Tìm hiểu công nghệ các chuẩn mạng IEEE 802.xx đặc biệt là 802.11 và các ứng dụng thực tiễn của nó

Từ khi chuẩn Ethernet ra đời , các đặc tính kĩ thuật và trình tự để xâydựng nên 1 mạng Ethernet đã trở nên dễ dàng hơn đối với mọi người .Những đặc tính này cùng với tính dễ sử dụng đã t

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện đại, tiện ích, đa năng là những ưu điểm vượt trội của máy tính màkhông một công cụ nào có thể đánh bật Chính vì lẽ đó mà từ những ngôi nhà trọsinh viên đến những gia đình tri thức, những công ty, xí nghiệp, những trườnghọc, bệnh viện hay bất cứ một môi trường kinh doanh nào cũng đều có sự xuấthiện của “anh chàng mặt vuông”

Và khi xã hội càng phát triển con người càng cần đến sự quan tâm và chia

sẻ thông tin Chính điều này đã tạo cơ hội cho chiếc máy tính phát huy hếtnhững tiện ích vốn có của mình Một chiếc máy tính đơn lẻ đã làm nên bao điều

kỳ diệu và khi kết nối các máy tính lại với nhau thành một hệ thống thì điều kỳdiệu đó còn được nhân lên rất nhiều lần

Đồ án về các chuẩn mạng IEEE 802.xx này sẽ cho chúng ta hiểu sâu hơn

về một khía cạnh của mạng máy tính đó là các giao thức vật lý để xây dựng lênmột môi trường mạng thông suốt và ràng buộc lẫn nhau Các giao thức này được

tổ chức IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers ) nghiên cứu và áp dụng cho các mạng ngày nay Sự phát triển không ngừng của các chuẩn này và công nghệ điện tử, công nghệ thông tin giúp cho chúng ta ngày càng tận hưởng cuộc sống

và làm việc nhanh hơn, hiệu quả hơn

Vì vậy, nhóm chúng em đã chọn đề tài: “Tìm hiểu công nghệ các chuẩn mạng IEEE 802.xx đặc biệt là 802.11 và các ứng dụng thực tiễn của nó”.

Và chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo Thạc sĩ ĐỗQuang Trung đã hướng dẫn tận tình chúng em hoàn thành đồ án này và trongsuốt quá trình học tập

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 4

1.1 Tổ chức IEEE 4

1.2 Dự án 802 4

CHƯƠNG 2 : IEEE 802.3 & ETHERNET 8

2.1 Giới thiệu 8

2.3 Hoạt động của Ethernet 11

2.6 Các chuẩn của Ethernet 16

2.7 Các thiết bị mạng Ethernet LAN 20

2.8 Bảo mật và ứng dụng thực tế của mạng Ethernet : Ethernet cho hệ thống an ninh giám sát diện rộng với độ tin cậy cao 23

CHƯƠNG 3 : IEEE 802.11 & WLAN 36

3.1 Giới thiệu dự án IEEE 802.11 36

3.3 Một số họ chuẩn IEEE 802.11 39

3.4 Chuẩn mới 802.11n 43

3.5 Các thiết bị chuẩn 802.11 50

CHƯƠNG 4 : SO SÁNH VÀ KHẢO SÁT CÁC CHUẨN 802.11 51

4.2 Tiêu chuẩn WLAN 52

4.4 802.11g : Hiệu năng và đặc điểm 56

4.5 Môi trường mạng 58

4.6 Chọn lựa chuẩn để triển khai 60

CHƯƠNG 5:WLAN 63

5.1 : Các ứng dụng của Mạng WLAN 64

5.2 Các lợi ích của mạng WLAN 65

5.3 : Bảng so sánh ưu và nhược điểm giữa mạng không dây và có dây 66

CHƯƠNG 6: NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA WLAN 69

6.1 Cách làm việc của mạng WLAN 69

6.2 Các cấu hình mạng WLAN 70

6.3 Các tùy chọn công nghệ 75

6.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng WLAN 78

CHƯƠNG 7 : CHUẨN IEEE 802.11 83

7.2 Kiến trúc IEEE chuẩn IEEE 802.11 83

CHƯƠNG 8: BẢO MẬT TRONG MẠNG WLAN 105

8.1 Một số hình thức tấn công mạng 106

8.2 Cơ sở chuẩn IEEE 802.11 111

8.3 Các mức bảo vệ an toàn mạng 115

8.4 Cơ sở bảo mật mạng WLAN 116

8.4.4 WEP 119

8.4.5 WPA 121

8.5 Trạng thái bảo mật mạng WLAN 122

8.6 Các ví dụ kiến trúc bảo mật mạng WLAN 122

8.7 Bảo mật 126

CHƯƠNG 9: GIẢI PHÁP MẠNG WIRELESS CHO TRƯỜNG ĐH BKNP 130

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 139

TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

sứ mệnh để "thúc đẩy các nghiên cứu khoa học nhằm tạo ra, phát triển, kết hợp

và chia sẻ, ứng dụng các hiểu biết về điện tử, công nghệ thông tin và khoa học

từ hàng trăm ngàn nhà nghiên cứu là thành viên của tổ chức Với sự hiểu biếtsâu rộng về Networking, IEEE làm việc nhằm tạo ra các chuẩn chung cho quátrình kết nối

Thành lập : New York – Hoa Kỳ

Hoạt động : Từ 1963 – Nay

Thành viên : Hơn 350.000

Lĩnh vực : Tin học, điện tử, viễn thông.

