Сьогодні більшість пристроїв забезпечується спеціалізованими радіомодулями, які за допомогою технології Wi-Fiможуть зв'язуватися з іншими пристроями. Але основне призначення даного модуля- Вихід в інтернет на високій швидкості.

Незважаючи на розвиток сучасних технологій, провайдери все ще надають інтернет за провідною технологією. Саме тому на зміну дротовим роутерам прийшли роутери, що працюють за технологією Wi-Fi. Дані пристрої забезпечують одночасний доступ до одного інтернет-каналу багатьох пристроїв.

Визначення роутера

Роутер (або маршрутизатор) насправді є свого роду міні комп'ютером. Він виконує функції розподілу ресурсів інтернет-каналу. Зона покриття Wi-Fi-роутера може бути дуже різною, все залежить від моделі та її типу.

Використовується роутер як точка доступу, яка виконує такі функції:

• пересилання пакетів з даними між окремими сегментами однієї мережі;
• пов'язує різні мережі між собою (кожна мережа може мати свою власну архітектуру);
• може здійснювати пересилання різної інформації з урахуванням топології мережевої архітектури.

Є певна схожість між маршрутизатором і хабом (концентратором). Полягає воно в різному мережному рівні, на яких працюють ці два пристрої. Роутер працює на 3-й мережній моделі під назвою OSI. Хаб ж працює на 1-му рівні або на 2-му.

Призначення роутера

Wi-Fi-роутер призначений організації мережевого простору. Причому застосовується він не тільки як мост для створення зв'язку між інтернет-провайдером і різними мережевими пристроями, але також як сполучна ланка між різними пристроями локальної мережі.

Існує три основні призначення Wi-Fi-роутера:

Принцип роботи роутера

Принцип роботи всіх роутерів різних типів(переносних, домашніх, провідних та бездротових) практично не відрізняється. Полягає він у знаходженні за спеціальною таблицею, що міститься в пам'яті роутера, адреси одержувача даних, що передаються. У разі відсутності необхідного адресата, пакет просто не обробляється, обнулюється.

Таблиця маршрутизації виглядає приблизно так:

Також інформація може передаватися деякими іншими способами, за яких використовується:

• адреса відправника;
• протоколи різних рівнів;
• вміст назв мережевих пакетів;
• різна інша інформація.

Багато роутерів можуть здійснювати наступні операції:

• транслювати адреси як одержувача, так і відправника;
• фільтрувати транзитний потік даних;
• шифрувати та розшифровувати дані.

Огляд роутерів

Існує безліч моделей роутерів різних типів.

Умовно їх можна розділити на такі категорії:

Також роутери поділяються за типом підключення:

Домашній роутер - найбільш часто зустрічається варіант концентратора. Дане мережеве обладнання має дещо більші габаритні розміри, ніж інші типи (внутрішні, міні та автомобільні).

Але мають ряд переваг перед своїми побратимами:

• велика зона покриття;
• простота налаштування;
• зручність експлуатації.

Чудова модель домашнього роутера з компромісною ціною - TP-Link TL-WR841N. Його робота досить стабільна, а вартість невисока.

Фото: оптимальне співвідношення ціна — якість

Автомобільні роутери - найменшіатюрні з усіх різновидів. Вони відрізняються дуже компактними розмірами. Також часто виробники оснащують його протиударним корпусом. До недоліків можна зарахувати невелику зону покриття. Живлення здійснюється зазвичай від автомобільної проводки – де є напруга 12 (В).

Одна з найпоширеніших моделей роутерів 3G-UMTS ZTE MF60. Відрізняється компактністю та досить довго тримає заряд батареї.

Міні-роутери мають дуже скромні габаритні розміри. Вони дозволяють використовувати його навіть у місцях, де кількість вільного простору дуже обмежена. Цей різновид мережевих пристроїв також іноді називають кишеньковим Wi-Fi роутером.

Роутери для телевізора – вузькоспеціалізоване обладнання, призначене для підключення до телевізора. Використовується з різними моделями, які мають можливість підключення до інтернету.

3G Wi-Fi роутери – концентратори, що мають можливість підключатися до стільникової мережііз засобів технології 3G.Оснащуються спеціальним радіомодулем, що дозволяє здійснювати комунікацію через звичайну сім-карту оператора стільникового зв'язку. Одним із найпопулярніших роутерів такого типу є H25A 3G WiFi.

Зовнішніми Wi-Fi-роутерами називають всі роутери, що знаходяться поза персонального комп'ютера. Внутрішні роутери зазвичай є невеликим розміром плати, що поміщаються всередину системного блокуперсональний комп'ютер. За своїм функціоналом вони мало різняться. У деяких випадках внутрішні роутери зручніші, тому що їх можна легко розмістити всередині корпусу. І вони не займають місце на столі чи іншому місці.

Ні чим відрізнятись роутери один від одного глобально не можуть. В основі роботи всіх пристроїв лежить той самий принцип.

Таблиця вартості роутерів

Роутери поділяються на різні категорії не лише за типами, але й за вартістю. Що робить вибір відповідної моделі набагато легше - можна легко підібрати як дуже дорогу модель з безліччю додаткових функцій, так і найдешевшу.

Функції та характеристики роутерів

Для комфортної роботи вдома або в офісі необхідний Wi-Fi-роутер, що вміє підтримувати досить широкий канал, а також мати гарні експлуатаційні характеристики:

• Одна з найважливіших характеристик роутерів – підтримка таких стандартів, як IEEE 802.11g, IEEE 802.11n. У першому випадку можливий обмін даними на швидкості 54 Мбіт/с через шлюз, у другому випадку - до 600 Мбіт/с;
• бажано наявність USB-порту та можливості використання технології 3G для підключення до інтернету. Це дозволить уникнути наявності великої кількості різноманітних проводів під ногами;
• бажано щоб роутер підтримував роботу з такими протоколами, як L2TP та PPTP. В іншому випадку робота з деякими Інтернет-провайдерами буде просто неможлива (наприклад, з "Білайн").

Відео: огляд Wi-Fi роутер "Upvel UR-309BN"

Можливості та відмінності роутерів

Wi-Fi-роутер має безліч можливостей:

• у більшості моделей є можливість підключення не тільки за допомогою Wi-Fi, але також з використанням звичайного кабелю мережі (витої пари). Що дозволяє об'єднувати ПК одну мережу для обміну даними між ними;
• роутер закріплює за кожним пристроєм мережі персональну IP-адресу від DHCP-сервера;
• інтернет канал від провайдера може підключатися до роутера за допомогою інтерфейсу WAN;
• багато маршрутизаторів оснащуються USB-роз'ємами.

Також деякі роутери можуть відрізнятись від своїх побратимів наявністю різних додаткових можливостей:

• VoIP модуль дозволяє користуватися послугами IP-телефонії (на корпусі є спеціальний роз'єм для підключення телефонної лінії);
• наявність USB-роз'єму дозволяє підключати різні пристроїбезпосередньо до роутера.

Зазвичай чим дорожча модель маршрутизатора, тим більшими можливостями він має. Багато хто не знає, як використовувати різні додаткові функції– вся необхідна інформація є у супровідній документації пристрою. З кожним роком виробник все сильніше спрощує технологію налаштування та використання своїх пристроїв, тим самим роблячи Wi-Fi інтернет все більш доступним для широких мас.

