Wi-Fi

редактировать
Технология беспроводных локальных сетей на основе стандартов IEEE 802.11

Wi-Fi
Wi-FI Alliance Logo.png Wi-Fi Alliance
Представлен21 сентября 1998 г.; 22 года назад (1998-09-21)
Совместимое оборудованиеПерсональные компьютеры, игровые консоли, Смарт-устройства, телевизоры, принтеры, мобильные телефоны

Wi-Fi () - это семейство протоколов беспроводной сети на основе стандартов IEEE 802.11, которые обычно используются для локальной сети устройств и доступа к Интернету. Wi - Fi является товарным знаком некоммерческой организации Wi-Fi Alliance, который ограничивает использование терминалов «сертифицированных Wi-Fi» продуктов, успешно прошедших сертификационное тестирование совместимости. По состоянию на 2017 год в Wi-Fi Alliance входило более 800 компаний со всего мира. По состоянию на 2018 год во всем мире ежегодно ежегодно создается более 2,97 миллиарда устройств с поддержкой Wi-Fi. Устройства, которые могут использовать технологии Wi-Fi, относятся персональный компьютер настольные и портативные компьютеры, смартфоны и планшеты, смарт-телевизоры, принтеры., умные колонки, автомобили и дроны.

Wi-Fi используют несколько частей семейства IEEE 802 протокол и разработаны для беспрепятственного взаимодействия со своим проводным братом Ethernet. Совместимые устройства могут подключаться друг к другу через точки беспроводного доступа, а также к проводным устройствам и Интернету. Различные версии Wi-Fi определяют различные стандарты протокола IEEE 802.11, при этом различные радиотехнологии определяют радиодиапазоны, а также максимальные диапазоны и скорости, которые могут быть достигнуты. Wi-Fi чаще всего использует радиодиапазоны 2,4 гигагерца (120 мм) UHF и 5 гигагерц (60 мм) SHF ISM ; эти полосы разделены на несколько каналов. Каналы могут бытьены между сетями, но только один передатчик может локально раздел по каналу в любой момент времени.

Волновые диапазоны Wi-Fi имеют относительно высокое поглощение и лучше всего подходят для прямой видимости. Многие распространенные препятствия, такие как стены, столбы, бытовая техника и т. Д., Могут уменьшить размер воздействия, но это также помогает минимизировать помехи между различными сетями в условиях скопления людей. Точка доступа (или точка доступа ) часто имеет радиус действия около 20 метров (66 футов) в помещении, в то время как некоторые современные точки доступа требуют дальности действия до 150 метров (490 футов) на открытом воздухе. Зона действия точки доступа может быть такой маленькой, как отдельная комната со стенами, блокирующими радиоволны, или может достигать нескольких квадратных километров с использованием множества перекрывающихся точек доступа с разрешенным роумингом между ними. Со временем скорость и спектральная эффективность Wi-Fi увеличились. По состоянию на 2019 год, некоторые версии Wi-Fi, работающие на подходящем оборудовании, могут достичь скорости более 1 Гбит / с (гигабит в секунду).

QR-код для автоматического подключения к Wi-Fi

Wi-Fi более уязвим для атак, чем проводные сети, потому что в пределах диапазона сети с контроллером беспроводного сетевого интерфейса может попытаться получить доступ. Для подключения к сети Wi-Fi пользователю обычно требуется имя сети (SSID) и пароль. Пароль используется для шифрования пакетов Wi-Fi, чтобы заблокировать перехватчиков. Защищенный доступ к Wi-Fi (WPA), предназначенный для защиты, перемещающейся по сетям Wi-Fi, и включает версию для личных и корпоративных сетей. Разработка функций безопасности WPA включает усиление защиты и новые методы обеспечения безопасности. QR-код можно использовать для автоматической настройки Wi-Fi мобильного телефона. Современные телефоны автоматически распознают QR-код при съемке изображения с помощью прикладного программного обеспечения.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Этимология и терминология
  • 3 Сертификация
  • 4
  • 5 Использование
    • 5.1 Интернет
    • 5.2 По всему городу
    • 5.3 Геолокация
  • 6 Принципы работы
    • 6.1 Диапазон волн
    • 6.2 Коммуникационный стек
    • 6.3 Режимы
      • 6.3.1 Инфраструктура
      • 6.3.2 Ad hoc и Wi-Fi Direct
    • 6.4 Несколько точек доступа
  • 7 Производительность
    • 7.1 Мощность передатчика
    • 7.2 Антенна обеспечение
    • 7.3 MIMO (с предоставлением входами и ограничениями)
    • 7.4 Распространение радиоволн
    • 7.5 Помехи
    • 7.6 Пропускная способность
  • 8 Аппаратное
    • 8.1 Точка доступа
    • 8.2 Беспроводной адаптер
    • 8.3 Маршрутизатор
    • 8.4 Мост
    • 8.5 Встроенные системы
  • 9 Сетевая безопасность
    • 9.1 Методы защиты
    • 9.2 Риски безопасности данных
    • 9.3 Накопление
  • 10 социальных услуг
    • 10.1 Цифровой разрыв
    • 10.2 Влияние на развивающиеся страны
    • 10.3 Студенты и обучение
    • 10.4 Рабочие привычки
    • 10.5 Жилье
  • 11 Проблемы со здоровьем
  • 12 Альтернативы
  • 13 См. Также
  • 14 Ссылки
  • 15 Примечания
  • 16 Дополнительная литература
История

В 1971 году ALOHAnet соединил Великие Гавайские острова с помощью беспроводной пакетной сети УВЧ. ALOHAnet и протокол ALOHA были ранними предшественниками Ethernet, а затем и протоколов IEEE 802.11 соответственно.

Постановлением Федеральной комиссии по связи США от 1985 года диапазон ISM разрешен для использования без лицензии. Эти полосы используются частотным оборудованием, как микроволновые печи. В 1991 году NCR Corporation совместно с ATT Corporation изобрелированного стандарта 802.11, предназначенного для использования в кассовых системах, под названием WaveLAN.

Австралийский радиомодем. астроном доктор Джон О'Салливан со своими коллегами Теренсом Персивалем, Грэмом Дэниелсом, Дайтом Остри и Джоном Дином разработали ключевой патент, используя Wi-Fi в качестве побочного продукта Содружества Исследовательский проект Организации научных и промышленные (CSIRO), «неудавшийся эксперимент по обнаружению взрывающихся миниатюрных черных дыр размером с атомную частицу». Доктору О'Салливану и его коллегам приписывают изобретение Wi-Fi. В 1992 и 1996 годах CSIRO получила патенты на метод, который позже использовался в Wi-Fi для «очистки» сигнала.

Первая версия протокола 802.11 была выпущена в 1997 году и обеспечила скорость до 2 Мбит / с. скорость соединения. В 1999 году он был обновлен с помощью 802.11b, чтобы обеспечить скорость соединения 11 Мбит / с, и это оказалось популярным.

В 1999 г. Wi-Fi Alliance образовалась как торговая ассоциация, чтобы держать товарный знак Wi-Fi, под которым продается большинство продуктов.

Wi-Fi использует большое количество патентов, принадлежащих разным организациям. В апреле 2009 года 14 технологических компаний согласились выплатить CSIRO 1 миллиард долларов за нарушение патентов CSIRO. Это привело к тому, что Австралия назвала Wi-Fi австралийским изобретением, хотя это было предметом некоторых споров. CSIRO выиграла еще 220 миллионов долларов за нарушение патентных прав на Wi-Fi в 2012 году, при этом глобальные фирмы могут быть нарушены лицензионные права CSIRO, которые оцениваются в дополнительных лицензионных платежах в размере 1 миллиарда долларов. В 2016 году испытательный стенд для беспроводной сети был выбран в качестве вклада Австралии в выставку История мира в 100 объектах, проходившую в Национальном музее Австралии.

