Mạng lan không dây

PhÇn I Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp MỤC LỤC Trang Mở đầu 3 Phần i Tổng quan mạng lan Chương 1 giới thiệu mạng LAN 1 1 Giới thiệu 4 1 2 Các thành phần cơ bản trong mạng[.]

MỤC LỤC Trang Mở đầu Phần i Tổng quan mạng lan Chương giới thiệu mạng LAN 1.1 Giới thiệu .4 1.2 .Các thành phần mạng LAN .7 1.2.1 Cáp mạng 1.2.2 Card giao diện mạng 1.2.3 Các Hub 1.2.4 Các cầu nối 10 1.2.5 Switch .10 1.2.6 Router 10 1.3 Kiến trúc phân tầng mơ hình tham chiếu OSI 11 1.3.1 Kiến trúc phân tầng 11 1.3.2 Mơ hình tham chiếu OSI 11 1.4 Các chuẩn mạng LAN .16 1.5 Kỹ thuật mạng LAN 17 1.5.1 Cấu hình mạng 17 1.5.2 Đường truyền vật lý 19 Chương tổng quan mạng LAN không dây 2.1 Giới thiệu 22 2.2 Hoạt động LAN không dây 22 2.3 So sánh LAN hữu tuyến LAN vô tuyến 23 2.4 Các ứng dụng mạng không dây 25 2.5 Các tiêu chuẩn mạng LAN không dây 27 Phần II MẠNG LAN KHÔNG DÂY Chương KIẾN TRÚC MẠNG LAN KHÔNG DÂY 3.1 Kiến trúc Logic LAN không dây .30 3.2 Kiến trúc vật lý thành phần LAN không dây .30 3.2.1 Anten thu phát 31 3.2.2 Kênh truyền thông 32 3.2.3 Các thiết bị đầu cuối .32 3.2.4 Phần mềm giao diện mạng không dây .33 3.3 Kiến trúc IEEE 802.11 35 3.3.1 Đặc tả kiến trúc IEEE 802.11 35 Đồ án tốt nghiệp doanh nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho 3.3.2 Líp MAC 36 3.3.3 Phân đoạn tập hợp 38 3.3.4 Giải thuật quay lui theo luật số mũ 39 3.3.5 Gia nhập ô (BSS) .40 3.3.6 Roaming 40 3.3.7 Đồng 41 3.3.8 An toàn 41 3.3.9 Các loại khung 41 3.3.10 Các khung thông dụng 45 3.3.11 Chức phối hợp điểm (PCF) 46 Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRUY XUẤT ĐƯỜNG TRUYỀN VẬT LÝ 4.1 Các phương pháp truy nhập gán cố định .47 4.1.1 Phương pháp đa truy nhập phân chia theo tần số (FDMA) 47 4.1.2 Phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) .48 4.1.2 Phương pháp đa truy nhập phân chia theo mã (CDAM) .49 4.2 Các phương pháp truy nhập ngẫu nhiên 50 4.2.1 ALOHA tuý 50 4.2.2 ALOHA phân khe 52 4.2.3 Đa truy nhập cảm ứng sóng mang (CSMA) 52 4.3 Các phương pháp truy nhập có điều khiển 55 4.3.1 Phương pháp chuyển thẻ 55 4.3.2 Truy nhập theo thứ tự 57 Chương KỸ THUẬT LAN KHÔNG DÂY 5.1 Các yếu tố thông tin không dây .59 5.1.1 Bé thu phát không dây 59 5.1.2 Phát xạ điện từ 59 5.1.3 Phổ điện từ 60 5.1.4 Phạm vi truyền dẫn 61 5.2 Kỹ thuật LAN không dây .62 5.2.1 Phổ tần sử dụng cho LAN không dây 62 5.2.2 Đường truyền không dây .63 5.2.3 Các kỹ thuật điÒu chế dùng cho LAN không dây 66 5.2.4 Các thành phần LAN không dây 71 5.2.5 Các cấu hình LAN khơng dây 73 5.2.6 Các kỹ thuật cho LAN hồng ngoại 77 5.3 Các vấn đề cần quan tâm mạng không dây 80 5.3.1 Sù can nhiễu tín hiệu vơ tuyến 80 5.3.2 Kiểm soát lượng .81 5.3.3 An ninh mạng 82 5.3.4 Các vấn đề lắp đặt 83 KẾT LUẬN 84 SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 MỞ ĐẦU Trong năm trở lại đây, vấn đề thông tin không dây trở nên sôi động thị trường điện thoại di động Công nghệ khơng dây ngày có mặt nơi giới Hàng trăm triệu người trao đổi thông tin hàng ngày sử dụng máy nhắn tin, điện thoại tế bào, sản phẩm thông tin không dây khác Với thành công to lớn sản phẩm không dây dịch vụ tin, việc ứng dụng kỹ thuật thơng tin khơng dây vào