Руководство по решению проблем: когда беспроводные сети мешают друг другу | THG.RU

:

Введение

Беспроводные сети прекрасны, но только если работают! Сегодня всё большее число пользователей таких сетей встречаются с серьёзной проблемой, когда даже после настройки своей WLAN (беспроводной сети), поддержание её работоспособности и высокой производительности является сложной, а иногда и неразрешимой задачей. Иногда проблема кроется в сбойном оборудовании и его неправильной настройке, но всё чаще приходится сталкиваться с проблемой работы сетей, связанной с ростом их популярности. И, как следствие, со всё более широким распространением беспроводного сетевого оборудования.

В этом руководстве мы расскажем о проблемах, которые могут возникнуть в расположенных близко друг к другу беспроводных сетях (и развеем некоторые распространённые мифы). Мы также предоставим готовые решения для избавления от большинства возникающих проблем, и даже расскажем, как сохранить драгоценное время и нервы при поиске проблем.

Итак, как определить, что проблема вызвана соседней беспроводной сетью, а не неисправностями оборудования? Для этого вам поможет следующий тест:

  • окно просмотра доступных беспроводных сетей WinXP показывает наличие беспроводных сетей, отличных от вашей, при этом таких сетей может быть несколько;
  • соединение с точкой доступа периодически разрывается, даже если вы находитесь рядом с ней;
  • производительность вашей беспроводной сети постоянно снижается в одно и то же время... обычно после обеда и вечером;
  • у вашего соседа тоже есть подобные проблемы с его беспроводной сетью;
  • вы живёте в общежитии, многоквартирном доме, или по соседству со зданием, в котором располагается множеством различных офисов, а также провайдеров широкополосного доступа в Интернет.

Если что-то из перечисленного выше знакомо вам не только понаслышке, то мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с нашим руководством. Если же вы проживаете вдали от цивилизации, где нет сотовой связи, Интернета, телефона, и где приходится садиться в машину, чтобы доехать до ближайшего соседа, то скажите, где вы живёте - и мы переедем к вам. Шутка, конечно.

Примечание Примечание: пожалуйста, учтите, что всё сказанное ниже относится как к точкам доступа, так и к беспроводным маршрутизаторам - если не отмечено иное.

В чём суть проблемы?

Причинами основных проблем, существующих у нескольких тесно расположенных беспроводных сетей, являются:

  1. большое число пользователей пытаются одновременно использовать один канал;
  2. радиочастотные помехи от соседних беспроводных сетей.

Первая проблема является результатом ограничения ёмкости сети, или недостаточной суммарной пропускной способности. Другими словами, в этом случае множество систем пытаются одновременно использовать один канал (то есть частотный диапазон) в одном месте. "Высокая плотность" - термин субъективный, но если сеть располагается в многоквартирном доме или общежитии, то он как нельзя лучше описывает ситуацию. Даже если сеть создана в отдельном коттедже, но расстояние до соседей относительно невелико (при этом ваша клиентская утилита показывает имена/SSID соседских сетей), то этот случай также можно отнести к данной категории!

Сети стандарта 802.11b предоставляют среднюю полезную пропускную способность около 5 Мбит/с. Даже этой пропускной способности может быть достаточно для большого числа пользователей, но только в том случае, если им нужны лишь кратковременные передачи данных, например в случае использования таких сервисов, как web, email, ICQ и им подобных. Но если учесть, что средняя скорость выделенной линии составляет 1-2 Мбит/с, то одновременное скачивание файлов, передача видео или web-конференции у нескольких клиентов могут быстро нагрузить существующую беспроводную сеть.

При переходе на сеть стандарта 802.11g полезная пропускная способность, конечно же, увеличивается, но не до тех 54 Мбит/с, о которых гласят рекламные надписи на коробках и корпусах устройств. Наше тестирование показывает, что полезная пропускная способность такого оборудования с клиентами WinXP составляет около 25 Мбит/с. При использовании Win98 средняя скорость может ещё снизиться примерно до 20 Мбит/с, а работа в совместном режиме с клиентами 802.11b, подключёнными к сети 11g, ещё снизит полезную скорость до 12 Мбит/с.

