מה לומדים בחלק זה?
- מהי רשת אלחוטית?
- תקנים ותדרים של רשתות אלחוטיות
- אילו רכיבי רשת אלחוטית קיימים?
- סוגי הצפנות הקיימות ברשת אלחוטית – ללא, WEP, WPA/2/3
- כיצד מגדירים נקודת גישה אלחוטית
סרטון
פירוט חלק זה
מלבד רשתות המבוססות על חוטים, קיימות טכנולוגיות נוספות להעברת מידע, ללא חוטים. אלו נקראות טכנולוגיות אלחוטיות. אתם נמצאים במקום ציבורי כלשהו, למשל בקניון, השתמשתם בשירותי האינטרנט החופשי של הקניון (Wi-Fi)? – ללא כבלים! בצורה אלחוטית.
טכנולוגיות אלחוט משתמשות בגלים אלקטרומגנטיים להעברת מידע, דרך האוויר. שידורי רדיו הם דוגמה להעברת מידע באמצעות גלים אלקטרומגנטיים, דרך האוויר.
טכנולוגית אלחוט יתרונות וחסרונות
יתרונות:
- טכנולוגיית אלחוט מספקת ניידות, קלה להתקנה וזולה.
- הטכנולוגיה נפוצה במקומות ציבוריים נקראת "נקודות חמות" Hotspot ומאפשרת חיבור פשוט ונוח לאינטרנט. הטכנולוגיה נפוצה גם בבתים ובמשרדים.
- הטכנולוגיה מאפשרת הרחבת הרשת בקלות, ללא הגבלת חוטים ובמהירות. מבקר יכול להכנס ולהתחבר בקלות.
חסרונות:
- מהירות ואמינות העברת המידע נמוכה יחסית לחוטים, אולם משתפרת כל הזמן.
- רשתות אלחוטיות פועלות בתחום ללא רישוי שבו פועלים גם מכשירים נוספים כגון: טלפונים אלחוטיים, תנורי מיקרוגל ועוד אשר עלולים לגרום להפרעות בתקשורת.
- אבטחת מידע – שידורים של תקשורת אלחוטית חשופים לכל, וניתן להתערב בהם, להאזין ואף להפריע, הם יכולים להוות כניסה דרכה ניתן לחדור לרשת קווית. להגנת המידע פותחו טכנולוגיות הצפנה וזיהוי משתמש.
השאיפה הראשונית להתחברות היא ע"י כבלים, עם זאת אם הדבר אינו אפשרי או שישנן אילוצים נשתמש בחיבור אלחוטי.
הספקטרום האלקטרומגנטי
ספקטרום הגלים האלקטרומגנטיים כולל: שידורי רדיו וטלוויזיה, מכ"ם, קרני אור נראות, קרני אור בלתי נראות, וקרני X (רנטגן).
חלק מהגלים אינם מתאימים להעברת מידע. וחלק מהגלים מוקצים לשימושים מסוימים. תחומי התדרים הנפוצים ביותר לשימוש הציבור כולל את תחומי האינפרה אדום ו- Radio Frequency –RF .
גלי רדיו, Radio Frequency – RF
גלי RF יכולים לחדור דרך מכשולים וקירות ומאפשרים טווח גדול יותר מ- IR.
בתחום גלי ה-RF הוקצו תחומים לשימוש חופשי עבור רשתות אלחוטיות, טלפונים אלחוטיים, וציוד מחשב ביניהם בלוטוס (Bluetooth).
התחומים כוללים: 900Mhz, 2.4 GHz, 5GHz.
הערה: יחידת המידה של התדרים היא Hz (Hertz = הרץ) ומשמעותה כמה גלים ישנם בשנייה אחת. לדוגמא: MHz = 1 מיליון גלים בשנייה, Ghz = 1 מיליארד גלים בשנייה.
Bluetooth היא טכנולוגיה הנמצאת בתחום גלי הרדיו אשר משתמשת בתחום 2.4 Ghz.