Thành viên nổi tiếng : Thomas Edison, Alexander Graham Bell

Các dự án của IEEE được chia ra làm nhiều dự án nhỏ hơn cho nhữngnhóm làm việc độc lập phát triển và nghiên cứu các chuẩn, những vấn đề cầnthiết, những lỗi xảy ra Một trong những dự án nhỏ của dự án 802 là dự án IEEE802.3 là nhóm làm việc nhằm tạo ra chuẩn hóa cho Ethernet, và dự án IEEE802.11 làm việc nhằm tạo ra chuẩn hóa cho mạng không dây Số hiệu được gáncho mỗi nhóm được đặt tên một cách khác nhau không theo thứ tự nào cả Ví dụ

số 11 được đặt cho dự án IEEE 802.11 bởi dự án được nhóm hoàn thành sau 11tháng làm việc trong dự án 802 của IEEE

Với sự nghiên cứu kỹ lưỡng các chuẩn mới được tạo ra cũng như xem xétnhững chuẩn đã có nhằm phát triển và mở rộng hơn nữa, những chi tiết sâu vềnhững chuẩn cụ thể Và với những chuẩn lại chia ra thành những chuẩn nhỏkhác và giờ đây việc sử dụng chữ cái thường được gán cho các chuẩn, có thể sửdụng một hoặc nhiều chữ cái thường để đặt vào đuôi của các chuẩn như802.11a, 802.11g và 802.11af Tuy nhiên người ta không sử dụng một số ký tự

để thể hiện các chuẩn như chữ "i" và chữ "o" hai chữ cái này khi viết nó sẽgiống số "1" và số "0", một điều đặc biệt nữa đó là với ký tự "x" thì người taphải viết bằng chữ in hoa bởi dễ nhầm với dấu nhân ví như 802.11x thì phải viết

là 802.11X

Một điều quan trọng với các chuẩn mà IEEE đưa ra đó là, nó như là mộtchuẩn chung cho nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể sử dụng kỹ thuật, tài liệuđược IEEE viết ra Thật may mắn khi có một chuẩn chung cho nhiều hãng sảnxuất, bởi khi đó các sản phẩm từ các hãng khác nhau hoàn toàn tương thíchtrong quá trình kết nối

1.2.1 Các dự án của IEEE 802

Là một trong những tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hoá mạngcục bộ, IEEE với đề án IEEE 802 đã cho ra lò một loạt các chuẩn thuộc họIEEE802.XX

Một số chuẩn kết nối thông dụng nhất của IEEE 802.XX :

IEEE 802.2 : Chuẩn kết nối dành cho tầng dịch vụ giao thức của mạng cục bộ

IEEE 802.3 : Chuẩn kết nối dành cho mạng cục bộ dựa trên mạng Ethernet.

Mạng Ethernet là mạng nổi tiếng của Digital, Intel và Xerox hợp tác xây dựng

IEEE 802.4 : Chuẩn kết nối dành cho mạng cục bộ với tô-pô mạng dạng bus

dùng thẻ bài để điều khiển việc truy nhập đường truyền

IEEE 802.5 : Chuẩn kết nối dành cho mạng cục bộ với tô-pô mạng dạng vòng

(ring) dùng thẻ bài để điều khiển việc truy nhập đường truyền

IEEE 802.6 : Chuẩn kết nối dành cho mạng tốc độ cao kết nối với nhiều mạng

cục bộ thuộc các khu vực khác nhau của thành phố, đô thị (Mạng MAN)

IEEE 802.9 : Chuẩn kết nối dành cho mạng tích hợp dữ liệu và tiếng nói bao

gồm một kênh dị bộ 10 Mb/s và 96 kênh 64 Kbps Chuẩn này được xây dựngcho các môi trường truyền dẫn có lưu lượng lớn và cấp bách

IEEE 802.11 : Chuẩn kết nối dành cho mạng cục bộ không dây (WLAN)

-Chuẩn đang tiếp tục được phát triển

IEEE 802.12 : Chuẩn kết nối dành cho mạng cục bộ dựa trên công nghệ do

AT&T, IBM và HP đề xuất Công nghệ này được gọi là 100 VG - AnyLAN.Mạng này có tô-pô mạng hình sao và có phương pháp truy nhập đường truyền

kiểu tranh chấp Khi một trạm có nhu cầu truyền dữ liệu thì nó sẽ gửi yêu cầuđến hub và chờ hub cho phép mới thực hiện việc truyền dữ liệu.

IEEE 802.16 : IEEE 802.16 là hệ thống tiêu chuẩn truy nhập không dây băng

rộng (Broadband Wireless Access Standards) cung cấp đặc tả chính thức cho

các mạng MAN không dây băng rộng triển khai trên toàn cầu Hệ thống này donhóm làm việc IEEE 802.16, do IEEE thành lập năm 1999, nghiên cứu và đềxuất Nhóm làm việc này là một đơn vị của hội đồng tiêu chuẩn LAN/MANIEEE 802

Họ tiêu chuẩn 802.16 chính thức được gọi là WirelessMAN (viết tắt là

WMAN).

Chuẩn cũng không có nghĩa là đã hoàn toàn chuẩn - do vậy bạn cũngkhông nhất thiết tuân theo một cách máy móc các điều kiện của nó khi vẽ lênmột bản thiết kế của mình

CHƯƠNG 2 : IEEE 802.3 & ETHERNET

2.1 Giới thiệu

“Với sự đòi hỏi nối mạng các máy tính, mạng LAN đã ra đời Cùng với đó là các bộ giao thức cho phép kết nối LAN (FDDI, TokenRing ) tuy nhiên phát triển nhất vẫn là Ethernet Và IEEE đã dùng số hiệu 802.3 để quy định cho mọi quy tắc, quy chuẩn, luật có liên quan đến Ethernet.”

Ethernet là mạng do các công ty Xerox, Intel và Digital xây dựng và phát

triển Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay.

Ethernet LAN được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO,

mạng truyền số liệu Ethernet cho phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:

 Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đồng trục, tínhiệu truyền trên mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ, tốc độ truyền dữliệu là 10 Mb/s

 Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này cóthể được kết nối lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cáchlớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km

 Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến

token (token bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các

gói Gói (packet) thông tin dùng trong mạng có độ dài từ 64 đến 1518

byte

2.2 Hiểu biết cơ bản về hệ thống Ethernet

2.2.1 Hệ thống Ethernet

Sơ lược về hệ thống Ethernet

- Ethernet là 1 công nghệ mạng bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa cácmáy tính với tốc độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps) Hiện thời công nghệ Ethernet thường được sử dụng nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10-Mbps

- Công nghệ truyền thông 10-Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn, hoặc cáp đôi , cáp sợi quang Tốc độ chuẩn cho hệ thống Ethernet hiện nay là 100-Mbps

2.2.2 Ethernet là công nghệ mạng thiết bị và thông dụng

Mặc dù ngày nay có nhiều công nghệ LAN nhưng Ethernet vẫn làcông nghệ được sử dụng nhiều nhất Năm 1994 ước tính có khoảng hơn

40 triệu nút Ethernet được sử dụng trên toàn cầu

Từ khi chuẩn Ethernet ra đời , các đặc tính kĩ thuật và trình tự để xâydựng nên 1 mạng Ethernet đã trở nên dễ dàng hơn đối với mọi người Những đặc tính này cùng với tính dễ sử dụng đã tạo nên một thị trườngEthernet rộng lớn và là nguyên nhân cho sự ứng dụng rộng rãi của

