Krótki wstęp, czyli z czym to się je 

Sieci bezprzewodowe zawdzięczają swoje powstanie wciąż rozwijającej się telefonii komórkowej. Kiedy okazało się, jak wielkim powodzeniem cieszą się popularne "komórki", informatycy z największych ośrodków badawczych rozpoczęli pracę nad wykorzystaniem technologii radiowego przesyłania danych do stworzenia sieci komputerowych, które, tak jak komórki wypierają telefony stacjonarne, mogłyby być alternatywą dla sieci lokalnych i większych, które wykorzystują do swojego działania nieporęczne okablowanie. Rzeczywiście, dość szybko po rozpoczęciu prac, bo już w roku 1997 Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) stworzył pierwszy standard sieci bezprzewodowych, zwany normą 802.11, radiowym Ethernetem lub też Wireless LAN (WLAN - Bezprzewodowa Lokalna Sieć Komputerowa). W standardzie tym określono, że sieci bezprzewodowe powinny korzystać z pasma radiowego o częstotliwości 2400 - 2485 MHz.

Okazuje się, że kable sieci lokalnej nie wszędzie można poprowadzić. Często nie chcemy tego robić "po słupach", a zakopanie kabli nie wchodzi w grę. Dlatego sieci bezprzewodowe szybko stały się interesujące dla ludzi, którzy na przykład nie mają dostępu do okablowania sieciowego, lub często poruszają się ze swoim laptopem po całym budynku firmy. Wiele miast posiada dostęp do sieci bezprzewodowych, a przez to do Internetu z centralnych punktów miasta - na przykład w Krakowie można usiąść na Rynku z notebookiem i cieszyć się dostępem do Internetu.

Niestety, sieci radiowe nadal posiadają wiele wad, z których najpoważniejsze to oczywiście zakłócenia w przekazie, słaba przepustowość i szybkość sieci czy też ograniczenie jej zasięgu przez ściany i grube mury.

Dziś korzystanie z częstotliwości 2400 jest w Polsce bezpłatne, chociaż nie zawsze tak było.

Jakie zatem są zalety i wady sieci bezprzewodowych? Dlaczego jeszcze nie wyparły one normalnych, kablowych sieci komputerowych? Na te i inne pytania postaram się odpowiedzieć.

Trochę historii, czyli jak to się zaczęło

Pierwsze zaczątki sieci radiowych sięgają niemalże II Wojny Światowej. Wówczas to pierwsze transmisje radiowe były przeprowadzane na zlecenie armii Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej. Zatem technologia ta była znana już kilkadziesiąt lat temu, jednakże swój rozkwit miała przecież nie tak dawno. Kiedy w czasie wojny używano transmisji radiowych, dane przekazywane w ten sposób były bardzo mocno szyfrowane, tak by nie dały się odczytać przez osoby postronne, w szczególności przez wroga.

Pierwszą konkretną sieć bezprzewodową stworzono na Uniwersytecie Hawajskim. Jej nazwa brzmiała ALOHNET. Można przyjąć, że była to pierwsza komputerowa sieć bezprzewodowa. Była to sieć o zasięgu lokalnym - jedynie kilka komputerów wchodziło w jej skład. Było to jednak wydarzenie na skalę światową.

Pierwsza sieć bezprzewodowa była oparta o topologię gwiazdy i pokrywała kilka wysp z archipelagu hawajskiego.

Dziś sieci bezprzewodowe są nadal marginesem jeśli chodzi o udział w rynku - nadal królują tu sieci przewodowe, oparte na kablach miedzianych i światłowodach. Jednak powoli sieci bezprzewodowe wychodzą z mroku i dają się zauważyć w wielu miejscach. Korzystają z nich już ośrodki akademickie, kliniki, a także coraz więcej firm i korporacji. Być może jest to także podyktowane coraz większym rynkiem laptopów, czyli komputerów przenośnych, które w każdym miejscu powinny mieć dostęp do sieci lokalnej przedsiębiorstwa. Oczywiście przy sieciach bezprzewodowych odchodzi często duży koszt związany z okablowaniem, dlatego sieci takie mają opinię tańszych w utrzymaniu i przenoszeniu oraz wygodniejszych, ponieważ nie jest potrzebna plątanina kabli, która często przeszkadza w funkcjonowaniu.

Zalety sieci bezprzewodowej

Istnieje bardzo wiele zalet i wad sieci bezprzewodowych. Zacznijmy od dobrych stron.