הטכנולוגיה מוגבלת לתקשורת במהירויות נמוכות וטווחים קצרים. אך מאפשרת תקשורת בו-זמנית למספר אביזרים. מסיבה זו, Bluetooth עדיפה על IR לחיבור: מחשב למקלדת, עכבר או מדפסת.
היום משתמשים בטכנולוגיה זו רבות – למשל השמעת מוזיקה וקול ע"י רמקולים אלחוטיים המתנגנים מהסמארטפון (רמקולי JBL לדוגמא) – מתקשרים בבלוטוס. ועוד.
אינפרה אדום, Infra-Red – IR
קרינה יחסית נמוכה שאינה יכולה לעבור דרך מכשולים דוגמת קירות. [ניסיתם להדליק מכשיר הפועל על שלט דרך קיר? לא עובד].
שימושי להעברת מידע מנקודה לנקודה בטווח קצר למחשבים, שלט רחוק למכשירים, אוזניות עכבר ומקלדת אלחוטיים וכו'.
סוגי רשתות אלחוטיות
רשתות אלחוטיות מתחלקות ל-3 קבוצות עיקריות.
- WPAN – Wireless Personal Area Network – אזור אלחוטי פרטי
- WLAN – Wireless Local Area Network – אזור אלחוטי מקומי
- WWAN – Wireless Wide Area Network – אזור אלחוטי רחב
בניגוד לרשתות חוטיות, קשה לקבוע גבולות ברורים בין הקבוצות.
הטווח של רשתות אלו תלוי במשתנים רבים כגון:
- הפרעות חיצוניות מעשה ידי אדם או טבעיות.
- טמפרטורה ולחות.
- חסימות חיצוניות.
WWAN
רשתWWAN מספקת כיסוי לשטח רחב, לדוגמה: רשת טלפונים סלולרית.
רשתות אלו משתמשות בטכנולוגיות כגון: CDMA, GSM, 3G, 4G וכו', וכן בד"כ תחת פיקוח ממשלתי.
WLAN
זוהי הרשת שבדרך כלל מתכוונים אליה כאשר אומרים: "יש כאן ווי-פי"? WLAN משתמשת בטכנולוגיית גלי רדיו RF ומתאימה לתקני: IEEE 802.11 תקנים אלו מאפשרים למשתמשים רבים להתחבר לרשת חוטית באמצעות אביזר הנקרא: נקודת גישה – Access Point – AP. נקודת הגישה (AP) היא רכיב שבאמצעותו המארחים מתקשרים ביניהם ברשת האלחוטית כמו כן יכולים לתקשר עם מארחים המחוברים בצורה קווית לרשת. נקודת הגישה מכונה גם לעיתים "נקודה-חמה" (hot-spot).
WPAN
רשת קטנה ומשמשת לחיבור ציוד היקפי כגון: מקלדת, עכבר, אוזניות, רמקולים, מערכת מולטימדיה לרכיב ועוד.
אביזרים אלו מיועדים למספר קטן של מארחים ומשתמשים בטכנולוגיית IR או Bluetooth.
תקני WLAN
פותחו מספר תקנים כדי להבטיח תקשורת של ציוד אלחוטי. התקנים קובעים את: תחום תדרי ה–RF , קצב העברת הנתונים, כיצד המידע משודר ועוד.
ארגון IEEE הוא האחראי ליצירת תקנים אלו.
תקן: IEEE 802.11 עוסק ברשתות אלחוטיות – WLAN לתקן יש מספר שדרוגים: 802.11/a/b/g/n/ac
כל תקן חדש מהווה שדרוג. ומספק תכונות שונות של תקשורת אלחוטית.
טכנולוגיות אלו נקראות: Wireless Fidelity Wi-Fi
802.11a
- תחום תדרים 5Ghz. ואינו מתאים לציוד: 11/b/g/n אשר משתמש ב- 2.4Ghz.
- טווח הקליטה והשידור מאוד קצר.
802.11b
- ראשון המשתמש בתחום התדרים: 4Ghz.