Ethernet trong nền công nghiệp máy tính

Phần lớn các hãng sản xuất máy tính ngày nay trang bị cho sản phẩm của

họ thiết bị 10-Mbps Ethernet khiến cho thiết bị của họ có thể sẵn sàng kếtnối vào mạng Ethernet bộ Khi chuẩn Ethernet 100-Mbps đã trở nên phổbiến hơn thì máy tính được trang bị các thiết bị Ethernet hoạt động ở cảhai tốc độ 10-Mbps và 100-Mbps Những quản trị viên mạng Ethernetngày nay cần thiết phải biết liên kết một số lượng lớn các máy tính lại vớinhau bằng công nghệ mạng thiết bị trung gian Rất nhiều mạng LANngày nay hỗ trợ các máy tính được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau ,tuy nhiên cần phải đảm bảo được sự tương thích giữa các dòng máy tính

2.2.3 Sự phát triển của các chuẩn Ethernet

Ethernet đã được phát minh ra tại trung tâm nghiên cứu Xerox PaloAlto vào những năm 1970 bởi tiến sĩ Robert M Metcalfe Nó đã đượcthiết kế với mục đích phục vụ nghiên cứu trong “ hệ thống công sở trongtương lai” , bao gồm trạm cá nhân đầu tiên trên thế giới , trạm XeroxAlto Trạm Ethernet đầu tiên chạy với tốc độ xấp xỉ 3-Mbps và được biếtđến với tên gọi : “ tiền Ethernet”

Ethernet chính thức được công bố vào năm 1980 bởi liên minh Intel-Xerox(DIX) Nỗ lực này đã chuyển “tiền Ethernet” trở thành một hệthống Ethernet mở và có chất lượng với tốc độ 10-Mbps Công nghệEthernet được công nhận là tiêu chuẩn bởi uỷ ban tiêu chuẩn LAN nằmtrong viện kỹ thuật điện và điện tử thế giới (IEEE 802) Chuẩn IEEE đãđược công bố lần đầu tiên vào năm 1985 , với tiêu đề “ IEEE 802.3khuyến nghị về lớp vật lý và phương thức truy nhập đa truy nhập sóngmang phát hiện va chạm “ Chuẩn IEEE đã được công nhận bởi tổ chứcchuẩn hoá của thế giới (ISO )

DEC-Chuẩn IEEE cung cấp hệ thống kiểu Ethernet dựa trên nền là công nghệDIX Ethernet Mọi hệ thống Ethernet từ năm 1985 đều được xây dựng

dựa trên chuẩn IEEE 802.3 Nói chính xác hơn , chúng ta đã dựa trêncông nghệ “IEEE 802.3 CSMA/CD” Tuy nhiên hầu hết mạng Ethernethiện nay đều từ mạng Ethernet nguyên thuỷ mà ra.

Chuẩn 802.3 được nâng lên từng bước bao gồm các chuẩn công nghệmới Từ nằm 1985 chẩn đã được tăng cường những công nghệ 10-Mbps (

ví dụ cáp xoắn ) cũng như các khuyến nghị mới về mạng Ethernet nhanh

2.2.4 Các thành phần của Ethernet

Hệ thống Ethernet bao gồm 3 thành phần cơ bản :

 Hệ thống trung gian truyền tín hiệu Ethernet giữa các máy tính

 Các nhóm thiết bị trung gian đóng vai trò giao diện Ethernet làm chonhiều máy tính có thể kết nối tới cùng 1 kênh Ethernet

 Các khung Ethernet đóng vai trò làm các bit chuẩn để luân chuyển dữ liệutrên Ethernet

Phần tiếp sau đây sẽ miêu tả quy tắc thiết lập cho các thành phần đầu tiên ,các mảng truyền thông vật lí , thiết lập quy tắc truy cập trung gian choEthernet và các khung Ethernet

2.3 Hoạt động của Ethernet

Mỗi máy Ethernet, hay còn gọi là máy trạm , hoạt động độc lập với tất cảcác trạm khác trên mạng , không có một trạm điều khiển trung tâm.Mọi trạmđều kết nối với Ethernet thông qua một đường truyền tín hiệu chung còn gọi làđuờng trung gian Tín hiệu Ethernet được gửi theo chuỗi , từng bit một , quađường trung gian tới tất cả các trạm thành viên Để gửi dữ liệu trước tiên trạmcần lắng nghe xem kênh có rỗi không , nếu rỗi thì mới gửi đi các gói ( dữ liệu)

Cơ hội để tham gia vào truyền là bằng nhau đối với mỗi trạm Tức là không có

sự ưu tiên Sự thâm nhập vào kênh chung được quyết dịnh bởi nhóm điều khiểntruy nhập trung gian ( Medium Access Control-MAC) được đặt trong mỗi trạm MAC thực thi dựa trên cơ sở sự phát hiện va chạm sóng mang ( CSMA/CD)

- Giao thức CSMA/CD

- Xung đột

- Truyền dữ liệu

2.3.1 Giao thức CSMA/CD.

Hình 2.1 : Giải thuật CSMA

Các bước giải thuật :

1 Máy cần truyền gói tin

2 Kiểm tra xem đường truyền có bị chiếm hay không (bằng cách kiểm tracarrier)

3 Tập hợp frame

4 Bắt đầu truyền gói tin

5 Kiểm tra xem có xung đột trên đường truyền không

6 Tiếp tục truyền gói tin.

7 Kiểm tra xem đã truyền hết gói tin chưa

8 Hoàn thành việc chuyển gói tin

9 Phát sinh tín hiệu xung đột

10 Attempt = Attempt + 1 (tăng số lần thử)

11 Kiểm tra xem có phải đã thử quá nhiều lần chưa

12 Quá nhiều lần thử Bỏ qua việc truyền gói tin

13 Thuật toán backoff

14 Chờ một khoảng thời gian (cỡ micro giây)

Half và Full-Duplex Ethernet

Ethernet được phát triển trên các công nghệ cáp xoắn từ trước, và

nó chỉ cho một tín hiệu duy nhất truyền trong một đơn vị thời gian Và đó

là lý do vì sao Ethernet cần công nghệ truyền CSMA/CD Với những switch cao cấp, công nghệ truyền Ethernet được sử dụng cáp UTP ( Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu UTP- Unshielded Twisted-Pair) vàfiber ( cáp quang ) , Full-duplex Ethernet được hỗ trợ đầy đủ Full-duplex Ethernet cho phép các đối tượng vừa truyền vừa nhận trong cùng một đơn

vị thời gian Full-duplex không dùng công nghệ CSMA/CD Full-duplex chỉ sử dụng khi cả đối tượng (máy tính) và switchs đều hỗ trợ full-duplex,các hub bình thường sẽ không thể thực hiện full-duplex được

