Има три основни режима, които Wi-Fi устройството може да използва. Тези режими на безжична мрежа определят ролята на устройството в него. Методът за конфигуриране зависи от видовете връзки, които искате да използвате между възлите. В допълнение към обичайните телефони, таблети и лаптопи се използват рутери, които контролират мрежата. Те могат да свържат една мрежа от друга, да определят кой трафик преминава между тях и да изпълняват други функции в мрежата, например да зададат IP адрес. След първоначалното пускане на Wi-Fi 80211 b стандарта, той се превърна в най-разпространеното потребителско устройство поради ниската си цена. Преди три години той бе заменен с по-бърз 80211 g, който запази съвместимост за поддържане на съществуващото оборудване, като все още имаше някои недостатъци на старите модели. Следващият голям стандарт на безжични мрежи в света - 80211 ac беше пуснат през 2013 г. и стана най-търсеният от много собственици на мобилни устройства.

Кратка история на стандартите

Ако потребителят е поставил за цел да създаде бърза мрежа у дома или в офиса, трябва да разберете техническите спецификации на мрежата и оборудването, и на първо място, трябва да разберете какво означава това нечетно число 80. Всъщност, системата за именуване използва редица мрежови стандарти. Ethernet мрежите започват с 802.3 Bluetooth има префикс 80215 и Wi-Fi е маркиран с 80211. Всички различни Wi-Fi варианти ще започнат с този номер 80211, последван от букватаили две, които идентифицират свойствата на мрежата, като например максималната скорост и обхват на устройството. За да се осигури съвместимост на безжичните мрежи с различни устройства, в спецификациите за много смартфони има Wi-Fi 80211 a, b, g, n и ac списък. Тя обхваща всички стари и най-често използвани съвременни стандарти, за да спомогне за определянето на прогресивни подобрения в модела, главно по отношение на скоростта.


През 1970 г. Хавайският университет разработи първата безжична мрежа за предаване на данни между островите със същото име. Само през 1991 г. Институтът на инженерите по електротехника и електроника (IEEE) започна да обсъжда стандартизацията на WLAN технологиите. През 1997 г. IEEE ратифицира стандарта 80211 с термина "технология 80211", която включва Wi-Fi. През 1999 г. съобщението бе представено на широката общественост относно ратифицирането на безжичния режим 80211 a и b. Тези стандарти имат ниска скорост от 54 Mbps и 11 Mbps съответно, но за това време е нормално, защото няма преносими Wi-Fi мобилни телефони и много малко лаптопи. Въпреки това от 2003 г. се появиха мобилни устройства с Wi-Fi, а преносимите лаптопи станаха по-широко разпространени както в бизнес, така и в лична употреба. По това време беше одобрен стандартът 80211 g, осигуряващ скорост до 54 Mbps в 24 GHz пространство. През 2007 г. беше пуснат първият смартфон, а с него и ратификацията на 80211 n.
Стандарт n осигурява по-висока скорост на обработка (до 450 Mbps) за Wi-Fi и поддръжка на устройства с честота 24GHz и 5 GHz. Днес интелигентните устройства са доста надеждни, за да заменят специализирани, по-скъпи технологии за лаптопи, така че безжичните комуникации улесняват загубата. През 2013 г. влезе гигабитовият Wi-Fi стандарт 80211 ac. 80211 ac е фантастична нова безжична технология, която революционизира човечеството в гигабитната ера на Wi-Fi.

Три роли на безжичната мрежа

Ролята на мрежата идентифицира целите и оборудването, които могат да ги доставят. Безжични клиенти (станция). Устройства като компютри, таблети и телефони са редовни клиенти в мрежата. Когато потребителят достигне до точка за безжичен достъп или рутер в дома или офиса, неговото устройство е клиент. Този режим на работа на безжичната мрежа на клиента също е известен като "режим на станция". Някои рутери могат да работят по този начин, позволявайки им да функционират като безжична карта в компютъра и да се присъединяват към различни точки за достъп. Станцията може да свърже две Ethernet мрежи или да се свърже с по-отдалечени точки за достъп. Безжичният клиент получава достъп до информация през същия канал. Точки за достъп (Master). Повечето безжични мрежи използват точки за достъп - устройства, които приемат и контролират безжична връзка за лаптопи, таблети или смартфони. Ако използвате Wi-Fi у дома и в офиса, това се случва чрез точка за достъп. Когато рутерът е конфигуриран като точка за достъп, той е в режим Master или Infrastructure. Точките за достъп могат да покриват редица области с безжичен сигнал, всичко зависи от мощносттаустройство и тип антена. Това трябва да бъде известно на потребителя, преди да реши коя безжична мрежа да избере
специален възел (Mesh). Някои преносими компютри, смартфони или безжични рутери поддържат режим Ad-Hoc. Това позволява на тези устройства да се свързват помежду си без междинна точка за достъп, която контролира мрежата. Този стандарт формира мрежа от друг тип. В режим Ad-Hoc всички устройства са отговорни за изпращане и получаване на съобщения до други устройства - няма нищо повече между тях. В мрежата всяко устройство трябва да изпълнява тези роли и да използва същата конфигурация за участие. Не всички устройства използват този режим, а някои го използват като "скрита" функция. Специални устройства се използват за създаване на клетъчна мрежа, така че когато са в този режим, те се наричат ​​"по-хубави възли".

Свързани устройства в мрежи

За да се осигури функционалността на описаните по-горе безжични мрежи (клиенти, точки за достъп и Ad-Hoc възли), се изискват устройства, които са конфигурирани за различни роли:

Домашна или офис мрежа. Този тип безжична мрежа обикновено е комбинация от рутер и безжична точка за достъп (AP). В много мрежи те могат да бъдат обединени в едно устройство. Те обикновено се наричат ​​маршрутизатори и имат DSL порт, кабел, 3G или 4G за свързване към интернет. Големи офис сценарии могат да имат няколко AP устройства, разпределени в дома, за да осигурят равномерно покритие на безжичната мрежамрежа.

Комуникация с две точки - връзки на дълги разстояния. Такива мрежи могат да се използват за свързване на отдалечени сгради или райони. Това обикновено изисква много фокусирани антени, като ястия (антена, която може да изпраща тесен лъч в определена посока). Intercity често се нарича точка-точка или PtP. Заглавието описва концепцията: двете точки са свързани и нищо друго. За стандарт са необходими две безжични устройства: една трябва да е конфигурирана като точка за достъп, а другата е клиент.

Точка за междуселищен достъп и връзка с клиента. Това е друг пример за комуникация от две точки, където рутерите имат антени за по-дълга комуникация. Двете безжични устройства са свързани помежду си, като антените определят обхвата, в който те могат да бъдат свързани. Колкото по-фокусиран е сигналът, може да възникне по-нататъшна комуникация в две точки. С увеличаването на разстоянието между устройствата е по-важно да се фокусира сигнала с помощта на антени (в двата края на връзката).

Посочете MultiPoint е модел на доставчик на безжични интернет услуги. Комбинирайки двата принципа, използвани в посочените мрежи, много клиентски устройства, свързани с точката за достъп, и по-мощни антени, използвани за външни устройства за създаване на по-дълги канали, тогава можете да създавате многоточкови мрежи. Това са големи мрежови точки за достъп, където "център" има едно устройство, което контролира всички свързани клиенти и ги свързва с интернет. Тези типове мрежи се използват от доставчиците на услугиБезжичен интернет (WISP) за свързване на домовете и бизнеса към мрежата. Вместо да полагат кабели над област или град, доставчиците определят една или повече мощни точки за достъп до най-високата сграда или кула.

