Wi-Fi ( / ˈ w aɪ f aɪ / ) [1] [a] — это семейство протоколов беспроводной сети , основанное на семействе стандартов IEEE 802.11 , которые обычно используются для локальных сетей устройств и доступа в Интернет , позволяя находящимся поблизости цифровым устройствам обмениваться данными с помощью радиоволн . Это наиболее широко используемые компьютерные сети, используемые во всем мире в домашних и малых офисных сетях для связи устройств и предоставления доступа в Интернет с помощью беспроводных маршрутизаторов и беспроводных точек доступа в общественных местах, таких как кафе, гостиницы, библиотеки и аэропорты.
Wi-Fi является товарным знаком Wi-Fi Alliance , который ограничивает использование термина « Wi-Fi Certified » продуктами, которые успешно прошли сертификационное тестирование на совместимость . [3] [4] [5] Несоответствующее оборудование просто называется WLAN , и оно может работать или не работать с устройствами « Wi-Fi Certified ». По состоянию на 2017 год [update]в Wi-Fi Alliance входило более 800 компаний со всего мира. [6] По состоянию на 2019 год [update]в мире ежегодно поставляется более 3,05 миллиарда устройств с поддержкой Wi-Fi. [7]
Wi-Fi использует несколько частей семейства протоколов IEEE 802 и разработан для бесперебойной работы с его проводным собратом Ethernet . Совместимые устройства могут объединяться в сеть через беспроводные точки доступа друг с другом, а также с проводными устройствами и Интернетом. Различные версии Wi-Fi определены различными стандартами протокола IEEE 802.11, при этом различные радиотехнологии определяют радиодиапазоны, максимальные диапазоны и скорости, которые могут быть достигнуты. Wi-Fi чаще всего использует радиодиапазоны 2,4 гигагерца (120 мм) UHF и 5 гигагерц (60 мм) SHF , а диапазон 6 гигагерц SHF используется в новых поколениях стандарта; эти диапазоны подразделяются на несколько каналов. Каналы могут совместно использоваться между сетями, но в пределах диапазона только один передатчик может передавать по каналу за раз.
Радиодиапазоны Wi-Fi лучше всего работают в условиях прямой видимости . Многие обычные препятствия, такие как стены, столбы, бытовая техника и т. д., могут значительно сократить радиус действия, но это также помогает минимизировать помехи между различными сетями в многолюдных местах. Радиус действия точки доступа составляет около 20 м (66 футов) в помещении, в то время как некоторые точки доступа заявляют о радиусе действия до 150 м (490 футов) на открытом воздухе. Зона покрытия точки доступа может быть такой же маленькой, как одна комната со стенами, которые блокируют радиоволны, или такой большой, как несколько квадратных километров, с использованием множества перекрывающихся точек доступа с разрешенным роумингом между ними. Со временем скорость и спектральная эффективность Wi-Fi возросли. По состоянию на 2019 год [update]некоторые версии Wi-Fi, работающие на подходящем оборудовании на близком расстоянии, могут достигать скорости 9,6 Гбит/с ( гигабит в секунду). [8]
Постановление Федеральной комиссии по связи США от 1985 года освободило части диапазонов ISM для нелицензированного использования в целях связи. [9] Эти диапазоны частот включают в себя те же диапазоны 2,4 ГГц, которые используются таким оборудованием, как микроволновые печи , и, таким образом, подвержены помехам. [10]
В 1991 году в Ньювегейне корпорация NCR и AT&T изобрели предшественника 802.11, [11] предназначенного для использования в кассовых системах, под названием WaveLAN . Вик Хейс из NCR , который в течение десяти лет возглавлял IEEE 802.11, вместе с инженером Bell Labs Брюсом Таком обратились в Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) с целью создания стандарта и участвовали в разработке первоначальных спецификаций 802.11b и 802.11a в рамках IEEE. [12] Оба они впоследствии были включены в Зал славы Wi-Fi NOW. [13]
В 1989 году в Австралии группа ученых начала работать над технологией беспроводной локальной сети (LAN). [14] Опытный образец для испытаний беспроводной локальной сети (WLAN) был разработан в 1992 году группой исследователей из Отдела радиофизики CSIRO ( Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) в Австралии под руководством Джона О'Салливана . [15] Патент на Wi-Fi был подан CSIRO в 1992 году [16]
Первая версия протокола 802.11 была выпущена в 1997 году и обеспечивала скорость соединения до 2 Мбит/с. Она была обновлена в 1999 году с 802.11b , чтобы разрешить скорость соединения 11 Мбит/с.
В 1999 году был создан Wi-Fi Alliance как торговая ассоциация для владения торговой маркой Wi-Fi, под которой продается большинство продуктов IEEE 802.11. [17]
Главный коммерческий прорыв произошел, когда Apple Inc. приняла Wi-Fi для своей серии ноутбуков iBook в 1999 году. [11] Это был первый массовый потребительский продукт, предлагающий сетевое подключение Wi-Fi, которое затем было названо Apple AirPort . [18] Это было сделано в сотрудничестве с той же группой, которая помогла создать стандарт: Вик Хейс , Брюс Так, Сис Линкс , Рич МакГинн и другие из Lucent . [19] [20]
В 2000 году Radiata, группа австралийских ученых, связанных с CSIRO, была первой, кто использовал стандарт 802.11a на чипах, подключенных к сети Wi-Fi. [16]
Wi-Fi использует большое количество патентов, принадлежащих многим различным организациям. [21] Австралия, [22] США [23] и Нидерланды [24] одновременно заявляют о праве на изобретение Wi-Fi, и консенсус не был достигнут в глобальном масштабе. [25] [26] В 2009 году австралийская CSIRO получила 200 миллионов долларов после патентного урегулирования с 14 технологическими компаниями, а еще 220 миллионов долларов были присуждены в 2012 году после судебных разбирательств с 23 компаниями. [27] [28] [29]
В 2016 году испытательный стенд прототипа WLAN CSIRO был выбран в качестве вклада Австралии в выставку «История мира в 100 объектах», проходившую в Национальном музее Австралии . [15]
Название Wi-Fi , коммерчески используемое по крайней мере с августа 1999 года, [30] было придумано консалтинговой фирмой Interbrand. Wi-Fi Alliance нанял Interbrand для создания названия, которое было бы «немного более броским, чем „IEEE 802.11b Direct Sequence“». [31] [32] По словам Фила Белэнджера, одного из основателей Wi-Fi Alliance, термин Wi-Fi был выбран из списка из десяти названий, предложенных Interbrand. [31] Interbrand также создал логотип Wi-Fi . Логотип Wi-Fi в виде инь-ян указывает на сертификацию продукта для обеспечения совместимости . [33] Название часто пишется как WiFi , Wifi или wifi , но они не одобрены Wi-Fi Alliance.
