Статья технология подключения к сети ад. Введение в сети AdHoc

Применяются два основных вида сетей WLAN : режим ad-hoc и инфраструктурный режим

Режим ad-hoc

Простейшая беспроводная сеть создается посредством объединения двух или более беспроводных клиентов в одноранговой сети. Беспроводная сеть, построенная таким образом, называется сетью ad-hoc (эд хок, децентрализованная) и в ней нет ни одной точки доступа. Все клиенты внутри сети ad-hoc равноправны. Зона покрытия этой сети называется независимым базовым набором услуг (IBSS ). Простая сеть ad-hoc позволяет организовать обмен файлами и информацией между устройствами без затрат и сложностей, связанных с приобретением и настройкой точки доступа.

Инфраструктурный режим

Несмотря на то, что режим ad-hoc может быть достаточным для небольших сетей, в более крупных сетях требуется единое устройство, управляющее обменом данных в пределах беспроводной соты. Если в сети имеется точка доступа, то она берет эти функции на себя: определяет, какие узлы и в какое время могут устанавливать связь. Такой режим называется инфраструктурным режимом беспроводной связи; чаще всего они используется в домашних условиях и в условиях бизнеса. При такой форме организации сетей WLAN отдельные STA-устройства не могут взаимодействовать между собой напрямую. Чтобы эти устройства могли взаимодействовать между собой, им необходимо разрешение от точки доступа. Точка доступа управляет всеми взаимодействиями и обеспечивает равный доступ в среду всем STA-устройствам. Зона покрытия одной точки доступа называется базовым набором услуг (BSS) или сотой.

Беспроводные самоорганизующиеся сети (другие названия: беспроводные ad hoc сети, беспроводные динамические сети) -- децентрализованные беспроводные сети, не имеющие постоянной структуры. Клиентские устройства соединяются на лету, образуя собой сеть. Каждый узел сети пытается переслать данные предназначенные другим узлам. При этом определение того, какому узлу пересылать данные, производится динамически, на основании связности сети. Это является отличием от проводных сетей и управляемых беспроводных сетей, в которых задачу управления потоками данных выполняют маршрутизаторы (в проводных сетях) или точки доступа (в управляемых беспроводных сетях).

Первыми беспроводными самоорганизующимися сетями были сети «packet radio» начиная с 1970-ых годов, финансируемые DARPA после проекта ALOHAnet.

Применение: Минимальное конфигурирование и быстрое развёртывание позволяет применять самоорганизующиеся сети в чрезвычайных ситуациях таких как природные катастрофы и военные конфликты.

В зависимости от применения беспроводные самоорганизующиеся сети могут быть разделены на:

мобильные самоорганизующиеся сети

беспроводные ячеистые сети

беспроводные сенсорные сети

Основные принципы беспроводных Ad-hoc сетей :

• - Беспроводные сети делятся на две категории -- сети типа Infrastructure (инфраструктурные) и сети типа ad-hoc (специализированные). Для объединения нескольких компьютеров в инфраструктурную сеть используются маршрутизаторы или групповые пункты доступа. В сети ad-hoc не используются маршрутизаторы и групповые пункты доступа. Она состоит из компьютеров, которые осуществляют обмен данными непосредственно друг с другом.
• - Ad-hoc сети - это множество беспроводных мобильных узлов связи (станций, пользователей), образующих динамическую автономную сеть при помощи полностью мобильной инфраструктуры. Узлы общаются друг с другом без вмешательства централизованных точек доступа или базовых станций, поэтому каждый узел действует и как маршрутизатор, и как конечный пользователь.
• - Примером может служить соединение нескольких компьютеров беспроводным способом без точки доступа. Нередко такой способ соединения используется на выставках, в конференц-залах.
• - В Интернете маршрутизаторами в пределах центральных областей сети владеют хорошо известные операторы, и поэтому предполагается некоторая степень доверия к ним. Но это предположение больше не справедливо для Ad-hoc сетей, т.к. ожидается, что все узлы, входящие в сеть, принимают участие в маршрутизации.

Режим IBSS : - Режим IBSS, также называемый ad-hoc, предназначен для соединений точка-точка. На самом деле существуют два типа режима ad-hoc. Один из них является режимом IBSS, называемый также режимом ad-hoc или IEEE ad-hoc. Этот режим определён стандартами IEEE 802.11. Второй режим называется демонстрационным режимом ad-hoc, или Lucent ad-hoc (или, иногда неправильно, режимом ad-hoc). Это старый, существовавший до появления 802.11, режим ad-hoc, и он должен использоваться только для старых сетей.