Мрежесто-клетъчната мрежа използва принципа точка-много точки и се основава на идеята, че всеки възел се свързва с всеки друг възел в обхвата. По същество това създава мрежа от няколко точки към много точки. Това изисква всички устройства да са в режим Ad-Hoc. Устройствата в режим AP или в клиентски режим не могат да изпълняват същата функция. Безжични мрежови възли са инсталирани на покривите на различни сгради и тези възли, които са в зоната на работа и нямат блокиращи сигнали, ще бъдат свързани. Те ще споделят всички свързани с тях ресурси и ще се свързват с компютри, точки за достъп или изграждане на маршрутизатори, за да предоставят на потребителите ресурси навсякъде в мрежата.

Хибридни мрежи. При проектирането и изграждането на градски или обществени мрежи може да бъде трудно или невъзможно да се използва един метод за масова абонатна връзка. Например една мрежа от точка до много точки може да не покрива цялата област. Мрежовите възли могат да се използват за разширяване на клиентските сайтове в съседни сгради. Двуточковите връзки могат да свързват дълги разстояния и да комбинират няколко различни мрежи. При този вариант няма един единствен пример, който да обхваща всички възможни употреби на мрежата.

Поверителност на WEP (Wired Equivalence)

Този модел е разработен в края на 1990-те години като първият алгоритъм за криптиране 80211 с една основна цел - да предотврати хакерски атаки върху безжични мрежи с точки за достъп (AP). От самото начало обаче WEP не разполагаше с достатъчно сили да се справи с задачата по качествен начин.

Експерти по киберсигурност идентифицираха няколко сериозни недостатъка в WEP през 2001 г. в мрежата за безжично наследство, което в крайна сметка доведе до препоръки за целия сектор за постепенно премахване на използването на WEP както за корпоративни, така и за потребителски устройства. След широкомащабната кибератака, извършена срещу TJ Maxx през 2009 г., бе открита уязвимостта, открита от WEP, стандартът за защита на фактурирането забрани търговците на дребно и други организации, които обработват данни от кредитни карти, да използват WEP. WEP използва поточно RC4 криптиране за удостоверяване и криптиране. Стандартът първо дефинира 40-битовия предварително споделен ключ за шифроване. 104-битов ключ е направен по-късно. Ключът е въведен ръчно и е актуализиран от администратора.
Старият клавиш за безжичен режим комбинира с 24-битов вектор за инициализация (IV), за да подобри кодирането. Въпреки това, малък размер IV увеличава вероятността за повторно използване на ключовете, което от своя страна облекчава тяхното зло. Тази функция, заедно с редица други уязвимости, включително механизми за проверка на проблема, прави WEP строг избор за сигурност на безжичната мрежа.

Wi-Fi защитен достъп (WPA)

През 2003 г.Wi-Fi Alliance пусна WPA като временен стандарт и Институтът IEEE работи по по-напреднали и дългосрочни WEP заместители. WPA има отделни режими за корпоративни потребители и за лична употреба. Корпоративният режим WPA-EAP използва по-строга 802.1x EAP удостоверяване. В личен режим WPA-PSK използва общи ключове за опростяване на изпълнението и управлението на потребителите и малките офиси. Корпоративният режим изисква инсталиране на сървър за удостоверяване. Въпреки че WPA също се основава на RC4 кода, той въведе няколко подобрения на криптирането, а именно използването на TKIP Integration Protocol (TKIP). Протоколът съдържа набор от функции за подобряване на мрежовата сигурност:

Използване на 256-битови ключове, смесване на ключове за всеки пакет.

Генерирайте уникален ключ за всеки пакет.

Автоматично изпращане на актуализирани ключове, проверка на целостта на съобщенията, голям размер IV (48 бита).

Механизми за намаляване на повторната употреба IV.

WPA е разработена, за да осигури обратна съвместимост с WEP, за да се осигури бързо и лесно внедряване. Експертите по мрежова сигурност успяха да подкрепят новия стандарт на много WEP-базирани устройства, като просто обновиха фърмуера. Тази структура не е в състояние да осигури подходяща сигурност, но не е толкова надеждна, колкото се изисква от потребителите.

