Что за зверь такой Wi-Fi? (краткая инструкция)

[Стар, как мир]

"С незапамятных времен человечество стремилось в общению.."
Что человечество ищет, то оно всегда найдет. Возможности таких устройств, как телеграф,телефон,оптоволоконные системы и прочее. Это конечно хорошо, но люди,стремясь в небо, постарались оградить себя от протяжки туда проводов..так появился wi-fi.
Спасибо также товарищу ПОПОВУ за изобретенное радио!

Итак,что же означает загадочная аббревиатура "WI-FI"??

Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — «беспроводная точность»,иногда говорится "Беспроводная надежность") — стандарт на оборудование Wireless LAN (англ. Wireless Loсal Area Network; WLAN) — беспроводная локальная вычислительная сеть. При таком способе построения сетей передача данных осуществляется через радиоэфир; объединение устройств в сеть происходит без использования кабельных соединений. Разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance».

Установка Wireless LAN рекомендовалась там, где развёртывание кабельной системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В нынешнее время во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определенных условиях скорость работы сети уже превышает 300 Мбит/сек(идеальные условия, дальность порядка 50 м). Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети, при этом, при смене точек доступа происходит кратковременный разрыв связи. Wi-Fi был создан в 1991 NCR Corporation/AT&T (впоследствии — Lucent и Agere Systems) в Ньивегейн, Нидерланды. Продукты, предназначавшиеся изначально для систем кассового обслуживания, были выведены на рынок под маркой WaveLAN и обеспечивали скорость передачи данных от 1 до 2 Мбит/с. Вик Хейз (Vic Hayes) — создатель Wi-Fi — был назван «отцом Wi-Fi» и находился в команде, участвовавшей в разработке таких стандартов, как IEEE 802.11b, 802.11a и 802.11g.
Обычно схема Wi-Fi сети содержит не менее одной точки доступа и не менее одного клиента. Также возможно подключение двух клиентов в режиме точка-точка, когда точка доступа не используется, а клиенты соединяются посредством сетевых адаптеров «напрямую». Точка доступа передаёт свой идентификатор сети (SSID) с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0.1 Mбит/с каждые 100 мс. Так что 0.1 Mбит/с — наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi. Зная SSID сети, клиент может выяснить, возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двух точек доступа с идентичными SSID, приёмник может выбирать между ними на основании данных об уровне сигнала. Стандарт Wi-Fi даёт клиенту полную свободу при выборе критериев для соединения и роуминга.
Следует пояснить пару понятий:

Спойлер:

Точка доступа (АР)- устройство, позволяющее передавать сигнал с проводной части сети и принимать с клиентов. Точка доступа является фиксированой по местоположению и служит для подключения клиентов. Классикой таких устройств в народе является D-Link DWL-2100AP. Также в последнее время широко применяется D-Link DWL-G700AP. Причем, во многом оборудовании для обеспечения связи в проводных сетях изначально присутствует Wi-Fi и в 80% случаев для работы в режиме точки доступа, тем самым потребителю нет необходимости докупать дополнительное оборудование. Точки Доступа, предназначенные для свободного пользования населения(Условия использования могут различаться) в качестве общественных пунктов доступа именуются Hot-Spot(Хот-Спот) - ими чаще всего становятся фойе гостинниц, рестораны,кафе, клубы, университеты, публичные места.

Спойлер:

Клиент - устройство, взаимодействующее с Точкой доступа для предоставления владельцу устройства-клиента доступа в сеть, к которой подключена Точка доступа. Устройства-клиенты также могут взаимодействовать между собой, в режиме Ah-doc, но не более 2 устройств сразу. Типичным представителем устройства Клиент могут быть PCI карта D-Link DWL-G520, из современных - D-Link DWA-120 - одним словом все устройства, с поддержкой технологии Wi-Fi без явного указания на функционирования только в режиме Точки доступа или прочее,что составаляет 90% всего оборудования с вышеописанной технологией, доступного массовому потребителю.

