Chương 7 – Wireless LAN

Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 160 C C h h ư ư ơ ơ n n g g 7 7 - - W W i i r r e e l l e e s s s s L L A A N N Module này giới thiệu các mạng LAN không dây (WLAN). Mạng WLAN bao gồm một công nghệ truy cập có một ý nghĩa quan trọng ngày càng tăng về truy cập mạng tại các văn phòng, nhà máy, khách sạn, sân bay, và nhà ở. Module này giải thích sự khác nhau giữa các mạng LAN có dây và không dây, mô tả cấu trúc liên kết mạng WLAN, và dạy bạn làm thế nào để thực hiện các giải pháp của Cisco WLAN. 7 7 . . 1 1 G G i i ớ ớ i i t t h h i i ệ ệ u u v v ề ề W W i i r r e e l l e e s s s s L L A A N N 7 7 . . 1 1 . . 1 1 C C á á c c c c ô ô n n g g n n g g h h ệ ệ t t r r u u y y ề ề n n d d ữ ữ l l i i ệ ệ u u k k h h ô ô n n g g d d â â y y Có rất nhiều loại khác nhau của dữ liệu không dây thông tin liên lạc, và từng có những đặc trưng riêng biệt của nó trong liên quan đến phạm vi, tốc độ dữ liệu, và chi phí. . Hình 7.1.1-1: Hình vẽ mô tả các công nghệ tuyền dữ liệu không dây Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 161 Bảng sau mô tả các đặc điểm của từng công nghệ mạng không dây khác nhau: Công nghệ Đặc điểm Infrared(R) Tốc độ dữ liệu rất cao, chi phí thấp, khoảng cách rất ngắn Narroband Tốc độ dữ liệu thấp, chi phí trung bình, khoảng cách giới hạn, cần có bản quyền Spread spectrum Tốc độ dữ liệu cao, chi phí trung bình, phủ sóng trong mạng campus Personal conmmunication service(PCS) Tốc độ dữ liệu thấp, chi phí trung bình, phạm vi một thành phố 3G service Công nghệ truyền dữ liệu cho điện thoại di động, chi phí trung bình, phạm vi toàn thế giới. Cellular, Cellular Digital Data Packet (CDPD), Mobitex, DataTAC Tốc độ dữ liệu thấp, chia tỷ lệ hàng tháng, phạm vi một quốc gia. Microware transmissions Truyền dữ liệu không dây sử dụng vi song, phạm vi trung bình, có thể truyền dữ liệu tốc độ cao, cần bảng quyền, Long range(LR) optical transmissions Truyền dữ liệu sử dụng tia laser, khoảng cách ngắn, truyền dữ liệu tốc độ cao. Bảng 7.1.1-1: Bảng mô tả các đặc điểm của các loại công nghệ mạng không dây Các công nghệ không dây khác nhau cũng cung cấp mức độ bao phủ khác nhau. Sau đây danh sách bắt đầu với các mạng lưới cung cấp vùng phủ sóng nhỏ nhất: Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 162 Bảng 7.1.1-2: Hình vẽ mô tả các dạng phủ sóng mạng không dây Hệ thống mạng cá nhân(PAN): các PAN thường thiết kế để che phủ không gian làm việc cá nhân của bạn. Ví dụ, radio được hỗ trợ thấp và không cung cấp tùy chọn trong lựa chọn ăng ten, do đó hạn chế kích thước của vùng phủ sóng (thường ít hơn 20 feet của bán kính). Bluetooth là một PAN. ứng dụng tốt của công nghệ này được truyền thông giữa một máy PC và thiết bị ngoại vi của nó hoặc giữa một chiếc điện thoại không dây và tai nghe của mình. Trong một PAN, khách hàng sở hữu 100 phần trăm mạng, vì vậy, không có chi phí đường truyền. Mạng lưới địa phương: mạng LAN không dây được thiết kế để doanh nghiệp có trụ sở, cho phép các ứng dụng doanh nghiệp hoàn thành sẽ được sử dụng mà không cần dây dẫn. Thông thường, các mạng WLAN cung cấp Ethernet tốc độ lớn (lên đến 600 Mbps với IEEE 802. 