mạng máy tính vấn đề đáng quan tâm So với mạng máy tính sử dụng phương tiện truyền dẫn thơng thường cáp, mạng máy tính khơng dây đem lại cho ta tiện Ých sau: + Tính di động + Dễ dàng lắp đặt địa hình + Giảm thời gian lắp đặt + Tăng độ tin cậy + Tiết kiệm chi phí lâu dài Cuộc cách mạng công nghệ thông tin nước ta diễn sôi động Nhiều dự án phát triển công nghệ thông tin triển khai theo giả pháp tổng thể trở thành đối tượng nghiên cứu, ứng dụng nhiều người ngành nghề khác Trong đó, mạng cục (LAN) phổ biến tính tập trung, thống nhất, dễ dàng quản lý…, đồng thời phản ánh nhu cầu thực tế quan, trường học, doanh nghiệp cần kết nối hệ thống đơn lẻ thành mạng nội để tạo khả trao đổi thông tin, phân chia tài nguyên (phần cứng phần mềm) Với triển vọng mạng cục (LAN) khơng dây đối tượng nghiên cứu đồ án tốt nghiệp Trong q trình hồn thành đồ án hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy giáo Em xin trân trọng cảm ơn! SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp Phần I Tổng quan mạng lan Chương Giới thiệu mạng LAN 1.1 GIỚI THIỆU Mạng cục bộ, gọi chung LAN (Local area Network) mạng riêng mét cao ốc hay mét khu tập thể cỡ vài kilômet Mạng dùng rộng rãi để kết nối máy tính cá nhân trạm làm việc (work station) văn phịng cơng xưởng cơng ty để dùng chung tài ngun trao đổi thơng tin Mục đích thiết kế LAN là: + Hoạt động vùng địa lý gới hạn + Cho phép đa truy xuất vào mơi trường có băng thơng cao + Điều khiển mạng độc lập người quản trị cục + cung cấp khả nối liên tục đến dịnh vụ cục +Tạo kết nối vật lý cho thiết bị liền LAN phân biệt với kiểu mạng khác ba đặc trưng sau: a./ Kích cỡ : LAN hạn chế kích cỡ, tức thời gian truyền tải xấu hạn chế biết trước Biết hạn chế để dùng kiểu thiết kế khác Điều làm việc quản trị mạng trở nên đơn giản b./ Kĩ thuật truyền dẫn: LAN thường dùng cơng nghệ truyền tải có dây cáp đơn cho máy tính gắn vào, tương tự mạng dây điện thoại sử dụng nông thôn Các LAN truyền thông với tốc độ từ 10Mb/s đến 100Mb/s có độ trễ thấp (hàng trục microgiây), Ýt lỗi Tỷ suất lỗi mạng LAN thấp nhiều so với mạng diện rộng, đạt từ đến c./ Cấu hình: Có thể có nhiều cấu hình cho LAN quảng bá, thường ta có ba loại cấu hình bản: cấu hình bus, cấu hình sao(start) cấu hình ring Ngài cấu hình ta cịn có cấu hình mở rộng kết hợp cấu hình là: start bus start ring Trong tất mạng máy tính có chung số thành phần, chức năng, đặc tính định, là: SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp doanh nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho + Máy chủ: cung cấp tài nguyên chung cho người dùng mạng + Máy khách: Máy truy nhập tài nguyên mạng dùng chung máy chủ cung cấp + Phương tiện truyền dẫn: cách thức vật liệu truyền dẫn để nối máy tính (nh loại cáp, sóng radio) + Dữ liệu dùng chung: Các tập tin máy chủ cung cấp cho toàn mạng + Các loại thiết bị ngoại vi dùng chung nh máy in + Tài nguyên: Tập tin, máy in, thành phần khác mà người dùng mạng sử dụng Mạng máy tính chia làm hai loại bản: + Mạng ngang hàng (peer to peer): mạng máy tính mạng có vai trị nh khơng có máy định chịu trách nhiệm quản lý mạng, không tồn máy phục vụ +Mạng dựa máy phục vụ (server-based): mạng có máy phục vụ chuyên dụng