi — diferite standarde funcționează cu diferite benzi.
În banda de 2.4 GHz funcționează dispozitive care suportă standardul 802.11b/g, iar în banda de 5 GHz funcționează dispozitive ale standardului 802.11a și 802.11n.
După cum putem observa, doar dispozitivele standard 802.11n pot funcționa atât în banda de 2.4 GHz, cât și în banda de 5 GHz. În celelalte cazuri, trebuie fie să susținem difuzarea în ambele benzi, fie să ne conformăm cu faptul că unii clienți nu se vor putea conecta la rețeaua noastră.
Problema a doua — Dispozitivele Wi-Fi care funcționează în raza cea mai apropiată pot folosi aceeași bandă de frecvență.
Pentru dispozitivele care funcționează în banda de frecvență de 2.4 GHz, în România sunt disponibile și permise 13 canale wireless cu lățimea de 20 MHz pentru standardul 802.11b/g/n sau 40 MHz pentru standardul 802.11n cu intervale de 5 MHz.
Așadar, orice dispozitiv wireless (client sau punct de acces) creează interferențe cu canalele învecinate. Ce este adevărat este că puterea emițătorului dispozitivului client, cum ar fi un smartphone, este semnificativ mai mică decât a celui mai obișnuit punct de acces. Prin urmare, pe parcursul articolului vom discuta doar despre influența reciprocă a punctelor de acces între ele.
Canalul cel mai popular, care este propus în mod implicit clienților, este 6. Dar nu trebuie să ne înșelăm că, alegând un număr învecinat, ne vom elibera de influența parazitară. Punctul de acces care funcționează pe canalul 6 generează interferențe puternice pe canalele 5 și 7 și mai slabe pe canalele 4 și 8. Pe măsură ce distanțele dintre canale cresc, influența lor reciprocă scade. Prin urmare, pentru a minimiza interferențele reciproce, este extrem de de dorit ca frecvențele lor purtătoare să fie separate cu 25 MHz (5 intervale intercalate între canale).
Problema este că din toate canalele cu influență scăzută unele asupra altora, sunt disponibile doar 3: acestea sunt 1, 6 și 11.
Trebuie să căutăm o modalitate de a ocoli restricțiile existente. De exemplu, influența reciprocă a dispozitivelor poate fi compensată prin reducerea puterii.
Despre beneficiile moderației în toate
După cum s-a menționat mai sus, reducerea puterii nu este întotdeauna un lucru rău. Mai mult, prin creșterea puterii, calitatea semnalului poate să se degradeze semnificativ și chiar nu este vorba de 'slăbiciunea' punctului de acces. Mai jos vom examina în ce situații acest lucru poate fi util.
Încărcarea spectrului radio
Efectul de suprasarcină poate fi observat în mod vizibil în momentul alegerii unui dispozitiv pentru conectare. Dacă în lista pentru alegerea rețelelor Wi-Fi sunt mai mult de trei-patru opțiuni, se poate deja vorbi despre o suprasarcină a spectrului radio. Fiecare rețea reprezintă o sursă de interferențe pentru vecinii săi. Iar interferențele influențează performanța rețelei, deoarece cresc brusc nivelul zgomotului și aceasta duce la necesitatea repeată de retrimitere a pachetelor. În acest caz, recomandarea principală este de a reduce puterea emițătorului în punctul de acces, ideal ar fi să convingi pe toți vecinii să facă la fel, pentru a nu se deranja reciproc.
Situația amintește de o clasă școlară în timpul orei, când profesorul pleacă. Fiecare elev începe să vorbească cu colegul de bancă și cu alții din clasă. În zgomotul general, ei se aud prost și încep să vorbească mai tare, apoi și mai tare și, în cele din urmă, încep să strige. Cadrele didactice revin rapid în clasă, iau măsuri disciplinare și situația normală este restabilită. Dacă în rolul profesorului ne imaginăm administratorul de rețea, iar în rolul elevilor – proprietarii punctelor de acces, obținem o analogie aproape directă.
Conexiune asimetrică
După cum s-a menționat anterior, puterea emițătorului punctului de acces este de obicei de 2-3 ori mai mare decât la dispozitivele mobile client: tablete, smartphone-uri, laptopuri etc. Prin urmare, este foarte probabil să apară „zone gri”, unde clientul va primi un semnal bun și stabil de la punctul de acces, dar transmisia de la client către punct va funcționa „nu foarte bine”. Această conexiune este numită asimetrică.
Pentru a menține o conexiune stabilă cu o calitate bună, este extrem de dorit ca între dispozitivul client și punctul de acces să existe o conexiune simetrică, în care recepția și transmisia în ambele direcții funcționează destul de eficient.
Fig. 1. Conexiune asimetrică pe exemplul unui plan de apartament.
Pentru a evita conexiunile asimetrice, trebuie evitată creșterea nejustificată a puterii emițătorului.