Przede wszystkim sieci bezprzewodowe bardzo łatwo jest rozbudować. Najczęściej w sieciach tego typu wykorzystuje się topologię gwiazdy lub kraty. Stosowane w sieciach przewodowych topologie pierścienia, szyny czy drzewa nie są zbyt wydajne, a przez to nie są używane w sieciach radiowych, które muszą bardzo na tę wydajność uważać.

Topologią nazywamy logiczny układ sieci, niekoniecznie fizyczny jej wygląd. W sieciach bezprzewodowych w centralnym miejscu w topologii gwiazdy najczęściej stoi coś w rodzaju nadajnika sygnału radiowego. Ten centralny punkt w sieciach bezprzewodowych często nazywa się także punktem dostępowym (Access Point). Stacja ta nie tylko odbiera sygnały od wszystkich węzłów sieci, ale także odnajduje w sieci węzeł, do którego przeznaczona jest transmisja i wysyła doń sygnał radiowy. W sieciach przewodowych rolę takiego centralnego komputera najczęściej pełni hub lub przełącznik (switch).

Często punkt dostępowy jest nie tylko czymś w rodzaju zarządcy stacji kolejowej. Często pełni też rolę swego rodzaju połączenia sieci z większą siecią, na przykład z Internetem.

Zdarza się, że sieć nie jest na tyle duża, by był potrzebny taki centralny komputer. Wówczas można korzystać z programów, które imitują mosty bezprzewodowe (jednym z takich programów jest SoftBridge). Dzięki temu, jeśli mamy sieć opartą o schemat "wszyscy są równi", z łatwością można przeznaczyć jeden z komputerów na programowy most i dzięki niemu łączyć się z innymi sieciami, w tym z Internetem.

Inną topologią często stosowaną w sieciach bezprzewodowych, ale raczej nieużywaną w sieciach przewodowych jest topologia kraty. W tej topologii komputery pracują na równi, a każdy z komputerów może porozumiewać się z każdym ze swoich sąsiadów w sposób bezpośredni. Nie ma tu mowy o centralnym punkcie sieci - całość jest jednolitym tworem.

Kolejną zaletą sieci bezprzewodowej jest fakt, że... nie wymaga kabli, co rozumie się samo przez się. Dzięki temu mamy zawsze możliwość ruchu z komputerem, nie jesteśmy "przywiązani" do jednego miejsca poprzez kabel sieciowy. Często nie jesteśmy nawet w stanie wykorzystać zwyczajnych łączy kablowych, na przykład ze względu na brak zgody na wiercenie otworów w ścianach. Dla wielu użytkowników Internetu łącza radiowe są jedyną opcją, ponieważ koszty pociągnięcia kabli sieciowych byłyby zbyt wielkie. Dotyczy to zwłaszcza osiedli domów jednorodzinnych, gdzie stworzenie przewodowej sieci lokalnej byłoby zupełnie nieopłacalne.

Sieci bezprzewodowe zdecydowanie dobrze współpracują z sieciami przewodowymi i nie ma żadnych przeciwwskazań, by takie dwie sieci połączyć.

Obecnie coraz rzadziej spotyka się sieci bezprzewodowe niezależne. Sieci te określa się skrótem IBSS (od angielskiego Independent Basic Service Set). Sieci niezależne są podstawowym rodzajem sieci bezprzewodowej. W sieci tej komputery komunikują się między sobą bez centralnego punktu, a więc jest to sieć, gdzie każdy z komputerów jest równy. Dzięki temu, że wystarczy posiadać kartę sieci radiowej w kilku komputerach by stworzyć sieć bezprzewodową, sieci takie wkrótce będą mogły wyprzeć z rynku sieci z okablowaniem.

Niestety, zwykłe karty sieciowe radiowe mają bardzo ograniczony zasięg działania - jest to kilkadziesiąt metrów. Dlatego często należy pomyśleć o wzmacniaczach sygnału lub o lepszych niż standardowe antenach sieci bezprzewodowej. Sieci tego typu są także ograniczane przez grube mury, przez które fale radiowe przenikają wolniej lub są zniekształcane. Jednak na plus tego typu sieci należy na pewno zaliczyć łatwość instalacji.

