wifi что это такое и как работает для чайников

Разбираемся что такое Wi-Fi — чем отличается от Ethernet

Wi-Fi сейчас самая популярная технология передачи данных в беспроводных компьютерных сетях. Название Wi-Fi это торговая марка, которая принадлежит wi-fi alliance. Техническое описание технологии содержится в стандарте IEEE 802.11.

Раньше вай фай расшифровывался “Wireless Fidelity” беспроводная точность, но сейчас считается, что вай фай расшифровывается никак и просто похожа на игру слов Hi-Fi, то есть высокое качество.

Для того чтобы производитель мог назвать свое оборудование Вай Фай он должен сдать его на проверку в компанию Wi-Fi Alliance. Это компания проверяет насколько оборудование соответствуют требованиям стандарта IEEE 802.11. И право использования торговой марки вай фай дается после того, как вайфай альянс убедится, что оборудование полностью соответствует IEEE 802.11.

Для сравнения для ethernet такая проверка не производится, производитель может создавать оборудование которое работает по стандарту 802.3 и его модификациям и называть его коммутатором Ethernet

Место Wi-Fi в модели OSI

Wi-Fi также, как Ethernet находится на физическом и канальном уровне, причём на канальном используется два подуровня, подуровень управления доступа к среде MAC и подуровень управления логическим каналом LLC.

Режим работы Wi-Fi

Вай фай может работать в двух режимах, чаще всего используется инфраструктурный режим wifi в котором есть беспроводное оборудование, так называемые точки доступа, которые подключаются к проводной сети и затем к интернету. Сейчас вайфай чаще всего используется для подключения к интернету. Поэтому инфраструктурный режим самый популярный.

Также возможен и другой вариант подключения, одноранговая сеть, где компьютеры взаимодействуют без каких-либо точек доступа, напрямую друг с другом.

Wi-Fi и Ethernet

Технология ВайФай очень похожа на технологию Ethernet, можно сказать, что это Ethernet адаптированный в беспроводной среде. Для адресации wifi также, как и в Ethernet используются MAC-адреса.

Для передачи данных используется разделяемая среда, как и в классическом Ethernet. Только в классическом Ethernet сигнал передаётся по кабелю, а в wifi используется электромагнитное излучение (радиоэфир).

Формат кадра на уровне LLC у вайфай и Ethernet одинаковый, IEEE 802.2. На практике это означает, если вы используете wireshark для перехвата пакетов которые идут по сети, то независимо от того, пришел ваш кадр из Ethernet или из вайфай, его формат будет одинаковый. Хотя в процессе передачи по беспроводной среде на уровне MAC, вайфай используется другой формат кадр.

Стандарты физического уровня Wi-Fi

Есть несколько разных вариантов реализации вайфай, они описаны в 6 стандартах. Самый первый стандарт 802.11 был принят в 1997 году и имел скорость 1 или 2 Мб/с, Ethernet в то время мог передавать информацию со скоростью 10 Мб/с. Современный стандарт wifi 802.11ас был принят в 2014 году, максимальная скорость передачи, больше 6 Гб/с.

Сейчас вайфай используют для передачи данных — электромагнитное излучение или радиоэфир, но в первом варианте вай фай использовалось инфракрасное излучение, сейчас этот метод используется в пультах для телевизора.

Но уже со второго поколения стандарта 802.11b используется только электромагнитное излучение. Применяются две частоты 2.4 и 5 ГГц. Частоты в этом диапазоне можно использовать без лицензирования. Однако и другие устройства работают в том же самом диапазоне, например микроволновка и это создаёт помехи при передачи сигнала вайфай.

Представление сигнала

В современных стандартах wi-fi для передачи данных используется метод мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFMD). Данные передаются параллельно на разных частотах. Хотя на картинке частоты накладываются друг на друга, но метод OFMD позволяет надежно распознавать сигналы.

Каналы в диапазоне 2.4 ГГц

Каналы в диапазоне 2.4 ГГц для передачи данных используется 14 каналов, на картинке перечислены их частоты. Каналы немного сдвинуты друг относительно друга, но все равно частично перекрываются.

