Mạng WLAN DT6 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội
WLAN 3/10/2007 1 10 March 2007 1 Mạng WLAN 1. Lịch sử ra đời của WLAN 2. u điểm và nhợc điểm 3. Nguyên lý hoạt động 4. Dải tần sử dụng 5. Phổ trải phổ 6. Mô hình mạng WLAN 7. Giao thức mạng WLAN 8. Chuẩn mạng WLAN 9. Thiết bị mạng WLAN 10. Cơ chế truy cập mạng 11. Một số công nghệ mạng không giây 12. An toàn thông tin mạng WLAN 10 March 2007 2 1. Lịch sử phát triển mạng không giây Năm 1997, IEEE phác thảo chuẩn 802.11 cho WLANs Năm 1999, chuẩn 802.11b đợc phác thảo và đợc công nhận bởi mạng lới công nghiệp WLAN 3/10/2007 2 10 March 2007 3 10 March 2007 4 2. Ưu điểm và nhợc điểm Ưu điểm -> Tiết kiệm đợc chi phí thiết lập các đờng mạng trong các toà nhà và chi phí bảo dỡng -> Tiết kiệm thời gian -> Khả năng mở rộng và quản lý cao -> Tính linh động -> Tích hợp tốt với các máy tính đã có sẵn, chia sẻ tài nguyên Nhợc điểm -> Tốc độ bị hạn chế bởi băng thông có sẵn -> Sự ổn định đờng truyền phụ thuộc nhiều vào các thiết bị phát sóng WLAN 3/10/2007 3 10 March 2007 5 -> Tính bảo mật của hệ thống cha cao -> Tần số cao thì tốc độ cao nhng độ suy hao cũng tăng làm giảm khoảng cách. 3. Nguyên lý hoạt động Mạng không dây là sự kết nối 2 hay nhiều máy tính qua tín hiệu sóng radio và tia hồng ngoại Bộ điều hợp mạng WLAN ( adapter) hay card mạng WLAN nhiệm vụ là thu phát tín hiệu radio Các mạng LAN không dây hoạt động theo 1 nguyên lý chung. Nhng các adapter trên cùng 1 mạng phải sử dụng cùng 1 chuẩn. 10 March 2007 6 Internet Internet telephony Gateway PBX Server Router Access Point Client Proxy Server Internet Telephony Gateway PBX Telephone Telephone Neighborhood Network Internet Kiến trúc của WLAN WLAN 3/10/2007 4 10 March 2007 7 -> Chuẩn 802.11: tốc độ 2Mbps, phơng pháp nhảy tần và phân đoạn trực tiếp. -> Chuẩn OpenAir: tốc độ 1,6Mbps, phơng pháp nhảy tần -> Chuẩn HomeRF: truyền cả tín hiệu thoại và dữ liệu với tốc độ 1,6Mbps, phơng pháp nhảy tần. Môi trờng truyền: là không khí, công cụ truyền là sóng vô tuyến và tia hồng ngoại đã đợc điều chế Cấu hình mạng LAN không dây tiêu chuẩn, 1 thiết bị thu/phát đợc gọi là điểm truy cập. Chức năng tối thiểu là thu, làm đệm, và phát dữ liệu giữa mạng máy tính không dây và cơ sở hạ tầng hữu tuyến. Tín hiệu phát đi hay thu về đều nằm trên các tần số vô tuyến riêng biệt 10 March 2007 8 4. Dải tần sử dụng Các sản phẩm không giây sử dụng điều chế phổ trải rộng hoạt động tại dải tần công nghiệp, khoa học và y tế (ISM). 9 D D ả ả i i t t ầ ầ n n 900MHz 900MHz: độ rộng băng là 26MHz, bớc song sấp xỉ 30cm. Ưu điểm là có khả năng xuyên qua chớng ngại vật và thu phát mạnh trong khoảng cách vài km. 9 Dải tần 2,4GHz: độ rộng băng là 83MHz, bớc sóng sấp xỉ 12cm. Ưu điểm là có khả năng xuyên qua các chớng ngại vật. ví dụ bức tờng gây suy hao 10 ->12dB, qua 1m cây suy hao khoảng 0,5dB WLAN 3/10/2007 5 10 March 2007 9 9 Dải tần 3,5GHz : Các thiết bị ở dải này trong 1 số trờng hợp khá giống với thiết bị ở dải 