Le modalità di funzionamento del WiFi (802.11 o WiFi)

Ultimo aggiornamento martedì 17 ottobre 2017 à 13:19 da Antonello Ciccarello.

Esistono diversi tipi di apparecchiature per la realizzazione di una rete senza fili WiFi. Gli adattatori senza fili o schede di rete (in inglese wireless adapters o network i nterface controller, sigla NIC): si tratta di una scheda di rete a norma 82.11 che permette ad un terminale di connettersi ad una rete senza fili.

Gli adattatori WiFi sono disponibili in numerosi formati (scheda PCI, scheda PCMCIA, adattatore USB, scheda CompactFlash, ecc.). Viene detta stazione qualsiasi apparecchiatura con una simile scheda.

A cosa servono i punti d'accesso WiFi
La modalità infrastruttura
- BSSID
- ESSID
La comunicazione con i punti di accesso
La modalità ad hoc

A cosa servono i punti d'accesso WiFi

I punti di accesso (sigla AP per Access point) permettono di dare un accesso alla rete filare (alla quale si è collegati) alle diverse stazioni vicine dotate di scheda WiFi. Lo standard 802.11 definisce due modalità operazionali:

La modalità infrastruttura nella quale i client senza fili sono connessi ad un punto di accesso. Si tratta generalmente della modalità di default delle schede 802.11b;

La modalità ad hoc nella quale i client sono connessi gli uni agli altri senza nessun punto di accesso.

La modalità infrastruttura

BSSID

Nella modalità infrastruttura ogni computer stazione (sigla STA) si connette ad un punto di accesso con un collegamento senza fili. L'insieme formato dal punto di accesso e dalle stazioni poste nella sua zona di copertura è detto insieme di servizi di base (in inglese basic service set, sigla BSS) e costituisce una cella. Ogni BSS è identificato da un BSSID, un identificativo di 6 byte (48 bit). Nella modalità infrastruttura, il BSSID corrisponde all'indirizzo MAC del punto di accesso:

la modalità infrastruttura del WiFi (802.11b)

È possibile collegare più punti di accesso tra loro (o più esattamente più BSS) tramite un collegamento detto sistema di distribuzione (sigla DS per Distribution System) per costituire un insieme di servizi estesi (extended service set o ESS). Il sistema di distribuzione (DS) può essere anche una rete filare, un cavo tra due punti di accesso oppure una rete senza fili:

creazione di un ESS collegando due AP attraverso un DS

ESSID

Un ESS è individuato da un ESSID (Service Set Identifier), cioè un identificativo di 32 caratteri (in formato ASCII) che serve da nome per la rete. L'ESSID, spesso abbreviato in SSID, rappresenta il nome della rete e in qualche modo un primo livello di sicurezza dato che la conoscenza del SSID è necessaria affinché una stazione si connetta alla rete estesa.

Quando un utente mobile passa da un BSS ad un altro durante il suo spostamento all'interno dell'ESS, l'adattatore di rete senza fili del suo terminale è capace di cambiare di punto di accesso secondo la qualità di ricezione dei segnali provenienti dai diversi punti di accesso. I punti di accesso comunicano tra loro grazie al sistema di distribuzione per scambiare delle informazioni sulle stazioni e permettere se necessario di trasmettere i dati delle stazioni mobili. Questa caratteristica che permette alle stazioni di "passare in modo trasparente" da un punto di accesso ad un altro è detta roaming.

La comunicazione con i punti di accesso

Quando una stazione entra in una cella, questa diffonde su ogni canale una richiesta di sondaggio (probe request) che contiene l'ESSID per il quale è configurata nonché le capacità di banda supportate del suo adattatore. Se nessun ESSID è configurato, la stazione ascolta la rete alla ricerca di un SSID.

In effetti ogni punto di accesso diffonde regolarmente (con un invio tutti gli o 1 secondi circa) un segnale (in inglese beacon) che da delle informazioni sul suo BSSID, le caratteristiche ed eventualmente il suo ESSID. L'ESSID è automaticamente diffuso per default, ma è possibile (è raccomandato) disattivare questa opzione.

Ad ogni richiesta di sondaggio ricevuta, il punto di accesso verifica l'ESSID e la richiesta di capacità di banda presenti nel frame tag. Se l'ESSID corrisponde a quello del punto di accesso, quest'ultimo invia una risposta contenente delle informazioni sul suo carico e dei dati di sincronizzazione. La stazione che riceve la risposta può così constatare la qualità del segnale emesso dal punto di accesso per giudicare la distanza alla quale si trova. In effetti in generale, più un punto di accesso è vicino, migliore sarà la capacità di banda.

Una stazione che si trova alla portata di più punti di accesso (con ovviamente lo stesso SSID) potrà così scegliere il punto di accesso che offre il miglior compromesso di capacità di banda e di carico:

Quando una stazione si trova nel raggio d'azione di più punti di accesso, starà ad essa scegliere al quale connettersi!

La modalità ad hoc

Nella modalità ad hoc i terminali senza fili client si connettono gli uni agli altri per costituire una rete peer to peer, cioè una rete nella quale ogni terminale ha allo stesso tempo il ruolo di client e di punto di accesso:

modalità adhoc del wifi

L'insieme formato dalle diverse stazioni è detto insieme di servizi a base indipendente (in inglese independant basic service set, abbreviato in IBSS).

Un IBSS è quindi una rete senza fili costituita minimo da due stazioni e che non utilizza punti di accesso. L'IBSS costituisce quindi una rete efemera che permette a delle persone poste in una stessa sala di scambiare dei dati. È identificata da un SSID, come lo è un ESS in modalità infrastruttura.

In una rete ad hoc, la portata del BSS indipendente è determinata dalla portata di ciascuna stazione. Questo significa che se due delle stazione della rete sono fuori portata l'una dall'altra, non potranno comunicare, anche se "vedono" altre stazioni. In effetti, contrariamente alla modalità infrastruttura, la modalità ad hoc non propone un sistema di distribuzione capace di trasmettere i frame da una stazione all'altra. Così un IBSS è per definizione una rete senza fili limitata.