Этимология и терминология
Логотип Wi-Fi на тротуаре Знак Логотип Wi-Fi на знаке на тротуаре Японская наклейка, указывающая публику, что местоположение находится в зоне действия сети Wi-Fi. Точка с исходящими от нее изогнутыми линиями является обычным символом Wi-Fi, представляющим точку, передающую сигнал. Пример набора услуг под названием «WiFi Wikipedia», состоящего из двух базовых наборов услуг. Notebook_My может автоматически перемещаться между двумя BSS без необходимости явного подключения пользователя ко второй сети.

Название Wi-Fi, коммерчески использовавшееся по крайней мере еще в августе 1999 года, было придумано бренд-консалтинговой фирмой Interbrand. Wi-Fi Alliance нанял Interbrand для создания названия, которое «было бы немного более запоминающимся, чем« IEEE 802.11b Direct Sequence »». Фил Белэнджер, член-учредитель Wi-Fi Alliance, заявил, что термин Wi-Fi был выбран из списка возможных имен, придуманных Interbrand.

Имя Wi-Fi не имеет значения, и никогда официально не была сокращенной формой «Беспроводная верность». Тем не менее, Wi-Fi Alliance использовал рекламный слоган «Стандарт беспроводной верности» в течение короткого времени после создания торговой марки, а Wi-Fi Alliance также назывался «Wireless Fidelity Alliance Inc.» в некоторых публикациях. 411>

Interbrand также создала логотип Wi-Fi . Логотип инь-ян Wi-Fi указывает на сертификацию продукта взаимодействие.

технологий, отличных от Wi- Fi, предназначенные для фиксированных точек, таких как Motorola Canopy, обычно описываются как фиксированная беспроводная связь. Альтернативные беспроводные технологии включают стандарты мобильных телефонов, такие как 2G, 3G, 4G и LTE.

. Иногда название пишется как WiFi, Wifi или Wi-Fi, но они не одобрены Wi-Fi Alliance. IEEE - это отдельная, но связанная организация, и на их веб-сайте указано: «WiFi - это короткое название Wireless Fidelity ».

Для подключения к Wi-Fi LAN компьютер должен быть оснащен контроллером бес проводного сетевого интерфейса . Комбинация компьютера и интерфейса называется станцией. Станции идентифицируются одним или несколькими MAC-адресами.

Узлы Wi-Fi часто работают в режиме инфраструктуры, когда все коммуникации проходят через базовую станцию. Режим ad hoc относится к устройствам, которые обмениваются данными друг с другом напрямую, без необходимости сначала разговаривать с точкой доступа.

A набор услуг - это набор всех устройств, связанных с определенными сетью Wi-Fi. Устройства в сервисном наборе не обязательно должны быть на тех же диапазонах волн или каналов. Набор услуг может быть локальным, независимым, расширенным, сетчатым или комбинированным.

Каждый набор услуг содержит 32-байтовый идентификатор набора услуг (SSID), который идентифицирует конкретную сеть. SSID настраивается на устройствах, которые считают частью сети.

Базовый набор услуг (BSS) - это группа, которые используют один и тот же беспроводной канал, SSID и другие параметры беспроводной связи, которые имеют беспроводное соединение (обычно с одной и той же точкой доступа). Каждый BSS идентифицируется MAC-адресом, который называется BSSID.

Сертификация

IEEE не проверяет оборудование на соответствие своим стандартам. некоммерческий Wi-Fi Alliance был образован в 1999 году, чтобы заполнить этот пробел - установить и обеспечить соблюдение стандартов взаимодействия и обратной совместимости, а также продвигать беспроводную связь технология в сети. По состоянию на 2017 год в Wi-Fi Alliance входят более 800 компаний. В его состав входят 3Com (теперь принадлежит HPE / Hewlett-Packard Enterprise), Aironet (теперь принадлежит Cisco ), Harris Semiconductor (теперь принадлежит Intersil ), Lucent (теперь принадлежит Nokia ), Nokia и Symbol Technologies (теперь принадлежит Zebra Technologies ). Wi-Fi Alliance предписывает использование бренда Wi-Fi для технологий, основанных на стандартах IEEE 802.11 от IEEE. Сюда подключение к беспроводной сети (WLAN), подключение к устройству (например, Wi-Fi Peer to Peer, также известное как Wi-Fi Direct ), Персональная сеть (PAN), локальная сеть (LAN) и даже некоторые ограниченные соединения глобальной сети (WAN). Производители продуктов, полученные продукты сертификации Wi-Fi Alliance, проходят процесс сертификации, получают право на получение этих продуктов логотипом Wi-Fi.

В частности, процесс сертификации требует соответствия радиостандартам IEEE 802.11, стандартам безопасности WPA и WPA2, а также стандарту аутентификации EAP. Сертификация других тестов проектов стандартов IEEE 802.11, взаимодействие с технологией сотовой связи в конвергентных устройствах, а также функции, касающиеся безопасности, мультимедиа и энергосбережения.

Не каждое устройство Wi-Fi поддерживает подан на сертификацию. Отсутствие сертификации Wi-Fi означает, что устройство несовместимо с другими устройствами Wi-Fi. Wi-Fi Alliance может или не может санкционировать производные термины, такие как Super Wi-Fi, введенные в действие Федеральной комиссией по связи (FCC) США для описания предлагаемых сетей в UHF TV. диапазон в США.

Версии
Поколения Wi-Fi
Поколение / Стандарт IEEEМаксимальная скорость соединенияПринятоЧастота
Wi - Fi 6E (802.11ax )от 600 до 9608 Мбит / с20196 ГГц
Wi - Fi 6 (802.11ax )От 600 до 9608 Мбит / с20192,4 / 5 ГГц
Wi - Fi 5 (802.11ac )433 до 6933 Мбит / с20145 ГГц
Wi - Fi 4 (802.11n )72–600 Мбит / с20082,4 / 5 ГГц
802.11g от 6 до 54 Мбит / с20032,4 ГГц
802.11a от 6 до 54 Мбит / с19995 ГГц
802.11b от 1 до 11 Мбит / с19992,4 ГГц
802.11 от 1 до 2 Мбит / с19972,4 ГГц
(Wi-Fi 1, Wi-Fi 2, Wi-Fi 3, Wi-Fi 3E не имеют брендов, но имеют неофициальные назначения)

Оборудование часто поддерживает несколько версий Wi-Fi. и различаются в зависимости от диапазона радиоволн, в которых они работают, занимаются используемые полосы пропускания, которые поддерживают максимальную скорость передачи данных, и другие детали. Некоторые версии позволяют использовать несколько антенн, что позволяет увеличить скорость, а также уменьшить помехи.

Исторически сложилось так, что оборудование просто перечисляло версию Wi-Fi, используя название стандарта IEEE, который оно поддерживает. В 2018 году альянс Wi-Fi стандартизировал нумерацию поколений, чтобы оборудование могло указывать, что оно поддерживает Wi-Fi 4 (если оборудование поддерживает 802.11n), Wi-Fi 5 (802.11ac) и Wi-Fi 6 (802.11ax). Эти поколения имеют высокую степень обратной совместимости с предыдущими версиями. Альянс заявлен, что уровень поколения 4, 5 или 6 может быть указан в пользовательском интерфейсе при подключении вместе с мощностью сигнала.

Полный список версий Wi-Fi: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n (Wi-Fi 4 ), 802.11h, 802.11i, 802.11-2007, 802.11-2012, 802.11ac (Wi-Fi 5 ), 802.11ad, 802.11af, 802.11-2016, 802.11ah, 802.11ai, 802.11aj, 802.11aq, 802.11ax (Wi-Fi 6 ), 802.11ay.

Использует

Интернет

Технология Wi-Fi может Inn для Предоставление сети и доступа к Интернету устройств, которые находятся в зоне действия Wi-Fi одного или нескольких маршрутизаторов, подключенных к Интернету. Покрытие одной или нескольких взаимосвязанных точек доступа (горячих точек) может простираться от небольшой площади, например, нескольких комнат, до нескольких квадратных километров. Для покрытия большей площади может потребоваться группа точек доступа с перекрывающимся покрытием. Например, общедоступная наружная технология Wi-Fi успешно используется в беспроводных ячеистых сетях в Лондоне. Примером из других стран Fon.