Таким образом количество вай фай сетей, которые находятся в одном и том же месте ограничены количеством каналов их не может быть больше, чем 14. Если в одной и той же области будет работать больше, чем 14 сетей, им не хватит каналов. Такая ситуация известна, “как вай фай джунгли” и она довольно часто встречается, например в жилых домах где установлен вайфай роутер для доступа в интернет в каждой квартире.

Ширина канала wi-fi

Вай фай может использовать каналы разной ширины. Ширина канала это разность между максимальной и минимальной частотой, на которые можно передавать данные. Чем шире канал, тем более качественно мы можем передавать данные, следовательно, тем выше скорость передачи данных.

В стандарте 802.11n появилась возможность использовать каналы шириной 40 МГц и засчет этого увеличивать скорость передачи. В последнем стандарте вайфай 802.11ас можно использовать ширину канала 80 МГц и 160 МГц. Однако поддержка каналов 160 МГц обеспечивается по возможности и желанию производителя.

Пространственный поток

В стандарте 802.11n появилась возможность использовать несколько антенн для передачи и приема данных. Эта возможность также используется в современном стандарте.

Если у нас есть несколько антенн, то мы можем использовать несколько пространственных потоков — это сигнал который передается от одной антенны до другой.

Если мы параллельно передаем несколько пространственных потоков, то скорость передачи данных увеличивается. При этом используется специальный метод кодирования сигналов которые называются MIMO — множественная передача и множественный прием.

Пример: у нас есть 3 антенны, на передающей станции и три на принимающей станции. Каждая антенна на передающей станции (Tx) отправляет свой пространственный поток, таким образом мы увеличиваем скорость передачи в 3 раза. На принимающей станции, все три антенны получают 3 пространственных потока, и с помощью метода кодирования mimo они умеют их разделять и повышать качество сигнала для каждого отдельного пространственного потока.

Адаптация скорости

В Ethernet скорость оборудования фиксирована, она будет одинакова для всех устройств в сети. Вайфай же позволяет менять скорость в зависимости от качества сигнала. Если качество сигнала высокое то скорость увеличивается, а если низкое то скорость уменьшается. Для того чтобы увеличивать или уменьшать скорость, вайфай меняет несколько параметров:

Таблица которая показывает разные варианты скорости для одного пространственного потока вайфай. Самая низкая скорость 6.5 Мб/с получается при использовании двоичной фазовой модуляции BPSK канала 20 МГц и интервала между символами 800 нс. Самая большая скорость 866 Мб/с получается, если использовать квадратурную амплитудную модуляцию у которой 256 состояний, канал шириной 160 МГц и интервал между символами 400 нс.

Данные представлены для одного пространственного потока, если ваша точка доступа и ваша станция имеют несколько антенн, то можно использовать несколько пространственных потоков и за счет этого еще больше увеличить скорость передачи.

Заключение

WI-FI сейчас наиболее популярная технологию в компьютерных сетях. Рассмотрели как устроен физический уровень вайфай. Существует 6 стандартов IEEE 802.11. Если понравилась статья делись ею с друзьями, одногрпниками. Читай продолжение статьи «WI-FI доступ к разделяемой среде«.

Источник

Что такое Wi-Fi и как он работает для чайников

Понятие «Wi-Fi» уже прочно укрепилось в современной жизни. Ho мало кто точно знает, что это за зверь такой. Одни вай-фай называют сам Интернет, другие считают, что Wi-Fi — это прибор для Интернета, а для кого-то это просто передача данных. Стоит окончательно расставить все точки над «i» и разобрать, что такое Wi-Fi, зачем он нужен и каким образом работает.

Что такое Wi-Fi

Wi-Fi — это технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов связи IEEE 802.11. Если еще проще (для чайников), то это передача данных без использования проводов наподобие Bluetooth, ИК-порта или сотовой связи. По сути Wi-Fi — это не сам Интернет (как многие путают), а беспроводная сеть, которая помогает раздавать интернет-сигнал на несколько устройств: ПК, смартфон, ноутбук, телевизор и т. д.

