Сердцем любой беспроводной локальной сети является точка доступа, через которую конечные устройства по радио связываются с корпоративной сетью. Она определяет не только радиус действия и скорость передачи данных, но и решает элементарные задачи управления и обеспечения безопасности. Однако все чаще в крупных сетях с большим количеством точек доступа вышеназванные функции передаются центральным сетевым устройствам. Поэтому роль точки доступа очень зависит от среды ее применения.

Cети беспроводной связи между компьютерами существовали уже в 70-х гг., но только в 1999 г., с утверждением технического стандарта 802.11a/b, IEEE заложил базу для развития этой технологии, что и послужило толчком для бума. По данным IDC, к концу 2004 г. число пользователей беспроводных сетей во всем мире должно достигнуть 25 млн. Аналитики компании Frost&Sullivan считают, что в 2006 г. годовой оборот от продажи оборудования для беспроводных сетей в Европе превысит 1 млрд долларов. В Германии в 2003 г. объем рынка вырос на 74% и достиг 199 млн евро. В 2004 г. ожидается прирост на 24%, в результате объем рынка увеличится до 247 млн евро. Все большее значение беспроводные сети приобретают в качестве общественных точек доступа в Internet («горячие» точки). Так, по данным недавно опубликованного исследования компании Gartner Group, количество «горячих» точек (почти все соответствуют стандарту 802.11b) в Европе возросло с 829 в 2002 г. до 15308 в 2003 г. В 2005 г., по прогнозам специалистов, их количество должно достичь 39 тыс. Лидером в этом направлении станет Скандинавия, за ней последуют Германия и Великобритания, причем аналитики утверждают, что к 2006 г. Германия займет в Европе первое место.

Так же взрывоподобно будет расти количество производителей. Если большую часть рынка еще несколько лет назад делили между собой 3Com, Avaya (Lucent), Cisco, Enterasys и Proxim, то сегодня мировой рынок оборудования для беспроводных сетей насчитывает несколько сотен игроков, бьющихся за свой кусок пирога. На нем, как и прежде, доминируют компании из США, однако значительный прирост поставщиков отмечается и в азиатском «беспроводном раю». На рынке смогли утвердиться и некоторые немецкие производители, например Artem.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ

Перед выбором конкретного продукта для беспроводной сети (см. основные критерии выбора во врезке «Обзор важнейших критериев выбора») прежде всего необходимо прояснить несколько моментов, а именно: где будет установлено оборудование — в небольшом офисе, в котором вполне можно обойтись одной точкой доступа; на предприятии с умеренным числом точек доступа или в крупномасштабной корпоративной среде с 50, 100 или даже 1000 точек доступа? Малые офисы являются типичными областями применения «толстых» точек доступа, в качестве устройства «все в одном» они часто обладают дополнительными функциями: ISDN-, DSL- или кабельным маршрутизатором, брандмауэром, сервером печати и т. д. — и используются для беспроводного доступа к Internet. В крупных компаниях рациональнее использовать «тонкие» точки доступа, поскольку такие важные функции, как управление и обеспечение безопасности, выполняются центральными компонентами, а различные дополнительные функции — доступ в Internet и службы печати — осуществляются другими средствами. Еще одна основная область применения — беспроводная связь между зданиями и филиалами, где точки доступа функционируют как мосты или повторители.

Другой вопрос, на который необходимо ответить, касается скорости передачи данных. На выбор предлагаются две (стандартизированные) скорости: 11 и 54 Мбит/с, причем некоторые производители разработали собственные способы для удвоения и даже еще большего увеличения скорости передачи. В ряде случаев обещается полная совместимость с соответствующим базовым стандартом. В качестве примеров можно привести устройства от D-Link (см. Рисунок 1) и Proxim со скоростью передачи 22 и 108 Мбит/с, соответственно. При планировании необходимо учесть, что реальная скорость передачи данных в беспроводной сети составляет от 45 до 60% от номинальной, а при увеличении расстояния и наличии препятствий и помех между пунктами ее значения автоматически, ступенчато снижаются до уровня, на котором еще может быть обеспечено стабильное соединение. Эта автоматическая функция снижения скорости (с различным шагом) интегрирована в каждую точку доступа. Небольшие офисы, где пользователи хотят совместно использовать подключение по DSL со скоростью 784 Кбит/с или 1,5 Мбит/с, как правило, лучшим образом обслуживаются беспроводной сетью со скоростью передачи 11 Мбит/с (802.11b). Если же планируются более сложные беспроводные инфраструктуры с высокими требованиями к пропускной способности или чувствительными ко времени задержки приложениями, то следует задуматься о сети с пропускной способностью 54 Мбит/с.