Wi-Fi, который предоставляет услуги в частных домах, на предприятиях, а также в общественных местах. Точки доступа к Wi-Fi могут быть созданы бесплатно или на коммерческой основе, часто с использованием веб-страницы адаптивного портала для доступа., Энтузиасты, органы власти и предприятия, такие как аэропорты, отели и рестораны, часто бесплатные или платные точки доступа для привлечения клиентов и организаций по продвижению бизнеса в определенных областях.

Маршрутизаторы часто включают в себя модем абонентской линии или кабельный модем и точку доступа Wi-Fi, часто устанавливаются в домах и других зданиях для обеспечения доступа в Интернет и межсетевое взаимодействие для структур.

Точно так же маршрутизаторы с питанием от батарей могут включить в себя сотовый Интернет радиомодем и точку доступа Wi-Fi. При подписке на сотовый носитель данных они позволяют получать доступ к Интернету через сети 2G, 3G или 4G, используя метод модема. Многие смартфоны имеют встроенные возможности подобного рода, в том числе на базе Android, BlackBerry, Bada, iOS (iPhone ), Windows Phone и Symbian, хотя операторы часто отключают эту функцию или взимают отдельную плату за ее включение, особенно для клиентов с безлимитными тарифными планами. «Интернет-пакеты» также предоставлены автономные возможности этого типа без использования смартфона; Примеры включают устройства с марками MiFi и WiBro. Некоторые ноутбуки с картой сотового модема могут также выступать в качестве точек доступа к мобильному Интернету Wi-Fi.

Многие традиционные университетские страны в странах с расширенными возможностями хотя бы частичное покрытие Wi-Fi. Университет Карнеги-Меллона построил первую общекорпоративную беспроводную интернет-сеть, названную Wireless Andrew, в своем Питтсбургском кампусе в 1993 году, еще до того, как зародился брендинг Wi -Fi. К февралю 1997 года зона Wi-Fi CMU была полностью готова к работе. Многие университеты сотрудничают в предоставлении доступа к Wi-Fi студентам и сотрудникам через международную инфраструктуру аутентификации Eduroam.

В масштабах города

Точка доступа Wi-Fi на открытом воздухе

В начале 2000-х годов многие города мира объявили о планах построения общегородских сетей Wi-Fi. Есть много успешных примеров; В 2004 г. Майсур (Мисуру) стал первым в Индии городом с поддержкой Wi-Fi. Компания под названием WiFiyNet установила точки доступа в Майсуре, охватывающие весь город и несколько близлежащих деревень.

В 2005 году St. Клауд, Флорида и Саннивейл, Калифорния, стали первыми городами в США, которые предложили общегородской бесплатный Wi-Fi (от MetroFi ). Миннеаполис приносит своему провайдеру.

прибыль в размере 1,2 миллиона долларов ежегодно. Несколько районов, включая Вестминстер и Ислингтон, уже имели обширное наружное покрытие Wi-Fi.

Официальные лица столицы Южной Кореи Сеула стремятся предоставить бесплатный доступ в Интернет в более чем 10 000 точек по всему городу, включая открытые общественные места, основные улицы и густонаселенные жилые районы. Сеул передаст в аренду KT, LG Telecom и SK Telecom. Компании вложат 44 миллиона долларов в проект, который должен был быть завершен в 2015 году.

Геолокация

Системы позиционирования Wi-Fi используют точки доступа Wi-Fi для определения местоположения устройства.

Принципы работы

Станции Wi-Fi обмениваются данными, отправляя друг другу пакеты данных : блоки данных, индивидуально отправляемые и доставляемые по радио. Как и все радио, это осуществляется посредством модуляции и демодуляции несущих. В разных версиях Wi-Fi используются разные методы, 802.11b использует DSSS на одной несущей, тогда как 802.11a, Wi-Fi 4, 5 и 6 используют несколько несущих на немного разных частотах в пределах канала (OFDM ).

Как и в других локальных сетях IEEE 802, станции поставляются с глобально уникальным 48-битным MAC-адресом (часто печатаемым на оборудовании), так что каждая станция Wi-Fi имеет уникальный адрес. MAC-адреса используются для указания как место назначения, так и источник каждого пакета данных. Wi-Fi устанавливает соединения на уровне канала, которые могут быть определены с использованием как адреса назначения, так и адреса источника. При приеме передачи получатель использует адрес назначения, чтобы определить, будет ли передача относится к станции или должен игнорироваться. Сетевой интерфейс обычно не принимает пакеты, адресованные другим станциям Wi-Fi.

Из-за повсеместного распространения Wi-Fi и постоянно снижающейся стоимости необходимого оборудования для его поддержки большинство производителей теперь создают Wi- Fi подключается непосредственно к материнским платам ПК , устраняя необходимость в установке отдельной сетевой карты.

Каналы используются полудуплекс и могут быть разделены по времени несколькими сетями. Когда связь происходит по одному и тому же каналу, любая информация, отправляемая одним компьютером, локально принимается всеми, даже если эта информация предназначена только для одного пункта назначения. Сетевая интерфейсная карта прерывает CPU только при получении соответствующих пакетов: карта игнорирует информацию, не адресованную ей. Использование одного и того же канала также означает, что полоса пропускания данных совместно используется, так что, например, доступная полоса пропускания данных для каждого устройства уменьшается вдвое, когда две станции активно передают.

Схема, известная как множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (CSMA / CA), управляет способом, которым станции совместно используют каналы. С помощью CSMA / CA станции пытаются избежать коллизий, начиная передачу только после того, как канал определен как «свободный», но затем передают свои пакетные данные целиком. Однако по геометрическим причинам он не может полностью предотвратить столкновения. Коллизия происходит, когда станция одновременно принимает несколько сигналов по каналу. Это искажает передаваемые данные и может потребовать от станций повторной передачи. Потеря данных и повторная передача снижает пропускную способность, в некоторых случаях значительно.

Диапазон волн

В диапазонах волн 2,4 ГГц, а также в других, передатчики охватывают несколько каналов. Перекрывающиеся каналы могут страдать от помех, если это не малая часть общей принятой мощности. Детектор Wi-Fi размером с брелок

Стандарт 802.11 обеспечивает несколько различных радиочастот диапазоны для использования в сетях Wi-Fi: 900 МГц, 2,4 ГГц, 5 ГГц, 5,9 ГГц и 60 ГГц диапазоны. Каждый диапазон разделен на множество каналов . Страны применяют свои собственные правила к разрешенным каналам, разрешенным пользователям и максимальным уровням мощности в этих частотных диапазонах. Также часто используются диапазоны ISM.

802.11b / g / n может использовать ISM-диапазон 2,4 ГГц, действующий в США в соответствии с частью 15 Правил и положений. В этом диапазоне частот оборудование может иногда испытывать помехи от микроволновых печей, беспроводных телефонов, концентраторов USB 3.0 и Bluetooth устройств.

Распределение спектра и эксплуатационные ограничения не согласованы во всем мире: Австралия и Европа допускают дополнительные два канала (12, 13) сверх 11, разрешенных в Соединенных Штатах для диапазона 2,4 ГГц, в то время как Япония имеет еще три ( 12–14). В США и других странах устройства 802.11a и 802.11g могут работать без лицензии, как это разрешено в Части 15 Правил и положений FCC.

802.11a / h / j / n / ac / ax может использовать 5 ГГц диапазон U-NII, который для большей части мира предлагает не менее 23 неперекрывающихся 20 Каналы МГц, а не диапазон частот ISM 2,4 ГГц, где ширина каналов составляет всего 5 МГц. В общем, более низкие частоты имеют лучший диапазон, но имеют меньшую емкость. Полосы частот 5 ГГц в большей степени поглощаются обычными строительными материалами, чем полосы 2,4 ГГц, и обычно дают более короткий диапазон.