Шифрование: - Шифрование в беспроводной сети имеет важное значение, потому что у вас нет больше возможности ограничить сеть хорошо защищённой областью. Данные вашей беспроводной сети вещаются по всей окрестности, так что любой заинтересовавшийся может их считать. Вот здесь используется шифрование. Шифруя данные, посылаемые в эфир, вы делаете их прямой перехват гораздо более сложным для всех любопытных.

• - Двумя наиболее широко применяемыми способами шифрования данных между вашим клиентом и точкой доступа являются WEP и ip-sec:
• - WEP. WEP является сокращением от Wired Equivalency Protocol (Протокол Соответствия Проводной сети). WEP является попыткой сделать беспроводные сети такими же надёжными и безопасными, как проводные.
• - IP-sec. ip-sec является гораздо более надёжным и мощным средством шифрования данных в сети. Этот метод определённо является предпочтительным для шифрования данных в беспроводной сети.

Утилиты: - Имеется несколько утилит, которые можно использовать для настройки и отладки беспроводной сети:

Пакет bsd-airtools

• - Пакет bsd-airtools представляет собой полный набор инструментов, включая инструменты для проверки беспроводной сети на предмет взлома WEP-ключа, обнаружения точки и т.д.
• - Утилиты bsd-airtools можно установить из порта net/bsd-airtools.

Утилиты wicontrol, ancontrol и raycontrol

Это инструменты, которые могут быть использованы для управления поведением адаптера беспроводной связи в сети. Wicontrol выбирается, тогда когда адаптером беспроводной сети является интерфейс wi0. Если установлено устройство беспроводного доступа от Cisco, этим интерфейсом будет an0, и тогда будет использоваться ancontrol

Поддерживаемые адаптеры: Точки доступа

Единственными адаптерами, которые на данный момент поддерживаются в режиме BSS (как точка доступа), являются те устройства, что сделаны на основе набора микросхем Prism 2, 2.5 или 3).

Клиенты 802.11a и 802.11g

• - К сожалению, все еще много производителей, не предоставляющих схематику своих драйверов сообществу open source, поскольку эта информация считается торговым секретом. Следовательно, у разработчиков операционных систем остается два варианта: разработать драйверы долгим и сложным методом обратного инжиниринга, или использовать существующие драйверы для платформ Microsoft® Windows.
• - Благодаря усилиям Билла Пола (wpaul),существует »прозрачная» поддержка Network Driver Interface Specification (NDIS). FreeBSD NDISulator (известный также как Project Evil) преобразует бинарный драйвер Windows так, что он работает так же как и в Windows. Эта возможность всё ещё относительно нова, но в большинстве тестов она работает адекватно.

Базовая инфраструктура современного Интернета, как известно, управляется и поддерживается десятком организаций, часть из которых подконтрольны правительству США. Далеко не всем по нраву такое положение вещей, и потому уже в течение нескольких лет IT-специалисты обсуждают альтернативные способы организации глобальных информационных сетей.

Существует две основных угрозы для безопасного информационного обмена в электронных сетях: это несанкционированный доступ к приватных данным и вмешательство в работу оборудования и устройств с целью нарушить их активность и даже вывести их из строя.

Возможный ответ на эти угрозы заключается в распространении нового типа телекоммуникаций - независимых, децентрализованных сетей, каждое устройство в которых является полноправным участником и несет свою долю ответственности за функционирование сети. Такой тип информационных сетей называется AHN (ad hoc network).

Главная проблема, которая раньше препятствовала развертыванию подобных сетей в глобальном масштабе, происходила из низкой производительности устройств и «узких» каналов связи: маршрутизация и передача необходимой для работы ad hoc-сети данных отнимает системные ресурсы и предъявляет высокие требования к пропускной способности канала, связывающего устройства между собой. Сегодня множество устройств лишены этих недостатков, а значит в ближайшие годы следует ожидать появления экспериментальных ad hoс-сетей, состоящих из тысяч устройств.