WPA2: Модернизиране на остарели стандарти

Стандартът WPA2 беше одобрен от IEEE през 2004 г. като 80211 i. Подобно наНеговият предшественик WPA2 също предлага корпоративни и персонализирани режими и все още е уязвим. Днес обаче се счита за най-сигурният стандарт за сигурност на безжичните комуникации. WPA2 заменя RC4 и TKIP с две по-стабилни механизми за криптиране и удостоверяване, разширен стандарт за криптиране (AES) и режим на контра-протокол, код за удостоверяване и верига за съобщения за криптиране (CCMP). За да се гарантира съвместимост, WPA2 поддържа TKIP като резервна опция, ако устройството не може да поддържа CCMP. AES се състои от три симетрични блокови шифри. Всяка криптира и декриптира данните в 128-битови блокове, използвайки 128192256-битови ключове. Въпреки че използването на AES изисква по-голяма изчислителна мощност от точките за достъп и клиентите, непрекъснатите подобрения в компютърното и мрежовото оборудване намаляват проблемите с производителността. CCMP защитава поверителността на данните, като им позволява да бъдат извличани само от оторизирани мрежови потребители, използващи кода за удостоверяване на съобщения в веригата на блока за шифриране, за да се гарантира целостта на съобщението. WPA2 въвежда и по-плавен роуминг, което позволява на клиентите да преминават от една точка на достъп към друга в същата мрежа без повторно удостоверяване, използвайки двойка кеш кеш ключове или предварително удостоверяване.

Режим на инфраструктура 80211

Стандарт 80211 определя два режима на работа:

Режим на инфраструктура, в който безжичните клиенти са свързани към точка за достъп. Това обикновено е режимът по подразбиране за 80211 b карти.

Ad hoc режим, при който клиентите се свързват с приятели без точка за достъп.

В Asus инфраструктурен режим, режимът на безжична мрежа, известен като STA, се свързва към точка за достъп чрез безжична връзка. Възел, формиран от точка за достъп и станции, разположени в зоната на покритие, се нарича набор от основни услуги, а на английски BSS е обозначен и представлява чип. Всяка BSS се идентифицира чрез BSSID, 6-байтов (48-битов) идентификатор. В режим BSSID инфраструктура, MAC адресът на точката за достъп е изпълнен. Можете да свържете множество точки за достъп или по-точно няколко BSS чрез връзка, наречена дистрибуторска система, обозначена с DS, за да се формира разширен набор от услуги или ESS. Разпределителната система DS може да бъде водеща мрежа, кабел между две точки за достъп или безжична мрежа. ESS се идентифицира от ESSID (Service Set Identifier), който е 32-знаков ASCII символ в името на мрежата. ESSID често се свързва с SSID, показва името на мрежата в първото ниво на сигурност. Когато мобилен потребител премине от една BSS към друга, при преместване в ESS, безжичният мрежов адаптер на неговото устройство може да промени точката за достъп в зависимост от качеството на приемане на различните точки за достъп. Те комуникират помежду си чрез разпределителната система, за да обменят информация и, ако е необходимо, предават данни от мобилни станции. Тази функция, която позволява на станциите лесно да превключват от една точка на достъп към друга, се нарича роуминг. Повечето рутери имат няколко опциивръзки, включително наследство от безжична мрежа или само за N, например за ASUS RT-N18U.