Przeciwieństwem sieci niezależnej jest sieć zależna (BSS - Basic Service Set). Jak już wiemy, w momencie gdy potrzebna nam jest sieć mała, wykorzystuje się sieci niezależne. Jednak aby móc na przykład komunikować się z sieciami przewodowymi lub innymi sieciami, oraz jeśli potrzeba nam sieci o większym zasięgu, korzysta się z tak zwanych sieci zależnych, najczęściej stworzonych na topologii gwiazdy. Sieci te posiadają jak wiemy punkt centralny, zwany punktem dostępowym lub hubem bezprzewodowym. Zasada działania takiego koncentratora jest identyczna jak w sieciach przewodowych, jedyną różnicą jest fakt, że hub tego typu otrzymuje i nadaje sygnały drogą radiową, a nie po kablu. Często także taki właśnie koncentrator jest "oknem na świat" i działa jako podłączenie sieci bezprzewodowej do sieci przewodowej, na przykład do Internetu. Hub radiowy kieruje pracą całej sieci bezprzewodowej, rozdziela sygnały do różnych odbiorców, pośredniczy w wymianie komunikatów pomiędzy stacjami roboczymi.

Niestety, nie ma róży bez kolców. Rozwiązania tego typu, chociaż w gruncie rzeczy lepsze i bardziej profesjonalne, posiadają także spore wady. Przede wszystkim szybkość transmisji pomiędzy elementami sieci gwałtownie spada, ponieważ nie dość, że najczęściej są w dość dużej odległości od koncentratora, to jeszcze najpierw muszą łączyć się z nim, a dopiero potem hub łączy się z odbiorcą. Może się zdarzyć paradoksalna sytuacja, że komputery strojące obok siebie będą musiały łączyć się poprzez koncentrator oddalony o kilkanaście metrów, podczas gdy w sieci niezależnej połączenie wykonane byłoby niemal natychmiast.

Trzecim rodzajem sieci bezprzewodowej jest sieć złożona (ESS - Extended Service Set). Stworzenie tego typu sieci jest łatwe - wystarczy połączyć ze sobą dwie sieci zależne. Zwykle odbywa się to za pośrednictwem kabla, którym łączy się dwa koncentratory, tak by miały jak największą powierzchnię zasięgu. Kabel łączący dwa koncentratory może być prostą skrętką, ale może także być na przykład inną siecią komputerową, tym razem przewodową. W ten sposób możliwe jest połączenie sieci bezprzewodowej z przewodową. Często takie rozwiązanie stosuje się, by móc pokryć zasięgiem sieci bezprzewodowej większy obszar. Wówczas to kilka koncentratorów radiowych znajduje się niedaleko siebie, a ich sygnały częściowo się na siebie nakładają. Kiedy będąc na przykład w budynku objętym tego typu siecią i posiadamy laptopa, możemy bez przeszkód korzystać z sieci na terenie całej firmy. Kiedy przechodzi się z komputerem pomiędzy obszarami należącymi do różnych hubów, specjalne oprogramowanie przełącza komputer do kolejnego punktu dostępowego i ciągłość połączenia jest zachowana.

Innym sposobem na rozszerzanie sieci radiowych jest stawianie na wysokich punktach terenu różnego rodzaju anten i nadajników. Z tego patentu korzysta wielu dostawców Internetu. Dzięki antenom dookolnym zasięg sieci może zwiększyć się nawet do kilkudziesięciu kilometrów. Oprócz tego możliwe jest stosowanie bezprzewodowych połączeń między punktami dostępowymi. Tego typu huby nazywa się punktami rozszerzającymi.

Kolejną zaletą sieci radiowej jest łatwość montażu. Właściwie aby zbudować podstawową sieć niezależną potrzeba tylko komputera z kartą sieci bezprzewodowej oraz odpowiednich sterowników. Oczywiście potrzebny jest też drugi zestaw tego typu, aby można było w ogóle mówić o sieci komputerowej.

Najważniejszym elementem wyposażenia komputera jest karta sieci bezprzewodowej. Istnieje kilka standardów wykonania tego sprzętu (chodzi głównie o różnorodność interfejsów). Najważniejsze karty sieciowe mają interfejsy ISA, PCI, PCIMCIA, USB. Karty ze złączem ISA raczej nie są już używane, ponieważ wprowadza się raczej nowoczesne złącza. Jednak często sieć komputerową trzeba zbudować na komputerach starszych, które posiadają złącza ISA. Tam warto zastanowić się nad starszymi wersjami kart bezprzewodowych.