Sự phân biệt hai loại mạng nói quan trọng, loại có nhưnh khả khác Loại mạng mà dang sử dụng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nh: + Quy mô tổ chức (côngty hay văn phịng…) + Mức độ bảo mật cần có + Loại hình cơng việc + Mức đọ hỗ trợ có sẵn công tác quản trị + Nhu cầu người dùng mạng  Mạng ngang hàng Trong hệ thống mạng ngang hàng, không tồn máy phục vụ chuyên dụng cấu trúc phân cấp máy tính Mọi máy tính mạng “bình đẳng” có vai trị Thơng thường, máy tính hoạt động với hai vai trò máy khách máy phục vụ, khơng có máy định chịu trách nhiệm quản lý toàn mạng Người dùng máy tính tự định liệu máy họ dùng chung mạng  Mạng dựa máy phục vụ Hiện hầu hết mạng máy tính có máy phục vụ chuyên dụng Máy phục vụ chuyên dụng máy hoạt động nh máy phục vụ không kiêm ln vai trị máy khách hay trạm làm việc Máy phục vụ có tính chun dụng chúng tối ưu hoá để phục vụ nhanh yêu cầu khách hàng mạng, nh để đảm bảo an toàn cho tập tin thư mục Mạng dựa máy phục vụ trở thành mơ hình chuẩn SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp cho hoạt động mạng Các dịch vụ mà máy phục vụ phải thi hành đa dạng phức tạp bao gồm nhận yêu cầu từ máy khách mạng, thực số trình xử lý để phục vụ yêu cầu, gửi kết qua mạng trở lại máy khách Một chương trình máy phục vụ lắng nghe yêu cầu mạng biết cách giải yêu cầu Sau đó, máy chủ sử dụng mạng để gửi kết tới máy khách Ta có nhiều loại máy phục vụ khác nhau: * Máy chủ tập tin/in Ên: Máy phục vụ tập tin, in Ên quản lý việc truy nhập sử dụng tài nguyên máy in tập tin người dùng Chẳng hạn, chạy chương trình xử lý văn bản, trình sử lý văn chạy máy tính Tài liệu xử lý văn bản, lưu máy phục vụ tập tin, in Ên tải vào nhớ máy tính chúng ta, cho chóng ta hiệu chỉnh xử lý cục Nói cách khác, máy phục vụ tập tin, in Ên dùng để lueu trữ tập tin liệu m¸y kh¸ch m¸y chđ tËp tin Ethernet LAN M¸y chđ CSDL Máy kách mạng dựa máy chủ khách Hoạt động máy kách nhưmáy khách Ehternet LAN Hoạt động Hoạt động Máy kách Máy kách máy chủ máy chủ Máy hoạt động máy chủ in Mạng ngang hàng Hoạt động Máy kách Hình 1.1: Ví dụ mạng ngang hàng Và mạng dựa m¸y phơc vơ *Máy phục vụ chương trình ứng dụng: SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp máy phục vụ chương trình ứng dụng đảm bảo cho chương trình ứng dụng liệu có sẵn cho máy khách sử dụng Chẳng hạn, máy chủ lưu trữ lượng liệu khổng lơf tổ chức cho truy nhập dễ dàng Máy phục vụ chương trình ứng dụng khác với máy phục vụ tập tin, in Ên Với máy phục vụ tập tin/in Ên, liệu tập tin tải vào máy tính đưa u cầu Cịn với máy phục vụ chương trình ứng dụng, sở liệu tồn máy phục vụ có kết yêu cầu tải xuống máy tính đưa yêu cầu *Máy phục vụ thư tín: Máy phục vụ thư tín quản lý việc trao đổi thông điệp người sử dụng mạng *Máy phục vụ fax: Máy phục vụ fax quản lý lưu lượng fax vào khỏi mạng cách dùng chung mét hay nhiều mạch fax/modem * Máy phục vụ truyền thông: Máy phục vụ truyền thông quản lý luồng liệu thông điệp E-mail mạng riêng máy phục vụ với mạng khác, với máy tính lớn, người dùng truy nhập từ xa Việc hoạch định sử dụng nhiều loại máy phục vụ khác trở nên vô quan trọng mạng phát triển theo diện rộng Người lập kế hoạch phải tính đến tốc độ khả phát triển