Безжични Интернет мрежи (Wi-Fi) – всичко за тях

Неотдавна, за да се свържем в Интернет, трябваше да изчакаме десетина секунди свистене и ръмжене на dial-up модема ни, след което при неуспех повтаряме операцията и се надяваме вторият ни опит да е по-успешен. При успех пък, вече може да отворим бавно една от малкото Интернет страници и тайно се чудим дали някой не ни търси по телефона, тъй като докато сме в мрежата, той не работи. Интернетът е скъп и рядко ползваем, а при достигната скорост на download от 3 KB в секунда правим снимки, защото в противен случай може да не ни повярват, че това наистина се е случило.
Дори по това време обаче той ни изглеждаше интересен и беше напълно ясно, че с времето ще се развие много. Това разбира се се случи много по-бързо от очакваното, като за отрицателно време забравихме dial-up модемите и последвалите ги кабелни мрежи, ограничени до 300 MB на месец, например.

Сега всичко изглежда далеч по-различно – успоредно с напредването на начините за връзка към Интернет, в ежедневието ни навлязоха и мобилните компютри. Това се оказа неочаквано добра комбинация, защото сега всички можем да сме свързани в Интернет, при това навсякъде. Той пък се превърна от лукс в необходимост и ежедневие за много голям процент от хората. Едва ли някой преди 10 години би предположил, че в днешно време човек спокойно ще може да извади телефона от джоба си и да провери прогнозата за времето, спортните новини и пощата си, при това безплатно.

Wi-Fi

Най-големият кеф от техническия напредък е технологията, която позволява да сърфираме в Интернет без да се оплитаме в кабели. Точно това е идеята на Wi-Fi мрежите (изговаря се “Уай-Фай”, а не както може би сте чували много пъти “Ви-фи”, “Уй-Фи”, “Вайрелес” или “Уайр-екстра”). Като начало може би трябва да благодарим на определени хора, които ако не крадяха нощем кабелите, никой нямаше да се сети да създаде технологията на безжичния Интернет. Извън кръга на шегата, всичко започва преди много много време, когато през 1887 година Хайнрих Херц открива радио вълните.
Тогава някой го е попитал: “Какъв е смисълът от тях, Хайнрих? Какъв е смисълът от тези радио вълни, които си открил?”, а Херц отвърнал “Ами…нямам представа. Предполагам, че някой ще им намери приложение някой ден.”
Едва ли г-н Херц е предполагал, че над 130 години по-късно не един, ами милиони хора по-света ще се радват на откритието му, макар и без да знаят чие дело е.

Много хора смятат, че Wi-Fi e същращение от Wireless Fidelity, в превод “Безжична Точност”. Това не е така. Фил Билангър, съосновател на WiFi Alliance споделя, че никой нищо не е имал в предвид със съкращението Wi-Fi. Колкото и странно да звучи, това дори не е съкращение, ами просто няколко наредени буквички, които са имали за цел да изглеждат малко по-привлекателно от истинското съкращение “IEEE 802.11b Direct Sequence”. Колкото до тази си цел, тя определено е постигната, а преди да сте започнали ще ви предупредим, че няма смисъл да търсите логика и в стилът на Wi-Fi логото – Ин и Ян.

Съвременна история

През 1991 година NC Corporation и AT&T изобретиха предшественика на Wi-Fi, имащ за цел да работи в банкови системи. Първите безжични продукти са продавани под името “WaveLAN”, а максималната им скорост на предаване е била между 1 и 2 мегабита в секунда (128 – 256 KB/сек). Развитието на идеята продължава бавно, като чак през 1997 година IEEE пускат първия оригинален 802.11 стандарт, който така и не се приема сериозно поради ниската си максимална скорост. Това продължава така до 1999 година, когато IEEE пускат 802.11b стандарта, който се разпространява широко и зад него застават 3Com, Aironet, Harris Semiconductor, Lucent, Nokia и Symbol Technologies, които основават независима организация, наречена Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Целта на WECA е да промотира, тества и сертифицира Wi-Fi технологията и продуктите. През 2003 година WECA си сменя името на по простичкото Wi-Fi Alliance, при което Wi-Fi се превръща в синоним на “Безжичен Интернет”.
През същата година IEEE пускат 802.11g стандартът, който също както и 802.11b работи на 2.4 Ghz, но с много по-висока скорост – 24.7 Mbit в секунда.

