Đề tài cài đặt và quản trị mạng

KHÁI NIỆM WIFI Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạngkhông dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyềnhình và radio.. Ba dải sóng này,

PHẦN I WIFI LÀ GÌ ?

I KHÁI NIỆM WIFI

Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạngkhông dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyềnhình và radio

Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thưviện hoặc khách sạn Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực cósóng của hệ thống này, hoàn toàn không cần đến cáp nối Ngoài các điểm kết nốicông cộng (hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng

Tên gọi 802.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical andElectronics Engineers) Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹthuật khác nhau, và nó sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng; 4 chuẩnthông dụng của WiFi hiện nay là 802.11a/b/g/n

II SỰ RA ĐỜI CỦA WIFI

1 Sự khởi đầu

Năm 1985, Ủy ban liên lạc liên bang Mỹ FCC (cơ quan quản lý viễnthông của nước này), quyết định “mở cửa” một số băng tần của dải sóng khôngdây, cho phép sử dụng chúng mà không cần giấy phép của chính phủ Đây làmột điều khá bất thường vào thời điểm đó Song, trước sự thuyết phục của cácchuyên viên kỹ thuật, FCC đã đồng ý “thả” 3 dải sóng công nghiệp, khoa học và

y tế cho giới kinh doanh viễn thông

Ba dải sóng này, gọi là các “băng tần rác” (900 MHz, 2,4 GHz, 5,8 GHz),được phân bổ cho các thiết bị sử dụng vào các mục đích ngoài liên lạc, chẳnghạn như lò nướng vi sóng sử dụng các sóng vô tuyến radio để đun nóng thức ăn.FCC đã đưa các băng tần này vào phục vụ mục đích liên lạc dựa trên cơ sở: bất

cứ thiết bị nào sử dụng những dải sóng đó đều phải đi vòng để tránh ảnh hưởngcủa việc truy cập từ các thiết bị khác Điều này được thực hiện bằng công nghệ

gọi là phổ rộng (vốn được phát triển cho quân đội Mỹ sử dụng), có khả năngphát tín hiệu radio qua một vùng nhiều tần số, khác với phương pháp truyềnthống là truyền trên một tần số đơn lẻ được xác định rõ.

2 Hợp nhất tiêu chí

Dấu mốc quan trọng cho Wi-Fi diễn ra vào năm 1985 khi tiến trình đi đếnmột chuẩn chung được khởi động Trước đó, các nhà cung cấp thiết bị khôngdây dùng cho mạng LAN như Proxim và Symbol ở Mỹ đều phát triển nhữngthiết sản phẩm độc quyền, tức là thiết bị của hãng này không thể liên lạc đượcvới của hãng khác Nhờ sự thành công của mạng hữu tuyến Ethernet, một sốcông ty bắt đầu nhận ra rằng việc xác lập một chuẩn không dây chung là rấtquan trọng Vì người tiêu dùng khi đó sẽ dễ dàng chấp nhận công nghệ mới nếu

họ không còn bị bó hẹp trong sản phẩm và dịch vụ của một hãng cụ thể

Năm 1988, công ty NCR, vì muốn sử dụng dải tần “rác” để liên thông cácmáy rút tiền qua kết nối không dây, đã yêu cầu một kỹ sư của họ có tên VictorHayes tìm hiểu việc thiết lập chuẩn chung Ông này cùng với chuyên gia BruceTuch của Trung tâm nghiên cứu Bell Labs đã tiếp cận với Tổ chức kỹ sư điện vàđiện tử IEEE, nơi mà một tiểu ban có tên 802.3 đã xác lập ra chuẩn mạng cục bộEthernet phổ biến hiện nay Một tiểu ban mới có tên 802.11 đã ra đời và quátrình thương lượng hợp nhất các chuẩn bắt đầu

