Sisteme și comunicații informaționale, rețele și mijloace de transmisie, telecomunicații și informatică

comunicații

Marți, 8 martie 2011.

Standarde de rețea fără fir

Standarde de rețea fără fir

Standardele pentru construirea rețelelor fără fir pentru computere au fost elaborate de Institutul Inginerilor Electrici și Electronici (IEEE). Tehnologia LAN/MAN primește un număr master 802, care la rândul său este împărțit în grupuri de lucru. Unele dintre cele mai active grupuri de lucru fără fir includ 802.15, conceput pentru rețelele de confidențialitate, cum ar fi Bluetooth, 802.16, care definește suportul pentru sistemele wireless în bandă largă și, în cele din urmă, 802.11, care dezvoltă tehnologie pentru rețele LAN fără fir. La rândul său, definiția 802.11 este împărțită în definiții mai specifice care sunt desemnate cu litere. Iată o listă cu cele mai importante definiții pentru rețelele LAN fără fir:

802.11a
Această definiție oferă acces wireless în banda de frecvență de 5 GHz. Oferă viteze de până la 54 MBps, dar nu este foarte comună, probabil din cauza costului relativ ridicat al echipamentelor și a razei de acțiune reduse.

802.11b
Acesta este în continuare standardul pe care majoritatea oamenilor îl au în vedere atunci când vine vorba de rețelele fără fir. Permite viteze de 11 MBps în banda de 2,4 GHz, iar autonomia sa poate atinge mai mult de 500 de metri.

802.11г
Acest standard este conceput pentru a oferi rate de date mai mari de 54 MBps în banda de 2,4 GHz și oferă securitate suplimentară prin introducerea accesului protejat WiFi sau WPA. Dispozitivele 802.11g sunt în prezent implementate în locul dispozitivelor 802.11b și sunt acum aproape răspândite.

802.lli
Deși este încă în curs de dezvoltare, acest standard își propune să abordeze multe dintre problemele de securitate care afectează 802.11b și să ofere un sistem de autentificare și criptare mai fiabil. La momentul redactării, această specificație nu este completă.

802.lln
802.lln este proclamat ca răspuns de mare viteză la rețelele wireless curente cu viteză limitată. Cu o viteză de funcționare de 100 Mbps, va dubla mai mult sau mai puțin viteza de transfer wireless existentă, oferind în același timp compatibilitate cu specificațiile mai vechi b și g. La momentul redactării, această specificație nu este completă. Cu toate acestea, unii producători au oferit deja pre-produse care se bazează pe versiunile anterioare ale caietului de sarcini.

Standardul IEEE 802.11 funcționează în conformitate cu cele două niveluri inferioare ale modelului OSI - nivel fizic și canal. Orice aplicație de rețea, protocol sau sistem de operare poate funcționa în această situație pe o rețea fără fir, nu mai rău decât pe o rețea Ethernet obișnuită. Arhitectura de bază, caracteristicile, protocoalele și serviciile sunt definite în standardul 802.11, iar specificația 802.11b afectează stratul fizic prin schimbarea ratei de schimb și accesul la un nivel superior.

tabelul 1

NIVEL DEFINIȚIE
1 Fizic
2 Canal controlul legăturilor locale
control acces acces media
3 Reţea
4 Transport
5 Sesiune
6 Reprezentant
7 Aplicat

La nivel fizic, sunt separate un total de trei metode de transmitere a datelor, dintre care una se află în domeniul infraroșu, iar celelalte două sunt frecvențe radio care funcționează în intervalul cuprins între 2,4 GHz și 2,483 GHz. Cele două canale în bandă largă pot utiliza metode diferite pentru a organiza transmisia - metoda secvenței directe (DSSS-Direct Sequence Spread Spectrum) sau metoda saltului de frecvență (FHSS - Spectrum Spread Spread Spectrum).

Standardul 802.11 definește două tipuri de echipamente de rețea fără fir - un client, care este preluat de obicei de un computer cu o placă de interfață de rețea fără fir (NIC) instalată și un punct de acces (AP), care servește ca o conexiune între wireless și cablu reţea.

