Topologie w sieciach Wi-Fi

Topologie w sieciach Wi-Fi
Robert Olszynka
Opracowane dnia 11.07.2012
Co to jest wi-fi
Wi-Fi (ang. Wireless Fidelity -bezprzewodowa dokładność) technologia umożliwiająca
urządzeniom elektronicznym na bezprzewodową wymianę danych w sieciach
komputerowych. Wykorzystuje się do tego fale radiowe. Sieci wi-fi inaczej nazywa się
bezprzewodowymi sieciami lokalnymi – WLAN (ang. wireless local area network). Opierają
się one na standardzie IEEE 802.11.
Topologie
Topologie w sieciach bezprzewodowych określają w jaki sposób urządzenia komunikują się
ze sobą. W sieciach wi-fi wyróżnia się 2 główne typy topologii: topologia gwiazdy inaczej
nazywana trybem infrastruktury oraz topologia kraty inaczej nazywana trybem ad-hoc.
Topologia gwiazdy
Cechy:
- Główną cechą jest to, że wykorzystuje centralny punkt dostępowy (ang. access point) i
wszystkie pozostałe urządzenia komunikują się tylko z nim. Przechodzą przez niego
wszystkie pakiety danych zanim trafią do odbiorcy. W sieci może być jeden lub więcej
punktów dostępowych.
- Można podłączyć punkt dostępowy do przewodowego routera lub jeżeli posiadamy router z
możliwością przesyłania sygnału bezprzewodowego, punkt dostępowy jest niepotrzebny i to
router spełnia zadanie punktu dostępowego..
Konfiguracja:
- Na początku należy zainstalować sterowniki (dołączone do kart bezprzewodowych) w
urządzeniach, które wejdą w skład sieci. Trzeba również zainstalować sterowniki do routera
lub punktu dostępowego.
- Podczas pierwszej konfiguracji punktu dostępowego trzeba ustawić w jakim trybie ma on
działać. W tym przypadku jest to tryb infrastruktury.
- Należy ustalić jednoznaczny identyfikator SSID (Service Set Identification) dzięki temu
karta bezprzewodowa będzie mogła ustalić kto wysłał sygnał i podłączyć się do konkretnej
sieci.
Strona | 1
- Sieci WLAN działają na częstotliwości ok. 2,4 GHz i pasmo to podzielone jest na 13
kanałów aby znajdujące się w okolicy sieci nie zakłócały nawzajem swoich sygnałów.
Różnice częstotliwości pomiędzy kanałami są niewielkie, więc zaleca się utrzymanie odstępu
co najmniej 3 kanałów. Przykładowo: jeżeli jedna sieć działa na kanale 5, to druga powinna
działać na 2 lub 9. Aby sieć działała poprawnie, to wszystkie urządzenia muszą pracować
na tym samym kanale. W punkcie dostępowym kanał ustawia się podczas konfiguracji,
a w urządzeniach jest on ustawiany podczas podłączania się do sieci.
- Bardzo ważna rzeczą, wręcz konieczną podczas konfiguracji jest ustawienie szyfrowania
danych. W większości dostępnych obecnie punktach dostępowych do wyboru są szyfrowania:
WEP - stare zabezpieczenie którego obecnie nie powinno się używać oraz nowe
zabezpieczenie WPA2. Po wybraniu szyfrowania należy jeszcze ustawić hasło, które trzeba
będzie podać, aby uzyskać dostęp do sieci.
Działanie:
- Punkt dostępowy wysyła w regularnych odstępach czasu niewielki pakiet danych który
zawiera identyfikator sieci SSID, kanał na jakim działa, sposób szyfrowania i w jakim trybie
działa.
- Karta sieciowa urządzenia wykonuje skanowanie aby wykryć dostępne w jego zasięgu sieci
bezprzewodowe. Uzyskuje w ten sposób wszystkie informacje wysłane przez punkt
dostępowy. Dzięki temu urządzenie dowiaduje się w jakim trybie dana sieć działa i w jaki
sposób odbywa się komunikacja (tutaj tylko z punktem dostępowym).
- Przy próbie połączenia jeżeli sieć nie ma żadnego zabezpieczenia (co jest niezalecane)
nastąpi od razu połączenie w przeciwnym razie trzeba będzie przejść proces uwierzytelniania
podając hasło. Uzyska się w ten sposób dostęp do zasobów sieci, np. internetu, drukarki
sieciowej, udostępnionych plików.
- Punkt dostępowy pośredniczy w komunikacji pomiędzy urządzeniami, to znaczy, jeżeli w
danej sieci jeden komputer chce przesłać pakiet informacji drugiemu to najpierw zostają one
wysłane do punktu dostępowego wraz z adresem IP swoim oraz urządzenia do którego mają
informacje być wysłane.
- Jeżeli w sieci jest więcej niż jeden punkt dostępowy czasami dochodzi do sytuacji, że
urządzenie do którego chcemy wysłać pakiet informacji nie jest w zasięgu tego samego
punktu dostępowego co nadawca. W takim wypadku urządzenie nadające wysyła informacje
do swojego punktu dostępowego, a ten przesyła je do następnego aż w końcu informacja trafi
do tego, który jest w bezpośrednim zasięgu z odbiorcą.
