WiFi koncepti: što je to, kako radi i koje su različite dostupne vrste

Ovih dana, prvo što napravimo kada dođemo kući, u ured ili u kafić jest da izvadimo telefone i potražimo dostupne Wi-Fi mreže. WiFi je postao ulaz u internet za gotovo sve naše uređaje, ali rijetko zastanemo da razmislimo o tome što se krije iza te svakodnevne riječi.

Ako zaista želite razumjeti što je Wi-Fi, odakle dolazi taj izraz, kako interno funkcionira, koje vrste postoje, koji su uređaji uključeni i koje su njegove prednosti, ovo je za vas. Prednosti, ograničenja i sigurnosni rizici Ili koji tehnički standardi stoje iza toga, ovdje imate cjelovit vodič na jasnom jeziku, temeljen na konceptima koji objašnjavaju najbolje pozicionirane web stranice i proširen trenutnim tehničkim znanjem.

Što je točno Wi-Fi?

Kada govorimo o Wi-Fi-ju, mislimo na bežična komunikacijska tehnologija koji omogućuje međusobno povezivanje elektroničkih uređaja (računala, mobitela, tableta, televizora, konzola, pametnih satova itd.) i, obično, pristup internetu bez upotrebe kabela.

Ova komunikacija se provodi putem radiovalovi koji putuju zrakomunutar ograničenog područja. U normalnim uvjetima, kućna Wi-Fi mreža može imati domet od nekoliko metara do otprilike 100 metara, iako stvarni domet uvelike ovisi o zidovima, smetnjama i preprekama na putu.

Iz mrežne perspektive, Wi-Fi je vrsta WLAN (bežična lokalna mreža)Drugim riječima, bežična lokalna mreža (WLAN) funkcionira kao bežični ekvivalent tradicionalne Ethernet mreže. Logički gledano, Wi-Fi mreža i Ethernet mreža rade gotovo istu stvar; ono što se mijenja jest način na koji se prenose podatkovni okviri.

Zahvaljujući svemu tome, Wi-Fi omogućuje stvaranje zajedničke mreže u domovima, uredima, trgovinama, hotelima ili javnim prostorima, gdje nekoliko uređaja dijeli istu internetsku vezu, interne resurse (pisače, mrežne diskove, IP kamere) i može... komuniciraju velikom brzinom na relativno kratkim udaljenostima.

Zašto se zove Wi-Fi i kako se pravilno piše?

Izraz koji svakodnevno koristimo, wifi ili WiFiIzraz "Wi-Fi" zapravo dolazi od registriranog zaštitnog znaka. Ovaj zaštitni znak pripada Wi-Fi Allianceu, neprofitnoj organizaciji sastavljenoj od velikih tehnoloških tvrtki koja certificira da bežični proizvodi zadovoljavaju standarde i da su međusobno kompatibilni.

Ovaj savez, koji se izvorno zvao WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), angažirao je reklamnu agenciju kako bi pronašao kratko ime, lako za pamćenje i izgovor za tehnologiju temeljenu na IEEE 802.11 standardima. Stoga „Wi-Fi“, inspiriran oznakom „Hi-Fi“ (High Fidelity), oznakom koja se koristi za visokokvalitetnu audio opremu.

Neko vrijeme se koristio marketinški slogan „Standard za bežičnu vjernost“, a u nekim dokumentima Wi-Fi se čak tumačio kao „bežična vjernost“. Međutim, sami promotori brenda su to pojasnili. To nije službeni tehnički akronimali marketinški naziv za koji se kasnije tražilo takvo objašnjenje.

U španjolskom jeziku, Kraljevska španjolska akademija uvela je taj izraz kao opća imenica "wifi"Piše se malim slovima i bez crtice, navodnika ili kurziva. Dvostruki oblik riječi „wi fi“ je također prihvatljiv, ali „wifi“ je preferirani pravopis. Može se koristiti u muškom (el wifi, el sistema) ili ženskom rodu (la wifi, la red ili la zona de cobertura); oba oblika su uobičajena.