- קצב העברת מידע מרבי: 11 Mbps.
- טווח של כ- 50 מטרים בתוך מבנה. וטווח של כ-100 מטרים בשטח פתוח.
802.11g
- תחום תדר: 4 GHz
- קצב מרבי של: 54 Mbps
- טווח כמו ל- 11b
- תומך לאחור ב- 22b
802.11n
- תחומי תדר: 4 Ghz וגם 5 Ghz.
- קצב מרבי של: 540 Mbps.
- תומך בטכנולוגית MIMO.
- טווח של 250 מטרים.
- תמיכה לאחר בציוד של: 11a/b/g
802.11ac
- תדר של 5 GHz.
- קצב מהירות: עד 5Gb/s (באמצעות טכנולוגית MIMO).
- תמיכה לאחור בציוד של: 11a/n.
802.11ax (Wi-Fi 6)
- התקן החדיש ביותר כיום.
- משפר יעילות חשמל, קצבים גבוהים יותר, ויכולת עבודה מול רכיבים רבים.
- תחומי תדר: 4 Ghz וגם 5 Ghz. [מסוגל לעבוד גם עם תדרים עתידיים של 1 Ghz ו- 7Ghz)
- קצב מרב של 5 Gbps.
- תומך בטכנולוגית MIMO.
- טווח של 250 מטרים.
רכיבים של רשת אלחוטית
- ראוטר ביתי אלחוטי (Wireless Home Router) – זהו ראוטר שניתן למצוא ברוב הבתים וכן במשרדים קטנים, רכיב זה משלב מספר רכיבים: ראוטר + סוויץ' + נקודת גישה אלחוטית (ולפעמים גם מודם).
רכיב זה מנוהל בדרך כלל ע"י ממשק בדפדפן ומאפשר הגדרות שונות כמו: חומת אש, אבטחת הרשת האלחוטית ועוד. - נקודת גישה אלחוטית (Wireless Access Point) – זהו רכיב רשת, המקבל רשת קווית בכיוון אחד, ומשדר רשת אלחוטית בכיוון השני. נקודות גישה אלחוטיות יכולות להיות מנוהלות בשתי דרכים:
- נקודות גישה אוטונומיות (Autonomous Aps) – בשיטה זו כל נקודת גישה עובדת בצורה עצמאית – שיטה זו מיועדת למקומות קטנים – בית או משרד, שבהם יש מספר נקודות גישה בודדות. כל נקודת גישה דורשת הגדרה משלה.
- נקודות גישה מנוהלות (Controller-based Aps) – בשיטה זו כל נקודת גישה היא "נקודה קלה" כלומר לא מצריכה הגדרה. כל נקודה כזו מתקשרת עם בקר. מובן שאת הבקר יש להגדיר. שיטה זו מיועדת למקומות שבהם יש צורך בהרבה נקודות גישה.
- כרטיסי רשת אלחוטיים (Wireless NICs) – כרטיסי הרשת האלחוטיים הם המקלטים שמתחברים למשדרים האלחוטיים. כרטיסים אלו יכולים להיות מובנים על גבי לוח האם של לפטופים (והיום גם על גבי לוחות אם של מחשבי PC) וגם יכולים להתווסף ככרטיסים נוספים על גבי לוח האם, או אפילו כהתקני USB. למקלטים אלו לעיתים אנטנות נראות ולעיתים אנטנות מכוסות.
ערוצים אלחוטיים
ערוצים נוצרים ע"י חלוקת תחום תדרי ה-RF הזמינים. כל ערוץ יכול להכיל תקשורת אחת, הדבר דומה לערוצי הטלוויזיה המשודרים דרך האוויר או ע"י כבלים.
מספר נקודות גישה (AP) יכולות לעבוד ביחד אחת ליד השנייה ללא הפרעות, כל עוד הן משתמשות בערוצים שונים לתקשורת.
לערוצי תקשורת מסוימים יש חפיפה ביניהן. בבחירת ערוצי תקשורת יש לשים לב שלא תהיה חפיפה ביניהן.