По мере развития спецификаций 802.11 для поддержки более высокой пропускной способности протоколы стали намного эффективнее использовать полосу пропускания. Кроме того, они получили возможность агрегировать (или «связывать») каналы вместе, чтобы получить еще большую пропускную способность там, где полоса пропускания доступна. 802.11n позволяет использовать двойной радиочастотный спектр / полосу пропускания (от 40 МГц до 8 каналов) по сравнению с 802.11a или 802.11g (20 МГц). 802.11n также можно настроить на ограничение полосы пропускания до 20 МГц, чтобы предотвратить помехи в плотных сообществах. В диапазоне 5 ГГц разрешены сигналы с полосой пропускания 20, 40, 80 и 160 МГц с некоторыми ограничениями, что обеспечивает гораздо более быстрое соединение.

Коммуникационный стек

Wi-Fi является частью семейства протоколов IEEE 802. Данные организованы в кадры 802.11, которые очень похожи на кадры Ethernet на уровне канала данных, но с дополнительными адресными полями. MAC-адреса используются в качестве сетевых адресов для маршрутизации по локальной сети. Спецификации MAC

Wi-Fi и физического уровня (PHY) определены IEEE 802.11 для модуляции и прием одной или нескольких несущих волн для передачи данных в инфракрасном диапазоне и диапазонах частот 2,4, 3,6, 5 или 60 ГГц. Они создаются и поддерживаются Комитетом по стандартам IEEE LAN / MAN (IEEE 802 ). Базовая версия стандарта была выпущена в 1997 году и в нее было внесено множество последующих поправок. Стандарт и поправки составляют основу для продуктов беспроводной сети, использующих бренд Wi-Fi. В то время как каждая поправка официально отменяется, когда она включается в последнюю версию стандарта, корпоративный мир имеет тенденцию предлагать исправления, потому что они кратко обозначают возможности их продуктов. В результате на рынке каждая ревизия становится отдельным стандартом.

В дополнение к 802.11 в семействе протоколов IEEE 802 есть особые положения для Wi-Fi. Это необходимо, потому что кабельные среды Ethernet обычно не используются совместно, тогда как в беспроводных сетях все передачи принимаются всеми станциями в пределах диапазона, которые используют этот радиоканал. В то время как Ethernet имеет незначительную частоту ошибок, средства беспроводной связи подвержены значительным помехам. Следовательно, точная передача не гарантируется, поэтому доставка является механизмом доставки с максимальной эффективностью. По этой причине для Wi-Fi Logical Link Control (LLC), указанный в IEEE 802.2, использует протоколы Wi-Fi управления доступом к среде (MAC) для управлять повторными попытками, не полагаясь на более высокие уровни стека протоколов.

Для целей межсетевого взаимодействия Wi-Fi обычно многоуровневый как канальный уровень (эквивалентный физическому и уровни канала передачи данных модели OSI ) ниже интернет-уровня интернет-протокола. Это означает, что узлы имеют связанный интернет-адрес, и при подходящем подключении это обеспечивает полный доступ в Интернет.

Режимы

Инфраструктура

Изображение сети Wi-Fi в режиме инфраструктуры. Устройство отправляет информацию по беспроводной сети на другое устройство, подключенное к локальной сети, для печати документа

В режиме инфраструктуры, который является наиболее распространенным, все коммуникации проходят через базовую станцию. Для связи внутри сети это вводит дополнительное использование радиоволн, но имеет то преимущество, что любые две станции, которые могут связываться с базовой станцией, также могут связываться через базовую станцию, что значительно упрощает протоколы.

Ad hoc и прямой Wi-Fi

Wi-Fi также позволяет осуществлять обмен данными напрямую с одного компьютера на другой без промежуточной точки доступа. Это называется специальной передачей Wi-Fi. Существуют различные типы специальных сетей. В простейшем случае сетевые узлы должны напрямую общаться друг с другом. В более сложных протоколах узлы могут пересылать пакеты, а узлы отслеживают, как добраться до других узлов, даже если они перемещаются.

Режим Ad hoc был впервые описан Чай Кеонг Тох в его патенте 1996 г. на специальную маршрутизацию Wi-Fi, реализованную в беспроводной сети Lucent WaveLAN 802.11a на IBM ThinkPads по сценарию размера узлов, охватывающему регион более мили. Успех был зафиксирован в журнале Mobile Computing (1999), а затем официально опубликован в IEEE Transactions on Wireless Communications, 2002 г. и ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 2001 г.

Этот режим беспроводной сети ad hoc зарекомендовала себя популярной с многопользовательскими портативными игровыми консолями, такими как Nintendo DS, PlayStation Portable, цифровые камеры, и другие устройства бытовой электроники. Некоторые устройства также могут совместно использовать свое подключение к Интернету с помощью специальной сети, становясь точками доступа или «виртуальными маршрутизаторами».

Аналогичным образом, Wi-Fi Alliance продвигает спецификацию Wi-Fi Direct для передачи файлов и совместного использования мультимедиа с помощью нового открытия - и безопасность-методология. Wi-Fi Direct запущен в октябре 2010 года.

Другой режим прямой связи через Wi-Fi - это Tunneled Direct-Link Setup (TDLS ), который позволяет двум устройствам подключаться к одному Wi-Fi сеть для прямой связи, а не через точку доступа.

Несколько точек доступа

Точки доступа отправляют кадры маяка, чтобы сообщить о наличии сетей.

An Расширенный набор услуг может быть сформирован путем развертывания нескольких точек доступа, настроенных с одинаковыми SSID и параметрами безопасности. Клиентские устройства Wi-Fi обычно подключаются к точке доступа, которая может обеспечить самый сильный сигнал в рамках этого набора услуг.

Увеличение количества точек доступа Wi-Fi для сети обеспечивает избыточность, лучше диапазон, поддержка быстрого роуминга и увеличенная общая пропускная способность сети за счет использования большего количества каналов или определения ячеек меньшего размера. За исключением самых маленьких реализаций (таких как домашние сети или сети небольшого офиса), реализации Wi-Fi переместились в сторону «тонких» точек доступа, с большей частью сетевого интеллекта, размещенного в централизованном сетевом устройстве, что снижает индивидуальный доступ указывает на роль «тупых» трансиверов. Наружные приложения могут использовать топологии сетки.

Производительность
Параболические антенны передают и принимают радиоволны только в определенных направлениях и могут дать гораздо больший диапазон, чем всенаправленные антенны Яги-Уда антенны, широко используемые для телевизионного приема, относительно компактны на длинах волн Wi-Fi Антенна контроллера интерфейса беспроводной сети Gigabyte GC-WB867D-I. Подобные простые стержневые антенны имеют однонаправленный прием и относительно малую дальность действия - 20 м или около того.

Рабочий диапазон Wi-Fi зависит от таких факторов, как диапазон частот, выходная мощность радио, чувствительность приемника, антенна усиление и тип антенны, а также метод модуляции. Кроме того, большое влияние могут иметь характеристики распространения сигналов.

На больших расстояниях и при большем поглощении сигнала скорость обычно снижается.

Мощность передатчика

По сравнению с сотовыми телефонами и аналогичными технологиями передатчики Wi-Fi являются устройствами с низким энергопотреблением. Как правило, максимальная мощность, которую может передавать устройство Wi-Fi, ограничена местными правилами, такими как FCC, часть 15 в США. Эквивалентная изотропно излучаемая мощность (EIRP) в Европейском Союзе ограничена 20 дБм (100 мВт).

Для удовлетворения требований к приложениям беспроводной локальной сети Wi-Fi имеет более высокое энергопотребление по сравнению с некоторыми другими стандартами, разработанными для поддержки приложений беспроводной персональной сети (PAN). For example, Bluetooth provides a much shorter propagation range between 1 and 100m and so in general have a lower power consumption. Other low-power technologies such as ZigBee have fairly long range, but much lower data rate. The high power consumption of Wi-Fi makes battery life in some mobile devices a concern.

Antenna

An access point compliant with either 802.11b or 802.11g, using the stock omnidirectional antenna might have a range of 100 m (0.062 mi). The same radio with an external semi parabolic antenna (15 dB gain) with a similarly equipped receiver at the far end might have a range over 20 miles.

