Домашние и офисные сети под Vista и XP

Чтобы начать передачу данных, отправителю необходимо «договориться» с получателем, для чего он отсылает адресату кадр аутентификации, содержащий информацию об отправителе и тип ключа шифрования. Получив кадр аутентификации, получатель в ответ отсылает пробный текст, зашифрованный с помощью указанного типа ключа, в качестве которого используется 128-битный ключ алгоритма шифрования WEP. Получив пробный зашифрованный текст, отправитель пытается его расшифровать с помощью договоренного ключа шифрования. Если результат расшифровки совпадает с текстом (используется контрольная сумма зашифрованного и расшифрованного сообщения), то отправитель посылает получателю сообщение об успехе аутентификации. Только после этого передают данные с использованием указанного ключа шифрования.

Вроде бы все выглядит достаточно просто и эффективно. На самом же деле практическое использование метода шифрования WEP показало, что алгоритм шифрования имеет явные прорехи безопасности, которые нельзя скрыть даже с помощью длинного ключа шифрования. Как выяснилось (опять же благодаря сторонним тестировщикам и хакерам), проанализировав достаточно большой объем трафика сети (3–7 млн пакетов), можно вычислить ключ шифрования. Не спасает даже 104-битный ключ шифрования.

Конечно, это не означает, что протокол безопасности WEP не годится совсем. Для небольших беспроводных сетей (несколько компьютеров) его защиты вполне достаточно, поскольку трафик такой сети сравнительно невелик и для его анализа и взлома ключа шифрования нужно потратить значительно больше времени.

Что же касается больших развернутых беспроводных сетей, то использование протокола WEP небезопасно и крайне не рекомендуется. Также стоит учитывать, что в Интернете можно найти множество специализированных утилит, позволяющих взломать защиту WEP-протокола и создать доступ к беспроводной сети. Именно поэтому для обеспечения нужного уровня безопасности лучше использовать более современные протоколы шифрования, в частности протокол безопасности WPA.

Конечно, можно использовать ключи шифрования максимальной длины, но не стоит забывать, что это чревато уменьшением скорости передачи данных за счет увеличения избыточности передаваемых сведений, что уменьшает объем полезной информации.

Другим выходом из описанной ситуации можно считать использование направленных антенн передачи сигнала. В некоторых случаях это хороший способ, но в условиях домашних беспроводных сетей он не применим практически.

Протокол безопасности WPA

Протокол безопасности WPA пришел на смену протоколу безопасности WPE в силу понятных причин, главная из которых – практическая незащищенность WPE, которая сдерживала развитие и распространение беспроводных сетей. Однако с появлением протокола WPA все стало на свои места.

WPA (Wi-Fi Protected Access) был стандартизирован в 2003 году и сразу стал востребован. Главным его отличием от протокола WPE можно считать наличие динамической генерации ключей шифрования, что позволило шифровать каждый отправляемый пакет собственным ключом шифрования. Кроме того, каждое сетевое устройство в сети снабжается собственным дополнительным ключом, который опять же меняется через определенный промежуток времени.

Аутентификация происходит с применением протокола аутентификации ЕАР (Extensible Authentication Protocol) через службу (сервер) дистанционной аутентификации RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) или предварительно согласованный общий ключ. При этом аутентификация подразумевает вход пользователя с помощью логина и пароля, которые проверяются на сервере аутентификации RADIUS.

Для шифрования данных протокол использует модернизированный алгоритм шифрования RC4, основанный на протоколе краткосрочной целостности ключей TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), что позволяет не только повысить уровень защищенности информации, но и сохранить обратную совместимость с WEP.

Шифрование базируется на использовании случайного вектора инициализации IV (Initialization Vector) и WEP-ключа, которые складываются и в дальнейшем используются для шифрования пакетов. Результатом такого сложения может быть огромное количество разных ключей, что позволяет добиться практически стопроцентной защиты данных.

Также протокол безопасности WPA поддерживает усовершенствованный стандарт шифрования AES (Advanced Encryption Standard), использующий еще более защищенный алгоритм шифрования, который намного эффективнее алгоритма RC4. Однако за это приходится платить повышенным трафиком сети и соответственно уменьшением ее пропускной способности.

Сегодня активно используется версия протокола WPA2, которая предоставляет еще больше возможностей в защите среды.

Примечание

Для использования протокола безопасности WPA необходимо, чтобы все устройства, подключенные к сети, поддерживали его, иначе будет использован стандартный протокол безопасности WPE.