Также следует сказать, что есть режимы Repeater(Рипитер - повторитель), позволяющий улучшать зону покрытия Точки Доступа на более значительные расстояния, по сравнению со стандартными возможностями; существует еще режим МОСТА для переноса данных строго между Точками без возможности подключения к ним клиентов.
Теперь немного про Техническую сторону:Wi-Fi работает на основе стандарта IEEE 802.11 — стандарт связи, описывающий локальные компьютерные сети, построенные на основе беспроводных технологий.
Существую след стандарты IEEE 802.11(принято обозначать просто как "802.11"):

Спойлер:

1. IEEE 802.11 — Изначальный 1 Мбит/с и 2 Мбит/c, 2,4 ГГц и ИК стандарт (1997)
2. IEEE 802.11a — 54 Мбит/c, 5 ГГц стандарт (1999, выход продуктов в 2001)
3. IEEE 802.11b — Улучшения к 802.11 для поддержки 11 Mbit/s и 5.5 MB/s (1999)
4. IEEE 802.11c — Процедуры операций с мостами; включен в стандарт IEEE 802.1D (2001)
5. IEEE 802.11d — Интернациональные роуминговые расширения (2001)
6. IEEE 802.11e — Улучшения: QoS, включение packet bursting (2005)
7. IEEE 802.11F — Inter-Access Point Protocol (2003)
8. IEEE 802.11g — 54 Мбит/c, 2,4 ГГц стандарт (обратная совместимость с b) (2003)
9. IEEE 802.11h — Распределенный по спектру 802.11a (5 GHz) для совместимости в Европе (2004)
10. IEEE 802.11i — Улучшенная безопасность (2004)
11. IEEE 802.11j — Расширения для Японии (2004)
12. IEEE 802.11k — Улучшения измерения радио ресурсов
13. IEEE 802.11l — (зарезервирован)
14. IEEE 802.11m — Поддержание эталона; обрезки
15. IEEE 802.11n — Увеличение скорости передачи данных (300 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g . Особенно распространён на рынке в США в устройствах Cisco и Apple.
16. IEEE 802.11o — (зарезервирован)
17. IEEE 802.11p — WAVE — Wireless Access for the Vehicular Environment (Беспроводной Доступ для Транспортной Среды, такой как машины скорой помощи или пассажирский транспорт)
18. IEEE 802.11q — (зарезервирован, иногда его путают с 802.1q VLAN trunking)
19. IEEE 802.11r — Быстрый роуминг
20. IEEE 802.11s — ESS Mesh Networking
21. IEEE 802.11T — Wireless Performance Prediction (WPP, Предсказание Производительности Беспроводного Оборудования) — методы тестов и измерений
22. IEEE 802.11u — взаимодействие с не-802 сетями (например, сотовые сети)
23. IEEE 802.11v — Управление беспроводными сетями
24. IEEE 802.11x — зарезервирован и не будет использоваться. Не нужно путать со стандартом контроля доступа IEEE 802.1x
25. IEEE 802.11w — Protected Management Frames (Защищенные Управляющие Фреймы)

802.11F и 802.11T являются рекомендациями, а не стандартами, поэтому используются заглавные буквы.

Существуют 2 метода Шифрования сигнала,передаваемого по радиоканалу: WEP,WPA/WPA2
WEP:

Спойлер:

