Грабли вай фая: как не нужно настраивать беспроводную сеть

Давайте, наконец, побеседуем о сельхозинвентаре в беспроводных сетях. Ведь эту интересную  тему так редко обсуждают! А ведь неопытных пользователей на пути настройки Wi-Fi связи подстерегает просто масса коварных «граблей». Осторожно, не наступите!

Чужой экспириенс. Или чуждый?

Что делают неопытные пользователи для повышения уровня своего экспириенса перед настройкой Wi-Fi сети? Конечно же, бродят закоулками интернета, в поисках необходимых крупиц знаний. Увы, наряду со знаниями современный интернет предлагает нам множество мифов, сказок, фантасмагорий и прочих легенд «народного творчества». Сила интернета - в свободе слова. И это же его слабость: выразить свое мнение о природе бозонов Хиггса теперь можно просто отложив на минуточку Букварь…

Поэтому всегда помните, чему учил великий дедушка Эйнштейн: «все относительно и зависит от точки зрения наблюдателя». Руководствуйтесь принципом «доверяй, но проверяй», и не ошибетесь. Ведь какова единственно верная настройка применительно к конфигурации вашего  оборудования, можете установить только вы сами, проверив работу той или иной функции на практике. Учитывайте, что даже так называемое «общепринятое» или «общественное» мнение может быть ошибочным. Именно так когда-то было с пресловутым инцидентом с QoS, который якобы «отъедал» 20% пропускной способности компьютерной сети. И который все дружно кинулись отключать, потому что один «великий эксперт» из интернета совершенно неправильно понял разработчиков Microsoft, а у тех как обычно «не было времени объяснять». И куча человеко-часов труда была растрачена разными (и даже очень умными) людьми на абсолютно напрасное ковыряние в сетевых настройках.  Признаться, и ваш покорный слуга согрешил с QoS по молодости лет. Прекрасное было время!..

Так, быстренько прогоняем ностальгию! Ведь нам вообще в другую сторону: у нас пробежка по беспроводным граблям.

Гребемся в безопасности: уйма настроек, которые… Не нужны.

Помнится в статье, касающейся раздачи Wi-Fi с телевизора, я поддержал компанию LG в ее подходе к безопасности сети. Все возможности пользователя по настройке безопасности были ограничены единственной опцией смены пароля! И на самом gagadget, и на сайтах «спионеривших» данную статью, непременно находились мастера тонкой настройки безопасности, гневно осуждающие такой подход. Им, видите ли, подавай разнообразие настроек! Видимо в глубине души, где-то очень глубоко, эти люди чувствуют себя великими гуру-учителями дзен безопасности. Но нирвана заядлых настройщиков разрывается о суровую действительность реального мира...

Какие настройки безопасности предлагает нам Wi-Fi сеть? Это построение защиты в соответствии со стандартами WEP, WPA и WPA2 при использовании алгоритмов шифрования TKIP и AES.

Стандарты WPA имеют простой режим, он же WPA-Personal, он же Pre-Shared Key (WPA-PSK) и расширенный  режим аутентификации, он же WPA-Enterprise.

Пробежимся по ним, лавируя между граблями. Метод защиты WEP (Wired Equivalent Privacy) вы можете использовать, только если хотите предоставить соседским мальчишкам реальный шанс опробовать свои силы во взломе беспроводных сетей. Если они талантливы – управятся за считанные минуты. Если очень ленивы – справятся за день, с перерывом на обед. Думаю, такой вариант безопасности сети на сегодня не устраивает 99,99999% пользователей, кроме тех редких чудаков, которые пишут комментарии, откладывая Букварь.

WPA (Wi-Fi Protected Access) – более сильная штука в плане защиты. Согласно стандарту IEEE 802.11i при использовании защищенного беспроводного доступа WPA применяется временный протокол целостности ключа TKIP (Temporal Key Integrity Protocol). Это звучит так прекрасно! И сеть была бы на замке, если не учитывать «но». Первое «но» прозвучало еще в 2008 году, когда  умными людьми был предложен способ взлома ключа TKIP за несколько минут, что позволяло перехватывать данные в сети. А в 2009 году японцы занимались в университете непонятно чем, и нашли способ гарантированного взлома WPA сетей. WPA, давай до свиданья!

Картина с безопасностью Wi-Fi была бы совсем безрадостной, если бы уже почти десять лет обязательным условием для сертификации любых Wi-Fi устройств не являлась поддержка протокола защищенного беспроводного доступа WPA2, использующего алгоритм шифрования AES (Advanced Encryption Standard). Именно благодаря уникальному сочетанию WPA2+AES современная беспроводная сеть может быть надежно защищена. Если пользователь не какал, простите, на ее безопасность.

Что касается режимов WPA-Personal и WPA-Enterprise. Если первый ограничивается паролем, то второй требует наличия базы зарегистрированных пользователей для проверки прав доступа к сети, и база эта должна храниться на специальном сервере. Ну так вот, для домашнего использования или рядового офиса использование WPA-Enterprise – это дорого, непрактично и абсолютно бесполезно. А поэтому никому не нужно. Более того, даже на промышленных предприятиях режим WPA-Enterprise редко используется, потому что все эти дополнительные сложности/расходы и там без особой надобности. В защиту WPA-Enterprise могу сказать лишь одно – это очень надежная штука.

