Báo cáo Đồ án tìm hiểu mạng wlan

Để kết nối Internet với các thiết bị khác một cách thuận tiện và linh hoạt, mạng không dây WLAN Wireless Local Area Network đang đóng một vai trò thực sự quan trọng trong cuộc sống hiện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LỜI CẢM ƠN

Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến cô ThS Huỳnh Thuỵ Bảo Trân

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ nhóm em trong suốt quá trình làm đồ án Với sự chỉ bảo của cô, nhóm em đã có những định hướng trong việc triển khai tìm hiểu và thực hành các nội dung theo yêu cầu trong quá trình làm đồ án

Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô thuộc khoa Công nghệ Thông tin nói riêng

và toàn bộ Thầy, Cô ở các khoa nói chung trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM đã tận tình giảng dạy cho chúng em trong suốt thời gian học tập

Do giới hạn kiến thức và thời gian của nhóm còn hạn chế, kinh nghiệm bản thân còn nhiều thiếu sót, chúng em kính mong sự chỉ dẫn và đóng góp của các Thầy, Cô để bảnbáo cáo và sản phẩm đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới quý Thầy, Cô!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 10 năm 2024

Nhóm trưởng

Lê Quốc Hưng

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU 4

1 THÔNG TIN NHÓM 4

2 THÔNG TIN ĐỒ ÁN 4

II KẾ HOẠCH 5

1 TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 5

2 ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG NHÓM 6

III NỘI DUNG 6

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN 6

CHƯƠNG II: CHẾ ĐỘ AD-HOC 8

1 Khái niệm 8

2 Thành phần 8

3 Mô hình triển khai 9

4 Giải pháp kết nối – cấu hình thiết bị trong chế độ Ad-hoc 10

CHƯƠNG III CHẾ ĐỘ INFRASTRUCTURE: .16

1 Khái niệm 16

2 Thành phần 16

3 Mô hình triển khai mạng WLAN Infrastructure 19

4 Giải pháp kết nối – cấu hình thiết bị trong chế độ Infrastructure 21

HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT: 25

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 26

2 Thông tin đồ án

Tìm hiểu và triển khai xây dựng mạng WLAN trong gia đình theo 2 kiểu: Infrastructure và Ad-hoc Nội dung khoa học gồm 2 phần:

1/ Lý thuyết: Tìm hiểu các kiến thức lý thuyết liên quan: khái niệm, thành phần, mô hình

triển khai, giải pháp kết nối – cấu hình cho các thiết bị: Laptop – Desktop – Smartphone

2/ Thực hành - Demo: Thực hiện cấu hình các thiết bị để xây dựng mạng WLAN thực tế:

quay video cách cấu hình các thiết bị:

- Cấu hình các chức năng router: đặt tên router (SSID) là tên nhóm, (19CLC5-Nxx,

- Tìm hiểu các nội dung mà giáo viên yêu cầu

- Xây dựng kế hoạch trao đổi qua các hình thức offline và online

- Nhóm trưởng phân chia cho nhóm tìm hiểu nội dung lý thuyết

4

- Họp trực tuyến lần 2 theo hình thức online Tổng kết nội dung phần I

- Triển khai phân chia công việc cho phần II

III NỘI DUNG

CHƯƠNG I: Tổng quan về mạng WLAN

Thời thế ngày càng phát triển, nhiều công nghệ mới ra đời phục vụ cho đời sống con người Để kết nối Internet với các thiết bị khác một cách thuận tiện và linh hoạt, mạng không dây WLAN (Wireless Local Area Network) đang đóng một vai trò thực sự quan trọng trong cuộc sống hiện đại của chúng ta - một thế giới đột phá của công nghệ không dây

WLAN là một phương thức phân phối mạng không dây, cho phép nhiều thiết bị kết nối với Internet bằng cách sử dụng các giao thức chuẩn Ta có thể chuyển đổi mạng LAN thành WLAN nhờ các điểm truy cập hoặc bộ định tuyến Nhờ khả năng chuyển đổi này, các thiết bị trong mạng WLAN có thể giao tiếp với hệ thống trong mạng LAN dễ dàng hơn nhiều Đây là loại mạng rất được ưa chuộng và ứng dụng phổ biến vì tính tiện dụng và linh hoạt cho nhiều địa điểm phát mạng khác nhau