Thị trường phân tán ở thời điểm đó đồng nghĩa với việc phải mất khánhiều thời gian để các nhà cung cấp sản phẩm khác nhau đồng ý với những địnhnghĩa chuẩn và đề ra một tiêu chí mới với sự chấp thuận của ít nhất 75% thànhviên tiểu ban Cuối cùng, năm 1997, tiểu ban này đã phê chuẩn một bộ tiêu chí

cơ bản, cho phép mức truyền dữ liệu 2 Mb/giây, sử dụng một trong 2 công nghệdải tần rộng là frequency hopping (tránh nhiễu bằng cách chuyển đổi liên tụcgiữa các tần số radio, còn gọi là truyền chéo) hoặc direct-sequence transmission(phát tín hiệu trên một dài gồm nhiều tần số, còn gọi là truyền thẳng)

Chuẩn mới chính thức được ban hành năm 1997 và các kỹ sư ngay lập tứcbắt đầu nghiên cứu một thiết bị mẫu tương thích với nó Sau đó có 2 phiên bản

chuẩn, 802.11b (hoạt động trên băng tần 2,4 GHz) và 802.11a (hoạt động trênbăng tần 5,8 GHz), lần lượt được phê duyệt tháng 12 năm 1999 và tháng 1 năm

2000 Sau khi có chuẩn 802.11b, các công ty bắt đầu phát triển những thiết bịtương thích với nó Tuy nhiên, bộ tiêu chí này quá dài và phức tạp với 400 trangtài liệu và vấn đề tương thích vẫn nổi cộm Vì thế, vào tháng 8/1999, có 6 công

ty bao gồm Intersil, 3Com, Nokia, Aironet (về sau được Cisco sáp nhập),Symbol và Lucent liên kết với nhau để tạo ra Liên minh tương thích Ethernetkhông dây WECA

“DragonFly” Nhưng cuối cùng được chấp nhận lại là cách gọi “Wi-Fi” vì nghevừa có vẻ công nghệ chất lượng cao (hi-fi) và hơn nữa người tiêu dùng vốn quenvới kiểu khái niệm như đầu đĩa CD của công ty nào thì cũng đều tương thích với

bộ khuếch đại amplifier của hãng khác Thế là cái tên Wi-Fi ra đời Cách giảithích “Wi-Fi có nghĩa là wireless fidelity” về sau này người ta mới nghĩ ra Gầnđây, nhiều chuyên gia cũng đã viết bài khẳng định lại Wi-Fi thực ra chỉ là mộtcái tên đặt ra cho dễ gọi chứ chả có nghĩa gì ban đầu

III ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MẠNG WIFI

1 Ưu điểm

a Sự tiện lợi

Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông thường Nó cho phépngười dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triểnkhai(nhà hay văn phòng) Với sự gia tăng số người sử dụng máy tính xáchtay(laptop), đó là một điều rất thuận lợi

b Khả năng di động

Với sự phát triển của các mạng không dây công cộng, người dùng có thểtruy cập Internet ở bất cứ đâu Chẳng hạn ở các quán Cafe, người dùng có thểtruy cập Internet không dây miễn phí.

c Độ tin cậy:

Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín hiệu bịgiảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,….) là không tránh khỏi Làmgiảm đáng kể hiệu quả hoạt động của mạng

d Tốc độ

Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử dụngcáp(100Mbps đến hàng Gbps)

PHẦN II CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG

I CẤU TẠO VÀ QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA WIFI

1 Cấu tạo hệ thống Wifi

Truy cập Internet không dây gồm 4 thành phần: đường truyền tốc độcao,một cổng mạng, một mạng không dây, và người dùng không dây.2 Quá trìnhhoạt động của hệ thống Wifi