Таким образом, режим WPA-Personal, защищенный доступ WPA2 и шифрование AES ((WPA-PSK) + WPA2 + AES) – это все что пользователю нужно знать о настройках безопасности беспроводной сети. Иного адекватного варианта просто нет. Именно этот вариант по умолчанию предлагала в своем телевизоре компания LG, за что я ее и похвалил. Все остальные вариации настроек – от лукавого. Чей нездоровый интерес удовлетворяют производители беспроводного оборудования, предлагая давно ненужные и устаревшие опции настройки в современных Wi-Fi устройствах, я не знаю. Ориентация на тех, кто уже одолел букварь, но все еще чувствует себя неуверенно при виде таблицы умножения? Возможно.

Ах да! Ведь есть же еще «популярный» режим работы Wi-Fi сети вообще безо всяких защит! И каждый второй обзиратель беспроводного оборудования не преминет упомянуть: вот это, ребята, и есть искомый идеал – режим самой высокой производительности Wi-Fi! А всякое там шифрование только снижает скорость связи. Ой ли?

Безопасность без тормозов.

Получается, чтобы получить максимальную скорость работы сети, мы должны пожертвовать безопасностью? Но это как-то очень похоже на грабли, даже на первый взгляд. У таких утверждений вроде бы есть и рацио: ведь при передаче на шифрование/дешифровку сигнала требуется дополнительно время. Однако это было бы справедливо в идеальном мире. Наш мир несправедлив. Его мрачные реалии таковы, что скорость передачи данных по беспроводной сети столь низка (возможно, в сети стандарта 802.11ас расклад и отличается, пока у меня нет возможности это проверить, но все сказанное абсолютно справедливо для сетей 802.11 b/g/n), что процессор вполне справляется с шифрованием практически в «фоновом» режиме. Поэтому скорость Wi-Fi сети при адекватно настроенном шифровании ((WPA-PSK) + WPA2 + AES) не падает по сравнению с режимом без шифрования. Спросите об этом у любого производителя сетевого оборудования, он вам это подтвердит. Или можете просто проверить на своем роутере и убедиться в этом лично. Однако при других настройках безопасности скорость сети может падать (подробности немного далее). Поэтому следите, чтобы сетевые настройки на всем оборудовании были корректны и какие-нибудь малозаметные грабельки в одном месте не приводили к снижению скорости передачи данных всей сети. Ну, собственно к скорости давайте и перейдем.  

По граблям со скоростью 

Есть еще один распространенный среди обзирателей миф – якобы беспроводная сеть «сбрасывает обороты», работая на скорости самого медленного Wi-Fi устройства из подключенных. Ничего подобного! Разработчики Wi-Fi не падали с дуба! А даже если и падали, то невысоко. Поэтому роутер или точка доступа общаются с каждым беспроводным устройством индивидуально и на максимально доступной для него скорости, разумеется, в рамках  скоростных возможностей используемой сети. Так, при использовании смешанного режима mixed mode 802.11g/n устройства, поддерживающее скорость сети n, не будут сбрасывать скорость до стандарта g. Скорость беспроводной сети будет снижаться только во время связи с устройствами, поддерживающих g-стандарт. Просто нужно понимать, что чем больше будет в беспроводной сети таких медленных устройств и чем больше будет у них трафик, тем медленнее будет работать беспроводная сеть в целом. Поэтому производители и не рекомендуют использовать всякие там mixed режимы и ограничится выбором стандарта  802.11n для современной сети. Исключение – когда в хозяйстве есть старые, но дорогие сердцу устройства, несовместимые со стандартом 802.11n. Например, ноутбуки. Впрочем, для них вполне можно прикупить какой-нибудь недорогой Wi-Fi адаптер с поддержкой стандарта n и не отказывать себе в скорости беспроводного серфинга.

Самые «горячие головы» в порыве энтузиазма советуют сразу же отключить всякие «режимы экономии» и перевести роутер, точку доступа или сетевую карту в режим максимальной мощности передачи – для повышения скорости.

Однако ни к какому заметному результату, окромя дополнительного нагрева устройства, это не приведет. Попытка выявить увеличение скорости работы сети при повышении мощности передачи роутера или сетевого адаптера в пределах моей скромной квартиры успехом не увенчалась – сеть работала на одинаковой скорости независимо от мощности радиосвязи. Разумеется, если у вас большой частный дом, совет может оказаться дельным – для устойчивой связи в самых дальних комнатах мощность сигнала действительно желательно повысить. Жителям обычных городских квартир максимальная мощность Wi-Fi просто ни к чему, она будет только мешать соседским сетям. К тому же беспроводные устройства находящемся недалеко от роутера или точки доступа при максимальной мощности передачи могут работать даже менее стабильно и быстро, чем при более низкой мощности. Поэтому всегда начинайте с

а там уже смотрите по обстановке.