А через пару десятилетий беспроводные, или мобильные ad hoc-сети (MANETs, Mobile ad hoc networks) вполне могут стать необходимым условием для безопасной работы будущих транспортных систем, которым предстоит объединить огромное число роботизированных автомобилей, самолетов и поездов. Каждое транспортное средство в такой системе будет получать навигационную и другую информацию напрямую от своих соседей: так можно обеспечить надежность и непрерывность связи для автономного транспорта.

Беспроводные ad hoc сети.

Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы беспроводной локальной сети (WLAN): Режим Ad hoc и режим Инфраструктуры.

Инфраструктурный режим (infrastructure mode) применяется для подключения беспроводных клиентов к существующей проводной сети с помощью специального устройства, называемого беспроводной точкой доступа (wireless access point).

Рисунок 1. Инфраструктурный режим

Одноранговый режим (Ad hoc mode) применяется для построения одноранговых беспроводных сетей без применения точки доступа. Одноранговая беспроводная сеть может содержать до 9 компьютеров, каждый из которых непосредственно связывается с остальными компьютерами.

Рисунок 2. Режим Ad hoc

В режиме Ad Hoc абонентские станции взаимодействуют непосредственно друг с другом без использования точки доступа или Wi-Fi роутера. Этот режим также называют также IBSS (Independent Basic Service Set) или режим Peer to Peer (равный с равным). При такой конфигурации не требуется создания какой-либо сетевой инфраструктуры. При этом создается только одна зона обслуживания, не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети. Любые устройства, оснащенные беспроводным сетевым адаптером или интерфейсом Bluetooth и находящиеся в пределах действия радиосигнала, можно объединить друг с другом через сеть Ad hoc. Она оптимально подходит для быстрого обмена данными между несколькими компьютерами, сотовыми телефонами, КПК или ноутбуками, которые необходимо локально и лишь на некоторое время соединить друг с другом.

Сеть Ad hoc представляет собой динамически изменяющаяся сеть с произвольной структурой. Каждый узел сети пересылает данные предназначенные другим узлам. При этом определение того, какому узлу передавать данные, производится динамически, на основании связности сети. Это является их основным отличием от проводных сетей и управляемых беспроводных сетей, в которых задачу управления потоками данных выполняют маршрутизаторы или точки доступа.

Каждое из абонентских устройств, в зависимости от его мощности, обладает своим радиусом действия. Если абонент, находясь «на периферии» посылает пакет абоненту, находящемуся в центре сети, происходит так называемый многоскачковый процесс передачи пакета через узлы, находящиеся на пути заранее проложенного маршрута. Таким образом, каждый новый абонент за счет своих ресурсов увеличивает радиус действия сети. Следовательно, мощность каждого отдельного устройства может быть минимальной. А это предполагает как меньшие стоимости абонентских устройств, так и лучшие показатели безопасности и электромагнитной совместимости.

Рисунок 3. Примерный вид Ad hoc сети

Особенности беспроводных Ad hoc сетей:

Общая среда передачи данных;

Все узлы сети изначально равноправны;

Сеть является самоорганизующейся;

Каждый узел выполняет роль маршрутизатора;

Топология сети может свободно меняться;

В сеть могут свободно входить новые и выходить старые узлы.

Рассмотрим условия успешного построения беспроводной сети в режиме Ad-Hoc:

Прямая видимость между подключаемыми компьютерами.

При подключении в режиме Ad-Hoc очень важным фактором, влияющим на скорость работы сети, является расположение компьютеров в пределах прямой видимости. Это связано с тем, что мощность передатчиков беспроводных адаптеров несколько ниже, чем, мощность точек доступа. Соответственно, радиус действия такой сети примерно вдвое меньше, чем радиус сети, построенной с применением инфраструктурного режима (с использованием точки доступа).

Увеличить радиус действия сети Ad-Hoc можно применяя более мощные антенны. Если между компьютерами существуют преграды, например стены офиса, то радиус работы сети и скорость резко сократится.

Стандарт беспроводных адаптеров.

Как известно, от стандарта, в котором работают сетевые адаптеры, зависит скорость передачи данных в сети. Если на одном компьютере установлено устройство, стандарт которого поддерживает более низкую скорость передачи данных, то скорость работы всей сети будет равна скорости этого адаптера. Поэтому рекомендуется использовать адаптеры единого стандарта.

Количество подключенных компьютеров.