2 Quá trình hoạt động của hệ thống Wifi

Người dùng sẽ kết nối với mạng không dây qua cổng mạng, và sau đó nósẽkhởi chạy trình duyệt Internet

a Đường truyền tốc độ cao

Là một sự kết nối Internet băng thôngrộng Việc kết nối này sẽ nhanh hơn

so với dịch vụ kết nối quay số

b Cổng mạng

Nó hoạt động giống như là một cổng thật sự Nó cónhiệm vụ là ngăn chặnnhững truy cập vào mạng không dây của bạn mà không được phép, đồng thời nócũng cung cấp những công cụ quản lí rất tốt như thẩm quyền, kiểm tra mạng, vàcác dịch khácnhư in ấn, voice thông qua IP

c Mạng LAN không dây là một hệ thống kết nối máy tính của bạnvới cácthiết bị khác bằng sóng vô tuyến thay vì là dây dẫn

d Người dùng không dây là những người mà có một máy tính vớimộtadapter không dây, là những phương tiện để họ truy cập khôngdây vào Internet.Adapter không dây có thể được tích hợp sẵn,hoặc là một thiết bị rời sẽ dược cắmvào máy tính

Hình 1 Mô hình tiêu biểu cho mạng Wifi

Sóng vô tuyến được truyền từ các anten cà các router, và sẽ được nhận bởicác bộ nhận Wifi như các máy tính, điện thoại di động được trang bị card Wifi

Khi các thiết bị này nhận được tín hiệu thì các card Wifi sẽ đọc tín hiệu vàtạo kết nối không dây Một khi một kết nối được thiết lập giữa người dùng vàmạng thì người dùng sẽ được nhức nhở bằng một màn hình login và passwordnếu như đó là mạng thuê

Vùng phủ sóng bởi 1 hay nhiều AP được gọi là hot spot Một hot spot có

phạm vi khoảng từ 1 căn phòng đến vài dặm Trên thế giới thì các hot spot này

dược đặt ở các thành phố để mọt người với một laptop có thể truy cập internet,hot spot có ở khắp nơi như trong nhà hàng, khách sạn, trường học, sân bay…

II MÔ HÌNH THỰC TẾ SỬ DỤNG

1 Mô hình thu phát Wifi hiện nay

- Đa số các wifi hiện nay sử dụng Anten Omni, đa hướng phát ra 3600, đẳng hướng góc phát tập trung một hướng nhất định

- Mỗi AP đều có giới hạn truy cập dưới 25 Client

- Chất lượng sóng giảm đáng kể khi gặp nhiễu và vật cản

- AP gần nhau sẽ gây nhiễu lẫn nhau

- Không thể xác định hướng truy cập của Slient

- Không thể hiệu chỉnh hướng phát sóng

- Không thể triển khai diện rộng, quản lí khó khăn

- Gặp vấn đề bảo mật, giới hạn truy xuất, ít có những thiết bị hỗ trợ

…và cho doanh nghiệp có 3 tầng.

2 Tính chất hoạt động

a Anten Omni (Wifi thường dùng)

Năng lượng sóng wifi cũng giống như sự phát ra ánh sáng của bóng đèn.Sau khi được cấp nguồn ánh sang từ bóng đèn sẽ được phát ra xung quanh cảnhững vùng không mong muốn gây ra hao phi năng lượng

b Beam Flex (Wifi thông minh)

- Self leaning(Tự chỉnh hướng), Self Opimizing(Tự tối ưu hóa), Selfhealing wifi angtenna system(Tự chỉnh sửa hệ thống anten của wifi).

- Công nghệ BeamFlexTM tự động điều hướng tín hiệu phát của anten

+ Điều chỉnh hướng phát sóng, lọa bỏ tín hiệu nhiễu

+ Nếu cấp nguồn cho đèn tròn, nó lập tức phát ra xung quanh

+ Nếu bạn cũng cấp 1 nguồn năng lượng như vậy cho đèn pin, ánhsáng phát ra sẽ được tập trung và rõ hơn

+ Omni anten truyền thống phát sóng giống như bóng đèn tròn.+ Beamflex antenna tập trung năng lượng phát ra như là chùm tiasáng chiếu đến tận nơi nhận

PHẦN III CÁC CHUẨN MẠNG WIFI

- Chuẩn 802.11b : 2.4 GHz , tốc độ 11Mbps, bán kính 100m, bị nhiễu.

