Беспроводные сети с каждым днём становятся всё более популярными, и этот факт неоспорим. При этом рост популярности беспроводного оборудования для конечных пользователей вполне сопоставим с ростом уровня жизни. Как только в доме появляется два или даже более ПК, возникает задача их объединения в локальную сеть, и лучшим вариантом для дома является именно беспроводная сеть. Другой типичный пример, когда наилучшим выбором является именно беспроводная сеть – это организация беспроводного разделяемого доступа в Интернет в условиях дома с использованием беспроводного маршрутизатора.

Чем же обусловлен рост популярности беспроводных сетей? Прежде всего, в сравнении с традиционными кабельными сетями, они обладают рядом серьёзных преимуществ, главным из которых, конечно же, является простота развёртывания. Так, беспроводная сеть не нуждается в прокладке кабелей (что нередко требует штробирования стен); также трудно оспорить такие достоинства беспроводной сети, как мобильность пользователей в зоне её действия и простота подключения к ней новых пользователей. В то же время беспроводные сети не лишены определённых недостатков. Прежде всего это низкая по сегодняшним меркам скорость соединения, которая серьёзно зависит от наличия преград и от расстояния между приёмником и передатчиком; плохая масштабируемость, а также, если речь идёт об использовании беспроводной сети в помещениях, довольно ограниченный радиус действия сети.

Впрочем, стоит отметить, что в каждом конкретном случае существуют способы преодоления всех проблем, связанных с беспроводными сетями. К примеру, радиус действия беспроводной сети может быть увеличен за счёт добавления нескольких точек доступа и построения распределённой беспроводной сети. Аналогично решается и проблема масштабируемости сети, а использование внешних направленных антенн позволяет эффективно решать проблему препятствий, ограничивающих сигнал.

В этой статье мы подробно расскажем о том, как шаг за шагом развернуть и настроить беспроводную сеть в домашних условиях.
Режимы функционирования беспроводных сетей

Как правило, к оборудованию, которое нужно для развёртывания беспроводной сети, относят беспроводную точку доступа и беспроводные адаптеры. Однако в простейшем случае для развёртывания беспроводной сети не требуется даже использования точки доступа. Дело в том, что существуют два режима функционирования беспроводных сетей: режим Infrastructure и режим Ad Hoc.

В режиме Ad Hoc, который также называют Independent Basic Service Set (IBSS) или режимом Peer to Peer (точка-точка), узлы сети непосредственно взаимодействуют друг с другом без участия точки доступа. Этот режим требует минимального оборудования: каждый клиент сети должен быть оснащён только беспроводным адаптером. При такой конфигурации не требуется создания сетевой инфраструктуры. Основными недостатками режима Ad Hoc являются ограниченный диапазон действия получаемой сети и невозможность подключения к внешней сети (например, к Интернету). К примеру, если оба беспроводных клиента (ПК с беспроводными адаптерами) находятся в одной комнате в пределах прямой видимости, то режим Ad Hoc позволяет объединить этих клиентов в беспроводную сеть. Это может оказаться удобным, когда нужно оперативно скачать данные с одного ПК на другой (к примеру, к вам зашёл друг со своим ноутбуком). Но вот если ставится задача объединить в локальную беспроводную сеть компьютеры, расположенные в разных комнатах и разделённые бетонной стеной с арматурой, то режим Ad Hoc скорее всего не подойдёт, поскольку мощности передатчиков и чувствительности приёмников для обеспечения устойчивого соединения беспроводных адаптеров будет недостаточно. В этом случае для организации беспроводной сети потребуется стационарная точка доступа. Впрочем, преимущество точки доступа заключается не только в том, что она позволяет существенно расширить зону покрытия (радиус действия) беспроводной сети.

Точка доступа в беспроводной сети выполняет функцию, аналогичную функции коммутатора традиционной кабельной сети, и позволяет объединять всех клиентов в единую сеть. Задача точки доступа – координировать обмен данными между всеми клиентами беспроводной сети и обеспечить всем клиентам равноправный доступ к среде передачи данных.

