Stavíme bezdrátovou síť!
20.11.2003, Štěpán Mrázek, recenze
Dnešní recenze je určena pro zájemce o počítačovou bezdrátovou síť. Celý článek je koncipován pro uživatele klasického počítačové sítě, kteří ji chtějí doplnit o bezdrátovou část, obě sítě propojit a zabezpečit. Tentokráte jsme se věnovali zařízením splňujícím standard IEEE 802.11g s teoretickou datovou propustností 54 Mbit/s, což je více než polovina klasického Ethernetu.
Kapitoly článku:
Úvodem této recenze bych rád zdůraznil jednu zásadní věc. Od začátku roku, kdy jsme se naposledy na stránkách Světa hardware věnovali bezdrátovým sítím již uplynulo hodně času a dnes jsou již běžně dostupná zařízení využívající přenosový standard IEEE802.11g (viz níže), který zajišťuje přenosovou rychlost 54 Mbit/s. Sice poskytuje „pouze“ polovinu teoretické propustnosti klasického 100Mb/s Ethernetu (teoreticky, v praxi většinou výrazně méně), ale je již plně použitelná pro kancelářskou práci či přesouvání běžných souborů (fotky, hudba, video, atd.).
Dnešní recenzi jsme pojali jako návod jak zapojit, nakonfigurovat a zabezpečit počítačovou síť. Typickým příkladem může být jednací kancelář, kde je poměrně obtížně natahovat strukturovanou kabeláž. Vhodnou volbou je tedy využití bezdrátové počítačové sítě s přístupem do firemní sítě a samozřejmě také internetu. Ještě než se dostaneme k jednotlivým zařízením, povíme si něco obecného o bezdrátových sítích.
Pozn.: Ti kdo obecný úvod nevyžadují, nechť přeskočí na další stránku, kde najdou popis použitých zařízení.
Obecně o technologii WLAN
Následující popis teorie okolo WLAN sítí je pouze velice stručný a nezachází do podrobností.
Standardy WLAN
V současné době existují celkem čtyři různé specifikace bezdrátových sítí, Jejich hlavní rysy naleznete v následující tabulce:
Původní standard IEEE802.11 byl představen v roce 1997 s rychlostmi 1 a 2 Mbit/s, což však bylo velice málo i na tehdejší dobu. Velice rychle tak vznikl nový standard (IEEE802.11b), který se aktuálně používá dodnes.
Pozn.: Standard IEEE802.11b podporuje vyšší rychlosti, ovšem pouze se systémy pracujícími s DSSS. Viz dále…
Dalším standardem, který patří mezi „ty rychlejší“ je IEEE802.11a. Ten však na rozdíl od dříve jmenovaných pracuje v pásmu 5 GHz (ostatní se drží bezlicenčního pásma 2,4 GHz). Výhodou je pak přenosová rychlost 54 Mbit/s a nevýhodou absence zpětné kompatibility se staršími standardy.
Nejnovějším standardem je norma IEEE802.11g, která se opět drží bezlicenčního pásma 2,4 GHz a dosahuje stejné rychlosti jako IEEE802.11a, tedy 54 Mbit/s. Výhodou je však zpětná kompatibilita s normou IEEE802.11b.
Jednotlivé druhy přenosu na úrovni fyzické vrstvy
Přenosy v bezdrátových sítí je možné realizovat dvěma různými způsoby. První z nich je přenos pomocí infračerveného světla (v pásmu 850 – 950 nm), který je však omezen přímou viditelností a tak je prakticky nezajímavý.
Druhou možností je přenos dat pomocí rádiových vln, což je pro nás již výrazně zajímavější. V tomto případě máme na výběr ze dvou dostupných přenosových technik (FHSS a DSSS), v obou případech se jedná o přenos v rozšířeném spektru (šířka pásma vysílaného signálu je mnohem větší než šířka pásma originálního přenášeného datového signálu. Vysílaný signál je určen datovou zprávou a rozprostírací funkcí nezávislou na datové zprávě a známou jen vysílači a určenému přijímači):
Přístupové metody
Standard IEEE802.11 definuje dvě přístupové metody. DCF (Distributed Coordination Function) a PCF (Point Cordination Function), přičemž PCF je používána volitelně v případě přenosu dat citlivých na čas – video či hlas. Jako základní přístupový mechanismus je použita metoda CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance).
Tato metoda je již použita i u klasického Ethernetu s tím rozdílem, že Ethernet používá mechanismus detekce kolizí (Carrier Detection - CSMA/CD), zatímco v bezdrátových sítích se používá mechanismus předcházení kolizím (Collision Avoidance - CSMA/CA).
Bezpečnost ve WLAN sítích
Při komunikaci s access pointem je pro ověření přenášen řetězec maximálně 32 znaků, který se musí shodovat s řetězcem access pointu. Pokud se tyto neshodují, access point odmítne přístup. Problém je v možnosti odposlechnutí tohoto řetězce, který je přenášen vzduchem. Volitelně je možné použít šifrovací algoritmus založení na RC4. V tomto případě je zadán každé stanici lokální cestou stejný řetězec znaků a při přístupu vyšle stanice žádost o ověření access pointu. Ten pošle stanici text, který stanice zašifruje pomocí zadaného řetězce a odešle jej zpět Access pointu. Tam je text pomocí stejného řetězce dešifrován a pokud se neshoduje odeslaný a přijatý text dojde k odmítnutí přístupu. V žádném případě se tedy nepřenáší vzduchem samotný řetězec.
Pozn.: Na další stránce naleznete popis všech námi testovaných zařízení.