Kolejnym rodzajem kart są karty ze złączem PCI, najczęściej używane. Karty PCI są zgodne ze standardem Plug & Play, co oznacza, że wystarczy umieścić kartę w slocie, zainstalować sterownik i cieszyć się z działającej karty sieci bezprzewodowej. Rzadko kiedy wybór standardu karty może powodować spadek lub wzrost szybkości połączenia, jednak zawsze uważa się, że co nowsze to lepsze.

Karty o standardzie PCIMCIA stosuje się głównie w notebookach. Ponieważ komputery przenośne są często narażone na wstrząsy i utratę połączenia z siecią bezprzewodową, karty PCIMCIA charakteryzują się większą wydajnością.

Niestety, podczas tworzenia sieci bezprzewodowej warto postawić na jeden rodzaj kart w całej sieci, a jeśli pojawiają się w niej zarówno komputery stacjonarne jak przenośne - na standard PCI/PCIMCIA. Okazuje się bowiem, że często różne karty nie działają ze sobą tak jak powinny. Może się to zdarzyć także na tym samym szczeblu standardu, jednak wystarczy, by karty były produkowane przez inne firmy a już mogą pojawić się problemy z komunikacją pomiędzy nimi.

Standardowo, karty sieci bezprzewodowej posiadają przepustowość 1 Mbit/s. Oczywiście istnieją także karty o większej przepustowości, dochodzącej nawet do 11 Mbit/s. Niestety, są to tylko obietnice producentów, najczęściej tego typu urządzenia działają o połowę słabiej, do tego jeszcze trzeba dodać zakłócenia związane z polami magnetycznymi i grubymi ścianami i już mamy realny obraz przepustowości sieci bezprzewodowych.

Większość kart sieci bezprzewodowych posiada w zestawie małą antenkę, którą należy postawić jak najbliżej źródła sieci, na przykład koncentratora, lub jak najbliżej tego komputera w sieci, z którym chcemy mieć najlepszy kontakt w przypadku sieci niezależnej.

Drugim urządzeniem często, choć nie zawsze, wykorzystywanym w sieciach bezprzewodowych jest jak już wiemy hub, czyli punkt dostępowy. Małe sieci komputerowe nie potrzebują w swojej strukturze tak skomplikowanych urządzeń, jednak trzeba przyznać, że połączenia przez hub mają większy zasięg niż pojedyncze karty radiowe. Warto zastanowić się nad użyciem huba, jeśli sieć ma być stała i większa niż jeden pokój czy kilka pokoi.

Jeśli chodzi o bezprzewodowe huby, kilka ich parametrów ma znaczenie. Przede wszystkim, należy zwrócić uwagę na zasięg nadajnika, czyli jak daleko od huba może stać komputer, aby nadal był w zasięgu sieci. Oczywiście duży promień jest przeznaczony dla sieci o większym obszarze, chociaż niekoniecznie o dużej liczbie komputerów. Jeśli promień jest za mały, warto pomyśleć o zakupie kilku hubów i połączenie ich kablem w celu zwiększenia zasięgu sieci.

Oprócz promienia zasięgu sieci warto też zwracać uwagę na to, jak daleko od koncentratora sieć działa z maksymalną przepustowością. Tego niestety rzadko da się dowiedzieć z instrukcji obsługi - należy bazować na testach wydajności często publikowanych na przykład w Internecie oraz na opiniach innych użytkowników.

Oczywiście wiele funkcji dostępnych przy hubach jest bardzo ważna, jednak często są to elementy zbyt profesjonalne jak dla zwykłego szarego człowieka. Takim ludziom powinno najczęściej wystarczyć domyślne ustawienie wszystkich zaawansowanych parametrów.

Oprócz zwykłych hubów dostępowych, możliwe jest także zakupienie huba rozszerzającego sieć. Dzięki temu przy zastosowaniu kilku takich urządzeń w sieci nie jest potrzebny żaden kabel (przypomnijmy, że zwykłe huby pomiędzy sobą komunikować się mogą tylko przez sieć kablową). Często jest to wygodne rozwiązanie, jeśli potrzeba komunikowania się ze sobą kilku skupisk sieci radiowej, a poprowadzenie pomiędzy nimi kabla byłoby niemożliwe, trudne lub przeszkadzałoby w wykonywaniu prac.