11n). Trong mạng WLAN, khách hàng sở hữu 100 phần trăm mạng, vì vậy, không có chi phí đường truyền phát sinh. MAN: MAN được triển khai bên trong một khu vực đô thị, cho phép kết nối không dây trên khắp một khu vực đô thị. MAN không dây thông thường cung cấp lên đến tốc độ băng thông rộng (tương tự như DSL) nhưng không thể bằng khả năng của Ethernet. Các mạng không dây có thể được cung Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 163 cấp bởi một hãng được phép yêu cầu khách hàng để mua phí đường truyền, hoặc họ có thể được chế tạo ra và được hỗ trợ bởi một thực thể, chẳng hạn như là một sở cảnh sát. Ví dụ về các MAN đang phân phối đa kênh đa dịch vụ (MMDS), địa phương phân phối đa dịch vụ (LMDS), và không dây của Cisco ServiceMesh Mesh Giải pháp sử dụng ngoài trời Aironet 1500 Mesh Access Point. Mạng diện rộng: Wireless WAN thường chậm hơn tốc độ nhưng có phạm vi bao phủ nhiều hơn, đôi khi bao gồm các khu vực nông thôn. Do quy mô vật chất và tài chính của việc triển khai, tất cả các mạng WAN không dây đòi hỏi khách hàng để mua phí đường truyền để truyền dữ liệu. Ví dụ về mạng WAN là dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS), chia mã đa truy nhập (CDMA), và trợ lý kỹ thuật số cá nhân (PDA). 7 7 . . 1 1 . . 2 2 W W i i r r e e l l e e s s s s D D a a t t a a Mạng LAN không dây (WLAN) tương tự như các mạng Ethernet trong nhiều cách. WLAN là một mạng chia sẻ. Các điểm truy cập là một thiết bị dùng chung và các chức năng như một trung tâm Ethernet được chia sẻ. Trong các tế bào không dây, chỉ có một trạm có thể truyền tải bất cứ lúc nào; tất cả các trạm khác lắng nghe. Một trạm mà muốn truyền tải phải chờ cho đến khi các phương tiện truyền thông không dây không sử dụng bởi trạm khác. Điều này thiết lập truyền dẫn là tương tự như của một cáp đồng trục hoặc nửa-duplex Ethernet và hub Ethernet. Tốc độ dữ liệu trung bình mỗi trạm có tổng băng thông chia cho số của trạm. Các dữ liệu thông qua kinh nghiệm thực tế của khách hàng không dây thậm chí còn ít hơn vì các vấn đề không dây cụ thể. Trong mạng WLAN, dữ liệu được truyền qua sóng radio. Tín hiệu WLAN sử dụng cùng một tần số để truyền và nhận (half-duplex), vì vậy, một trạm không thể nhận được trong khi nó truyền tải. Điều này cũng tương tự như Ethernet cáp đồng trục. Sự phát triển WLAN bắt đầu vào những năm 1980 bằng cách sử dụng 900- MHz công nghệ Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Các hệ thống 900- MHz được triển khai khá dễ dàng, bởi vì một điểm truy cập có thể bao gồm khu vực rộng lớn và không có giấy phép đã được yêu cầu trong các quốc gia phê duyệt. Tuy nhiên, chỉ một số ít quốc gia cho phép công nghệ. Theo thời gian tiến triển, sự cần thiết cho tốc độ nhanh hơn, tiêu chuẩn mở, và chấp nhận toàn cầu buộc các nhà sản xuất các sản phẩm WLAN cho kỹ sư sản phẩm mới cho các tần số 2,4-GHz. Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 164 Hình 7.1.2-1: Hình vẽ hiển thị sự phát triển mang không dây Việc di chuyển đến 2,4 GHz trong những năm 1990 đưa sản phẩm WLAN thành một môi trường tần số radio(RF) ”sạch” , làm cho nó có thể triển khai hệ thống thu thập dữ liệu mà không cần sự can thiệp từ truyền 900-MHz. Các công nghệ 2. 4-GHz cũng được đón nhận vì các thông tăng từ 860 kbps đến 1 Mbps và 2 Mbps. Khi tần số và tốc độ được tăng lên, khoảng cách phủ sóng đang giảm, nhưng các cơ hội thu thập dữ liệu mới mà thông lượng nhanh hơn giúp để tạo ra hợp lý các điểm truy cập thêm được cần thiết. Tuy nhiên, người dùng cuối vẫn quan tâm về cách sử dụng một hệ thống sở hữu độc quyền. Năm 1992, IEEE đã bắt đầu soạn thảo các tiêu chuẩn 802,11 để loại bỏ vấn đề của công nghệ độc quyền và thiết kế một tiêu chuẩn mở cho mạng WLAN. Trong tháng 7 năm 1997, IEEE phê duyệt tiêu chuẩn 2,4-GHz bao gồm công nghệ DSSS ở lớp vật lý. Tiêu chuẩn này quy định 1 Mbps là tốc độ tiêu chuẩn và 2 Mbps như một chế độ "turbo”. Trong tháng 9 năm 1999, IEEE phê duyệt tiêu chuẩn 802. 