Để truyền thông tin, mỗi giao tiếp mạng phải lắng nghe cho tới khi không có tín hiệu trong kênh chung , lúc này nó mới có thể truyền thông tin Nếu một giao tiếp mạng thực hiện truyền thông tin trong kênh thì gọi

là sóng và các trạm khác phải chờ đợi cho tới khi sự truyền dẫn này kết thúc Quá trình này gọi là phát hiện sóng mang

Mọi giao tiếp Ethernet đều có cơ hội ngang nhau trong việc truyền thông tin trong mạng (Đa truy nhập ) Trong quá trình truyền từ đầu này tới đầu kia của Ethernet , những bít đầu tiên của khung cần phải đi tới mọi

vùng của mạng Tức là có thể có 2 giao tiếp mạng cùng thấy mạng rỗi và gửi đi cùng 1 lúc Khi đó Ethernet phát hiện sự “ va chạm “ và dừng việc truyền và gửi lại các khung ĐÓ là quá trình phát hiện va chạm.

Giao thức CSMA/CD được thiết kế nhằm cung cấp cơ hội ngang bằng truy nhập kênh chung cho mọi trạm trong mạng Sau khi gói tin được gửi

đi mỗi trạm trong mạng sẽ sủ dụng giao thức CSMA/CD để xem trạm nào

sẽ được gửi tiếp sau

2.3.2 Va chạm

Nếu có có hơn 1 trạm cùng gửi thông tin cùng lúc thì tín hiệu được nói rằng đang va chạm , Các trạm sẽ nhận ra biến cố này và dừng việc truyền bằng thuật toán backoff Sau đó mỗi trạm sẽ chọn 1 thời gian ngẫunhiên sau đó để truyền tiếp

Thông thường khoảng thời gian trễ này là rất ngắn chỉ khoảng phầnnghìn hoặc phần triệu của giây Nếu như sau đó lại có va chạm thì lại phải truyền lại Nếu sau một số lần liên tiếp nào đó va chạm thì hệ thống

sẽ thôi truyền gói tin này nữa , thường Ethernet chọn 16 lần để hảy bỏ truyền gói tin Nếu mạng càng lớn và càng nhiều trạm thì khả năng huỷ bỏcàng lớn

2.3.3 Truyền dữ liệu

Cũng như các mạng LAN khác , Ethernet luôn tìm cách truyền dữ liệu tốt nhất , Tuy nhiên ngay cả với những mạng Ethernet đắt tiền nhất vàđược thiết kế tốt nhất thì dữ liệu truyền đi vẫn không hoàn hảo

Nhiễu điện có thể xuất hiện mọi lúc trên hệ thống cáp và làm dữ liêu bị hỏng Trong trường hợp kênh LAN bị tắc nghẽn làm cho số lần va chạm vượt quá 16 làm cho các khung bị mất Không thể có mạng LAN nào hoàn hảo , vì thế những phần mềm ở lớp giao thức mạng cao hơn được thiết kế để cứu dữ liệu khỏi lỗi

Cần thiết phải nâng lên các giao thức mạng mức cao để chắc chắn dữ liệu nhận được là chính xác Các giao thức bậc cao làm được điều nàu nhờ

phương thức truyền đáng tin cậy và sự xác nhận chuỗi thông tin truyền qua mạng

2.4 Khung và địa chỉ Ethernet

Quả tim của Ethernet là là khung , khung được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các máy tính ,Khung gồm các bit được chia thành các trường Các trường này bao gồm trường địa chỉ , trường dữ liệu chứa từ 46 tới 15000 byte dữ liệu , và 1 trường kiểm tra lỗi để kiểm tra các bit nhận được có giống với các bit được truyền đi không

Trường đầu tiên mang 48 bit địa chỉ , gọi là địa chỉ nhận và địa chỉ gửi, IEEE quản lí các địa chỉ bởi trường địa chỉ IEEE cung cấp 24 bit nhận dạng gọi là “ định danh tổ chức duy nhất “ (OUI) , mỗi tổ chức tham gia vào Ethernet sẽ đượccung cấp 1 định danh duy nhất Tổ chức sẽ tạo ra 48 bit địa chỉ sử dụng OUI của

24 bit địa chỉ đầu tiên 48 bit này được biết đến như là địa chỉ vật lí , phần cứng hoặc địa chỉ MAC

48 bít địa chỉ là dấu hiệu nhận biết chung cho mỗi giao tiếp Ethernet khi nó được tạo ra , nhờ đó mà làm đơn giản hơn cấu trúc của Ethernet Với cách định danh này bạn có thể nhóm nhiều tổ chức Ethernet vì thế dễ dàng hơn trong việc quản lí Ethernet

Mỗi khung Ethernet được gửi tới 1 kênh chung , khi đó mỗi giao tiếp mạng sẽ xem xét trường 48 bit đầu tiên có chứa địa chỉ , giao tiếp mạng sẽ so sánh địa chỉcủa chính nó với địa chỉ này Giao tiếp mạng có địa chỉ trùng với địa chỉ nhận

sẽ đọc toàn bộ khung và gửi những dữ liệu này tới phần mềm trong máy Mọi giao tiếp mạng sẽ ngừng đọc thông tin trong khung sau khi chúng phát hiện địa chỉ của chúng không trùng với địa chỉ nhận

2.5 Địa chỉ Multicast and Broadcast

Một địa chỉ multicast cho phép một khung đơn có thể nhận được một nhóm trạm Phần mềm mạng có thể cho phép giao tiếp mạng lắng nghe những địa chỉ multicast chỉ định Điều này cho phép một nhóm trạm

có thể được nhận biết bởi một nhóm multicast đã được gán cho địa chỉ multicast riêng Một gói đơn gởi tới 1 địa chỉ multicast sẽ được nhận bởi mọi trạm trong nhóm này Có một trường hợp đặc biệt của multicast là broadcast , đó là 48 bit địa chỉ của mỗi phần tử Mọi giao tiếp Ethernet nếu thấy 1 khung với địa chỉ đến kiểu này sẽ đọc khung và gửi nó đến phần mềm trong trạm