Название Wi-Fi не является сокращением от «Wireless Fidelity» [34], хотя Wi-Fi Alliance некоторое время после создания бренда использовал рекламный слоган «The Standard for Wireless Fidelity» [31] [33] [35] , а в некоторых публикациях Wi-Fi Alliance также назывался «Wireless Fidelity Alliance Inc.» [36] . IEEE — это отдельная, но связанная организация, и на ее веб-сайте указано, что «WiFi — это сокращенное название для Wireless Fidelity». [37] [38] Название Wi-Fi было выбрано отчасти потому, что оно похоже на Hi-Fi , что потребители воспринимают как высокую точность или высокое качество . Interbrand надеялась, что потребители найдут название броским и что они будут предполагать, что этот беспроводной протокол обладает высокой точностью из-за его названия. [39]
Другие технологии, предназначенные для фиксированных точек, включая Motorola Canopy , обычно называют фиксированной беспроводной связью . Альтернативные беспроводные технологии включают Zigbee , Z-Wave , Bluetooth и стандарты мобильных телефонов .
Для подключения к локальной сети Wi-Fi компьютер должен быть оснащен контроллером беспроводного сетевого интерфейса . Комбинация компьютера и контроллера интерфейса называется станцией . Станции идентифицируются одним или несколькими MAC-адресами .
Узлы Wi-Fi часто работают в режиме инфраструктуры, в котором все коммуникации проходят через базовую станцию. Режим Ad hoc относится к устройствам, которые напрямую взаимодействуют друг с другом, без взаимодействия с точкой доступа.
Набор услуг — это набор всех устройств, связанных с определенной сетью Wi-Fi. Устройства в наборе услуг не обязательно должны находиться на одних и тех же диапазонах волн или каналах. Набор услуг может быть локальным, независимым, расширенным, сетчатым или комбинированным. Каждый набор услуг имеет связанный идентификатор, 32-байтовый идентификатор набора услуг (SSID), который идентифицирует сеть. SSID настраивается в устройствах, которые являются частью сети. Базовый набор услуг (BSS) — это группа станций, которые совместно используют один и тот же беспроводной канал, SSID и другие настройки, которые имеют беспроводное подключение, обычно к одной и той же точке доступа. [40] : 3.6 Каждый BSS идентифицируется MAC-адресом, называемым BSSID .
IEEE не тестирует оборудование на соответствие своим стандартам. Wi -Fi Alliance был образован в 1999 году для установления и обеспечения соблюдения стандартов взаимодействия и обратной совместимости , а также для продвижения технологии беспроводных локальных сетей. Wi-Fi Alliance обеспечивает использование бренда Wi-Fi для технологий, основанных на стандартах IEEE 802.11 от IEEE. Производители, являющиеся членами Wi-Fi Alliance, чьи продукты прошли процесс сертификации, получают право маркировать эти продукты логотипом Wi-Fi. В частности, процесс сертификации требует соответствия стандартам радиосвязи IEEE 802.11, стандартам безопасности WPA и WPA2 и стандарту аутентификации EAP . Сертификация может опционально включать тесты проектов стандартов IEEE 802.11, взаимодействие с технологией сотовой связи в конвергентных устройствах и функции, связанные с настройкой безопасности, мультимедиа и энергосбережением. [41]
Не каждое устройство Wi-Fi подается на сертификацию. Отсутствие сертификации Wi-Fi не обязательно означает, что устройство несовместимо с другими устройствами Wi-Fi. [42] Альянс Wi-Fi может санкционировать или не санкционировать производные термины, такие как Super Wi-Fi , [43] введенный Федеральной комиссией по связи США (FCC) для описания предлагаемой сети в диапазоне UHF TV в США. [44]
Оборудование часто поддерживает несколько версий Wi-Fi. Для связи устройства должны использовать общую версию Wi-Fi. Версии различаются по диапазонам радиоволн, на которых они работают, занимаемой ими полосе пропускания радиосигнала, максимальным скоростям передачи данных, которые они могут поддерживать, и другим деталям. Некоторые версии допускают использование нескольких антенн, что обеспечивает более высокую скорость и снижение помех.
Исторически оборудование перечисляло поддерживаемые версии Wi-Fi, используя название стандартов IEEE. В 2018 году Wi-Fi Alliance ввел упрощенную нумерацию поколений Wi-Fi для обозначения оборудования, поддерживающего Wi-Fi 4 ( 802.11n ), Wi-Fi 5 ( 802.11ac ) и Wi-Fi 6 ( 802.11ax ). Эти поколения имеют высокую степень обратной совместимости с предыдущими версиями. Альянс заявил, что уровень поколения 4, 5 или 6 может быть указан в пользовательском интерфейсе при подключении вместе с уровнем сигнала. [53] [54]
Наиболее важными стандартами, влияющими на Wi-Fi, являются: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n ( Wi-Fi 4 ), 802.11h, 802.11i, 802.11-2007, 802.11–2012, 802.11ac ( Wi-Fi 5 ), [54] 802.11ad, 802.11af, 802.11-2016, 802.11ah, 802.11ai, 802.11aj, 802.11aq , 802.11ax ( Wi-Fi 6 ), [54] 802.11ay .
Технология Wi-Fi может использоваться для предоставления локальной сети и доступа в Интернет для устройств, которые находятся в зоне действия Wi-Fi одного или нескольких маршрутизаторов, подключенных к Интернету. Покрытие одной или нескольких взаимосвязанных точек доступа может простираться от области размером в несколько комнат до площади в несколько квадратных километров. Покрытие на большей площади может потребовать группы точек доступа с перекрывающимся покрытием. Например, технология общедоступного наружного Wi-Fi успешно использовалась в беспроводных ячеистых сетях в Лондоне. Международным примером является Fon .
Wi-Fi предоставляет услуги в частных домах, на предприятиях, а также в общественных местах. Точки доступа Wi-Fi могут быть установлены как бесплатно, так и на коммерческой основе, часто с использованием веб-страницы портала для доступа. Организации, энтузиасты, органы власти и предприятия , такие как аэропорты, гостиницы и рестораны, часто предоставляют бесплатные или платные точки доступа для привлечения клиентов, предоставления услуг по продвижению бизнеса в выбранных областях. Маршрутизаторы часто включают в себя модем цифровой абонентской линии или кабельный модем и точку доступа Wi-Fi, часто устанавливаются в домах и других зданиях, чтобы обеспечить доступ в Интернет для структуры.
Аналогично, работающие от батареи маршрутизаторы могут включать мобильный широкополосный модем и точку доступа Wi-Fi. При подписке на оператора сотовой связи они позволяют близлежащим станциям Wi-Fi получать доступ к Интернету. Многие смартфоны имеют встроенную возможность мобильной точки доступа такого рода, хотя операторы часто отключают эту функцию или взимают отдельную плату за ее включение. Автономные устройства, такие как устройства под маркой MiFi и WiBro, предоставляют эту возможность. Некоторые ноутбуки с картой сотового модема также могут выступать в качестве точек доступа Wi-Fi для мобильного Интернета.
Многие традиционные университетские кампусы в развитых странах обеспечивают по крайней мере частичное покрытие Wi-Fi. Университет Карнеги-Меллона построил первую беспроводную интернет-сеть на уровне кампуса, названную Wireless Andrew , в своем кампусе в Питтсбурге в 1993 году, еще до того, как появился бренд Wi-Fi. [55] [56] [57] Многие университеты сотрудничают в предоставлении доступа Wi-Fi студентам и сотрудникам через международную инфраструктуру аутентификации Eduroam .