Higher gain rating (dBi) indicates further deviation (generally toward the horizontal) from a theoretical, perfect isotropic radiator, and therefore the antenna can project or accept a usable signal further in particular directions, as compared to a similar output power on a more isotropic antenna. For example, an 8 dBi antenna used with a 100 mW driver has a similar horizontal range to a 6 dBi antenna being driven at 500 mW. Note that this assumes that radiation in the vertical is lost; this may not be the case in some situations, especially in large buildings or within a waveguide. In the above example, a directional waveguide could cause the low power 6 dBi antenna to project much further in a single direction than the 8 dBi antenna, which is not in a waveguide, even if they are both driven at 100 mW.

On wireless routers with detachable ant ennas, можно увеличить дальность, установив модернизированные антенны, которые обеспечивают более высокий коэффициент усиления в определенных направлениях. Дальность действия вне помещений может быть увеличена до многих километров за счет использования направленных антенн с высоким коэффициентом усиления на маршрутизаторе и удаленном устройстве (ах).

MIMO (несколько входов и несколько выходов)

Этот Wi-Fi-маршрутизатор Netgear содержит два диапазона для передачи стандартов 802.11 в диапазонах 2,4 и 5 ГГц и поддерживает MIMO. Двухдиапазонный сотовый модем 4G + Wi-Fi от Huawei.

Wi-Fi 4 и более высокие стандарты позволяют устройствам иметь несколько антенн на передатчиках и приемниках. Использование нескольких антенн позволяет оборудованию использовать многолучевое распространение в одних и тех же полосах частот, обеспечивая гораздо более высокие скорости и больший диапазон.

Wi-Fi 4 может более чем вдвое расширить диапазон по сравнению с предыдущими стандартами.

Стандарт Wi-Fi 5 использует исключительно полосу 5 ГГц и обеспечивает пропускную способность WLAN для нескольких станций на уровне минимум 1 гигабит в секунду, а пропускная способность отдельной станции не меньше 500 Мбит / с. По состоянию на первый квартал 2016 года Wi-Fi Alliance сертифицирует устройства, соответствующие стандарту 802.11ac, как «Wi-Fi CERTIFIED ac». Этот стандарт использует несколько методов обработки сигналов, таких как многопользовательские потоки MIMO и 4X4 Spatial Multiplexing, а также широкую полосу пропускания канала (160 МГц) для достижения гигабитной пропускной способности. Согласно исследованию IHS Technology, 70% всей выручки от продаж точек доступа в первом квартале 2016 года приходилось на устройства 802.11ac.

Распространение радиосигналов

с сигналами Wi-Fi прямая видимость обычно работает лучше всего, но сигналы могут передавать, поглощать, отражать, преломлять, дифрактировать и затухать сквозь структуры и вокруг них, оба искусственные и естественные.

Из-за сложной природы распространения радиоволн на типичных частотах Wi-Fi, особенно вокруг деревьев и зданий, алгоритмы могут только приблизительно предсказать мощность сигнала Wi-Fi для любой данной области по отношению к передатчику. Этот эффект не применяется в равной степени к Wi-Fi дальнего действия, поскольку более длинные линии связи обычно работают с вышек, которые передают сигнал над окружающей листвой.

Мобильное использование Wi-Fi в более широких диапазонах ограничено, например, такими видами использования, как перемещение автомобиля из одной точки доступа в другую. Другие беспроводные технологии больше подходят для связи с движущимися автомобилями.

Записи о расстоянии

Записи о расстоянии (с использованием нестандартных устройств) включают 382 км (237 миль) в июне 2007 года, принадлежащие Эрманно Пьетросемоли и ЭсЛаРед из Венесуэлы, передавая около 3 МБ данных между вершинами Эль- Агила и Платильон. Шведское космическое агентство передало данные на 420 км (260 миль), используя 6-ваттные усилители, чтобы достичь верхнего стратосферного аэростата.

Помехи

Распределение частот для планирования сети для Северной Америки и Европы. Использование этих типов частот может помочь минимизировать помехи в совмещенном и соседнем канале.

Соединения Wi-Fi могут быть заблокированы или скорость Интернета может быть снижена из-за наличия других устройств в том же районе. Протоколы Wi-Fi предназначены для разумного разделения диапазонов волн, и это часто работает практически без сбоев. Чтобы свести к минимуму конфликты с устройствами Wi-Fi и другими устройствами, Wi-Fi использует множественный доступ с контролем несущей и предотвращает конфликты (CSMA / CA), при котором передатчики прослушивают передатчики передач и задерживают передачу пакетов, если Они обнаруживают, что на канале активны другие устройства, или если обнаружен шум от соседних каналов или источников, не относящихся к Wi-Fi. Тем не менее, сети Wi-Fi по-прежнему подвержены проблеме скрытого узла и открытого узла.

. Сигнал Wi-Fi со стандартной скоростью занимает пять каналов в диапазоне 2,4. Помехи могут быть вызваны перекрытием каналов. Любые два номера канала, отличаются на пять или более, например, 2 и 7, не перекрываются (отсутствие помех от соседнего канала ). Поэтому часто повторяющееся высказывание о том, что каналы 1, 6 и 11 являются единственными неперекрывающими каналами, не являются точным. Каналы 1, 6 и 11 - единственная группа из трех неперекрывающихся каналов Северной Америки. Однако значимость перекрытия зависит от физического расстояния. Каналы, находящиеся на расстоянии четырех друг от друга, проявляют помехи - намного меньше, чем используемые каналы (которые вызывают межканальные помехи ) - если передатчики находятся на расстоянии не менее нескольких метров друг от друга. В Европе и Японии, где доступен канал 13, рекомендуется использовать каналы 1, 5, 9 и 13 для 802.11g и 802.11n .

Однако многие 2.4 Точки доступа 802.11 b и 802.11g по умолчанию используют один и тот же канал при первоначальном запуске, что обеспечивает перегрузке на определенных каналах. Загрязнение Wi-Fi или чрезмерное количество точек доступа может препятствовать доступу и мешать использованию другими устройствами других точек доступа, а также из-за пониженного отношения сигнал / шум (SNR) между точками доступа. Эти проблемы могут стать проблемой в области с высокой плотностью населения, таких как большие жилые комплексы или офисные здания с множеством точек доступа Wi-Fi. Wi-Fi 6 значительно улучшил управление питанием и меньше страдает от помех в перегруженной области.

Другие устройства используют диапазон 2,4 ГГц: микроволновые печи, устройства диапазона ISM, камеры безопасности, устройства ZigBee, устройства Bluetooth, отправители видео, беспроводные телефоны, радионяни и, в некоторых странах, радиолюбители, все из которых могут создавать дополнительные помехи. Это также проблема, когда муниципалитеты или другие крупные образования (например, университеты) стремятся обеспечить покрытие большой площади. В некоторых диапазонах 5 ГГц в некоторых местах могут возникнуть помехи от радарных систем. Для базовых станций, которые используют эти режимы выборочные частоты, которые он использует в этом диапазоне.

Эти полосы мощностью 1 передатчиками малой без лицензии и с ограничениями. Были наложены крупные штрафы, хотя непреднамеренное вмешательство является обычным явным явлением, пользователями, которые, как было установлено, были установлены применяли преднамеренные помехи (особенно за попытку локально монополизировать эти методы в коммерческих целях).

Пропускная способность

Графическое представление Wi-Fi-Fi диапазон производительности приложения (UDP) Диапазон 2,4 ГГц, с 802.11g Графическое представление диапазона производительности приложения Wi-Fi (UDP) Диапазон 2, 4 ГГц, с 802.11n с 40 МГц

Различные варианты уровня 2 IEEE 802.11 имеют разные характеристики. Для всех разновидностей 802.11 максимально достижимая пропускная способность может использоваться либо на основе измерений в идеальных условиях, либо на скорости передачи данных уровня 2. Это, однако, не относится к типовым развертываниям, в данных передаются между двумя конечными точками, из которых по крайней мере одна обычно подключена к проводной инфраструктуре, другая подключена к инфраструктуре через беспроводное соединение.