Hình 1 So sánh giữa mạng LAN và WLAN

Để đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng, WLAN được thiết kế nhiều mô hình,nhiều chế độ khác nhau Chế độ tự do (Ad-hoc) và chế độ cơ sở hạ tầng (Infrastructure) làcác chế độ tiêu biểu và phổ biến của mô hình mạng WLAN

Hình 2 So sánh 2 chế độ Ad-hoc và Infrastructure

CHƯƠNG II: Chế độ Ad-hoc

1 Khái niệm

Ad-hoc WLAN là mô hình các nút di động (máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập trung lại trong một không gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer-to-peer) giữa chúng Các nút di động có card mạng không dây có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau, không cần phải quản trị mạng Mỗi nút trong một mạng tùy biến không dây hoạt động vừa như một máy chủ (Host) vừa như một thiết bị định tuyến Điều này giúp quá trình thiết lập trở nên đơn giản hơn, miễn là các thiết bị tham gia tương thích chuẩn 802.11 và nằm trong vùng phủ sóng của nhau

2 Thành phần

a Thiết bị không dây (Wireless Devices)

Các thiết bị như Laptop, Desktop, Smartphone hoặc bất kỳ thiết bị nào có khả năng kết nối không dây đều có thể tham gia vào mạng Ad-hoc Mỗi thiết bị đóng vai trò như một nút mạng (Node) Mỗi nút trong một mạng tùy biến không dây hoạt động vừa như một máy chủ (Host) vừa như một thiết bị định tuyến (Router, Switch)

b Card mạng không dây (Wireless Network Interface Card - NIC)

Mỗi thiết bị trong mạng cần có card mạng không dây để có thể kết nối với các thiết

bị khác trong mạng NIC chịu trách nhiệm truyền và nhận dữ liệu không dây

c Giao thức (Protocols)

Các thiết bị trong mạng Ad-hoc cần sử dụng các giao thức để quản lý kết nối và truyền dữ liệu, chẳng hạn như:

 IEEE 802.11: Giao thức phổ biến nhất cho mạng WLAN.

 Routing Protocols: Trong mạng Ad-hoc, các giao thức định tuyến đóng vai trò

quan trọng trong việc xác định đường đi của dữ liệu giữa các thiết bị, như

AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector), DSR (Dynamic Source Routing).

oAODV: chỉ tạo ra các định tuyến khi được yêu cầu Điều này giúp nó tối thiểu hóa được việc phát quảng bá trong mạng Mỗi nút trong mạng sẽ duytrì một bảng ghi định tuyến chứa thông tin về đường đi mà nút mạng giao tiếp

oDSR: là thuật toán định tuyến phổ biến trong mạng adhoc hiện nay DSR chia cơ chế định tuyến thành hai phần là cơ chế tìm kiếm đường đi (Route Discovery) và cơ chế duy trì tuyến đường (Route Maintenance) DSR sử dụng kĩ thuật định tuyến nguồn (Source Route)

d Bảo mật trong mạng AD - HOC

- Nhiều mạng Ad-hoc gặp phải vấn đề là chúng được xây dựng để tạm thời và do

đó thiếu nhiều tính năng bảo mật nâng cao thường thấy trong các mạng WLAN

cơ sở hạ tầng cố định Do đó, nhiều loại mạng Ad-hoc chỉ có thể được cấu hình với chức năng bảo mật cơ bản

- Tuy nhiên, vì loại mạng Ad-hoc này được sử dụng tạm thời, bao phủ một khu vực nhỏ hơn và thường xuyên di chuyển nên khả năng kẻ tấn công truy cập vào mạng này thấp hơn nhiều so với cơ sở hạ tầng không dây cố định và hoạt động liên tục

3 Mô hình triển khai

Các thiết bị được định cấu hình cho chế độ Ad-hoc yêu cầu bộ card mạng không dây hoặc chip và chúng cần có khả năng hoạt động như bộ định tuyến không dây khi đượckết nối Tất cả các thiết bị không dây kết nối với thiết bị Ad-hoc cần sử dụng chung mạng cục bộ không dây (SSID) và dải tần số