- Chuẩn 802.11G : 2.4GHz, tốc độ 54Mbps, bán kính 200m,ít nhiễu hơn.

- Chuẩn 802.11n: 2.4Ghz, tốc độ 300Mbps, bán kính 600m, ít nhiễu nhất.

I 802.11

Năm 1997, Viện kỹ sư điện và điện tử (IEEE- Institute of Electrical andElectronics Engineers) đưa ra chuẩn mạng nội bộ không dây (WLAN) đầu tiên –được gọi là 802.11 theo tên của nhóm giám sát sự phát triển của chuẩn này Lúcnày, 802.11 sử dụng tần số 2,4GHz và dùng kỹ thuật trải phổ trực tiếp (Direct-Sequence Spread Spectrum-DSSS) nhưng chỉ hỗ trợ băng thông tối đa là 2Mbps– tốc độ khá chậm cho hầu hết các ứng dụng

Vì lý do đó, các sản phẩm chuẩn không dây này không còn được sản xuấtnữa

II 802.11b

Từ tháng 6 năm 1999, IEEE bắt đầu mở rộng chuẩn 802.11 ban đầu và tạo

ra các đặc tả kỹ thuật cho 802.11b Chuẩn 802.11b hỗ trợ băng thông lên đến11Mbps, ngang với tốc độ Ethernet thời bấy giờ Đây là chuẩn WLAN đầu tiên

được chấp nhận trên thị trường, sử dụng tần số 2,4 GHz Chuẩn 802.11b sử dụng

kỹ thuật điều chế khóa mã bù (Complementary Code Keying - CCK) và dùng kỹthuật trải phổ trực tiếp giống như chuẩn 802.11 nguyên bản Với lợi thế về tần

số (băng tần nghiệp dư ISM 2,4GHz), các hãng sản xuất sử dụng tần số này đểgiảm chi phí sản xuất

Nhưng khi đấy, tình trạng "lộn xộn" lại xảy ra, 802.11b có thể bị nhiễu do

lò vi sóng, điện thoại “mẹ bồng con” và các dụng cụ khác cùng sử dụng tần số2,4GHz Tuy nhiên, bằng cách lắp đặt 802.11b ở khoảng cách hợp lý sẽ dễ dàngtránh được nhiễu Ưu điểm của 802.11b là giá thấp, tầm phủ sóng tốt và không

dễ bị che khuất Nhược điểm của 802.11b là tốc độ thấp; có thể bị nhiễu

III 802.11a

Song hành với 802.11b, IEEE tiếp tục đưa ra chuẩn mở rộng thứ hai cũngdựa vào 802.11 đầu tiên - 802.11a Chuẩn 802.11a sử dụng tần số 5GHz, tốc độ54Mbps tránh được can nhiễu từ các thiết bị dân dụng Đồng thời, chuẩn802.11a cũng sử dụng kỹ thuật trải phổ khác với chuẩn 802.11b - kỹ thuật trảiphổ theo phương pháp đa phân chia tần số trực giao (Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing-OFDM) Đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổtrực tiếp (DSSS) Do chi phí cao hơn, 802.11a thường chỉ được sử dụng trongcác mạng doanh nghiệp, ngược lại, 802.11b thích hợp hơn cho nhu cầu gia đình.Tuy nhiên, do tần số cao hơn tần số của chuẩn 802.11b nên tín hiện của 802.11agặp nhiều khó khăn hơn khi xuyên tường và các vật cản khác

Do 802.11a và 802.11b sử dụng tần số khác nhau, hai công nghệ nàykhông tương thích với nhau Một vài hãng sản xuất bắt đầu cho ra đời sản phẩm

"lai" 802.11a/b, nhưng các sản phẩm này chỉ đơn thuần là cung cấp 2 chuẩnsóng Wi-Fi cùng lúc (máy trạm dùng chuẩn nào thì kết nối theo chuẩn đó)

Ưu điểm của 802.11a là tốc độ nhanh; tránh xuyên nhiễu bởi các thiết bịkhác Nhược điểm của 802.11a là giá thành cao; tầm phủ sóng ngắn hơn và dễ bịche khuất