Вай-фай подсоединяет к сети сразу несколько устройств

Основные функции Wi-Fi

Разобравшись, что такое вай-фай, стоит понимать, для чего он необходим:

Плюсы и минусы беспроводного подключения вай-фай

У вай-фай, как и любых других типов подключения, есть свои преимущества и недостатки.

Как работает беспроводная сеть Wi-Fi

Принцип работы беспроводной сети вай-фай состоит в передаче зашифрованных сигналов с помощью сверхвысокочастотных радиоволн на расстояние до нескольких десятков метров. Для этого необходимо создание точки доступа на устройстве, которая будет обеспечивать стабильный доступ сети. Такой точкой доступа может быть роутер, модем или мобильный телефон.

Для технического осуществления процесса подключения необходимо выбрать интернет-провайдера. Специалисты подведут кабель к помещению и подключат его к роутеру. Через провод он получает трафик и распространяет его в виде сверхчастотных сигналов. После этого уже можно подключать устройства и пользоваться услугой интернет-соединения.

Обратите внимание! Также подключение может осуществляться и через модемы сотовых операторов. Для этого необходимо приобрести сим-карту с интернет-трафиком. Она вставляется в модем, после чего настраиваются подключение и раздача вай-фай.

Принцип работы вай-фай

Беспроводной роутер — сердце сети Wi-Fi

Отдельного внимания заслуживает роутер — основе Wi-Fi сети.

Роутер (другое название — маршрутизатор) — это сетевое устройство, выполняющее подключение к Интернету и передающее данные от сети к устройствам. Таким образом, Wi-Fi — это посредник между Глобальной сетью и техническими устройствами.

К сведению! Более современные маршрутизаторы имеют функцию защиты локальной сети от взломов, раздают IP-адреса, регулируют доступ пользователя к интернет-ресурсам и др.

Роутер представляет собой небольшой по размеру прибор, состоящий из блока, антенны и шнура.

На корпусе маршрутизатора расположены:

Роутер имеет одну или несколько антенн, а также может быть без них. Антенны способствуют увеличению охвата зоны действия вай-фай. Для более качественного сигнала лучше их держать под углом 45°.

Шнур имеет блок питания, требуется подключение его в розетку.

Обратите внимание! Компактный домашний роутер не рекомендуется нагружать устройствами, поскольку это может отразиться на его производительности.

Роутер — сердце вай-фай сети

Как выбрать роутер

Чтобы подобрать правильно роутер, нужно прежде всего определиться в следующих моментах:

Важно! При наличии дома стационарного ПК для подключения к нему беспроводного Интернета необходимы специальные адаптеры Wi-Fi.

Скорость передачи данных зависит от стоимости роутера: чем ниже цена, тем скорость меньше. Кроме того, для более стабильного сигнала лучше выбрать современное устройство с высокочастотным сигналом 5 ГГц или с поддержкой двух диапазонов — 2,4 и 5 ГГц.

Обращать внимание надо и на помещение, для которого устройство приобретается. Здесь необходимо учитывать не только площадь охвата, но и толщину стен в здании и других возможных препятствий сигнала. Соответственно, при большой площади и количестве преград повышаются число антенн на устройстве и мощность их сигнала.

Также особое внимание стоит уделить стандартам вай-фай.

Стандарты сетей

IEEE (Институт инженеров электротехники и электроники) в настоящее время разработал следующие стандарты сети Wi-Fi:

К сведению! Новые стандарты могут совмещаться со старыми устройствами. Однако они не поддерживают новые спецификации.

Эти стандарты являются основными. Но, кроме них, существуют дополнительные стандарты, предназначенные для разных целей:

Стандарт нового поколения

В 2019 г. был создан новый стандарт Wi-Fi шестого поколения — 802.11ах. Он работает на частотах 5 ГГц и обеспечивает максимальную пропускную способность до 11 Гб/с. Характеризуется высокой скоростью, защитными функциями, способами обработки сигнала.

