Wireless Access Points

Wireless Access Point, links per Kabel mit dem Internet (unten) und drei Endgeräten verbunden, über die Antennen drahtlos mit weiteren Endgeräten.

Ein Wireless Access Point [ˈwaɪəlɪs ˈæksɛs pɔɪnt] (WAP, deutsch „Funkzugangsknoten“) ist ein elektronisches Gerät, das als Schnittstelle für kabellose Kommunikationsgeräte fungiert. Endgeräte stellen per Wireless Adapter (Funkadapter) eine Funkverbindung zum Wireless Access Point her, der wiederum über ein Kabel mit einem fest installierten Kommunikationsnetz verbunden sein kann. Für gewöhnlich verbinden Wireless Access Points Notebooks und andere mobile Endgeräte mit eingebautem Wireless Adapter über ein Wireless Local Area Network (WLAN, Funknetz) mit einem Local Area Network (LAN) oder einem anderen kabelgebundenen Datennetz (Telefonnetz, Kabelfernsehnetz ...).

Ein Wireless Access Point kann zudem im sogenannten Ad-hoc-Modus als zentrale Schnittstelle zwischen mehreren Endgeräten verwendet werden. Auf diese Weise können Geräte wie Computer und Drucker kabellos miteinander verbunden werden.

Technische Einordnung

Wireless Access Points erfüllen hauptsächlich dieselben Aufgaben wie Bridges und Switches: Sie verbinden verschiedene Geräte auf hardwarenahem Niveau miteinander. Dabei vermeiden sie einerseits Datenkollisionen durch Techniken wie CSMA/CA und überbrücken andererseits Unterschiede zwischen verschiedenen Übertragungsmedien. Im OSI-Modell sind Wireless Access Points daher wie Switches und Bridges in der Verbindungsschicht (Schicht 2, engl. network layer) angesiedelt, obwohl sie weitere Funktionen wie Routing, Paketfilter und DHCP-Server bieten können, die höhere Schichten des Modells betreffen.

802.11-Access-Points

Einem Funknetzwerk nach dem IEEE-Standard 802.11 wird ein Funknetzwerkname (ESSID) zugewiesen. Über die ESSID können Clients verschiedene Netze auseinanderhalten. Ein Access Point kann nun regelmäßig Datenpakete mit der ESSID (und anderen Daten des Wireless LAN) per Broadcast-Telegram versenden, damit Clients ein existierendes Netz identifizieren können.

Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal von 802.11-Basisstationen ist, welche Betriebsmodi sie unterstützen: Manche Access Points können Verbindungen zu anderen Access Points und Clients gleichzeitig aufbauen.

Die möglichen Betriebsmodi eines 802.11-Access-Points sind das Basic Service Set (BSS), das Extended Service Set (ESS), die Ethernet Bridge, die Wireless Bridge, der Wireless Repeater und das Wireless Distribution System. Diese Topologien werden auch als Infrastruktur-Modus (Infrastruktur-Netzwerke) bezeichnet.

• Im Basic Service Set wird ein einzelner Access Point betrieben, an dem sich beliebig viele Endgeräte einbuchen und Daten austauschen können. Die Clients eines solchen Access Points bilden ein autarkes Intranet.
• Unterstützt ein Access Point den Modus Ethernet Bridge, bietet er neben der Funkschnittstelle noch ein Netzwerkinterface mit RJ-45-Buchse als Schnittstelle in das kabelgebundene Ethernet und vermittelt die Daten zwischen Ethernet und Wireless LAN. Dieser Modus (das Bridging zwischen Wireless LAN und Ethernet auf OSI-Schicht 2) entspricht den Fähigkeiten eines gewöhnlichen, gegenwärtig marktüblichen Access Points. Kann der Access Point dagegen auch auf OSI-Schicht 3 vermitteln, insbesondere TCP/IP-Pakete routen, spricht man von einem WLAN-Router.
• Für das Extended Service Set verkabelt man zwei oder mehr Access Points über ein Ethernet und stellt den gleichen Funknetzwerknamen (ESSID) auf allen Access Points ein. Dadurch vergrößert sich die Reichweite des Funknetzes, denn die Clients werden automatisch zwischen den Access Points übergeben (Roaming), sobald sich der Standort des Clients entsprechend geändert hat.
• Das Wireless Distribution System ermöglicht es, mehrere Access Points kabellos miteinander zu verbinden. Dabei unterscheidet man zwischen dem Point-to-Point-Modus (Wireless Bridge) und dem Point-to-Multipoint-Modus (Wireless Repeater). Es sollten dabei Access Points desselben Herstellers verwendet werden.

Den Möglichkeiten der obigen Infrastrukturmodi steht der Ad-hoc-Betrieb (Ad-hoc-Netz) gegenüber:

• Der Betrieb eines Wireless LAN als Independent Basic Service Set (IBSS) benötigt keinen Access Point: Im IBSS können zwei oder mehr Endgeräte ein Ad-hoc-Netz aufbauen. Die Stationen kommunizieren dabei direkt miteinander (statt über einen Access Point wie im Infrastruktur-Modus) und müssen sich hierzu in gegenseitiger Funkreichweite befinden.