ניתן לקבוע ערוצי תקשורת באופן ידני או אוטומטי.
בד"כ כל תקשורת אלחוטית משתמשת בערוץ נפרד, אולם, טכנולוגיות תקשורת חדשות משלבות את הערוצים כדי ליצור ערוץ יחיד ורחב אשר מספק יותר רוחב- סרט ומגביר את קצב התקשורת.
הצפנה
זיהו משתמש וסינון כתובות MAC, ימנעו מהתחברות לרשת אולם, לא ימנעו האזנה למידע המשודר באוויר.
הצפנה היא דרך לשנות את המידע המשודר כך שהמאזין לא יוכל להבין את השידורים.
Wired Equivalency Protocol – WEP
WEP הוא תהליך הצפנה של מידע הרשת המשודר באוויר. WEP משתמש במפתחות הצפנה קבועים מראש להצפנה ופיענוח המידע. מפתח ההצפנה מוכנס כרצף של אותיות וספרות ובד"כ באורך של:64 או128 ביטים (גם 256 ביט במקרים מסוימים). כדי לתקשר, ה-AP וכל ההתקנים האלחוטיים חייבים להכיל את אותו מפתח הצפנה.
חיסרון ה-WEP : מפתח ההצפנה הוא קבוע.
ישנם כלים (הניתנים להורדה באינטרנט) בעזרתם ניתן לגלות את מפתח ההצפנה. דרך המידע המשודר. ברגע שפוענח מפתח ההצפנה, ניתן בעזרתו להאזין לכל המידע המשודר. אחת הדרכים להתגבר על כך היא: להחליף את מפתח ההצפנה לעיתים קרובות.
Wi-Fi Protected Access – WPA
תהליך הצפנה המשתמש במפתחות באורך: 64-256 ביט. אך בשונה מ- WEP מייצר מפתח הצפנה חדש בכל פעם שנוצרת תקשורת בין הלקוח ל- AP. דבר זה מקשה על פיצוח מפתח ההצפנה. בגלל הסיבה הזו WPA נחשב לבטוח יותר.
Wi-Fi Protected Access – WPA 2
ה- WPA2 זה היום הסטנדרט לאבטחת רשתות אלחוטיות. הוא משתמש בפרוטוקול של AES עבור ההצפנה – ונחשב להצפנה החזקה ביותר.
למרות ש- WPA2 נחשב חזק, מכיון שעדיין ישנה אפשרות לבצע התקפה על הססמא שלו, ישנו דור חדש הנקרא WPA3 שאף יותר מאובטח, וההצפנה שלו גם חזקה יותר. דור זה מתחיל להיכנס יותר ויותר.
סוגי הצפנות – TKIP ו- AES
- TKIP – Temporal Key Integrity Protocol – סוג ההצפנה ש- WPA משתמש בו. וגם מספק תמיכה לציוד אלחוטי ישן המשתמש ב- WEP. שיטה זו מצפינה את המידע ומריץ בדיקת MIC כדי לוודא שהמידע לא שונה.
- AES – Advanced Encryption Standard – שיטת הצפנה ש- WPA2 משתמש בה. שיטה זו היא המועדפת מכיון שחזקה בהרבה מקודמתה. בנוסף על ההצפנה גם משתמש בפרוטוקול CCMP הבודק שהמידע לא שונה.
הגדרת נקודת גישה אלחוטית – Access Point
על מנת להגדיר נקודת גישה, יש להגדיר SSID שזהו השם של הרשת האלחוטית, יש להגדיר באיזה ערוץ משתמשים לכל תדר 2.4 או 5 Ghz. יש אפשרות להגדיר מה טווח הכיסוי של הרשת האלחוטית (כמה מטרים ברדיוס) ולבחור את סוג ההצפנה.
כמובן שיש צורך גם להגדיר האם מדובר על רשת פתוחה (שלא מצריכה סיסמא), או רשת סגורה (המצריכה סיסמא).