Більшість навіть не дуже досвідчених користувачів вже давно знає, що означає словосполучення Wi-Fi-роутер. Оскільки інтернет та бездротові технологіїзв'язки вже дуже щільно увійшли до нашого життя. Саме тому в більшості сучасних будинків та квартир є пристрій, що виконує функцію розподілу інтернету між окремими пристроями.

Пишу цю статтю для тих користувачів-початківців, яким знайомі кажуть: «Купи роутер і не мучся», але недостатньо докладно пояснюють, що це таке, а звідси питання у мене на сайті:

• Навіщо потрібний Wi-Fi роутер?
• Якщо у мене немає дротового Інтернету та телефону, чи можу я купити роутер і сидіти в Інтернеті по Wi-Fi?
• Скільки буде коштувати бездротовий Інтернетчерез роутер?
• У мене є Wi-Fi у телефоні чи планшеті, але він не підключається, якщо купити роутер, він буде працювати?
• А чи можна зробити, щоб Інтернет був відразу на кількох комп'ютерах?
• Чим відрізняється роутер від маршрутизатора?

Комусь такі питання можуть здатися зовсім наївними, але я все-таки вважаю, що вони цілком нормальні: не кожна людина, особливо старшого покоління, повинна (і може) знатися на тому, як працюють усі ці бездротові мережі. Але, гадаю, для тих, хто виявив бажання розібратися, я зможу пояснити, що до чого.

Wi-Fi роутер або бездротовий маршрутизатор

Насамперед: роутер та маршрутизатор - це синоніми, просто раніше таке слово як router (а так називається цей пристрій в англомовних країнах) було прийнято перекладати російською мовою, в результаті виходив «маршрутизатор», тепер частіше просто читають латинські символи російською: маємо «роутер».

Типові Wi-Fi роутери

Якщо йдеться про Wi-Fi роутер, то мається на увазі можливість пристрою працювати за бездротовими протоколами зв'язку, при цьому більшість побутових моделей роутерів підтримують і провідне підключення.

Навіщо потрібен Wi-Fi роутер

Якщо подивитися у Вікіпедію, можна виявити, що призначення маршрутизатора - об'єднання сегментів мережі. Незрозуміло для рядового користувача. Спробуємо інакше.

Звичайний домашній Wi-Fiроутер об'єднує підключені до нього пристрої в будинку або офісі (комп'ютери, ноутбуки, телефон, планшет, принтер, телевізор Smart TV та інші) локальну мережуі, навіщо його власне, більшість людей і купують, дозволяє користуватися Інтернетом з усіх пристроїв одночасно, без дротів (по Wi-Fi) або з ними, за наявності лише однієї лінії провайдера у квартирі. Зразкову схему роботи ви можете побачити на зображенні.

Відповіді на деякі питання з початку статті

Підсумовую вищезгадане і відповідаю на запитання, ось що маємо: для використання Wi-Fi роутера з метою доступу в Інтернет, потрібен сам цей доступ, який маршрутизатор вже «роздаватиме» на кінцеві девайси. Якщо використовувати роутер, не маючи провідного підключення до Інтернету (частина роутерів підтримують інші види підключення, наприклад - 3G або LTE), то за допомогою нього можна буде лише організувати локальну мережу, забезпечивши обмін даними між комп'ютерами, ноутбуками, мережевим друком та інші подібного роду. функції.

Ціна Інтернету по Wi-Fi (якщо використовується домашній роутер) не відрізняється від такої для проводового Інтернету - тобто якщо у вас був безлімітний тариф, Ви продовжуєте платити стільки ж, як раніше. При мегабайтній оплаті, ціна залежатиме від сумарного трафіку всіх пристроїв, підключених до роутера.

Налаштування роутера

Одне з основних завдань, з якою стикається новий власник Wi-Fi роутера – це його налаштування. Для більшості російських провайдерів потрібно налаштувати параметри Інтернет-підключення в самому роутері (він виступає комп'ютером, який підключається до Інтернету – тобто якщо раніше ви запускали підключення на ПК, то при організації Wi-Fi мережі, сам роутер повинен встановлювати це підключення). Див.

Для деяких провайдерів як таке налаштування підключення в роутері не потрібно - маршрутизатор, будучи підключеним до кабелю Інтернет із заводськими налаштуваннями відразу працює. У цьому випадку, слід потурбуватися про налаштування безпеки Wi-Fi мережі, щоб унеможливити підключення до неї сторонніх осіб.

Висновок

Підсумовуючи, Wi-Fi роутер – корисний пристрій для будь-якого користувача, у якого в будинку є хоча б пара речей із можливістю виходу в Інтернет. Бездротові маршрутизатори для домашнього використання недорогі, забезпечують високу швидкість доступу до Інтернету, зручність використання та економію порівняно з використанням мереж стільникового зв'язку(Поясню: у деяких є вдома провідний інтернет, але на планшетах та смартфонах вони завантажують програми по 3G, навіть у межах квартири. І тут просто нераціонально не купувати роутер).

Wi-Fi - це сучасна технологіябездротового з'єднання комп'ютерів, ноутбуків та смартфонів в одну мережу та підключення їх інтернету. Докладніше про Wi-Fi, про те, як налаштувати його на своєму комп'ютері, ви можете прочитати у статті .

Принцип роботи Wi-Fi

Бездротове підключення комп'ютерів до Інтернету відбувається завдяки використанню радіохвиль і за принципом дії не відрізняється від роботи радіостанцій, стільникових телефонів і телевізійних приймачів. Єдина суттєва відмінність Wi-Fi – це використання більш високих частот, ніж у радіозв'язку та телетрансляціях (2,4 ГГц або 5 ГГц). Робота на таких частотах дозволяє передавати великі обсяги інформації.

Для здійснення бездротового доступув інтернет необхідний маршрутизатор (роутер) із вбудованим модулем приймання-передачі радіосигналів та аналогічний модуль, вмонтований у комп'ютер чи ноутбук. Роутер підключається до мережі інтернет мережному кабелючерез будь-якого провайдера. По кабелю цифровий сигнал з інтернету подається на маршрутизатор, де він перетворюється на радіохвилі. Роутер посилає радіосигнал на модуль прийому комп'ютера, який знову перетворює його на цифровий. Аналогічно цифровий сигнал із ноутбука кодується модулем передачі в радіосигнал, передається "по повітрю" на роутер, перетворюється там на цифровий і відправляється у всесвітню мережу.

Як працює Wi-Fi роутер

Маршрутизатори здатні передавати сигнал із інтернету більше, ніж на один пристрій. Це дозволяє по одному мережному кабелю виходити в інтернет відразу зі стаціонарного комп'ютера, ноутбука, планшета і т.д. Зона дії сучасних роутерів – 50-100 метрів (за відсутності перешкод). Це дозволяє людині вільно пересуватися по квартирі з мобільним пристроєм, не втрачаючи при цьому зв'язку зі всесвітнім павутинням.

Пам'ять роутера містить таблицю маршрутизації, в якій зберігаються шляхи до всіх підключених пристроїв. Ширина каналу доступу в інтернет, що надається провайдером, також розподіляється між усіма мобільними та стаціонарними пристроями. Слід зазначити, що з'єднання через Wi-Fi через роутер зручне для спілкування в соцмережах або по скайпу. електронної пошти, інтернет-серфінгу. Для онлайн перегляду об'ємного відео або завантаження файлів більше підійде мережне підключення.