Wi-Fi особо удобен будет в общественных местах и многоквартирных домах, где используется большое число гаджетов. Улучшение функций сети происходит за счёт технологии деления беспроводного канала на множество подканалов, которые передают информацию конкретному устройству. То есть даже при наличии двух роутеров, расположенных недалеко друг от друга, сигнал остаётся чистым, приборы не мешают работать друг другу.

Компания по разработке беспроводной связи Qualcomm Inc. анонсировала работу по созданию 7 поколения соединения вай-фай — 802.11be, для которого будут характерны:

К сведению! Запуск вай-фай нового поколения ориентирован на 2024 г.

Как пользоваться Wi-Fi роутером

Не все знают, как пользоваться Wi-Fi, его подключение и обеспечение защиты описаны ниже.

Для чего нужна настройка роутера

Некоторые пользователи не уделяют должного внимания настройкам маршрутизатора, не заботясь о защите сети. Однако подобное пренебрежение может привести к похищению личных данных.

Обратите внимание! От постороннего подключения к сети никто не застрахован, что может ухудшить работу Интернета. Поэтому рекомендуется внимательно относиться к настройкам безопасности.

Создание пароля для роутера и сети

Необходимо сразу при подключении заменить стандартный пароль роутера на новый. Это поможет защитить сеть от постороннего подключения к нему. Запароленная сеть позволяет не допустить воровства интернет-трафика. Пароль должен быть сложным, не состоять только лишь из цифр или букв. Лучше комбинировать буквы (строчные и прописные), цифры и символы.

Отключение WPS

Данная функция способствует подключиться к сети без ввода пароля, неустойчива к взлому.

Имя сети

SSID — имя беспроводной сети. При подключении роутера в сеть у него уже есть стандартное имя. В целях безопасности его нужно сразу же изменить на новое в настройках. После этого другие устройства его не будут видеть.

Фильтрация МАС-адресов

МАС — уникальный адрес каждого устройства. В настройках можно отметить только те приборы, которые могут иметь доступ к сети. Посторонние подключиться не смогут.

Отключение удалённого доступа к роутеру

При неиспользовании удалённого доступа его лучше отключить во избежание проникновения и изменения настроек.

Обратите внимание! Изменения в настройках роутера не являются обязательными, но они обеспечивают защитой и сам прибор и сети.

Роутер также нуждается в защите от постороннего подключения

Исторические факты о Wi-Fi

Наверняка многие не знали, что:

Фирменное изображение беспроводной связи

Беспроводная сеть Wi-Fi прочно вошла в жизнь людей и не является чем-то необычном для рядового пользователя. Популярность данного соединения неоспорима, и с каждым годом использование беспроводной технологии только увеличивается.

Источник

Wi-Fi – что это такое, как работает, как пользоваться, все про вай-фай

Статья обновлена и актуализирована под текущие реалии. Wi-Fi 6 и все новинки в комплекте. Приятного изучения! С уважением, ваши преданные друзья из чудесного ВайФайГида.

Wi-Fi… о сколько в этом звуке! А сколько эти звуки создали мифов в народе, что и представить страшно. Всем привет! Сегодня будет на нашем портале о беспроводных технологиях центральная статья про сам Wi-Fi. Только без особых премудростей, простыми словами, ну вы поняли) Поехали!

Центральная проблема

Пробежавшись по улице, на вопрос о том, что такое Wi-Fi, люди отвечают по-разному. Несколько вариантов оставляю ниже, привожу сами смыслы, а не дословные высказывания:

Единицы людей просто «подвисали», видимо считая ответ то ли глупым, то ли не в то время у них это спрашивали) Ну да ладно. Все наслышаны про Вай-Фай. Но что же это такое на самом деле? У вас есть правильный ответ?

Кстати, у меня всегда открыты комментарии. Есть вопрос – задай его ниже, а там разберемся)

Определение, или что это такое?