Режим функционирования беспроводной сети на базе точки доступа называется режимом Infrastructure Mode. Рассматривают два режима Infrastructure — основной режим BSS (Basic Service Set) и расширенный режим ESS (Extended Service Set). В режиме BSS все узлы сети связываются между собой только через одну точку доступа, которая может выполнять также роль моста к внешней сети. В расширенном режиме ESS существует инфраструктура нескольких сетей BSS, причём сами точки доступа взаимодействуют друг с другом, что позволяет передавать трафик от одной BSS к другой. Между собой точки доступа соединяются при помощи либо сегментов кабельной сети, либо радиомостов.
Стандарты беспроводной связи
Существует несколько типов беспроводных стандартов: 802.11a, 802.11b и 802.11g. В соответствии с этими стандартами используются различные типы оборудования. Кроме того, всё чаще встречаются точки доступа с поддержкой одновременно нескольких стандартов, например, 802.11g и 802.11a. Стандарты беспроводных сетей семейства 802.11 отличаются друг от друга и максимально возможной скоростью передачи, и радиусом действия беспроводной сети. Так, стандарт 802.11b подразумевает максимальную скорость передачи до 11 Мбит/с, а стандарты 802.11a и 802.11g – максимальную скорость передачи до 54 Мбит/с. Кроме того, в стандартах 802.11b и 802.11g предусмотрено использование одного и тот же частотного диапазона — от 2,4 до 2,4835 ГГц, а стандарт 802.11a подразумевает использование частотного диапазона от 5,15 до 5,35 ГГц. Соответственно, если точка доступа поддерживает одновременно стандарт 802.11a и 802.11g, то она является двухдиапазонной.

Оборудование стандарта 802.11a, в силу используемого им частотного диапазона, не сертифицировано в России. Это, конечно, не мешает использовать его в домашних условиях. Однако купить такое оборудование проблематично. Именно поэтому в дальнейшем мы сосредоточимся на рассмотрении стандартов 802.11b и 802.11g.

Следует учесть, что стандарт 802.11g полностью совместим со стандартом 802.11b, то есть стандарт 802.11b является подмножеством стандарта 802.11g, поэтому в беспроводных сетях, основанных на оборудовании стандарта 802.11g, могут также работать клиенты, оснащённые беспроводным адаптером стандарта 802.11b. Верно и обратное – в беспроводных сетях, основанных на оборудовании стандарта 802.11b, могут работать клиенты, оснащённые беспроводным адаптером стандарта 802.11g. Впрочем, в таких смешанных сетях заложен один подводный камень: если мы имеем дело со смешанной сетью, то есть с сетью, в которой имеются как клиенты с беспроводными адаптерами 802.11b, так и клиенты с беспроводными адаптерами 802.11g, то все клиенты сети будут работать по протоколу 802.11b. Более того, если все клиенты сети используют один и тот же протокол, например, 802.11b, то данная сеть является гомогенной, и скорость передачи данных в такой сети выше, чем в смешанной сети, где имеются как клиенты 802.11g, так и 802.11b. Дело в том, что клиенты 802.11b «не слышат» клиентов 802.11g. Поэтому для того, чтобы обеспечить совместный доступ к среде передачи данных клиентов, использующих различные протоколы, в подобных смешанных сетях точки доступа должны отрабатывать определенный механизм защиты. Не вдаваясь в подробности реализации данных механизмов, отметим лишь, что в результате использования механизмов защиты в смешанных сетях реальная скорость передачи становится ещё меньше.

Поэтому при выборе оборудования для беспроводной домашней сети стоит остановиться на оборудовании одного стандарта. Протокол 802.11b на сегодня является уже устаревшим, да и реальная скорость передачи данных при использовании данного стандарта может оказаться неприемлемо низкой. Так что оптимальный выбор – оборудование стандарта 802.11g.

Некоторые производители предлагают оборудование стандарта 802.11g+ (SuperG), а на коробках своих изделий (точках доступа и беспроводных адаптерах) помимо надписи «802.11g+» указывают ещё и скорость в 100, 108 или даже 125 Мбит/с.

Фактически никакого протокола 802.11g+ не существует, и всё, что скрывается за этим загадочным протоколом – это расширение базового стандарта 802.11g.
На самом деле, все производители чипсетов для беспроводных решений (Intersil, Texas Instruments, Atheros, Broadcom и Agere) в том или ином виде реализовали расширенный режим 802.11g+. Однако проблема заключается в том, что все производители по-разному реализуют данный режим, и нет никакой гарантии, что решения различных производителей смогут взаимодействовать друг с другом. Поэтому при покупке точки доступа стандарта 802.11g+ следует убедиться, что беспроводные адаптеры также поддерживают данный стандарт.
Проблема выбора: точка доступа или маршрутизатор
Кроме того, что точки доступа могут выполнять в виде отдельных законченных решений, существуют так называемые беспроводные маршрутизаторы, в которых беспроводная точка доступа является составной частью устройства. Соответственно, при развертывании беспроводной сети встает вопрос выбора между точкой доступа и беспроводным маршрутизатором. Выбор в пользу того или иного устройства зависит от того, как именно будет использоваться беспроводная сеть. Рассмотрим несколько типичных ситуаций.