2.6 Các chuẩn của Ethernet

Sơ lược sự phát triển các chuẩn của Ethernet :

 Năm 1999: đưa ra chuẩn IEEE 802.3ab cho Gigabit Ethernet sử dụng cáp đồng

 Tháng 6 năm 2006: Đưa ra chuẩn IEEE 802.3an cho 10 Gigabit Ethernet

sử dụng cáp đồng

 Tháng 7 năm 2006: IEEE HSSG phát triển phiên bản mới của chuẩn Ethernet bao gồm, 40G và 100G

 Năm 2007: IEEE sẽ đưa ra một phiên bản 100G Ethernet Task Force

 2009/2010: IEEE chính thức đưa ra chuẩn 100G Ethernet

Tên gọi các chuẩn của IEEE cũng được chuẩn hoá như: 10Base-T, 10 có nghĩa là tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mbps, T có nghĩa là sử dụng cáp xoắn (Twisted-pair), trong khi chữ F là chuẩn cho công nghệ truyền sử dụng Cáp

Quang (fiber) Các phiên bản trước sử dụng cáp đồng trục như 10Base-5 và 10Base-2 với tên gọi không được chuẩn hoá.

Vào năm 1995 chuẩn Fast Ethernet đã được ra đời mang tên 802.3u dựa trên công nghệ Cat 3-5 hay sử dụng cáp quang là một bước đột phá rất lớn,

và hiện nay đã có mặt trong hầu hết các mạng nội bộ của các tổ chức hay doanh nghiệp

Tiếp sau đó năm 1998 chuẩn Gigabit Ethernet đã ra đời với tên 802.3z đánh dấu một bước ngoặt trong công nghệ truyền cải tiết đáng kể việc truyền thông tin

Chuẩn 802.3ae đang đưa vào thử nghiệm nếu thành công nó là một chuẩn dùng trên đường backbone của mạng doanh nghiệp là hết sức hợp lý Chuẩn này dang hoàn thiện dần và trong tương lai chúng ta sẽ chứng kiến nhiều chuẩn khác mới ra đời với các tính năng năng ngày càng ưu việt hơn

Hình 2.2 Các chuẩn trong họ Ethernet IEEE 802.3 và đặc tính kỹ thuật

Hình 2.3 Mô hình OSI của Ethernet

Ethernet làm việc tại lớp thứ hai trong mô hình OSI (OSI Layers 2) tức tầng data link Trong tầng data link được chia làm hai tầng khác đó là MAC Layer và Logical Link Control (LLC) Layer Lớp LLC – 802.2 là một chuẩn giữa lớp địa chỉ MAC và các giao thức thuộc tầng 3 trong mô hình OSI

Thông tin tại tầng MAC được hiểu như các frame chúng được đóng gói với địa chỉ nguồn và đích (địa chỉ này là địa chỉ MAC - địa chỉ của phần cứng) Địa chỉ MAC bao gồm 48 bits trong đó 3 bytes đầu được gán bởi IEEE và 3 bytes sau làđược gán bởi nhà sản xuất phần cứng

Đảm bảo quá trình truyền tin một cách tin cậy

Đồng bộ dữ liệu truyền

Nhận ra lỗi trong quá trình truyền

Điều khiển truyền

2.6.1 : 10Base-T:

Là một chuẩn mạng Ethernet có tốc độ băng thông (bandwidth) là 10Mbps (10), sử

dụng dải tần cơ sở (Baseband) và cáp xoắn đôi (T) Các trạm trong mạng (LAN stations) được kết nối theo kiểu hình sao (star

configuration) vào một bộ tập trung ở giữa được gọi là Concentrrator (bộ tập trung)

- Thiết bị kết nối HUB

- Tốc độ truyền: 10/100 MBPS (tùy HUB, card mạng)

- Độ dài tối đa: 500m

- Max workstation: tùy theo HUB

- Là cấu trúc mạng hình Sao (star)

2.6.3 10Base-2

Là một chuẩn mạng Ethernet có tốc độ băng thông (bandwidth) là 10Mbps (10), sử dụng dải tần cơ sở (Baseband) và cáp đồng trục mỏng (thincoaxial cable = RG58) Chiều dài tối đa mà một phân đoạn mạng (LAN segment) sử dụng cáp đồng trục mỏng có thể đạt là 607 feet - gần bằng 200 mét (nên ký hiệu củamạng này là 10Base-2) Tất cả các máy trong mạng (LAN stations) được kết nối theo dạng tuyến tính (bus) dọc theo sợi cáp đồng trục

2.6.4 10Base-5:

Tương tự như 10Base-2, nhưng sử dụng cáp đồng trục dày (thick coaxial cable = RG62) Chiều dài tối đa mà một phân đoạn mạng

(LAN segment) sử dụng cáp đồng trục dày có thể đạt 500 mét (nên ký hiệu của mạng này là 10Base-5) Tất cả các máy trong mạng (LAN

stations) được kết nối theo dạng tuyến tính (bus) dọc theo sợi cáp đồng trục

2.6.5 10Base-F:

Là chuẩn mạng Ethernet sử dụng cáp sợi quang (optical fibers)

2.7 Các thiết bị của mạng Ethernet LAN :

2.7.1 Hub

Hub là một trong những yếu tố quan trọng nhất của LAN, đây là điểm kết nối dây trung tâm của mạng, tất cả các trạm trên mạng LAN được kết nối thông qua HUB Một hub thông thường có nhiều cổng nối với người sử dụng để gắn máy tính và các thiết bị ngoại vi Mỗi cổng hỗ trợ một bộ kết nối dùng cặp dây xoắn 10BASET từ mỗi trạm của mạng Khi bó tín hiệu Ethernet được truyền từ một trạm tới hub, nó được lặp lại trên khắp các cổng khác của hub Các hub thông minh có thể định dạng, kiểm tra, cho phép hoặc không cho phép bởi người điều hành mạng từ trung tâm quản lý hub

Có ba loại hub:

• Hub đơn (stand alone hub)

• Hub phân tầng (stackable hub, có tài liệu gọi là HUB sắp xếp)

• Hub modun (modular hub)

Modular hub rất phổ biến cho các hệ thống mạng vì nó có thể dễ dàng mởrộng và luôn có chức nǎng quản lý, modular có từ 4 đến 14 khe cắm, có thể lắp thêm các modun Ethernet 10BASET

Stackable hub là lý tưởng cho những cơ quan muốn đầu tư tối thiểu ban đầu nhưng lại có kế hoạch phát triển LAN sau này

Chú ý: Uỷ ban kỹ thuật điện tử (IEEE) đề nghị dùng các tên sau đây để chỉ 3 loại dây cáp dùng với mạng Ethernet chuẩn 802.3.

