Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Другой аспект безопасности — частная жизнь. Беспроводные сигналы передаются всем получателям одновременно, поэтому, чтобы помешать подслушивать переговоры, SIM-карты используют ключи шифрования, позволяющие зашифровать информацию. Этот подход обеспечивает намного лучшую защиту частной жизни, чем это было в Ю-системах, которые легко прослушивались, но не является панацеей из-за дыр в схемах шифрования.

Мобильные сети разработаны так, чтобы играть центральную роль в будущих сетях. Теперь они в большей степени занимаются мобильными широкополосными приложениями, чем голосовыми сообщениями. Наиболее важными следствиями этого стало появление радиоинтерфейсов, изменение архитектуры базовых сетей и обеспечение безопасности будущих сетей. 4G-технологии, которые быстрее и лучше, пока находятся в разработке под названием LTE (Long Term Evolution), а развитие 3G продолжается. Существуют и другие беспроводные технологии, которые также предлагают широкополосный доступ к Интернету стационарным и мобильным клиентам, например 802.16 сети под общим названием WiMAX. Технологии LTE и WiMAX можно назвать конкурирующими и трудно предсказать, что произойдет с ними в будущем.

1.5.3. Беспроводные ЛВС: 802.11

Почти одновременно с появлением ноутбуков у людей появились мысли о том, что неплохо было бы иметь возможность, например, по пути на работу каким-нибудь волшебным образом выйти в Интернет и почитать последние новости. Разумеется, многие компании стали заниматься разработкой соответствующих аппаратных решений. Вскоре был найден очень практичный подход. Он состоял в том, чтобы оборудовать ноутбук и настольный компьютер, находящийся в офисе, радиопередатчиком небольшого радиуса действия, что позволило бы им связываться между собой.

Вскоре на рынке появились первые беспроводные локальные сети, созданные разными производителями. Проблема была в том, что сети разных фирм оказались совершенно несовместимы между собой. Например, компьютер, оборудованный передатчиком фирмы А, был не способен работать в помещении, в котором находилась базовая станция фирмы Б. В середине 1990-х годов было решено привести все беспроводные ЛВС к единому стандарту. Разобраться во всем многообразии существующих технологий и выработать единую концепцию было поручено институту IEEE, который уже имел опыт стандартизации обычных ЛВС.

Первое решение было самым легким: название. У всех других стандартов ЛВС были номера 802.1, 802.2, 802.3 и так до 802.10, таким образом, беспроводный стандарт ЛВС был назван 802.11.

На профессиональном жаргоне стандарт получил название WiFi. Но этот стандарт важен и заслуживает уважения, поэтому мы будем называть его как положено —

802.11.

Дальнейшее было труднее. Первая проблема — найти подходящий диапазон частот, который был бы доступен, желательно во всем мире. Решение сильно отличалось от варианта, используемого в мобильных сетях. Отказавшись от необходимости покупать дорогую лицензию на конкретный диапазон частот, 802.11 работает на частотах ISM-организаций (для некоммерческого использования в промышленности, научных и медицинских организациях), например, 902-928 МГц, 2.4-2.5 ГГц, 5.725-5.825 ГГц. Всем устройствам разрешается использовать эти частоты при условии, что они ограничивают свою мощность передачи, чтобы не создавать помех в работе других устройств. Конечно, это означает, что 802.11-передатчики могут помешать работе домашних беспроводных телефонов, устройств, открывающих двери гаражей, и микроволновых печей.

802.11-сети образуются ноутбуками, мобильными телефонами и AP-инфраструктурами (AP, access point — точка доступа), которые располагаются в зданиях. Точки доступа иногда называют базовыми станциями. Точки доступа соединяются с проводной сетью, и вся связь между клиентами сети проходит через точку доступа. Кроме того, клиенты сети могут общаться друг с другом напрямую, например пара офисных компьютеров может обмениваться информацией без точки доступа в здании. Такая конфигурация называется беспроводной локальной сетью (ad hoc network). Она используется намного менее часто, чем режим с точкой доступа. Оба режима показаны на рис. 1.30.

Рис. 1.30. Беспроводная сеть с точкой доступа (а); специальная сеть (б)

Передача сигналов в 802.11 осуществляется через воздушное пространство, а условия сильно зависят от окружающей среды. На частотах, используемых 802.11, радиосигналы отражаются от твердых объектов, таким образом, получатель может регистрировать не только основной сигнал, но и многократное эхо с нескольких направлений одновременно. Переотраженные сигналы могут заглушать или усиливать друг друга, приводя к колебанию уровня полученного сигнала. Это так называемые замирания вследствие многолучевого распространения. Данный эффект продемонстрирован на рис. 1.31.