Правила и условия использования беспроводных сетей

При планировании беспроводной сети стоит помнить, что использование беспроводных сетей – контролируемый участок со стороны государственных служб, а это означает, что необходимо знать правила ее использования и быть готовым к тому, что придется оформлять сеть по всем правилам.

Правовые вопросы

Изначально сложилось так, что государство контролирует использование радиоэфира. По-другому и быть не может, так как радиоэфир используется не только для локальных сетей, но и для передачи другой важной информации. В частности, эфир используется в военных целях, для средств общения с воздушным транспортом, для организации общения радиослужб и т. д. В связи с этим должны существовать правила, которые описывают использование радиоэфира.

Таким образом, существует специальная государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ), контролирующая использование радиоэфира. Именно эта комиссия является автором некоторых положений и инструкций, которые должны соблюдаться организациями, использующими радиоэфир в своих целях.

Чтобы не углубляться в правовые дебри, можно сказать следующее. Если вы планируете использовать беспроводную сеть вне офиса, то придется получить на это лицензию. На внутриофисные сети лицензия не требуется, за исключением тех случаев, когда функционирование сети может мешать работе любой радиослужбы, находящейся в зоне действия вашей сети.

Если вы планируете организовать масштабную беспроводную сеть, то обязательно проконсультируйтесь по этому вопросу с соответствующими органами.

Условия использования режима Ad-Hoc

Вариант построения беспроводной сети Ad-Нос – самый простой по построению из двух существующих вариантов. Очень часто его используют, когда необходимо быстро соединить небольшое количество (два-пять) рядом расположенных компьютеров, намереваясь создать мобильную и быстро модернизируемую сеть. Кроме того, данный вариант незаменим, когда необходимо быстро и с минимальными усилиями передать данные между двумя компьютерами.

Главный недостаток такого варианта построения сети – ее малый радиус и низкая помехозащищенность, что накладывает свои ограничения на расположение компьютеров.

Рассмотрим, какие условия при построении беспроводной сети в режиме Ad-Hoc должны выполняться и какие для этого необходимы устройства и материалы.

Прямая видимость между подключаемыми компьютерами. При подключении в режиме Ad-Hoc очень важным и желательным фактором, влияющим на скорость работы беспроводной сети, является прямая видимость между подключаемыми компьютерами. Это связано с тем, что мощность передатчиков беспроводных адаптеров несколько ниже, чем, например, у точек доступа. Получается, что радиус действия такой сети сокращается примерно вдвое по сравнению с радиусом сети, построенной с применением инфраструктурного режима, то есть при наличии точки (точек) доступа.

Для увеличения радиуса действия сети практически единственным выходом является применение более мощных антенн, но для этого нужно, чтобы все адаптеры поддерживали сменные антенны.

Если между компьютерами существуют преграды, например стены офиса, то радиус сети резко сокращается. При этом также может наблюдаться значительное снижение скорости вплоть до минимальной.

Стандарт беспроводных адаптеров. Как известно, от стандарта, в котором работают сетевые адаптеры, зависит скорость передачи данных в сети. Кроме того, если на одном из компьютеров будет установлено устройство другого стандарта, имеющего более низкую скорость передачи данных, то и скорость работы сети в целом будет равняться скорости этого адаптера. Поэтому использование адаптеров единого стандарта – неплохая стратегия.

Если условия использования адаптеров с одинаковым беспроводным стандартом работы трудно выполнимы, то очень желательно не использовать адаптеры со скоростью передачи данных менее 11 Мбит/с (стандарт IEEE 802.11b). Наиболее эффективно в этом случае использовать адаптеры со стандартами IEEE 802.11b+ и IEEE 802.11g, что позволит достичь теоретической скорости передачи данных минимум 22 Мбит/с. Также вполне можно использовать оборудование стандарта IEEE 802.11n. Несмотря на его дороговизну и технические особенности, есть хороший шанс получить очень быструю сеть.

Производитель оборудования. Для построения беспроводной сети в режиме Ad-Hoc можно использовать любые беспроводные адаптеры, доступные в продаже: USB-адаптеры, РСI-адаптеры, PC Card-адаптеры и другие. Все зависит от того, какие компьютеры будут подключены к сети и какой из способов подключения беспроводного адаптера им подходит или выгоден им больше всего.

