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Le reti locali wireless: Wi-Fi e 802.11
di Marco Mezzalama
Politecnico di Torino, Professore ordinario
di Sistemi di Elaborazione, Prorettore.
Qualcuno sostiene che tra un anno o poco più
non ci saranno più fili nell’informatica: niente cavi di collegamento
dati, niente più matasse ingombranti intorno al pc! Rimarrà
solo il cavo dell’alimentazione elettrica, anche se la impressionante
crescita prestazionale delle batterie fa ipotizzare anche da questo punto
di vista un mondo sempre più wireless (“senza fili”).
Limitandoci tuttavia alla sola connettibilità dati, oggi si sta consolidando
la tecnologia WLAN, Wireless Local Area Network, cioè rete
locale, o LAN, senza fili, come mezzo di accesso a reti più ampie,
siano esse aziendali o globali. Questa tecnologia si affianca ad altre tecnologie
wireless per garantire il requisito della “mobilità totale”,
considerato il nuovo imperativo tecnologico e di business dalla stragrande
maggioranza degli operatori di telecomunicazioni e di informatica.
La collegabilità di un sistema mobile, tipicamente un pc portatile,
ad internet, o comunque ad una rete aziendale, si può oggi ottenere
sostanzialmente tramite due approcci: mediante l’uso di un cellulare
di seconda o terza generazione oppure tramite una rete locale wireless connessa
a sua volta ad una più grande rete locale fissa, che a sua volta sia
connessa ad internet in modo tradizionale.
L’uso della rete cellulare per collegarsi a internet è la soluzione
wireless oggi più diffusa, anche se per poco, vista la diffusione delle
reti WLAN. Tramite GSM, o la sua evoluzione GPRS, per aumentare la velocità
di trasmissione, o tramite UMTS, soluzione questa non ancora diffusa e tecnicamente
consolidata, è possibile collegare un pc o un PDA alla rete internet
o a intranet aziendali da qualsiasi sito coperto dalla rete cellulare (fig.
1).

Figura 1
Il limite di questa soluzione risiede nella limitata
banda trasmissiva, che nel caso del GPRS permette velocità dell’ordine
dei 100Kbps, pertanto scarsamente predisposta per dati multimediali. Si consideri
che la velocità delle reti fisse ADSL è circa 10 volte maggiore!
Il vantaggio è la garanzia di una connettività globale, senza
limiti geografici: da qualunque posto, purché coperto dalla rete cellulare,
a qualsiasi località del globo.
L’accesso a internet avviene in sostanza attraverso il sistema di telecomunicazioni
(tlc) delle reti cellulari.
Il concetto che sta alla base della soluzione WLAN è leggermente diverso:
si realizza una rete locale basata su tecnologia radio in grado di offrire
una copertura ad alta densità di traffico con estensione tipica variabile
da qualche decina di metri al chilometro. Tale rete può essere collegata
mediante un apparato concentratore, detto access point, ad una tradizionale
rete locale aziendale o, mediante una base station, ad un sistema di connettività
geografica gestito da un gestore di tlc, che ne garantirà il collegamento
a internet.

Figura 2
Nel primo caso (fig. 2) si garantisce mobilità
all’interno dell’azienda con il vantaggio dell’eliminazione
di connessioni fisse: si pensi ad esempio ad una sala riunioni, una sala studio
universitaria o un biblioteca. Nel secondo caso (fig. 3) si realizzano aree
di connettività in zone pubbliche, quali stazioni aeroporti, treni,
hotel, aree civiche. Queste aree pubbliche coperte da WLAN vengono di norma
identificate con il termine di “bolla telematica” o hot spot.
Ogni hot spot costituisce una sorta di area in cui sarà garantita dal
gestore una connettività ad elevata velocità, vedremo dell’ordine
dei Mbps, ben superiore a quella oggi ottenibile mediante connessione a rete
cellulare. Alla data attuale ci sono nel mondo circa 100.000 hot spot pubblici
con un trend di crescita che dovrebbe portare al raddoppio, nel giro di poco
più di un anno.