Thay vì phụ thuộc vào một điểm gốc không dây, chẳng hạn như điểm truy cập không dây (WAP) hoặc bộ định tuyến Wi-Fi, thiết bị Ad-hoc sẽ đảm nhận vai trò này và điều phối luồng thông tin đến từng nút trong mạng Các điểm cuối không dây riêng lẻ

được kết nối với mạng Ad-hoc sẽ chuyển tiếp các gói đến và đi từ nhau Về bản chất, mạng không dây tạm thời hữu ích nhất khi không thể cài đặt được chế độ cơ sở hạ tầng không dây Ví dụ: nếu không có bất kỳ điểm truy cập hoặc bộ định tuyến nào trong phạm

vi phủ sóng và hệ thống cáp không thể mở rộng để đến được vị trí cần thêm giao tiếp không dây

4 Giải pháp kết nối – cấu hình thiết bị trong chế độ Ad-hoc

a Laptop

Để cấu hình mạng Ad-hoc trên laptop của bạn, hãy tuân theo các bước sau đây (đây

là hướng dẫn áp dụng chung cho hệ điều hành Windows):

Bước 1: Kiểm tra thiết bị có hỗ trợ mạng Ad-hoc

- Một số card mạng không hỗ trợ mạng Ad-hoc Để kiểm tra, bạn có thể vào Device Manager (Quản lý thiết bị) và kiểm tra thông số của card mạng

- Mở chế độ "Command Prompt" (Dòng lệnh) với quyền quản trị Nhấn phím Windows + X, sau đó chọn "Command Prompt (Admin)" hoặc "Windows

PowerShell (Admin)" Gõ lệnh: netsh wlan show drivers

Hình 3 Kiểm tra Ad-hoc

- Nếu phần được tô đỏ hiển thị “Yes” thì máy của bạn sẽ được hỗ trợ Ad-hoc, ngược lại máy của bạn không được hỗ trợ

Bước 2: Tạo mạng Ad-hoc trên Windows

- Trong màn hình Command Prompt, gõ lệnh để tạo mạng Ad-hoc:

netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=TENMANG key=PASSWORD

Ví dụ:

netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=23CTT4-N09

key=10DiemMMT

*Chú thích:

- TENMANG: Tên mạng muốn tạo.

- PASSWORD: Mật khẩu của mạng.

Bước 3: Bắt đầu mạng Ad-hoc

- Gõ lệnh netsh wlan start hostednetwork để khởi động mạng

Bước 4: Kiểm tra trạng thái mạng

- Truy cập vào Control Panel -> Network and Internet -> Network and Sharing Center -> Change Adapter Settings để kiểm tra

Hình 4 Khởi tạo 1 SSID theo kiểu Ad-hoc và khởi chạy

Bước 5: Kết nối thiết bị khác với mạng Ad-hoc

- Kết nối vào mạng Ad-hoc: Trên một thiết bị khác, tìm mạng Ad-hoc vừa tạo và kết nối bằng mật khẩu đã thiết lập

- Kiểm tra tính ổn định: Truy cập trang web hoặc kiểm tra ping để đảm bảo kết nối

ổn định và đạt tốc độ tốt

Hình 5 Kết nối vào mạng Ad-hoc thành công

Hình 6 Chia sẻ file qua mạng Ad-hoc

Hình 7 Nhận được file đã chia sẻ thành công

Hình 8 Tắt chế độ Ad-hoc và huỷ bỏ SSID đã tạo

 Tuy nhiên, có một số ứng dụng từ cửa hàng Google Play có thể giúp bạn tạo mạng Ad-hoc trên điện thoại Android, nhưng để sử dụng chúng, điện thoại cần được root (quyền quản trị hệ thống) Một số ứng dụng có thể hỗ trợ là

"NetShare - no-root-tethering", "NetShare+" hoặc "WiFi Tethering"

*Lưu ý:

- Việc tạo mạng Ad-hoc trên điện thoại di động có thể đòi hỏi quyền truy cập root hoặc các quyền đặc biệt, điều này có thể ảnh hưởng đến sự ổn định và bảo mật của thiết bị

- Đối với cả Android và iOS, việc tạo mạng Ad-hoc thông qua ứng dụng bên ngoài có thể không đảm bảo tính tương thích và ổn định, cũng như có thể vi phạm chính sách bảo mật của nhà sản xuất.