Zasięg sieci radiowej jest dużo większy niż w przypadku sieci stosujących okablowanie. Jest to spowodowane tym, że sieci bezprzewodowe mogą być rozszerzane za pomocą specjalnych anten, których możemy wymienić kilka rodzajów.

Anteny kierunkowe są najprostszym rodzajem anten. Łączą one dwa punkty na zasadzie hubów rozszerzających. Może to być most, taki jak byłby osiągnięty przy pomocy dwóch hubów, a często także użytkownicy używają takich anten wycelowanych w odległy nadajnik fal radiowych.

Anteny dookolne działają na zasadzie rozgłaszania sygnału radiowego. Wielu użytkowników wyposażonych we własne anteny może korzystać z rozgłaszania sygnału przez tego typu nadajnik. Oczywiście wiąże się to ze zwiększeniem zasięgu sieci do kilkunastu kilometrów.

Anteny szczelinowe również rozgłaszają sygnał, jednak najczęściej dzieje się to tylko w jednej płaszczyźnie poziomej. Oznacza to, że aby korzystać z sygnału nadawanego przez taką antenę, swój odbiornik należy umieścić mniej więcej na podobnej wysokości co antena - wówczas siła sygnału będzie największa.

Kiedy już wybierzemy jaką antenę najlepiej zastosować przy naszej sieci, należy wybrać punkt, z którego będzie najlepiej "widziana" przez wszystkie anteny odbierające sygnał. Jak wiemy przeszkody terenowe w postaci budynków, lasów czy pagórków bardzo wpływają na jakość połączenia pomiędzy dwoma punktami sieci radiowej.

Wady sieci bezprzewodowych

Niestety, decydując się na korzystanie z sieci bezprzewodowej, należy liczyć się z tym, że posiada ona także sporo wad. Niektóre z nich zostały zasygnalizowane wcześniej, teraz spróbujmy je usystematyzować.

Niestety, często zdarza się, że w sieci znajdują się urządzenia różnych producentów, które nie chcą ze sobą współpracować.

Oczywiście, istnieje standard określający, jak mają zachowywać się poszczególne elementy sieci. W standardzie tym wyszczególniono dwie warstwy, czyli zbiory funkcji i działań. Jest to warstwa fizyczna oraz warstwa sieciowa. Dla osób niezbyt związanych z informatyką i technologią sieciową warto posłużyć się jakąś analogią. Warstwy określają sposoby działania w poszczególnych etapach przekazywania informacji. Dzięki warstwie sieciowej wiemy, jak przygotować informację by na pewno trafiła do adresata. Jest to zatem adresowanie koperty i wrzucanie listu do skrzynki pocztowej. Następnie warstwa fizyczna decyduje, jak będzie przekazywana dana informacja - czy poczta użyje samochodów, samolotów czy rower listonosza? Czy list dotrze do rąk własnych czy do skrzynki pocztowej?

Warstwa fizyczna opisana jest w standardzie na dwa sposoby - chodzi o możliwości modulowania częstotliwości na której działa sieć. Ponieważ pierwsze zastosowanie tego typu sieci sięga wojska, warstwa fizyczna musiała być zaprojektowana tak, by zapewniała nie tylko niezawodność, ale przede wszystkim bezpieczeństwo transmitowania danych.

  1. Najważniejszym sposobem przekazywania danych jest wykorzystanie modulacji widma rozproszonego z bezpośrednim szeregowaniem bitów. Z angielskiego standard ten nazywany jest DSSS -- Direct Sequence Spread Spectrum.

Standard ten działa w sposób następujący. Każdy bit nadawanej informacji jest szyfrowany dzięki sekwencji przypadkowych bitów o wartości jeden lub zero. Sekwencja ta, nazywana często "wzorcem chipów" lub "kodem chipów" jest znana tylko nadawcy i odbiorcy wiadomości. Okazuje się, że taki sposób przekazywania danych jest odporny na błędy i przekłamania. Każdy bit może ulec zniekształceniu, jednak sposób transmisji szybko wykrywa tego typu błąd i jest w stanie naprawić przekłamany bit transmisji. Jest to bardzo ważne, zwłaszcza jeżeli chodzi o pracę sieci w niesprzyjających warunkach, lub gdy w okolicy nakłada się na siebie kilka różnych sygnałów radiowych, tworząc zjawisko interferencji fal radiowych.