11a (54 Mbps tại 5 GHz) và tiêu chuẩn 802. 11b (11 Mbps ở 2,4 GHz). Trong tháng sáu năm 2003, IEEE phê duyệt tiêu chuẩn 802. 11g (54 Mbps ở 2,4 GHz). Tiêu chuẩn này tương thích ngược với chuẩn 802. 11b hệ thống, bởi vì cả hai tiêu chuẩn sử dụng băng tần 2,4 GHz cùng tần số. -WLAN là một mạng chia sẻ. -Một Access Point là một thiết bị chia sẻ và hoạt động như là một hub Ethernet chia sẻ. -Dữ liệu được vận chuyển nhờ song radio. -Kết nối radio hai chiều (Half-duplex) được sử dụng. -Một tần số radio chung dùng để gởi và nhận (máy thu phát sóng) Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 165 7 7 . . 1 1 . . 3 3 W W L L A A N N v v à à n n h h ữ ữ n n g g c c ô ô n n g g n n g g h h ệ ệ W W i i r r e e l l e e s s s s k k h h á á c c Mạng WLAN được thiết kế cho một mạng lưới địa phương, không phải là một WAN. Chúng được dành cho xây dựng trong mạng không dây, ứng dụng ngoài trời, hoặc sự kết hợp của hai. Họ không được thiết kế cho các mạng không dây toàn thành phố. Hầu hết các nước không yêu cầu một giấy phép cho các WLAN. WLAN A không phải là một mạng điện thoại di động và không cung cấp truyền dữ liệu gói cho các mạng điện thoại di động. WLAN là: -Mạng cục bộ. -Phạm vi một toàn nhà hoặc khu trường sở cho các user di động. -Sử dụng sóng radio hoặc hồng ngoại. -Không cần bản quyền cho RF ở hầu hết các nước. -Sử dụng các thiết bị người dùng có. Và không là: -Mạng WAN hay MAN -Mạng điện thoại di động -Nhà cung cấp việc vận chuyển gói dữ liệu thong qua mạng điện thoại di động + Gói dữ liệu điện thoại kỉ thuật số (CDPD) + Dịch vụ Radio (GPGS) + Dịch vụ 2. 5G đến 3G Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 166 7 7 . . 1 1 . . 4 4 W W L L A A N N v v à à L L A A N N Mạng LAN không dây thuộc tiêu chuẩn IEEE 802. Tuy nhiên, các dữ liệu trong mạng WLAN được gửi qua sóng radio. Trong dây mạng LAN, dữ liệu được gửi qua dây dẫn. Tuy nhiên, đối với người sử dụng, giao diện mạng WLAN trông giống như mạng LAN có dây. Cả hai mạng WLAN và mạng LAN có dây xác định các lớp liên kết dữ liệu và sử dụng vật lý và địa chỉ MAC. Cùng các giao thức và ứng dụng có thể được sử dụng trên mạng LAN và mạng WLAN. Ví dụ về các giao thức IP và IP Security (IPSec) cho các mạng riêng ảo (VPN). Ví dụ về các ứng dụng Web, FTP, và Simple Network Management Protocol (SNMP) quản lý. + Một mạng Wireless LAN là một mạng LAN chuẩn 802 Vận chuyển dữ liệu qua không khí và dây dẫn. Trông như một mạng có dây với người dùng. Định nghĩa lớp Physical và Data Link. + Những giao thức/ứng dụng cùng chạy trên cả WLAN và LAN IP(Lớp Natwork) IPSec VPNs (dựa trên IP) Web, FTP, SNMP (ứng dụng) Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 167 Mạng WLAN khác với mạng LAN trong những cách sau đây: Mạng WLAN sử dụng tần số vô tuyến điện tại các lớp vật lý của mạng. Mạng WLAN sử dụng CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access với Collision Avoidance) thay vì CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access với Collision Detection), được sử dụng bởi các mạng LAN Ethernet half-duplex. Phát hiện va chạm là không thể vì một trạm gửi không thể nhận được cùng một lúc mà nó là truyền tải và, do đó, không thể phát hiện một vụ va chạm. Thay vào đó, các