- Trước khi cố gắng thực hiện việc này, hãy xem xét cẩn thận và kiểm tra tính tương thích của điện thoại di động cũng như tìm hiểu về các ứng dụng hoặc cách thức thay thế được hỗ trợ trên thiết bị của bạn để tránh tình trạng không mong muốn

CHƯƠNG III: Chế độ Infrastructure

1 Khái niệm

Infrastructure Mode trong WLAN là một trong những mô hình được sử dụng rộng rãi và phổ biến ở các môi trường công cộng và doanh nghiệp Ở chế độ này, những thiết bịkhông dây kết nói với Internet thông qua một hoặc nhiều Access Points (điểm truy cập)

2 Thành phần

WLAN infrastructure yêu cầu có một Access Point làm trung gian kết nối giữa cácthiết bị không dây và mạng có dây, và có thể tích hợp thêm các thành phần khác như router, switch, máy chủ DHCP hoặc RADIUS để tăng cường quản lý và bảo mật

a Access Point (Điểm truy cập vô tuyến)

Đây là thành phần trung tâm trong mạng WLAN kiểu infrastructure Access Point hoạt động như một cầu nối giữa các thiết bị không dây và mạng có dây (wired network)

Nó cho phép các thiết bị không dây kết nối và giao tiếp với nhau hoặc với mạng có dây thông qua AP

Access Point đóng vai trò như kênh trung gian tiếp nhận và truyền tải tín hiệu

Cầu nối này sẽ được hình thành với mục đích hợp nhất 2 hoặc nhiều đoạn mạng lại với nhau dưới dạng kết nối không dây Nhờ vậy mà không gian tín hiệu Internet được mở rộng ra

Hình 9 Một Access Point minh họa

b Các thiết bị máy khách/card giao diện vô tuyến

Các card giao diện mạng vô tuyến về cơ bản giống như các card thích ứng sử dụngcho mạng hữu tuyến, chúng trao đổi thông tin với hệ điều hành mạng thông qua một trình điều khiển dành riêng Các card này không cần dây cáp để kết nối chúng tới Internet

- Card PCI Wireless: là thành tố không thể thiếu trong WLan Được sử dụng để

kết nối các máy khách vào hệ thống mạng không dây

- Card PCMCIA Wireless: trước đây được sử dụng trong các máy tính xách tay

và các thiết bị hỗ trợ cá nhân số PDA

- Card USB Wireless: được ưa chuộng nhất hiện nay bởi tính năng di động và

nhỏ gọn Thiết bị cho phép người dùng thao tác tháo lắp nhanh chóng và hỗ trợ cắm cả khi máy tính đang hoạt động

Hình 10, 11, 12 Card PCI, PCMCIA, USB

c Router (Bộ định tuyến):

Router là thiết bị kết nối hai hoặc nhiều mạng chuyển mạch gói hoặc mạng con, phục vụ hai chức năng chính: Quản lý lưu lượng giữa các mạng này bằng cách chuyển tiếp gói dữ liệu đến địa chỉ IP dự định của chúng và cho phép nhiều thiết bị sử dụng cùng một kết nối Internet

Trong nhiều mạng WLAN kiểu infrastructure, Router thường được tích hợp với Access Point Router chịu trách nhiệm định tuyến lưu lượng mạng giữa mạng nội bộ và internet Trong một số trường hợp, nó có thể là một thiết bị riêng biệt

Router WiFi giúp biến mạng có dây thành không dây giúp kết nối các thiết bị di động với nhau dễ dàng hơn Giúp nhiều người trong nhà cùng sử dụng được mạng Internet đồng thời mà không bị giới hạn như mạng có dây

d Switch (Bộ chuyển mạch) (có thể có hoặc không):