Kratka povijest Wi-Fi-ja i njegovo tehnološko podrijetlo

Povijest Wi-Fi-ja ne počinje izravno u dnevnoj sobi, već seže do nekoliko desetljeća napretka u radiofrekvenciji i vojne i civilne komunikacije.

Jedan od najzanimljivijih i najrelevantnijih presedana je izum takozvanog "proširenog spektra" i frekvencijskog skakanja, tehnika koje je tijekom Drugog svjetskog rata osmislila glumica i izumiteljica. Hedy Lamarr i skladatelj George Antheil. Njihov sustav radio navođenja za savezničke torpede bio je osmišljen kako bi se spriječilo ometanje ili presretanje komunikacija od strane sila Osovine.

Taj patent, poznat kao "tajni komunikacijski sustav", postavio je teorijske temelje za mnoge moderne tehnologije koje koriste radiofrekvenciju, kao što je Wi-Fi, Bluetooth, neki GPS sustavi i druge bežične vezeIako u to vrijeme nije bio široko korišten, na kraju je postao ključni element u kasnijem razvoju.

Nakon rata, razne tvrtke i organizacije istraživale su bežične sustave za mobilnu telefoniju, faks, satelitsku komunikaciju i podatkovne mreže. U 80-ima, američka FCC je otvorila nelicenciranu upotrebu određenih ISM pojaseva (uključujući pojas od 2,4 GHz), dopuštajući proizvođačima da počnu eksperimentirati s njima. bežične mreže kratkog dometa.

Godine 1991. NCR i AT&T razvili su WaveLAN, jedno od prvih komercijalnih bežičnih mrežnih rješenja za POS sustave i korporativna okruženja. U isto vrijeme, IEEE (Institut inženjera elektrotehnike i elektronike) radio je na općem standardu za bežične lokalne mreže. Taj je rad kulminirao... Standard IEEE 802.11, objavljen 1997. godine, koji je omogućavao brzine do 2 Mbps.

Krajem 90-ih, nekoliko tvrtki, uključujući 3Com, Aironet, Intersil, Lucent, Nokiju i Symbol Technologies, prepoznalo je potrebu za ujedinjavanjem standarda kako bi uređaji različitih proizvođača mogli besprijekorno komunicirati. To je dovelo do stvaranja [nejasno - moguće "komponentnog sustava" ili slično] 1999. godine. Savez za kompatibilnost bežičnog Etherneta (WECA), zametak trenutnog Wi-Fi saveza.

U srpnju 1999. Apple je počeo prodavati prijenosna računala s bežičnom povezivošću pod markom AirPort, pomažući popularizaciji ideje da se računalo može bežično spojiti na mrežu. Godine 2000. WECA je službeno certificirala opremu temeljenu na standardu IEEE 802.11b pod tom markom. Wi-Fijamčeći da će svi proizvodi s tim pečatom raditi zajedno.

Uspjeh je bio takav da je do 2002. godine udruga već imala gotovo 150 članova, a izraz wifi počeo se generički koristiti za bilo koju vrstu bežične računalne veze, iako bi se tehnički trebao odnositi samo na standarde IEEE 802.11 i njegove evolucije.

Kako Wi-Fi radi unutra

Rad Wi-Fi mreže je, općenito govoreći, sličan radu dvosmjerni radio odašiljačS jedne strane imamo pristupnu točku (router ili AP) koja emitira i prima radiovalove, a s druge strane klijentske uređaje koji također imaju wifi radio sposoban za slušanje i odašiljanje na istim frekvencijama.

Sve počinje s internetskom vezom: optička, kabelska ili xDSL linija dolazi do modema ili usmjerivača koji integrira modem, a čija konfiguracija - na primjer, promjena DNS-a rutera— može utjecati na njegov rad. Ta oprema dekodira širokopojasni signal i pretvara ga u IP prometšto je jezik interneta. Odatle, bežični usmjerivač uzima te podatke i pretvara ih u radiovalove slijedeći IEEE 802.11 protokole.