В простейшем случае несколько компьютеров объединяются в беспроводную сеть исключительно для обмена данными между ПК. В этом случае оптимальным выбором будет точка доступа, которая подключается к одному из ПК сети (причём ПК, к которому подключается точка доступа, не должен быть оборудован беспроводным адаптером).

Во втором варианте предполагается, что помимо обмена данными между компьютерами, объединенными в беспроводную сеть, необходимо реализовать для всех компьютеров разделяемый доступ в Интернет с использованием аналогового модема (модема, который подключается к телефонной линии). В этом случае модем подключается к одному из компьютеров беспроводной сети, а Интернет-соединение настраивается в режиме разделяемого доступа. К этому же компьютеру подключается точка доступа, а на всех компьютерах беспроводной сети настраивается выход в Интернет в режиме доступа через локальную сеть. Понятно, что оптимальным решением в рассмотренном случае так же является именно использование точки доступа.

И, наконец, последний вариант топологии беспроводной сети – использование высокоскоростного доступа в Интернет с использованием DSL, кабельного модема или Ethernet-подключения. В этом случае оптимальным вариантом является использование точки беспроводного доступа, встроенной в маршрутизатор.

Маршрутизаторы являются пограничными сетевыми устройствами, то есть устройствами, устанавливаемыми на границе между двумя сетями или между локальной сетью и Интернетом, и в этом смысле они выполняют роль сетевого шлюза. С конструктивной точи зрения они должны иметь как минимум два порта: к одному из них подключается локальная сеть (этот порт называется внутренним LAN-портом), а ко второму — внешняя сеть (Интернет) и этот порт называется внешним WAN-портом. Как правило, маршрутизаторы, используемые для дома или небольшого офиса (SOHO-маршрутизаторы), имеют один WAN-порт и несколько (от одного до четырёх) внутренних LAN-портов, которые объединяются в коммутатор. В большинстве случаев WAN-порт коммутатора имеет интерфейс 10/100Base-TX и к нему может подключаться xDSL-модем с соответствующим интерфейсом либо сетевой Ethernet-кабель.

Интегрированная в маршрутизатор точка беспроводного доступа позволяет организовать беспроводной сегмент сети, которая, с точки зрения маршрутизатора, относится к внутренней сети, и в этом смысле компьютеры, подключаемые к маршрутизатору беспроводным способом, ничем не отличаются от тех, что подключены к LAN-порту.

Использование беспроводного маршрутизатора вместо точки доступа выгодно не только потому, что это позволяет сэкономить на покупке дополнительного сетевого Ethernet-контроллера или мини-коммутатора, но и потому, что маршрутизаторы предоставляют дополнительные средства защиты внутренней сети от несанкционированного доступа. Так, практически все современные маршрутизаторы класса SOHO имеют встроенные аппаратные брандмауэры, которые также называются сетевыми экранами или firewall.
Производители беспроводного оборудования
На российском рынке представлены точки доступа и беспроводные маршрутизаторы компаний 3Com, Asus, Asante, D-Link, Gigabyte, MSI, Multico, Trendnet, US Robotics, ZyXEL, SMC и др. Конечно же, перед рядовым пользователем встаёт вопрос: на оборудовании какого производителя остановиться? На самом деле, ответа на этот простой вопрос не существует. Дело в том, что этот вопрос просто лишён смысла. Корректнее было бы поставить вопрос несколько в иной плоскости: на какой именно модели того или иного производителя остановиться? Но и в данном случае однозначного ответа нет. Во-первых, в модельном ряде любого производителя есть как удачные, так и откровенно неудачные модели. К примеру, нам приходилось сталкиваться с точкой доступа D-Link, которая имела очень маленький радиус действия и не могла обеспечить стабильную связь уже с устройством, которое находилось за кирпичной стеной. Одна из точек доступа ZyXel обеспечивала очень ассиметричную и низкую скорость соединения с ноутбуком на базе мобильной технологии Intel Centrino (проблему удалось решить с выходом нового драйвера для беспроводного адаптера). И таких примеров можно привести очень много. Поэтому вряд ли имеет смысл делать ставку на конкретного производителя – нужно ориентироваться на конкретную модель. Вообще же, за редким исключением, нужно отметить, что производительность всех современных точек доступа практически одинакова. Собственно, это и не мудрено. Ведь никто из производителей беспроводного оборудования не делает самих чипов для этих устройств, а производительность определяется именно чипом. Более того, большинство производителей (как это ни странно) вообще не производит этих самых беспроводных устройств, а лишь заказывает их у третьих производителей (то есть, занимается лишь банальной перепродажей). Поэтому нередко беспроводные устройства разных производителей отличаются лишь логотипом.

