Главная
Решение проблем
Что такое Wifi-мост, области его применения

Что такое Wifi-мост, области его применения

01.09.2019

Установка беспроводных мостов, то есть соединение двух сетей посредством беспроводного канала, имеет очень много нюансов. В этой статье мы попробуем разобраться в той путанице, которую завели компании, производящие оборудование для беспроводных сетей, и поможем вам выбрать и настроить продукты, наилучшим образом удовлетворяющие вашим требованиям.

Подсказка : вы можете познакомится с англоязычной терминологией, использованной в данной статье.

Нам нужно достаточно много обсудить, давайте начнем.

Новые правила игры

Еще не так давно для объединения двух сети при помощи беспроводного соединения вам требовалось устройство, называемое беспроводным мостом . Их стоимость составляла около 500 $, и они могли выполнять только функции моста. Они были примитивными, но дорогими.

В конце 2001 года, производители сетевого оборудования решили расширить функциональность точек доступа 802.11b, чтобы сделать их более универсальными и удобными в использовании, для лучшего продвижения на рынок. До этого у точек доступа был только один режим, который позволял клиентским устройствам, работающим в режиме Infrastructure , подключаться к проводной сети LAN, к которой была подключена точка доступа.

Чтобы хоть как-то спасти положение, производители стали добавлять в точки доступа функции мостов. Это позволило точкам доступа соединяться с другими точками доступа, образуя тем самым беспроводные мосты. К сожалению, большинство компаний продолжали называть их "Точками доступа", создавая тем самым некоторую неразбериху на рынке таких устройств. При ценах на такие усовершенствованные точки доступа, снизившихся до уровня 100 $ за устройство, жизнь стала еще более запутанной, но гораздо менее дорогой!

В конце лета/ начале осени 2002, ситуация еще усложнилось (но и цены снизились !) с появлением нового класса оборудования, также с возможностью выполнения функций беспроводного моста. Такие продукты, например Linksys WET11 и Hawking WB320 , выпускались под различными названиями и имели возможность подключать любое устройство с Ethernet разъемом к беспроводной сети . Если бы производители остановились на этом, нам бы не пришлось писать эту статью, поскольку такие устройства представляют собой просто беспроводные сетевые адаптеры, подключающиеся к компьютеру через Ethernet порт вместо USB, CardBus, PC Card, или шину PCI, как раньше.

Но производители не остановились , а вместо этого добавили возможность подключения нескольких устройств (обычно до 20) через один Ethernet порт. Но это уже то же самое, что и точки доступа/ мосты? В чем же их отличие от предыдущего поколения устройств?

Создание мостов при помощи ТД/ мостов

Давайте начнем с ТД/ мостов и различных вариантов их установки.

Замечание:

Хотя производители используют почти одинаковую терминологию для описания режимов работы ТД/ мостов, вы можете обнаружить, что в описании вашего устройства терминология отличается.
При использовании функций моста у такого совмещенного устройства, мы бы рекомендовали использовать одинаковые продукты по обе стороны моста . Хотя, возможно, вам посчастливится построить беспроводный мост на оборудовании различных производителей, но в этом случае вы не сможете получить консультацию о работе, позвонив в службу поддержки производителя. Большинство компаний гарантируют работу в режиме моста только при использовании своих устройств .
На схемах подключения для большей наглядности частью какого сегмента (подсети) является данное устройство указаны IP адреса. В вашем случае IP адреса могут отличаться!
Если не указано другое, вам нужно настроить все мосты на один и тот же SSID (или ESSID), один и тот же канал (если эта опция доступна), и один и тот же WEP-режим (и WEP-ключ, если WEP-включено).

После приобретения устройства вам нужно будет его настроить. Существует множество режимов работы беспроводного моста, и, как уже отмечалось выше, производители не всегда используют одинаковую терминологию. Но у большинства ТД/ мостов есть три режима работы, которые описаны ниже.

Точка-точка (Point-to-Point)

Простейший режим - когда два моста подключаются друг к другу . Для этого от вас обычно на каждом устройстве требуется указать MAC адрес моста, с которым необходимо установить соединение. Производители описывают такой режим и его установку достаточно четко. Рис. 1 мост Точка-Точка.

Замечание: хотя на рисунке изображен только один клиент на второй части моста, вы можете создавать множественные клиентские подключения , обычно от 20 до 32.

Рис.1: Мост Точка-Точка.