IV 802.11g

Năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ chuẩn mới hơn được gọi

là 802.11g nổi lên trên thị trường; chuẩn này cố gắng kết hợp tốt nhất 802.11a

và 802.11b 802.11g hỗ trợ băng thông 54Mbps và sử dụng tần số 2,4GHz chophạm vi phủ sóng lớn hơn 802.11g tương thích ngược với 802.11b, nghĩa là cácđiểm truy cập (access point –AP) 802.11g sẽ làm việc với card mạng Wi-Fichuẩn 802.11b

Tháng 7/2003, IEEE phê chuẩn 802.11g Chuẩn này cũng sử dụngphương thức điều chế OFDM tương tự 802.11a nhưng lại dùng tần số 2,4GHzgiống với chuẩn 802.11b Điều thú vị là chuẩn này vẫn đạt tốc độ 54Mbps và cókhả năng tương thích ngược với chuẩn 802.11b đang phổ biến

Ưu điểm của 802.11g là tốc độ nhanh, tầm phủ sóng tốt và không dễ bịche khuất Nhược điểm của 802.11g là giá cao hơn 802.11b; có thể bị nhiễu bởicác thiết bị gia dụng

V 802.11n

Chuẩn Wi-Fi mới nhất trong danh mục Wi-Fi là 802.11n 802.11n đượcthiết kế để cải thiện tính năng của 802.11g về tổng băng thông được hỗ trợ bằngcách tận dụng nhiều tín hiệu không dây và anten (gọi là công nghệ MIMO-multiple-input and multiple-output) Khi chuẩn này hoàn thành, 802.11n sẽ hỗtrợ tốc độ lên đến 100Mbps 802.11n cũng cho tầm phủ sóng tốt hơn các chuẩnWi-Fi trước đó nhờ tăng cường độ tín hiệu Các thiết bị 802.11n sẽ tương thíchngược với 802.11g

Ưu điểm của 802.11n là tốc độ nhanh nhất, vùng phủ sóng tốt nhất; trởkháng lớn hơn để chống nhiễu từ các tác động của môi trường Nhược điểm của802.11n là chưa được phê chuẩn cuối cùng; giá cao hơn 802.11g; sử dụng nhiềuluồng tín hiệu có thể gây nhiễu với các thiết bị 802.11b/g kế cận

Đừơng đến đích của 802.11n dù gặp khá nhiều vấn đề, nhưng cuối cùngcũng đã thông Giờ đây, chúng ta có thể mạnh tay đầu tư cho các thiết bị Wi-Fichuẩn 802.11n chính thức

Điểm mới của chuẩn 802.11n

Một trong những điều mong đợi nhất của người dùng thiết bị đầu cuốiWi-Fi không gì khác ngoài tốc độ và tầm phủ sóng Theo đặc tả kỹ thuật, chuẩn802.11n có tốc độ lý thuyết lên đến 600Mbps (cao hơn 10 lần chuẩn 802.11g) vàvùng phủ sóng rộng khoảng 250m (cao hơn chuẩn 802.11g gần 2 lần, 140m).Hai đặc điểm then chốt này giúp việc sử dụng các ứng dụng trong môi trườngmạng Wi-Fi được cải tiến đáng kể, phục vụ tốt cho nhu cầu giải trí đa phươngtiện, nhiều người dùng có thể xem phim chất lượng cao (HD, Full HD, Full HD3D ), gọi điện thoại qua mạng Internet (VoIP), tải tập tin dung lượng lớn đồngthời mà chất lượng dịch vụ và độ tin cậy vẫn luôn đạt mức cao

Logo chứng nhận sản phẩm đạt chuẩn 802.11n

Bên cạnh đó, chuẩn 802.11n vẫn đảm bảo khả năng tương thích ngược vớicác sản phẩm trước đó, chẳng hạn, nếu sản phẩm Wi-Fi chuẩn n sử dụng đồngthời hai tần số 2,4GHz và 5GHz thì sẽ tương thích ngược với các sản phẩmchuẩn 802.11a/b/g