Комуникация с точката за достъп

Когато станцията влезе в клетката, тя изпраща заявка за проверка до всеки канал, съдържащ ESSID, за който е конфигуриран, и също така предава данните, поддържани от адаптера Asus, в режим на безжична мрежа. Ако ESSID не е конфигуриран, станцията ще слуша мрежата за SSID. Всяка точка за достъп редовно предава кадър (в размер на приблизително един изпратен на всеки 01 секунди) с информация за BSSID и характеристики. ESSID се предава автоматично по подразбиране, но можете (и е препоръчително) да деактивирате тази опция. За всяка получена заявка точката за достъп проверява за ESSID и заявката за скорост, съдържаща се в рамката за местоположение. Ако ESSID съвпада с ESSID на точката за достъп, той изпраща отговор, съдържащ информация за неговото изтегляне и синхронизация. Следователно станцията получава отговор и може да види качеството на сигнала. Той излъчва точка за достъп, за да определи разстоянието, на което се намира. Всъщност, колкото по-близо е точката за достъп до безжична мрежа, толкова по-добро е качеството на интернет.

Набор от независими основни услуги

​​В режим на безжичен мрежов клиент, ad hoc машините са свързани помежду си, за да създадат мрежа от равностойна мрежа, т.е. мрежа, в която всяка машина играе както ролята на клиента, така и точката за достъп. Комплектът, формиран от различни станции, се нарича набор от независими основни услуги - IBSS. По този начин IBSS е безжична мрежа, състояща се от поне две станции, които не използват точкадостъп. IBSS е ефимерна мрежа, която позволява на хората да споделят данни в една стая. IBSS е идентифициран от SSID, както и от инфраструктурни режими на ESS в безжични мрежи. В специална мрежа обхватът на независимата BSS се определя от обхвата на всяка станция. Това означава, че ако две от станциите на мрежата са извън обсега, те няма да могат да комуникират, дори ако "виждат" други станции. Всъщност, за разлика от режима на инфраструктура, режимът ad hoc не предлага система за разпространение, способна да предава кадрите от една станция в друга. По този начин IBSS по дефиниция е ограничен от безжичната мрежа.

Режим на смесено предаване

Стандартът 80211 n или безжичният n предлага редица предимства пред старите Wi-Fi 80211 a, b и g стандарти. Въпреки че стандартите 80211 a и b на практика изчезват, все още има редица платформи за търговия, където могат да бъдат закупени безжични маршрутизатори 80211 g и много хора все още използват оборудването, което използва този стар стандарт, например наследствения Asus безжичен режим. Ако потребителят използва цялата безжична мрежа n, и всичко свързано към мрежата е безжичен, тогава няма да има проблеми, и всичко ще работи с пълна скорост безжичен n. Ако използва безжична мрежа n, свързана с някои от старите безжични устройства b или g, тогава мрежата трябва да се забави, така че тези по-стари устройства да поддържат производителността. Това означава, че такава схема губи някои предимства в скоростта на безжичната мрежа n дори от другабезжични устройства n. Повечето рутери ви позволяват да превключвате режима, потребителят трябва да избере режима на безжичната мрежа или наследството. Най-често срещаните схеми са описани по-долу:

Остарял режим - позволява на стандартите a /b /g да обменят данни с безжичен рутер n, всичко работи с ниска скорост.

Смесен режим - позволява на a /b /g устройства да взаимодействат с безжичен рутер n при скорости на безжичната мрежа G, но с някои предимства за N.

Пълен режим n позволява само безжични устройства n да взаимодействат с маршрутизатор и дава всички предимства на безжичната мрежа N.

Новите маршрутизатори автоматично превключват между режимите, така че можете да сте сигурни, че най-добрата налична скорост и обхват ще бъдат винаги доставяни. За някои марки устройства настройките за сигурност могат да принудят маршрутизатора да работи с по-ниски скорости, като например WPA1 на маршрутизаторите Netgear. Така че, можете да обобщите кой режим на безжична мрежа е по-добре да изберете. Ако потребителят има възможност да избира между режими g и n - винаги трябва да изберете n. Почти всеки рутер ще работи със стари стандарти, но потребителите няма да получат всички предимства на новия стандарт и само когато най-накрая се отърват от старите безжични g-устройства ще усетят всички предимства на безжичната мрежа n.