Подсказка: Каждое устройство (точка доступа/ мост) имеет свой IP адрес. Хотя большинство таких устройств можно настроить на получение IP адреса через DHCP, мы рекомендуем указывать IP параметры статически . Это позволяет гораздо проще решать проблемы, возникающие в работе сети!

Точка-Многоточечное (Point-to-Multipoint)

Такой режим позволяет подключать несколько проводных сетей к устройству. Названия параметров, используемых в настройке, могут различаться у разных производителей, большинство устройств поддерживает такой режим. По причинам производительности, вам следует ограничить такую многоточечную сеть тремя сегментами , как показано на Рис. 2 . И опять же вы можете создавать множественные клиентские подключения на всех сегментах сети.

Подсказка: Способ настройки этого режима различается от производителя к производителю. SMC 2682W, например, требует чтобы одно устройство было настроено как ведущее ("Bridge Master"), а остальные - как ведомые ("Bridge Slaves"). У Linksys WAP11 на одном устройстве вы настраиваете соединение Точка-Многоточечное, а на остальных - Точка-Точка, указав в пункте МАС адрес удаленного устройства ("Remote MAC address"), на котором настроено соединение Точка-Многоточечное.

Точка доступа (клиент)

В этом режиме ТД/ мост будет работать с точками доступа, беспроводными маршрутизаторами, или другими ТД/ мостами в режиме точки доступа. При выборе такого режима наше устройство будет подключаться к точке доступа, используя обычный режим Infrastructure вместо режима моста. Рис. 3 показывает такой вариант установки, с первого взгляда он может показаться таким же, как и изображенный на Рис. 1 !

Однако если вы присмотритесь, то увидите, что в этом режиме верхний мост работает как обычная точка доступа, которая поддерживает другие беспроводные подключения . Внизу ТД/ Мост работает в клиентском режиме точки доступа, который не поддерживает беспроводные клиентские подключения .

Подсказка: Возможность установки "клиентского режима точки доступа (АP Client)" зависит от производителя , и не гарантирует работу при использовании оборудования разных производителей. Если вы планируете использовать этот режим для организации моста, мы рекомендуем использовать одинаковые устройства .

Если вы поняли все, что написано выше, то не обольщайтесь. Следующий новый класс устройств еще больше все запутывает.

Беспроводные Ethernet мосты (WEB)

Маркетологи уже испробовали все возможные комбинации слов "Ethernet," "беспроводный (Wireless)," и "мост (Bridge),"! Но для различия с только что рассмотренными ТД/ мостами, мы остановимся на комбинации "беспроводный Ethernet мост" или "WEB".

Наиболее важное отличие этих устройств заключается в том, что они не могут работать как точки доступа! Это означает, что вы не сможете установить их таким образом, что беспроводные клиенты в режиме Infrastructure смогли бы к ним подключиться.

И еще один момент. Хотя такие устройства и могут заменять ТД/ мосты в любой из рассмотренных выше конфигураций сети, они образуют соединения по-другому. Для создания соединения Точка-Точка или Точка-Многоточечное они используют режим AdHoc вместо специального, "мостового" режима. Он позволяет им, в отличие от ТД/ мостов, создавать соединения, как показано на Рис. 4 .

Если вы сравните Рис. 4 с предыдущими рисунками, то увидите, что при использовании беспроводных Ethernet мостов (WEB) вместо ТД/ мостов, беспроводные клиенты могут подключаться как к локальному, так и к удаленному устройству . Но при всех преимуществах режима AdHoc , у него есть и недостатки:

невозможность подключения клиентов в режиме Infrastructure;
все устройства должны быть настроены на один канал и ESSID.

Первое не является проблемой, если вы используете небольшую сеть и можете проверить настройки всех клиентских подключений. Но если вы установили "горячую сеть" или беспроводную LAN (WLAN), разрешив любые подключения, то вам лучше использовать режим Infrastructure, потому что клиенты WLAN по умолчанию будут работать в этом режиме.

Второй недостаток более существенен, кроме случая очень малой сети. В связи с тем, что все беспроводные клиенты должны использовать один и тот же канал, они будут разделять полосу пропускания . В таком режиме не нужно много клиентов, даже при средней нагрузке, чтобы полностью занять канал WLAN.

Замечание: Рис. 4 может немного запутать вас, предполагая, что беспроводные устройства жестко привязаны друг к другу. Фактически, AdHoc-станция может напрямую подключаться к станции, на которую она передает данные.