Ruter ili pristupna točka periodično emitira signale s naziv mreže (SSID) i ostale parametre (kanal, vrstu enkripcije itd.), obavještavajući o svojoj prisutnosti uređajima u blizini. Bilo koji uređaj s omogućenim Wi-Fi-jem skenira okolinu, detektira te mreže i, ako korisnik unese ispravnu lozinku ili se radi o otvorenoj mreži, pokreće proces autentifikacije i uparivanja.

Nakon povezivanja, klijentski uređaj i pristupna točka razmjenjuju podatke pomoću Wi-Fi okvira koji putuju u frekvencijskim pojasevima... 2,4 GHz, 5 GHz ili 6 GHzPrema standardu, uređaj prima radiovalove, njegova bežična kartica ih pretvara natrag u digitalne podatke i dostavlja ih operativnom sustavu ili aplikaciji kojoj su potrebni (preglednik, video aplikacija, online igra itd.).

Proces je dvosmjeran: kada pošaljete poruku, prenesete datoteku ili uputite videopoziv, vaš uređaj generira podatke koji su enkapsulirani u Wi-Fi okvire i bežično preneseni na usmjerivač. Usmjerivač ih zatim prosljeđuje putem internetske veze do odgovarajućeg odredišta. Dakle, Više uređaja može istovremeno dijeliti isti pristup internetu pa čak i razmjenjivati ​​informacije unutar lokalne mreže bez izlaska na globalnu mrežu.

Glavne značajke Wi-Fi veza

WiFi mreže imaju niz značajki koje ih razlikuju od tradicionalnih žičanih veza i to treba imati na umu.

Prije svega, to je sustav potpuno bežičnoNe zahtijeva fizičke kabele između uređaja i usmjerivača, što pruža ogromnu praktičnost za korisnika i smanjuje troškove instalacije, izgradnje i održavanja strukturiranog kabliranja.

Wifi ima ograničen i promjenjiv raspon djelovanjaKvaliteta signala uvelike ovisi o udaljenosti do pristupne točke, materijalima zidova, prisutnosti drugih uređaja koji emitiraju na istoj frekvenciji (mikrovalne pećnice, Bluetooth, drugi obližnji usmjerivači) i, općenito, "šumu" u radio spektru.

Nadalje, ova tehnologija obično žrtvovati malo stabilnosti i brzine u usporedbi s potpuno žičanom vezom. Iako moderni standardi postižu vrlo velike brzine u idealnim uvjetima, u praksi na stvarnu brzinu utječu smetnje, zasićenje kanala i broj povezanih korisnika.

Još jedna ključna točka je sigurnost: budući da se podaci prenose zrakom, bilo koji uređaj u dometu mogao bi pokušati slušati ili se povezati. Zato su Wi-Fi mreže potrebne robusni mehanizmi autentifikacije i šifriranjakao i dobru konfiguraciju usmjerivača, kako bi se spriječili uljezi i curenje informacija.

Uređaji koji tvore Wi-Fi mrežu

U Wi-Fi mreži možemo razlikovati dvije glavne skupine uređaja: distribucijski ili mrežni uređaji, koji podržavaju bežičnu infrastrukturu i terminalni uređajikoje krajnji korisnik koristi za povezivanje.

Distribucijski ili mrežni uređaji

To su uređaji koji stvaraju, proširuju ili upravljaju WiFi mrežom i, u mnogim slučajevima, nekoliko uloga je kombinirano u istom uređaju.

S jedne strane postoje pristupne točke (AP ili WAP)To su uređaji namijenjeni prijenosu bežičnog signala i upravljanju vezama klijenata. Svaka pristupna točka ima IP adresu unutar lokalne mreže kako bi se omogućila njezina administracija, definiranje sigurnosnih parametara, SSID-a, kanala, napajanja itd.

Također imamo Wi-Fi repetitori ili produživačiOvi uređaji hvataju postojeći signal i ponovno ga emitiraju kako bi proširili pokrivenost ili pojačali područja sa slabim Wi-Fi signalom. Neki repetitori kombiniraju funkcije pristupne točke i integriraju se u mrežne sustave.