Отново в настоящето

Безжичните рутери вече са сравнително евтини и много хора могат да си ги позволят. Това е и причината те да се използват във все повече кафенета, ресторанти, гари и всякакви обществени места – много от притежателите на мобилни компютри или телефони с Wi-Fi предпочитат да седнат с любимата си машина на маса с кафе и бисквити и да сърфират безплатно в Интернет в кафенето, вместо да си купуват вестник и да се надяват да има нещо интересно в него. Местата, в които има свободен достъп до Интернет се наричат “Hot-Spots” или в превод – “Горещи точки”.

Технологията

Безжичните мрежи използват радиовълни, точно както и мобилните ни телефони, радиоприемниците и телевизорите. Всичко става много просто – работата на Wi-Fi рутера е да приема сигнал в единици и нули от Ethernet връзката си, да я преобразува в радио вълни и да я изпраща към адаптера на лаптопа ви. Той пък я приема, чрез антената си, декодира я в единици и нули и я представя. Когато трябва да върне информация, всичко минава по обратния път.
В затворени пространства, безжична мрежа може да предава данни в разстояние от 20 до 45 метра, поради високата интерференция. На открито обаче такава мрежа може да работи от разстояние до над 300 метра.

Нека разгледаме типовете безжични Интернет мрежи.

Wireless PAN

Wireless PAN е съкращение от Wireless Personal Area Network. Тя има много малък обхват и се използва за главно при Bluetooth връзките.

Wireless LAN

Wireless LAN е съкращение от Wireless Local Area Networks. Това са най-популярните мрежи и се използват при домашни рутери, офиси, малки сгради, ресторанти и т.н. Почти всички WLAN мрежи са базирани на IEEE 802.11 стандартите, за които ще поговорим по-късно.

Wireless MAN

Wireless MAN е съкращение от Wireless Metropolitan Area Networks. Тази мрежа свързва няколко WLAN мрежи и сме свикнали да я чуваме по-често като WiMAX мрежа. Тя се базира на IEEE 802.16d / 802.15e стандартите.

802.11n

Тъй като най-често ще си имате работа с Wireless LAN мрежите, ще се спрем главно на тях. Преди два месеца беше одобрен и сертифициран официално най-новия стандарт в безжичните мрежи – 802.11n, след 7-годишна разработка. За разлика от 802.11g, който както казахме може да достигне реални скорости до 24.7 мегабита в секунда, 802.11n отбелязва още по-високи стойности и постижения. Реално с 802.11n могат да бъдат достигнати скорости от типа на 140 мегабита в секунда. Основен “виновник” за тези невероятни скорости е така наречената MIMO технология (Multiple Input and Multiple Output). Интересното при нея е, че използва противоположна идея на a/b/g/. Докато при 802.11a/b/g/ стандартите, предметите които отразяват сигналите (като стените например) предизвикват интерференция, при MIMO тези отражения се използват. Това става чрез интегрирането на няколко антени, разделени на няколко модули. При предаването на пакетите, информацията се разделя на части, а всеки модул я изпраща към съответния модул на приемащата антена.

А след 802.11n?

При опционалния 40 Mhz режим, 802.11n може да достигне до 600 Mbps скорост при използването на MIMO технология с комбинирането на четири 150-мегабитови канала. Тук обаче са нужни още много разработки и тестове, така че най-вероятно ще трябва да изчакаме до 2016 година, за да видим готови продукти, използващи този стандарт.

Как се свързва една обикновена безжична мрежа?

Свързването на безжична мрежа е изключително лесно начинание. Единственото нещо което ви трябва е Wi-Fi рутер. След като включите Интернет кабела в него, обикновено имате възможност да свържете до четири устройства, чрез отделни LAN кабели и неограничен брой устройства, поддържащи Wi-Fi.