• Dây cáp đồng trục sợi to (thick coax) thì gọi là 10BASE5 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 500m)

• Dây cáp đồng trục sợi nhỏ (thin coax) gọi là 10BASE2 (Tốc độ 10 Mbps, tần số cơ sở, khoảng cách tối đa 200m)

• Dây cáp đôi xoắn không vỏ bọc (twisted pair) gọi là 10BASET (Tốc độ

10 Mbps, tần số cơ sở, sử dụng cáp sợi xoắn)

• Dây cáp quang (Fiber Optic Inter-Repeater Link) gọi là FOIRL

Liên mạng (internetworking)

Việc kết nối các LAN riêng lẻ thành một liên mạng chung được gọi là Internetworking Internetworking sử dụng ba công cụ chính là: bridge, router và switch

2.7.2 Cầu nối (bridge):

Là cầu nối hai hoặc nhiều đoạn (segment) của một mạng Theo mô hình OSI thì bridge thuộc mức 2 Bridge sẽ lọc những gói dữ liệu để gửi đi (hay không gửi) cho đoạn nối, hoặc gửi trả lại nơi xuất phát Các bridge cũng thường được dùng để phân chia một mạng lớn thành hai mạng nhỏ nhằm làm tǎng tốc độ Mặc dầu ít chức nǎng hơn router, nhưng bridge cũng được dùng phổ biến

2.7.3 Bộ dẫn đường (router)

Chức nǎng cơ bản của router là gửi đi các gói

dữ liệu dựa trên địa chỉ phân lớp của mạng vàcung cấp các dịch vụ như bảo mật, quản lý lưu thông

Giống như bridge, router là một thiết bị siêu thông minh đối với các mạng thực sự lớn router biết địa chỉ của tất cả cácmáy tính ở từng phía và có thể chuyển các thông điệp cho phù hợp Chúngcòn phân đường-định truyền để gửi từng thông điệp có hiệu quả

Theo mô hình OSI thì chức nǎng của router thuộc mức 3, cung cấp thiết bịvới thông tin chứa trong các header của giao thức, giúp cho việc xử lý cácgói dữ liệu thông minh

Dựa trên những giao thức, router cung cấp dịch vụ mà trong đó mỗi

packet dữ liệu được đọc và chuyển đến đích một cách độc lập

Khi số kết nối tǎng thêm, mạng theo dạng router trở nên kém hiệu quả và cần suy nghĩ đến sự thay đổi

2.7.4 Bộ chuyển mạch (switch)

Chức nǎng chính của switch là cùng một lúc duy trì nhiều cầu nối giữa các thiết bị mạng bằng cách dựa vào một loại đường truyền xương sống (backbone) nội tại tốc độ cao Switch có nhiều cổng, mỗi cổng có thể hỗ trợ toàn bộ Ethernet LAN hoặc Token Ring

Bộ chuyển mạch kết nối một số LAN riêng biệt và cung cấp khả nǎng lọc gói dữ liệu giữa chúng.

Các switch là loại thiết bị mạng mới, nhiều người cho rằng, nó sẽ trở nên phổ biến nhất vì nó là bước đầu tiên trên con đường chuyển sang chế độ truyền không đồng bộ ATM

2.8 Bảo mật và ứng dụng thực tế của mạng Ethernet : Sử dụng Ethernet cho các hệ thống an ninh giám sát diện rộng với độ tin cậy cao.

2.8.1

Ngày càng có nhiều tổ chức đảm bảo an ninh cho chính mình bằng cách ứng dụng các hệ thống an ninh giám sát và hệ thống kiểm soát vào rađiện tử cho cơ sở vật chất, hạ tầng Các hệ thống này, cả ở công cộng và

tư gia, đã phát triển rầm rộ trong những năm gần đây

Các hệ thống giám sát này có thể được sử dụng trong các cụm vănphòng, khu công nghiệp, trường đại học, các siêu thị bán lẻ, hệ thống giaothông công cộng, những nơi mà an ninh được đặt lên hàng đầu

Cùng với sự hiện diện rộng rãi các sản phẩm an ninh, trong đó cócamera, hệ thống thông tin liên lạc, các thiết bị kiểm soát vào ra, các hệthống báo động và điều khiển là chúng ngày càng có kết cấu phức tạp.Thách thức đặt ra đầu tiên là để đảm bảo rằng tất cả các thiết bị sử dụngchung một nền tảng truyền thông Ethernet là sự lựa chọn đương nhiên.Đây là một giao thức truyền thông được chứng minh có khả năng cungcấp dịch vụ nhanh đáng tin cậy Để đảm bảo độ tin cậy tối đa, cần xem xétcẩn thận cấu trúc liên kết mạng, băng thông thích hợp và cả hệ thống dựphòng

2.8.2 Cấu trúc liên kết hình sao

Cấu hình liên kết mạng sao luôn là phương pháp thiết kế một cấutrúc liên kết mạng bảo mật quy mô nhỏ với khả năng truy cập không dâyhiệu quả nhất Nó là một thiết kế rất đơn giản cho phép sử dụng các thiết

bị chuyển mạch không quản lý tại hiện trường được gắn trực tiếp vớichuyển mạch trung tâm với một bảng nổi đa năng Cổng quang trong ví

dụ này có thể được sử dụng để kết nối các chuyển mạch hiện trường vớikhoảng cách tới 80 KM kể từ trạm giám sát Chuyển mạch cấp nguồn quaEthernet (PoE) tại hiện trường sẽ cung cấp cả khả năng giao tiếp và nguồncho các thiết bị có khả năng cấp nguồn PoE qua cáp CAT5

Hình 2.4

Hình 2.5 mô tả một cấu trúc liên kết vòng dự phòng điển hình được sửdụng cho một hệ thống thông tin liên trường đại học Hệ thống này baogồm các điểm kiểm soát vào ra của tòa nhà, các điểm truy cập không dâyđến các khu vực công cộng và tư nhân trên khắp khuôn viên trường vàgiám sát tài sản thông qua camera IP.