Як працює Wi-Fi на ноутбуці

Більшість сучасних ноутбуків оснащені вбудованим модулем приймання-передачі радіосигналів, що підтримує Wi-Fi з'єднання з інтернет. У таких пристроїв зазвичай є наклейка з логотипом Wi-Fi. Мережеве обладнання для бездротових з'єднаньвиробляється багатьма компаніями, що застосовують для цього різні технічні рішення. Однак наявність логотипу Wi-Fi говорить споживачам про те, що виробники використовують єдиний стандарт зв'язку, і пристрої від різних компаній будуть сумісними, тобто зможуть працювати один з одним в одній мережі.

До сьогоднішнього дня ви, швидше за все, представляли бездротову мережу як набір чорних ящиків, які можна використовувати, не знаючи, як вони працюють. У цьому немає нічого дивного, адже саме так більшість людей ставиться до всіх технологій, що їх оточують. Зокрема, немає потреби турбуватися про технічні вимоги специфікації 802.11b при підключенні вашого портативного комп'ютера до мережі. В ідеальному випадку (ха!) вона має запрацювати відразу після включення живлення.

Але сьогоднішня бездротова мережакардинально відрізняється від радіо, яким користувалися на початку XX століття. Технології передачі тоді не було, але в налаштування звичайного радіоприймача йшла маса часу.

Тому ті, хто мав уявлення про те, що відбувається за панеллю від Bakeliic-Dilecto, могли ефективно використовувати радіоапаратуру, ніж ті, хто розраховував просто включити тумблер.

Щоб найефективніше використовувати технологію демонів провідної мережі, як і раніше важливо розуміти, що саме відбувається всередині пристрою (або в даному випадку всередині кожного з пристроїв, що становлять мережу). Цей розділ описує стандарти та специфікації управління бездротовими мережами і пояснює, яким чином дані передаються по мережі від одного комп'ютера до іншого.

Коли мережа працює правильно, її можна використовувати, не замислюючись про всі начинки: просто клацніть по кількох іконках на екрані вашого комп'ютера - і ви в мережі. Але коли ви розробляєте та створюєте нову мережуабо коли хочете підвищити ефективність існуючої, важливим може бути знання того, як дані потрапляють з одного місця в інше. А якщо мережа ще й некоректно працює, вам знадобиться знання основ технології передачі даних для виконання будь-якої діагностики. Кожна нова технологія проходить стадію налагодження (рис. 1.1).

Рис. 1.1

У передачі даних через бездротову мережу беруть участь три елементи: радіосигнали, формат даних і структура мережі. Кожен з цих елементів не залежить від двох інших, тому коли ви розробляєте нову мережу, необхідно розібратися з усіма трьома. З погляду знайомої еталонної моделі OSI ( Open terns Interconnection- взаємодія відкритих систем) радіосигнали діють фізично, а формат даних управляє декількома з верхніх рівнів. У мережеву структуру входять адаптери інтерфейсів та базові станції, які передають та приймають радіосигнали.

У бездротовій мережі адаптери на кожному комп'ютері перетворюють цифрові дані на радіосигнали, які вони передають на інші мережні пристрої. Вони ж перетворюють вхідні радіосигнали від зовнішніх мережевих елементів у цифрові дані. IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers- Інститут інженерів (не електротехніки та електроніки) розробив набір стандартів та специфікацій для бездротових мереж під назвою «IEEE 802.11», що визначає форму та зміст цих сигналів.

Базовий стандарт 802.11 (без індексу "Ь" на кінці) був прийнятий у 1997 році.

Він орієнтувався на кілька бездротових середовищ: два види радіопередачі (які ми представимо в цьому розділі далі) та мережі з використанням інфрачервоного випромінювання. Більш сучасний стандарт 802.11b забезпечує додаткові специфікації для бездротової мережі Ethernet. Подібний документ, IEEE 802.11a, описує бездротові мережі, які працюють на більш високих швидкостях та інших радіочастотах. Інші стандарти радіомережі 802.11 із відповідною документацією також готуються до публікації.

На сьогоднішній день найбільш широко використовуваною специфікацією є 802.11b. Це стандарт де-факто, який використовується практично в кожній Ethernet-мережі, і ви напевно стикалися з ним в офісах, громадських місцях та більшості внутрішніх мереж. Варто звертати увагу і на розвиток інших стандартів, проте на Наразі 802.11b найбільш придатний для використання, особливо якщо ви розраховуєте підключатися до мереж, де не можете самостійно керувати всім обладнанням.

Примітка

Хоча бездротові мережі, представлені у цій книзі, відповідають переважно стандарту 802.11Ь, більшість відомостей належить і до інших видів мереж 802.11.

Слід пам'ятати про два основні абревіатури у стандартах бездротової мережі: WECA та Wi-Fi. WECA ( Wireless Ethernet Compatibility Alliance- Альянс сумісності бездротового обладнання Ethernet) є промисловою групою, до якої входять всі основні виробники обладнання 802.11b. Їх завданням є тестування та гарантія можливості спільної роботи в одній мережі бездротових мережевих пристроїв всіх складових членство компаній, а також просування мереж 802.11 як всесвітнього стандарту для бездротових мереж. Маркетингові таланти з WECA по-дружньому назвали специфікації 802.11 Wi-Fi (скорочення від Wireless Fidelity - бездротова якість) і змінили власне ім'я на Wi-Fi Alliance(Альянс Wi-Fi).

Двічі на рік Альянс проводить «аналіз сумісності», коли інженери багатьох фірм-виробників підтверджують, що їх обладнання відповідним чином буде взаємодіяти з обладнанням від інших постачальників. Мережеве обладнання, що має логотип Wi-Fi, сертифіковане як відповідне релевантним стандартам і тести на взаємодію. На рис. 1.2 показано логотип Wi-Fi на мережевих адаптерах від двох різних виробників.

Рис. 1.2

Радіосигнали

Мережі 802.11b працюють у спеціальному діапазоні радіочастот 2,4 ГГц, який зарезервований у більшості країн світу для неліцензованих радіослужб з'єднань точка-точка з розподілом спектра.

Неліцензований означає, що будь-хто, хто використовує обладнання, що відповідає технічним вимогам, може передавати та приймати радіосигнали на цих частотах, не отримуючи ліцензію на радіостанцію. На відміну від більшості радіослужб, які вимагають ліцензії на право ексклюзивного використання частоти для окремого користувача або групи користувачів і які обмежують використання даної частоти певною службою, неліцензована служба є загальнодоступною, і кожен має рівні права на ту саму ділянку спектра. Теоретично технологія радіо з розподілом спектра уможливлює співіснування з іншими користувачами (в розумних межах) без значних взаємних перешкод.

Радіослужба з'єднання точка-точка ( point-to-point) керує комунікаційним каналом, який переносить інформацію від передавача до окремого приймача. Протилежністю такому з'єднанню є широкомовна ( broadcast) служба (наприклад, радіо або телевізійна станція), яка відправляє один і той же сигнал великій кількості приймачів одночасно.

Розширеним спектром ( spread spectrum) називається ряд способів передачі окремого радіосигналу з використанням щодо широкого сегмента радіоспектру. У бездротових мережах Ethernet використовують дві різні системи радіопередачі з розширеним спектром, звані FHSS (частотне розширення спектра) і DSSS (розширення спектра із прямою послідовністю). У деяких старших мережах 802.11 використовується повільніша FHSS-система, але в сучасному поколінні 802.11b та ​​802.11а бездротових мереж Ethernet використовується DSSS.