В начале 2000-х годов многие города мира объявили о планах строительства городских сетей Wi-Fi. Есть много успешных примеров; в 2004 году Майсур (Mysuru) стал первым городом Индии, в котором был реализован Wi-Fi. Компания WiFiyNet установила точки доступа в Майсуре, охватывающие весь город и несколько близлежащих деревень. [58]
В 2005 году Сент-Клауд, Флорида и Саннивейл, Калифорния , стали первыми городами в Соединенных Штатах, которые предложили бесплатный Wi-Fi по всему городу (от MetroFi ). [59] Миннеаполис ежегодно приносил своему провайдеру прибыль в размере 1,2 миллиона долларов . [60]
В мае 2010 года тогдашний мэр Лондона Борис Джонсон пообещал к 2012 году обеспечить весь Лондон Wi-Fi. [61] В нескольких районах, включая Вестминстер и Ислингтон [62] [63] , на тот момент уже имелось обширное покрытие Wi-Fi на открытом воздухе.
Нью-Йорк объявил о проведении общегородской кампании по преобразованию старых телефонных будок в цифровые киоски в 2014 году. Проект под названием LinkNYC создал сеть киосков, которые служат общественными точками доступа Wi-Fi, экранами высокой четкости и стационарными телефонными линиями . Установка экранов началась в конце 2015 года. Городское правительство планирует со временем реализовать более семи тысяч киосков, в конечном итоге сделав LinkNYC крупнейшей и самой быстрой общественной правительственной сетью Wi-Fi в мире. [ 64] [65] [66] [67] [68] Великобритания запланировала аналогичный проект в крупных городах страны, и первая реализация проекта состоялась в лондонском районе Камден . [69]
Чиновники в столице Южной Кореи Сеуле приступили к предоставлению бесплатного доступа в Интернет в более чем 10 000 мест по всему городу, включая открытые общественные пространства, главные улицы и густонаселенные жилые районы. Сеул планировал предоставить аренду KT, LG Telecom и SK Telecom. Компании должны были инвестировать 44 миллиона долларов в проект, который должен был быть завершен в 2015 году. [70] [ требуется обновление ]
Системы позиционирования Wi-Fi используют известные позиции точек доступа Wi-Fi для определения местоположения устройства. [71] [72] [73] Используется, когда GPS не подходит из-за таких проблем, как помехи сигнала или медленное обнаружение спутника. [74] Сюда входят вспомогательные GPS , базы данных городских точек доступа и системы позиционирования внутри помещений. [75] Позиционирование Wi-Fi основано на измерении уровня сигнала ( RSSI ) и дактилоскопии. [76] [77] [78] [79] Такие параметры, как SSID и MAC-адрес, имеют решающее значение для определения точек доступа. Точность зависит от близлежащих точек доступа в базе данных. Колебания сигнала могут вызывать ошибки, которые можно уменьшить с помощью методов фильтрации шума. Для низкой точности была предложена интеграция данных Wi-Fi с географической и временной информацией. [80] [81]
Возможность Wi-Fi RTT , представленная в IEEE 802.11mc, позволяет определять местоположение на основе измерения времени прохождения сигнала в обоих направлениях, что является улучшением по сравнению с методом RSSI. [82] Стандарт IEEE 802.11az обещает дальнейшее повышение точности геолокации. [83] [84]
Датчики Wi-Fi используются в таких приложениях, как обнаружение движения и распознавание жестов . [85]
Станции Wi-Fi общаются, отправляя друг другу пакеты данных , блоки данных, индивидуально отправляемые и доставляемые по радио. Как и во всех радио, это делается с помощью модуляции и демодуляции несущих волн . Различные версии Wi-Fi используют разные методы, 802.11b использует расширенный спектр прямой последовательности на одной несущей, тогда как 802.11a, Wi-Fi 4, 5 и 6 используют ортогональное частотное разделение мультиплексирования . [86] [87]
Как и в других локальных сетях IEEE 802, станции запрограммированы с глобально уникальным 48-битным MAC-адресом. [d] MAC-адреса используются для указания как места назначения, так и источника каждого пакета данных. При получении передачи приемник использует адрес назначения, чтобы определить, относится ли передача к станции или ее следует игнорировать. Сетевой интерфейс обычно не принимает пакеты, адресованные другим станциям Wi-Fi. [e]
Каналы используются полудуплексно [88] [89] и могут разделяться по времени несколькими сетями. Когда связь происходит на одном и том же канале, любая информация, отправленная одним компьютером, локально принимается всеми, даже если эта информация предназначена только для одного пункта назначения. [f] Сетевая интерфейсная карта прерывает работу ЦП только при получении соответствующих пакетов: карта игнорирует информацию, не адресованную ей. [e] Использование одного и того же канала также означает, что полоса пропускания данных разделяется, например, доступная полоса пропускания данных для каждого устройства уменьшается вдвое, когда две станции активно передают.
Схема, известная как множественный доступ с контролем несущей и предотвращением столкновений (CSMA/CA), управляет тем, как станции совместно используют каналы. С помощью CSMA/CA станции пытаются избежать столкновений, начиная передачу только после того, как канал будет определен как свободный, [90] [91], но затем передают свои пакетные данные целиком. CSMA/CA не может полностью предотвратить столкновения, так как две станции могут определить, что канал свободен, в одно и то же время и, таким образом, начать передачу одновременно. Столкновение происходит, когда станция получает сигналы от нескольких станций на канале одновременно. Это искажает передаваемые данные и может потребовать от станций повторной передачи. Потерянные данные и повторная передача снижают пропускную способность, в некоторых случаях значительно.
Стандарт 802.11 предоставляет несколько различных диапазонов радиочастот для использования в коммуникациях Wi-Fi: полосы 900 МГц , 2,4 ГГц, 3,6 ГГц, 4,9 ГГц, 5 ГГц, 6 ГГц и 60 ГГц . [92] [93] [94] Каждый диапазон разделен на множество каналов . В стандартах каналы нумеруются с интервалом 5 МГц в пределах полосы (за исключением полосы 60 ГГц, где они находятся на расстоянии 2,16 ГГц друг от друга), а номер относится к центральной частоте канала. Хотя каналы нумеруются с интервалом 5 МГц, передатчики обычно занимают не менее 20 МГц, и стандарты позволяют объединять каналы вместе для формирования более широких каналов для более высокой пропускной способности.
Страны применяют собственные правила к допустимым каналам, разрешенным пользователям и максимальным уровням мощности в этих диапазонах частот. 802.11b/g/n может использовать диапазон 2,4 ГГц, работающий в Соединенных Штатах в соответствии с правилами и положениями FCC Часть 15. В этом диапазоне частот оборудование может иногда испытывать помехи от микроволновых печей, [10] беспроводных телефонов , концентраторов USB 3.0 , [95] Bluetooth и других устройств. [96]
Распределение спектра и эксплуатационные ограничения не являются единообразными во всем мире: в Австралии и Европе разрешено использовать два дополнительных канала (12, 13) сверх 11, разрешенных в США для диапазона 2,4 ГГц, тогда как в Японии их еще три (12–14).
802.11a/h/j/n/ac/ax может использовать диапазон 5 ГГц U-NII , который для большей части мира предлагает не менее 23 неперекрывающихся каналов по 20 МГц. Это контрастирует с диапазоном частот 2,4 ГГц, где каналы имеют ширину всего 5 МГц. В целом, более низкие частоты имеют больший диапазон, но меньшую емкость. Диапазоны 5 ГГц в большей степени поглощаются обычными строительными материалами, чем диапазоны 2,4 ГГц, и обычно дают меньший диапазон.