Hình 2.5

2.8.3 Cấu trúc liên kết vòng

Vòng liên kết quang gigabit đảm bảo sự cách điện giữa các tòa nhàđồng thời mang đến băng thông thích hợp để hỗ trợ camera và các điểmtruy cập wireless Cấu trúc liên kết vòng cũng cung cấp các cổng giao tiếp

dự phòng trong trường hợp mất đường liên kết sợi quang

Việc giám sát hệ thống được thực hiện thông qua chuyển mạchtriển khai trong vòng Các thiết bị này sử dụng hoặc giao thức hình cây

mở rộng nhanh (RSTP) hoặc giao thức điều khiển vòng độc quyền tốc độ

cao như N-Ring của N-TRON để gửi các gói heartbeat Ethernet tới các

thiết bị quanh vòng Công cụ quản lí vòng được chỉ định sẽ khóa mộttrong những cổng của liên kết này, do đó tất cả các dòng dữ liệu ngoại trừgói heartbeat, sẽ được truyền qua cổng khác

Các vòng không được kiểm tra sẽ tạo ra hiện tượng nhiễu mạng làmngắt mọi kết nối Các gói heartbeat được phép đi qua các cổng bị chặn vàđược định thời bởi công cụ quản lí vòng nhằm đảm bảo vòng liên kếtkhông bị ảnh hưởng Công cụ quản lí vòng phát hiện sự cố trong hệ thốngnếu các gói heartbeat không được nhận đúng thời gian Nó sẽ mở cổng bịchặn ngay tức thì

Hình 3 cho thấy hình ảnh từ trình duyệt web N-TRON N-Ring ởchế độ bình thường và mặc định Trạng thái lỗi được biểu thị bằng màu đỏ

và sẽ xác định vị trí của sự cố liên kết Trong trường hợp này, sự cố xuấthiện giữa chuyển mạch 1, cổng A2 và chuyển mạch 2, cổng A2

Hình 2.6 Trạng thái vòng quản lí N-Ring qua trình duyệt WEB

2.8.4 Các ứng dụng giám sát mạng

Chuyển mạch có quản lí N-TRON cung cấp công cụ giám sát based (OLE cho điều khiển quá trình) sẽ thông báo có trên 40 thông sốhoạt động khác nhau trên từng cổng và trên từng 10 cổng Phần mềmOPC, N-View, có thể được sử dụng như một công cụ giám sát độc lậphoặc có thể tích hợp vào hầu hết các hệ thống HMI Windows-based vàSCADA Một ví vụ điển hình có thể được thấy trong hình 2.8

OPC-Hình 2.7 Giám sát chuyển mạch SCADA sử dụng N-Tron, N-View OPC.

2.8.4 Thông số kỹ thuật chuyển mạch

Chuyển mạch trong các ứng dụng này được ưu tiên cho những yêucầu về môi trường mà không thể có trong các thiết bị IT thông thường.Chúng thường tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt và phải cungcấp dịch vụ liên tục trong những khoảng thời gian dài Chỉ có các thiết bịbền nhất, đã được chứng nhận mới được sử dụng cho trường hợp này Cácthông số kỹ thuật sau đây về môi trường và về độ tin cậy cần được xemxét:

là một UPS DC để dự phòng nguồn điện trong trường hợp cúp điện

Hình 2.8

3 Máy liên lạc IP sử dụng cho giao tiếp 2 chiều khẩn cấp với nhânviên an ninh.

4 Camera IP để giám sát khu vực

5 Truy cập không dây IEEE 802.11 a, b, d, n cung cấp dịch vụkhông dây cho khu vực xung quanh

6 Đèn LED được sử dụng để làm sáng trạm cấp cứu

2.8.7 Các trạm kết nối

Các trạm này thường được bảo mật và liên kết với nhau thông quamột cấu trúc liên kết sợi quang tốc độ cao Các cáp quang và bộ biến năngtrên mỗi chuyển mạch phải tương thích Liên kết với khoảng cách nhỏhơn 300 mét có thể sử dụng cáp sợi quang đa chế độ và bộ biến năng ởmỗi đầu của nút này

Liên kết trên 300 mét nên sử dụng sợi cáp quang chế độ đơn và bộchuyển đổi chế độ đơn Lưu ý, hai sợi cáp quang không tương thích do đómạng cần được thiết lập với lời khuyên này

Việc lựa chọn cáp phải được thực hiện với sự tư vấn của nhà cungcấp với sự hiểu biết đầy đủ về cách thức cáp sẽ được triển khai và khoảngcách chính xác giữa mỗi liên kết Các nhà cung cấp chuyển mạch nên biếtchủng loại và độ dài của cáp để họ có thể cung cấp các biến năng thíchhợp cho các ứng dụng

Hình 8 là một ví dụ về việc triển khai trạm kết nối cấu trúc vòng đơn

2.8.8 Mạng liên kết vòng lớn hoặc nhiều vòng

Những khu vực địa lý lớn hơn có thể yêu cầu một giải pháp liên kếtnhiều vòng Hình 9 mô tả bốn vòng liên kết N-Ring tốc độ cao được gắnvào một mạng trung tâm điều khiển tập trung chạy RSTP

Hình 2.9

Loại cấu trúc liên kết này phải được tính toán cẩn thận do toàn bộcác thiết bị liên quan tới một hệ thống Hai yếu tố quan trọng cần thiết đểhoàn thành hệ thống này là băng thông tương xứng và các địa chỉ IP đủ đểđiều khiển khối thiết bị

Vấn đề băng thông có thể được giải quyết bằng cách hạn chế sốlượng thiết bị trên mạng hoặc sử dụng các trạm giám sát riêng biệt chomỗi vòng Máy chủ có thể được cấu hình để cung cấp băng thông lớn hơnthông qua việc sử dụng nhiều card giao tiếp mạng (NIC), mỗi card sửdụng cho mỗi vòng Các mạng lớn hơn có thể cần thêm các địa chỉ IP hơn

là 254 địa chỉ có sẵn trong một mạng con

Những hệ thống này cũng có thể cần phải phân đoạn các khu vực

an ninh vào các mạng riêng biệt sử dụng các mạng nội bộ ảo (VLAN) do

đó các địa chỉ IP có thể được tái sử dụng trong từng khu vực Chức năngN-Tron VLAN cho phép thiết lập từng cổng trong một chuyển mạch

thành từng địa chỉ VLAN riêng Chuyển mạch trong cấu trúc liên kếtvòng điều khiển chính có thể được sử dụng để phân đoạn mạng thành cácmạng VLAN Cấu hình này cho phép sử dụng gấp đôi các địa chỉ IP trongtừng mạng VLAN.

