Наша сеть партнеров Banwar
Бездротові мережі з кожним роком отримують все більшу популярність, проте багато адміністраторів стикаються з труднощами при побудові подібних мереж. Дійсно, технологія Wi-Fi має свої особливості, які слід враховувати ще на стадії планування. Сьогодні ми постараємося дати короткий лікнеп, необхідний для успішного планування і розгортання бездротової мережі.
Давайте перш за все розберемося, що таке Wi-Fi, які переваги і недоліки має дана технологія. Власне термін Wi-Fi виник як гра слів і не має розшифровки, зараз він застосовується для позначення бездротових мереж за стандартом IEEE 802.11, точніше групи стандартів. Найбільш поширені стандарт 802.11g передбачає роботу на швидкості до 54 Мб / с і 802.11n, теоретично допускає роботу на швидкостях до 600 Мб / с, найбільш поширені пристрої стандарту n підтримують швидкості до 150 Мб / с.
У Росії для роботи Wi-Fi пристроїв виділено 13 каналів в діапазоні 2,4 ГГц, без реєстрації можна експлуатувати мережі тільки всередині приміщень і виробничих територій, також з 15 липня 2010 року дозволено використання діапазону 5 ГГц, проте перехід на нього утруднений через необхідності забезпечувати сумісність з обладнанням не підтримує роботу в цьому діапазоні частот (а це практично все обладнання завезене, як мінімум, до липня 2010 року). Тому в подальшому ми будемо розглядати роботу в діапазоні 2,4 ГГц.
Зараз ми підійшли до дуже важливого моменту, розуміння якого необхідно для грамотного планування і розгортання мереж. Для передачі даних Wi-Fi використовує певний частотний канал, крок сітки каналів становить 5 МГц, а ширина каналу - 20 МГц. Це означає, що працює на сусідніх каналах пристрої будуть надавати взаємні перешкоди один одному. Для кращого розуміння ситуації нижче наведено схематичне зображення розподілу каналів в діапазоні 2,4 ГГц.
Як можна помітити, в діапазоні є тільки три незалежні канали, які можуть працювати без взаємних перешкод, наприклад 1, 6 і 11. У діапазоні 5 ГГц справи йдуть краще, можна використовувати 22 незалежних канали, однак, як ми вже говорили, розгортання мереж в цьому діапазоні перешкоджають проблеми сумісності. Стандарт 802.11n допускає використання широких каналів (шириною 40 МГц), які використовують смугу двох суміжних непересічних каналів, наприклад 1 + 5 або 5 + 9, таким чином можна організувати роботу тільки двох, умовно незалежних каналів.
Чому ми приділяємо цьому так багато уваги? Тому що дані фактори безпосередньо впливають на швидкість роботи бездротового каналу. Слід пам'ятати, що смуга пропускання каналу використовується для передачі даних в обох напрямках, в тому числі службової інформації, також швидкість сильно залежить від відстані між точками і наявності перешкод. Максимально досяжна швидкість на практиці зазвичай не перевищує половини доступною швидкості каналу, для 802.11g це значення рідко перевищує 20-22 Мб / с. Доступна смуга каналу ділиться між використовують її пристроями, що теж слід враховувати при плануванні мережі та розрахунку її пропускної здатності.
Все це серйозно ускладнює побудову продуктивних Wi-Fi мереж, особливо при наявності сусідніх мереж, тому варто використовувати бездротові мережі в основному для доступу в інтернет, електронну пошту, термінальних служб і т.п. сервісів, які не вимагають високої пропускної здатності мережі. Категорично не рекомендуємо використовувати бездротове підключення для вимогливих до швидкості каналу вузлів мережі.
Перед тим як приступити до планування не завадить провести розвідку обстановки в ефірі. Для цих цілей можна використовувати безкоштовну програму inSSIDer , Нижче показана ситуація в діапазоні 2,4 ГГц в звичайному багатоповерховому житловому будинку.