У порівнянні з іншими типами сигналів, що використовують окремий вузький канал, радіозв'язок із розширеним спектром забезпечує кілька важливих переваг. Розширеного спектра більш ніж достатньо передачі додаткової енергії, тому радіопередавачі можуть працювати дуже малої потужності. Оскільки вони діють відносно широкому діапазоні частот, то менш чутливі до перешкод від інших радіосигналів і електричного шуму. Це означає, що сигнали можна використовувати в середовищах, де традиційний вузькосмуговий тип прийняти і розпізнати неможливо, а оскільки сигнал з частотним розширенням спектра переміщається по безлічі каналів, неавторизовані абоненту гранично важко перехопити і декодувати його вміст.

Технологія розширеного спектра має цікаву історію. Вона була винайдена актрисою Хейді Ламарр ( Hedy Lamarr) та американським композитором-авангардистом Джорджем Антейлом ( George Antheil) як «секретна комунікаційна система» для зв'язку з радіокерованими торпедами, яка мала глушитися ворогом. Перед своєю появою в Голлівуді Ламарр одружилася з постачальником військового спорядження в Австрії, де їй доводилося чути про проблеми з торпедами на званих обідах з клієнтами її чоловіка. Через роки, під час Другої світової війни, вона вигадала концепцію зміни радіочастот для протистояння перешкодам.

Антейл став відомим, змусивши цю ідею працювати. Його найпопулярнішою композицією була робота «Балет «Механіка» ( Ballet Mechanique), партитура якої складалася з 16 піаністів, двох авіаційних пропелерів, чотирьох ксилофонів, чотирьох басових барабанів та сирени. Він застосував той самий різновид механізму, яку раніше використовував при синхронізації піаністів, для зміни радіочастот при передачі з розширеним спектром. Початкова система на основі перфорованої паперової стрічки мала 88 різних радіоканалів – по одному для кожної з 88 клавіш піаніно.

Теоретично той же метод міг бути використаний для передачі голосу та даних, але за часів електронних ламп, паперової стрічки та механічної синхронізації весь процес був надто складний для реального створення та використання. До 1962 року твердотілі електронні компонентизамінили електронні лампи та клавіатури піаніно, і технологія була використана на судах ВМФ США для секретного зв'язку під час кубинської кризи. У наші дні радіозв'язок із розширеним спектром використовується в американській системі супутникового зв'язку Air Force Space Command's Milstar, в цифрових стільникових телефонахта у бездротових мережах.

Частотне розширення спектру (FHSS)

Початкова розробка Ламарр та Антейла для радіо з розширеним спектром ґрунтувалася на системі частотного зсуву. Як випливає з назви, технологія FHSS поділяє радіосигнал на малі сегменти і протягом секунди він багаторазово перескакує з однієї частоти на іншу під час передачі даних цих сегментів. Передавач та приймач використовують синхронізовану модель зсуву, яка визначає порядок використання різних підканалів.

Системи на базі FHSS маскують перешкоди від інших користувачів, використовуючи уеколосний сигнал несучої, який багаторазово змінює частоту протягом кожної секунди. Додаткові пари передавачів і приймачів одночасно можуть використовувати різні моделі зсуву в тому самому наборі підканалів. У будь-який окремий момент часу кожна передача, швидше за все, використовує свій підканал, тому між сигналами перешкод не виникає. Коли трапляється конфлікт, система повторно відправляє той же пакет доти, доки приймач не отримає вірну копію і не відправить підтвердження про прийом назад на станцію, що передає.

Для бездротових служб передачі даних неліцензований діапазон 2,4 ГГц ділиться на 75 підканалів шириною 75 МГц. Оскільки кожен частотний стрибок буде невеликою затримкою потоку даних, передача на основі FHSS здійснюється відносно повільно.

Розширення спектра із прямою послідовністю (DSSS)

У технології DSSS передачі радіосигналу по одному каналу шириною 22 МГц без зміни частот використовується метод, званий 11-символьной послідовністю Баркера ( Barker). Кожен зв'язок із застосуванням DSSS використовує лише один канал без будь-яких стрибків між частотами. Як показано на рис. 1.3 при DSSS-передачі задіюється велика смуга частот, але менша потужність, ніж при традиційному сигналі. Цифровий сигналліворуч є традиційну передачу, при якій потужність концентрується в межах вузької смуги частот. DSSS-сигнал зліва використовує ту саму кількість потужності, але розподіляє цю потужність на ширший діапазон радіочастот. Очевидно, що DSSS-канал із шириною 22 МГц є ширшим, ніж канали із шириною 1 МГц, що використовуються у FHSS-системах.

DSSS-передавач розбиває кожен біт у вихідному потоці даних на серії двійкових бітових моделей, званих чіпами, і передає їх на приймач, який відновлює з чіпів потік даних, ідентичний вихідному.

Оскільки найбільша перешкода, швидше за все, займає вужчу смугу частот, ніж DSSS-сигнал, і кожен біт ділиться на кілька чіпів, приймач може ідентифікувати шум і анулювати його перед декодуванням сигналу.

Аналогічно іншим мережевим протоколам DSSS бездротовий зв'язок здійснює обмін повідомленнями про квитування ( handshaking) у межах кожного пакета даних для підтвердження того, що приймач може розпізнати кожен пакет. Стандартна швидкість передачі даних у мережі DSSS 802.11b становить 11 Мбіт/с. Коли якість сигналу падає, передавач і приймач використовують процес, що називається динамічним зсувом швидкості ( dynamic rate shifting) для її зниження аж до 5,5 Мбіт/с. Швидкість може знижуватися через наявність джерела електричного шуму поруч із приймачем або через те, що передавач і приймач розташовані дуже далеко друг від друга. Якщо величина 5 Мбіт/с, як і раніше, занадто велика для управління зв'язком, швидкість падає знову, аж до 2 Мбіт/с або навіть 1 Мбіт/с.

Рис. 1.3

Розподіл частот

За міжнародною угодою ділянку радіочастотного спектру близько 2,4 ГГц передбачається резервувати під неліцензовані промислові, наукові та медичні служби, включаючи бездротові мережі для передачі даних із розширеним спектром. Однак у різних країнах влада приймає дещо відмінні частотні діапазони для точного розподілу частот. У табл. 1.1 представлені розподіли частот у кількох зонах.

Таблиця 1.1.Розподіл неліцензованих частот 2,4 ГГц із розширеним спектром

Регіон - Частотний діапазон, ГГц

Північна Америка – 2.4000 2,4835 ГГц

Європа – 2.4000 2,4835 ГГц

Франція – 2,4465 2.4835 ГГц

Іспанія – 2,445 2,475 ГГц

Японія – 2.471 2,497 ГГц

Будь-яка з країн світу, не включених до цю таблицю, також використовує один із цих діапазонів. Несуттєві відмінності у розподілі частот не є особливо важливими (якщо ви не плануєте вести передачу через кордон між Францією та Іспанією або ким-небудь, що відрізняється рівною мірою), оскільки більшість мереж працюють цілком у межах однієї країни чи регіону, а нормальна зона покриття сигналу зазвичай лежить у межах кількох сотень метрів. Існує також достатнє перекриття між різними національними стандартами, щоб дозволити тому самому обладнанню легально працювати в будь-якій точці світу. Ви можете налаштувати свій мережний адаптер на інший номер каналу, коли ви перебуваєте за кордоном, але майже завжди є можливість підключення до мережі в межах діапазону вашого адаптера.

У Північній Америці Wi-Fi-пристрої використовують 11 каналів. Інші країни авторизують 13 каналів, у Японії їх 14, а у Франції - лише 4. На щастя, у всьому світі набір номерів каналів один і той же, тому канал № 9 у Нью-Йорку використовує точно таку ж частоту, що і канал № 9 у Токіо чи Парижі. У табл. 1.2 представлені канали різних країн та регіонів.