Treći stup je bežični usmjerivači (wifi usmjerivači)U kućnim ili malim uredskim mrežama, obično su to "sve-u-jednom" uređaji koji uključuju modem (u nekim slučajevima), sam usmjerivač za povezivanje lokalne mreže s internetom, WiFi pristupnu točku i, često, mali preklopnik s Ethernet priključcima, a ponekad i USB priključcima.

Terminalni uređaji

Na drugom kraju su svi krajnji uređaji koji se spajaju na bežičnu mrežu putem integrirana ili vanjska Wi-Fi mrežna karticaTo uključuje:

• Stolna računala s PCI, PCIe karticama ili USB wifi adapterima.
• Prijenosna računala i ultrabookovikoji obično imaju interne MiniPCI ili M.2 kartice.
• Pametni telefoni i tableti bilo kojeg operativnog sustava.
• Smart TV (Smart TV) i set-top box uređaje.
• Konzole za video igre stolna i prijenosna računala.
• Pametni satovi i fitness trackeri.
• Povezani periferni uređaji kao što su pisači, IP kamere ili Wi-Fi web kamere.
• Bilo koji drugi IoT uređaj s ugrađenom Wi-Fi kompatibilnošću.

U ranim godinama, PCMCIA kartice su bile uobičajene za prijenosna računala, a interne PCI kartice za stolna računala; danas su ih gotovo u potpunosti zamijenila druga rješenja. Integrirani USB i bežični moduli ugrađen, kompatibilan čak i s najnovijim standardima kao što su 802.11ac ili 802.11ax.

Vrste Wi-Fi-ja i IEEE 802.11 standardi

Kada ljudi govore o "vrstama wifija", zapravo misle na različiti standardi obitelji IEEE 802.11 koje je IEEE objavio tijekom vremena. Svaki od njih definira poboljšanja u brzini, dometu, učinkovitosti ili sigurnosti.

Najklasičniji standardi koji rade u opsegu 2,4 GHz zvuk:

• IEEE 802.11b: jedan od prvih koji je postao popularan, s brzinama do 11 Mbit/s.
• IEEE 802.11g: poboljšava teoretski maksimum na 54 Mbit/s, uz zadržavanje istog pojasa.
• IEEE 802.11n (WiFi 4): omogućuje brzine do 300 Mbit/s veće, zahvaljujući tehnikama kao što su MIMO i širina kanala od 40 MHz.

Frekvencijski pojas od 2,4 GHz ima prednost većeg dometa, ali pati od... mnogo više smetnjijer ga koriste i druge tehnologije poput Bluetootha, kućnih mikrovalnih pećnica ili određenih industrijskih bežičnih sustava.

Kako bi se ublažila ta zasićenost, promovirani su standardi u pojasu 5 GHz, kao:

• IEEE 802.11ac (WiFi 5)Radi na 5 GHz, sa širim kanalima (80 i 160 MHz) i teorijskim brzinama koje mogu premašiti 3,5 Gbit/s u konfiguracijama s više antena. Nudi čišća frekvencijska okruženja, iako s nešto manjim dometom od 2,4 GHz (oko 10% manje).

Najnoviji razvoj su standardi grupirani pod oznakom WiFi 6 i noviji:

• IEEE 802.11ax (WiFi 6)Objavljen 2019. godine, radi na frekvencijskim pojasevima od 2,4 GHz i 5 GHz. Uvodi OFDMA, poboljšava iskorištenost MU-MIMO-a (i uzlaznog i silaznog signala), povećava spektralnu učinkovitost i može postići do 37% veće brzine od 802.11ac u stvarnim scenarijima.
• Wi-Fi 6EWiFi 6 proširenje koje dodaje pojas od 6 GHz, pružajući više kanala i manje smetnji za mreže visoke gustoće.
• IEEE 802.11be (WiFi 7)Specifikacije predstavljene 2023. godine, s podrškom za frekvencijske pojaseve od 2,4 GHz, 5 GHz i 6 GHz, većom efektivnom propusnošću i potencijalnim brzinama koje mogu doseći desetke Gbit/s.