Это означает, что обычно кадры данных проходят через среду 802.11 (WLAN) и преобразуются в 802.3 (Ethernet) или наоборот.

Из-за разницы в длине кадра (заголовка) этих двух носителей размер пакета приложения определяют скорость передачи данных. Это означает, что приложение использует небольшие пакеты (например, VoIP), создает поток данных с высоким служебным трафиком (<низкая130>полезная производительность ).

Другими факторами, влияющими на общую скорость передачи данных приложения, являются скорость, через которую приложение передает пакеты (то есть скорость передачи данных), и энергию, с которой принимает беспроводной сигнал. Последнее расстояние задающих устройств.

Те же связи к приложенной пропускной способности, которые показывают пропускную способность UDP. Каждый из них представляет среднюю пропускную способность из 25 измерений (полосы ошибок есть, но едва заметны из-за небольшого отклонения), с определенным размером пакета (малым или большим) и с определенной скоростью передачи данных (10 кбит / с - 100 Мбит / с). Также включены маркеры для профилей трафика общих приложений. Этот текст и измерения не охватывают ошибки пакетов, но информацию об этом можно найти в приведенных выше ссылках. Возможна возможность использования UDP в тех же сценариях (снова те же ссылки) с помощью вариантов WLAN (802.11). Хосты находились на расстоянии 25 метров друг от друга; потеря снова игнорируется.

Аппаратное обеспечение
Встроенный RouterBoard 112 с U.FL - РСМА пигтейлом и R52 mini PCI карта Wi-Fi, широко используемая поставщиками беспроводных Интернет-услуг (WISP ) в Чешской стране OSBRiDGE 3GN - 802.11n точка доступа и UMTS / GSM шлюз на одном устройстве

Wi-Fi позволяет развертывать беспроводные локальные сети (LAN). Кроме того, в местах, где нельзя прокладывать кабели, например на открытых площадках и в исторических зданиях, могут размещаться беспроводные локальные сети. Однако строительные стены из материалов, например, высокие показатели металлов, могут блокировать сигналы Wi-Fi.

Устройство Wi-Fi - это устройство быстрого доступа беспроводное. Устройства Wi-Fi изготавливаются на микросхемах RF CMOS интегральных схем (RF circuit ).

С самого начала 2000-е годы производители встраивают адаптеры беспроводной сети в большинстве ноутбуков. Цена на наборов микросхем для Wi-Fi продолжает падать, что делает их экономичным сетевым способом, который включается во все большее количество устройств.

Различные конкурирующие марки точек доступа и клиентские сетевые интерфейсы могут взаимодействовать с другом. работают на базовом уровне обслуживания. Продукты, обозначенные Wi-Fi Alliance как «сертифицированные Wi-Fi», имеют обратную совместимость. В отличие от мобильных телефонов, любое стандартное устройство Wi-Fi работает в любой точке мира.

Точка доступа

Беспроводной адаптер G Wi-Fi AirPort от Apple MacBook.

Точка беспроводного доступа (WAP) соединяет группу беспроводных устройств с соседней проводной ЛВС. Точка доступа похожа на сетевой концентратор, ретранслирующий данные между подключенными беспроводными устройствами в дополнение к (обычно) одному подключенному проводному устройству, чаще всего концентратору или коммутатору Ethernet, что позволяет беспроводным устройствам общаться с другими устройствами проводными устройствами.

Беспроводной адаптер

Контроллер беспроводного сетевого интерфейса Gigabyte GC-WB867D-I.

Беспроводные адаптеры позволяют устройствам подключаться к беспроводной сети. Эти адаптеры подключаются к устройствам с помощью различных внешних или внутренних соединений, таких как PCI, miniPCI, USB, ExpressCard, Cardbus и PC Card. С 2010 года большинство новых портативных компьютеров встроенными внутренними адаптерами.

Маршрутизатор

Беспроводные маршрутизаторы объединяют точку беспроводного доступа, коммутатор Ethernet и встроенное приложение внутреннего маршрутизатора, которое обеспечивает IP маршрутизацию, NAT и DNS перенаправление через встроенный WAN-интерфейс. Беспроводной маршрутизатор позволяет проводным и беспроводным устройствам локальной сети Ethernet подключаться к (обычно) одному устройству в глобальном масштабе, например кабельному модему, DSL-модему или оптическому модему. Беспроводной маршрутизатор позволяет настроить все три устройства, в основном точку доступа и маршрутизатор, с помощью одной центральной утилиты. Эта утилита обычно представляет собой встроенный веб-сервер, который доступен для проводных и беспроводных клиентов LAN и часто опционально для клиентов WAN. Эта утилита также может быть приложением, которое запускается на компьютере, как в случае с Apple AirPort, которая управляет Утилита AirPort в macOS и iOS.

Мост

Беспроводные сетевые мосты могут действовать для соединения двух сетей с образованием единой сети на канальном уровне через Wi-Fi. Основным стандартом является беспроводная система распределения (WDS).

Беспроводной мост позволяет соединить проводную сеть с беспроводной сетью. Мост отличается от точки доступа: точка доступа обычно подключает устройство к одной проводной сети. Два беспроводных мостовых подключения к беспроводной сети, в чрезвычайных ситуациях, когда проводное соединение может быть недоступно, например, между двумя отдельными домами или устройствами, которые не имеют возможности беспроводной сети., например потребительские развлекательные устройства ; в качестве альтернативы можно использовать беспроводной мост, чтобы устройство поддерживающее проводное соединение могло работать в стандарте беспроводной сети, который, чем функция, может работать в стандарте беспроводной сети (внешний ключ или встроенный ключ), поддерживаемом (например, включение беспроводной связи -N). скорости (до максимальной поддерживаемой скорости на проводном порту Ethernet на мостах и ​​подключенных устройствах, включая точку беспроводного доступа) для устройства, которое поддерживает только Wireless-G). Двухдиапазонный мост также поддерживает подключение к беспроводной сети на устройстве 5 ГГц и имеет проводной порт Ethernet.

Беспроводные расширители диапазона или беспроводные ретрансляторы могут расширить диапазон существующей беспроводной сети. Стратегически размещенные расширители диапазона удлинять зону сигнала или позволять зоне сигнала преодолевать препятствия, такие как те, которые существуют в L-образных коридорах. Беспроводные устройства, подключенные через ретрансляторы, увеличивают задержку для каждого прыжка, и могут быть уменьшены максимальной пропускной способностью данных. Кроме того, эффект от дополнительных пользователей, использующий сеть, использует беспроводные расширители диапазона, в том числе, чтобы использовать доступную полосу пропускания быстрее, чем в случае, когда один пользователь перемещается по сети с использованием расширителей. По этой причине беспроводные расширители диапазона лучше всего работают в сетях, поддерживающих требования к низкой пропускной способности трафика, например, когда один пользователь с планшетом с Wi-Fi мигрирует по объединенным расширенным и нерасширенным частям всей подключенной сети. Кроме того, беспроводное устройство, подключенное к любому из повторителей в цепочке, имеет пропускную способность, ограниченную «самым слабым звеном» в цепочке между соединением и концом соединения. Сети, использующие беспроводные расширители, более подвержены деградации из-за помех от соседних точек доступа, которые граничат с частями расширенной сети и занимают тот же канал, что и расширенная сеть.

Встроенные системы

Встроенный модуль последовательного интерфейса Wi-Fi

Стандарт безопасности, Wi-Fi Protected Setup, позволяет подключаться встроенным устройствам с ограниченным графическим интерфейсом пользователя в Интернет с легкостью. Wi-Fi Protected Setup имеет 2 конфигурации: кнопки конфигурации и конфигурация PIN. Эти встроенные устройства также называются Интернетом вещи и представляют собой маломощные встроенные системы с питанием от батарей. Некоторые производители Wi-Fi создают микросхемы и модули для встроенного Wi-Fi, такие как GainSpan.