Канада та інші країни користуються тим самим розподілом каналів, як і Сполучені Штати.

Таблиця 1.2.Розподіл бездротових каналів Ethernet

Канал - Частота (МГц) та місцезнаходження

1 - 2412 (США. Європа та Японія)

2 - 2417 (США, Європа та Японія)

3 - 2422 (США, Європа та Японія)

4 - 2427 (США. Європа та Японія)

5 - 2432 (США, Європа та Японія)

6 - 2437 (США. Європа та Японія)

7 - 2442 (США, Європа та Японія)

8 - 2447 (США, Європа та Японія)

9 - 2452 (США, Європа та Японія)

10 - 2457 (США, Європа. Франція та Японія)

11 - 2462 (США, Європа, Франція та Японія)

12 - 2467 (Європа, Франція та Японія)

13 - 2472 (Європа, Франція та Японія)

14 - 2484 (тільки Японія)

Якщо ви не впевнені, які канали використовуються в тій чи іншій країні, проконсультуйтеся в місцевому органі управління для отримання необхідної інформації або використовуйте канали № 10 або № 11, які є скрізь легальними.

Зауважимо, що частота, визначена кожному з цих каналів, насправді є центральною частотоюканалу завширшки 22 МГц. Тому кожен канал перекриває кілька інших, розташованих вище та нижче за нього. Повний діапазон 2,4 ГГц має простір тільки для трьох каналів, що не перетинаються, тому, якщо ваша мережа працює, скажімо, на четвертому каналі, а сусід використовує п'ятий або шостий, кожна мережа детектуватиме сигнали з іншої як перешкоди. Обидві мережі працюватимуть, але ефективність (що відображається в швидкості передачі даних) не буде оптимальною.

Для мінімізації перешкод такого роду спробуйте скоординувати використання каналів із прилеглими мережевими адміністраторами. По можливості кожна мережа повинна використовувати канали, розділені щонайменше смугою 25 МГц або шістьма каналами. Якщо ви намагаєтеся усунути перешкоди між двома мережами, використовуйте один канал зі старшим номером, а інший з молодшим. У разі трьох каналів най найкращим виборомбудуть № 1, 6 та 11, як показано на рис. 1.4. При роботі в більш ніж трьох мережах вам доведеться змиритися з кількістю перешкод, але можна звести їх до мінімуму, призначивши новий канал у проміжку між наявною парою.

Рис. 1.4.

Насправді справа трохи простіше. Ви можете оптимізувати ефективність вашої мережі, тримаючись подалі від каналу, який використовується будь-ким, але навіть якщо ви і ваш сусід перебуваєте в суміжних каналах, мережі можуть працювати практично нормально. Більш ймовірно, що ви зіткнетеся з проблемами перешкод від інших пристроїв, що використовують діапазон 2,4 ГГц, наприклад, бездротових телефонів і мікрохвильових печей.

Специфікації 802.11 та різні національні органи державного регулювання (наприклад, Федеральна комісія зв'язку у Сполучених Штатах) також встановлюють обмеження на значення потужності передавача та коефіцієнта посилення антени, які може використовувати бездротовий пристрій Ethernet. Воно призначене для обмеження відстані, на яку може вестися зв'язок, і, отже, дозволяє більшій кількості мереж працювати в тих самих каналах без перешкод. Ми поговоримо про методи обходу цих обмежень у потужності та розширенні діапазону бездротової мережі без порушення закону нижче.

Процес передачі даних

Отже, у нас є набір радіопередавачів і приймачів, які працюють на одних і тих же частотах і використовують один і той же вид модуляції (модуляцією у зв'язку називається метод додавання деякої інформації, наприклад, голосу або цифрових даних, у радіохвилю). Наступним етапом є надсилання через цю радіоапаратуру деяких мережевих даних. Щоб почати, давайте позначимо загальну структурукомп'ютерних даних та методи, що використовуються в мережі для їх передачі з одного місця до іншого. Це загальновідома інформація, але її виклад займе у мене лише кілька сторінок. Тоді вам буде легше зрозуміти, як працює бездротова мережа.

Біти та байти

Як відомо, обробний пристрій комп'ютера може розпізнавати лише два інформаційні стани: або сигнал присутній на вході пристрою, або його немає. Ці дві умови також позначаються як 1 і 0, або "ввімкнено" та "вимкнено", або знак і пробіл. Кожен приклад 1 чи 0 називається бітом.

Окремі біти не є особливо корисними, але коли ви з'єднуєте вісім з них в рядок (в байт), можна отримати 256 комбінацій. Цього достатньо для присвоєння різних послідовностей усім буквам алфавіту (як малим, так і великим), десяти цифрам від 0 до 9, пробілам між словами та іншим символам, наприклад розділових знаків і деяким буквам, що використовуються в іноземних алфавітах. Сучасний комп'ютеррозпізнає кілька 8-бітових байтів одночасно. Після завершення обробки комп'ютер використовує той самий бітовий код. Результат може бути виведений на принтер, відео або канал передачі даних.

Входи та виходи, про які ми говоримо тут, формують схему комунікацій. Аналогічно процесору комп'ютера канал даних може розпізнавати лише один біт у час. Або сигнал є у лінії, або його немає.

На коротких дистанціях можна надсилати дані кабелю, який переносить вісім (або кратне восьми число) сигналів паралельно через окремі дроти. Очевидно, що паралельне підключення може бути у вісім разів швидше, ніж відправка одного біта по окремому дроту, але ці вісім проводів і коштують у вісім разів дорожче за один. Коли ви надсилаєте дані на довгі відстані, додаткова вартість може стати непомірно високою. А при використанні наявних ланцюгів, наприклад телефонних ліній, ви повинні знайти спосіб відправлення всіх восьми бітів через один і той самий дріт (або інший носій).

Рішенням є передача одного біта в останній момент часу з кількома додатковими бітами і паузами, визначальними початок кожного нового байта. Такий спосіб називається послідовним каналом передачі даних, оскільки ви відправляєте біти один за одним. Не має значення, яке проміжне середовище ви використовуєте передачі бітів. Це можуть бути електричні імпульси у дроті, два різні аудіосигнали, послідовності миготливих індикаторів, навіть пачка записок, прикріплених до ніг поштових голубів. Але у вас повинен бути спосіб перетворення вихідних даних комп'ютера в сигнали, що використовуються середовищем передачі, і їх зворотного перетворення на іншому кінці.

Перевірка помилок

В ідеальному передавальному ланцюгу сигнал, що надходить на один кінець, буде абсолютно ідентичний вихідному. Але в реальному світі практично завжди є певний різновид шуму, який може впроваджуватися в чистий вихідний сигнал. Шум визначається як щось, що додається до вихідного сигналу; він може бути викликаний розрядом блискавки, перешкодою від іншого комунікаційного каналу або нещільного контакту десь у ланцюзі (наприклад, атакою хижого яструба на поштових голубів). Яким би джерелом не було, шум у каналі може пошкодити потік даних. У сучасній комунікаційній системі біти протікають через ланцюг гранично швидко - мільйони за кожну секунду, тому вплив шуму навіть у секунду може знищити достатню кількість бітів, щоб перетворити дані на нісенітницю.