Рисунок 1. Точка доступа DWL-1000 из серии Airplus от D-Link предлагает скорость передачи 22 Мбит/с по стандарту 802.11b. К ее особенностям, наряду с динамической привязкой канала, относится функция балансировки нагрузки, благодаря которой нагрузка равномерно распределяется между двумя интерфейсами локальной сети.

Выбор максимальной скорости передачи обычно предполагает ответ на третий вопрос: какой частотный диапазон планируется использовать? Выбор возможен между двумя диапазонами для научных, медицинских и промышленных целей. Первый — в окрестности 2,4 ГГц, второй — 5 ГГц. Для обоих диапазонов есть стандартизированные методы передачи данных со скоростью до 54 Мбит/с. Широкополосные приложения одинаково хорошо обслуживаются и в том, и в другом. Если же по сети должны передаваться чувствительные к временным задержкам приложения, например речь, лучше выбрать полосу 5 ГГц. Причина в том, что полоса 2,4 ГГц уже «перенаселена», причем не только беспроводными локальными сетями. В этой частотной полосе работает Bluetooth — метод передачи данных, встроенный практически во все новые сотовые телефоны, карманные компьютеры и ноутбуки. В том же диапазоне достаточно сильные сигналы излучают такие устройства, как микроволновые печи. Все это порождает помехи, влияние которых особенно негативно сказывается на приложениях реального времени.

Однако техника, работающая в диапазоне 5 ГГц, имеет и свои недостатки: во-первых, из-за своей сложности она дороже оборудования для 2,4 ГГц (примерно на 30—50%), а, во-вторых, по физическим причинам радиус ее действия заметно меньше. Если дальность передачи для точки доступа, работающей в диапазоне 2,4 ГГц, достигает в идеальных условиях («в чистом поле») 150 м, то волны с частотами 5 ГГц распространяются всего лишь на 40—50 м. Европейцам разработанная в США технология беспроводных сетей для диапазона 5 ГГц (802.11а) до сих пор казалась чрезмерно агрессивной. Им требовалась функция для динамичного выбора частот (Dynamic Frequency Selection, DFS) на случай, если какой-либо канал уже занят, а также функция для автоматической регулировки мощности передачи (Transmission Power Control, TPC) в зависимости от условий в целях контроля уровня передачи, дабы не возникало помех для других радиосетей. Оба механизма интегрированы в Hiperlan II — европейский конкурент стандарта 802.11а, который сегодня уже потерял свое значение. В новом стандарте 802.11h для диапазона 5 ГГц эти функции реализованы, и соответствующие продукты уже не подвергаются драконовским ограничениям, ранее налагавшимся регулирующими органами на пользователей сетей стандарта 802.11а в Европе. Быстрому утверждению нового стандарта во многом поспособствовал тот факт, что этот подход понравился американским военным.

Если применение широкополосных и чувствительных к временным задержкам приложений не планируется, то в этом случае стоит предпочесть стандартизированный в середине прошлого года вариант со скоростью 54 Мбит/с на базе технологии 2,4 ГГц (802.11g). Он не только заметно дешевле систем для диапазона 5 ГГц, но и совместим с широко распространенными беспроводными сетями на 11 Мбит/с. Однако больший радиус действия не обязательно является реальным преимуществом. Если предприятие, например, собирается создать множество небольших беспроводных сот, которые не должны мешать друг другу, то лучше обратиться к технологии на 54 Мбит/с с небольшим радиусом действия. Количество пользователей на единицу площади в случае 5 ГГц также заметно выше, поскольку каждая точка доступа предоставляет до 19 неперекрывающихся каналов (в случае 2,4 ГГц лишь три неперекрывающихся канала). Тем, кто не хочет ограничиваться определенным диапазоном, предлагаются точки доступа с поддержкой нескольких диапазонов и стандартов, например 802.11a, b и g. Для европейских пользователей идеальной комбинацией была бы поддержка стандартов 802.11b, g и h.