Програма дозволяє бачити, що по сусідству працює велика кількість пристроїв стандарту 802.11n, що використовують широкий канал. У той же час реальні перешкоди нашій мережі здатний створити передавач стандарту 802.11g, що працює на каналі 11. Маючи таку інформацію можна вибрати найменш завантажені ділянки діапазону для використання в своїй мережі. Однак не все так райдужно, більшість обладнання "з коробки" налаштоване на автоматичний вибір каналу, тому через деякий час ситуація може змінитися.
Для побудови бездротової мережі нам буде потрібно, як мінімум, одна точка доступу. Якщо ви розвертаєте мережу масштабу підприємства або плануєте надалі розширювати зону покриття, то ми рекомендуємо застосовувати саме точки доступу, відмовившись від бездротових маршрутизаторів і інших комбінованих пристроїв. Справа в тому, що стандарт не описує взаємодію між точками доступу і різні виробники використовують різні технології, що робить їх несумісними з обладнанням інших виробників або навіть власним обладнанням інших типів. Тому ми радимо використовувати обладнання одного виробника і бажано однієї моделі, в іншому випадку необхідно додатково уточнювати можливість спільної роботи в сюжеті режимі.
Перша і єдина точка доступу повинна працювати в однойменному режимі (Acceess Point), в цьому випадку пристрій обслуговує клієнтські підключення, але не встановлює з'єднань з іншими точками доступу. Відмінною рисою будь-якої бездротової мережі є її ідентифікатор SSID, унікальний для кожної мережі, в межах однієї мережі всі пристрої повинні мати однаковий ідентифікатор, в той же час кілька SSID дозволяють розбити мережу на підмережі, наприклад з різним рівнем безпеки.
Вдома чи в малому офісі однієї точки доступу зазвичай досить і більшість перерахованих нами проблем навряд чи виявляться актуальними, інша справа мережі з відносно великою площею покриття, коли потужності одного пристрою недостатньо. Тут можна піти двома шляхами: використовувати антену з більш високим коефіцієнтом посилення або розгортати інфраструктуру використовуючи кілька точок доступу.
Перший шлях при всій своїй простоті таїть ряд небезпек, ваша мережа може виявитися доступною за межами будівлі (території) і може створювати перешкоди сусіднім мережам, в цьому випадку не уникнути проблем з контролюючими органами. Також це не завжди прийнятно з точки зору безпеки.
Що-ж робити коли однієї точки доступу недостатньо? Поставити другу. Нижче ми розглянемо якими способами це можна зробити, їхні переваги й недоліки.
Якщо вам потрібна мережа з високою пропускною здатністю і в місцях розташування точок доступу є провідна мережа, то додаткові точки також варто включати в режимі "точки доступу" (Acceess Point), в цьому режимі кожна точка доступу забезпечує в зоні свого покриття повну швидкість каналу, не розділяючи його з іншими точками.
Обидві точки повинні мати однаковий SSID і однакові параметри шифрування, але повинні працювати на різних каналах, найкраще на незалежних. Взаємне розташування точок слід підібрати таким чином, щоб зони покриття перетиналися без істотного ослаблення сигналу. Клієнтські пристрої приймають рішення про підключення до тієї чи іншої точки доступу автоматично, на підставі рівня сигналу. Таким чином мобільні користувачі можуть вільно переміщатися по всі зоні покриття без обриву зв'язку. Якщо необхідно використовувати більше 3 точок, то необхідно чергувати незалежні канали таким чином, щоб зони їх покриття не перетиналися.
Дана схема є оптимальною, коли потрібно розгорнути бездротову мережу поверх провідний, наприклад гостьовий інтернет для клієнтів фірми або в кафе. Однак її реалізація пов'язана з найбільшими труднощами, так як потрібно використовувати кілька незалежних каналів, що може бути не завжди можливо.
Бувають ситуації коли треба розширити зону покриття на площу не має провідних комунікацій, що унеможливлює застосування першої схеми, в такому випадку додаткову точку доступу можна конфігурувати як повторювач (Repeater), яка буде ретранслювати сигнал основної точки доступу.
