Сети Wi-Fi. Работа и стандарты. Применение и особенности

Пи-1-20 Студент
Комилжонов Илхомжон
1.Wi-fi
2.Внешние устройства компьютера

Сети Wi-Fi. Работа и стандарты. Применение и особенности

В начале развития интернета подключение сети осуществляли сетевым кабелем, который нужно было проводить в помещении таким образом, чтобы он не мешал. Его крепили и прятали, как могли. В старой мебели для компьютеров до сих пор остались отверстия для проведения кабеля.
Когда беспроводные технологии и сети Wi-Fi стали популярными, то необходимость проведения кабеля сети и его скрытия исчезла. Беспроводная технология позволяет получать интернет «по воздуху», если имеется маршрутизатор (точка доступа). Интернет начал развиваться в 1991 году, а ближе к 2010 году он уже стал особенно популярным.

Что такое Wi-Fi

Это современный стандарт получения и передачи данных от одного устройства к другому. При этом устройства должны быть оснащены радиомодулями. Такие модули Wi-Fi входят в состав многих электронных приборов и техники. Сначала они входили только в комплект планшетов, ноутбуков, смартфонов. Но теперь их можно найти в фотоаппаратах, принтерах, стиральных машинах, и даже мультиварках.

Принцип работы

Чтобы заходить в Wi-Fi, необходимо наличие точки доступа. Такой точкой на сегодняшний день в основном является маршрутизатор. Это маленькая коробочка из пластика, на корпусе которой имеется несколько гнезд для подключения интернета по проводу. Сам маршрутизатор связан с интернетом по сетевому проводу, называемому витой парой. По антенне точка доступа раздает информацию из интернета в сеть Wi-Fi, по которой различные устройства, имеющие приемник Wi-Fi, принимают эти данные.
Вместо маршрутизатора может работать ноутбук, планшет или смартфон. Они также должны иметь подключение к сети интернета по мобильной связи через сим-карту. Эти устройства имеют такой же принцип действия обмена данными, как у маршрутизатора.
Метод подключения интернета к точке доступа не имеет значения. Точки доступа делятся на частные и публичные. Первые применяются только для пользования самими владельцами. Вторые дают доступ в интернет за деньги, либо бесплатно большому количеству пользователей.

Публичные точки (горячие) чаще всего имеются в общественных местах. К таким сетям легко подключиться, находясь на территории этой точки, либо рядом с ней. В некоторых местах требует авторизоваться, но вам предлагают пароль и логин, если вы будете пользоваться платными услугами данного заведения.
Во многих городах вся их территория полностью охватывает сеть Wi-Fi. Чтобы подключиться к ней, нужно оплатить абонемент, который стоит не дорого. Потребителям предоставляют как коммерческие сети, так и со свободным доступом. Такие сети строят муниципалитеты, частные лица. Небольшие сети для жилых домов, общественных заведений со временем становятся крупнее, применяют пиринговое соглашение, чтобы взаимодействовать свободно друг с другом, работать на добровольной помощи и пожертвования других организаций.

Wi-Fi — (Wireless Fidelity) так называют один из стандартов беспроводной передачи данных, а точнее, стандарт IEEE 802.11b. Он входит в группу из 8 стандартов беспроводной передачи данных, из которых технически реализованы только два — 802.11a и 802.11b.

