1.2. Режимы и особенности организации технологии Wi-Fi
Беспроводные сети Wi-Fi поддерживают несколько различных режимов работы, реализуемых для конкретных целей.
1.2.1. Режим Ad Hoc.
Режим Ad Hoc (рис. 1.1) характерен тем, что клиенты устанавливают связь непосредственно друг с другом и отсутствует точка доступа. Создается одноранговое взаимодействие по типу «точка-точка». При этом создается только одна зона обслуживания, не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети. Основное достоинство данного режима — простота организации и не требует точки доступа. Необходимо отметить, что режим Ad Hoc позволяет устанавливать соединение на скорости не более 11 мбит/с, независимо от используемого оборудования. Реальная скорость обмена данными будет ниже и составит не более 11/n Мбит/с, где n — число устройств в сети. Дальность связи составляет не более ста метров, а скорость передачи данных быстро падает с увеличением расстояния. Для организации долговременных беспроводных сетей следует использовать инфраструктурный режим.
1.2.2. Инфраструктурный режим
В инфраструктурном режиме точки доступа обеспечивают связь клиентских компьютеров (рис. 1.4). Точки доступа работают как беспроводной коммутатор. Клиентские станции не связаны непосредственно друг с другом, а стыкуются с точкой доступа, направляющей пакеты адресатам.
Рис. 1.4. Инфраструктурный режим
1.2.3. Режимы wds и wds with ap
Термин WDS (Wireless Distribution System) расшифровывается как «распределенная беспроводная система». В этом режиме точки доступа соединяются только между собой, образуя мостовое соединение. При этом каждая точка может соединяться с несколькими другими точками. Все точки в этом режиме должны использовать один и тот же канал, поэтому количество точек, участвующих в образовании моста, не должно быть чрезмерно большим. Подключение клиентов осуществляется только по проводной сети через uplink-порты точек (рис.1.5).
Режим беспроводного моста, аналогично проводным мостам, служит для объединения подсетей в общую сеть. С помощью беспроводных мостов можно объединять проводные сети, находящиеся как в соседних зданиях, так и на расстоянии до нескольких километров. Это позволяет объединить в сеть филиалы и центральный офис, а также подключать клиентов к сети провайдера Internet (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Мостовой режим между зданиями
Беспроводной мост может использоваться там, где прокладка кабеля между зданиями нежелательна или невозможна. Данное решение позволяет достичь значительной экономии средств и обеспечивает простоту настройки и гибкость конфигурации при перемещении офисов. К точке доступа, работающей в режиме моста, подключение беспроводных клиентов невозможно. Беспроводная связь осуществляется только между парой точек, реализующих мост. Термин WDS with АР (WDS with Access Point) означает «Распределенная беспроводная система, включающая точку доступа», т.е. с помощью этого режима можно не только организовать мостовую связь между точками доступа, но и одновременно подключить клиентские компьютеры (рис. 1.7). Это позволяет достичь существенной экономии оборудования и упростить топологию сети. Данная технология поддерживается большинством современных точек доступа.
Тем не менее необходимо помнить, что все устройства в составе одной WDS with AP работают на одной частоте и создают взаимные помехи, что ограничивает количество клиентов до 15-20 узлов. Для увеличения количества подключаемых клиентов можно использовать несколько WDS-сетей, настроенных на разные неперекрывающиеся каналы и соединенные проводами через uplink-порты. Топология организации беспроводных сетей в режиме WDS аналогична обычным проводным топологиям.
Рис. 1.8. Топология типа «шина»
Топология типа «шина». Топология типа «шина» предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов (рис. 1.8). Здесь отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром система). Добавить новых абонентов в шину довольно просто. Надо ввести параметры новой точки доступа, что приведет только к кратковременной перезагрузке последней точки. Шине не страшны отказы отдельных точек, так как все остальные компьютеры сети могут нормально продолжать обмен между собой, но при этом оставшаяся часть компьютеров не сможет получить доступ в Internet.
Топология типа «кольцо». «Кольцо» — это топология, в которой каждая точка доступа соединена только с двумя другими (рис.1.9). Четко выделенного центра в данном случае нет, все точки могут быть одинаковыми. Подключение новых абонентов осуществить очень просто. Это и требует обязательной остановки работы двух крайних точек от новой точки доступа. В то же время основное преимущество кольца состоит в том, что ретрансляция сигналов каждым абонентом позволяет существенно увеличить размеры всей сети в целом (порой до нескольких десятков километров). Кольцо в этом отношении существенно превосходит любые другие топологии. Топология связей между точками в этом режиме представляет собой ациклический граф типа «дерево», то есть данные из Internet от точки 4 к точке 2 проходят по двум направлениям — через точку 1 и 3. Для устранения лишних связей, способных приводить к появлению циклов в графе, реализуется алгоритм Spanning tree. Его использование позволяет выявить и блокировать лишние связи. При изменении топологии сети — например, из-за отключения некоторых точек или невозможности работы каналов — алгоритм Spanning tree запускается заново, и прежде заблокированные лишние связи могут использоваться вместо вышедших из строя.
Рис. 1.9. Топология типа «кольцо»
Понимание режима инфраструктуры в беспроводной сети
В компьютерных сетях инфраструктурный режим позволяет сети объединять устройства через проводное или беспроводное соединение, используя точку доступа, например маршрутизатор . Эта централизация устанавливает режим инфраструктуры отдельно от режима ad hoc .
Требования к сети в инфраструктурном режиме
Для настройки сети в режиме инфраструктуры требуется как минимум одна точка беспроводного доступа (AP). Точка доступа и клиенты должны быть настроены на использование одного и того же сетевого имени.
Точка доступа подключена к проводной сети, чтобы предоставить беспроводным клиентам доступ к таким ресурсам, как интернет, принтеры и некоторые периферийные устройства. AP могут быть добавлены в эту сеть, чтобы увеличить охват инфраструктуры и поддерживать больше беспроводных клиентов.
Домашние сети с беспроводными маршрутизаторами поддерживают режим инфраструктуры автоматически; Эти типы устройств включают в себя встроенные точки доступа.
Инфраструктура против режима Ad Hoc
По сравнению с беспроводными сетями ad hoc режим инфраструктуры предлагает преимущества масштабирования, централизованного управления безопасностью и улучшенного охвата. Беспроводные устройства могут подключаться к ресурсам в проводной локальной сети (ЛВС), что часто встречается в бизнес-настройках. Дополнительные точки доступа могут быть добавлены для улучшения перегрузки и расширения зоны действия сети.
Недостатком режима инфраструктуры беспроводных сетей является дополнительная стоимость аппаратного обеспечения AP. Специальные сети подключаются к устройствам одноранговым способом (P2P), поэтому необходимы только сами устройства. Для подключения двух или более устройств друг к другу нет необходимости в точках доступа или маршрутизаторах.
Короче говоря, режим инфраструктуры типичен для длительной или постоянной реализации сети. Дома, школы и предприятия обычно не используют P2P-соединения, используемые в режиме ad hoc, потому что они слишком децентрализованы, чтобы иметь смысл в таких ситуациях.
Специальные сети обычно существуют в кратковременные моменты, когда некоторые устройства должны обмениваться файлами, но слишком далеко от сети, чтобы работать. Небольшая операционная в больнице может настроить специальную сеть для связи некоторых беспроводных устройств друг с другом, но все они по-прежнему отключены от этой сети, и файлы недоступны.