Совет Совет:: подробнее узнать о совместном использовании клиентов 11b и 11g можно в статье 802.11g: все что вам нужно о нем знать, часть 2 .

Много шума, и ничего...

Вторая проблема попадает в категорию радиочастотных помех. Хотя традиционными источниками помех для беспроводных сетей являлись только беспроводные телефоны, работающие в диапазоне 2,4 ГГц, и микроволновые печи, в последнее время к этой категории оборудования всё чаще можно отнести и само беспроводное оборудование, которое зачастую является источником помех.

При любой передаче данных приходится иметь дело с двумя составляющими: полезным сигналом, несущим информацию, и шумом, то есть всем остальным. Поэтому при разработке радиоприёмников инженеры затрачивают свои усилия на увеличение чувствительности к полезному сигналу и уменьшению чувствительности к шуму.

До тех пор, пока оборудование 802.11b/g получает сигнал достаточного уровня, работает механизм управления сетью Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA), являющийся частью беспроводного протокола. Сходный метод предотвращения коллизий также используется и в проводном Ethernet - в один момент времени только одно устройство может передавать данные, чтобы они были успешно доставлены до адресата.

Однако когда полученный сигнал не удаётся распознать, даже если он пришёл от разрешённого устройства, сигнал определяется как шум. Беспроводное сетевое оборудование проделывает огромную работу для того, чтобы отличить сигнал от шума, однако не все продукты одинаково успешно с этим справляются.

Если вы используете оборудование стандартов 802.11b или 802.11g, то, вероятно, знаете, что частотный диапазон, выделенный под это оборудование, разбит на 11 каналов. Менее известен тот факт, что только три из них могут использоваться одновременно. Посмотрите на Рис. 1, и вы всё поймёте сами.

Много шума, и ничего...

Рис. 1. 802.11b - частичное перекрывание соседних каналов.

Жёлтым цветом на Рис. 1 показана зона взаимного перекрытия главных лепестков первого и второго каналов (обратите внимание, что главный лепесток содержит большую часть энергии сигнала). Так как главные лепестки сигнала первого и второго каналов оказываются значительно перекрытыми, это очень негативно скажется на качестве связи обоих каналов. Отметим, что описанный эффект относится к любым двум соседним каналам, а не только к первому и второму.

Сравните ситуации на Рис. 1 и Рис. 2.

Много шума, и ничего...

Рис. 2. 802.11b - перекрывание, якобы, независимых каналов.

Совет Совет:: подробное описание перекрывания каналов можно найти в статье Руководство по расширенным режимам 802.11g: Atheros Super-G, Broadcom Afterburner и GlobespanVirata Nitro XM .

На этом рисунке используется тот же масштаб, что и на Рис. 1, но показаны сигналы "независимых" каналов 1, 6 и 11. Однако сигнал каждого из каналов не исчезает за границами выделенных частотных диапазонов по 22 МГц, и, как видно, "независимые" каналы всё равно перекрываются. Но сейчас ситуация более благоприятна: жёлтая зона, обозначающая сигнал одиннадцатого канала, находится не меньше, чем на 30 дБ ниже пиковой мощности главного лепестка шестого канала (это 1/1000). Для большинства моделей такого значения вполне достаточно для отделения сигнала выбранного канала от шума.

Перекрывающиеся каналы - это не единственный источник помех в беспроводных сетях. Позже мы покажем, что некоторые технологии, которые вы, вероятно, используете в вашей сети, чтобы снизить воздействие соседних сетей, на самом деле могут принести вам больше вреда, чем пользы.

Подведём итог. Для того чтобы избавиться от помех в вашей сети, нужно решить проблемы не только с микроволновыми печами и радиотелефонами, работающими в том же диапазоне, но и с другими беспроводными сетями.