Еще одно преимущество таких устройств перед ТД/ мостами заключается в том, что в режиме Infrastructure они могут создавать беспроводные мосты с любыми точками доступа или беспроводными маршрутизаторами стандарта 802.11b, а не только с себе подобными. Хотя, конечно, вы можете найти и такие, которые не будут работать совместно, но это уже попадает в категорию частного, а не общего.

Почему мост не работает?

Мы описали два класса мостов WLAN, и две схемы, по которым они должны работать. На практике же, выбор схемы зависит от "расстояния, которое надо покрыть".

Большинство проблем с беспроводными мостами возникает из-за использования оборудования разных производителей, или установки и изменения параметров, которые не понятны пользователю. Хотя написанное ниже нельзя в полном смысле называть инструкцией по выявлению и устранению неисправностей беспроводных мостов, но здесь приведены параметры, которые нужно проверить в первую очередь, если беспроводный мост не работает:

Использование оборудования - убедитесь, что оборудование, которое вы собираетесь купить, поддерживает необходимые вам режимы. К примеру, беспроводные маршрутизаторы сами по себе не могут работать в режиме моста, но к ним можно подключить WEB в режиме Infrastructure для построения моста. С другой стороны, клиентский режим точки доступа различен у всех производителей, поэтому вам лучше приобрести пару устройств одной фирмы, если вам нужна его поддержка.
Сначала убедитесь, что все оборудование работает на небольшом расстоянии. Установите все оборудование в одном помещении и попытайтесь сделать так, чтобы все заработало, и лишь после этого можно настраивать оборудование на больших расстояниях, например через дорогу.
Будьте внимательны! Если вы настраиваете два одинаковых устройства, окна их настройки обычно выглядят одинаково. Вы можете смеяться, но мы не раз с этим путались! Обычно мы пишем IP адреса на устройствах и перед настройкой сравниваем адрес в консоли с адресом, написанным на корпусе устройства.
Использование открытой аутентификации (Open System Authentication) - У вас может быть возможность выбора аутентификации из "Open System," "Shared Key," или "Closed System". Меньше всего ограничений накладывает "Open System," мы рекомендуем с нее и начать. Настроив, вы всегда сможете поменять ее для усиления безопасности.
Начните настройки при отключенной опции WEP - как и в четвертом пункте, вам не придется бороться с различиями в ключах WEP, чтобы выяснить, совместимы ли режимы мостов у вашего оборудования. Не включайте WEP до тех пор, пока не убедитесь, что оборудование использует совместимые режимы моста. И лишь после этого, вы можете включить WEP.
Используйте длинные преамбулы (Long Preamble) - некоторые продукты используют режим коротких преамбул (Short Preamble). Хотя большинство - все же длинные. Проверьте эту опцию, и убедитесь, что установлены длинные преамбулы.
Установите (E)SSID - Не оставляйте значение "ANY" параметра SSID или ESSID, разрешающее любые подключения. Установите одинаковые ESSID, и, для большей безопасности, не используйте ничего, связанного с местом расположения, и не оставляйте ESSID, установленный производителем.
Укажите MAC адреса - для режимов Точка-Точка и Точка-Многоточечное у ТД/ мостов обычно требуется ввести MAC адрес устройства, с которым необходимо создать мост. Если вы используете эти режимы, то следуйте указаниям производителя. Также убедитесь в правильности ввода MAC адресов (см. пункт 3).

Подведем итог

В таблице 1 мы попытались обобщить и сравнить характеристики различного оборудования, которое может применяться для создания беспроводных мостов.

Таблица 1 Сравнение Точек доступа, ТД/ Мостов и Беспроводных Ethernet мостов (WEB)
Параметр	Точка доступа	ТД/ мост	Беспроводный Ethernet мост (WEB)
Поддержка беспроводных клиентов в режиме Infrastructure	Да	Да	Нет
Поддержка нескольких проводных клиентов	Да	Да	Да
Работа в роли беспроводного клиента в режиме Infrastructure	Нет	Да (*)	Да
Поддержка режима AdHoc	Нет	Нет	Да
Поддержка мостов Точка-Точка	Нет	Да	Да
Поддержка мостов Точка-Многоточечное	Нет	Да	Да
Возможность подключения к ТД/ мосту, установленной в режим моста	Нет	Да	Нет
Возможность подключения к Беспроводному Ethernet мосту (WEB), установленному в режим AdHoc	Нет	Нет	Да

* - Работает при условии использования двух одинаковых ТД/мостов, поддерживающих "клиентский режим" точки доступа.