Це означає, що будь-якого потоку даних необхідно включити перевірку помилок. Під час перевірки помилок у кожен байт додається певний різновид стандартної інформації, званої контрольною сумою. Якщо приймальний пристрій виявляє, що контрольна сума відрізняється від передбачуваної, він запитує передавач про повторне відправлення цього ж байта.

Квітування

Зрозуміло, комп'ютер, який створює повідомлення або потік даних, не може просто перейти в оперативний режим і розпочати відправку байтів. Спочатку він повинен сповістити пристрій на іншому кінці, що готовий до надсилання, а необхідний адресат - прийому даних. Для цього сповіщення серії запитів і відгуків квитування повинні супроводжуватися корисними даними.

Послідовність запитів може виглядати так:

Джерело:Гей, точка призначення! У мене є для тебе деякі дані.

Точка призначення:Добре, джерело, починай. Я готовий.

Джерело:Тут розпочинаються дані.

Джерело:Дані, дані, дані...

Джерело:Це було повідомлення. Ти його дістала?

Точка призначення:Я щось отримала, але, здається, вона пошкоджена.

Джерело:Починаю знову.

Джерело:Дані, дані, дані...

Джерело:Отримала цього разу?

Точка призначення:Да отримала. Готова до прийому таких даних.

Пошук точки призначення

Зв'язок через пряме фізичне підключенняміж джерелом та точкою призначення не потребує додавання будь-якого виду адреси або маршрутної інформації як частини повідомлення. Спочатку ви можете налаштувати підключення (здійснивши телефонний виклик або вставивши кабелі в комутатор), але після цього зв'язок зберігається доти, доки ви не проінструктуєте систему розриву.

Такий тип підключення хороший для передачі голосу і простих даних, але недостатньо ефективний для цифрових даних складної мережі, яка обслуговує безліч джерел та точок призначення, оскільки постійно обмежує можливості ланцюга, навіть коли дані через канал не йдуть.

Альтернативою є відправлення вашого повідомлення на центральний комутатор, який зберігає його доти, доки зв'язок з точкою призначення не стане можливим. Це називається системою зберігання та передачі. Якщо мережа була правильно розроблена під тип даних та розмір трафіку системи, час очікування буде незначним. Якщо комунікаційна мережа покриває більшу частину території, ви можете надсилати повідомлення на один або більше проміжних центрів комутації перед тим, як воно досягне кінцевої адреси. Значна перевага такого методу полягає в тому, що безліч повідомлень може передаватися по одному й тому ж ланцюжку за принципом «як тільки буде можливий доступ».

Щоб ще більше підвищити швидкість мережі, ви можете ділити повідомлення, що перевищують по довжині деяке довільне значення, на окремі частини, звані пакетами. Пакети з більш ніж одного повідомлення можуть надсилатися спільно по одному і тому ж ланцюгу, комбінуватися з пакетами, що містять інші повідомлення при проходженні через центри комутації і самостійно відновлюватися в точці призначення. Кожен пакет даних повинен містити наступний набір інформації: адреса точки призначення для пакета, порядок слідування цього пакета по відношенню до інших у вихідній передачі тощо. Частина цієї інформації повідомляється центрам комутації (куди передавати кожен пакет), а інша - точці призначення ( як відновити дані із пакета назад у вихідне повідомлення).

Та сама схема повторюється кожного разу, коли ви додаєте наступний рівень дії в комунікаційну систему. Кожен рівень може прикріплювати додаткову інформацію до вихідного повідомлення та прибирати цю інформацію, якщо потреба в ній зникла. У той час, коли повідомлення відправляється з портативного комп'ютера через бездротову мережу через офісну мережу та інтернет-шлюз на віддалений комп'ютер, підключений до іншої мережі, дюжина або більше інформаційних доповнень може додаватися та видалятися, перш ніж адресат прочитає вихідний текст. Пакет даних з адресою та контрольною інформацією в заголовку перед вмістом повідомлення, що завершується контрольною сумою, називається кадром. Як дротові, і бездротові мережі поділяють потік даних на кадри, які містять різні форми інформації квитування разом із корисними даними.

Може виявитися корисним представлення цих бітів, байтів, пакетів та фреймів як цифрової версії листа, що надсилається через складну систему доставки.

1. Ви пишете листа і кладете його в конверт. Адреса точки призначення розташована на зовнішній стороні конверта.

2. Ви приносите листа до відділу доставки на роботі, де клерк кладе ваш конверт у великий конверт Express Mail (Експрес-пошта). Великий конверт має назву та адресу офісу, де працює адресат.

3. Поштовий клерк відносить великий конверт на пошту, де інший клерк кладе його в мішок з поштою і прикріплює до мішка тавро, що вказує на розташування пошти, що обслуговує офіс адресата.

4. Міток з поштою відвозять на вантажівці в аеропорт, де його вантажать у транспортну тару разом з іншими мішками, що доставляються до того ж міста, де знаходиться точка призначення. Транспортна тара має ярлик, що повідомляє вантажникам, що знаходиться усередині.

5. Вантажники заносять контейнер у літак.

6. На даному етапілист знаходиться всередині вашого конверта, який розташований всередині конверта Express Mail, що знаходиться в мішку з листами в контейнері всередині літака. Літак летить в інший аеропорт, поблизу міста, де знаходиться точка призначення.

7. В аеропорту призначення наземна команда вивантажує контейнер із літака.

8. Вантажники виймають мішок із контейнера і поміщають його в іншу вантажівку.

9. Вантажівка перевозить мішок на пошту, розташовану поруч із офісом адресата.

10. На пошті клерк виймає великий конверт з мішка та вручає його листоноші.

11. Листоноша доставляє великий конверт Express Mail до офісу адресата.

12. Службовець у приймальній офісу виймає ваш конверт із конверта Express Mail і відносить його кінцевому адресату.

13. Адресат розкриває конверт та читає лист.

На кожному етапі інформація, що є на зовнішній стороні пакета, є інструкцією, як поводитися з пакетом, але маніпулятора не цікавить, що знаходиться всередині. Ні ви, ні особа, яка зрештою прочитає ваш лист, не бачите ні великого конверта Express Mail, ні мішка з листами, ні вантажівки, ні контейнера, ні літака, але кожне з цих сховищ відіграє важливу роль у переміщенні вашого листа з одного місця в інше.

Замість конвертів, мішків та контейнерів електронне повідомленнявикористовує рядки даних для оповіщення системи, але в кінцевому підсумку виглядає так само. У мережній моделі OSI кожен рівень транспортування може бути представлений окремим шаром.

На щастя, мережне програмне забезпечення автоматично додає та видаляє всі заголовки, адреси, контрольні суми та іншу інформацію, тому ви та особа, яка приймає ваше повідомлення, їх не бачите. Проте кожен елемент, який додається до вихідних даних, збільшує розмір пакета, кадру або іншого сховища. Отже, зростає кількість часу, необхідне передачі даних через мережу. Оскільки номінальна швидкість передачі поряд з «корисними» даними включає всю додаткову інформацію, реальна швидкість передачі через мережу значно повільніше.

Іншими словами, навіть якщо ваша мережа підключається на швидкості 11 Мбіт/с, реальна швидкість передачі може приблизно досягати лише 6–7 Мбіт/с.

Елементи керування бездротовою мережею 802.11b

Специфікація 802.11b визначає шлях для руху даних по фізичному шару (радіозв'язок). Це називається шаром керування доступом до середовища- Media Access Control (MAC). MAC управляє інтерфейсом між фізичним рівнем та іншою мережевою структурою.