Zalety:
- Najczęściej obecnie stosowany rodzaj topologii.
Strona | 2
- W tej topologii również jest możliwość podłączenia telefonów komórkowych
wyposażonych w bezprzewodową łączność wifi i transmisje danych pakietowych
udostępnionych przez sieć komórkową. Telefony wtedy łączą się z najbliższą stacją bazową.
Wady:
- dodatkowe koszty przy rozbudowie sieci w przypadku gdy dołączane urządzenie nie jest w
zasięgu żadnego z punktów dostępowych i konieczne jest dołożenie nowego.
Topologia kraty
Cechy:
- Tutaj nie jest wykorzystywany centralny punkt dostępowy lecz następuje bezpośrednie
połączenie pomiędzy kartami bezprzewodowymi w urządzeniach.
- W topologii tego typu urządzenie widzi wszystkie inne urządzenia w sieci.
Konfiguracja:
- Tak jak w przypadku topologii gwiazdy, najpierw należy zainstalować wszystkie sterowniki.
- W trakcie konfiguracji trzeba ustawić tryb działania sieci na ad-hoc dla każdego z urządzeń
które wejdą w jej skład. W ten sposób urządzenia będą szukały połączenia z innymi kartami
bezprzewodowymi, zamiast z punktem dostępowym.
- Nadajemy wszystkim urządzeniom w sieci ten sam identyfikator SSID, wybieramy kanał
oraz włączamy szyfrowanie (najlepiej WPA2).
- Następnie jeżeli chcemy np. umożliwić w sieci dostęp do internetu, musimy we
właściwościach połączenia internetowego zezwolić na udostępnianie. Możemy również
udostępnić pliki i foldery.
Działanie:
- Urządzenie można podłączyć do sieci jeżeli jest w zasięgu przynajmniej jednego innego
urządzenia które jest już do niej podłączone.
- Pakiety danych są przesyłane bezpośrednio pomiędzy urządzeniami w sieci.
- Jeżeli chce się wysłać pakiet do urządzenia poza swoim bezpośrednim zasięgiem to
wykorzystywane są do tego stacje pośrednie w postaci innych urządzeń w sieci.
- Jeżeli do sieci zostanie podłączone nowe urządzenie lub jakieś z obecnych zostanie
odłączone, lista urządzeń zostanie automatycznie odświeżona, ponieważ wszystkie urządzenia
w sieci okresowo wysyłają informacje o swoim stanie.
Strona | 3
Zalety:
- Największą zaletą tego typu sieci jest tanie i łatwe ich rozbudowywanie. Wystarczy
podłączyć nowe urządzenie, które będzie w zasięgu przynajmniej jednego innego urządzenia
w tej sieci.
Wady:
- Jeżeli jedno z urządzeń udostępnia reszcie połączenie internetowe i zostanie ono wyłączone
to w rezultacie wszystkie urządzenia w sieci utracą dostęp do internetu.
Zalety i wady ogólne
Zalety:
Główną zaletą sieci bezprzewodowych jest bez wątpienia możliwość budowania ich
praktycznie w każdym miejscu. Dodatkowo niewielki koszt urządzeń potrzebnych do
działania sieci również jest na plus. Urządzenia można bardzo łatwo samemu zamontować i
skonfigurować dzięki dołączonym do nich sterownikom, programom i instrukcjom. Nie
potrzeba jak w przypadku sieci kablowych dużej ilości okablowania ciągniętego po całym
budynku niejednokrotnie wymagającego kucia w ścianach. Dzięki temu że wifi nie potrzebuje
okablowania możliwe jest korzystanie z internetu w wielu przenośnych urządzeniach takich
jak komórki, laptopy, konsole do gier. Można również korzystać z darmowego internetu
dzięki hotspotom dostępnym w wielu miejscach publicznych w większych miastach.
Wady:
Niestety sieci bezprzewodowe mają również kilka wad. Chyba najważniejszą jest mały
zasięg. Zależy on głównie od mocy sygnału jaką oferuje router. Innym problemem na jaki
napotykają sieci wifi to możliwość zagłuszania sygnału ponieważ pasmo jakie wykorzystują
używają również inne urządzenia takie jak bluetooth i mikrofalówka. Ponadto prędkość
przesyłania danych zależy od odległości pomiędzy urządzeniami. Wraz ze wzrostem
odległości prędkość będzie coraz mniejsza. Dodatkowo jeżeli naraz działa bardzo dużo
urządzeń to mogą one sobie wzajemnie zakłócać sygnał. Do tego jeżeli urządzenie zostanie
źle skonfigurowane to można bardzo łatwo obejść jego zabezpieczenia. To znaczy np. użycie
złego szyfrowania (np. przestarzałego WEPa) lub ustawienie łatwego do odgadnięcia hasła
(lub całkowity jego brak) może doprowadzić do włamania się do naszej sieci a dzięki temu
również do urządzeń podłączonych do niej i spowodowania wielu szkód np.
rozprzestrzenienia wirusa, kradzieży lub usunięcia ważnych plików, wykradnięcia haseł.
Bibliografia



http://pl.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi
http://pl.wikipedia.org/wiki/Advanced_Research_Projects_Agency_Network
http://blog.4zal.net/2009/11/12/wi-fi-infrastruktura-vs-ad-hoc/
Strona | 4