Wired Equivalent Privacy (WEP) — устаревший алгоритм для обеспечения безопасности беспроводной IEEE 802.11 сети. Беспроводные сети с использованием радио в большей степени подвержены прослушиванию, чем проводные. В 1999 году WEP предназначался для обеспечения конфиденциальности, сопоставимой с проводной сетью. Также WEP - необязательная характеристика стандарта IEEE 802.11, которая используется для обеспечения безопасности передачи данных. Она идентична протоколу безопасности в кабельных локальных сетях без применения дополнительных методов шифрования. Согласно стандарту 802.11, шифрование данных WEP используется в следующих целях:
Предотвращение несанкционированного доступа к данным при использовании беспроводных сетевых устройств.
Предотвращение перехвата трафика беспроводных локальных сетей.
WEP позволяет администратору беспроводной сети определять для каждого пользователя набор ключей, основанный на "строке ключей", которая обрабатывается алгоритмом WEP. Любой пользователь, не имеющий требуемого ключа, не может получить доступ в сеть. Как указывается в спецификации, WEP использует алгоритм шифрования RC4 с 40-битным или 104-битным ключом. При включении WEP все станции (как клиентские, так и точки доступа) получают свой ключ, который применяется для шифрования данных, прежде чем последние будут переданы на передатчик. Если станция получает пакет, не зашифрованный соответствующим ключом, он исключается из трафика. Этот метод служит для защиты от несанкционированного доступа и перехвата данных.Начиная с 2001 года ряд серьёзных недостатков, выявленных криптоаналитиками, показали, что сегодня WEP—связи можно взломать за несколько минут. Через несколько месяцев в IEEE была создана новая 802.11i целевая группа по борьбе с проблемами. В 2003 году Wi-Fi Альянс объявил о том, что WEP был заменён на WPA, который представлял собой 802.11i поправку. В 2004 году с момента полного принятия стандарта 802.11i(или WPA2) IEEE заявило что WEP-40 и WEP-104 не рекомендуются, поскольку не выполняют своих обязанностей в области обеспечения безопасности. Несмотря на свои недостатки WEP и сегодня широко используется. WEP иногда неправильно называют Беспроводным протоколом шифрования.

WPA:

Спойлер:

WPA (Wi-Fi Protected Access) — представляет собой новейшую программу сертификации устройств беспроводной связи. Предполагается, что WPA придет на замену широко распространенной технологии защиты беспроводных сетей WEP. Плюсами WPA являются усиленная безопасность данных и ужесточенный контроль доступа к беспроводным сетям. Немаловажной характеристикой является совместимость между множеством беспроводных устройств как на аппаратном уровне, так и на программном. В WPA обеспечена поддержка стандартов 802.1X, а так же протокола EAP (Extensible Authentication Protocol, расширенный протокол аутентификации). Стоит заметить, что в WPA поддерживается шифрование в соответствии со стандартом AES (Advanced Encryption Standard, усовершенствованный стандарт шифрования), который имеет ряд преимуществ над используемым в WEP RC4, например гораздо более стойкий криптоалгоритм.
Большим плюсом при внедрении WPA является возможность работы технологии на существующем аппаратном обеспечении Wi-Fi.
Некоторые отличительные особенности WPA:

1. усовершенствованная схема шифрования RC4
2. обязательная аутентификация с использованием EAP.
3. система централизованного управления безопасностью, возможность использования в действующих корпоративных политиках безопасности

Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. В более поздней версии — IEEE 802.11b определяется скорость передачи 1, 2, 5.5, 11 и 54 Мбит/с. Вопреки своему названию, принятый в 1999 году стандарт IEEE 802.11b не является продолжением стандарта 802.11a, поскольку в них используются различные технологии: DSSS (точнее, его улучшенная версия HR-DSSS) в 802.11b против OFDM в 802.11a. Стандарт предусматривает использование нелицензируемого диапазона частот 2,4 ГГц, но только с модуляцией DSSS.
В настоящее время IЕЕЕ 802.11b — самый распространённый стандарт, на базе которого построено большинство беспроводных локальных сетей.
Проект стандарта IEEE 802.11g был утверждён в октябре 2002 г. Этот стандарт предусматривает использование диапазона частот 2,4 ГГц, обеспечивая скорость передачи 54 Мбит/с и превосходя, таким образом, ныне действующий стандарт IEEE 802.11b. Кроме того, он гарантирует обратную совместимость со стандартом 802.11b. Обратная совместимость стандарта IEEE 802.11g может быть реализована в режиме модуляции DSSS, и тогда скорость передачи будет ограничена одиннадцатью мегабитами в секунду либо в режиме модуляции OFDM, при котором скорость составляет 54 Мбит/с. Таким образом, данный стандарт является наиболее приемлемым при построении беспроводных сетей.
Возможность передачи данных реализована на 13 каналах у нас(14 в Америке и некоторых других странах):