Обидві точки повинні мати однаковий SSID, однакові параметри шифрування і працювати на одному каналі, в настройках повторювача потрібно вказати MAC адреса точки доступу або іншого повторювача, сигнал якого потрібно ретранслювати. При цьому повторювач повинен перебувати в зоні впевненого прийому іншого пристрою, що трохи знижує загальну площу покриття. Слід також пам'ятати, що канал ділиться на всі пристрої в загальній зоні покриття. При використанні повторювачів швидкість роботи кожного наступного ланки падає, так як канал ділиться на передачу однієї і тієї-ж інформації між ділянками мережі (пристрій-повторювач і повторювач-точка доступу). Тобто якщо клієнтський пристрій, що працює через повторювач буде використовувати канал на 1 Мб / с, загальне завантаження каналу складе 2 Мб / с, при використанні двох повторювачів 3 Мб / с і т.д.
Існує ще один режим точки доступу - бездротовий міст, він може бути типів Point-to-point або Point-to-Multipoint, в цьому випадку точки доступу встановлюють з'єднання між собою. У режимі Point-to-point можна з'єднати тільки дві точки доступу, в режимі Point-to-Multipoint одна точка може встановлювати з'єднання з декількома. Даний режим зазвичай використовують для зв'язку двох ділянок мережі, коли прокласти кабель між ними неможливо або недоцільно, і не пред'являється особливих вимог до пропускної здатності. Наприклад для підключення тонких клієнтів в окремому складі на території фірми. У цьому випадку доцільно використовувати спрямовані антени, щоб зменшити зону покриття і не створювати перешкод іншим мережам.
Кожна точка повинна мати однаковий SSID, канал і параметри шифрування, в настройках потрібно вказати MAC адреса точки, з якої потрібно встановити з'єднання. В цьому режимі точки доступу не обслуговують бездротових клієнтів. Використання бездротового моста має свої особливості, так як точки приймають передають пакети тільки один одному, то виявити працює міст клієнтським пристроєм неможливо, inSSIDer також покаже чистий діапазон. У той-же час мережі використовують суміжні канали можуть відчувати сильні перешкоди в зоні покриття моста. Тому використовуйте цю схему тільки всередині своїх приміщень або територій, не допускаючи перетину інших зон, де можуть бути розгорнуті інші бездротові мережі, також завжди намагайтеся використовувати спрямовані антени з мінімально необхідним коефіцієнтом посилення.
Ну і наостанок найсмачніше, режим WDS, він поєднує режим точки доступу і моста, в даному режимі точки можуть встановлювати з'єднання один з одним і одночасно обслуговувати клієнтів. Даний режим дозволяє створювати найрізноманітніші конфігурації бездротових мереж абсолютно прозорих для клієнтських пристроїв, точка може працювати як в режимі міст, так і в режимі міст + точка доступу, що дозволяє, на відміну від ланцюжка повторителей, забезпечити бездротове покриття тільки там, де вам треба . Наприклад вам потрібно прокинути гостьовий інтернет в інший корпус, але ви зовсім не хочете, щоб він був доступний на стоянці, де доведеться розташувати проміжну крапку.
У цьому випадку також слід використовувати один канал, SSID і налаштування шифрування для всіх точок, а також пам'ятати що з кожною ланкою швидкість роботи буде падати за рахунок передачі повторюваних даних в загальній смузі. Також варто уникати кільцевих схем з'єднання точок, якщо вони не підтримують Spanning Tree Protocol, так як швидкість роботи мережі різко впаде через широковещательного шторму. Під час налаштування точок слід вказати режим і MAC адреси точок з якими треба встановити з'єднання.
На закінчення хочеться дати загальні рекомендації: при проектуванні та розгортанні мереж пам'ятайте про те, що частотний діапазон виділений для Wi-Fi дуже тісний, тому намагайтеся не використовувати антен з коефіцієнтом посилення більше ніж необхідно, а також прийміть заходи для недопущення перешкод сусіднім мережам. Пам'ятайте порушення правил експлуатації бездротових мереж тягне за собою адміністративну відповідальність за статтями 13.3 і 13.4 КпАП, які передбачають штраф з можливою конфіскацією обладнання.
Чому ми приділяємо цьому так багато уваги?Що-ж робити коли однієї точки доступу недостатньо?