După cum am menționat mai sus, principala modificare introdusă de 802.11b în standardul de bază este suportul a două noi rate de date - 5,5 și 11 Mbps. Metoda secvenței directe (DSSS) este utilizată pentru a atinge aceste viteze, ceea ce înseamnă că sistemele 802.11 care utilizează DSSS vor fi compatibile cu sistemele 802.11 DSSS, dar nu vor fi „vizibile” pentru sistemele care utilizează FHSS 802.11. Celălalt lucru util despre 802.11b este metoda de modificare dinamică a ratei de transfer în funcție de puterea semnalului, zgomotul aerian sau distanța stației. Acest lucru, explicat într-un limbaj simplu și ușor de înțeles, înseamnă că dispozitivele IEEE 802.11b se pot conecta între ele la 11 Mbps, apoi, în caz de interferență sau atenuare a semnalului, vor reduce automat viteza de transmisie. După o anumită perioadă de timp, după ce dispozitivele au posibilitatea de a lucra din nou la o viteză mai mare, viteza va fi din nou crescută automat la maxim posibil. Simplu și logic.

Majoritatea modelelor de plăci de interfață sunt proiectate pentru a fi conectate la magistrala PC Card/PCMCIA. Pentru ca acestea să poată fi instalate pe computere care nu au un astfel de slot, producătorii oferă adaptoare PCI de la PCMCIA.

Fig.1.2.

Spre deliciul tuturor celor care nu au spațiu liber pe sloturile PCI ale sistemelor lor desktop, mulți producători produc și dispozitive externe cu interfață USB.

În rezumat, principalele caracteristici ale adaptoarelor IEEE 802.11b arată astfel:

  • interfață: Card PC, USB, PCI;
  • rata de transfer a datelor: până la 11 Mbps;
  • funcționează în modul semi-duplex;
  • posibilitatea de a lucra în modul punct-la-punct și client/server cu punct de acces;
  • frecvența de funcționare: 2,4 GHz;
  • distanta de conectare: 100.500 m in functie de conditiile externe si viteza.

Cerința logică pentru creșterea volumului de informații transferate necesită noi schimbări în standardele de comunicații fără fir. Încă din ianuarie 1997, Comisia Federală pentru Comunicații (FCC) a autorizat utilizarea benzii de 5 GHz în rețelele de frecvență radio fără licență, în care două benzi (5,15 - 5,35 GHz și 5,725 - 5,825 GHz) cu o bandă de frecvență comună de 300 MHz. Deși ambele specificații IEEE 802.11 au fost adoptate în același timp în toamna anului 1999, utilizarea pe scară largă a dispozitivelor IEEE 802.11b, oferite anterior de mai mulți producători importanți, le-a oferit un avantaj față de „concurenții” 802.11a.

Adaptoarele care îndeplinesc specificațiile IEEE 802.11a nu diferă ca aspect față de vechiul 802.11b, dar au trei diferențe „interne” foarte elementare:

  • interfață: Card Bus, USB 2.0;
  • rata de transfer de date: până la 54 Mbps;
  • frecvența de funcționare: 5 GHz.
Gama de frecvențe alocată IEEE 802.11a este în conformitate cu standardul european HIPERLAN (High Performance Local Area Network), care permite echipamentelor HIPERLAN să fie utilizate pe toate continentele.

Deși există specificații de același format care diferă cu o singură literă în numele lor, dispozitivele compatibile 802.11b nu pot fi actualizate la 802.11a mai rapid. În acest fel, dacă aveți în prezent o rețea 802.11b, singurul mod în care îl puteți face să ruleze la 54 Mbps este să înlocuiți echipamentul cu unul nou. Singurele excepții sunt cele mai recente modele de puncte de acces, care permit instalarea cardurilor PCMCI compatibile 802.11b și 802.11a.

