WiFi standardy IEEE WLAN. J. Vrzal, verze 0.9

Transkript

1 WiFi standardy IEEE WLAN J. Vrzal, verze 0.9

2 WiFi (Wireless Fidelity) WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), která stanovila standardy Wifi Alliance problémy s kompatibilitou nutnost standardních technologií WiFi WLAN licencované pásmo potřebuje licenci pro vysílání v určité frekvenci bezlicenční pásmo ISM (Industrial Scientific and Medical)

3 WiFi (Wireless Fidelity) ISM pásmo využívá mnoho přístrojů používající radiové vlny např. mikrovlnné trouby, bezdrátové telefony, bluetooth adaptéry silné rušení ISM pásmo 2,4; 3,6 (USA) a 5 GHz Aplikace internet, VOIP, propojení el. zařízení

4 WiFi Alliance mezinárodní sdružení (Austin, USA) více jak 500 členů web propagace, testování a certifikace

5 Rozprostřené spektrum, širokopásmové přenosy signál se rozprostře po širokém rozsahu frekvencí neefektivní využití kmitočtového pásma, ale podstatně spolehlivější přenosy

6 IEEE síťová (IP), spojová a fyzická vrstva použité technologie fyzické vrstvy

7 IEEE přenosová rychlost se mění dle kvality přijímaného signálu polovina rychlosti je režie (zabezpečení)

8 Standard

9 Standard

10 FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) signál je vysílán na určité frekvenci po velmi krátkou dobu poté přeskočí a pokračuje na jiné frekvenci vysílací i přijímací strana dopředu zná přesnou sekvenci přeskoků minimální použití

11 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) každý bit je nahrazen sekvencí bitů (11 bitů, chipping code) 0: : } inverzní odolnost proti rušení

12 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) povolené pásmo (2,412-2,484 GHz) je v Evropě rozděleno na 13 kanálů

13 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) v Americe a Kanadě 11 kanálů, Japonsku 14

14 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) použití několika desítek až tisíců nosných kmitočtů jednotlivé nosné vlny jsou vzájemně ortogonální (kolmé), takže maximum každé nosné by se mělo překrývat s průchody nulou ostatních

15 Topologie IBSS, režim ad-hoc IBSS (Independent Basic Service Set) režim peer-to-peer, bez AP (Access Point) síťová konektivita mezi klienty pro připojení je třeba znát použitý kanál a SSID (lze použít WEP)

16 Topologie BSS/ESS, režim infrastruktury BSS (Basic Service Set) je AP připojený k metalické infrastruktuře veškerý provoz se směřuje přes AP ESS (Extended Service Set) jsou 2 a více BSS AP jako most mezi metalickou a bezdrátovou sítí může fungovat také jako: směrovač, zajišťovat překlad adres (NAT), DHCP či DNS server

17 Topologie BSS/ESS, režim infrastruktury

18 Standard limit daný Českým telekomunikačním úřadem, který stanovuje maximální vyzářený výkon zařízení na 100 mw

19 Odbočení: jednotky výkonu EIRP (Effective Isotropical Radiated Power), efektivní izotropický vyzářený výkon výkon vyzářený bodovou anténou do všech směrů, reálné antény nejsou nikdy bodové EIRP se měří ve Wattech [mw] nebo db milliwatt [dbm] kalkulačka wifi

20 Odbočení: antény a jejich zisk ideální (izotropní anténa) je bodová a vyzařuje do všech stran v prostoru má zisk 0 dbi (db izotropní) není reálná

21 Odbočení: antény a jejich zisk reálná anténa (není nikdy bodová) nevyzařuje do prostoru rovnoměrně, ale některým směrem více a jiným méně vyzařovací diagram zisk reálné antény kolikrát více vyzařuje v daném směru více než izotropní anténa měří se v dbi

22 Odbočení: antény a jejich zisk všesměrová anténa vyzařuje do všech směrů (jen v horizontální rovině) typický zisk 2 6, max. 15 dbi dosah max. 1 km

23 Odbočení: antény a jejich zisk směrová anténa vyzařuje do užší výseče než sektorová anténa (obvykle 8 15 stupňů) typický zisk dbi větší dosah YAGI anténa

24 Odbočení: antény a jejich zisk sektorová anténa vyzařuje jen do určité výseče ( stupňů) typický zisk dbi dosah max. jednotky km