Это связано в первую очередь с особенностями процесса обмена информацией между компьютерами. Для беспроводных сетей, особенно при использовании режима Ad-Hoc, этот фактор является особенно важным. Поэтому для успешного функционирования сети в режиме Ad-Hoc следует ограничить количество подключений (от двух до девяти). Если их количество превышает рекомендуемое, то более выгодным решением в этой ситуации будет использование точки доступа и режима инфраструктуры.

В настоящее время существует несколько «базовых» технологий для построения ad hoc сетей:

Максимальная скорость передачи данных равна 2.1 Мбит/с, радиус действия одного абонентского устройства составляет 1 - 100 м.

Сети на основе Bluetooth применимы лишь на небольшой территории (например, в центрах городов, небольших офисах, магазинах). Так, подобная сеть может служить для организации видеонаблюдения на небольшом объекте.

В тех областях, где основными критериями являются энергопотребление и стоимость, может применяется технология ZigBee. Это недорогой способ организации связи в промышленных системах, не нуждающихся в высокой скорости передачи данных. Скорости передачи данных варьируются от 20 до 250 кбит/с.

Является основной технологией для самоорганизующихся сетей. В сетях WiFi скорость передачи составляет 11 - 108 Мбит/с, что позволяет передавать большие объемы информации в реальном времени (например, видеосигнал).

Для построения сети ad hoc используются адаптеры, подключающееся через слот расширения PCI, PCMCI, CompactFlash. Существуют также адаптеры с подключением через порт USB 2.0. Wi-Fi–адаптер выполняет ту же функцию, что и сетевая карта в проводной сети. Он служит для подключения компьютера пользователя к беспроводной сети. Благодаря платформе Centrino все современные ноутбуки имеют встроенные адаптеры Wi-Fi, которые совместимы со многими современными стандартами. Wi-Fi-адаптерами, как правило, снабжены и КПК (карманные персональные компьютеры), что также позволяет подключать их к беспроводным сетям.

Рисунок 4. Wi-Fi адаптеры.

Основные достоинства режима Ad hoc – быстрое развертывание сети и простота организации (не требуется точка доступа).

К недостаткам такого варианта построения сети относятся малый радиус действия и низкая помехозащищенность.

Режим ad hoc в основном применяется для создания временных сетей передачи данных, например, транспортные, офисные сети, военная связь.

Используемые материалы:

http://www.acorn.net.au/telecoms/adhocnetworks/adhocnetworks.cfm

http://ntrg.cs.tcd.ie/undergrad/4ba2.05/group11/index.html

http://wireless09.livejournal.com/334.html

Пролетарский А. В., Баскаков И. В., Чирков Д. Н. «Беспроводные сети Wi-Fi»

Вы когда-нибудь, пробовали создать сеть между двумя ноутбуками, и Вы не имели при этом сетевого кабеля? Как оказалось, можно создать одноранговую сеть с помощью беспроводной сетевой карты. Вы можете использовать эту сеть для передачи любых файлов между двумя ноутбуками, как если бы они были в нормальной сети. Если вам любопытно узнать, как это работает и как это можно сделать в Windows 7, не стесняйтесь, прочитайте этот урок. Руководство будет разделено на три части: создание ad hoc беспроводной сети, подключение других компьютеров к ней, и совместное использование файлов и папок во вновь созданной сети.

Примечание: Перед выполнением любого из этих шагов, убедитесь, что беспроводной адаптер включен на компьютерах, между которыми вы собираетесь создать ad-hoc сеть.

Шаг 1: Создание Ad Hoc беспроводной сети

Вы увидите новое окно, в котором описывается, что можно делать с беспроводной ad hoc сетью. Прочитайте содержимое окна и нажмите кнопку Далее .

Теперь пришло время настроить сеть. Во-первых, введите имя сети, а затем выберите тип безопасности, который вы хотите использовать. Для большей безопасности, я рекомендую вам выбрать WPA2-Personal. Это обеспечивает лучшее шифрование и гораздо труднее взломать, чем WEP. Затем введите пароль, который вы хотите использовать, и, в случае, если вы хотите использовать эту сеть в других случаях, установите флажок «Сохранить параметры сети» . Когда всё будет готово, нажмите Далее .

Мастер начнёт создавать сеть. Эта деятельность должна занимать не более нескольких секунд.

Когда мастер закончит установку сети, вы получите уведомление о том, что сеть была создана и готова к использованию. Убедитесь, что Вы не забудете пароль, а потом нажмите на Закрыть .