Switch hay còn gọi là bộ chuyển mạch hoặc thiết bị chuyển mạch dùng để kết nối các đoạn mạng với nhau theo mô hình sao (Star) Trong mô hình này, Switch đóng vaitrò là thiết bị trung tâm và tất cả các thiết bị vệ tinh khác hay máy tính đều được kết nối

e Máy chủ DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) (có thể có hoặc không):

DHCP có nghĩa là giao thức cấu hình máy chủ DHCP thực hiện quản lý và cấp phát tự động các địa chỉ IP đến các thiết bị mạng bên trong một mạng Bên cạnh đó DHCP còn cung cấp cấu hình Subnet Mask cũng như mang thông tin đến các thiết bị chính xác, hợp lý hơn

Máy chủ DHCP cấp phát địa chỉ IP tự động cho các thiết bị không dây trong mạng Router hoặc AP thường tích hợp sẵn chức năng DHCP, nhưng trong các mạng phứctạp hơn, DHCP có thể được cài đặt trên một máy chủ riêng

f Máy chủ RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) (có thể có hoặc không)

RADIUS là giao thức mạng theo mô hình Client - Server (máy khách - máy chủ)

chạy trong layer ứng dụng Giao thức RADIUS sử dụng một RADIUS server và các RADIUS client

Với RADIUS người dùng mạng từ xa sẽ thông qua thiết bị NAS (máy chủ lưu trữ kết nối mạng) để kết nối với mạng của họ Client RADIUS không phải là một cá nhân mà

đó chính là hệ thống NAS còn server xác thực chính là server RADIUS

Người dùng muốn truy cập từ xa vào mạng được bảo vệ bởi RADIUS thì họ phải cung cấp ID, mật khẩu địa chỉ IP, Và những thông tin này sẽ được NAS chuyển tới serverRADIUS để tiến hành xác thực

Được sử dụng trong các mạng WLAN có mức độ bảo mật cao để xác thực các thiết bị kết nối Máy chủ RADIUS sẽ quản lý và xác thực các thiết bị dựa trên thông tin đăng nhập trước khi cho phép truy cập vào mạng

3 Mô hình triển khai mạng WLAN Infrastructure

a.Mô hình mạng cơ sở (BSSs)

Bao gồm các điểm truy cập (Access Point) gắn với mạng đường trục hữu tuyến và giao tiếp với các thiết bị di động trong vùng phủ sóng của một cell AP đóng vai trò điều khiển cell và điều khiển lưu lượng tới mạng Các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếpvới nhau mà giao tiếp với các AP Các cell có thể chồng lấn lên nhau khoảng 10-15 % chophép các trạm di động có thể di chuyển mà không bị mất kết nối vô tuyến và cung cấp vùng phủ sóng với chi phí thấp nhất Các trạm di động sẽ chọn AP tốt nhất để kết nối Một điểm truy nhập nằm ở trung tâm có thể điều khiển và phân phối truy nhập chocác nút tranh chấp, cung cấp truy nhập phù hợp với mạng đường trục, ấn định các địa chỉ

và các mức ưu tiên, giám sát lưu lượng mạng, quản lý chuyển đi các gói và duy trì theo dõi cấu hình mạng Tuy nhiên giao thức đa truy nhập tập trung không cho phép các nút di động truyền trực tiếp tới nút khác nằm trong cùng vùng với điểm truy nhập như trong cấu hình mạng WLAN độc lập Trong trường hợp này, mỗi gói sẽ phải được phát đi 2 lần (từ nút phát gốc và sau đó là điểm truy nhập) trước khi nó tới nút đích, quá trình này sẽ làm giảm hiệu quả truyền dẫn và tăng trễ truyền dẫn

Hình 13 Mô hình mạng BSS chuẩn

b.Mô hình mạng mở rộng (ESSs)

Một ESSs là một tập hợp các BSSs nơi mà các Access Point giao tiếp với nhau để chuyển lưu lượng từ một BSS này đến một BSS khác để làm cho việc di chuyển dễ dàng của các trạm giữa các BSS, Access Point thực hiện việc giao tiếp thông qua hệ thống phânphối Hệ thống phân phối là một lớp mỏng trong mỗi Access Point mà nó xác định đích đến cho một lưu lượng được nhận từ một BSS Hệ thống phân phối được tiếp sóng trở lại