На самом деле все спецификации Wi-Fi являются стандартом в стандарте. С одной стороны, они все должны удовлетворять стандарту беспроводных сетей 802.11, а с другой – они входят в состав крупнейшего стандарта локальных сетей IEEE 802. И преимущества такого подхода сложно недооценивать. Так, спецификации 802.11 затрагивают лишь два нижних уровня (физический и канальный) общей модели ISO/OSI, состоящей из семи уровней. На практике это означает, что любое приложение, равно как и операционная система, не почувствует никакой разницы, будет ли оно работать, например, в проводной локальной сети Ethernet, или беспроводной Wi-Fi, а следовательно, затраты на переход с проводной технологии на беспроводную будут определяться лишь стоимостью оборудования и его установки, и никакая разработка и замена программного обеспечения не потребуется.
Оборудование, предназначенное для работы в стандарте 802.11, в основном делится на два класса – это клиенты и точки доступа (Access Point). Роль клиентов могут играть настольные компьютеры, ноутбуки, КПК, телефоны, принтеры, игровые приставки и прочая портативная и стационарная бытовая техника, оборудованная Wi-Fi-модулем. Если в ПК или КПК изначально отсутствует поддержка беспроводных сетей, то в большинстве случаев это можно с легкостью восполнить приобретением соответствующего адаптера, который может быть реализован в форме практически любой платы расширения. Точки доступа обычно выполнены в виде отдельного внешнего устройства, подключаемого непосредственно к кабелю проводной сети Ethernet или к любому другому совместимому источнику широкополосного доступа в Интернет. Иногда точки доступа комбинируют с каким-либо другим устройством, например, весьма распространены ADSL-модемы, совмещенные с точкой доступа Wi-Fi. На точку доступа возлагается львиная часть работы по обслуживанию беспроводной сети: она должна не только поддерживать радиопередачу со всеми клиентами и связывать сеть с внешним миром, но и регулировать трафик, обрабатывать данные и совершать массу других операций. Также в некоторых случаях может потребоваться и дополнительное оборудование: например, при недостаточном уровне сигнала нужны антенны, а при необходимости соединения между собой двух сетей – мосты.
Существует два основных способа организации беспроводной сети – это клиент-сервер (Infrastructure Mode) и точка-точка (Ad-hoc). В первом случае сеть состоит из одной или нескольких точек доступа и произвольного количества клиентов. Это стандартная модель построения локальной сети, которая принципиально отличается от проводной разве что отсутствием тех самых проводов. Во втором случае связь устанавливается непосредственно между несколькими клиентами, минуя точку доступа. Такая модель удобна для соединения между собой нескольких портативных устройств, например, для моментальной печати фотографий с Wi-Fi-камеры на Wi-Fi-принтер или многопользовательской игры на портативных консолях (Sony PSP, Nintendo DS и других).
Сканер беспроводных локальных сетей Acrylic WiFi Home является урезанной версией коммерческого решения компании Tarlogic Security. Версия 3.1, рассмотренная в рамках данной обзорной статьи, привлекает к себе внимание, прежде всего за счет детализации беспроводного окружения и продвинутых графических возможностей отображения собранной информации. Функциональность данного решения включает в себя: обзор найденных сетей WiFi с поддержкой стандартов 802.11 a/b/g/n/ac; обнаружение несанкционированных точек доступа и отображение подключенных клиентов; сканирование и анализ используемых беспроводными сетями каналов WiFi на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц; построение графиков уровня принимаемого сигнала и его мощности для точек доступа WiFi.
WiFi-сканер для Windows Acrylic WiFi Home позволит вам в режиме реального времени сканировать и просматривать доступные беспроводные сети, предоставит информацию об обнаруженных WiFi-сетях (SSID и BSSID), их типе защиты и о беспроводных устройствах, подключенных к сети в данный момент, а также позволит получить список WiFi паролей (установленных по умолчанию производителями) благодаря встроенной системе плагинов.
Являясь бесплатным продуктом, Acrylic WiFi Home 3.1 имеет простой, но привлекательный графический интерфейс. Детализированный список SSID расположен в верхней части приложения. Здесь, в частности, вы сможете найти: отрицательные значения в дБм для показателя уровня принимаемого сигнала (Received Signal Strength Indicator, RSSI), поддерживаемый точками доступа или WiFi-маршрутизаторами стандарт 802.11 (включая 802.11ac), имя производителя, модель и MAC-адреса сетевых устройств. Решение распознает используемую ширину полосы пропускания и отображает все задействованные для этого каналы. Оно не ищет скрытые SSID, но может показать их, если обнаружит сетевые данные, говорящие о присутствии скрытых сетей. Также приложение имеет функциональность для инвентаризации работы WiFi-сетей, позволяя назначать и сохранять имена обнаруженных SSID и / или клиентов (для бесплатной версии эта возможность имеет количественные ограничения по использованию).
На нижней части экрана приложения по умолчанию демонстрируется наглядная рейтинговая информация по сетевым характеристикам выбранной SSID. Также здесь расположен график уровня сигнала и мощности всех обнаруженных точек доступа. При переходе в расширенный режим отображения состояния беспроводных сетей вы получите два дополнительных графика — для полосы 2,4 ГГц и 5 ГГц, — где одновременно отображается, как информация об используемых каналах, в том числе и объединенных в один «широкий» канал, так и данные об уровне сигнала.
Производить экспорт или сохранение захваченных данных крайне неудобно, так как компания-разработчик программного обеспечения решил чрезмерно урезать данную функциональность в бесплатном решении: вы можете скопировать не больше одной строки данных в буфер обмена и затем вставить текст в текстовый документ или электронную таблицу. Также есть функция публикации скриншота в Twitter.
В целом, Acrylic WiFi Home является хорошим программным сканером WLAN, особенно, учитывая то, что он ничего не стоит. Он собирает всю базовую информацию о вашем беспроводном пространстве и наглядно демонстрирует полученные данные, как в текстовом, так и графическом виде, что прекрасно подходит для простых задач диагностики WiFi-сетей. Основным недостатком данного решения можно считать большие проблемы с экспортом данных, вернее, фактическое отсутствие такой возможности в виду урезанного самим производителем функционала в бесплатном решении.