Спойлер:

Канал/Частота (GHz)

1. 1-2,412
2. 2-2,417
3. 3-2,422
4. 4-2,427
5. 5-2,432
6. 6-2,437
7. 7-2,442
8. 8-2,447
9. 9-2,452
10. 10-2,457
11. 11-2,462
12. 12-2,467
13. 13-2,472
14. 14-2,484

Но это теория, без который конечно нельзя, но и только ей - обходиться вполне проблематично. Ибо беспроводная передача данных - вещь чрезвычайно интересная в плане изучения и еще более капризная(в 30-40% случаев) в плане использования, не только из-за неправильной настройки, но и непосвещенности пользователя в минимальные знания об использовании. Особенности настройки и использования во всех устройствах, не зависимо от их сложности, одинаковые и отличаются лишь уже по тем параметрам, для которых были созданы.
Для создания самой простой сети необходимо сделать следующее:

Спойлер:

1. Приобрести необходимое количество единиц оборудования(от 2 при создании сети сначала, при наличии устройства-клиента начиная от 1 единицы )
2. установить оборудование
3. произвести ПРАВИЛЬНУЮ НАСТРОЙКУ!

Для начала необходимо придумать/ввести 3 параметра: Название сети, канал,на котором будет производится вещание и ключ(для шифрования).
ВЫБОР НАЗВАНИЯ СЕТИ:

Спойлер:

Ограничить вашу фантазия можно только Цензурой, наличием в 1-2 Км от местаположения вашей сети Точек доступа с аналогичным названию выбранному вами и настоятельно не рекомендуется называть сети аббревиатурами или фразами,похожими на те,что используются в вашем Государстве в других странах в спец. нуждах(FBI, USA, terrorist,hacker и похожие).

ВЫБОР КАНАЛА:

Спойлер:

рекомендуется перед созданием сети просканировать оружающий райончик и проследить незанятые каналы, тем самым вы сможете выбрать оптимальный канал и на нем будут наименьшие потери сигнала.

ВЫБОР КЛЮЧА ШИФРОВАНИЯ:

Спойлер:

здесь все зависит от выбранного типа шифрования, основной рекомендацией может быть сочетание цифр/букв в смешанном порядке и при использовании WEP смена ключа раз в неделю(малая частная сеть не представляющая ни для кого интерес), либо строго выбор WPA2(для сетей с важной информацией/имеющих доступ в интернет), смена пароля рекомендуется раз в 2-3 недели. Как дополнение к шифру, спасает Фильтрация клиентов по МАС адресам, т.к. взломщик при переход на подбор МАС адреса может считать себя не СУПЕР-ПУПЕР ХАКЕРОМ из-за своих знаний, а просто неким существом, копающимся в чужом грязном белье. При использовании WPA рекомендуется укзывать параметры PSK и TKIP

Дополнительный настройки, предлагаемые в програмном обеспечении обрудования Wi-Fi являются либо точными, изменение которых приводит к неработоспособности Сети, либо дополнительными, использование которых зависит от выбора пользователя.
Технологическими трудностями при использовании Wi-Fi может быть ЗАГРУЖЕННОСТЬ канала в частности или всего ЭФира в диапазоне 2,4 Ггц - в общем. Решение - ставить Узконаправленные антенны, передающие сигнал в узком,четко направленном направлении, позволяющие избегать пересечение с другими излучателями(Микроволновки, аналогичные устройства wi-fi, а также избежать отражения сигнала от бетона, воды, алюминия и прочих материалов). Также помогают справится с недобросовестними пользователями/хакерами, которые по незнанию/специально нагружают канал для дестабилизации нормальной работы сети и возможно для проникновения в нее и получения доступа к передающимся по ней данным! Материалов по созданию подобных конструкций достаточно в Интернете!