• In einem Mesh Network (Ad-hoc-Netz, MANET) wird (allgemein) jeder Teilnehmer zu einem Netzknoten; er ist nicht länger ein Endgerät. Durch das Überlappen von Funkzellen beliebiger Knoten entsteht eine spontane Vermaschung: Ein Ad-hoc-Netzwerk, in dem jeder Teilnehmer die von einem Nachbarn A eingehenden Datenpakete an den nächsten Nachbarn B weitergibt (Routing). Dadurch müssen sich zwei miteinander kommunizierende Endknoten nicht mehr in gegenseitiger Funkreichweite befinden. Netzwerkknoten können sich dabei spontan öffnen und wieder verschwinden, wenn etwa ein Notebook ein- oder ausgeschaltet wird. Es gibt bereits erste IEEE-Standards, Software und Hardware zum Aufbau von Mesh-Netzen. Aus gesellschaftlicher Sicht sind Mesh-Netze auf WLAN-Technik derzeit überaus spannend: Sie haben das Potential, von teurer Infrastruktur größtenteils unabhängige und dadurch völlig frei zugängliche Bürgernetze zu schaffen. Die softwaretechnischen Herausforderungen sind für netzaffine Menschen ebenso spannend. Projekte, die sich mit dieser Problematik auseinandersetzen, sind Freifunk in Deutschland beziehungsweise Funkfeuer.at in Österreich und Openwireless.ch in der Schweiz.

Außerhalb der Infrastruktur- und Ad-hoc-Modi wird oft noch ein Client-Modus unterstützt:

• Einige Access Points können im Client-Modus betrieben werden: Ein Endgerät mit Ethernet-Anschluss (PC, Drucker etc.) wird per Kabel mit dem Access Point verbunden. Der Access Point im Client-Modus ist ein reiner Ersatz für einen WLAN-Ethernet-Adapter (und von seiner Funktion her somit kein Access Point mehr, sondern nur noch ein Wireless-Adapter).

Kompatibilitätsprobleme

Nicht jedes Produkt unterstützt alle Betriebsmodi. Nicht jeder Access Point bietet eine Buchse für den einfachen Anschluss einer externen Antenne.

Im Extended-Service-Set-Modus: Oft besteht ein Problem mit der Kompatibilität von Basisstationen unterschiedlicher Hersteller. Sollen diese zu einem gemeinsamen Netz verbunden werden und soll Roaming zwischen den einzelnen APs ermöglicht werden, müssen die Geräte Informationen über die eingebuchten Clients austauschen. Hierzu wird ein Netzwerkprotokoll benötigt, für das aber erst zeitlich verzögert der Standard IEEE 802.11f verabschiedet wurde. Zwischenzeitlich hatten schon viele Hersteller eigene, zueinander inkompatible Lösungen geschaffen.

Point-to-Point bzw. Multipoint: Da es sich bei dem verwendeten WDS nicht um einen anerkannten Standard handelt, sollten Geräte desselben Herstellers verwendet werden, zumindest Geräte mit dem gleichen Chipsatz.

Es wird von Problemen bei einzelnen WLAN-Karten beziehungsweise Treibern berichtet, die nicht mittels Repeatern kommunizieren können. Der Käufer sollte deshalb im Vorfeld in den gängigen Internet-Foren und auf den Herstellerseiten recherchieren, ob schon Erfolge beziehungsweise Misserfolge für die Kombination der jeweiligen Produkte vorliegen.

802.11-Access-Points als Software-Lösung

Es gibt Software, die einem PC mit einer gewöhnlichen WLAN-Karte die nötige Logik beibringt, um als Access Point zu arbeiten. Nur bestimmte WLAN-Karten werden von der Software unterstützt. Bei Mac OS X auf Apple-Macintosh-Computern ist dieses ohne weitere Software bereits mit der Systemsoftware des Betriebssystems möglich. Diese theoretisch flexible Lösung hat auch Nachteile: Leider verfügen die WLAN-Karten selten über einen Anschluss für eine externe Antenne, und ein PC hat weit größeren Strom-, Kühlungs- und Platzbedarf als ein hardwarebasierter Access Point, der auch bei schlechtem Wetter praktikabel mit Solarzellen betrieben werden kann und leicht gegen Umwelteinflüsse zu schützen ist.

Programme sind:

• Less Networks Hotspot Server
• WiFiAdmin [1], Paper on WifiAdmin [2]
• Public IP ZoneCD
• Wifidog captive portal [3]
• SAB Gateway
• phpHotspot [4]
• XSpot
• hotspot-zone
• Polhymnia [5]
• SurfCloud Live - Neighborhood Networking
• DMZS-NoCat
• fli4l [6]

Siehe auch

• Als Hot Spot bezeichnet man einen öffentlichen Zugangspunkt.