Применение сети Wi-Fi

Основное назначение беспроводной связи в быту – это вход в интернет для посещения сайтов, общение в сети, скачивание файлов. При этом нет нужды в проводах. С течением времени прогрессирует распространение точек доступа по территории городов. В будущем можно будет пользоваться интернетом с помощью сети Wi-Fi в любом городе без ограничений.
Такие модули применяются для создания сети внутри ограниченной территории между несколькими устройствами. Многие фирмы уже разработали мобильные приложения для мобильных гаджетов, которые дают возможность обмениваться информацией через сети Wi-Fi, но при этом не подключаясь к интернету. Это приложение организует тоннель шифрования данных, по которому будет передаваться информация другой стороне.
Обмен информацией осуществляется гораздо быстрее (в несколько десятков раз), чем по известному нам Блютузу. Смартфон может выступать и в роли игрового джойстика в соединении с игровой консолью, либо компьютером, выполнять функции пульта управления телевизором, работающим по Wi-Fi.
На принимающих устройствах с модулем Wi-Fi включают его, выполняют поиск необходимой сети и производят подключение. Чем большее количество устройств будет подключено к одному маршрутизатору, тем меньше будет скорость передачи данных, так как скорость поровну делится на все устройства.
Модуль Wi-Fi выглядит в виде обычной флешки, подключение осуществляется по интерфейсу USB. Он имеет невысокую стоимость. На мобильном устройстве можно включить точку доступа, которая будет исполнять роль маршрутизатора. Во время раздачи смартфоном интернета по точке доступа, на нем не рекомендуется слишком загружать процессор, то есть, нежелательно смотреть видео, или скачивать файлы, так как скорость делится между подключенным и раздающим устройством по остаточному принципу.
Wi-Fi технология дает возможность заходить в сеть интернета без кабеля. Источником такой беспроводной сети может быть любое устройство, у которого есть радиомодуль Wi-Fi. Радиус распространения зависит от антенны. С помощью Wi-Fi создают группы устройств, а также можно просто передавать файлы.

Достоинства Wi—Fi

• 
  Не требуется протяжка проводов. За счет этого достигается экономия средств на прокладку кабеля, разводку, а также экономится время.
  
• 
  Неограниченное расширение сети, с повышением числа потребителей, точек сети.
  
• 
  Нет необходимости портить поверхности стен, потолков для прокладки кабеля.
  
• 
  Совместимость на глобальном уровне. Это группа стандартов, которая работает на устройствах, произведенных в разных странах.
  

Недостатки Wi—Fi

• 
  В ближнем зарубежье применение сети Wi-Fi без разрешения допускается для создания сети в помещениях, складах, на производстве. Для связи двух соседних домов общим радиоканалом, требуется обращение в надзорный орган.
  
• 
  Правовой аспект. В разных странах относятся по-разному к применению передатчиков диапазона Wi-Fi. Некоторые государства требуют все сети регистрировать, если они действуют за помещениями. В других ограничивают мощность передатчика и определенные частоты.
  
• 
  Стабильность связи. Маршрутизаторы, установленные дома, распространенных стандартов раздают сигнал на расстояние 50 метров внутри зданий, и 90 метров за помещением. Многие электронные устройства, погодные факторы уменьшают уровень сигнала. Дальность расстояния зависит от частоты работы и других параметров.
  
• 
  Помехи. В городах возникает значительная плотность точек установки маршрутизаторов, поэтому часто возникают проблемы подключения к точке, если рядом есть другая точка, работающая на той же частоте с шифрованием.
  
• 
  Параметры изготовления. Часто бывает, что производители не придерживаются определенных стандартов изготовления устройств, поэтому точки доступа могут иметь нестабильную работу, скорость отличается от заявленной.
  
• 
  Потребление электроэнергии. Достаточно большой расход энергии, снижающий заряд батарей и аккумуляторов, увеличивает нагрев оборудования.
  
• 
  Безопасность. Шифрование данных по стандарту WЕР является ненадежным, легко взламываемым. Протокол WРА, который более надежен, не поддерживают точки доступа на старом оборудовании. Наиболее надежным считается сегодня протокол WРА2.
  
• 
  Ограничение функций. Во время передачи малых пакетов информации к ним присоединяют много информации служебного пользования. Это делает качество связи хуже. Поэтому не рекомендуют применять сети Wi-Fi для организации работы IР телефонии по протоколу RТР, так как нет гарантии по качеству связи.