mạng, đảm bảo cho người dùng mạng khơng bị cản trở vai trị máy phục vụ cụ thể cần thay đổi 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN TRONG MẠNG LAN 1.2.1 Cáp mạng Ngày phần lớn kết nối dây dẫn cáp thuộc loại đó, đóng vai trị nh phương tiện truyền tín hiệu máy tính mạng Các loại cáp thường sử dụng: a./ Cáp đồng trục: Dạng đơn giản nhất, cáp đồng trục gồm lõi đồng nguyên chất bọc cách ly, lớp bảo vệ lưới kim loại lớp vỏ bọc ngồi Líp vá bäc (PVC) cách ly chất Lưới đồng nhôm lõi dẫn điện Hình 1.2: Cáp đồng trục với lớp kh¸c SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp Có hai loại cáp đồng trục là: loại cáp mảnh loại cáp dày Loại mảnh có đường kính 0.25 inh (0.5cm) Có đặc điểm mềm dẻo, mang tín hiệu xa tới 185m trước tín hiệu bắt đầu suy yếu Loại cáp dày có dường kính 0.5 inh (1.3cm) có dặc điểm cứng, mang tín hiệu xa 500m trước tín hiệu suy yếu b./ Cáp xoắn đơi hình thái đơn giản cáp xoắn đôi gồm hai sợi dây cách ly quấn vào Cáp xoắn đơi có hai loại là: Cáp xoắn đôi trần (UTP) cáp xoắn đơi có bọc (STP) UTP STP Vá bäc b¶o vƯ Hinh 1.3: Cáp xoắn đôi trần cáp xoắn đôi cã vá bäc Loại UTP: Sử dụng chuẩn 10BaseT, có độ dài tối đa đoạn cáp 100m Cáp gồm hai dây đồng cách điện , tuỳ theo mục đích khác cáp xoắn đơi trần có tỉ lệ xoắn đơn vị chiều dài khác UTP định rõ chuẩn 586 EIA/TIA đề ra, chuẩn định tiêu chuẩn áp dụng cho tình dây tồ nhà đảm bảo tính thống sản phẩm Những tiêu chuẩn bao gồm hạng: + Hạng 1: Hạng nói đến cáp điện thoại UTP truyền thống vốn truyền âm khơng truyền liệu + Hạng 2: Hạng chứng nhận cáp UTP truyền liệu với tốc độ lên tới 4Mbps Cáp gồm bốn dây xoắn đôi + Hạng 3: Hạng chứng nhận cáp UTP truyền liệu với tốc độ lên tới 10Mbps Cáp gồm bốn dây xoắn đôi Với ba xoắn fool (30,48cm) + Hạng 4: Hạng chứng nhận cáp UTP truyền liệu với tốc độ lên tới 16Mbps Cáp gồm bốn dây xoắn đôi + Hạng 5: Hạng chứng nhận cáp UTP truyền liệu với tốc độ tối đa 100Mbps Cáp gồm bốn dây xoắn đôi Với cấu tạo cãp đôi trần dẽ bị nhiễu xuyên âm để khắc phục nhược điểm người ta dùng vỏ bọc để giảm tình trạng nhiễu xuyên âm Loại STP: Loại dùng vỏ đồng bện, dùng lớp cách ly nh cáp đồng trục, xung quanh cặp dây mắt xoắn bên cặp dây dùng chất cách ly Lớp SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp cách ly bảo vệ không cho tác động nhiễu ngồi mơi trường ảnh hưởng đến liệu truyền c./ Cáp quang: Trong cáp sợi quang, sợi quang truyền tín hiệu liệu dạng số hình thái xung ánh sáng Do xung điện khơng truyền qua sợi quang nên gửi liệu cáp quang tương đối an toàn, chánh loại nhiẽu suy hao Ýt Cáp quang truyền liệu với tốc độ cao tín hiệu khơng bị suy yiêú q trình truyền, khơng bị nhiễu Kết cấu sợi quang: Cáp quang tương tự nh cáp đồng trục, ngoại trừ khơng có lớp lưới Cáp quang có lõi sợi thuỷ tinh (sợi quang ) cực mảnh, bao bọc lớp thuỷ tinh đồng tâm gọi lớp vỏ bọc Lớp vỏ bọc có chiết xuất thấp lõi để giữ ánh sáng lõi bìa khốc ngồi plastic để bảo vệ thuỷ tinh Vá bäc thuû tinh Sợi quang Vỏ bảo vệHình 1.4: Cáp sợi quang Các sợi quang kết nối theo ba cách khác nhau: Thứ chúng tận đầu nối cắm vào phích sợi quang Cách thứ hai, chúng bện học Cách thứ hai, hai mảnh sợi quang nung chảy để làm thành kết nối chắn