А вот неправильные настройки безопасности сети вполне способны отрицательно сказаться на скорости! Почему-то даже писатели мануалов к роутерам, не говоря уже об обзирателях, при выборе настройки безопасности рекомендуют выбирать шифрование TKIP + AES. Однако если налажать и использовать режим шифрования TKIP в mixed mode сети, то скорость всей сети автоматически упадет до 802.11 g, поскольку сетями 802.11n такой устаревший тип шифрования просто не поддерживается. Оно вам надо? Сравните:

Пропускная способность беспроводной WPA-PSK сети в режиме шифрование AES, раскрывается весь потенциал 802.11n (около 13,5 Мб/с):

И пропускная способность этой же беспроводной сети при использовании шифрования TKIP (около 2,8 МБ/с):

Сравнили? А теперь забудьте про этот TKIP вообще! Это просто старые ужасные грабли.

Если кому интересно - пропускная способность сети в обеих случаях  замерялась при передаче одно и того же файла (iso образа диска) размером 485,5 МБ между единственным передатчиком (роутер) и единственным приемником (Wi-Fi карта ноутбука) в беспроводной сети.

Ускорение с тормозами

Пожалуй, не буду рассказывать про длинную и короткую преамбулу и прочую чепуху, оставшуюся в настройках сетевого оборудования с доисторических времен – это утратило актуальность еще с приходом стандарта Wi-Fi 802.11g, когда длинные преамбулы ушли на вечный покой. Но, тем не менее, некоторые интересные «плюшки» ускорения Wi-Fi сохранились еще с тех пор.  Это, например, возможность использования Short GI. Что за…?

Поясняю. Wi-Fi оборудованием используется так называемый Guard Interval. Это пустой промежуток времени между последовательно передаваемыми по беспроводной связи символами (обычно шестнадцатеричными). Интервал имеет важное прикладное значение – он  используется для снижения уровня ошибок при беспроводной передаче данных. Стандартный Guard Interval имеет продолжительность 800нс. Предполагается, что за 800нс отправленный радиосигнал гарантированно попадет на приемное устройство с учетом всех возможных задержек, и можно будет отправлять  следующий символ.

Ну так вот, «оверклокеры Wi-Fi», предлагают сократить защитный интервал. Short GI означает Guard Interval сокращенный вдвое, до 400нс. В теории по расчетам британских ученых это должно поднять скорость работы беспроводной сети примерно на 10% с небольшим. Отлично же! И вроде как в пределах небольшой сети «подводных каменей» для быстрых волн Wi-Fi не должно быть при Short GI. На это когда-то купился и я. Около года мой роутер проработал с Short GI, пока  в один прекрасный момент я не решил померять прирост производительности от этого «улучшайзера». Померял.  И чуть не откусил себе локти!

Нет, это даже не грусть, это вообще печаль какая-то! Скорость работы сети с параметром Short GI оказалась раза так в два ниже, чем с нормальным Guard Interval . Почему так произошло? Потому что в условиях перенасыщенного соседними сетями радиоэфира количество ошибок приема/передачи при сокращении Guard Interval существенно возросло! Увы, урезанием интервала снижения ошибок в реальных условиях можно добиться не роста, а наоборот, падения производительности беспроводной сети. Вот так грабли с сюрпризом! Это еще раз подтверждает аксиому: если применяет очередной «ускоритель» сети, всегда проверяйте полученный результат!

Свободу каналам!

Львиная доля писателей советов по ускорению Wi-Fi рекомендуют непременно «вручную» поискать наименее загруженные частотные радиоканалы и принудительно прописать их в настройках роутера для своей сети. Они почему-то совершенно забывают, что современный роутер сам способен выбирать наименее загруженные каналы при инициализации сети и начинать работу на них. Если же прописывать каналы принудительно, то возможна ситуация, как в сказке про двух баранов на мосту. Например, когда один настройщик «прописывал» каналы, соседский роутер не работал, и наоборот. В итоге возникает вариант, когда наиболее близкие соседние сети по итогам «ручных» настроек оказываются на одних и тех же каналах. И поскольку настройки жестко заданы пользователем, сам роутер уже не в состоянии ничего изменить и упорно работает на занятых частотах. В результате соседние сети, использующие широкий (40 МГц) диапазон для беспроводной связи, активно мешают друг другу, а пользователи плюются от низкого качества связи.

Чтобы не наступить на эти неприятные грабли, предоставьте Wi-Fi роутеру возможность самостоятельно проверить эфир и выбрать свободные радиоканалы.

За сим раскланиваюсь, светлого вам беспроводного будущего!

Почитайте еще про настройку беспроводных сетей:

• Как раздавать 3G-интернет через Wi-Fi: инструкция к смартфонам, планшетам, ноутбукам и роутерам
• Wi-Fi с привкусом телевидения: используем телевизор как роутер
• Зачем в доме умная Wi-Fi-розетка: обзор Orvibo S20

А посмотреть доступные на рынке устройства для раздачи беспроводного интернета можно в нашем каталоге Wi-Fi-роутеров.