  1. Istnieje jednak także inny sposób przekazywania danych. Jest to tak zwana modulacja ze skokowymi zmianami kanału używanego do transmisji. W języku angielskim określa się ten standard skrótem FHSS, od słów Frequency Hopping Spread Spectrum.

Standard ten działa w sposób następujący. Dzieli on pasmo wykorzystywanej częstotliwości na wąskie kanały i przekazuje informacje "przeskakując" z jednego kanału na inny. Jest to wykonywane w sposób pseudolosowy. Dzięki temu wiadomo jest, że namierzenie sygnały transmitowanego pomiędzy węzłami sieci jest dość trudne - w każdym razie sensownie trudne, wystarczająco aby zapewnić całkiem niezłe zabezpieczenie poufności danych. Istnieje jeszcze jedna zaleta tego rozwiązania. Kiedy w okolicy pracuje wiele sieci bezprzewodowych, rzadko zdarza się, aby wszystkie naraz pracowały w tym samym kanale. W związku z tym możliwość nakładania się sygnałów, interferowania i zakłócania ich jest dużo mniejsza niż w przypadku standardu DSSS.

Z drugiej strony, istnieje także warstwa sieciowa. Dzięki niej możliwe jest sprecyzowanie, w jaki sposób odbywa się dostęp do warstwy sieciowej (nadajemy list na poczcie czy wrzucamy do skrzynki?). Podobną funkcję w sieciach przewodowych spełniają standardy transmitowania danych Ethernetem. Jednak istnieje jedna podstawowa różnica pomiędzy działaniem tego typu rozwiązań - w sieci przewodowej inaczej jest rozwiązywany problem kolizji pakietów. Początkowo pakietów nie da się rozróżnić, a środki przeciwko kolizji są podejmowane dopiero, kiedy taka kolizja zajdzie. Niestety, w sieci bezprzewodowej nie można sobie na to pozwolić, ponieważ trzeba wykonać jak najwięcej działań by zapewnić ciągłość transmisji.

Kolejnym standardem stworzonym przez organizację IEEE jest określenie funkcji, które zastosowane w urządzeniach różnych producentów mogą dać wzajemną kompatybilność. Niestety, nadal jest z tym różnie, dlatego warto zastanowić się nad zakupem akcesoriów sieciowych u tego samego producenta, aby nie mieć przykrych niespodzianek.

  1. Wypuszczony na rynek w 1997 roku standard IEEE 802.11 działał wokół częstotliwości około 2,4 GHz. Dane transmitowane za pośrednictwem tego standardu mogły osiągać prędkość do 2 Mbit/s, a na większych odległościach około 1 Mbit/s. Oczywiście nie jest to taką ścisłą regułą, ponieważ różne elementy różnych producentów działają z różnymi prędkościami. Standard nie określa też, na jakie odległości powinny sięgać nadajniki sieci radiowych. Przyjmuje się, że odległość ta nie może być mniejsza niż 30 metrów wewnątrz budynków i kilkaset na terenie zewnętrznym. Oczywiście w standardzie tym można zastosować punkty dostępowe i powiększyć zasięg sieci.

Standard ten określa także, w jaki sposób radzić sobie z kolizjami pakietów w sieci. Jest to sposób bardzo prosty, mianowicie kiedy okaże się, że pakiet dotrze do adresata, ten wysyła do nadawcy pakiet kontrolny z wiadomością "otrzymano pakiet ten i ten". Nadawca wiadomości czeka pewien czas na otrzymanie takiego potwierdzenia, a jeśli go nie uzyska, ponawia wysłanie zagubionego pakietu.

Niestety, okazuje się, że standard IEEE 802.11 jest standardem raczej ubogim. Nie rozwiązuje bowiem wielu ważnych kwestii, na przykład związanych z przełączaniem poruszającego się komputera pomiędzy punktami dostępowymi, a w przypadku dużych sieci jest to przecież problem, którego nie można zlekceważyć. Standard nie określa także metody sprawdzenia, czy urządzenie jest zgodne z tym standardem, dlatego właściwie standard ten nie jest najlepszy.