Figura 3
Tra le diverse tecnologie WLAN, si sta affermando
in tutto il mondo quella basata sullo standard IEEE 802.11, che definisce
le modalità operative ai primi due livelli del modello OSI. Tale standard
viene anche comunemente definito Wi-Fi, da wireless fidelity. Esso
deriva da Wi-Fi Alliance, un raggruppamento di aziende che garantiscono
attraverso il marchio Wi-Fi la compatibilità degli apparati allo standard
802.11. Per la verità 802.11 è il nome impiegato per designare
una famiglia di standard per realizzare WLAN. I principali di questi sono:
-
IEEE 802.11b. Opera a 2,4GHz
nella banda ISM, banda impiegata per utilizzazioni industriali, scientifiche
e mediche con area di impiego fino ad alcune centinaia di metri. La velocità
di trasmissione lorda, comprensiva cioè di tutti i bit di controllo,
è pari a 11 Mbps. Usa in prevalenza la tecnica di modulazione DSSS,
che minimizza le interferenze. Oggi è lo standard più diffuso,
sia in Europa che negli USA, con un’ampia gamma di dispositivi reperibili
a basso costo. Ad esempio il costo di una scheda per pc del tipo PCMCIA
è circa di 50 €.
-
IEEE 802.11a. Opera a 5GHz
in una banda più ampia di quella dello 802.11b e permette di raggiungere
una velocità di trasmissione lorda pari a 54 Mbps. Usa in prevalenza
la tecnica di modulazione OFDM. Attualmente è assai poco diffusa,
se non negli USA, e gli apparati non sono spesso compatibili con 802.11b,
limitando in tal modo la sua diffusione, nonostante una velocità
di trasmissione assai maggiore.
-
IEEE 802.11g. E’ il
nuovo standard che estende le caratteristiche di trasmissione dello standard
802.11b, portando la velocità di trasmissione a 54 Mbps, pur operando
a 2,4GHz e garantendo compatibilità con gli apparati di questo standard.
Vediamo ora una classica configurazione di
rete Wi-Fi, o 802.11b. Due sono i componenti fondamentali: un’unità
per l’interconnessione alla rete, detta NIC, e un apparato di accesso,
detto AP, access point. Quest’ultimo è normalmente connesso
alla dorsale di rete locale Ethernet e funge da concentratore e gestore dei
collegamenti wireless con i singoli apparati. Esiste un AP per ogni sottorete
wireless che svolge un ruolo simile ad un hub (letteralmente “perno”,
con riferimento al centro di una ruota in cui confluiscono tutti i raggi. In
pratica si tratta di un dispositivo che crea una connessione tra tutte le workstation
ad esso collegate) nelle tradizionali reti fisse. Ad esso si rivolgono tutti
gli apparati collegati alla rete senza fili. Ognuno di questi apparati dispone
di un NIC. Nel caso di pc portatili questo è di norma costituito da una
scheda PCMCIA, anche se è previsto che nel 2007 circa il 70% dei portatili
avrà integrate le funzionalità Wi-Fi. Il dispositivo NIC opera
da interfaccia tra il dispositivo mobile e la rete a radiofrequenza svolgendo
le funzioni di accesso alla rete, organizzazione dei dati in pacchetti e di
modulazione/demodulazione delle sequenze di bit.
Prima di concludere questa breve nota sulle reti wireless, pare opportuno evidenziare
un problema che assume significativa rilevanza in questo contesto. Si tratta
della sicurezza nelle trasmissioni. Una rete wireless a radiofrequenza è
infatti per sua intrinseca struttura una rete aperta: intercettare una comunicazione
è relativamente facile, mediante un semplice ricevitore opportunamente
sintonizzato. Ne deriva che devono essere messe in atto strategie per evitare
indesiderate intercettazioni, e tecniche per l’identificazione e l’autenticazione
degli utenti. In generale ci si orienta verso la cifratura delle trasmissioni
mediante opportune chiavi crittografiche.
L’autenticazione degli utenti si può realizzare con varie tecniche,
non ultima l’impiego della firma digitale. Resta il fatto che oggi il
problema della sicurezza delle reti wireless è uno dei nodi non ancora
totalmente risolti su cui studiosi e organismi internazionali stanno alacremente
lavorando.
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