Kako bi pojednostavili ovu abecednu juhu, Wi-Fi Alliance predložio je generacijska imena koja ćete uskoro vidjeti na mnogim usmjerivačima i uređajima: WiFi 4 za 802.11n, WiFi 5 za 802.11ac i WiFi 6 za 802.11axTo prosječnom korisniku olakšava razumijevanje tehnologije koju koristi bez potrebe za pamćenjem tehničkih kodova.

Koja je svrha Wi-Fi-ja u svakodnevnom životu?

Osim tehničkih aspekata, važno je znati čemu služi u praksi. Wi-Fi omogućuje međusobno povezati uređaje i pristupiti internetu unutar relativno kratkog dometa (dom, ured, poslovni prostor, vozilo, kampus, javni trgovi itd.) bez postavljanja kabela.

S jednom širokopojasnom vezom i dobro konfiguriranim bežičnim usmjerivačem možete dijeliti internet s više korisnika istovremeno kako biste pregledavali web, strujali videozapise, radili na daljinu, igrali online igre ili upućivali videopozive, između ostalog. Wi-Fi je izvrstan omogućivač... rad na daljinu, online zabava i automatizacija doma.

Također je ključan za komunikaciju između uređaja unutar lokalne mreže: slanje dokumenata na WiFi pisač, pristup NAS poslužitelju, gledanje videa pohranjenog na računalu na televizoru, upravljanje sigurnosnim kamerama ili integraciju pametnih zvučnika i glasovnih asistenata kod kuće.

U profesionalnoj sferi, Wi-Fi pojednostavljuje mobilnost zaposlenika unutar ureda, smanjuje troškove i krutost strukturiranog kabliranja te omogućuje aplikacije kao što su gostujuće mreže, odvojene korporativne mreže ili industrijska IoT rješenja.

Nadalje, zahvaljujući javnim pristupnim točkama u zračnim lukama, hotelima, restoranima i knjižnicama, Wi-Fi je demokratizirao pristup internetu, iako to dolazi s nekim nedostacima. veliki izazovi sigurnosti i privatnosti kada mreže nisu dobro zaštićene.

Prednosti i nedostaci Wi-Fi-ja

WiFi ima mnogo prednosti, ali i ograničenja koja je vrijedno znati kako biste izbjegli iznenađenja.

Među glavnim prednost može se istaknuti:

• Udobnost i mobilnostBudući da ne ovisi o kabelima, možete se slobodno kretati po prilično velikom području s prijenosnim računalima, mobitelima i tabletima.
• Smanjeni troškovi instalacijeNakon što je mreža implementirana, dodavanje novih uređaja praktički ne uključuje troškove infrastrukture.
• Jednostavna skalabilnostU mnogim slučajevima, jednostavno dodavanje pristupnih točaka ili repetitora dovoljno je za proširenje pokrivenosti.
• Široka kompatibilnostWi-Fi certifikat osigurava da će oprema različitih proizvođača raditi zajedno bez ozbiljnih problema.

Na strani nedostaci ili uobičajeni problemi:

• Osjetljivija sigurnostBudući da se širi zrakom, loša konfiguracija ili slaba enkripcija mogu izložiti mrežu uljezima koji hvataju promet ili kradu propusnost.
• Brzina niža od one kod kabela U mnogim scenarijima, to je zbog smetnji, gubitka signala ili zasićenja pojasa.
• Ograničen opseg i velika ovisnost o okoliniZidovi, namještaj, metalne konstrukcije, ostale susjedne mreže... sve to degradira signal.
• Nekompatibilnosti i koegzistencija s drugim bežičnim tehnologijama: posebno na 2,4 GHz, gdje koegzistira s Bluetoothom, mikrovalovima, ZigBeejem itd.

Međutim, ako je mreža dobro dizajnirana, odabrana je prava oprema i konfigurirana je dobra sigurnost, Wi-Fi ostaje najpraktičnija i najsvestranija opcija za spajanje više uređaja u malim prostorima bez uplitanja u gradnju ili zapetljavanja kabela.