Все чаще в последние несколько лет (особенно с 2007 г.) стали доступны встроенные модули Wi-Fi, которые включают в себя настоящие -time и простые средства беспроводного подключения любого устройства, которое может обмениваться через последовательный порт. Это позволяет создать простые устройства мониторинга. Примером может служить портативное устройство ЭКГ, наблюдающее за пациентом дома. Это устройство с поддержкой Wi-Fi может обмениваться данными через Интернет.

Эти модули Wi-Fi разработаны поэтому OEM-производителями, разработчикам требуются лишь минимальные знания Wi-Fi для обеспечения подключения к Wi-Fi для своей продукции.

В июне 2014 года Texas Instruments представила первый микроконтроллер ARM Cortex-M4 со встроенным выделенным микроконтроллером Wi-Fi - SimpleLink CC3200. Он позволяет создавать встроенные системы с помощью подключения к Wi-Fi как однокристальные устройства, что снижает их стоимость и минимальный размер, что делает более практичным встраивать контроллеры беспроводной сети в недорогие обычные объекты.

Сетевая безопасность

Основная проблема беспроводной сетевой безопасности - это упрощенный доступ к сети по сравнению с традиционными проводными сетями, такими как Ethernet. При использовании проводной сети нужно либо получить доступ к зданию (физически подключившись к внутренней сети), либо прорваться через внешний межсетевой экран. Чтобы получить доступ к Wi-Fi, нужно просто находиться в зоне действия сети Wi-Fi. Большинство бизнес-сетей защищают конфиденциальные данные и системы, пытаясь запретить внешний доступ. Включение беспроводного подключения снижает безопасность, если в сети используется неадекватное шифрование или его нет.

Злоумышленник, получив доступ к сетевому маршрутизатору Wi-Fi, может инициировать атаку с подменой DNS против любого другого пользователя сети, подделав ответ до, как запрашиваемый DNS-сервер получит возможность ответить.

Методы защиты

Распространенная мера предотвращения неавторизованных пользователей заключается в сокрытии имени точки доступа путем отключения широковещательной передачи SSID. Несмотря на то, что он эффективен против случайного пользователя, он неэффективен в качестве метода безопасности, поскольку SSID транслируется в открытом виде в ответ на запрос SSID клиента. Другой метод - разрешить подключаться к сети только компьютерам с известными MAC-адресами, но определенные перехватчики могут подключиться к сети путем подмены авторизованного адреса.

Шифрование Wired Equivalent Privacy (WEP) было разработано для защиты от случайного отслеживания, но больше не считается безопасным. Такие инструменты, как или Aircrack-ng, могут быстро восстановить ключи шифрования WEP. Из-за слабости WEP Wi-Fi Alliance одобрил защищенный доступ Wi-Fi (WPA), который использует TKIP. WPA был специально разработан для работы со старым оборудованием, обычно путем обновления прошивки. Хотя WPA более безопасен, чем WEP, он имеет известные уязвимости.

Более безопасный WPA2 с использованием Advanced Encryption Standard был представлен в 2004 году и поддерживается большинством новых устройств Wi-Fi. WPA2 полностью совместим с WPA. В 2017 году в протоколе WPA2 была обнаружена уязвимость, позволяющая провести атаку с повторением ключа, известную как KRACK.

. Недостаток в функции, добавленной в Wi-Fi в 2007 году под названием Wi-Fi Protected Setup (WPS), пусть безопасность WPA и WPA2 будет обойдена и эффективно нарушена во многих ситуациях. Единственным выходом на конец 2011 года было отключение Wi-Fi Protected Setup, что не всегда возможно.

Виртуальные частные сети могут использоваться для повышения конфиденциальности данных, передаваемых через сети Wi-Fi, особенно общедоступные сети Wi-Fi.

Риски безопасности данных

Старые беспроводные сети шифрование -стандарт, Wired Equivalent Privacy (WEP), показано, легко взломать даже при правильной настройке. Шифрование защищенного доступа Wi-Fi (WPA и WPA2), которое стало доступным на устройствах в 2003 году, было направлено на решение этой проблемы. Точки доступа Wi-Fi обычно по умолчанию работают в открытом (открытом) режиме без шифрования. Начинающие пользователи извлекают выгоду из устройства с нулевой конфигурацией, которое работает «из коробки», но это значение по умолчанию не включает никаких безопасности беспроводной сети, обеспечивая открытый беспроводной доступ к локальной сети. Чтобы включить защиту, пользователь должен настроить устройство, обычно через программное обеспечение графический интерфейс пользователя (GUI). В незашифрованных сетях Wi-Fi подключающиеся устройства могут отслеживать и записывать данные (включая личную информацию). Такие сети можно защитить только с помощью других средств защиты, таких как VPN или безопасный протокол передачи гипертекста поверх Transport Layer Security (HTTPS ).

Шифрование защищенного доступа Wi-Fi (WPA2) считается безопасным при условии использования надежной парольной фразы . В 2018 году было объявлено, что WPA3 заменит WPA2, что повысит безопасность; он был выпущен 26 июня.

Совмещение

Совмещение означает доступ к беспроводному Интернет-соединению, когда один компьютер находится в зоне действия другого беспроводного соединения и используется эта услуга без явного разрешения абонента. или знания.

Во время раннего массового внедрения 802.11 предоставление открытых точек доступа для любого в пределах досягаемости поощрялось к развитию беспроводных сетей сообщества, особенно потому, что люди в среднем используют только часть их пропускной способности нисходящего потока в любой момент времени.

Рекреационная регистрация и отображение точек доступа других людей стали известны как wardriving. Действительно, многие точки доступа намеренно устанавливаются без включения безопасности, чтобы их можно было использовать как бесплатную услугу. Предоставление доступа к Интернет-соединению таким образом может нарушить Условия обслуживания или договор с ISP. Эти действия не влекут за собой санкции в большинстве юрисдикций; однако законодательство и судебная практика значительно различаются в разных странах мира. Предложение оставить граффити, описывающее доступные сервисы, было названо warchalking.

Накладывание мусора часто происходит непреднамеренно - технически незнакомый пользователь может не изменить "незащищенные" настройки по умолчанию для своей точки доступа, а операционные системы могут быть настроен для автоматического подключения к любой доступной беспроводной сети. Пользователь, который запускает портативный компьютер вблизи точки доступа, может обнаружить, что компьютер подключился к сети без каких-либо видимых признаков. Более того, пользователь, намеревающийся присоединиться к одной сети, может вместо этого оказаться в другой, если последняя имеет более сильный сигнал. В сочетании с автоматическим обнаружением других сетевых ресурсов (см. DHCP и Zeroconf ) это может привести к тому, что пользователи беспроводной сети будут отправлять конфиденциальные данные не тому посреднику при поиске пункта назначения (см. Атака "человек посередине" ). Например, пользователь может непреднамеренно использовать незащищенную сеть для входа на веб-сайт, тем самым делая учетные данные для входа доступными любому слушающему, если веб-сайт использует небезопасный протокол, такой как простой HTTP без TLS.

Неавторизованный пользователь может получить информацию о безопасности (заводская кодовая фраза и / или PIN-код защищенной настройки Wi-Fi) с метки на точке беспроводного доступа, может использовать эту информацию (или подключиться с помощью Wi-Fi Protected Кнопка настройки) для совершения несанкционированных и / или незаконных действий.

Социальные аспекты

Беспроводной доступ в Интернет стал более прочным в обществе. По состоянию на 2020 год «53 процента пользователей Интернета в США сочли бы« очень трудным »отказаться от доступа в Интернет по сравнению с 38 процентами в 2006 году». Таким образом, во многом изменилось то, как функционирует общество.

Цифровой разрыв

Ранее было обнаружено, что доступ к компьютерам и Интернет создали цифровой разрыв во всем мире. В 1997 году исследование, проведенное Национальным управлением по телекоммуникациям и информации в США, показало, что существует разделение по этническому признаку в отношении владения персональным компьютером и доступа к сети. Структура домохозяйства также оказала влияние, и домохозяйства с детьми в возрасте до 15 лет, где женщины были главой семьи, отставали. Кроме того, люди с высшим образованием чаще имели доступ к Интернету, чем те, у кого его не было. В более поздних исследованиях, проведенных Министерством торговли США (2000 и 2002 гг.) И Министерством труда США (2004 г.), показано, что цифровой разрыв начинает сокращаться. Причиной этого может быть использование Wi-Fi.

