Bezdrátové sítě podle standardu 802.11b

Předem této recenze bych chtěl upozornit, že není určena pro profesionály, ale pro běžného zájemce o bezdrátové sítě z řad široké veřejnosti. Spíše než na testy datové propustnosti jsme se zaměřili nap opis konfigurace od vybalení z krabice až po samotné zapojení počítačové sítě.


Jako úplně první začneme s několika obecnými informacemi a potom si představíme jednotlivá zařízení, která jsme měli zapůjčená k recenzi. Ze všeho nejdříve si však povíme něco málo o výhodách nevýhodách této technologie. Obrovská výhoda spočívá v mobilitě a všech výhodách s ní spojených. Přímo se tak nabízí možnost být on-line v průběhu porady, kdy si prostě jen přenesete notebook, možnost být v internetové kavárně připojen k síti se svým notebookem či třeba pro opravdové nadšence být doma on-line ve svém oblíbeném křesle. Pro mnohé uživatele bude také přínosem absence strukturované kabeláže, která je mnohdy opravdu k zešílení.

Pozn.: Krásným příkladem jsou tisková centra na různých výstavách, která bývají tradičně pokryta bezdrátovou sítí (loni kupříkladu CeBIT a dokonce i Invex).

Nevýhody jsou ovšem také podstatné. Ta zásadní spočívá v nízké datové propustnosti. V dnešní době je naprostou samozřejmostí Ethernet s propustností 100 Mbit/s a pomalu se přechází na 1G Ethernet. Pro bezdrátové sítě je dnes naprostou samozřejmostí 11 Mbit/s a všichni se těšíme na příchod novější specifikace, která nám zaručí 54 MBit/s. Pokud pouze surfujete, přistupujete poště či souborům na file serveru pak vám pravděpodobně 11 Mbit/s vadit nebude, jakmile ale začnete s náročnější prací (grafika uložená na serveru, replikace rozsáhlých databází, atd.) nastane vám problém. Druhou nevýhodou je také omezený dosah WLAN sítí, o tom ale v další části.

Pozn.: Kupříkladu v průběhu testování mi vyvstala nutnost, přesunout na notebook kompletní databázi redakčního systému Světa hardware (necelý jeden gigabyte) a tak jsem raději odpojil PCMCIA kartu a sáhl pod stůl, kde se nacházel síťový kabel vedoucí do 100 Mbit/s HUBu…

Následující popis teorie okolo WLAN sítí je pouze velice stručný a nezachází do podrobností.

Standardy WLAN

V současné době existují celkem čtyři různé specifikace bezdrátových sítí, Jejich hlavní rysy naleznete  následující tabulce:

Původní standard IEEE802.11 byl představen v roce 1997 s rychlostmi 1 a 2 Mbit/s, což však bylo velice málo i na tehdejší dobu. Velice rychle tak vznikl nový standard (IEEE802.11b), který se aktuálně používá dodnes.

Pozn.: Standard IEEE802.11b podporuje vyšší rychlosti, ovšem pouze s systémy pracující s DSSS. Viz dále…

Dalším standardem, který patří mezi „ty rychlejší“ je IEEE802.11a. Ten však na rozdíl od dříve jmenovaných pracuje v pásmu 5 GHz (ostatní se drží bezlicenčního pásma 2,4 GHz). Výhodou je pak přenosová rychlost 54 Mbit/s a nevýhodou absence zpětné kompatibility se staršími standardy.

Nejnovějším standardem je norma IEEE802.11g, která se opět drží bezlicenčního pásma 2,4 GHz a dosahuje stejné rychlosti jako IEEE802.11a, tedy 54 Mbit/s. Výhodou je však zpětná kompatibilita s normou IEEE802.11b.

Jednotlivé druhy přenosu na úrovni fyzické vrstvy

Přenosy v bezdrátových sítí je možné realizovat dvěma různými způsoby. První z nich je přenos pomocí infračerveného světla (v pásmu 850 – 950 nm), který je však omezen přímou viditelností a tak je prakticky nezajímavý.

Druhou možností je přenos dat pomocí rádiových vln, což je pro nás již výrazně zajímavější. V tomto případě máme na výběr ze dvou dostupných přenosových technik (FHSS a DSSS), v obou případech se jedná přenos v rozšířeném spektru (šířka pásma vysílaného signálu je mnohem větší než šířka pásma originálního přenášeného datového signálu - zprávy. Vysílaný signál je určen datovou zprávou a rozprostírací funkcí nezávislou na datové zprávě a známou jen vysílači a určenému přijímači):

• FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - jako sekvenční kód je použita sekvence až 78 možných frekvencí. Datová zpráva je tak vysílána pomocí mnoha nosných frekvencí tzv. hops. Vysoké spolehlivosti je dosaženo díky tomu, že nepotvrzené tj. chybně přenesené rámce jsou znovu přenášeny s jinou nosnou frekvencí tj. v dalším hopu. Umístění více systémů v jednom místě je umožněno použitím různých sekvencí v každém systému.
• DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - jednotlivé bity jsou přenášeny pomocí jedenácti „chipů“. Důsledkem toho je, že zpráva je přenášena v širším frekvenčním spektru, každý datový bit je reprezentován známou sekvencí a ne všechny „chipy“ jsou tudíž potřebné pro správnou demodulaci. Použití odlišných sekvenčních kódů pak umožňuje umístění více DSSS systémů v jednom místě.

Přístupové metody

Standard IEEE802.11 definuje dvě přístupové metody. DCF (Distributed Coordination Function) a PCF (Point Cordination Function), přičemž PCF je používána volitelně v případě přenosu dat citlivých na čas – video či hlas. Jako základní přístupový mechanismus je použit metoda CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance).

Tato metoda je již použita i u klasického Ethernetu s tím rozdílem, že Ethernet používá mechanismus detekce kolizí (Carrier Detection - CSMA/CD), zatímco v bezdrátových sítí se používá mechanismus předcházení kolizím (Collision Avoidance - CSMA/CA).

Bezpečnost ve WLAN sítích

Při komunikaci s access pointem je pro ověření přenášen řetězec maximálně 32 znaků, který se musí shodovat s řetězcem access pointu. Pokud se tyto neshodují, access point odmítne přístup. Problém je v možnosti odposlechnutí tohoto řetězce, který je přenášen vzduchem. Volitelně je možné použít šifrovací algoritmus založení na RC4. V tomto případě je zadán každé stanici lokální cestou stejný řetězec znaků a při přístupu vyšle stanice žádost o ověření access pointu. Ten pošle stanici text, který stanice zašifruje pomocí zadaného řetězce a odešle jej zpět Access pointu. Tam je text pomocí stejného řetězce dešifrován a pokud se neshoduje odeslaný a přijatý text dojde k odmítnutí přístupu. V žádném případě se tedy nepřenáší vzduchem samotný řetězec.

Pozn.: Na další stránce naleznete popis všech námi testovaných zařízení.