  1. Elementy przemawiające na niekorzyść poprzedniego standardu zmusiły IEEE do stworzenia nowego standardu sieci bezprzewodowej. Jest to standard IEEE 802.11a. Przede wszystkim, sieci tworzone w tym standardzie działają na innej częstotliwości - w paśmie wokół 5,8 GHz. Dodatkowo, standard ten opisuje także inne szybkości przesyłania danych, przede wszystkim 5 oraz 11 Mbit/s. Największą prędkością transmisji opisaną w tym standardzie ma być 54 Mbit/s. Standard ten wykorzystywany jest przez ośrodki przemysłowe, badawcze itp.
  2. Częściej spotykanym standardem sieci bezprzewodowych jest datowany również na rok 1999 standard IEEE 802.11b. Określa on maksymalną transmisję 11 Mbit/s. W pomieszczeniach szybkość transmisji spada i przy kilkudziesięciu metrach odległości pomiędzy antenami zezwala na prędkość do 5 Mbit/s.

Niestety, kolejną wadą rozwiązań opartych na technologiach radiowych, pomimo określonych standardów jest nadal bezpieczeństwo sieci. Oczywiście jest to dość oczywiste, ponieważ fale radiowe przechwycić jest niesłychanie łatwo - wystarczy wyposażyć się w odpowiedni odbiornik dostosowany do częstotliwości, na której działa sieć. Dużo trudniej jest się podłączyć na przykład do kabla sieciowego, który biegnie pod ziemią lub po słupach. Kiedy dwa komputery w biurze są połączone kablem, bez wiedzy siedzących przy nich pracowników nie uda się dojść do kabla. Jeśli natomiast oba posiadają małe antenki o zasięgu kilkunastu metrów, wystarczy usiąść w innym pomieszczeniu lub pod oknem. Każda transmisja może być wyłapana, a że w normalnych transmisjach raczej nie stosuje się wielkich zabezpieczeń, łatwo można wejść w posiadanie niektórych poufnych informacji.

W sieciach bezprzewodowych oczywiście można stosować protokoły zabezpieczające. Jednym z nich jest protokół WEP (Wired Equivalency Protocol). Niestety, protokół ten nie jest w stanie zabezpieczyć transmisji przez wszystkimi atakami. Przede wszystkim transmisja taka jest podatna na takie ataki jak analiza statystyczna w ruchu sieciowym, atak na sieć z wprowadzeniem do niej nowych transmisji, na przykład zaadresowanych na adres rozgłoszeniowy (łatwo w ten sposób wpuścić do sieci wirusa), atak na punkt dostępowy i oszukanie go tak, by uważał komputer atakujący za element sieci. Zatem ciężko jest stworzyć protokół, który rzeczywiście mógłby być dobrym zabezpieczeniem prywatności transmisji.

Warto jednak dowiedzieć się, na jakiej zasadzie działa nawet ten słabo zabezpieczający protokół. Wszystko oparte jest o sekretny klucz, którym szyfrowane są pakiety przed ich wysłaniem. PO odebraniu pakietów, na podstawie algorytmów umieszczonych w protokole sprawdza się, czy dane nie zostały zniekształcone lub przekłamane w czasie ich przekazywania od nadawcy do odbiorcy. Niestety, standard IEEE 802.11 nie określa, w jaki sposób klucz szyfrujący ma być tworzony czy przekazywany, dlatego najczęściej ustawia się go ręcznie. Każdy punkt dostępowy oraz każda stacja robocza musi znać ten klucz aby mogła łączyć się z siecią i dokonywać transmisji.

Okazuje się, że podstawowym problemem protokołu WEP jest właśnie algorytm szyfrujący dane. Jest to tak zwany algorytm RC4. Algorytm ten przekształca kilkucyfrowy klucz w klucz nieskończony. Następnie na podstawie logicznej funkcji XOR nadawca produkuje zaszyfrowaną wiadomość. XOR jest tak zwaną alternatywą wykluczającą. Jej wartością jest prawda (1) jeżeli dwa bity wykorzystywane do tej funkcji są różne, to znaczy jeden jest zerem z drugi jedynką. Funkcja XOR przyjmuje wartość fałsz (0), jeżeli na wejściu otrzyma bity o tej samej wartości (dwie jedynki lub dwa zera). Jest to więc odpowiednik polskiego słowa "albo", które dopuszcza jedną z możliwości, ale nie dopuszcza, by nie zaszła żadna z nich, ani by zaszły obie naraz. Jeśli teraz zaszyfrowany tekst zostanie przez odbiorcę potraktowany takim samym kluczem, otrzymuje się oryginalny tekst.