Из всего сказанного выше следует, что при выборе конкретной модели беспроводного устройства в первую очередь стоит обратить внимание не на производителя, а на функциональные возможности устройства. Если речь идёт о простейшей точке доступа, то под функциональностью понимают поддержку ей тех или иных протоколов связи и их комбинации. Кроме того, немаловажными факторами являются поддерживаемые протоколы шифрования и аутентификации пользователей, а также возможность использования точки доступа в режиме моста для построения распределённой беспроводной сети со множеством точек доступа.

Если же речь заходит о беспроводном маршрутизаторе, то разнообразие в функциональных возможностях этих устройств ещё шире. Это и VPN-маршрутизаторы (маршрутизаторы с поддержкой VPN-туннелей), и возможности по организации DMZ-зоны и т.д. и т.п.

Конечно, необходимость в наличии тех или иных функциональных возможностей зависит от конкретной схемы использования беспроводного устройства. Если речь идёт о домашнем использовании, то расширенные функциональные возможности и средства по обеспечению сетевой безопасности вряд ли будут востребованы. Поэтому при выборе точки доступа или беспроводного маршрутизатора для домашнего использования стоит ориентироваться на простейшие по своим функциональным возможностям устройства – они и дешевле, и проще в настройке.
Настройка точки доступа
Для развертывания беспроводной сети прежде всего необходимо настроить точку доступа (беспроводной маршрутизатор). Предполагается, что на всех компьютерах, входящих в беспроводную сеть, используется операционная система Windows XP Professional SP2 (английская версия).
Шаг 1. Установка (изменение) IP-адреса компьютера
Для присвоения компьютеру статического IP-адреса щелкните на значке My Network Places (Сетевое окружение) правой кнопкой мыши и в открывшемся списке выберите пункт Properties (Свойства). В открывшемся окне Network Connection (Сетевые соединения) выберите значок Local Area Connection (Локальная Сеть) и, щёлкнув на нём правой кнопкой мыши, снова перейдите к пункту Properties. После этого должно открыться диалоговое окно Local Area Connection Properties (Свойства сетевого соединения), позволяющее настраивать сетевой адаптер

На вкладке General выделите протокол Internet Protocol (TCP/IP) и нажмите на кнопку Properties. Перед вами откроется диалоговое окно, позволяющее задавать IP-адрес компьютера и маску подсети. Отметьте в данном диалоговом окне пункт Use the following IP address: и введите в соответствующие текстовые поля IP-адрес и маску подсети

Шаг 2. Настройка беспроводного соединения

После того как задан статический IP-адрес компьютера, можно получить непосредственный доступ к настройкам самой точки доступа. Для этого в поле адреса Web-браузера введите IP-адрес точки доступа (192.168.1.254). Если всё сделано правильно, то перед вами откроется диалоговое окно настроек точки доступа (маршрутизатора). Возможно, предварительно потребуется ввести логин и пароль (они имеются в документации).

Шаг 3. Создание профиля беспроводного соединения

Настройка конкретного беспроводного адаптера, естественно, зависит от версии используемого драйвера и утилиты управления. Однако сами принципы настройки остаются неизменными для всех типов адаптеров. Кроме того, существует и общий, независимый от типа утилиты управления конкретного адаптера способ, – использовать для настройки беспроводного адаптера клиента Microsoft (встроенную в операционную систему Windows XP утилиту настройки беспроводного адаптера). Рассмотрим подробно оба способа настройки. Кроме того, учитывая популярность ноутбуков на базе мобильной технологии Intel Centrino, неотъемлемой частью которой является наличие модуля беспроводной связи, настройку беспроводного соединения мы опишем на примере драйвера Intel PROSet/Wireless (версия 9.0.1.9), используемого в ноутбуках на базе технологии Intel Centrino.
Используя диалоговое окно настроек точки доступа, можно задать новый IP-адрес точки доступа (если в этом имеется необходимость), однако следует помнить, что после окончания сеанса связи с точкой доступа необходимо также изменить и IP-адрес компьютера (в противном случае новое соединение с точкой доступа станет невозможным).