Спойлер:

[Для просмотра данной ссылки нужно зарегистрироваться]

Те антенны,что поставляются вместе с большинством оборудования являются Всенаправленными и подходят для создания сети в квартире/доме.
Стоит упомянуть про ДАЛЬНОСТЬ действия. Каждый изготовитель дает лишь приблизительное расстояние зоны покрытия создаваемой вами сети с помощью приобретаемого оборудования вплоть от 20-30 метров до практически полной невоможности провести сигнал сквозь 1 стену толщиной 10-15 см. Рекорд автора статьи - 5,5 км на D-Link DWL-G520(по технич. возможностям - 400 м. вне помещения), но тут уже зависит от правильности планирования сети и расположения беспроводного оборудования. В среднем, одной точки доступа оптимально хватает для квартиры в кирпичном доме полощадью 30-50 Кв.М.
Теперь насчет ПРАВОГО АСПЕКТА использования Wi-Fi, ибо все мы Добросовестные граждане своей страны(по этомй же причине в статье нет описания взлома сетей, лишь немного о защите):

Спойлер:

Законный статус Wi-Fi различен в разных странах. В США диапазон 2.4 ГГц разрешается использовать без лицензии, при условии, что мощность не превышает определенную величину, и такое использование не создает помех тем, кто имеет лицензию.
России использование Wi-Fi без разрешения на использование частот от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) возможно для организации сети внутри зданий, закрытых складских помещений и производственных территорий. Для легального использования внеофисной беспроводной сети Wi-Fi (например, радиоканала между двумя соседними домами) необходимо получение разрешения на использование частот. Действует упрощенный порядок выдачи разрешений на использование радиочастот в полосе 2400—2483,5 МГц (стандарты 802.11b и 802.11g), для получения такого разрешения не требуется частное решение ГКРЧ. Для использования радиочастот в других диапазонах, в частности 5 ГГц (стандарт 802.11a), необходимо предварительно получить частное решение ГКРЧ. В 2007 году ситуация изменилась с выходом документа: "Постановление от 25 июля 2007 г. N 476 О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 12 октября 2004 г. # 539 «О порядке регистрации радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств». Вкратце постановление изложено тут: где из списка оборудования, подлежащего регистрации шестнадцатым пунктом исключено: Пользовательское (оконечное) оборудование радиодоступа (беспроводного доступа) в полосе радиочастот 2400—2483,5 МГц с мощностью излучения передающих устройств до 100 мВт включительно. Но, манипулируя неявным определением «оконечное оборудование» (так как оконечным оборудованием так же может считаться и сетевой концентратор конечной магистральной точки) некоторые представители региональных ГКРЧ, являясь одновременно и провайдерами услуг связи в отдельных регионах РФ, обращают изменения Постановления N 476 в удобную себе сторону.
За нарушение порядка использования радиоэлектронных средств предусматривается ответственность по статьям 13.3 и 13.4 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях (КоАП РФ). Так, в июле 2006 года несколько компаний в Ростове-на-Дону были оштрафованы за эксплуатацию открытых сетей Wi-Fi (хот-спотов) . Совсем недавно Федеральная служба по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия издало новое разъяснение использования и регистрации всех устройств, использующих Wi-Fi. Позднее оказалось, что существует комментарий Россвязьохранкультуры, который частично опровергает недоразумения, развитые сетевыми СМИ.

Вот теперь вы - непобедимы в мире беспроводных сетей и дистанционной передачи данных!
Спасибо за внимание!
Использованы ресурсы: Wiki и собственный мозг(опыт использования).