По мере того, как спецификации 802.11 развивались для поддержки более высокой пропускной способности, протоколы стали намного более эффективными в использовании своей полосы пропускания. Кроме того, они получили возможность объединять каналы вместе, чтобы получить еще большую пропускную способность там, где доступна полоса пропускания для дополнительных каналов. 802.11n допускает двойную полосу пропускания радиоспектра (40 МГц) на канал по сравнению с 802.11a или 802.11g (20 МГц). 802.11n может быть настроен на ограничение полосы пропускания до 20 МГц для предотвращения помех в густонаселенных сообществах. [97] В диапазоне 5 ГГц каналы 20 МГц, 40 МГц, 80 МГц и 160 МГц разрешены с некоторыми ограничениями, что обеспечивает гораздо более быстрые соединения.
Wi-Fi является частью семейства протоколов IEEE 802. Данные организованы в кадры 802.11 , которые очень похожи на кадры Ethernet на уровне канала передачи данных, но с дополнительными полями адреса. MAC-адреса используются в качестве сетевых адресов для маршрутизации по локальной сети. [98]
Спецификации MAC и физического уровня (PHY) Wi-Fi определены IEEE 802.11 для модуляции и приема одной или нескольких несущих волн для передачи данных в инфракрасном диапазоне и диапазонах частот 2,4, 3,6 , 5, 6 или 60 ГГц . Они созданы и поддерживаются Комитетом по стандартам IEEE LAN/MAN ( IEEE 802 ). Базовая версия стандарта была выпущена в 1997 году и имела множество последующих поправок. Стандарт и поправки обеспечивают основу для беспроводных сетевых продуктов, использующих бренд Wi-Fi. Хотя каждая поправка официально отменяется при включении в последнюю версию стандарта, корпоративный мир имеет тенденцию продвигать на рынок изменения, поскольку они кратко обозначают возможности их продуктов. [99] В результате на рынке каждое изменение имеет тенденцию становиться своим собственным стандартом.
В дополнение к 802.11, семейство протоколов IEEE 802 имеет специальные положения для Wi-Fi. Они необходимы, поскольку кабельные среды Ethernet обычно не являются общими, тогда как в беспроводных сетях все передачи принимаются всеми станциями в пределах диапазона, которые используют этот радиоканал. В то время как Ethernet имеет по существу незначительные показатели ошибок, беспроводные среды связи подвержены значительным помехам. Следовательно, точная передача не гарантируется, поэтому доставка является механизмом доставки с наилучшими усилиями . Из-за этого для Wi-Fi, Logical Link Control (LLC), указанный IEEE 802.2, использует протоколы управления доступом к среде (MAC) Wi-Fi для управления повторными попытками, не полагаясь на более высокие уровни стека протоколов. [100]
Для целей межсетевого взаимодействия Wi-Fi обычно располагается как канальный уровень [g] ниже интернет-уровня интернет -протокола . Это означает, что узлы имеют связанный интернет-адрес и, при наличии подходящего подключения, это обеспечивает полный доступ в Интернет.
В режиме инфраструктуры, который является наиболее распространенным режимом, все коммуникации проходят через базовую станцию. Для коммуникаций внутри сети это вводит дополнительное использование радиоволн, но имеет то преимущество, что любые две станции, которые могут общаться с базовой станцией, могут также общаться через базовую станцию, что ограничивает проблемы, связанные с проблемой скрытого узла , и упрощает протоколы.
Wi-Fi также позволяет осуществлять прямую связь с одного компьютера на другой без посредника в виде точки доступа. Это называется ad hoc передачей Wi-Fi . Существуют различные типы ad hoc сетей. В простейшем случае сетевые узлы должны напрямую общаться друг с другом. В более сложных протоколах узлы могут пересылать пакеты, а узлы отслеживают, как достичь других узлов, даже если они перемещаются.
Режим Ad hoc был впервые описан Чай Кеонг Тохом в его патенте 1996 года [101] беспроводной маршрутизации ad hoc, реализованной на беспроводной сети Lucent WaveLAN 802.11a на IBM ThinkPads в сценарии с узлами размером более мили. Успех был зафиксирован в журнале Mobile Computing (1999) [102] и позднее официально опубликован в IEEE Transactions on Wireless Communications , 2002 [103] и ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review , 2001. [104]
Этот режим беспроводной сети ad hoc оказался популярным среди многопользовательских портативных игровых консолей , таких как Nintendo DS , PlayStation Portable , цифровых камер и других устройств бытовой электроники . Некоторые устройства также могут совместно использовать свое подключение к Интернету с помощью ad hoc, становясь точками доступа или «виртуальными маршрутизаторами». [105]
Аналогичным образом, Wi-Fi Alliance продвигает спецификацию Wi-Fi Direct для передачи файлов и обмена мультимедиа с помощью новой методологии обнаружения и безопасности. [106] Wi-Fi Direct запущен в октябре 2010 года. [107]
Другим режимом прямой связи по Wi-Fi является настройка туннелируемой прямой связи ( TDLS ), которая позволяет двум устройствам в одной сети Wi-Fi общаться напрямую, а не через точку доступа. [108]
Расширенный набор услуг может быть сформирован путем развертывания нескольких точек доступа, настроенных с одинаковым SSID и параметрами безопасности. Клиентские устройства Wi-Fi обычно подключаются к точке доступа, которая может обеспечить самый сильный сигнал в этом наборе услуг. [109]
Увеличение количества точек доступа Wi-Fi для сети обеспечивает избыточность , лучшую дальность, поддержку быстрого роуминга и увеличение общей пропускной способности сети за счет использования большего количества каналов или определения меньших ячеек . За исключением самых маленьких реализаций (таких как домашние или небольшие офисные сети), реализации Wi-Fi перешли к «тонким» точкам доступа, при этом большая часть сетевого интеллекта размещается в централизованном сетевом устройстве, что низводит отдельные точки доступа до роли «немых» приемопередатчиков. Внешние приложения могут использовать топологии с ячеистой структурой . [110]
Рабочий диапазон Wi-Fi зависит от таких факторов, как диапазон частот, выходная мощность радиосигнала , чувствительность приемника, коэффициент усиления антенны и тип антенны, а также метод модуляции. Кроме того, большое влияние могут оказывать характеристики распространения сигналов.
На больших расстояниях и при большем поглощении сигнала скорость обычно снижается.
По сравнению с сотовыми телефонами и аналогичными технологиями, передатчики Wi-Fi являются маломощными устройствами. Как правило, максимальная мощность, которую может передавать устройство Wi-Fi, ограничивается местными правилами, такими как FCC Часть 15 в США. Эквивалентная изотропно излучаемая мощность (EIRP) в Европейском союзе ограничена 20 дБм (100 мВт).
Чтобы соответствовать требованиям беспроводных локальных сетей, Wi-Fi имеет более высокое энергопотребление по сравнению с некоторыми другими стандартами, разработанными для поддержки беспроводных персональных сетевых приложений (PAN). Например, Bluetooth обеспечивает гораздо более короткий диапазон распространения от 1 до 100 метров (от 1 до 100 ярдов) [111] и поэтому в целом имеет более низкое энергопотребление. Другие маломощные технологии, такие как ZigBee, имеют довольно большой радиус действия, но гораздо более низкую скорость передачи данных. Высокое энергопотребление Wi-Fi делает срок службы батареи в некоторых мобильных устройствах проблемой.