Совет Совет:: компания Cirond, занимающаяся беспроводными сетями, утверждает, что на самом деле таких "независимых" каналов четыре: 1, 4, 8 и 11, и все они могут могут одновременно использоваться, практически, без взаимного влияния друг на друга. Подробнее об этом можно узнать здесь (на английском). Но мы всё же рекомендуем использовать классические "независимые" каналы 1, 6 и 11 для сетей, расположенных близко друг от друга.

Меняем каналы

Рассмотрев, как всё это работает, можно перейти к решению проблем. В простейшем случае достаточно просто сменить канал, на котором работает точка доступа. К сожалению, утилита Windows XP Wireless Zero Configuration не позволяет узнавать каналы соседних сетей, поэтому вам лучше воспользоваться клиентскими утилитами, идущими в комплекте с адаптерами.

Нажмите на картинку для увеличения

Рис. 3. Окно поиска сетей утилиты ASUS WL-100g Site Monitor.

На Рис. 3 показана достаточно удобная утилита, которая идёт в комплекте с адаптером ASUS WL-100g CardBus [рассмотренным здесь ]. Она не только отображает SSID и каналы соседних точек доступа, но также их MAC-адреса и уровни сигналов, что весьма удобно!

Как только мы узнали, какие каналы заняты, мы на шаг приблизились к решению проблемы. Далее необходимо выбрать тот из трёх каналов (1, 6 или 11), который используется меньшим числом соседних точек доступа, у которого самый низкий уровень сигнала и который менее нагружен, - если выполняются все три условия, то вам повезло!

Изменить используемый канал достаточно просто, но для этого нужно открыть экран администрирования точки доступа или маршрутизатора (как это сделать, всегда можно узнать в документации к ТД или маршрутизатору). Например, на Рис. 4 показано главное меню настройки точки доступа Linksys WAP54G [рассмотренной здесь ], жёлтым выделен номер канала и SSID.

Меняем каналы

Рис. 4. Экран настройки точки доступа Linksys WAP54G.

Вероятно, вы захотите изменить оба эти параметра, но как и для чего нужно изменять SSID, мы рассмотрим немного позже. После указания желаемых параметров, не забудьте применить или сохранить их (кнопка "Apply" или "Save", в зависимости от продукта), чтобы они начали использоваться.

Кстати, хотя клиентские утилиты позволяют узнать количество точек доступа и определить занимаемые ими каналы, они не позволяют определить их загруженность - количество подключённых к точке доступа беспроводных клиентов. Для этого прекрасно подойдёт весьма удобный инструмент - AirMagnet [рассмотренный здесь ].

Меняем каналы

Рис. 5/ AirMagnet Handheld отображает обнаруженные ТД на CES2004/

На Рис. 5 показан один из вариантов просмотра доступного беспроводного сетевого оборудования средствами AirMagnet. При таком древовидном типе отображения показываются точки доступа (значки в виде вышек) и подключённые к ним клиенты (значки в виде ноутбуков). Как видно, в нашем примере множество точек доступа вообще не имеют клиентов, и чтобы узнать используемые ими каналы, достаточно лишь сделать пару щелчков мышью (или стилусом - на КПК).

К сожалению, AirMagnet и другие средства анализа беспроводных сетей не нацелены на простых пользователей, поэтому и стоимость их соответствующая - от $3000 и выше. Если вы дружите с Linux, то можете попробовать Kismet , но в этом случае придётся самостоятельно считать точки доступа и их уровни сигналов, чтобы определить какой канал нужно использовать.

Примечание Примечание: даже не пытайтесь менять номер канала на клиенте. Канал сети, работающей в режиме Infrastructure (использующей точку доступа или маршрутизатор), указывается на центральном устройстве, а не на клиенте. Клиенты сами изменят канал после того, как вы перейдёте на него на ТД.