Итак, правильный ответ и единственный умный термин здесь:

Wi-Fi — технология беспроводной локальной сети с устройствами на основе стандартов IEEE 802.11.

Суть для чайников – это ТЕХНОЛОГИЯ БЕСПРОВОДНОЙ передачи данных.

Именно сама технология, и именно без проводов. Другие известные технологии в этом же духе – Bluetooth, Инфракрасная передача (пульт телевизора, ИК-порт на старых телефонах), радио, технологии сотовых операторов. И вот где-то среди них и забегался Wi-Fi, а особенности его технологии как раз и описаны в стандарте из определения IEEE 802.11. Кто хочет – сам поищет его.

Общепринятый знак Wi-Fi

Происхождение слова

Другой вопрос – в значении самого термина «Wi-Fi». Действительно, из всего вышеизложенного этот вопрос остаётся открытым. Итак, это сокращение от:

WiFi – Wireless Fidelity – в переводе «беспроводная точность» или «беспроводная передача данных».

Произношение

Ничего сложного нет: Wi-Fi читаем как [вай фай] – можно быстро в одно слово, можно чуть-чуть отделить.

Не надо произносить это слово как [ви фи] – совсем дикость.

Разбор путаницы

Ответы людей выше возникли из-за частоты использования в быту. Разберем их чуть подробнее и выявим отличия:

Все… бреда достаточно. Все мифы и легенды рассмотрели. Поехали больше нюансов.

Как это работает и как им пользоваться?

В общих чертах обрисую, как интернет через Wi-Fi доставляется до вашего конечного потребителя – ноутбука, смартфона, планшета. Да, его можно через адаптеры подключить и на стационарный компьютер, но обычно последний все же цепляется по проводу.

Для подключения ПК к Wi-Fi всегда можно приобрести адаптер – хорошее устройство можно найти не более 10$.

А вот для мобильной техники дома это уже стандарт. Итак, смотрим.

Другая возможная схема строится на использовании сетей сотовых операторов и их модемов:

Итого: ВАЙ-ФАЙ создает специальное устройство, работающее в режиме «Точка доступа»:

В общественных местах, кафе, отелях обычно все уже сделано за вас – там обычно стоят хорошие мощные маршрутизаторы. Достаточно всего лишь найти на своем устройстве правильную сеть, ввести пароль и наслаждаться бесплатным интернетом (бывает и платным – тут как повезет). Другое название публичных точек – хот-споты.

Эти 2 схемы самые частовстречаемые. Существуют и другие методы (точка доступа через ноутбук, планшет, телефон), но для нашего ознакомления этого более чем достаточно. Хочется узнать больше – смело пишем в комментарии)

Основные функции, или для чего нужен Wi-Fi?

Итого у устройств, раздающих Wi-Fi, сейчас две основные функции:

Историческая справка. Технология была изобретена в 1991 году и применялась как раз для кассового оборудования.

Преимущества и недостатки Wi-Fi

Отмечу, что преимущества и недостатки здесь больше технические, и зависят от самого устройства. Так что все решаемо, все зависит от конкретной ситуации.

Мифы и легенды – излучение

Главный миф о вайфайчике – опасность облучения. Да, Wi-Fi использует радиодиапазон. Самая частовстречаемая рабочая частота – 2,4 ГГЦ. На этой частоте работают и другая известная бытовая техника – вроде микроволновки. Но на самом деле, рабочее излучение Wi-Fi в десятки раз меньше влияния того же мобильного телефона. А уж не говоря о том, сколько других радиоволн проходит через наш дом…

Дальность передачи

Другой миф о дальности передачи данных в радиоканале. Встречал и от минимальных в 5 метров и до сотен километров. Суть – все зависит от мощности передачи. Средние нормы передачи:

Стоит понимать, что железобетон в стенах может сильно гасить сигнал, вплоть до его отсутствия в соседних комнатах. Так что нужно грамотно продумать расположение точки доступа.

