Fiabilitatea și siguranța rețelelor de calculatoare - noțiuni de securitate în rețelele 802.11

INTRODUCERE

Comunicaţia fără fir se traduce prin transferul de informaţie la distanţă, fără uzul de conductori electrici. Distanţele pot fi scurte, cum este cazul unei telecomenzi sau lungi de sute sau chiar mii de kilometrii în cazul transmisiilor radio de anvergură. Această modalitate de transfer de informaţie se referă la instrumentele din domeniul telecomunicaţiilor cum ar fi: emiţătoare şi receptoare radio, unităţi de comandă la distanţă, reţele de calculatoare, etc. Acestea folosesc o anumită formă de energie(undele radio, lumina infraroşie, laserul, lumina vizibilă, energia acustică) pentru a asigura tranferul de informaţie fără fir. La nivelul mediului de trasmisie, comunicaţia wireless face uz de spectrul de unde electromagnetic, cu frecvenţe care se întind de la 9KHz, până la 300GHz.

Reţelele fără fir sunt reţele de aparate interconectate pe bază de unde radio, infraroşii şi alte metode de comunicaţie fără fir. În ultimii ani ele au cunoscut o dezvoltare semnificativă pe plan mondial, reprezentând o soluţie alternativă la legăturile terestre. Conexiunile fără fir au devenit tot mai populare, deoarece ele rezolvă unele probleme ce apar în cazul cînd exista cabluri, conectate la multe dispozitive. Tehnologiile moderne pot interconecta echipamentele (sau şi LAN-urile) la distanţe mici, dar şi la distanţe mari. O reţea fără fir (Wireless Local Area Network, WLAN) este un sistem de comunicaţii implementat ca extensie la, sau alternativă pentru un LAN cablat, într-o clădire sau campus, combinând conectivitatea de mare viteză cu mobilitatea utilizatorilor, într-o configuraţie mult simplificată. Avantajele evidente, cum ar fi: mobilitatea, flexibilitatea, simplitatea în instalare, costurile de întreţinere reduse şi scalabilitatea au impus tehnologia WLAN ca o soluţie tot mai mult utilizată.

Echipamentele de transmisie/recepţie wireless sunt de obicei de două tipuri:

- Staţii bază (Base Stations)

- Staţii client (Subscriber Units)

Staţiile bază au deschiderea antenei de obicei de la 60 pînă la 360 de grade, asigurând conectivitatea clienţilor pe o anumită arie. Ele pot fi legate la o reţea cablată prin fibră optică, cabluri metalice sau chiar relee radio. Staţiile client au antene cu deschidere mult mai mică şi trebuie orientate spre BS-uri. Subnivelul MAC are următoarele sarcini:

a. Pentru staţiile client:

o Autentificare (înregistrare în condiţii sigure)

o Deautentificare (dezînregistrare în condiţii sigure)

o Transmisie în condiţii de siguranţă

o Livrare MSDU (MAC Service Data Units) între echipamentele wireless

b. Pentru staţiile bază:

o Asociere/Deasociere (înregistrare/deînregistrare)

o Distribuţie cadre MAC

o Integrare (reţeaua existentă wireless poate comunica cu reţele bazate pe alt tip de tehnologie wireless)

o Reasociere (suportă cedarea dinamică a clienţilor unui alt BS, precum şi comunicarea cu alte BS)

În general, pentru orice echipament wireless, fie acesta o staţie bază – fie o staţie client, antenele sînt cele care oferă robusteţe şi flexibilitate. Chiar dacă sunt abia amintite în discuţiile pe marginea reţelelor fără fir, antenele sunt cele care optimizează anumite aplicaţii, cum ar fi legătura între mai multe clădiri. Întrucât mediul fără fir este unul foarte dinamic, prin folosirea unor antene direcţionale se poate influenţa modalitatea de propagare a semnalului radio. Astfel, energia şi caracteristica unui semnal pot fi direcţionate de-a lungul unui culoar îngust în loc să se lovească de pereţi, ceea ce ar duce la o risipă de energie sau poate cauza interferenţe nedorite. Antenele omnidirecţionale emit undele radio în toate direcţiile (sferă) în timp ce antenele unidirecţionale concentrează semnalul pe o direcţie preferenţială dată de orientarea antenei. Cu cât unghiul de emisie este mai mic, cu atât mai mare este distanţa acoperită. Avantajul antenelor omnidirecţionale constă în faptul că antena clientului nu trebuie să fie foarte precis orientată, fiind suficient să se afle în aria de acoperire a antenei staţiei bază. Dezavantajele sunt numeroase: risipă de putere de emisie, securitate scăzută datorită riscului ridicat de interceptare a undelor radio. Antenele unidirecţionale se situează pe o poziţie mai bună în ceea ce priveşte folosirea mai eficientă a puterii de emisie dar şi a riscului mai scăzut de interceptare a transmisiei. Dezavantajul lor constă în faptul că acordarea antenelor bază-client trebuie făcută foarte precis şi dimensiunea este semnificativă. Trebuie notat că diversitatea antenelor oferă beneficii substanţiale implementărilor LAN fără fir, cum ar fi luxul folosirii mai multor antene sau posibilitatea de a alege cel mai bun tip de antenă pentru o locaţie dată. Pentru aceasta este nevoie de o bună cunoaştere a proprietăţilor semnalului radio şi a modalităţilor de amplasare corectă a antenelor radio. În practică, antenele amplasate prea aproape una de alta vor duce la o degradare a performanţei receptorului. Utilizarea diferitelor tipuri de antenă are, de asemenea, impact şi asupra metodei, dar şi a rezultatelor monitorizării unei locaţii. În practică, antenele unidirecţionale se folosesc numai pentru legături fixe de tipul punct-la-punct, cum ar fi cazul unui bridge sau router de tip wireless.

IEEE 802.11

Dintre toate tipurile de comunicaţie wireless, probabil cel mai întâlnit şi cel mai folosit este standardul IEEE 802.11, cu extensiile sale, cunoscut după numele comercial ca Wi-Fi, utilizat pentru realizarea de reţele locale de comunicaţie fără fir la viteze comparabile cu cele ale reţelelor Ethernet. Suportul pentru Wi-Fi este furnizat de diferite dispozitive hardware, şi de aproape toate sistemele de operare moderne pentru calculatoarele personale, routere, telefoane mobile şi cele mai avansate console de jocuri.

Standardul IEEE 802.11 descrie protocoale de comunicaţie aflate la nivelul gazdă-reţea al Modelului TCP/IP, respectiv la nivelurile fizic şi legătură de date ale Modelului OSI. Aceasta înseamnă că implementările IEEE 802.11 trebuie să primească pachete de la protocoalele de la nivelul reţea (IP) şi să se ocupe cu transmiterea lor, evitând eventualele coliziuni cu alte staţii care doresc să transmită.

802.11 face parte dintr-o familie de standarde pentru comunicaţiile în reţele locale, elaborate de IEEE, şi din care mai fac parte standarde pentru alte feluri de reţele, inclusiv standardul 802.3, pentru Ethernet. Cum Ethernet era din ce în ce mai popular la jumătatea anilor 1990, s-au depus eforturi ca noul standard să fie compatibil Ethernet, din punctul de vedere al transmiterii pachetelor.

Standardul a fost elaborat de IEEE în anii ‘90, prima versiune a lui fiind definitivată în 1997. Acea versiune nu mai este folosită, versiunile mai noi şi îmbunătăţite 802.11a/b/g fiind publicate între 1999 şi 2001. În prezent, există o nouă versiune, intitulată 802.11n şi care, este deja implementată de mulţi furnizori de echipamente.