yêu cầu để Gửi (RTS) và Clear để Send (CTS) tín hiệu được sử dụng để tránh va chạm. Mạng WLAN sử dụng một định dạng khung khác với dây mạng LAN Ethernet. Thông tin bổ sung cho mạng WLAN là yêu cầu trong tiêu đề 2 lớp của khung. *Đài phát thanh sóng có vấn đề không tìm thấy ở dây. +WLAN sử dụng sóng radio ở Lớp Physical. WLAN sử dụng cơ CSMA/CA thay vì CSMA/CD để truy nhập vào mạng. +Các vấn đề của sóng radio không có trong mạng có dây Về kết nối Các vấn đề phủ sóng Các vấn đề về đa đường Nhiễu Vấn đề bảo mật +WLAN sử dụng các client di động để kết nối mạng Không có kết nối vật lý Chạy bằng pin +WLAN phải phù hợp với các quy tắc sóng RF của quốc gia. Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 168 Các vấn đề kết nối trong mạng WLAN có thể được gây ra bởi các vấn đề bao phủ, truyền dẫn RF, bóp méo đa đường, và sự can thiệp từ các dịch vụ khác không dây hoặc mạng WLAN khác. Bảo mật là một vấn đề quan tâm vì tần số vô tuyến có thể tiếp cận bên ngoài công trình. * Mạng WLAN sử dụng các client di động để kết nối với mạng. Client di động không có một kết nối vật lý với mạng. Các thiết bị di động thường sử dụng năng lượng ngược với các mạng LAN, như cung cấp điện. *Mạng WLAN phải đáp ứng các quốc gia cụ thể RF quy định. Mục đích của tiêu chuẩn hóa là làm cho mạng WLAN có sẵn trên toàn thế giới. Bởi vì mạng WLAN sử dụng tần số vô tuyến điện, họ phải tuân theo các quy định quốc gia cụ thể cho quyền lực và tần số RF. Yêu cầu này không áp dụng cho các mạng LAN có dây. Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN 169 7 7 . . 2 2 M M ô ô t t ả ả c c á á c c t t o o p p o o l l o o g g i i e e s s W W i i r r e e l l e e s s s s L L A A N N 7 7 . . 2 2 . . 1 1 S S ơ ơ đ đ ồ ồ W W L L A A N N Mạng WLAN thay thế các phương tiện truyền Layer 1 của một mạng có dây truyền thống (thường là loại 5 cáp) với đài phát thanh truyền qua không khí. Sản phẩm Cisco Aironet không dây phù hợp với ba loại chính: Hình 7.2.1-1: Hình vẽ mô tả hệ thống mạng wireless (1) Wireless in-building LANs for client access: các sản phẩm WLAN của Cisco Aironet có thể cắm vào một mạng có dây và chức năng như một lớp phủ truyền thống hay, mạng LAN có dây, hoặc chúng có thể được triển khai như mạng LAN độc lập nơi có dây mạng là không khả thi. Mạng WLAN cho phép sử dụng máy tính để bàn và máy tính xách tay hoặc các thiết bị chuyên ngành trong một hệ thống kết nối vào mạng là điều cần thiết. Một máy tính với một card giao tiếp mạng không dây (NIC) có thể kết nối mạng LAN có dây thông qua điểm truy cập hoặc AP. Triển khai mạng WLAN đúng cách có thể cung cấp quyền truy cập vào mạng từ bất cứ nơi nào trong cơ sở. Người dùng có thể đi lang thang mà không bị mất kết nối mạng của họ. [...]... triển khai mạng WLAN cho roaming layer 3 Roaming layer 3 sử dụng Mobile IP đã được thay thế bằng việc thực hiện các access point kết hợp với bộ điều khiển WLAN 178 Giáo trình khóa học BCMSN 7. 2.4 Chương 7 – Wireless LAN Wireless VLAN Support Switch sử dụng VLAN để tách biệt các lưu lượng Access points có thể mở rộng VLAN cho mạng Wireless LAN bằng cách mapping VLANs để SSID Các wireless VLAN cùng chia... chỉ MAC của client vào bảng kết nối Bảng 7. 2.1-1: Bảng mô tả các bước kết nối vào AP của client 171 Giáo trình khóa học BCMSN 7. 2.2 Chương 7 – Wireless LAN Typical WLAN Topologies Hình 7. 