Точка доступа, соответствующая стандарту 802.11b или 802.11g, при использовании стандартной всенаправленной антенны может иметь радиус действия 100 м (0,062 мили). Та же радиостанция с внешней полупараболической антенной (усиление 15 дБ) с аналогичным приемником на дальнем конце может иметь радиус действия более 20 миль.
Более высокий коэффициент усиления (дБи) указывает на дальнейшее отклонение (обычно в сторону горизонтали) от теоретического, идеального изотропного излучателя , и поэтому антенна может проецировать или принимать полезный сигнал дальше в определенных направлениях по сравнению с аналогичной выходной мощностью на более изотропной антенне. [112] Например, антенна 8 дБи, используемая с драйвером 100 мВт, имеет аналогичный горизонтальный диапазон с антенной 6 дБи, работающей на мощности 500 мВт. Это предполагает, что излучение по вертикали теряется; в некоторых ситуациях это может быть не так, особенно в больших зданиях или внутри волновода . В приведенном выше примере направленный волновод может привести к тому, что маломощная антенна 6 дБи будет проецироваться намного дальше в одном направлении, чем антенна 8 дБи, которая не находится в волноводе, даже если они обе работают на мощности 100 мВт.
На беспроводных маршрутизаторах со съемными антеннами можно улучшить диапазон, установив усовершенствованные антенны, которые обеспечивают более высокий коэффициент усиления в определенных направлениях. Внешние диапазоны могут быть улучшены до многих километров (миль) за счет использования направленных антенн с высоким коэффициентом усиления на маршрутизаторе и удаленном устройстве(ах).
Стандарты Wi-Fi 4 и выше позволяют устройствам иметь несколько антенн на передатчиках и приемниках. Несколько антенн позволяют оборудованию использовать многолучевое распространение в тех же диапазонах частот, обеспечивая гораздо более высокие скорости и большую дальность.
Wi-Fi 4 может более чем вдвое увеличить радиус действия по сравнению с предыдущими стандартами. [113]
Стандарт Wi-Fi 5 использует исключительно диапазон 5 ГГц и способен обеспечить пропускную способность многостанционной WLAN не менее 1 гигабита в секунду и пропускную способность одной станции не менее 500 Мбит/с. По состоянию на первый квартал 2016 года Wi-Fi Alliance сертифицирует устройства, соответствующие стандарту 802.11ac, как «Wi-Fi CERTIFIED ac». Этот стандарт использует несколько методов обработки сигналов, таких как многопользовательский MIMO и потоки пространственного мультиплексирования 4X4, а также широкую полосу пропускания канала (160 МГц) для достижения своей гигабитной пропускной способности. Согласно исследованию IHS Technology, 70% всех доходов от продаж точек доступа в первом квартале 2016 года поступило от устройств 802.11ac. [114]
С сигналами Wi-Fi обычно лучше всего работает прямая видимость , но сигналы могут передаваться, поглощаться, отражаться, преломляться , дифрагировать и затухать вверх и вниз через и вокруг структур, как искусственных, так и естественных. На сигналы Wi-Fi очень сильно влияют металлические конструкции (включая арматуру в бетоне, низкоэмиссионные покрытия в остеклении), скальные конструкции (включая мрамор ) и вода (например, содержащаяся в растительности).
Из-за сложной природы распространения радиосигнала на типичных частотах Wi-Fi, особенно вокруг деревьев и зданий, алгоритмы могут лишь приблизительно предсказать силу сигнала Wi-Fi для любой заданной области по отношению к передатчику. [115] Этот эффект не применим в равной степени к Wi-Fi дальнего действия , поскольку более длинные соединения обычно работают с вышек, которые передают сигнал над окружающей листвой.
Мобильное использование Wi-Fi в более широких диапазонах ограничено, например, использованием в автомобиле, перемещающемся от одной точки доступа к другой. Другие беспроводные технологии больше подходят для связи с движущимися транспортными средствами.
Рекорды расстояния (с использованием нестандартных устройств) включают 382 км (237 миль) в июне 2007 года, установленные Эрманно Пьетросемоли и EsLaRed из Венесуэлы, которые передали около 3 МБ данных между вершинами гор Эль-Агила и Платильон. [116] [117] Шведское национальное космическое агентство передало данные на 420 км (260 миль), используя 6-ваттные усилители, чтобы достичь стратосферного шара . [ 118]
Подключения Wi-Fi могут быть заблокированы или скорость Интернета может быть снижена из-за наличия других устройств в той же области. Протоколы Wi-Fi разработаны для справедливого распределения диапазонов волн, и это часто работает практически без помех. Чтобы свести к минимуму столкновения с устройствами Wi-Fi и не-Wi-Fi, Wi-Fi использует множественный доступ с контролем несущей и предотвращением столкновений (CSMA/CA), где передатчики прослушивают перед передачей и задерживают передачу пакетов, если они обнаруживают, что на канале активны другие устройства, или если обнаружен шум из соседних каналов или не-Wi-Fi источников. Тем не менее, сети Wi-Fi по-прежнему подвержены проблеме скрытого узла и открытого узла . [119]
Стандартная скорость сигнала Wi-Fi занимает пять каналов в диапазоне 2,4 ГГц. Помехи могут быть вызваны перекрывающимися каналами. Любые два номера каналов, которые отличаются на пять или более, например, 2 и 7, не перекрываются (нет помех между соседними каналами ). Поэтому часто повторяемая поговорка о том, что каналы 1, 6 и 11 являются единственными неперекрывающимися каналами, неверна. Каналы 1, 6 и 11 являются единственной группой из трех неперекрывающихся каналов в Северной Америке. Однако, является ли перекрытие значительным, зависит от физического расстояния. Каналы, которые находятся на расстоянии четырех друг от друга, создают незначительные помехи — гораздо меньше, чем повторное использование каналов (что вызывает помехи между соседними каналами ) — если передатчики находятся на расстоянии не менее нескольких метров друг от друга. [120] В Европе и Японии, где доступен канал 13, использование каналов 1, 5, 9 и 13 для 802.11g и 802.11n является жизнеспособным и рекомендуется .
Однако многие точки доступа 2,4 ГГц 802.11b и 802.11g по умолчанию используют один и тот же канал при первоначальном запуске, что приводит к перегрузке определенных каналов. Загрязнение Wi-Fi или чрезмерное количество точек доступа в области может препятствовать доступу и мешать использованию другими устройствами других точек доступа, а также снижать отношение сигнал/шум (SNR) между точками доступа. Эти проблемы могут стать проблемой в районах с высокой плотностью населения, таких как большие жилые комплексы или офисные здания с большим количеством точек доступа Wi-Fi. [121]
Другие устройства используют диапазон 2,4 ГГц: [96] микроволновые печи, устройства диапазона ISM, камеры безопасности , устройства ZigBee, устройства Bluetooth, видеоотправители , беспроводные телефоны, радионяни [ 122] и, в некоторых странах, любительское радио , все из которых могут вызывать значительные дополнительные помехи. Это также проблема, когда муниципалитеты [123] или другие крупные организации (например, университеты) стремятся обеспечить большую площадь покрытия. В некоторых диапазонах 5 ГГц в некоторых местах могут возникать помехи от радиолокационных систем. Для базовых станций, которые поддерживают эти диапазоны, они используют динамический выбор частоты, который прослушивает радар, и если он обнаружен, он не разрешит сеть в этом диапазоне.