Хорошая новость заключается в том, что сейчас за несколько сотен долларов вы можете сделать то, на что раньше требовалось более тысячи, и при этом у вас есть несколько вариантов! Плохая же новость состоит в том, что при таких ценах вы не получите дружественный интерфейс установки. Теперь вы знаете достаточно, чтобы установить такой беспроводный мост, какой вам необходим!

Я расскажу о том, как беспроводные каналы типа мост могут сильно упростить построение КСПД в производственных помещениях. Истории из опыта работы на одном предприятии. В топике не будет секретов сложной настройки – наоборот – ценность примеров в том, что такую конфигурацию можно повторить легко и недорого.
Отношение к WIFI (а именно об этой технологии речь) у меня противоречивое. С одной стороны, передача данных без проводов позволяет строить красивые сети без монтажных работ по правильному размещению кабеля. Многие устройства – ноутбуки, планшеты, телефоны - удобны именно при отсутствии проводов. Проводные сети нельзя так быстро масштабировать: например, подключить пару десятков новых устройств в сеть за минуту.
С другой стороны, использование WIFI накладывает ограничения, которые присутствуют и в проводных сетях: для эффективного использования оборудования необходимо выбирать верное расположение, при этом рассчитывать мощность передатчиков с учетом препятствий и расстояний до приемника. Ключевое отличие здесь – меньшее расстояние до приемника, где качество связи сравнимо с проводным соединением (десятки и сотни Мбит/с). При выборе среды передачи данных необходимо находить компромиссы, исходя из целей. Жертвуем ценой, скоростью или мобильностью.

О первом сегменте сети

Условия

Отдельно стоящий цех подключен к локальной сети через радиоканал: маршрутизатор ASUS лежит на окне главного здания, а точка доступа TP-LINK лежит на окне подключенного помещения. В этом небольшом здании всего четыре компьютера, быстрый доступ к сети не требуется, работы за компьютерами не много. Расстояние между окнами 120 м.

Домашний роутер имеет две всенаправленные антенны и обеспечивает мощность сигнала, достаточную для подключения в здании напротив. Неэффективное использование оборудования приводит к большим потерям пакетов, особенно в туман.

Решение

Довольно смешно слышать, что качество связи в локальной сети предприятия зависит от погоды, но это так. Нужно отметить, что в таком режиме цех работал около года, потом сетью стал заниматься я. Улучшение здесь не было приоритетной задачей, поэтому я заказал дешевую однонаправленную антенну TP-LINK TL-ANT2414A, которую достаточно вкрутить вместо стандартной антенны маршрутизатора, и на этом работу приостановил.

Задача переместилась из списка важных в срочные, когда в одно прекрасное утро маршрутизатор вышел из строя. Пришлось заменять тем, что было в запасе из маршрутизаторов со съемными антеннами. Нашелся D-LINK DI-824VUP - отличный маршрутизатор с брутальным внешним видом. Настраивается достаточно просто, имеет кучу функций, включая VPN и port forwarding, но в это тема другой статьи.

Настройка маршрутизатора в качестве базовой станции

Из главного меню слева перехожу по кнопке DHCP и первым делом отключаю раздачу адресов, т.к. в нашей сети уже есть DHCP.

Затем перехожу в настройки сети и указываю новый адрес маршрутизатора.

Перейдя по кнопке Wireless , указываем настройки беспроводной сети, а именно название, шифрование и ключ.

Настройка точки доступа в качестве клиента

После настройки, я прикрутил антенну к маршрутизатору и закрепил ее в направлении окна цеха. Остается только настроить точку доступа TP-LINK TL-WA701ND в качестве WIFI-клиента.

Из главного меню AP перехожу в настройки сети по кнопке Network , расположенной на левой панели. Здесь указываю ip-адрес, маску, шлюз по умолчанию.

В меню Wireless Setings выбираю режим работы Client , указываю нужную сеть.

Здесь настраивается безопасность беспроводного подключения. необходимо указать тип шифрования и ключ сети.

Важно не забыть отключить DHCP-сервер точки доступа, т.к. в сети он уже есть.

Результат

По моим пингам после модификации сети потерь пакетов стало на 70% меньше. Скорость подключения на компьютерах в небольшом здании позволяет скачивать файлы из интернета и заводской сети, а также работать в 1с. В случае, если потребуется увеличить количество компьютеров в подключаемом помещении, или потребуется большая скорость, стоит прокладывать ВОЛС.

О втором сегменте сети