Тук може да видите схема на подобна мрежа, като настолния компютър може да бъде свързан с кабел, а ноутбука и принтера да работят безжично.

Режими на работа на безжичната връзка

Инфраструктурен режим

Инфраструктурният режим свързва няколко устройства (безжични клиенти), снабдени с модули за безжичен Интернет към Wi-Fi рутер с включен към него мрежов кабел. Това е и най-познатият ви и популярен начин за връзка.

Ад хок режим (P2P, Peer-to-Peer)

Ад хок режимът свързва безжичните клиенти единствено един към друг, като безжичната информация се изпраща директно от компютър на компютър, без да минава през посредник. Такава мрежа може да съдържа до 9 клиентски връзки. За да ви се изясни по-добре разликата с инфраструктурния режим, погледнете схемата отдолу – устройство А разговаря с устройство В, но не и с устройство С. Устройство С пък може отново да разговаря с В, но не и с А. В е свързано с А и с С.

След като вече сте завършили с инсталацията на безжичната ви мрежа, може да се замислите над още едно нещо – сигурността. Ако мрежата ви вече работи, но Интернет връзката става все по-бавна и по-бавна, не е сигурно, че трябва да вдигнете телефона и да нападнете с думи за пореден път доставчика си. Напълно възможно е в същия момент съседът ви да е в тоалетната си с лаптопа и да чете новините, група деца да седят на бордюра на улицата срещу вас, да си теглят мелодии за телефоните и да играят онлайн игри, а комшията от трети етаж да разглежда с жена си подходящи места за екскурзия. И всичко това с вашия Интернет. Точно заради това са измислени начините за защита на безжичната връзка. Лично аз съм виждал с очите си резултатът от оставяне на безжична мрежа незащитена. Гледката на десетки студенти стоящи прави на прозорците си в отсрещния блок с лаптопи в ръце е много интересна. Разбира се, ако искате да покажете добро сърце, може да оставите връзката си отключена, в случай че на някой съсед му потрябва спешно да си провери пощата, но при положение, че това се превърне в системно използване, опитайте един от тези два начина:

Wi-Fi Protected Access (WPA)
Това е основния протокол за сигурност. С прости думи казано, чрез WPA можете да поставите трудноразбиваема (но съвсем не и невъзможно) парола, която почти със сигурност ще спре нахалните опити на околните за безплатен Интернет.

Media Access Control филтриране (филтриране по MAC адрес)
Всеки компютър има собствен уникален физически адрес. Ако желаете, може да ограничите връзката си, чрез филтриране по MAC, като трябва да въведете в рутера всички MAC-адреси, които той трябва да пропуска. Тази защита също не е трудна за заобикаляне, но тук няма да ви учим на такива неща.

Ако сте прочели и изпълнили всичко дотук, значи вече имате правилно работеща и защитена безжична мрежа, като освен това вече знаете какво представлява тя и как работи.
Надявам се да съм бил максимално точен и ясен, но все пак ако имате някакви въпроси или коментари не се колебайте да ги публикувате. Поздрави от мен Симеон Николов и целия екип на Laptop.bg!

Ако статията ви е била интересна, може да гласувате за нея, чрез бутона отдолу:

Още по темата:

1. Core i7 базиран MacBook Pro „изтече“ в Интернет
   Geekbench e Mac OS X софтуер за бенчмарк на системи (вече има и версия за PC), позволяващ детален анализ на бързодействието на всеки един компонент...
2. България – на трето място по скорост на Интернет връзката в света
   Може би рядко виждате позитивни статистики, според които България е в горната половина на таблицата, но този път ще бъдете наистина изненадани – държавата ни...
3. Лаптоп батерии – всичко за тях
   Безспорно един от най-важните компоненти в един лаптоп е неговата батерия. Всъщност точно тя прави лаптопите такива, какви то са – мобилни компютри. Благодарение на...