Już na pierwszy rzut oka widać, że taki system szyfrowania danych jest łatwy do złamania i podatny jest na wiele ataków. Przede wszystkim, łatwo jest zmienić niektóre bity w szyfrowanej wiadomości, przez co odcyfrowanie jej da zupełnie inny rezultat - wyjściowa informacja zostanie szybko zatarta. Oczywiście, aby przechwycić wiadomość w całości i odcyfrować ją, potrzebna jest znajomość klucza sieciowego. Jednak dzięki analizom statystycznym przechwyconej zaszyfrowanej wiadomości dość łatwo jest stwierdzić, jak powinien wyglądać klucz sieciowy, ponieważ wszystko opiera się tylko i wyłącznie na funkcji XOR. Oczywiście największe niebezpieczeństwo jest wtedy, gdy ktoś wie, co zostało zaszyfrowane i jak wygląda wersja "bezpieczna". Wówczas odzyskanie klucza nie stanowi żadnego problemu.

Kolejną wadą radiowych sieci komputerowych jest słaba prędkość przesyłania danych, na którą ma wpływ wiele czynników zewnętrznych. Jak już wiemy, standard IEEE 802.11 precyzował jedynie 2Mbit/s. Jest to oczywiście niewiele jak na dzisiejsze czasy i dużo mniej niż w Ethernecie. Oczywiście należy także zwrócić uwagę na to, że prędkość ta może jeszcze spadać ze względu na odległości pomiędzy komputerami a hubem, a także ze względu na przeszkody terenowe. Oczywiście nowsze wersje standardu IEEE 802.11 precyzują już większą szybkość przesyłu danych, nawet do 54 Mbit/s w standardzie IEEE 802.11g. Niestety, w praktyce okazuje się, że prędkości podawane przez producentów na opakowaniach ich sprzętu sieciowego są raczej płonnym marzeniem. Należy przyjąć, że te wielkości są wielkościami maksymalnymi, a nasza sieć będzie pracować raczej z dużo mniejszą prędkością niż nam to obiecują producenci sprzętu.

Związane z przesyłaniem danych są także zakłócenia sygnału, które są bardzo częste w sieciach radiowych i znacznie zmniejszają komfort pracy na duże odległości. Przede wszystkim, wszystkie anteny w sieci powinny się "widzieć", co oznacza, że każda ściana, mur, budynek, las czy góra skutecznie zaciemniają transmisję, a nawet powodują ej zanikanie. Inną przeszkodą terenową mogą być także linie wysokiego napięcia, które skupiają w sobie transmisje radiowe i tłumią je, nie pozwalając dotrzeć do odbiorcy. Oprócz tego często zapominamy o tym, że huby i nadajniki powinny być umieszczone wysoko, by zwiększyć ich zasięg działania, a także by móc zgrabnie przełączać się pomiędzy zasięgiem różnych punktów dostępowych jeśli posiadamy komputer przenośny. Czasami zdarza się, że zakładając na przykład cztery punkty dostępowe w środku pomiędzy nimi znajduje się "martwa strefa", do której nie ma dostępu sieć bezprzewodowa.

Poza tym sieć radiowa stworzona na dużym terenie jest także często narażona na zakłócenia z powodu złej pogody. Użytkownicy sieci radiowych często narzekają, że podczas burzy nie mogą korzystać ze swojej sieci.

Podsumowanie czyli czy warto

Pomimo wielu wad, sieci bezprzewodowe zaczynają powoli liczyć się na rynku. Ich wygoda jest tak duża, że sieci te bronią się nawet mimo braku zabezpieczeń. Wielu użytkowników ceni sobie to, że można używać tego typu sieci bez wiercenia dziur w ścianach, bez prowadzenia kabli tam gdzie jest to niemożliwe lub nieestetyczne. Kiedy potrzeba jest otrzymania dostępu do sieci dla nowego komputera, nie ma potrzeby zakupu kabli. Także sieci bezprzewodowe sprawdzają się, kiedy potrzebujemy sieci na chwilę. Sieci bezprzewodowe są też dobrym rozwiązaniem dla dużych miast, których atrakcyjność wzrasta, jeśli w centralnych punktach ludzie z notebookami mają dostęp do bezprzewodowego Internetu.

Oczywiście należy zastanowić się nad sensownością posiadania sieci bezprzewodowej, jeśli wiemy, że informacje przesyłane za jej pośrednictwem powinny być poufne. Dlatego nie należy używać ich na przykład w bankach, instytucjach finansowych czy o charakterze militarnym.