Фізичний рівень

У мережі 802.11 радіопередавач додає 144-бітний заголовок до кожного пакету, включаючи 128 бітів, які приймач використовує для синхронізації з передавачем, та 16-бітове поле початку кадру. Потім слідує 48-бітний заголовок, який містить інформацію про швидкість передачі даних, довжину даних, що містяться в пакеті, і послідовність перевірки помилок. Цей заголовок називається РHY-заголовком, тому що при зв'язку керує фізичним рівнем.

Оскільки заголовок визначає швидкість наступних його даних, заголовок синхронізації завжди передається зі швидкістю 1 Мбіт/с. Тому, навіть якщо мережа працює на всі 11 Мбіт/с, ефективна швидкість передачі даних буде значно повільнішою. Найбільше, на що ви можете розраховувати - це приблизно 85% від номінальної швидкості. Зрозуміло, інші типи доповнень у пакетах даних ще більше знижують реальну швидкість.

Такий 144-бітний заголовок був успадкований від повільних DSSS-систем і залишений у специфікації з метою гарантії сумісності 802.11b пристроїв зі старшими стандартами. Однак насправді він не є чимось корисним. Тому існує опціональна альтернатива використання коротшого 72-бітного заголовка синхронізації. З коротким заголовком поле синхронізації має 56 біт, комбінованих з 16-бітним полем початку кадру, що використовується в довгому заголовку. Заголовок на 72 біти несумісний зі старим обладнанням 802.11, але це не має значення, доки всі вузли в мережі розпізнають формат короткого заголовка. У всіх інших відносинах короткий заголовок працює так само добре, як довгий.

Мережа витрачає 192 мс на передачу довгого заголовка і лише 96 мс для короткого. Іншими словами, короткий заголовок наполовину звільняє кожен пакет від додаткової інформації. Це значно впливає на реальну пропускну здатність каналу, особливо для таких речей, як потокове аудіо, відео та голосові інтернет-служби.

Деякі виробники використовують за промовчанням довгий заголовок, інші – короткий. Зазвичай довжину заголовка можна змінювати у конфігураційному програмне забезпеченнядля мережних адаптерів та точок доступу.

Для більшості користувачів довжина заголовка є однією з тих технічних деталей, в яких вони не розуміються, так само як і в деталях інших пристроїв у мережі. Десять років тому, коли телефонні модеми були найбільш поширеним способом підключення одного комп'ютера до іншого, щоразу при викликі через модем нам доводилося турбуватися про налаштування "бітів даних-і "бітів зупинки". Можливо, ми ніколи й не знали, якою була бита зупинка (ця кількість часу, потрібна старому механічному принтеру «Teletype» для повернення у вільний стан після відправлення або прийому кожного байта), але знали, що він повинен бути однаковий на обох кінцях.

Довжина заголовка - схожий різновид прихованого налаштування: вона повинна бути однаковою на всіх вузлах мережі, але більшість людей не знають і не дбають про те, що вона означає.

МАС-рівень

МАС-рівень управляє трафіком, що рухається через мережу. Він запобігає колізії та конфліктам даних з використанням набору правил, званих множинним доступом з контролем несучої та запобіганням конфліктам. Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance(CSMA/CA), та забезпечує функції захисту, визначені стандартом 802.11b. Коли мережа має більше однієї точки доступу, МАС-рівень пов'язує кожного мережевого клієнта з точкою доступу, яка забезпечує найкраща якістьсигналу.

Коли більш ніж один вузол в мережі одночасно намагається передати дані, CSMA/CA просить один з конфліктуючих вузлів звільнити місце і зробити повторну спробу пізніше, що дозволяє вузлу, що залишився, відправити свій пакет. CSMA/CA працює так: коли мережевий вузол готовий відправити пакет, він прослуховує наявність інших сигналів. Якщо нічого не виявляється, вузол переходить в режим очікування на довільний (але короткий) період часу, а потім знову прослуховує. Якщо сигнал, як і раніше, не визначається, CSMA/CA надсилає пакет. Пристрій, що приймає пакет, перевіряє його цілісність і приймач передає повідомлення. Але коли передавальний вузол не приймає повідомлення, CSMA/CA припускає, що відбулася колізія з іншим пакетом, і чекає протягом тривалого інтервалу часу, а потім знову робить спробу.

CSMA/CA також має опціональну функцію, яка налаштовує точку доступу (міст між бездротовою мережею та базовою провідною) як точка-координатор, що надає пріоритет мережному вузлу, з якого намагаються відправити критичні на час види даних, наприклад голос або потокову інформацію.

Під час підтвердження авторизації мережного пристрою для підключення до мережі МАС-рівень може підтримувати два види аутентифікації: відкриту аутентифікацію та аутентифікацію із загальним ключем. Коли ви конфігуруєте свою мережу, всі вузли в мережі повинні використовувати той самий вид аутентифікації.

Мережа підтримує всі ці господарські функції в МАС-рівні через обмін (або спроби обміну) серіями контрольних кадрів перед тим, як дозволяє надсилання даних. Вона також встановлює кілька функцій мережного адаптера:

- режим харчування.Мережевий адаптер підтримує два режими живлення: режим безперервної готовності та економічний режим опитування. У разі режиму безперервної готовності радіоприймач завжди перебуває у включеному стані та споживає звичайний обсяг енергії. У разі економічного режиму опитування радіоапаратура більшу частину часу перебуває у вимкненому стані, але періодично опитує точку доступу щодо нових повідомлень. Як випливає з назви, економічний режим опитування знижує струм, що споживається від батарей. портативні пристрої, як комп'ютери та PDA;

- Управління доступом.Мережевий адаптер здійснює керування доступом, запобігаючи доступу до мережі неавторизованих користувачів. Мережа 802.11b може використовувати дві форми управління: SSID (ім'я мережі) та МАС-адресу (унікальний символьний рядок, який ідентифікує кожен мережевий вузол). Кожен мережний вузол повинен мати запрограмований SSID, інакше точка доступу не буде зв'язуватися з цим вузлом. Функціональна таблиця МАС-адреса він може обмежувати доступ до радіоапаратури, адреси якої є у ​​списку;

- WEP-шифрування.Мережевий адаптер керує функцією шифрування із захистом, еквівалентним провідному, - Wired Equivalent Privacy(WEP). Мережа може використовувати 64-бітний або 128-бітний ключ для шифрування та дешифрування даних, що пропускаються через мережу.

Інші рівні управління

Усі додаткові операції, передбачені стандартом 802.11, виконуються на фізичному та МАС-рівнях. Рівні вище керують адресацією та маршрутизацією, цілісністю даних, синтаксисом та форматом даних, що містяться всередині кожного пакета. Для цих рівнів не має значення, яким чином вони переміщують пакети - по дротах, оптоволоконним лініямчи через радіоканал. Тому можна використовувати 802.11b з будь-яким видом мережі або мережевого протоколу. Одна й та сама радіоапаратура може працювати з TCP/IP, Novell NetWareі всіма іншими мережними протоколами, інтегрованими у Windows. Unix, Mac OS та інші Операційні системив рівній мірі.

Мережеві пристрої

Як тільки тип радіозв'язку та формат даних визначено, наступним етапом є налаштування мережевої структури. Як комп'ютер використовує формат даних та радіоапаратуру для реального обміну даними?

Мережі 802.11b включають дві категорії радіоапаратури: станції та точки доступу. Станція являє собою комп'ютер або інший пристрій, наприклад, принтер, підключений до бездротової мережі через внутрішній або зовнішній бездротовий адаптер мережного інтерфейсу.