Однако если нужно, чтобы сеть работала максимально быстро и устойчиво, то следует использовать адаптеры одного производителя, например D-Link, 3Com или других. Кроме всего прочего, это позволит использовать некоторые фирменные возможности, зачастую имеющиеся в адаптерах, например повышенную скорость передачи данных (108 Мбит/с, 125 Мбит/с и т. д.). Таким образом, прежде чем покупать оборудование, нужно обязательно почитать отзывы о нем и узнать его технические характеристики, зайдя на веб-сайт производителя. Кроме того, очень полезно бывает почитать отчеты о тестировании выбранных устройств, которые часто проводят разного рода тестовые лаборатории.

Количество подключенных компьютеров. Количество подключенных к сети компьютеров всегда играло большую роль независимо от типа сети: проводной или беспроводной. Связано это прежде всего с особенностями обмена информацией между компьютерами. Особенно важно это для беспроводных сетей, и особенно при использовании режима Ad-Нос.

Когда один пользователь хочет передать другому файл, обмен данными с остальными компьютерами очень сильно тормозится, что приводит к задержкам в обмене данных. Теперь представьте себе, что несколько пользователей одновременно хотят обменяться файлами или скачать данные с одного компьютера – пропускная способность сети падает практически до нуля.

Поэтому при планировании будущей сети имейте в виду: чтобы сеть в режиме Ad-Hoc функционировала без больших проблем, ограничивайте количество подключений до двух-пяти. Если количество подключаемых компьютеров превышает указанное число, то более выгодным решением в этой ситуации будет использование точки доступа и перехода на режим инфраструктуры.

Условия использования режима инфраструктуры

Режим инфраструктуры подходит, когда к сети необходимо подключить достаточно большое количество пользователей. Кроме того, именно этот режим используется, когда необходимо соединить разные сегменты сети или вообще другую сеть.

При использовании точки доступа количество подключенных компьютеров может доходить до 253. Конечно, совсем не обязательно расширять сеть до такого состояния, поскольку это приведет к полному ее упадку.

Рассмотрим, что необходимо для создания сети в режиме инфраструктуры и какие условия должны при этом выполняться.

Использование точки доступа. Точка доступа – одно из главных устройств в беспроводной сети, от расположения которого зависит очень многое. Не стоит забывать, что точка доступа является связующим звеном между компьютерами, которые зачастую располагаются в самых невероятных местах. Подобным местам неведомы и неинтересны такие понятия, как помехи, гром и молнии, создаваемые природой, статическое электричество, вызываемое особенностями русских электропроводок, и т. д.

Рассмотрим все по порядку.

• Расположение точки доступа. Имея более мощный передатчик, чем беспроводной адаптер, точка доступа позволяет создавать связь на более длинных дистанциях и с большей «силой».

Однако это совсем не означает, что ей «по зубам» любые препятствия в виде стен, потолков, деревьев, домов и т. д. Любое из перечисленных препятствий создает помехи распространению радиоволн и снижает радиус действия сети в несколько раз. Поэтому при размещении точки доступа следует учитывать все препятствия, которые могут стоять между точкой доступа и подключенными к ней компьютерами.

Если точка доступа используется внутри офиса или дома, то нужно постараться разместить ее приблизительно посредине между компьютерами и с таким расчетом, чтобы достигалось по возможности максимальное количество компьютеров в прямой видимости, что позволит работать им в сети с максимальной скоростью и минимальными помехами.

Если точка доступа используется вне помещения, то ее расположение должно обеспечивать прямую видимость с наиболее удаленными объектами сети.

• Защита от погодных явлений. Погодные явления являются критичным фактором, когда антенна точки доступа или сама точка находится на открытом воздухе, что делает ее особо уязвимой. В этом случае точка доступа обязательно должна быть оборудована механизмом грозозащиты, что спасет ее «внутренности» от выхода из строя в момент грозы, когда в воздухе накапливается множество статической энергии, способной попасть через антенну внутрь устройства и повредить электронные схемы. Именно поэтому при планировании сети следует позаботиться о том, чтобы все наружные точки доступа или те из них, антенны которых находятся вне здания, обладали подобным защитным механизмом.

• Защита от статического электричества. Любое электронное устройство, питаемое от сети переменного напряжения, должно быть заземлено. Это правило достаточно серьезное, и оно должно выполняться любыми способами. Если этого не делать, может случиться, что оборудование повредится или полностью выйдет из строя. Не доводите свое оборудование до такого состояния!

Тип точки доступа. Точка доступа обязательна, если вы собираетесь использовать инфраструктурный режим сети, поэтому отнеситесь внимательно к ее выбору.