ТЕЛЕФОНИЯ ПО БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ

Беспроводные сети стали применяться для поддержки чувствительных к задержкам приложений не так давно, поскольку радиоэфир является разделяемой средой передачи и традиционно реализованные в точках доступа технологии WLAN нацелены на равномерное разделение пропускной способности, независимо от типа услуг. Несмотря на то что отрасль и комитеты по стандартизации вот уже несколько лет работают над механизмами резервирования пропускной способности и управления приоритетами трафика, утверждение объявленного уже стандарта 802.11e постоянно откладывается. Пока очередной датой вероятного опубликования стандарта называют конец 2004 г. Однако решения организации Wi-Fi пользователям так долго ждать не придется. Уже в конце 2003 г. должен появиться промежуточный стандарт взаимодействий в реальном времени для беспроводных сетей Wi-Fi Multimedia Extensions (WME). Ядро спецификации WME составит дальнейшее развитие протокола распределенной координационной функции (Distributed Coordination Function, DCF), которая в беспроводных сетях отвечает за равномерное разделение пропускной способности. Если такое разделение нежелательно, как при передаче речи, которой необходимо предоставить приоритет, то до сих пор для этого существовала только одна возможность — переключение в режим точечной координационной функции (Point Coordination Function, PCF). Однако оба режима можно было использовать лишь альтернативно. Расширенная функция DCF (Enhanced DCF, EDCF), наоборот, должна поддерживать как равномерное, так и взвешенное разделение — в зависимости от приложения. Поэтому покупателям стоит обращать внимание на сертификацию WME и удостоверяться в том, что точку доступа можно будет модернизировать до стандарта 802.11е после его утверждения.

БЕЗОПАСНОСТЬ И ЕЩЕ РАЗ БЕЗОПАСНОСТЬ

С защитой беспроводных сетей складывается такая же ситуация, как и с качеством услуг (Quality of Service, QoS). Это очень важный момент, поскольку ненадежно сконфигурированные точки доступа ставят под угрозу безопасность всей корпоративной сети. Ранние сети стандарта 802.11b не предлагали практически никакой аутентификации и предусматривали лишь очень слабый 64-разрядный механизм шифрования данных (WEP). Новые точки доступа в качестве важной меры предлагают списки контроля доступа (Access Control List, ACL) на базе МАС-адресов. Несколько более мощный механизм шифрования WEP 128 не относится к стандартным и, кроме того, достаточно легко взламывается.

Как и в случае с качеством услуг, IEEE постоянно откладывает публикацию всеобъемлющего стандарта (802.11i). В последнем прогнозе упоминается середина 2004 г. Альянс Wi-Fi не оставил ситуацию без внимания и в конце 2002 г. выпустил промежуточный стандарт защищенного доступа Wi-Fi (Wi-Fi Protected Access, WPA). Среди прочего он включает два знаменательных компонента, которые должны присутствовать и в будущем стандарте 802.11i: аутентификация посредством 802.1x (вместе с сервером RADIUS) и сравнительно мощная технология шифрования TKIP. 802.1х предлагался некоторыми производителями еще до утверждения стандарта WPA — однако лишь в собственной реализации. Поэтому при выборе стоит обращать внимание на сертификацию WPA.

Предприятия с высокими требованиями к конфиденциальности помещают весь трафик WLAN, как и трафик Internet, в туннели виртуальной частной сети (Virtual Private Network, VPN). Это по-прежнему самый надежный метод для защиты трафика от шпионажа, однако, с другой стороны, такое решение оказывается весьма сложным и дорогим. Программное обеспечение VPN страдает от проблем с взаимодействием; во многих случаях сервер VPN совместим лишь с одним клиентом VPN. Кроме того, оно часто имеется не для всех беспроводных клиентов, в особенности это относится к портативным устройствам. Как бы то ни было, если технология VPN применяется в беспроводных сетях, то точка доступа должна поддерживать транзитную пересылку VPN IPSec.

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

На предприятиях точки доступа размещаются в комнатах и коридорах на самом верху стены или на потолке, что вполне разумно, поэтому они должны достаточно просто монтироваться. Важно, чтобы питание не требовалось подводить отдельно. Многие точки доступа сегодня поддерживают электропитание через кабель, посредством которого они связаны с компьютерной сетью. В малых офисах часто их размещают на стеллажах, шкафах или столах. Вполне вероятно, в этом случае элегантный дизайн важнее возможности крепления под потолком или подачи питания по кабелю Ethernet.

Однако всегда следует помнить о качестве и количестве антенн. Хорошие точки доступа оснащаются двумя антеннами, причем в каждый момент времени работает антенна с лучшим качеством приема. Переключение антенн уже на удалении в несколько метров дает повышение качества и, соответственно, скорости передачи по сравнению с «однорукими» точками доступа. Обычно используемые ненаправленные антенны жестко крепятся к корпусу. Радиохарактеристики точки доступа во многом определяются тем, какие антенны используются. Так, одну и ту же точку доступа с разными антеннами можно использовать для решения разных задач. Если, к примеру, точка доступа применяется в качестве радиомоста между зданиями, удаленными на 2 км или более (до 25 км), то предпочтительнее установить направленную антенну. Специально для такого случая точка доступа должна поддерживать режим моста и обладать двумя радиомодулями (многие точки имеют свободный слот, в который при желании устанавливается второй радиомодуль). В больших залах или длинных коридорах часто наиболее эффективны отнюдь не те антенны, которые поставляются в стандартном комплекте. В любом случае возможность подключения внешних антенн дает выигрыш за счет гибкости.

