Bezprzewodowe sieci lokalne
Standard IEEE 802.11
SPIS TREŚCI
1. Wstęp 5
1.1. Rozwój sieci komputerowych 6
1.2. Założenia i zastosowanie transmisji bezprzewodowej 7
2. Bezprzewodowe media transmisyjne 9
2.1. Charakterystyka fal radiowych 10
2.2. Właściwości medium transmisyjnego. 11
2.3. Propagacja fal radiowych. 12
2.3.1. Propagacja fal długich i bardzo długich. 12
2.3.2. Propagacja fal średnich 13
2.3.3. Propagacja fal pośrednich. 14
2.3.4. Propagacja fal krótkich. 14
2.3.5. Propagacja fal ultrakrótkich i mikrofal. 15
2.4. Wykorzystanie pasma radiowego do transmisji danych. 16
2.4.1. Metody modulacji 17
2.4.1.1. Modulacja AM 17
2.4.1.2. Modulacja PM 17
2.4.1.3. Modulacja FM 18
2.4.1.4. Modulacja AM/PM 18
2.4.2. Charakterystyka radiowych systemów wąsko i szerokopasmowych 19
2.4.2.1. Transmisja wąskopasmowa 19
2.4.2.2. Transmisja szerokopasmowa 20
2.5. Uwarunkowania prawne 23
3. Standard IEEE 802.11 25
3.1. Ogólna charakterystyka. 25
3.2. Architektura 25
3.2.1. Integracja z sieciami przewodowymi. 29
3.2.2. Usługi sieciowe 30
3.2.3. Format ramki MAC 36
3.3. Rozwinięcie standardu IEEE 802.11 42
4. Zarządzanie siecią bezprzewodową 45
4.1. Zrządzanie bezpieczeństwem 45
4.1.1. Protokół WEP 45
4.1.2. Protokół WPA 48
4.2. Zarządzanie ruchem w sieci. 51
4.2.1. Zjawisko ukrytej i odkrytej stacji 52
4.2.2. Interferencje 54
4.2.3. Efekt przechwytywania 54
4.2.4. Przegląd protokołów dostępu do łącza 54
4.3. Monitoring sieci 59
5. Część praktyczna – Konfiguracja Access Pointa oraz zestawienie połączenia 61
5.1. Konfiguracja Access Pointa. 62
5.2. Zestawienie połączenia ze stacją mobilną 70
6. Leksykon podstawowych akronimów 73
7. Bibliografia 75
W ostatnim czasie można zauważyć gwałtowny wzrost zainteresowania sieciami bezprzewodowymi tak w zastosowaniach komercyjnych, przemysłowych jak i prywatnych w lokalnych sieciach domowych. Popularność ta spowodowana jest nie tylko kwestią mobilności, łatwości rozbudowy infrastruktury sieci, w wielu wypadkach niższymi kosztami implementacji sieci, ale również niesamowitą wygodą podczas korzystania z łączy bezprzewodowych oraz prostotą instalacji. Dodatkową przesłanką sprawiającą, że sieci bezprzewodowe z dnia na dzień zaczynają podbijać rynek telekomunikacyjny oraz teleinformatyczny jest fakt, że w wielu krajach takich jak Polska czy Niemcy do niedawna panował monopol na usługi telekomunikacyjne. Niestety w Polsce dosyć nieudolnie przeprowadzony proces demonopolizacji rynku telekomunikacyjnego sprawił, że nadal znaczna większość zasobów kablowych oraz łącz przesyłowych jest w rękach „jedynego słusznego operatora”, co jest dodatkowym motorem dla rozwoju tychże usług przez mniejszych operatorów bezprzewodowych.
Jeszcze do niedawna panował pogląd, że technologia bezprzewodowa wykorzystywana w szeroko pojętej informatyce zarezerwowana jest jedynie dla większych przedsiębiorstw, które sobie mogą na taki „luksus” pozwolić lub, że jest to tak zaawansowana technologia, że przeciętny Kowalski sobie z nią nie poradzi. Okazuje się, że tak nie jest. Firmy świadczące usługi czy to produkcji sprzętu bezprzewodowego czy realizujące „providing” bezprzewodowych usług sieciowych wychodzą naprzeciw oczekiwaniom użytkowników i już dziś można śmiało powiedzieć, że są to technologie dostępne dla każdego. W wielu przypadkach koszty sieci, w której nie ma potrzeby kosztownego i pracochłonnego kucia ścian, kładzenia korytek przeciągania kabli nad lub pod nią są znacznie niższe od ich kablowych odpowiedników. Nie zawsze jest też możliwość instalacji sieci opartej na tradycyjnych mediach przewodowych i tam właśnie najlepszym rozwiązaniem stają się technologie bezprzewodowe.