2.2-1: Hình vẽ sơ đồ hệ thống Wireless LAN Basic Service Area (BSA) là diện tích bao phủ của tần số sóng vô tuyến được cung cấp bởi một access point (thiết bị thu phát sóng wireless) Khu vực này cũng được gọi là một... trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN Wireless building-to-building bridge: Các Cisco Aironet WLAN cung cấp sự linh hoạt Bắt cầu wireless cho phép hai hoặc nhiều mạng bị chia cắt vật lý được kết nối vào một mạng LAN mà không có thời gian hay chi phí cần thiết cho cáp chuyên dụng hoặc dòng T1 Wireless Bridge cũng cho phép các wireless NIC kết nối giống như các điểm truy cập Wireless mesh networking:... Điều này có thể được giải quyết với nhiều anten hiệu quả 7. 3.2 WLAN Regulation and Standardization Hình 7. 3.2-1: Các cơ quan quản lý và các chuẩn WLAN 1 87 Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN Cơ quan quản lý kiểm soát việc sử dụng các băng tần RF Với sự mở cửa của các băng tần ISM 900-MHz trong năm 1985, sự phát triển của mạng WLAN bắt đầu Phương thức truyền mới, phương thức điều chế mới,... giản 174 Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN Phạm vi phủ sóng hạn chế Mỗi máy đều có thể thấy các máy khác Một vấn đề khó khăn về bảo mật trong hệ thống mạng peer-to-peer Lưu ý: Nhiều client mặc định ad hoc mode, trong đó có một tác động tiêu cực đến cả cơ sở hạ tầng đối với các mạng WLAN sử dụng băng thông và an ninh mạng Hình 7. 2.2-4: Hình vẽ các cấu trúc sơ đồ mạng Wireless LAN Sau... không thể hỗ trợ bảo mật tự động VLAN101 có bảo mật WEP và không broadcast SSID của nó VLAN102: Cho phép nhân viên doanh nghiệp sử dụng tính năng của 802 1x Extensible Authentication Protocol, bao gồm Lightweight EAP (LEAP), 179 Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN EAP-Transport Layer Security (EAP-TLS), và Protected Extensible Authentication Protocol (PEAP) VLAN103: Cho phép người sử dụng... BCMSN Chương 7 – Wireless LAN Bạn có thể cấu hình Cisco Aironet Access Point với 8-16 VLAN khác nhau (tùy thuộc vào việc triển khai) cho thiết kế linh hoạt của hệ thống Đối với máy con có yêu cầu hỗ trợ broadcast SSID, access points phải được cấu hình cho việc broadcast SSID trên mỗi VLAN Hình 7. 2.4-3: Hình vẽ mô tả các tính năng Access Point hỗ trợ (3) Các mạng IP phone có thể được mở rộng với wireless. .. MHz đến 5,350 MHz, 5 ,72 5 MHz đến 5,825 MHz, với một số nước hỗ trợ băng tầng giữa 5,350 MHz và 5,825 MHz Không phải tất cả các nước cấp giấy phép 802 11a, và dãy sóng có sẵn rất khác nhau Danh sách các nước cho phép 802 11a đang thay đổi 185 Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN Hình 7. 3.1-1: Các băng tầng không bản quyền Hình trên thấy các tần số WLAN Bên cạnh tần số WLAN trong vùng sóng... các mạng LAN có dây ở tốc độ Ethernet Truy cập tất cả các tài nguyên của các mạng LAN có dây 170 Giáo trình khóa học BCMSN Chương 7 – Wireless LAN SSID là tên của các tế bào không dây Nó được dùng để hợp lý mạng WLAN riêng biệt Nó phải phù hợp chính xác giữa khách hàng và điểm truy cập +SSID dùng để chia cắt luận lý các WLAN +SSID phải trùng khớp giữa Client van Access Point +Access point broadcast một... Mạng LAN có dây yêu cầu người dùng xác định vị trí ở một nơi và ở lại đó WLAN là một mở rộng của mạng LAN có dây Một WLAN có thể là một lớp phủ, hoặc thay thế, cho mạng có dây truyền thống (Hình dưới) Hình 7. 2.1-2: Hình vẽ việc mở rộng hệ thống mạng bằng wireless Với Cisco Aironet WLAN, người dùng di động có thể: Di chuyển tự do xung quanh một cơ sở Tận hưởng truy cập thời gian thực vào các mạng LAN