Chuẩn 802.11n đã được IEEE (Institute of Electrical and ElectronicsEngineers) phê duyệt đưa vào sử dụng chính thức và cũng đã được Hiệp hội Wi-

Fi (Wi-Fi Alliance) kiểm định và cấp chứng nhận cho các sản phẩm đạt chuẩn.Chứng nhận chuẩn Wi-Fi 802.11n là bước cập nhật thêm một số tính năng tùychọn cho 802.11n dự thảo 2.0 (draft 2.0, xem thêm bài viết ID: A0905_100)được Wi-Fi Alliance bắt đầu từ hồi tháng 6/2007; các yêu cầu cơ bản (băng tần,tốc độ, MIMO, các định dạng khung, khả năng tương thích ngược) không thayđổi Đây là tin vui cho những ai đang sở hữu thiết bị đạt chứng nhận 802.11ndraft 2.0 Chứng nhận Wi-Fi n vẫn đảm bảo cho hơn 700 sản phẩm được cấpchứng nhận draft 2.0 trước đây (gồm máy tính, thiết bị điện tử tiêu dùng nhưtivi, máy chủ đa phương tiện (media server) và các thiết bị mạng) Tất cả thiết bịđược cấp chứng nhận dạng draft n có đủ điều kiện để sử dụng logo "Wi-Fi

CERTIFIED n" mà không cần phải kiểm tra lại

PHẦN IV BẢO MẬT TRONG WIFI

I KHÁI QUÁT CHUNG

Wifi đã ra đời, và tiếp tục này sinh ra một vài vấn đề về bảo mật

Tháng 9/1999, WEP (Wired Equivalent Privacy) là một chuẩn cho các PCkhông dây WEP được dùng trong lớp vật lí, và lớp liên kết dữ liệu Và nó đượcthiết kế để cung cấp một sự bảo mật trong WLANs tương tự như trong LANs.WEP sẽ cung cấp sự bảo mật bằng cách mã hóa dữ liệu trong lúc truyền từ nơinày đến nới khác Không giống như LANs là những mạng được xây dựng trongcác tòa nhà, chúng đã được bảo vệ Các WLANs có nhiều nguy cơ bị tấn cônghơn do sử dụng sóng vô tuyến rất dễ bị ngăn cản Một lí do khác nữa là trongmột vài tập đoàn, thì các nhà quản lí không thay đổi các khóa dùng chung trongmột tháng hay trong một năm, việc dùng một khóa trong thời gian quá lâu có thể

sẽ bị những kẻ xấu có được, và điều này là vô cùng nguy hiểm cho các tập đoàn

Năm 2002 vấn đề bảo mật của Wifi được nâng lên khi WPA (WifiProtected Access) được giới thiệu WPA có một vài cải tiến như mã hóa tốt hơn

Và việc cài đặt WPA thì đơn giản hơn nhiều so với việc cài đặt WEP Và WPA

ra đời với 2 dạng: Enterprise cho các tập đoàn, và Personal cho các cá nhân, giađình

Tháng 6/2004 thì 802.11i ra đời, nó trở thành một chuẩn mới cho Wifi.802.11i sử dụng WPA2, so với WPA thì cả hai có một vào tính năng giốngnhau Nhưng WPA2 tăng cường khả năng khả năng mã hóa dữ liệu hơn vớiAES(The Advanced Encryption Standard) WPA2 tương thích với WPA do vậyngười dùng có thể nâng cấp từ WPA lên WPA2 dễ dàng, nhưng WPA2 khôngtương thích với các chuẩn WEP Cũng giống như WPA, WPA2 cũng có 2 phiênbản: Anterprise và Personal

Ngày nay, các tập đoàn sử một mạng riêng ảo(Virtual Private Network)

để gửi và nhận những thông tin quan trọng VPN sử dụng Enternet để gửi và