Sigurnost WiFi mreže: rizici, enkripcija i najbolje prakse

Jedan od najvažnijih aspekata Wi-Fi mreže je sigurnost. Značajan postotak kućnih mreža postavljen je bez promjene zadanih postavki, što ih čini ranjivima. slabe lozinke, vrlo predvidljivi vidljivi SSID-ovi ili zastarjele šifre koje se mogu relativno lako dešifrirati.

Kada je mreža nezaštićena ili slabo zaštićena, svatko unutar njezine pokrivenosti može pokušati spojiti se, koristiti internetsku vezu ili, još gore, hvatanje i čitanje prometa koji kroz njega kružiTo uključuje osobne podatke, vjerodajnice, e-poštu ili bilo koje druge informacije koje nisu šifrirane višim slojevima (HTTPS, VPN itd.).

Kako bi se ublažili ovi rizici, Wi-Fi uređaji uključuju različite protokoli za šifriranje i autentifikaciju koji kodiraju podatke prije slanja. Najpoznatiji su:

• WEP (privatnost ožičena ekvivalentom)Bio je to prvi sustav šifriranja za Wi-Fi. Koristi 64- ili 128-bitne ključeve, ali ima vrlo ozbiljne ranjivosti. Danas se smatra potpuno nesigurnim i svaki napadač s pravim alatima može ga probiti u kratkom vremenu, čak i sa složenim ključevima.
• WPA (Wi-Fi zaštićeni pristup)Uveo je poboljšanja u odnosu na WEP, poput dinamičkog generiranja ključeva i korištenja TKIP-a. Unatoč tome, više se ne smatra dovoljno robusnim za okruženja koja zahtijevaju visoku sigurnost.
• WPA2Dugi niz godina bio je preporučeni standard. Temeljen na 802.11i standardu, koristi AES enkripciju i, kada je pravilno konfiguriran, prilično je robustan, iako zahtijeva kompatibilan hardver i firmware.
• WPA3Najnovija evolucija poboljšava zaštitu od napada grubom silom i nudi veću sigurnost u otvorenim mrežama putem individualiziranog šifriranja.

Osim enkripcije, postoje i druge mjere koje pomažu u jačanju zaštite bežične mreže, iako nijedna sama po sebi nije nepogrešiva:

• Često mijenjajte lozinku za Wi-Fi, korištenjem dugih kombinacija velikih slova, malih slova, brojeva i simbola.
• Promijenite zadani SSID tako da ne otkriva marku i model rutera, iako skrivanje kao jedine mjere nije preporučljivo, budući da skrivanje SSID-a nije pravi sigurnosni mehanizam.
• Onemogući WPS (gumb za brzo uparivanje), koji je neispravan na mnogim uređajima.
• Konfigurirajte MAC filtere Ovo je samo za referencu, znajući da se MAC adrese mogu lažirati.
• U profesionalnim okruženjima koristite 802.1X, RADIUS i VPN za naprednu autentifikaciju i šifrirane tunele.

U svakom slučaju, mudro je pretpostaviti da nijedno rješenje nije apsolutno neranjivo i da najbolja strategija uključuje kombiniranje jaka enkripcija (WPA2 ili WPA3), redovita ažuriranja firmvera i odgovorne navike korištenja (ne spajajte se na osjetljive javne mreže bez dodatne zaštite, koristite HTTPS, VPN itd.).

Razumijevanje svih ovih Wi-Fi koncepata, od podrijetla termina do najnovijih standarda, uključenih uređaja i dostupnih sigurnosnih mjera, omogućuje vam donošenje boljih odluka pri odabiru usmjerivača, postavljanju kućne mreže ili procjeni rizika povezivanja s javnom mrežom. Razumijevanje načina na koji podaci zapravo putuju zrakom pomaže vam da u potpunosti iskoristite praktičnost Wi-Fi-ja, a istovremeno ostanete svjesni njegovih ograničenja i odgovornosti.