Есть и другие стандарты беспроводной сети с увеличенной дальностью на километры (читайте ниже).

Стандарты

Стандартам Wi-Fi я посвящу отдельную статью. Речь идет о буквах на самих вайфай-устройствах. Возможно видели их: a, b, g, n… Это по сути версии стандартов. В этом ряду чем буква «старше», тем скорость передачи выше. Так, например, для стандарта IEEE 802.11:

Версии стандарта старше «b» обратно совместимы. Для поддержки скорости нужна поддержка стандарта не только на передатчике, но и на приемнике. Например, телефон с «g» не сможет принимать интернет с полосой выше 54 Мбит/с с точки доступа на «n».

Сейчас еще появился некий стандарт Wi-Fi 6E, но в официальные списки его еще не занесли. Главное отличие от WI-Fi 6 – добавлена частота 6 ГГц (поддержки в России пока нет).

Другие стандарты для сравнения представлены в таблице:

Из интересных разработок отметим стандарт IEEE 802.22 (WRAN, региональная беспроводная сеть, не путать с обычным Wi-Fi): здесь скорость передачи становится ниже (22 Мбит/с), но зато дальность передачи увеличивается до 100 км. Для обычного домашнего вайфая нормальными показателями будут 10-100 м в зависимости от размещения.

В России использование этих каналов не требует дополнительного лицензирования. Но что-то в последнее время развивается в сторону регистрации домашних беспроводных точек доступа – на практике реализовать подобное почти невозможно, так что пока живем и дышим. В некоторых других странах накладываются ограничения на использование таких сетей – уточняйте по месту пребывания.

Частоты, каналы, ширина канала Wi-Fi

Озвученные термины – минимальный набор юного любителя технологии Wi-Fi (рекомендую изучать статьи по ссылкам):

Настройки

На страницах нашего портала мы со всех сторон попытались облизать возможности настройки Wi-Fi: и что-то специфичное в духе указанных разделом выше параметром, так и простой настройки Wi-Fi на всех устройствах. Если вам нужно настроить Wi-Fi, скорее всего вы просто почему-то попали не туда. Но успокою: “не туда” – значит просто не в ту статью. Рекомендую поискать на нашем сайте статью конкретно под свою модель устройства, и, скорее всего, она найдется.

Подключение

Wi-Fi получила популярность в том числе и из-за своей простоты подключения. Ну правда же, почти любая бабушка в наше время может к нему подключиться и пользоваться благами интернета?! Но если вдруг вы не такая продвинутая бабушка, или просто путаете классический ключ безопасности (пароль) с WPS кодом, или просто хотите узнать о разных способах подключения к Wi-Fi сети, отправляю вас читать об этом подробнее в статье ниже. Вставлять всё это сюда не хочется, дабы не захламлять лишней информацией

Безопасность

Wi-Fi в текущих реализация – это открытая сеть (даже если она скрыта), а значит априори создана для внешнего подключения. А раз технология доступна извне, то о супер-пупер безопасности тут и не поговоришь. Всё, что нужно для подключения к сети – пароль (имя самой сети мы ведь знаем).

А раз тут всё так просто, то злые дядьки скакнули далеко в этом направлении: старые WPS-коды и WEP-шифрование (да и первая WPA) имеет множество вариантов успешных атак. Внедрение WPA2 сильно затруднило подбор паролей для злоумышленников, и при хорошем пароле сегодня это вполне себе достойное решение, которое может противостоять даже handshake-атаке. С приходом Wi-Fi 6 набирает популярность WPA3 шифрование – а это улучшенная защита, но главное – для скрипт-киди (читаем как абстрактных в вакууме соседских школьников, жаждущих дорваться до вашего интернета) я ещё не видил достойных решений реализации атаки. Как вы понимаете, вопрос безопасности Wi-Fi сетей – это очень большая тема, поэтому снова отправляю вас в другую мою статью:

Статья по всем направлениям взлома Wi-Fi сетей и методам её защиты

Видео про Wi-Fi

Источник