2,4GHz. Độ suy hao lớn khi xuyên qua vật cản nên ít đợc sử dụng 9 Dải tần 5GHz: Có 3 băng tần (U-NII) (5150 ->5250)MHz, ( 5250- >5350)MHz, (5725->5825)MHz mỗi băng có độ rộng 125MHz, bớc sóng 5cm. Độ suy hao khi qua 1m cây là 1,2dB với đơng kính cây 10m, độ suy hao về chiều dài kết nối không giây là 75% 9 Dải tần 60GHz: Độ rộng băng là 5GHz, tốc độ dữ liệu kiểu điểm - điểm là 622Mbps, khoảng cách xa nhất là 800m, tín hiệu bị chặn hoàn toàn bởi các chớng ngại vật 10 March 2007 10 5. Phổ trải rộng: (Đợc phát minh bởi Heddy Lamar) Đặc trng là tín hiệu ban đầu đợc trải ra trên băng thông rất lớn, thờng khoảng trên 200 lần so với băng thông của tín hiệu ban đầu. Đặc điểm: -> Tín hiệu spread spectrum rất khó phát hiện và nếu phát hiện đợc thì cũng rất khó biên điệu. -> Tín hiệu spread spectrum ít gây giao thoa với các tín hiệu khác -> Tín hiệu spread spectrum đòi hỏi năng lợng truyền ít hơn WLAN 3/10/2007 6 10 March 2007 11 10 March 2007 12 WLAN 3/10/2007 7 10 March 2007 13 Lợc đồ truyền sóng vô tuyến: Có hai phơng pháp phổ trải rộng: a. Phổ trải rộng tuần tự trực tiếp DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) -> Dữliệutruyềnđợc thay đổi bởi 1 dòng bit do bên phát tạo ra. Dòng bit này biểu diễn mỗi bit trong dữ liệu ban đầu bằng nhiều bit trong dữ liệu tạo ra, nh vậyxẽmởrộngtín hiệu trên băng thông rộng lớn. -> DSSS cung cấp 11 kênh chồng lên nhau trong dải tần số 83MHz tại phổ 2,4GHz, trong 11 kênh có 3 kênh không chồng lên nhau độ rộng 22MHz. -> Độ rộng băng thông và phơng pháp điều biến tiên tiến dựa trên khoá mã góc bù (CCK) của DSSS hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn điều biến FHSS 10 March 2007 14 b. Phổ trải rộng nhảy tần FHSS (Fequency Hopping Spread Spectrum) Nguyên lý hoạt động: -> Băng tần đợc phân phối thành 1 số các băng tần con thấp hơn đợc gọi là các kênh. Mỗi kênh đều có băng thông bằng nhau và đợc xác định bởi tốc độ bit và phơng pháp điều chế đợc dùng. -> Máy phát dùng mỗi kênh trong 1 khoảng thời gian ngắn trớc khi nhẩy đến một kênh khác. -> Tần số sóng mang trung tâm của kênh đợc điều chế với các bit đang đợc truyền tại các thời điểm đó. Mẫu hữu dụng của kênh này là giả ngẫu nhiên và đợc gọi là tuần tự nhảy. thời gian trải qua trên mỗi WLAN 3/10/2007 8 10 March 2007 15 Kênh là khoảng thời gian của một chip (chip priod) và tốc độ nhẩy xem nh tốc độ phát chip. 9 Nhảy tần nhanh là: tốc độ chip > tốc độ số liệu. 9 Nhảytầnchậmlà: tốcđộchip < tốcđộsốliệu. Kỹ thuật điều chế rất hựu dụng với nhảy tần chậm vì dễ đồng bộ và cung cấp một giải pháp có giá thành hạ cho WLAN. -> Điều chế đa sóng mang OFDM: oBớc đầu tiên là chia tín hiệu nhị phân tốc độ cao thành 1 số các luồng có tốc độ bit thấp hơn. Sau đó mỗi luồng bit 10 March 2007 16 này đợc điều chế với một sóng mang con riêng và đợc đặt ở trung tâm băng tần đợc phân phối o Tốc độ bit trên 1 sóng mang tơng đối thấp do đó nhiễu xuyên mẫu giảm nhiều., o fading có thể ảnh hởng đến một số sóng mang con Lợc đồ hồng ngoại. Có hai phơng pháp điều chế trực tiếp và điều chế sóng mang. a. Điều chế trực tiếp ( on off Keing ( OOK)): là trực tiếp, 1 nhị phân 1 cho phép bộ phát mở và nhị phân 0 lại đóng bộ WLAN 3/10/2007 9 10 March 2007 17 Cũng đợc dùng trong các hệ thống truyền dẫn sợi quang. Ưu điểm: đơn giản nhất và thi công mạch tơng đối dễ Mã hoá: là mã hoá Manchester hay NRZI kết hợp với chèn bit 0 và 1 DPLL Điều chế vị trí xung PPM (Position Pulse Modulation) dùng trong các hệ thống quang nhằm giảm sự đòi hỏi về công suất đối với LED phát tia hồng ngoại 10 March 2007 18 b. Điều chế sóng mang: giống nh trong lợc đồ truyền sóng vô tuyến Nhợc điểm: là chu kỳ tín hiệu tăng làm tăng tính phức tạp trong các mạch phát và thu. WLAN 3/10/2007 10 10 March 2007 19 6 . Mô hình mạng WLAN -> Kết nối point - to point giữa hai nodes hoặc giữa những đoạn trên một mạng LAN -> Kết nối tới LAN có dây bởi một hoặc nhiều node nhận dạng không dây. -> Một nhóm những node kết nối không dây với nhau tạo thành một LAN không dây đứng một mình a. Liên kết điểm - điểm: Là 2 thiết bị có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau 9 Liên kết không dây chạy theo nhiều cách khác nhau giữa các node, mỗi máy tính đợc nối tới một bộ thu phát hồng ngoại. Mỗi bộ thu phát đợc đặt hớng thẳng tới các thiết bị không dây khác 10 March 2007 20 [...]... Ring 10 March 2007 Bus topology with infrared technology 22 11 WLAN 3/10/2007 Mạng Star là mỗi node không dây thông tin trực tiếp với Hub trung tâm, Hub này hớng bản tin tới ngời nhận đợc định sẵn Mạng Ring là giống nh mạng Ring có dây Mạng Bus là mỗi node không dây có thể nghe thấy mọi thứ đợc nói bởi những node khác Việc chọn lựa cấu hình mạng phụ thuộc vào, qui mô và kiểu kỹ thuật sử dụng Ví dụ nh... xa nhau muốn nối mạng với nhau thông qua Access Point, khi đó ta nhóm các mạng này thành một domain, dùng ăngten định hớng Nếu có vật cản thì ta phải định hớng lại ăngten, tăng thêm trạm chuyển tiếp b Card giao tiếp mạng hoặc bộ điều hợp máy khách Máy tính cá nhân hoặc trạm làm việc sử dụng Card 10 March 2007 39 Giao tiếp mạng không dây để kết nối với mạng không dây Card giao tiếp mạng sẽ quét phổ... March 2007 36 18 WLAN 3/10/2007 Access Point Brigde Thờng đợc áp dụng khi có 2 mạng LAN ở 2 toà nhà cách xa nhau muốn nối với nhau thông qua Access Point 10 March 2007 37 10 March 2007 38 19 WLAN 3/10/2007 Tuỳ theo việc tính toán về mạng mà Access Point có thể là ăngten đẳng hớng hay định hớng và phải có biện pháp chống sét cho nó Access Point Multi Bridge Trờng hợp này ít nhất là có 3 mạng LAN ở 3 toà... qua 1 hay nhiều mạng nối liền 1 nhóm các DTE với nhau Lớp mạng không tạo cầu nối ( xác suất thông điệp bị hỏng đều rất thấp) và giao thức liên quan thờng đợc dùng khi tất cả các DTE đợc nối vào cùng 1 LAN Tham số QoS bao gồm các field cho phép chỉ định thời gian trễ, mức u tiên và các tham số mạng khác 10 March 2007 28 14 WLAN 3/10/2007 N_REPORT.indication đợc dùng bởi nhà cung cấp mạng