Jak szacuje firma Meta Group do 2007r. ponad dwie trzecie wszystkich firm będzie posiadać sieć bezprzewodową obsługującą przynajmniej jedną aplikację a w ciągu czterech lat odsetek takich przedsiębiorstw wyniesie około 75%. W najbliższym okresie bezprzewodowa łączność znajdzie się na szczycie listy najbardziej pożądanych technologii.
Już dzisiaj w Polsce istnieje kilkaset publicznych hotspotów, czyli miejsc, w których oferowany jest publiczny bezprzewodowy dostęp do Internetu. Najwięcej posiadała[1] Idea – 164, Era – 100, Plus – ok. 45 oraz pomniejsze, takie jak Spotnet – 13 oraz HP – ok. 10. Jak widać prym wiodą operatorzy sieci komórkowych, co nie jest wielkim zaskoczeniem, jednak na przykładzie Spotnetu i wielu innych można stwierdzić, że boom na technologię bezprzewodową w Polsce nadchodzi wielkimi krokami.
Na wstępie został przedstawiony ogólny zarys technologii bezprzewodowej wraz z jej zaletami, wadami oraz zastosowaniem.
W rozdziale drugim starano się w sposób klarowny opisać fizyczne aspekty transmisji radiowej wraz z charakterystyka medium transmisyjnego. Rozdział ten przedstawia również podstawowe prawa regulujące transmisję bezprzewodową w Polsce.
Rozdział trzeci koncentruje się na ogólnej charakterystyce standardu IEEE 802.11. Przedstawiono w nim również architekturę standardu wraz z dokładnym opisem poszczególnych komponentów.
Rozdział czwarty ma za zadanie przybliżyć w sposób ogólny zagadnienia bezpieczeństwa oraz zarządzania w sieci bezprzewodowej.
W rozdziale piątym zaprezentowano, w jaki sposób skonfigurować punkt dostępu oraz zestawić połączenie ze stacją mobilną. Rozdział ten pokazuje jak prosta jest to czynność i że jest ją w stanie wykonać każdy mniej lub bardziej zaawansowany użytkownik Internetu.
Sieci komputerowe, które niegdyś były wyłącznie domeną naukowców obecnie stały się powszechnym narzędziem komunikacji globalnej oraz dostępu do informacji. Już dziś miliony osób nie wyobraża sobie funkcjonowania bez dostępu do sieci gdyż stał on się dla nich nieodzownym elementem pracy a nawet życia.
Według wielu znawców przedmiotu narodziny sieci komputerowych miały miejsce w 1969 roku, kiedy to DARPA połączyła ze sobą kilka komputerów tworząc tym samym pierwszy węzeł sieciowy z wymianą pakietów. Zapoczątkowano wówczas prace nad stworzeniem pierwszego protokołu sieciowego. Jednak historia ta rozpoczęła się znacznie wcześniej podczas technologicznej zimnej wojny, gdy w odpowiedzi na wystrzelenie przez Związek Radziecki pierwszego sztucznego satelity Ziemi w 1957r. departament obrony Stanów Zjednoczonych powołał do życia agencję ARPA (ang. Advanced Research Projects Agency), której głównym zadaniem było opracowanie nowych technologii informacyjnych oraz adaptacja ich do celów militarnych. Powstała sieć w przełomowym 1969 r. nazwana wówczas ARPANET, w latach 80 uległa podziałowi na dwie sieci, jedną przeznaczoną do badań naukowych ARPANET oraz drugą militarną MILNET. Jednak dzięki zastosowaniu pomiędzy nimi wielu połączeń komunikacja między nimi była zachowana. Połączenia te nazwano DARPA INTERNET, by w późniejszych latach nazwę skrócić tylko do drugiego członu tworząc największą i tym samym najbardziej popularną i dostępną sieć w dziejach sieci.
Tymczasem w latach 40 innej grupie naukowców kontrolowanej przez siły militarne Stanów Zjednoczonych udało się przesłać po raz pierwszy bezprzewodowy sygnał radiowy. Wówczas to podczas II wojny światowej armia amerykańska po raz pierwszy wykorzystała szerokopasmowy sygnał radiowy (stosując technologię rozpraszania widma) do transmisji zaszyfrowanych danych. Zapoczątkowało to rozwój technologii bezprzewodowej transmisji danych. Początkowo technologia ta była wykorzystywana i rozwijana jedynie przez wojsko, jednak w niedługim czasie krąg użytkowników sieci bezprzewodowej zaczął się powiększać by po kilku latach naukowcy z Uniwersytetu Hawajskiego stworzyli pierwszą ...
kzm013