Când este necesară creșterea puterii
Factorii enumerați mai jos necesită creșterea puterii pentru a menține o conexiune stabilă.
Interferențe de la dispozitive de comunicație radio de alte tipuri și de la alte electronice
Dispozitivele Bluetooth, cum ar fi căștile, tastaturile și mouse-urile wireless, care funcționează în banda de frecvență de 2.4 GHz, pot influența prin interfețe funcționarea punctului de acces și a altor dispozitive Wi-Fi.
Dispozitivele enumerate mai jos pot de asemenea afecta negativ calitatea semnalului:
- cuptoare cu microunde;
- monitoare pentru copii;
- monitoare CRT, difuzoare wireless, telefoane cordless și alte dispozitive wireless;
- surse externe de tensiune electrică, cum ar fi linii de înaltă tensiune și substații electrice,
- motorase electrice;
- cabluri cu ecranare insuficientă, precum și cablul coaxial și conectorii folosiți cu anumite tipuri de antene satelit.
Distanțe mari între dispozitivele Wi-Fi
Orice dispozitive radio au un rază de acțiune limitată. Pe lângă caracteristicile de construcție ale dispozitivului wireless, distanța maximă de accesibilitate poate fi diminuată de factori externi, cum ar fi prezența obstacolelor, interferențele radio etc.
Toate acestea duc la formarea de „zone moarte”, unde semnalul de la punctul de acces nu „ajunge” la dispozitivul client.
Obstacole pentru trecerea semnalului
Diverse obstacole (pereți, plafoane, mobilier, uși metalice etc.) situate între dispozitivele Wi-Fi pot reflecta sau absorbi semnalele radio, ceea ce duce la deteriorarea sau pierderea totală a conexiunii.
Lucruri simple și evidente, cum ar fi pereții din beton armat, acoperirea din tablă metalică, structura din oțel, și chiar oglinzile și geamurile fumurii, scad semnificativ intensitatea semnalului.
Fapt interesant: corpul uman slăbește semnalul cu aproximativ 3 dB.
Mai jos este prezentată o tabelă de pierdere a eficienței semnalului Wi-Fi în funcție de mediile diferite pentru rețeaua de 2.4 GHz.
* Distanța eficientă — denotă valoarea reducerii razei de acțiune după ce a trecut prin obstacolul corespunzător în comparație cu un spațiu deschis.
Să tragem concluzii intermediare
După cum s-a menționat mai sus, puterea ridicată a semnalului, în sine, nu îmbunătățește calitatea conexiunii Wi-Fi, dar poate interfere cu stabilirea unei bune conexiuni.
În același timp, există situații în care este necesară asigurarea unei puteri mai mari pentru transmiterea și recepția stabilă a semnalului Wi-Fi.
Aceste cerințe sunt, astfel, contradictorii.
Funcții utile de la Zyxel care pot ajuta
Este evident că trebuie să folosim funcții interesante care să ne ajute să ne descurcăm în această situație contradictorie.
IMPORTANT! Despre numeroasele nuanțe în construirea rețelelor wireless, precum și despre posibilitățile și utilizarea practică a echipamentului, se pot afla informații la cursurile specializate Zyxel — ZCNE. Detalii despre cursurile viitoare sunt disponibile .
Client Steering
După cum s-a menționat anterior, problemele descrise afectează în principal banda de 2.4 GHz.
Posesorii de dispozitive moderne pot folosi banda de frecvență de 5 GHz.
Avantaje:
- mai multe canale, astfel încât este mai ușor să alegem cele care vor influența minim reciproc;
- alte dispozitive, cum ar fi Bluetooth, nu folosesc această bandă;
- suport pentru canale cu lățimi de 20/40/80 MHz.
Dezavantaje:
- semnalul radio în această bandă trece mai greu prin obstacole. Prin urmare, este de preferat să avem nu o singură „super-foaie de trecere”, ci două-trei puncte de acces cu o putere de semnal mai modestă în diferite încăperi. Pe de altă parte, aceasta va oferi o acoperire mai uniformă decât să prindem semnal de la una, dar „super-puternică”.
Cu toate acestea, în practică, mereu apar nuanțe. De exemplu, unele dispozitive, sisteme de operare și software oferă în continuare implicit conectarea la banda „veche și bună” de 2.4 GHz. Aceasta se face pentru a reduce problemele de compatibilitate și pentru a simplifica algoritmul de conectare la rețea. Dacă conexiunea se face automat sau utilizatorul nu a avut timp să observe acest fapt — posibilitatea de a folosi banda de 5 GHz va rămâne deoparte.
Schimbarea acestei circumstanțe va fi sprijinită de funcția Client Steering, care, în mod implicit, propune dispozitivelor client să se conecteze direct la 5 GHz. Dacă această bandă nu este acceptată de client, el va putea totuși folosi 2.4 GHz.
Această funcție este disponibilă:
- la punctele de acces Nebula și NebulaFlex;
- la controlerele rețelei wireless NXC2500 și NXC5500;
- la firewall-uri cu funcția de controler.