Hàm thực thể... Bus Tín hiệu infrared phù hợp với mạng hình Star 10 March 2007 23 7 Giao thức mạng WLAN Lớp MAC Chức năng MAC tơng tự nh LAN có dây Phân mảnh là cần thiết vì chỉ số BER khá cao đối với radio và hồng ngoại thờng là 10 3 -> 10 5 Tập giao thức IEEE 802 IEEE 802.3 : CSMA/CD bus IEEE 802.4 : Token bus IEEE 802.5 : Token ring IEEE 802.11: Wireless 10 March 2007 24 12 WLAN 3/10/2007 10 March 2007 25 Do... March 2007 33 9 Thiết bị mạng WLAN a Điểm truy cập Access Point AP ) -> hoạt động ở một phổ tần cụ thể -> sử dụng các chuẩn 802.11 ( 802.11a, 802.11b, 802.11g) với kỹ thuật điều chế cụ thể Wireless Router D link PCMCIA Karte 10 March 2007 34 17 WLAN 3/10/2007 ->Thông báo cho các trạm khác biết về sự có mặt của nó và xác nhận, kết nối các trạm khách không dây vào hệ thống mạng không dây ->Cho phép... biết đợc thông tin có rò rỉ hay không Theo vị trí mạng bị tấn công Tấn công trực tiếp vào máy chủ cung cấp dịch vụ làm tê liệt máy chủ dẫn tới ngng trệ dịch vụ 10 March 2007 56 28 WLAN 3/10/2007 Tấn công vào cơ sở dữ liệu làm rò rỉ, sai lệch hoặc mất thông tin Tấn công vào các điểm (node) truyền tin trung gian làm nghẽn mạng hoặc có thể làm gián đoạn mạng Tấn công đờng truyền (lấy trộm thông tin từ.. .WLAN 3/10/2007 Liên kết những mạng LAN trong toà nhà bằng các bridg đợc gắn tới mỗi LAN, cho phép những gói dữ liệu đợc hớng qua liên kết không dây theo địa chỉ b Kết nối những node không dây tới LAN có dây Thờng xảy ra ở nơi có mạng LAN có dây tồn tại và thiết bị kết nối thờng Thiết bị có thể hoạt động nh một Bridg... (ở chế độ Adhoc) Card giao tiếp mạng sẽ hoạt động trên nền hệ điều hành thông qua phần mềm điều khiển, các hệ điều hành thờng là Microsoft Window 98 trở lên, UNIX, LINUX và các chuẩn giao tiếp nh USB, PCI, PCMCIA C Cầu (Bridge) Cầu không dây đợc dùng để nối nhiều mạng LAN ( cả không dây và có dây) tại mức tầng điều khiển truy cập đờng truyền (MAC) 10 March 2007 40 20 WLAN 3/10/2007 Cầu không dây có... với công nghệ 802.11 10 March 2007 50 25 WLAN 3/10/2007 HyperLAN Type 1 hỗ trợ băng thông 20Mbps, dải tần làm việc là 5GHz HyperLAN Type 2 hỗ trợ băng thông 54Mbps, dải tần làm việc 5GHz Công nghệ này sử dụng kết nối hớng đối tợng hỗ trợ nhiều thành phần để đảm bảo chất lợng và các ứng dụng Multimedia 10 March 2007 51 12 An ninh mạng không dây 1 Khái niệm an ninh mạng a Đánh giá vấn đề an toàn, bảo mật . Chuẩn mạng WLAN 9. Thiết bị mạng WLAN 10. Cơ chế truy cập mạng 11. Một số công nghệ mạng không giây 12. An toàn thông tin mạng WLAN 10 March 2007 2 1. Lịch sử phát triển mạng không giây Năm 1997,. March 2007 1 Mạng WLAN 1. Lịch sử ra đời của WLAN 2. u điểm và nhợc điểm 3. Nguyên lý hoạt động 4. Dải tần sử dụng 5. Phổ trải phổ 6. Mô hình mạng WLAN 7. Giao thức mạng WLAN 8. Chuẩn mạng WLAN 9 động Mạng không dây là sự kết nối 2 hay nhiều máy tính qua tín hiệu sóng radio và tia hồng ngoại Bộ điều hợp mạng WLAN ( adapter) hay card mạng WLAN nhiệm vụ là thu phát tín hiệu radio Các mạng