từ thiết bị này

Bởi vì các hệ thống này chạy phần mềm sử dụng các địa chỉ IP củathiết bị hiện trường để giao tiếp (ví dụ, để xem nguồn cấp dữ liệu máyảnh, gọi máy liên lạc, vv), một sự thay đổi về địa chỉ có nghĩa là cập nhậtcho phần mềm hệ thống Vấn đề này có thể tránh được nếu chuyển mạchDynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Option 82 Relay được sửdụng để tải địa chỉ gốc

DHCP Server và các chuyển mạch Option 82 Relay có thể đượccấu hình để cung cấp địa chỉ IP cụ thể cho thiết bị cụ thể được kết nối vớimột cổng của một chuyển mạch Option 82 Relay Điều này cho phép thaythế các thiết bị IP như máy ảnh hoặc hệ thống liên lạc dễ dàng, bởi vì thiết

bị mới này được tự động sử dụng địa chỉ IP giống như thiết bị trước đó

Chú ý: Để sử dụng Option 82 Relay, các thiết bị hiện trường phải được

thiết lập như các DHCP client

CHƯƠNG 3 : IEEE 802.11 & WLAN

3.1 Giới thiệu dự án IEEE 802.11

Năm 1988, công ty NCR, vì muốn sử dụng dải tần “rác” để liênthông các máy rút tiền qua kết nối không dây, đã yêu cầu một kỹ sư của

họ có tên Victor Hayes tìm hiểu việc thiết lập chuẩn chung Ông này cùngvới chuyên gia Bruce Tuch của Trung tâm nghiên cứu Bell Labs đã tiếpcận với Tổ chức IEEE, nơi mà một tiểu ban có tên 802.3 đã xác lập rachuẩn mạng cục bộ Ethernet phổ biến hiện nay Một tiểu ban mới có tên802.11 đã ra đời và quá trình thương lượng hợp nhất các chuẩn bắt đầu.Năm 1997, tiểu ban này đã phê chuẩn một bộ tiêu chí cơ bản, cho phépmức truyền dữ liệu 2Mbps, sử dụng một trong 2 công nghệ dải tần rộng làfrequency hopping (tránh nhiễu bằng cách chuyển đổi liên tục giữa cáctần số radio) hoặc direct-sequence transmission (phát tín hiệu trên một dảigồm nhiều tần số)

Chuẩn mới chính thức được ban hành năm 1997 và các kỹ sư ngaylập tức bắt 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 trên băng 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 đầuphát triển những thiết bị tương thích với nó Tuy nhiên, bộ tiêu chí nàyquá dài và phức tạp với 400 trang tài liệu và chuyện tương thích vẫn còn

là vấn đề Vì thế, vào tháng 8 năm 1999, có 6 công ty bao gồm Intersil,3Com, Nokia, Aironet (về sau được Cisco sáp nhập), Symbol và Lucentliên kết với nhau để tạo ra Liên minh tương thích Ethernet không dây

WECA (tiếng Anh: Wireless Ethernet Compatibility Alliance) Mục tiêu

của tổ chức này là xác nhận thiết bị không dây của những nhà cung cấpphải tương thích thực sự với nhau, đơn giản hóa những tiêu chí của IEEE802

3.2 Kiến trúc chuẩn 802.11

Hình 3.1

Chuẩn 802.11 cũng như các chuẩn khác trong họ IEEE 802, nó tập

trung vào 2 tầng thấp nhất trong mô hình OSI – là tầng vật lý (tiếng Anh:

physical) và tầng liên kết dữ liệu (tiếng Anh: datalink) Do đó, tất cả hệ

thống mạng theo chuẩn 802 đều có 2 thành phần chính là MAC (Media

Access Control) và PHY (Physical) MAC là một tập hợp các luật định

nghĩa việc truy xuất và gửi dữ liệu, còn chi tiết của việc truyền dẫn và vàthu nhận dữ liệu là nhiệm vụ của PHY

Tầng MAC

Mạng wireless cho phép người truy cập mạng di động – và tầngMAC là nơi hiện thực tính năng này Do đó, khác với đặc tả của chuẩnIEEE 802 về tầng MAC của các mạng có dây truyền thống – tầng MACcủa chuẩn 802.11 sẽ có thêm nhiều tính năng phức tạp hơn nhiều

Tầng PHY

Do tính đặc thù của mạng không dây là tầng PHY dựa trên sóng vôtuyến nên trong tầng PHY sẽ có nhiều vấn đề và kỹ thuật hiện thực kháchơn nhiều so với mạng có dây

3.3 : Một số họ chuẩn IEEE 802.11

Cho đến hiện tại IEEE 802.11 gồm có 5 chuẩn trong họ 802.11 và 1 chuẩnđang thử nghiệm:

3.3.1 : 802.11 : Năm 1997, Viện kỹ sư điện và điện tử (IEEE- Institute of

Electrical and Electronics Engineers) đưa ra chuẩn mạng nội bộ không dây (WLAN) đầu tiên – được gọi là 802.11 theo tên của nhóm giám sát sựphát triển của chuẩn này Lúc này, 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 xuất nữa

3.3.2 : 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 đến 11Mbps, 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 kỹ thuật 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 để giảm 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 số 2,4GHz Tuy nhiên, bằng cách lắp đặt 802.11b ở khoảng cách hợp

lý sẽ dễ dàng tránh 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 bởi các thiết bị gia dụng

3.3.3 : 802.11a : Song hành với 802.11b, IEEE tiếp tục đưa ra chuẩn mở

rộng thứ hai cũng dựa vào 802.11 đầu tiên - 802.11a Chuẩn 802.11a sử dụng tần số 5GHz, tốc độ 54Mbps tránh được can nhiễu từ các thiết bị dân dụng Đồng thời, chuẩn 802.11a cũng sử dụng kỹ thuật trải phổ khác với chuẩn 802.11b - kỹ thuật trải phổ theo phương pháp đa phân chia tần

số trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM) Đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổ trực tiếp (DSSS) Do chi phí cao hơn, 802.11a thường chỉ được sử dụng trong các 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 802.11a gặp 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 này không 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 chuẩn sóng 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 bị khác Nhược điểm của 802.11a là giá thành cao; tầm phủ sóng ngắn hơn