25 Odbočení: vysílací a vyzařovací výkon výstupní (vysílací) výkon to, co vystupuje ze zařízení (z WiFi karty) některá zařízení umožňují regulovat měří se v dbm vyzařovací výkon to, co vystupuje z antény měří se v dbm

26 Odbočení: vysílací a vyzařovací výkon vyzařovací výkon je dán součtem vysílacího výkonu (v dbm) útlumu na kabelech a konektorech (záporný, v dbm) zisku antény (v dbi) např. Asus WL-500b regulace výkonu implicitně nastaveno na: 19 mw = 12,8 dbm kabel (několik metrů, konektory, redukce): - 7dB

27 Odbočení: vysílací a vyzařovací výkon např. Asus WL-500b kvalitní externí anténa (směrová): 24 dbi celkem: 12,8 dbm 7 db + 24 dbi = 29,8 dbm převedeno: 794 mw limit pro 2,4 GHz pásmo je 100 mw

28 Odbočení: Fresnelova zóna pro kvalitní spoj v pásmu 2,4 GHz přímá viditelnost antén volná Fresnelova zóna (elipsoid kolem spojnice antén) v této zóně se nesmí vyskytovat žádná překážka, ani do ní zasahovat

29 Odbočení: Fresnelova zóna } nárůst rušivých odrazů, což snižuje kvalitu přenášeného datového toku (ztrátovost paketů, vyšší latence zpoždění)

30 Access point (AP) samostatné jednotky s vlastním napájením zastávají funkci ethernetového switche mají výstup na externí anténu, konektor RJ45 či USB (připojení tiskárny, externího disku či webové kamery)

31 Access point (AP) způsoby konfigurace AP: připojují se ostatní uživatelé bezdrátové sítě pomocí WiFi karet nebo pomocí AP v režimu klient client: pro připojení jakéhokoliv ethernetového zařízení do stávající WiFi sítě bridge: pro propojení dvou sítí, spoj se tváří jako UTP kabel, spárování MAC adres AP repeater: umožňuje přijímat WiFi v místech, kde nedosahuje signál hlavního AP, přijme od hlavního AP datový paket a přeposílá jej

32 Access point (AP) způsoby konfigurace repeater: opakuje na stejné frekvenci jako AP, tzn. že v době kdy vysílá hlavní AP, tak nevysílá repeater a naopak dvojnásobná doba přenosu

33 Wifi router samostatné jednotky s vlastním napájením mají výstup na externí anténu, konektory RJ45 (LAN a WAN) či USB (připojení tiskárny, externího disku či webové kamery) funkce routeru (překlad adres NAT, DHCP server, DNS server, firewall atd.

34 Konektory pro vysokofrekvenční techniku typu N vyrábějí se od roku 1943 vyhovující do frekvence 10 GHz pro venkovní aplikace (spoje kabelů, antény)

35 Konektory pro vysokofrekvenční techniku typu SMA nejsou projektovány pro venkovní použití

36 Zabezpečení sítí zvýšení bezpečnosti AP pořizovat AP s pamětí flash: zjednodušení implementace bezpečnostních záplat podpora VLAN (virtual LAN): oddělení uživatelského provozu od managementu mechanicky chránit: znemožnit reset přístroje na management aplikovat silná hesla, šifrování pro vzdálený přístup

37 Zabezpečení sítí zvýšení bezpečnosti bezdrátové sítě využijte nejlepší možné zabezpečení (WPA2 apod.) v AP zaveďte tabulku povolených MAC adres nepovolujte DHCP a adresy přidělujte ručně zakažte SSID Broadcast pokud je to možné, nastavte také tabulku povolených IP adres pravidelně kontroluje síť i logy z AP omezte výkon tak, aby síť zbytečně nepřesahovala půdu vaší firmy/domácnosti pokud chcete zajistit bezpečnost, používejte VPN

38 Zdroj: KUCHAŘ, Martin. Jak zapojíme síť: WiFi bez tajemství. Svět hardware:...vše ze světa počítačů [online] [cit ]. Dostupné z: PLEXO. Wi-Fi sítě - vše co jste kdy chtěli vědět 1/2. Pctuning [online] [cit ]. Dostupné z: PETERKA, Jiří. Počítačové sítě v. 3.4: Lekce 6: IEEE II. In: EArchiv.cz [online] [cit ]. Dostupné z: PUŽMANOVÁ, Rita. Bezpečnost bezdrátové komunikace: jak zabezpečit wi-fi, bluetooth, GPRS či 3G. Vyd. 1. Brno: Computer Press, 2005, 179 s. ISBN