Раннее исследование показало, как пол может повлиять на использование компьютеров, и что многие технологии были ориентированы на мужчин. Это также показывает, что больше мужчин имеют доступ к широкополосному подключению и, следовательно, больше мужчин используют беспроводные высокоскоростные подключения. Однако в более поздних исследованиях этот разрыв уменьшился и даже показал, что в сети больше женщин, чем мужчин. Причиной сокращения цифрового разрыва по признаку пола является растущий доступ к Wi-Fi и, следовательно, Интернету.

Что касается цифрового разрыва, основанного на этнической принадлежности, исследования показывают, что выходцы из Латинской Америки а у чернокожих меньше шансов быть в сети или иметь компьютер. Исследование, проведенное Хорриган в 2007 году, также показало, что 67 процентов пользователей, использующих беспроводное соединение для доступа в Интернет, были белыми, 12 процентов - черными и 14 процентов - латиноамериканцами. С другой стороны, может показаться, что цифровой разрыв, основанный на этнической принадлежности, становится меньше. Латиноамериканцы, у которых уже есть доступ к сети, осваивают новые технологии быстрее, чем население в целом. Чернокожие также быстро осваивают широкополосные технологии и все чаще используют Интернет.

Еще одним аспектом цифрового разрыва является возраст. Старшее поколение с меньшей вероятностью будет использовать Интернет через беспроводное соединение, в то время как молодые люди быстрее всех осваивают беспроводные технологии. Люди в возрасте от 50 до 64 лет или от 65 лет и старше с меньшей вероятностью получат доступ к Интернету через беспроводное соединение при группе пользователей 19 и 3 процентов соответственно. Для сравнения, 30 процентов людей в возрасте от 18 до 29 лет и 49 процентов людей в возрасте от 30 до 49 лет имеют доступ в Интернет через Wi-Fi.

Влияние на развивающиеся страны

Более половины населения мира не имеет доступа к Интернету, особенно сельские районы в развивающихся странах. Технологии, внедренные в более развитых странах, часто являются дорогостоящими и низкоэффективными. Это привело к тому, что развивающиеся страны стали использовать больше низкотехнологичных сетей, часто внедряя возобновляемые источники энергии, которые можно поддерживать исключительно за счет солнечной энергии, создавая сеть, устойчивую к сбоям, таким как перебои в подаче электроэнергии. Например, в 2007 году была построена сеть 450 км между Кабо Пантоха и Икитос в Перу, в которой все оборудование питается только от солнечных панелей. Эти сети Wi-Fi большого радиуса действия имеют два основных назначения: предлагают доступ в Интернет для населения в изолированных деревнях и для оказания медицинской помощи изолированным общинам. В случае вышеупомянутого примера он соединяет центральную больницу в Икитосе с 15 медицинскими пунктами, предназначенными для удаленной диагностики.

Студенты и обучение

Исследование Ellore et al. показывает, что онлайн-медиа для образования и необразования не имеют существенной связи с успеваемостью. Их результаты показывают, что учащиеся не отвлекаются от своих академических обязанностей просмотром или прослушиванием контента в Интернете и, похоже, эффективно управляют доступным временем. Исследование также предоставляет доказательства того, что время, проведенное на Facebook, не оказывает отрицательного влияния на успеваемость студента.

Рабочие привычки

Доступ к Wi-Fi в общественных местах, таких как кафе или парки, позволяет людям, в особенности фрилансерам, работать удаленно. В статье 2009 года отмечается, что наличие беспроводного доступа позволяет людям выбирать из широкого спектра мест для работы. В то время как доступность Wi-Fi является самым сильным фактором при выборе места работы (75% людей выбрали бы место, которое предоставляет Wi-Fi, а не другое), другие факторы влияют на выбор конкретной точки доступа. Они варьируются от доступности других ресурсов, таких как книги, местоположения рабочего места и социального аспекта встречи с другими людьми в одном месте. Более того, увеличение числа людей, работающих в общественных местах, приводит к увеличению числа клиентов для местных предприятий, что создает экономический стимул для региона.

Кроме того, в том же исследовании было отмечено, что беспроводное соединение обеспечивает большую свободу передвижения во время работы. Как при работе дома, так и в офисе он позволяет перемещаться между разными комнатами или зонами. В некоторых офисах (особенно в офисах Cisco в Нью-Йорке) у сотрудников нет рабочих столов, но они могут работать из любого офиса, подключив свой ноутбук к Wi-Fi точка доступа.

Жилье

Интернет стал неотъемлемая часть жилого. 81,9% американских семей имеют доступ в Интернет. Кроме того, 89% американских семей с широкополосным доступом подключаются с помощью беспроводных технологий. Таким образом, 72,9% американских домохозяйств имеют Wi-Fi.

Агенты по недвижимости сообщают о растущем числе покупателей, которые отказываются покупать дома без высокоскоростного Интернета. Это может быть отражено в ценах на жилье, связанных с доступом к высокоскоростному Интернету.

В период с 2011 по 2013 годы Университет Колорадо провел исследование, в котором сравнивались цены на 520 000 домов. Это исследование, а также исследования, проведенные Университетом Висконсина, показали, что доступ к Интернету может добавить 11 815 долларов к стоимости загородного дома за 439 000 долларов.

Кроме того, оптоволоконное соединение - самая высокая скорость интернет-соединения. существующая по состоянию на 2020 год, может добавить, согласно исследованию Университета Колорадо и Карнеги-Меллона, 5437 долларов к цене дома за 175 000 долларов.

Сети Wi-Fi также повлияли на то, как интерьер домов и обустроены гостиницы. Например, архитекторы рассказали, что их клиентам больше не нужна только одна комната в качестве домашнего офиса, но они хотели бы работать у камина или иметь возможность работать в разных комнатах. Это противоречит ранее существовавшим представлениям архитектора об использовании спроектированных им комнат. Кроме того, некоторые отели отметили, что гости предпочитают останавливаться в определенных номерах, поскольку они получают более надежную сеть Wi-Fi.

Проблемы со здоровьем

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) говорит, что «воздействия радиочастотных полей от базовых станций и беспроводных сетей не ожидается», но отмечает, что они продвигают исследования эффектов от других радиочастотных источников. Хотя Международное агентство ВОЗ по изучению рака (IARC) позже классифицировало радиочастотные электромагнитные поля (ЭМП) как «возможно канцерогенные для человека (Группа 2B ) «(категория, используемая, когда« причинная связь считается достоверной, но когда случайность, предвзятость или смешение не могут быть исключены с разумной уверенностью »), эта классификация была основана на рисках, связанных с использованием беспроводных телефонов, а не сетей Wi-Fi.

Агентство по охране здоровья Соединенного Королевства сообщило в 2007 году, что воздействие Wi-Fi в течение года приводит к «одинаковому количеству излучения от 20-минутного разговора по мобильному телефону».

Обзор исследований с участием 725 человек, заявивших о электромагнитной гиперчувствительности, «... предполагает, что« электромагнитная гиперчувствительность »не связана с наличием ЭМП, хотя необходимы дополнительные исследования этого явления. «

Альтернативы

Несколько других« беспроводных »технологий в некоторых случаях предоставляют альтернативы Wi-Fi:

  • Bluetooth, сеть ближнего действия
  • Bluetooth Low Energy, a вариант с низким энергопотреблением
  • Zigbee, с низким энергопотреблением, низкой скоростью передачи данных и близостью
  • Сотовые сети, используемые смартфонами
  • WiMax, обеспечивают беспроводное подключение к Интернету извне дома

Некоторые альтернативы - «без новых проводов», повторное использование существующего кабеля:

Несколько w Технологии ired для компьютерных сетей предоставляют в некоторых случаях жизнеспособные альтернативы, в частности:

См. также
Ссылки
Примечания
Дополнительная литература
Последняя правка сделана 2021-06-20 15:04:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте