Статьи

Мобильный Wi-Fi хот-спот для Apple iPad: на примере Nokia N900

Евгений Лебеденко / 30.06.2010 / 08:57

Mobile Hotspot — точка доступа, которая всегда под рукой

Wi-Fi в iPad — это высокоскоростной интерфейс IEEE 802.11n. Самая шустрая из всех «вафелек», обеспечивающая скорость передачи данных до 480 мегабит в секунду.

Старшая модель iPad Wi-Fi+3G дополнительно оснащена резервным двигателем третьего поколения, который позволяет бороздить сетевое пространство со скоростью от 2 до 3,6 Мбит/с.

Полноценное использование iPad требует постоянного доступа к интернету. И в этом смысле модель Wi-Fi+3G является более универсальной, поскольку предоставляет владельцу возможность не задумываться о поиске ближайшей точки доступа, поддерживая канал связи благодаря растущей как на дрожжах 3G-сети, которой обзавелся каждый уважающий себя оператор. Но за такую универсальность нужно платить. В официальном Apple Store (U.S.) базовая модель iPad Wi-Fi с 16 гигабайтами на борту стоит $499. Аналогичного объема модель WiFi+3G обойдется потребителю в $629, то есть на треть дороже Wi-Fi модели.

В нашей стране, где официальным iPad пока не пахнет ни в одном салоне связи, разница эта превращается просто в финансовую пропасть. В руках предприимчивых дельцов разница в цене между базовыми моделями iPad Wi-Fi и Wi-Fi+3G вырастает практически вдвое!

И эти самые дельцы знают, что делают, выставляя такие грабительские ценники на 3G-модель. Все дело в том, что в отличие от разнузданного западного капитализма, где «горячих точек» Wi-Fi доступа полным-полно, в России хот-споты (Hotspot) в отличие от хот-догов распространены не очень широко. И если в центре столицы и других российских мегаполисах вафлеточку еще можно найти, то в провинции с этим делом совсем худо. Придется заряжать iPad всем необходимым перед «выходом в свет» и на время прогулки забыть об удобном Twitter-клиенте, RSS-читалке, доступе к книжной ярмарке «Аймобилко» и массе таких привычных с интернетом вещей. Или не придется?

Конечно же, нет! Благодаря технологии Wi-Fi Tethering и устройствам, именуемым Mobile Hotspot.

Термин «tethering» в переводе с английского означает «привязка». Устройство, поддерживающее Tethering, привязывает к себе другие устройства, используя различные каналы передачи данных. Например, выходя в интернет с ноутбука, подключенного к мобильному телефону с помощью Bluetooth, мы используем Bluetooth Tethering, реализованный в мобильном телефоне. Если же в качестве канала передачи данных используется беспроводная сеть Wi-Fi, то устройство, раздающее интернет, поддерживает Wi-Fi Tethering. Этим устройством может быть коммуникатор, подключенный к интернету по технологии GPRS/3G и имеющий в своей комплектации Wi-Fi адаптер.

Например, с ролью такой мобильной точки доступа отлично справится коммуникатор Nokia N900 . С его помощью мы подключим iPad Wi-Fi к интернету в полевых условиях. Но для начала разберемся, как работает мобильная точка доступа и какие программы превратят Nokia N900 в хот-спот.

Родословная Mobile Hotspot

Идея мобильной точки доступа Wi-Fi не появилась в одночасье. Ей предшествовал достаточно длительный путь разработок, никак не связанных с возможностью мобильного устройства раздавать интернет, поступающий из одного его канала передачи данных в канал Wi-Fi сети.

Прародителем Mobile Hotspot устройств, без сомнения, можно считать беспроводные сети, построенные по технологии ad hoc. На латыни термин «ad hoc» означает «действовать по ситуации» и широко применяется в дипломатии и юриспруденции.

В телекоммуникациях этот термин как нельзя лучше отражает проблему, с которой зачастую сталкиваются беспроводные устройства. Проблема эта — отсутствие центрального узла, который маршрутизирует пакеты данных от одного беспроводного устройства к другому. Являясь основой беспроводной сети, маршрутизатор хранит данные о IP-адресах устройств, образующих беспроводную сеть, или же динамически раздает эти адреса всем страждущим устройствам, которые пробуют зарегистрироваться в этой сети. Подобный режим работы сети называют режимом инфраструктуры (Infrastructure Mode). Отсутствие маршрутизатора в проводных сетях — катастрофа, ведь кабелем единовременно можно связать не более двух узлов. Выручить может почти не используемая сейчас технология моноканала, в которой компьютеры, как лампочки в гирлянде, висят на одном коаксиальном кабеле. В беспроводных сетях по определению проводов нет. А значит, в случае отсутствия маршрутизатора беспроводные устройства должны действовать ad hoc — по ситуации, связываясь друг с другом таким образом, чтобы каждый узел в сети имел маршрут к любому другому узлу через промежуточные узлы.

Беспроводную сеть с точкой доступа (маршрутизатором) можно назвать тоталитарной, ведь в ней имеется диктатор, который диктует узлам, как связаться друг с другом. Сети ad hoc — это пик демократии, где в общем гвалте дебатов «каждый с каждым» информация все-таки добирается до нужных адресатов.

Плата за такую децентрализованность — переизбыток связей. Беспроводные сети ad hoc (Mobile Ad hoc Network — MANET) — это полносвязные структуры, в которых путь от одного узла к другому можно проложить по множеству альтернативных маршрутов.

В сетях MANET отсутствует маршрутизатор. Его роль может исполнять любой узел сети или все узлы одновременно

 

Узлом MANET может стать любое устройство, оснащенное Wi-Fi адаптером

В общей классификации топологии вычислительных сетей MANET относятся к так называемым mesh-сетям — или, по-другому, сцепленным, ячеистым сетям. Основной идеей mesh-сетей является полная децентрализация функции управления маршрутом движения пакетов. Именно отсутствие маршрутизаторов как специальных узлов сети отличает mesh-сеть, например, от интернета. Благодаря такой топологии сцепленная сеть обладает феноменальной живучестью, продолжая соединять свои узлы даже в случае временного или постоянного выхода из строя большинства из них. К слову, по принципу mash-сетей (но только не на уровне транспорта пакетов, а на прикладном уровне) работают всем известные торренты.

Беспроводная сеть MANET является наиболее сложным вариантом mesh-сети, поскольку должна учитывать тот факт, что узлы сети могут перемещаться в пространстве, а также подключаться и отключаться от сети без предупреждения. Поработал пользователь на своем ноутбуке, захлопнул крышку, и один из узлов MANET-сети исчез. Не вышел из строя, а просто исключил себя из состава сети.

Благодаря связям узлов «каждый с каждым» беспроводная mesh-сеть обладает высокой живучестью

В рамках развития MANET-сетей было исследовано и разработано множество полезных вещей, таких как протоколы децентрализованной маршрутизации и технология виртуальных Wi-Fi адаптеров. Так появились первые Mobile Hotspot.

Virtual Wi-Fi

В настоящее время технологиями виртуализации никого не удивить. Многие пользуются альтернативной операционной системой параллельно с основной, установив ее в одном из пакетов виртуализации типа VMWare или Virtual Box. За небольшие деньги можно без проблем арендовать виртуальный частный сервер (VPS — Virtual Private Server) и навсегда забыть о проблемах с хостингом.

В основе виртуализации лежит идеология разделения аппаратных ресурсов компьютера между множеством программ и пользователей, создавая у них ощущение, что они пользуются этими ресурсами единолично.

Адаптер сети Wi-Fi является частью аппаратного обеспечения компьютера и также может быть виртуализирован. В середине 2000-х годов сразу несколько крупных компаний озаботились проблемой виртуализации Wi-Fi адаптеров.

Благодаря их усилиям свет увидела технология Virtual Wi-Fi (VWi-Fi), разработанная компанией Microsoft. Ее аналог, разработанный компанией Intel, получил название My Wi-Fi.

Архитектура Microsoft Virtual Wi-Fi позволяет на базе одного физического адаптера создать несколько виртуальных

 

Технология Intel My Wi-Fi позиционируется как средство включения в домашнюю сеть не только компьютеров, но и Wi-Fi периферии

Идея Virtual Wi-Fi проста. Благодаря виртуализации, единственный физический Wi-Fi адаптер компьютера превращается в несколько программно реализуемых виртуальных адаптеров, работающих совершенно независимо друг от друга. Это означает, что каждый из них может быть подключен к разным Wi-Fi сетям, расширяя возможности использования имеющейся вокруг беспроводной сетевой инфраструктуры.

Virtual Wi-Fi можно использовать и в обратном направлении. Если на компьютере программно реализовать маршрутизатор пакетов, то в случае его подключения к интернету по альтернативному каналу (например, по Ethernet или 3G) он сможет перенаправлять пакеты из интернета на множество созданных виртуальных Wi-Fi адаптеров. Компьютер при этом превращается в своеобразную точку доступа. На основе технологии Virtual Wi-Fi могут формироваться беспроводные частные сети (WPAN — Wireless Private Area Network), в которых через персональный компьютер с Virtual Wi-Fi подключаются другие гаджеты: коммуникаторы, игровые консоли, принтеры.

Подключив к такому компьютеру 3G-модем, можно выходить «в люди», раздавая интернет прямо на ходу для устройств Wi-Fi вдали от централизованных точек доступа.

Поддержка Virtual Wi-Fi реализована в операционной системе Windows 7. Правда, неофициально. Путем шаманства в командной строке Windows можно подключить режим Wireless Hosted Network и в «Центре управления сетями» и общим доступом организовать распределение интернет-соединения по виртуальным адаптерам.

Для включения недокументированной поддержки Virtual Wi-Fi в Windows 7 необходимо уметь работать с командной строкой

Для тех, кто не дружит с командной строкой, есть специальные утилиты. Самой известной является программа Connectify. Эта простая утилита позволяет настроить виртуальный Hotspot в несколько щелчков мышью. Другой широко применяемой утилитой является Virtual Roter Manager.

Утилита Connectify помогает настроить Virtual Wi-Fi несколькими щечками мыши

 

Программа Virtual Router Manager является альтернативой Connectify

Идея Virtual Wi-Fi оказалась настолько привлекательной, что ряд производителей решил реализовать ее в специальных аппаратных устройствах. Первопроходцами в этом начинании стала компания Novatel, выпустившая на рынок линейку компактных автономных Virtual Wi-Fi маршрутизаторов под брендом «MiFi».

Устройство Novatel MiFi — это настоящий маршрутизатор карманного формата

Внутри маршрутизатора MiFi трудится операционная система Linux, обеспечивающая, с одной стороны, создание множества виртуальных Wi-Fi адаптеров, а с другой — маршрутизацию пакетов из радиомодуля 3G в созданную сеть WPAN. По сути, устройства наподобие MiFi являются компактными компьютерами карманного формата. Благодаря технологии Virtual Wi-Fi владелец такого компьютера становится ходячей точкой доступа.

Программы JoikuSpot и Mobile Hotspot для Nokia N900

Если с раздачей мобильного интернета по Wi-Fi справляется специализированное устройство типа «MiFi», то почему бы не возложить эту задачу на современные коммуникаторы? Ведь они обладают всеми необходимыми для этого сетевыми интерфейсами, а их операционные системы поддерживают технологию Virtual Wi-Fi.

Впервые за эту задачу взялась компания Joiku, выпустив в 2008-м программу JoikuSpot для платформы Symbian S60 3rd Edition. Подробно о ней было рассказано в этом материале.

В дальнейшем вариант JoikuSpot был реализован для операционной системы Windows Mobile, предоставив армии владельцев WinMo-гаджетов возможность Wi-Fi Tethering.

Компания Joiku является первопроходцем программной реализации Mobile Hotspot

С выходом планшета Nokia N900 компания реализовала свой продукт и для этого Linux-компьютера. Первоначальная бесплатная бета-версия JoikuSpot for Linux была ориентирована на любые системы Linux, включая и персональные компьютеры. Чуть позже появился коммерческий продукт JoikuSpot Premium N900, ориентированный на работу с операционной системой Maemo 5. При стоимости в 9 евро JoikuSpot организует простую и удобную настройку Wi-Fi Tethering для владельцев Nokia N900 .

Фактически, все что требуется, — это дать имя беспроводной сети, которую организует JoikuSpot. Большинство остальных настроек работают по умолчанию и не требуют от пользователя каких-то специальных знаний. Чтобы включить режим Wi-Fi Tethering, достаточно нажать кнопку Share Internet, которая начнет процесс настройки Virtual Wi-Fi, подключение GPRS/3G-модуля и запуска сервера динамического назначения IP-адресов (DHCP).

В процессе работы JoikuSpot выводит на экран N900 мониторы пропускной способности, как интернет-канала, так и Wi-Fi-сети. В отдельном окне можно посмотреть те устройства, которые зарегистрировались с мобильной точкой доступа.