Точка доступу являє собою базову станцію для бездротової мережі та міст між бездротовою та традиційною провідною мережею.

Мережеві адаптери

Мережеві адаптери для станцій можуть мати кілька фізичних форм:

Знімні PC-карти, які вставляються в PCMCIA-роз'єм на більшості портативних комп'ютерів. Антени та світлові індикатористани у більшості адаптерів на PC-картах висуваються на дюйм (2,54 см) після відкриття роз'єму картки. Це пов'язано з необхідністю позбавиться екранування корпусом. Інші адаптери на PC-картах мають роз'єм під зовнішні антени;

Внутрішні мережеві адаптерина PCI-картах, які вставляються в настільний комп'ютер. Більшість PCI-адаптерів є PCMCIA-роз'ємами, які дозволяють користувачам вставляти РС-карту в тильну частину комп'ютера. Однак деякі вбудовуються прямо в PCI-картки розширення. Як альтернатива роз'єму на задній панелі від Actiontec та деяких інших виробників доступні окремі PCMCIA-роз'єми, що вставляються у зовнішні комп'ютерні відсіки для приводів на передній панелі;

Зовнішні USB-адаптери. USB-адаптери часто є кращим вибором, ніж PC-карти, оскільки адаптер на кінці кабелю практично завжди простіше перемістити в позицію з найкращим прийомом сигналу найближчої точки доступу;

Внутрішні бездротові адаптери, вбудовані в портативні комп'ютерні. Внутрішні адаптери є модулями, які вставляються в Материнські платикомп'ютери. Вони мають той же зовнішній вигляд, що зовнішні PC-карти. Антени для інтегрованої радіоапаратури зазвичай приховані всередині комп'ютерного корпусу, що складається;

Знімні адаптери для PDA та інших кишенькових пристроїв;

Внутрішні мережеві інтерфейси, вбудовані до інших пристроїв типу комплектів інтернет-телефонії та офісних або побутових приладів.

Точки доступу

Точки доступу часто комбінуються з іншими функціями мережі. Цілком можливо виявити автономну точку доступу, яка просто вбудовується у провідну мережу за допомогою кабелю даних, але існує також безліч інших функцій. До загальних конфігурацій точки доступу належать:

Прості базові станції з мостом до порту Ethernet для підключення до мережі;

Базові станції, які включають свитч, хаб або маршрутизатор з одним або більше портами дротової Ethernet разом з бездротовою точкою доступу;

Широкополосні маршрутизатори, що забезпечують міст між кабельним модемом або DSL-портом та бездротовою точкою доступу;

Програмні точки доступу, як базової станції використовують один з комп'ютерних бездротових мережевих інтерфейсних адаптерів;

Розподільні шлюзи, що підтримують обмежену кількість діючих каналів.

Як показано на рис. 1.5, фізична конструкція точок доступу варіюється від одного виробника до іншого. Деякі виглядають, як промислові пристрої, призначені для монтажу поза зоною видимості - у підлозі або малопомітному місці на стіні; інші мають привабливі "аеродинамічні" форми, що дозволяє розміщувати їх на поверхні кавового столика. Характерною особливістю одних є вбудовані антени, а інших - постійно підключені короткі вертикальні штирьові антени, в інших, як і раніше, зберігаються роз'єми для зовнішніх антен (які поставляються або не поставляються з точкою доступу). Незалежно від розмірів і форм кожна точка доступу має радіопристрій, який надсилає та приймає повідомлення та дані між мережними станціями та портом Ethernet, підключеним до дротової мережі.

Рис. 1.5

Робочі режими

Мережі 802.11b працюють у двох режимах: як Ad-Hoc-мережі та як інфраструктурні мережі. Як випливає з назви, Ad-Hoc-мережі зазвичай є тимчасовими. Ad-Нос-мережа є автономною групою станцій, що працює без підключення до більшої мережі або Інтернету. Вона містить дві або більше бездротових станції без точок доступу або підключення до решти світу.

Ad-Hoc-мережі також називаються однорангові та незалежні базові набори служб - Independent Basic Service Sets(IBSS). На рис. 1.6 зображена проста Ad-Hoc-мережа.

Інфраструктурні мережі мають одну або більше точок доступу, майже завжди підключену до дротової мережі. Кожна бездротова станція обмінюється повідомленнями та даними з точкою доступу, яка передає їх на інші вузли у дротовій мережі. Будь-яка мережа, яка потребує дротового підключення через точку доступу до принтера, файлового сервера або інтернет-шлюзу, є інфраструктурною. Інфраструктурна мережа зображена на рис. 1.7.

Інфраструктурна мережа лише з однією базовою станцією також називається базовим набором служб. Basic Service Set(BSS) Коли бездротова мережа використовує дві або більше точки доступу, мережна структура є розширеним набором служб. Extended Service Set(ESS). Пам'ятаєте, як кількома сторінками вище технічна назва мережного ID була згадана як SSID? Зи також можете зустріти назву BSSID, якщо мережа має тільки одну точку доступу, або ESSID, коли точок дві або більше.

Рис. 1.6

Робота в мережі з більш ніж точкою доступу (розширений набір служб) створює деякі додаткові технічні складності. По-перше, будь-яка базова станція повинна мати можливість керувати даними з конкретної станції, навіть якщо остання знаходиться в зоні дії кількох точок доступу. Якщо під час мережевої сесії станція переміщається або поруч із першою точкою доступу несподівано виникає якийсь тип локальної перешкоди, мережа повинна зберігати підключення між точками доступу.

Рис. 1.7

Мережа 802.11b вирішує цю проблему, пов'язуючи клієнта лише з однією точкою доступу одночасно і ігноруючи сигнали від інших станцій. Коли сигнал слабшає на одній точці і посилюється на інший або обсяг трафіку змушує мережу наново збалансувати навантаження, мережа повторно пов'язує клієнта з новою точкою доступу, яка може забезпечити прийнятну якість послуги. Якщо ви знаходите, що це багато в чому співзвучно з роботою роумінгу стільникових телефонних систем, ви маєте рацію; зберігається навіть термінологія - у комп'ютерних мережах цей принцип роботи також називається роумінгом.

Узагальнення

Радіозв'язок, структура даних та мережева архітектура є трьома основними елементами, що формують внутрішню будову бездротової мережі Ethernet 802.11Ь. Аналогічно компонентам більшості інших мереж (і в даному контексті більшості інженерного обладнання) ці елементи повинні бути повністю зрозумілі - якщо в мережі користувачі можуть надсилати та приймати повідомлення, читати файли та виконувати інші операції, вони не повинні турбуватися про незначні деталі.

Зрозуміло, в даному випадку передбачається, що мережа завжди працює так, як потрібно, і нікому з користувачів не доводиться дзвонити в довідкову службуз питанням, чому вони не можуть прочитати свої електронні листи.

Тепер, коли ви прочитали цей розділ, ви більше дізналися про те, як бездротова мережа передає повідомлення з точки в точку, і, напевно, зрозумієте службу підтримки, яка попросить вас переконатися, що ви використовуєте канал № 11, що необхідно змінити довжину свого заголовка синхронізації або що ваш адаптер працює в інфраструктурному режимі.

Примітки:

Очевидно, що автор помилився. Для контролю коректності прийнятого байта використовується перевірка парності, контрольна сума застосовується для перевірки блоків (груп байтів), оскільки розмір контрольної сумибуде не менше байта, і її теж потрібно передавати. - Прим. наук. ред.

Роутери