УПРАВЛЕНИЕ

Управление отдельными точками доступа в большинстве случаев происходит быстро и просто: последовательный интерфейс или USB позволяет непосредственно подключать их к консоли управления, поддержка НТТР и telnet обеспечивают удобное администрирование через Internet и интерфейс браузера; защита удаленного управления осуществляется при помощи протоколов SSL и SSH. Нередко точки доступа поставляются вместе со вспомогательными программными инструментами для измерения мощности излучения или скорости передачи данных. Сервер DHCP выполняет автоматическую раздачу IP-адресов всем клиентам, что, прежде всего, важно для решений с одной точкой доступа. Если точка доступа соединена с компьютерной сетью, то необходимо правильное взаимодействие с имеющимся в ней сервером DHCP. Для него точка доступа должна быть клиентом и получать свой IP-адрес от сервера, а ее собственные клиенты — обращаться к ней посредством функции ретрансляции сервера имен доменов (Domain Name Server, DNS).

Рисунок 2. Благодаря коммутаторам WLAN (мобильное решение от Trapeze) точки доступа освобождаются от решения задач управления и обеспечения безопасности.

Если количество точек доступа превышает определенный порог, то обе устоявшиеся концепции управления обнаруживают серьезные недостатки. Особенно это затрагивает управление безопасностью. Причина в том, что точки доступа рассматривают себя как «центр мира» и принципиально требуют администрирования «один на один». В небольших инсталляциях этот подход, в общем-то, себя оправдывает, однако крупным предприятиям необходима вышестоящая инстанция для простого и комфортного управления точками доступа из центра. Классические точки доступа на это не рассчитаны, даже если реализация управления на базе SNMP позволяет включать его в применяемую на предприятии систему управления. Хотя поддержка SNMP и относится к основным условиям при выборе точки доступа, для эффективного администрирования ее недостаточно. Так, определение правил безопасности и их применение ко всем точкам доступа после нескольких нажатий на клавиши — пример простой и часто встречающейся задачи — невозможны. По этой причине производители Bluesocket и Reefedge разработали решения, с помощью которых можно управлять всеми точками доступа предприятия с одного сервера. Коммутаторы WLAN, выпускаемые, например, Nortel, Symbol и Trapeze (см. Рисунок 2), служат аналогичной цели: в них функции управления и обеспечения безопасности отняты у точки доступа и целиком переданы вышестоящей инстанции — в данном случае коммутатору. Однако коммутатор и точки доступа в этих решениях образуют жесткую связку, интегрировать в нее «чужеродную» точку доступа очень сложно. Значительное преимущество решений на базе сервера заключается в полной независимости от производителей точек доступа и даже от определенных беспроводных стандартов. Большим плюсом решений на базе коммутаторов являются недорогие точки доступа, а также различные дополнительные функции, например для планирования сложной беспроводной инфраструктуры.

Штефан Мучлер — шеф-корреспондент LANline. С ним можно связаться по адресу: sm@lanline.awi.de.

? AWi Verlag

Обзор важнейших критериев выбора

Аппаратное обеспечение
  • Соответствие стандарту (специальные функции/высокая скорость доступны только в среде, где применяются продукты одного производителя)
  • Мощный процессор/криптографический процессор
  • Простое крепление к стене/потолку
  • Электропитание по витой паре (Power over Ethernet)
  • Две антенны (с возможностью переключения)
  • Возможность подключения внешних антенн
  • Возможность модернизации до новых стандартов безопасности/качества услуг
Функции безопасности
  • Шифрование WEP/динамический WEP (WEP Plus)
  • Безопасность WPA (аутентификация 802.1х/RADIUS и шифрование TKIP/AES)
  • Трансляция сетевых адресов (Network Address Translation, NAT)
  • Списки контроля доступа на базе МАС-адресов
  • Транзитная пересылка VPN IPSec
  • Брандмауэр с контекстной проверкой пакетов (если точка доступа используется как маршрутизатор доступа)
Управление
  • Интерфейс Web (сервер HTTP)
  • SSL
  • SSH
  • Поддержка SNMP
  • Сервер DHCP/ретранслятор DNS
  • Инструментарий для планирования и конфигурирования
Дополнительные функции (точка доступа как маршрутизатор доступа)
  • Встроенный ISDN/DSL/кабельный маршрутизатор
  • Интегрированный коммутатор
  • Интегрированный сервер печати
Прочее
  • Сертификация Wi-Fi
  • Режим моста
  • Поддержка качества услуг (WME)