Dnešní recenzi jsme pojali jako návod jak zapojit, nakonfigurovat a zabezpečit počítačovou síť. Typickým příkladem může být jednací kancelář, kde je poměrně obtížně natahovat strukturovanou kabeláž. Vhodnou volbou je tedy využití bezdrátové počítačové sítě s přístupem do firemní sítě a samozřejmě také internetu. Ještě než se dostaneme k jednotlivým zařízením, povíme si něco obecného o bezdrátových sítích.
Pozn.: Ti kdo obecný úvod nevyžadují, nechť přeskočí na další stránku, kde najdou popis použitých zařízení.
Obecně o technologii WLAN
Následující popis teorie okolo WLAN sítí je pouze velice stručný a nezachází do podrobností.
Standardy WLAN
V současné době existují celkem čtyři různé specifikace bezdrátových sítí, Jejich hlavní rysy naleznete v následující tabulce:
 | 802.11 | 802.11b | 802.11a | 802.11g |
| Přenosová rychlost | 1 - 2 Mbps | do 11 Mbps | do 54 Mbps | do 54 Mbps |
| Frekvence | 2.4 GHz | 2.4 GHz | 5 GHz | 2.4 GHz |
Tab. 1 – Jednotlivé normy standardu IEEE802.11
Původní standard IEEE802.11 byl představen v roce 1997 s rychlostmi 1 a 2 Mbit/s, což však bylo velice málo i na tehdejší dobu. Velice rychle tak vznikl nový standard (IEEE802.11b), který se aktuálně používá dodnes.
Pozn.: Standard IEEE802.11b podporuje vyšší rychlosti, ovšem pouze se systémy pracujícími s DSSS. Viz dále…
Dalším standardem, který patří mezi „ty rychlejší“ je IEEE802.11a. Ten však na rozdíl od dříve jmenovaných pracuje v pásmu 5 GHz (ostatní se drží bezlicenčního pásma 2,4 GHz). Výhodou je pak přenosová rychlost 54 Mbit/s a nevýhodou absence zpětné kompatibility se staršími standardy.
Nejnovějším standardem je norma IEEE802.11g, která se opět drží bezlicenčního pásma 2,4 GHz a dosahuje stejné rychlosti jako IEEE802.11a, tedy 54 Mbit/s. Výhodou je však zpětná kompatibilita s normou IEEE802.11b.
Jednotlivé druhy přenosu na úrovni fyzické vrstvy
Přenosy v bezdrátových sítí je možné realizovat dvěma různými způsoby. První z nich je přenos pomocí infračerveného světla (v pásmu 850 – 950 nm), který je však omezen přímou viditelností a tak je prakticky nezajímavý.
Druhou možností je přenos dat pomocí rádiových vln, což je pro nás již výrazně zajímavější. V tomto případě máme na výběr ze dvou dostupných přenosových technik (FHSS a DSSS), v obou případech se jedná o přenos v rozšířeném spektru (šířka pásma vysílaného signálu je mnohem větší než šířka pásma originálního přenášeného datového signálu. Vysílaný signál je určen datovou zprávou a rozprostírací funkcí nezávislou na datové zprávě a známou jen vysílači a určenému přijímači):
- FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - jako sekvenční kód je použita sekvence až 78 možných frekvencí. Datová zpráva je tak vysílána pomocí mnoha nosných frekvencí tzv. hops. Vysoké spolehlivosti je dosaženo díky tomu, že nepotvrzené tj. chybně přenesené rámce jsou znovu přenášeny s jinou nosnou frekvencí tj. v dalším hopu. Umístění více systémů v jednom místě je umožněno použitím různých sekvencí v každém systému.
- DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - jednotlivé bity jsou přenášeny pomocí jedenácti „chipů“. Důsledkem toho je, že zpráva je přenášena v širším frekvenčním spektru, každý datový bit je reprezentován známou sekvencí a ne všechny „chipy“ jsou tudíž potřebné pro správnou demodulaci. Použití odlišných sekvenčních kódů pak umožňuje umístění více DSSS systémů v jednom místě.
Přístupové metody
Standard IEEE802.11 definuje dvě přístupové metody. DCF (Distributed Coordination Function) a PCF (Point Cordination Function), přičemž PCF je používána volitelně v případě přenosu dat citlivých na čas – video či hlas. Jako základní přístupový mechanismus je použita metoda CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance).
Tato metoda je již použita i u klasického Ethernetu s tím rozdílem, že Ethernet používá mechanismus detekce kolizí (Carrier Detection - CSMA/CD), zatímco v bezdrátových sítích se používá mechanismus předcházení kolizím (Collision Avoidance - CSMA/CA).
Bezpečnost ve WLAN sítích
Při komunikaci s access pointem je pro ověření přenášen řetězec maximálně 32 znaků, který se musí shodovat s řetězcem access pointu. Pokud se tyto neshodují, access point odmítne přístup. Problém je v možnosti odposlechnutí tohoto řetězce, který je přenášen vzduchem. Volitelně je možné použít šifrovací algoritmus založení na RC4. V tomto případě je zadán každé stanici lokální cestou stejný řetězec znaků a při přístupu vyšle stanice žádost o ověření access pointu. Ten pošle stanici text, který stanice zašifruje pomocí zadaného řetězce a odešle jej zpět Access pointu. Tam je text pomocí stejného řetězce dešifrován a pokud se neshoduje odeslaný a přijatý text dojde k odmítnutí přístupu. V žádném případě se tedy nepřenáší vzduchem samotný řetězec.
Pozn.: Na další stránce naleznete popis všech námi testovaných zařízení.