Mỗi sợi quang truyền tín hiệu theo hướng định, cáp có hai sợi nằm vỏ bọc riêng biệt Một sợi truyền sợi nhận Truyền liệu qua cáp quang không dễ bị nhiễu vận tốc cực nhanh với khoảng cách xa, so với sợi kim loại sợi quang ưu điểm cịn có ưu điểm trội quản lý dải rộng Đối với mạng truyền liệu cáp quang dùng với mạng cần tốc đọ cao ,mạng diện rộng, có tính an toàn Ngoài loại cáp phương tiện vật lý để kết nối vật lý máy tính mạng ta cịn dùng loại sóng radio để truyền tín hiệu máy tính mạng 1.2.2 Card giao diện mạng NIC (Network Interface Card) Card giao diện mạng đóng vai trị nh giao diện kết nối vật lý máy tính phương tiện kết nối (cáp mạng) Những card mạng mạch in cắm vào khe mở rộng bên máy tính máy chủ mạng SV Nguyễn hữu hiếu Đồ án tốt nghiệp doanh nghiệp Xây dùng mạng LAN khơng dây cho Vai trị card mạng chuẩn bị liệu cho đường truyền, gửi liệu đến máy tính khác kiểm sốt luồng liệu máy tính đường truyền Card mạng nhận liệu gửi từ đường truyền chuyển dịch thành byte để máy tính hiểu Card mạng coi thiết bị dùng để liên kết liệu card mạng sở hữu mã nhất, gọi địa MAC Địa dùng để điều khiển truyền số liệu cho máy tính mạng Mặt khác cịn thực chức điều khiển kết nối logic LLC (logical link control) 1.2.3 Các hub Hub thiết bị mạng thuộc lớp mơ hình tham chiếu OSI Mục đích hub tái sinh định thời lại tín hiệu mạng Điều thực mức bit cho số lớn host dùng trình gọi tập trung Có hai lý để ta lựa chọn Hub tạo điểm kết nối tập trung cho môi trường dây dẫn, tạo độ tin cậy cho mạng Tức cáp đơn bị hỏng khơng ảnh hưởng đến tồn mạng Ta có hai loại Hub Hub chủ động Hub bị động, hầu hết dùng Hub chủ động Hub chủ động lấy lượng từ nguồn cung cấp riêng để tái sinh tín hiệu mạng Hub bị động làm nhiệm vụ đơn giản chia tín hiệu cho nhiều user, chúng khơng tái sinh tín hiệu, chúng khơng thể mở rộng chiều dài cáp, chúng cho phép hai hay nhiều host nối vào segment mạng Trong mạng token ring hub gọi MAU (Media Acces Unit), tưc truy nhập đa trạm ngồi cịn có tên SMUS (Smart Media Acces Unit) bé truy nhập đa trmj thoong minh Hub thơng minh có pỏt cấu hình, có định nghĩa chúngcó thể lập trình để quản lý tải mạng 1.2.4 Cầu (bridge) Cầu thiết bị lớp hai thiết kế để nối segment LAN với Mục đích bridge lọc tải mạng , giữ lại tải mạng, giữ lại tải cục cho phép kết nối đén thành phần khác mạng cho tải gửi đến Bridge nhận biết tải cục tải không, cách vào địa cục Mỗi thiết bị lập mạng có địa MAC NIC, bridge theo dõi địa MAC hướng đưa định dựa danh sách địa MAC 1.2.5 Switch Thực chất switch bridge đa port Sự khác hub switch switch đưa định dựa vào địa MAC cịn hub khơng đưa định 1.2.6 Router SV Nguyễn hữu hiếu 10 ... tốt nghiệp Xây dùng mạng LAN không dây cho doanh nghiệp Phần I Tổng quan mạng lan Chương Giới thiệu mạng LAN 1.1 GIỚI THIỆU Mạng cục bộ, gọi chung LAN (Local area Network) mạng riêng mét cao ốc... 5.2.4 Các thành phần LAN không dây 71 5.2.5 Các cấu hình LAN không dây 73 5.2.6 Các kỹ thuật cho LAN hồng ngoại 77 5.3 Các vấn đề cần quan tâm mạng không dây 80 5.3.1 Sù can... 61 5.2 Kỹ thuật LAN không dây .62 5.2.1 Phổ tần sử dụng cho LAN không dây 62 5.2.2 Đường truyền không dây .63 5.2.3 Các kỹ thuật điỊu chế dùng cho LAN khơng dây 66 5.2.4