Программа JoikuSpot Premium N900 является платной. Но она стоит своих денег

JoikuSpot, как и серьезный аппаратный маршрутизатор, обеспечивает защиту данных своих Wi-Fi клиентов, шифруя трафик по протоколу WEP. Не самая надежная защита, но для мобильной точки доступа сойдет.

Но что делать, если Wi-Fi Tethering хочется, а вот с деньгами расставаться жалко?

Для таких рачительных N900-владельцев репозитории Maemo предлагают программу Mobile HotSpot. Будучи набором скриптов, написанных на языке Pyton, Mobile HotSpot являет собой образец минимализма в пользовательском интерфейсе. Запуск процедуры раздачи интернета осуществляется нажатием гигантской кнопки после несложной предварительной конфигурации. Естественно, ни о каких мониторах пропускной способности речи не идет.

Программа Mobile Hotspot является бесплатным аналогом JoikuSpot. Ее функционал оставляет желать лучшего

Mobile HotSpot заставляет пользователя установить в системе специально сконфигурированное ядро «Enhanced linux kernel for power users» версии 2.6.28, в активе которого, кроме всего прочего, находится поддержка mesh networking — тех самых ячеистых сетей, которые были рассмотрены выше.

Если пользователь не побоялся операции по «пересадке ядра», он получит бесплатную альтернативу программе JoikuSpot. Бесплатность ощущается не только в интерфейсе программы, но и в ее работе. Mobile HotSpot постоянно теряет пакеты и норовит отключить клиентов от Wi-Fi сети. Из протоколов шифрования трафика также доступен только WEP.

Единственным принципиальным отличием Mobile HotSpot от JoikuSpot является то, что процесс маршрутизации реализуется непосредственно самой системой, что более экономно с точки зрения поедания заряда батареи. Ну и размер программ разнится на порядок. 300 килобайт Mobile HotSpot против 3,5 мегабайт JoikuSpot.

Как обычно, выбор «удобство или бесплатность» — за пользователем.

Подключаем Apple iPad к точке доступа Nokia N900

Запуск мобильной точки доступа на Nokia N900 , вне зависимости от используемой программы Wi-Fi Tethering, занимает около минуты. Сперва требуется инициализировать оба канала передачи данных и организовать между ними маршрутизацию. Процесс этот более нагляден в программе JoikuSpot, которая сообщает пользователю, что же она делает на каждом шагу настройки.

Аскетичная в плане диалога программа Mobile HotSpot оповещает пользователя только о готовности Wi-Fi Tethering или выдает сообщение об ошибке — в случае проблем с каналом GPRS/3G.

Остается включить в iPad поиск доступных точек доступа.

Обе мобильные точки доступа iPad воспринял радушно. Настройка новой Wi-Fi сети заняла не больше времени, чем подключение в бесплатному хот-споту в «Макдональдсе».

Полевые испытания показали, что iPad вполне дружелюбен к программным Mobile Hotspot

Полевые испытания в движении и в условиях разной мощности сигнала GPRS/3G показали, что созданная сеть перестает нормально функционировать в двух случаях.

1. Когда уровень сигнала опускается критически низко (Wi-Fi сеть при этом остается, но процесс маршрутизации прекращается).

2. Когда случается переключение с технологии GPRS на 3G.

Заглядывая в будущее

Технология Wi-Fi Tethering становится популярной. Иначе как объяснить то, что ее поддержка официально реализована в новой версии операционной системы Android 2.2?

В операционной системе Android 2.2 функции Wi-Fi Tethering являются системными

Разработчики платформы Symbian пошли еще дальше. Начиная с версии Symbian ^3, они планируют внедрение в коммуникаторы стандарта Direct Wi-Fi — разновидности MANET-сети, обеспечивающей прозрачное для пользователя сопряжение устройств между собой не только для раздачи интернета, но и для обычного обмена файлами, просмотра потокового видео и... организации mesh-сетей.

Технология Direct Wi-Fi претендует на роль стандарта. Ее поддержка анонсирована в операционной системе Symbian ^3

Отпуская фантазию в полет, можно представить недалекое будущее, где коммуникаторы множества прохожих на улице города будут самостоятельно связываться в гигантскую распределенную сеть, обеспечивающую стопроцентное Wi-Fi покрытие для планшетов типа iPad и других Wi-Fi гаджетов.

Стать частью этой сети очень просто — достаточно завести у себя мобильный хот-спот.

blog comments powered by Disqus
Обратная связь
Имя
E-mail
Сообщение:

Отправить