Эти диапазоны могут использоваться маломощными передатчиками без лицензии и с небольшими ограничениями. Однако, хотя непреднамеренные помехи являются обычным явлением, пользователи, которые были уличены в преднамеренном создании помех (особенно за попытку локальной монополизации этих диапазонов в коммерческих целях), были оштрафованы на крупные суммы. [124]
Различные варианты IEEE 802.11 уровня 2 имеют разные характеристики. Во всех вариантах 802.11 максимально достижимая пропускная способность либо указывается на основе измерений в идеальных условиях, либо в скоростях передачи данных уровня 2. Однако это не относится к типичным развертываниям, в которых данные передаются между двумя конечными точками, из которых по крайней мере одна обычно подключена к проводной инфраструктуре, а другая подключена к инфраструктуре через беспроводную связь.
Это означает, что обычно кадры данных проходят через среду 802.11 (WLAN) и преобразуются в 802.3 (Ethernet) или наоборот.
Из-за разницы в длине кадров (заголовков) этих двух носителей размер пакета приложения определяет скорость передачи данных. Это означает, что приложение, использующее небольшие пакеты (например, VoIP), создает поток данных с высоким накладным трафиком (низкая пропускная способность ).
Другие факторы, которые влияют на общую скорость передачи данных приложения, — это скорость, с которой приложение передает пакеты (т. е. скорость передачи данных), и энергия, с которой принимается беспроводной сигнал. Последняя определяется расстоянием и настроенной выходной мощностью коммуникационных устройств. [125] [126]
Те же ссылки применяются к прилагаемым графикам пропускной способности, которые показывают измерения измерений пропускной способности UDP . Каждый представляет среднюю пропускную способность 25 измерений (полосы погрешности есть, но едва видны из-за небольшого изменения), с определенным размером пакета (маленький или большой) и с определенной скоростью передачи данных (10 кбит/с – 100 Мбит/с). Маркеры для профилей трафика распространенных приложений также включены. Этот текст и измерения не охватывают ошибки пакетов, но информацию об этом можно найти в приведенных выше ссылках. В таблице ниже показана максимально достижимая (специфическая для приложения) пропускная способность UDP в тех же сценариях (снова те же ссылки) с различными разновидностями WLAN (802.11). Хосты измерений находились на расстоянии 25 метров (ярдов) друг от друга; потери снова игнорируются.
Wi-Fi позволяет беспроводное развертывание локальных сетей (LAN). Кроме того, пространства, где невозможно проложить кабели, например, открытые площадки и исторические здания, могут быть местом размещения беспроводных LAN. Однако стены зданий из определенных материалов, например, камня с высоким содержанием металла, могут блокировать сигналы Wi-Fi.
Wi-Fi-устройство — это беспроводное устройство ближнего действия . Wi-Fi-устройства изготавливаются на основе интегральных схем RF CMOS ( RF circuit ). [127]
С начала 2000-х годов производители встраивают беспроводные сетевые адаптеры в большинство ноутбуков. Цена чипсетов для Wi-Fi продолжает падать, что делает его экономичным сетевым вариантом, включаемым во все большее количество устройств. [128]
Различные конкурирующие бренды точек доступа и клиентских сетевых интерфейсов могут взаимодействовать на базовом уровне обслуживания. Продукты, обозначенные как «Wi-Fi Certified» Wi-Fi Alliance, обратно совместимы . В отличие от мобильных телефонов , любое стандартное устройство Wi-Fi работает в любой точке мира.
Точка беспроводного доступа (WAP) соединяет группу беспроводных устройств с соседней проводной локальной сетью. Точка доступа напоминает сетевой концентратор , ретранслирующий данные между подключенными беспроводными устройствами в дополнение к (обычно) одному подключенному проводному устройству, чаще всего концентратору или коммутатору Ethernet, что позволяет беспроводным устройствам взаимодействовать с другими проводными устройствами.
Беспроводные адаптеры позволяют устройствам подключаться к беспроводной сети. Эти адаптеры подключаются к устройствам с помощью различных внешних или внутренних соединений, таких как PCI, miniPCI, USB, ExpressCard , Cardbus и PC Card . По состоянию на 2010 год большинство новых ноутбуков оснащены встроенными внутренними адаптерами.
Беспроводные маршрутизаторы объединяют беспроводную точку доступа, коммутатор Ethernet и встроенное приложение внутреннего маршрутизатора, которое обеспечивает маршрутизацию IP , NAT и пересылку DNS через интегрированный WAN-интерфейс. Беспроводной маршрутизатор позволяет проводным и беспроводным устройствам Ethernet LAN подключаться к (обычно) одному устройству WAN, такому как кабельный модем, модем DSL или оптический модем . Беспроводной маршрутизатор позволяет настраивать все три устройства, в основном точку доступа и маршрутизатор, с помощью одной центральной утилиты. Эта утилита обычно представляет собой интегрированный веб-сервер , который доступен для проводных и беспроводных клиентов LAN и часто опционально для клиентов WAN. Эта утилита также может быть приложением, которое запускается на компьютере, как в случае с AirPort от Apple, который управляется с помощью утилиты AirPort на macOS и iOS. [129]
Беспроводные сетевые мосты могут соединять две сети, формируя единую сеть на уровне канала передачи данных через Wi-Fi. Основным стандартом является беспроводная система распределения (WDS).
Беспроводной мост может подключать проводную сеть к беспроводной сети. Мост отличается от точки доступа: точка доступа обычно подключает беспроводные устройства к одной проводной сети. Два беспроводных мостовых устройства могут использоваться для подключения двух проводных сетей по беспроводному каналу, что полезно в ситуациях, когда проводное соединение может быть недоступно, например, между двумя отдельными домами или для устройств, которые не имеют возможности беспроводной сети (но имеют возможность проводной сети), таких как потребительские развлекательные устройства ; в качестве альтернативы беспроводной мост может использоваться для того, чтобы устройство, поддерживающее проводное соединение, работало на беспроводном сетевом стандарте, который быстрее, чем поддерживается функцией беспроводного сетевого подключения (внешний ключ или встроенный), поддерживаемой устройством (например, включение скоростей Wireless-N (до максимальной поддерживаемой скорости на проводном порту Ethernet как на мосту, так и на подключенных устройствах, включая беспроводную точку доступа) для устройства, которое поддерживает только Wireless-G). Двухдиапазонный беспроводной мост также может использоваться для включения работы беспроводной сети 5 ГГц на устройстве, которое поддерживает только беспроводную связь 2,4 ГГц и имеет проводной порт Ethernet.