Când IEEE a creat standardul 802.11b, și-au dat seama că natura deschisă a rețelelor fără fir necesită un anumit mecanism pentru a proteja integritatea și securitatea datelor și, prin urmare, au creat Wired Equivalent Privacy (WEP). Standardul a promis să ofere criptare pe 128 de biți, iar utilizatorii ar trebui să poată beneficia de aceleași niveluri de securitate ca rețelele tradiționale de cablu.

Cu toate acestea, speranțele pentru acest tip de securitate au fost rapid distruse. O lucrare numită „Puncte slabe în algoritmul de programare cheie al RC4” de Scott Fluhrer, Itsik Mantin și Adi Shamir a descris în detaliu punctele slabe din generarea și implementarea WEP. student la Universitatea Raye, Adam Stubblefield, a făcut-o realitate și a efectuat primul atac WEP. Deși nu și-a diseminat public instrumentele, multe similare cu Linux, permițând atacatorilor să intre în WEP, făcându-l un protocol de securitate nesigur.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că efectuarea unui atac WEP necesită un timp semnificativ. Succesul atacului depinde de cantitatea de date criptate capturate de atacator. Instrumentele de tip AirSnort necesită aproximativ 5 până la 10 milioane de pachete criptate. Poate dura până la 10 ore pentru a găuri o rețea LAN fără fir care este încărcată constant cu cantitatea maximă de trafic. Deoarece majoritatea rețelelor nu funcționează la capacitate maximă atât de mult timp, se poate aștepta ca atacul să dureze mult mai mult, la ordinea a câteva zile pentru rețelele mai mici.

Cu toate acestea, pentru o protecție adevărată împotriva comportamentului rău intenționat și a ascultării, tehnologia VPN trebuie utilizată, iar rețelele fără fir nu trebuie să se conecteze niciodată direct la rețele interne de încredere.

Diferiti producatori folosesc arhitecturi usor diferite pentru a oferi functionalitate 802.11b. Există doi mari producători de cipuri, Hermes și Prism, iar în fiecare dintre aceste cipuri, producătorii de hardware fac diverse modificări pentru a îmbunătăți securitatea sau viteza. De exemplu, echipamentele USRobotics bazate pe cipuri Prism oferă deja 802.11b la 22 MBps, dar nu pot rula la această viteză împreună cu hardware-ul de 22 MBps 802.11b de pe Bb11g. Cu toate acestea, aceste dispozitive sunt compatibile la 11 MBps.

801.11g și 802.11b în Linux

Datorită noilor cipuri și diferențelor dintre producători, suportul 802.11g în Linux este oarecum dificil. Suportul pentru dispozitivele 802.11g care rulează Linux este încă la început și nu este la fel de stabil și fiabil ca 802.11b. Cu toate acestea, suportul normal pentru dispozitivele g sub Linux nu este departe. Datorită muncii unor grupuri precum Prism54.org, care dezvoltă drivere g și anunțului Intel că va oferi drivere pentru jetoanele sale Centrino, suportul complet este la mai puțin de un an distanță.

După cum sa menționat mai sus, există două tipuri principale de jetoane 802.11b, Hermes și Prism. Deși cardurile Hermes au fost inițial dominante, datorită popularității cardurilor WaveLAN (Orinoco) ale lui Lucent, un număr semnificativ de producători de carduri folosesc astăzi cipul Prism2 Prism. Unele cărți Prism foarte populare sunt, de exemplu, cele ale D-Link, Linksys și USR. Cu fiecare dintre aceste carduri veți obține aproximativ aceeași viteză și sunt interschimbabile atunci când lucrați la standardul 802.11b. Aceasta înseamnă că nu există nicio problemă la conectarea unei plăci fără fir Lucent la un punct de acces D-Link și invers. Următoarea este o listă scurtă a marilor producători de carduri și a jetoanelor acestora. Dacă cardul dvs. nu se află pe această listă, consultați instrucțiunile de operare sau site-ul web al producătorului.

  • Carduri cu cip Hermes:
    • Lucent Orinoco Silver și Gold Cards
    • Gateway Solo
    • Buffalo Technologies
  • Carduri cu jetoane Prism 2:
    • Addtron
    • Belkin
    • Linksys
    • D-Link
    • ZoomMax