Если точка доступа используется только для организации локальной беспроводной сети без выхода в Интернет, то нет необходимости менять IP-адрес точки доступа. Возможно, проще поменять (или задать) IP-адреса всех беспроводных клиентов. Однако в ряде случаев изменение IP-адреса точки доступа необходимо. Например, для реализации разделяемого доступа в Интернет с использованием аналогового модема, компьютеру, к которому подключён модем, присваивается статический IP-адрес 192.168.0.1 с маской подсети 255.255.255.0. В этом случае приходится задавать IP-адрес точки доступа из той же подсети (192.168.0. х). Пример с организацией разделяемого беспроводного доступа в Интернет с использованием аналогового модема будет рассмотрен далее.

Кроме изменения IP-адреса точки доступа, используя диалоговое окно настроек точки доступа, для настройки беспроводной сети требуется задать следующие параметры:

* Тип беспроводной сети. Если точка доступа поддерживает несколько беспроводных стандартов, необходимо в явном виде указать стандарт беспроводной сети (например, 802.11g+). Однако следует учесть, что жёсткое задание стандарта отсекает клиентов, не поддерживающих данный стандарт. Поэтому в некоторых случаях целесообразно указывать смешанный тип протоколов, например, 802.11b/g.
* Номер канала. Для беспроводного соединения точки доступа с клиентами сети могут использоваться различные частотные каналы. К примеру, в случае протокола 802.11g можно использовать каналы с первого по тринадцатый. Можно в явном виде указать, какой именно канал будет использоваться для установления соединения, а можно задать автоматический выбор канала (Enable auto channel select), причём автоматический выбор каналов предпочтительнее.
* SSID. Каждая беспроводная сеть имеет свой уникальный идентификатор SSID, который представляет собой условное название беспроводной сети. Для функционирования беспроводной сети необходимо, чтобы SSID точки доступа и SSID профиля беспроводного соединения на клиентах сети был бы одинаковым.
* Rate. Точка доступа позволяет в явном виде указать скорость (Rate) устанавливаемого соединения. Впрочем, делать это не рекомендуется, и лучше всего задать автоматическое определение скорости соединения (auto/best).

Итак, после того как все основные настройки точки доступа сделаны, можно приступать к созданию профиля беспроводного соединения на клиентах сети.

Настройка с использованием утилиты управления беспроводного адаптера

Итак, прежде всего необходимо установить драйвер беспроводного адаптера. В случае ноутбука на базе мобильной технологии Intel Centrino откроем диалоговое окно Intel PROSet/Wireless (значок этого окна находится в системном трее), с помощью которого будет создаваться профиль нового беспроводного соединения

Нажмите на кнопку «Добавить», чтобы создать профиль нового беспроводного соединения. В открывшемся диалоговом окне «Создать профиль беспроводной сети» (рис. 8) введите имя профиля (например, HOME) и имя беспроводной сети (SSID), которое было задано при настройке точки доступа.

Далее предлагается настроить защиту беспроводной сети, но на первом этапе (этап отладки) делать этого не нужно, поэтому следующие диалоговые окна оставляем без изменений.

Настройка с использованием клиента Microsoft

При использовании для настройки беспроводного адаптера клиента Microsoft (универсальный метод, который подходит для всех беспроводных адаптеров) прежде всего следует убедиться в том, что не используется иная утилита управления адаптером.

Щелкните на значке My Network Places (Сетевое окружение) правой кнопкой мыши и в открывшемся списке выберите пункт Properties (Свойства). В открывшемся окне Network Connection (Сетевые соединения) выберите значок Wireless Network Connection (Беспроводные соединения) и, щёлкнув на нём правой кнопкой мыши, снова перейдите к пункту Properties. После этого должно открыться диалоговое окно Wireless Network Connection Properties (Свойства беспроводного сетевого соединения), позволяющее настраивать беспроводной сетевой адаптер

Перейдя на вкладку «Wireless Networks» (беспроводные сети), нажмите на кнопку «Add…» (добавить) и в открывшемся диалоговом окне «Wireless network properties» (свойства беспроводного соединения) введите имя беспроводной сети (SSID) (рис. 6). Остальные поля (настройка защиты) пока оставьте без изменения.

Независимо от того, какой из перечисленных способов используется для создания профиля беспроводного соединения, после его создания беспроводной адаптер должен автоматически установить соединение с точкой доступа.