Беспроводные расширители диапазона или беспроводные повторители могут расширить диапазон существующей беспроводной сети. Стратегически размещенные расширители диапазона могут удлинить зону сигнала или позволить зоне сигнала огибать препятствия, например, те, которые относятся к L-образным коридорам. Беспроводные устройства, подключенные через повторители, страдают от увеличенной задержки для каждого перехода, и может наблюдаться снижение максимально доступной пропускной способности данных. Кроме того, эффект дополнительных пользователей, использующих сеть, использующую беспроводные расширители диапазона, заключается в более быстром потреблении доступной полосы пропускания, чем в случае, когда один пользователь перемещается по сети, использующей расширители. По этой причине беспроводные расширители диапазона лучше всего работают в сетях, поддерживающих низкие требования к пропускной способности трафика, например, в случаях, когда один пользователь с планшетом, оборудованным Wi-Fi, перемещается по объединенным расширенным и нерасширенным частям общей подключенной сети. Кроме того, беспроводное устройство, подключенное к любому из повторителей в цепочке, имеет пропускную способность данных, ограниченную «самым слабым звеном» в цепочке между началом и концом соединения. Сети, использующие беспроводные расширители, более подвержены ухудшению качества связи из-за помех от соседних точек доступа, которые граничат с частями расширенной сети и занимают тот же канал, что и расширенная сеть.
Стандарт безопасности Wi-Fi Protected Setup позволяет встроенным устройствам с ограниченным графическим пользовательским интерфейсом легко подключаться к Интернету. Wi-Fi Protected Setup имеет 2 конфигурации: конфигурацию Push Button и конфигурацию PIN-кода. Эти встроенные устройства также называются Интернетом вещей и представляют собой маломощные встроенные системы с питанием от батареи. Несколько производителей Wi-Fi разрабатывают чипы и модули для встроенного Wi-Fi, например, GainSpan. [130]
За последние несколько лет (особенно с 2007 года [update]) все чаще стали доступны встроенные модули Wi-Fi, которые включают в себя операционную систему реального времени и предоставляют простые средства беспроводной связи для любого устройства, которое может обмениваться данными через последовательный порт. [131] Это позволяет разрабатывать простые устройства мониторинга. Примером может служить портативное устройство ЭКГ, контролирующее пациента на дому. Это устройство с поддержкой Wi-Fi может обмениваться данными через Интернет. [132]
Эти модули Wi-Fi разработаны OEM-производителями таким образом, что разработчикам требуются лишь минимальные знания в области Wi-Fi для обеспечения подключения своих продуктов к сети Wi-Fi.
В июне 2014 года Texas Instruments представила первый микроконтроллер ARM Cortex-M4 со встроенным специализированным Wi-Fi MCU, SimpleLink CC3200. Он позволяет строить встраиваемые системы с Wi-Fi-подключением как однокристальные устройства, что снижает их стоимость и минимальный размер, делая более практичным встраивание беспроводных сетевых контроллеров в недорогие обычные объекты. [133]
Основная проблема безопасности беспроводной сети заключается в упрощенном доступе к сети по сравнению с традиционными проводными сетями, такими как Ethernet. При использовании проводной сети необходимо либо получить доступ к зданию (физически подключиться к внутренней сети), либо прорваться через внешний брандмауэр . Чтобы получить доступ к Wi-Fi, нужно просто находиться в зоне действия сети Wi-Fi. Большинство корпоративных сетей защищают конфиденциальные данные и системы, пытаясь запретить внешний доступ. Включение беспроводного подключения снижает безопасность, если сеть использует недостаточное шифрование или не использует его вовсе. [134] [135] [136]
Злоумышленник, получивший доступ к маршрутизатору сети Wi-Fi, может инициировать атаку с подменой DNS-запросов против любого другого пользователя сети, подделав ответ до того, как запрашиваемый DNS-сервер успеет ответить. [137]
Распространенная мера по сдерживанию неавторизованных пользователей заключается в сокрытии имени точки доступа путем отключения трансляции SSID. Хотя это эффективно против случайного пользователя, это неэффективно как метод безопасности, поскольку SSID транслируется в открытом виде в ответ на запрос SSID клиента. Другой метод заключается в том, чтобы разрешить подключаться к сети только компьютерам с известными MAC-адресами, [138] но решительные подслушиватели могут подключиться к сети, подделав авторизованный адрес.
Шифрование Wired Equivalent Privacy (WEP) было разработано для защиты от случайного слежки, но оно больше не считается безопасным. Такие инструменты, как AirSnort или Aircrack-ng, могут быстро восстановить ключи шифрования WEP. [139] Из-за слабости WEP Wi-Fi Alliance одобрил Wi-Fi Protected Access (WPA), который использует TKIP . WPA был специально разработан для работы со старым оборудованием, как правило, через обновление прошивки. Хотя WPA более безопасен, чем WEP, он имеет известные уязвимости.
Более безопасный WPA2 , использующий Advanced Encryption Standard, был представлен в 2004 году и поддерживается большинством новых устройств Wi-Fi. WPA2 полностью совместим с WPA. [140] В 2017 году была обнаружена уязвимость в протоколе WPA2, позволяющая провести атаку с повторным воспроизведением ключа, известную как KRACK . [141] [142]
Ошибка в функции, добавленной в Wi-Fi в 2007 году, называемой Wi-Fi Protected Setup (WPS), позволяла обходить защиту WPA и WPA2. Единственным средством по состоянию на 2011 год [update]было отключение Wi-Fi Protected Setup, [143] что не всегда возможно.
Виртуальные частные сети могут использоваться для повышения конфиденциальности данных, передаваемых через сети Wi-Fi, особенно через публичные сети Wi-Fi. [144]
URI , использующий схему WIFI, может указывать SSID, тип шифрования, пароль/парольную фразу, а также скрытый SSID или нет, поэтому пользователи могут переходить по ссылкам из QR-кодов , например, для присоединения к сетям без необходимости ручного ввода данных. [145] Формат , подобный MeCard, поддерживается Android и iOS 11+. [146]
WIFI:S:<SSID>;T:<WEP|WPA|blank>;P:<PASSWORD>;H:<true|false|blank>;
WIFI:S:MySSID;T:WPA;P:MyPassW0rd;;
Точки доступа Wi-Fi обычно по умолчанию работают в режиме без шифрования ( открытом ). Начинающие пользователи получают выгоду от устройства с нулевой конфигурацией, которое работает «из коробки», но это значение по умолчанию не включает никакой беспроводной безопасности , обеспечивая открытый беспроводной доступ к локальной сети. Для включения безопасности пользователю необходимо настроить устройство, обычно через программный графический интерфейс пользователя (GUI). В незашифрованных сетях Wi-Fi подключающиеся устройства могут отслеживать и записывать данные (включая личную информацию). Такие сети можно защитить только с помощью других средств защиты, таких как VPN или протокол передачи гипертекста по протоколу безопасности транспортного уровня ( HTTPS ).
Более старый стандарт беспроводного шифрования , Wired Equivalent Privacy (WEP), оказался легко взламываемым даже при правильной настройке. Шифрование Wi-Fi Protected Access (WPA), которое стало доступно на устройствах в 2003 году, было призвано решить эту проблему. Wi-Fi Protected Access 2 (WPA2), ратифицированный в 2004 году, считается безопасным при условии использования надежной парольной фразы . Версия WPA 2003 года не считалась безопасной, поскольку была заменена WPA2 в 2004 году.