Ваш ноутбук будет теперь в эфире в этой вновь созданной сети и он будет ждать, пока другие компьютеры к нему подключиться.

Шаг 2: Подключение других компьютеров к сети

Теперь пришло время для подключения других компьютеров к этой вновь созданной сети. На клиентском компьютере, щёлкните значок сети в области уведомлений, и вы увидите список доступных сетей. Выберите ad hoc сеть, которую вы только что создали и нажмите на Подключение .

Вам будет предложено ввести пароль. Когда закончите, нажмите на ОК .

Windows 7 теперь будет занимать несколько секунд, чтобы подключиться к сети.

Когда всё будет готово, появится окно, показанное выше, и тем самым будет покончено с подключением и теперь можно приступить к использованию сети.

Шаг 3: Общий доступ к файлам и папкам по сети

После настройки ad hoc компьютера к компьютерной сети и подключение всех клиентских компьютеров, можно было бы предположить, что такие функции, как обмен файлами, сетевые discovery и другое, будут работать и вы сможете начать совместное использование необходимо Вам контента. К сожалению, это не тот случай. После того, как клиент подключен, он будет тратить несколько секунд для идентификации сети. Когда это произойдёт, окно будет выглядеть, как показано на скриншоте ниже.

Это означает, что вы должны вручную изменить имя сети и параметры общего доступа для сети общественного профиля. Убедитесь, что вы включили все функции, которые Вам необходимы для общественного профиля сети на всех компьютерах, которые являются частью вашей сети.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ: при отключении от сети ad hoc, убедитесь, что вы сбросили сетевые параметры общего доступа для сети общественного профиля. Если оставить их без изменений, в следующий раз, когда вы подключаетесь к другой публичной сети, ваш компьютер может быть в опасности, позволяя обеспечить доступ к вашим файлам и папкам. Так что обязательно убедитесь, что вы сбросили эти настройки к их значениям по умолчанию.

Вывод

Плохая часть в этом заключается в том, что кажется невозможным, чтобы легко изменить профиль сети присвоенный этому типу подключения. В большинстве случаев Вы будете застревать в общественных сетях и вам нужно будет вручную изменить сетевые параметры общего доступа сетевого профиля. Это, как уже говорилось выше, может привести к проблемам безопасности в случае, если вы подключитесь к другим по-настоящему общедоступным сетям.

Аннотация: Беспроводные сети Wi-Fi поддерживают несколько различных режимов работы, реализуемых для конкретных целей. Каждый режим сопровождается пояснительным рисунком для лучшего представления взаимодействия элементов сети. Большим плюсом является подробное описание настройки подключения, используя как встроенные в Windows службы, так и утилиту D-Link AirPlus XtremeG Wreless Utility, которая идет в комплекте с оборудованием D-Link. Очень интересно будет ознакомиться с режимами WDS и WDS WITH AP, которые образуют мостовое соединение. Для лекции характерно большое количество примеров установки, настройки и проверки соединения.

Режим Ad Hoc

В режиме Ad Hoc ( рис. 4.1) клиенты устанавливают связь непосредственно друг с другом. Устанавливается одноранговое взаимодействие по типу " точка-точка ", и компьютеры взаимодействуют напрямую без применения точек доступа. При этом создается только одна зона обслуживания, не имеющая интерфейса для подключения к проводной локальной сети.

Основное достоинство данного режима - простота организации: он не требует дополнительного оборудования (точки доступа). Режим может применяться для создания временных сетей для передачи данных.

Однако необходимо иметь в виду, что режим Ad Hoc позволяет устанавливать соединение на скорости не более 11 Мбит/с, независимо от используемого оборудования. Реальная скорость обмена данными будет ниже и составит не более 11/N Мбит/с, где N - число устройств в сети. Дальность связи составляет не более ста метров, а скорость передачи данных быстро падает с увеличением расстояния.

Для организации долговременных беспроводных сетей следует использовать инфраструктурный режим.

Пример 4.1

На клиентской стороне будем использовать беспроводной USB-адаптер. Все настройки для других типов адаптеров (PCI, PCMCI, ExpressCard и т. д.) проводятся аналогичным образом.

При подключении адаптера необходимо установить драйвер, который идет в комплекте со всем беспроводным оборудованием. В окне Сетевые подключения должен появиться значок Беспроводное сетевое соединение (