Auto Healing
Mai sus au fost prezentate multe argumente în favoarea reglementării flexibile a puterii. Totuși, rămâne o întrebare rezonabilă: cum se face acest lucru?
Pentru aceasta, controlerele rețelei wireless Zyxel au o funcție specială: Auto Healing.
Controlerul verifică starea și funcționalitatea punctelor de acces cu ajutorul acestei funcții. Dacă se constată că unul dintre punctele de acces nu funcționează, cele vecine primesc instrucțiunea de a crește puterea semnalului pentru a umple zona de tăcere formată. După ce punctul de acces inexistent revine online, punctele vecine primesc instrucțiunea de a reduce puterea semnalului pentru a nu crea interferențe în funcționarea lor.
Această funcție este, de asemenea, disponibilă în cadrul unei linii speciale de controlere de rețea wireless: NXC2500 și NXC5500.
Granița rețelei wireless securizată
Punctele de acces vecine din rețeaua paralelă nu doar că generează interferențe, dar pot fi folosite ca o platformă pentru atacuri asupra rețelei.
La rândul său, controlerul rețelei wireless trebuie să lupte împotriva acestui lucru. Controlerele NXC2500 și NXC5500 dispun de suficiente instrumente, cum ar fi autentificarea standard WPA/WPA2-Enterprise, diferite implementări ale Protocollului de Autentificare Extensibilă (EAP) și un firewall încorporat.
Astfel, controlerul nu doar că identifică punctele de acces neautorizate, dar blochează și acțiunile suspecte în rețeaua corporativă, care au o probabilitate mare de a avea o intenție malițioasă.
Funcția Rogue AP Detection (Rogue AP Containment)
Pentru început, să ne clarificăm ce este un Rogue AP.
Rogue AP reprezintă puncte de acces străine care nu sunt sub controlul administratorului rețelei. Cu toate acestea, ele se află în raza de acoperire a rețelei Wi-Fi a întreprinderii. De exemplu, acestea pot fi puncte de acces personale ale angajaților, activate fără permisiune în priza rețelei din birou. Un astfel de comportament afectează negativ securitatea rețelei.
În esență, aceste dispozitive formează un canal pentru conectarea externă la rețeaua întreprinderii, ocolind sistemul principal de apărare.
De exemplu, un punct de acces străin (RG) nu este formal parte din rețeaua întreprinderii, dar a fost creat un rețea wireless cu același nume SSID ca la punctele de acces legale. Ca rezultat, punctul RG poate fi utilizat pentru interceptarea parolelor și altor informații secrete atunci când clienții rețelei corporative încearcă din greșeală să se conecteze la acesta și încearcă să-și transmită datele de autentificare. Drept urmare, datele de autentificare ale utilizatorilor vor fi cunoscute de proprietarul punctului „phishing”.
Cele mai multe puncte de acces ale companiei Zyxel au o funcție încorporată de scanare a spectrului radio pentru a identifica punctele străine.
IMPORTANT! Detectarea punctelor străine (AP Detection) va funcționa doar dacă cel puțin unul dintre aceste puncte de acces „de supraveghere” este configurat pentru a funcționa în modul de monitorizare a rețelei.
După ce punctul de acces Zyxel, în modul de monitorizare, detectează puncte străine, poate fi inițiată o procedură de blocare.
Să presupunem că Rogue AP imită un punct de acces legal. Așa cum s-a menționat anterior, atacatorul poate copia setările corporative SSID pe punctul fals. Atunci punctul de acces Zyxel va încerca să împiedice activitatea periculoasă, generând interferențe prin trimiterea de pachete falsificate în moduri de difuzare. Acest lucru va duce la imposibilitatea clienților de a se conecta la Rogue AP și a-și intercepta datele de autentificare. Și punctul de acces „spion” nu va putea să-și îndeplinească misiunea.
După cum vedem, influența reciprocă a punctelor de acces nu doar că aduce deranj la funcționarea acestora, ci poate fi de asemenea folosită pentru a proteja împotriva atacurilor agresorilor.
Concluzie
Materialul dintr-un articol mic nu permite să discutăm despre toate nuanțele. Dar chiar și într-o privire de ansamblu, devine clar că dezvoltarea și întreținerea unei rețele wireless au nuanțe destul de interesante. Pe de o parte, trebuie să ne luptăm cu influența reciprocă a surselor de semnal, inclusiv prin reducerea puterii punctelor de acces. Pe de altă parte, trebuie menținut un nivel al semnalului suficient de ridicat pentru o conexiune stabilă.
Acest conflict poate fi evitat folosind funcții speciale ale controlerelor rețelei wireless.
De asemenea, este important de menționat că compania Zyxel lucrează la îmbunătățirea tuturor celor care ajută la obținerea unei conexiuni de calitate, fără costuri mari.
Surse
Sursa: habr.com