В 2018 году было объявлено, что WPA3 заменит WPA2, повысив безопасность; [147] он был запущен 26 июня. [148]
Под «пиггибэкингом» понимается доступ к беспроводному интернет-соединению путем помещения своего компьютера в зону действия беспроводного соединения другого пользователя и использования этой услуги без явного разрешения или ведома абонента.
На раннем этапе массового принятия стандарта 802.11 предоставление открытых точек доступа для использования любым лицом в пределах досягаемости поощрялось [ кем? ] для развития беспроводных общественных сетей , [149] особенно потому, что люди в среднем используют только часть своей полосы пропускания в нисходящем направлении в любой момент времени.
Рекреационная регистрация и картографирование точек доступа других людей стали известны как вардрайвинг . Действительно, многие точки доступа намеренно устанавливаются без включенной защиты, чтобы их можно было использовать в качестве бесплатной услуги. Предоставление доступа к своему интернет-соединению таким образом может нарушить Условия обслуживания или договор с интернет-провайдером . Эти действия не влекут за собой санкций в большинстве юрисдикций; однако законодательство и прецедентное право значительно различаются по всему миру. Предложение оставлять граффити с описанием доступных услуг было названо варчалингом . [150]
Piggybacking часто происходит непреднамеренно — технически незнакомый пользователь может не изменить «незащищенные» настройки по умолчанию для своей точки доступа, а операционные системы могут быть настроены на автоматическое подключение к любой доступной беспроводной сети. Пользователь, который случайно включит ноутбук поблизости от точки доступа, может обнаружить, что компьютер присоединился к сети без каких-либо видимых признаков. Более того, пользователь, намеревающийся присоединиться к одной сети, может вместо этого оказаться в другой, если последняя имеет более сильный сигнал. В сочетании с автоматическим обнаружением других сетевых ресурсов (см. DHCP и Zeroconf ) это может привести к тому, что беспроводные пользователи будут отправлять конфиденциальные данные не тому посреднику при поиске пункта назначения (см. атаку «человек посередине» ). Например, пользователь может непреднамеренно использовать незащищенную сеть для входа на веб -сайт , тем самым сделав учетные данные для входа доступными любому прослушивающему, если веб-сайт использует небезопасный протокол, такой как простой HTTP без TLS .
На незащищенной точке доступа неавторизованный пользователь может получить информацию о безопасности (заводскую парольную фразу или PIN-код Wi-Fi Protected Setup) с этикетки на беспроводной точке доступа и использовать эту информацию (или подключиться с помощью кнопки Wi-Fi Protected Setup) для совершения несанкционированных или противоправных действий.
Беспроводной доступ в Интернет стал гораздо более укорененным в обществе. Таким образом, он изменил то, как функционирует общество во многих отношениях.
Более половины мира не имеют доступа к Интернету, [81] в основном в сельских районах развивающихся стран. Технология, которая была внедрена в более развитых странах, часто является дорогостоящей и малоэнергоэффективной. Это привело к тому, что развивающиеся страны используют больше низкотехнологичных сетей, часто внедряя возобновляемые источники энергии, которые могут поддерживаться исключительно за счет солнечной энергии , создавая сеть, которая устойчива к сбоям, таким как отключения электроэнергии. Например, в 2007 году была возведена сеть протяженностью 450 км (280 миль) между Кабо-Пантоха и Икитосом в Перу , в которой все оборудование питается только от солнечных батарей . [81] Эти сети Wi-Fi дальнего действия имеют два основных назначения: предлагают доступ в Интернет населению изолированных деревень и предоставляют медицинскую помощь изолированным сообществам. В случае вышеупомянутого примера она соединяет центральную больницу в Икитосе с 15 медицинскими пунктами, которые предназначены для удаленной диагностики. [81]
Доступ к Wi-Fi в общественных местах, таких как кафе или парки, позволяет людям, в частности фрилансерам, работать удаленно. Хотя доступность Wi-Fi является самым сильным фактором при выборе места для работы (75% людей выбрали бы место, где есть Wi-Fi, а не то, где его нет), [76] другие факторы влияют на выбор конкретных точек доступа . Они варьируются от доступности других ресурсов, таких как книги, местоположения рабочего места и социального аспекта встречи с другими людьми в одном месте. Более того, увеличение числа людей, работающих в общественных местах, приводит к увеличению числа клиентов для местных предприятий, тем самым обеспечивая экономический стимул для региона.
Кроме того, в том же исследовании было отмечено, что беспроводное соединение обеспечивает большую свободу передвижения во время работы. Как при работе дома, так и в офисе оно позволяет перемещаться между различными комнатами или зонами. В некоторых офисах (в частности, в офисах Cisco в Нью-Йорке) у сотрудников нет закрепленных за ними столов, но они могут работать из любого офиса, подключив свой ноутбук к точке доступа Wi-Fi . [76]
Интернет стал неотъемлемой частью жизни. По состоянию на 2016 год [update]81,9% американских домохозяйств имеют доступ в Интернет. [151] Кроме того, 89% американских домохозяйств с широкополосным доступом подключаются через беспроводные технологии. [152] 72,9% американских домохозяйств имеют Wi-Fi.
Сети Wi-Fi также повлияли на то, как устроен интерьер домов и отелей. Например, архитекторы описывали, что их клиенты больше не хотели, чтобы их домашний офис был только в одной комнате, а хотели бы работать у камина или иметь возможность работать в разных комнатах. Это противоречит ранее существовавшим идеям архитекторов относительно использования спроектированных ими комнат. Кроме того, некоторые отели отметили, что гости предпочитают останавливаться в определенных комнатах, поскольку они получают более сильный сигнал Wi-Fi. [76]
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) заявляет, что «не ожидается никаких последствий для здоровья от воздействия радиочастотных полей от базовых станций и беспроводных сетей», но отмечает, что они содействуют исследованиям эффектов от других источников радиочастот. [153] [154] (категория, используемая, когда «причинно-следственная связь считается достоверной, но когда случайность, предвзятость или искажение не могут быть исключены с разумной уверенностью»), [155] эта классификация была основана на рисках, связанных с использованием беспроводных телефонов, а не сетей Wi-Fi.
Агентство по охране здоровья Великобритании в 2007 году сообщило, что воздействие Wi-Fi в течение года приводит к «тому же количеству радиации, что и 20-минутный звонок по мобильному телефону». [156]
Обзор исследований с участием 725 человек, заявивших об электромагнитной гиперчувствительности , «...предполагает, что «электромагнитная гиперчувствительность» не связана с наличием ЭМП, хотя необходимы дополнительные исследования этого явления». [157]
Несколько других беспроводных технологий предлагают альтернативы Wi-Fi для различных вариантов использования:
Некоторые альтернативы предполагают «отсутствие новых проводов» и повторное использование существующего кабеля:
Несколько проводных технологий для компьютерных сетей, которые являются жизнеспособной альтернативой Wi-Fi:
в июле 1999 г. Apple представила Wi-Fi в качестве опции на своих новых компьютерах iBook под торговой маркой AirPort.
впервые использовал сертификационный знак … еще в августе 1999 г.
Wi-Fi является зарегистрированной торговой маркой Wireless Fidelity Alliance, Inc.
Злоумышленник, имеющий доступ к вашей сети, может легко подделать ответы на DNS-запросы вашего компьютера.