Bài giảng Lý thuyết mạng máy tính: Chương 7 - Lương Minh Huấn

Bài giảng Lý thuyết mạng máy tính - Chương 7: Wireless và mobile network cung cấp cho người học các kiến thức: Mạng wireless, CDMA, wifi, cellular internet access. Đây là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên ngành Công nghệ thông tin và những ai quan tâm dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN CHƯƠNG 7: WIRELESS VÀ MOBILE NETWORK GV: LƯƠNG MINH HUẤN NỘI DUNG Mạng Wireless CDMA Wifi Cellular internet access I Mạng Wireless hái niệm mạng Wireless ireless loại mạng máy tính việc kết nối ành phần mạng không sử dụng loại cáp m ông thường, môi trường truyền thông thành phần tr ạng khơng khí Các thành phần mạng sử dụng sóng để truyền thơng với I Mạng Wireless ch sử đời mạng Wireless (WLAN) Công nghệ WLAN lần xuất vào cuối năm 1990 Năm 1992, nhà sản xuất bắt đầu bán sản p WLAN sử dụng băng tần 2.4Ghz Năm 1997, Institute of Electrical and Electro Engineers(IEEE) phê chuẩn đời chuẩn 802.11 biết với tên gọi WIFI (Wireless Fidelity) cho m WLAN I Mạng Wireless ch sử đời mạng Wireless (WLAN) Năm 1999, IEEE thông qua hai bổ sung cho chuẩn 802.11 l chuẩn 802.11a 802.11b (định nghĩa phương ph ruyền tín hiệu) Năm 2003, IEEE cơng bố thêm cải tiến chuẩn 802.11 mà truyền nhận thơng tin hai dãy tần 2.4Ghz 5G nâng tốc độ truyền liệu lên đến 54Mbps I Mạng Wireless Các tổ chức WLAN FCC IEEE Wifi - Alliance FCC Là tổ chức phi phủ Mỹ thành lập vào 1934 FCC tạo văn pháp luật mà thiết bị WLAN phải hủ theo chẳng hạn như:  Các tần số sóng vơ tuyến (Radio)  Mức công suất đầu  Thiết bị sử dụng nhà (indoor) trời (outdoor) FCC CC cung cấp dãy băng tần miễn phí sau để giao tiếp tuyến (radio): - Industrial Scientific Medical (ISM) – dành cho công ngh oa học, y tế - Unlicensed National Information Infrastructure (U-NII) ng thông tin quốc gia không cấp phép IEEE e Institute of Electrical and Electronics Engineers chức IEEE phát triển chuẩn Wireless 802.11 đời chuẩn tác động tạo bước n ng phát triển mạng wireless u này, IEEE phát triển nhiều chuẩn khác cho mạng WLAN WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance Nhiệm vụ WECA xác nhận khả tương tác sản phẩm Wi-Fi ™ (IEEE 802 11) thúc đẩy Wi-Fi tiêu chuẩn mạng WLAN tất phân khúc thị trường to cầu Có cơng ty bao gồm Intersil, 3Com, Nokia, Aironet (về sau Cisco sáp nhập), Symbol Lucent liên kết với để t Liên minh tương thích Ethernet khơng dây WECA III Wi-fi III Wi-fi Truyền thông qua mạng không dây truyền thông vô tuyến chiều Cụ thể:  Thiết bị adapter khơng dây (hay chuyển tín hiệu khơng máy tính chuyển đổi liệu sang tín hiệu vơ tuyến tín hiệu ăng-ten  Thiết bị router khơng dây nhận tín hiệu giải mã ch Nó gởi thơng tin tới Internet thơng qua kết nối hữu tuyến Ethern Quy trình hoạt động với chiều ngược lại, router n hông tin từ Internet, chuyển chúng thành tín hiệu vơ tuyến đến adapter khơng dây máy tính III.1 802.11 LAN architecture  Áp dụng mơ hình mạng sở Internet AP BSS hub, switch or router AP BSS  base station = access point (AP) III.2 CSMA/CA CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoida chế đa truy cập tránh xung đột thuộc tầng vật lý kiểm phương thức truy cập sử dụng IEEE 802.11 (Wi Fi) CSMA/CA tránh xung đột (CSMA/CD phát xung đột) v dụng ACK để xác nhận thay tùy ý sử dụng mơi trường tru có xung đột xảy Việc sử dụng ACK đơn giản, thiết bị không dây gở in, đầu nhận đáp lại ACK gói tin n đầy đủ Nếu đầu gởi không nhận ACK có xung đột xảy truyền lại gói tin Collision Avoidance: RTS-CTS exchange A AP B reservation collision DATA (A) defer time III.3 802.11 frame: addressing 2 6 frame address address address duration control Address 1: MAC address of wireless host or AP to receive this frame Address 2: MAC address of wireless host or AP transmitting this frame seq address control - 2312 payload CRC Address 3: used only in ad hoc mode Address 3: MAC address of router interface to which AP is attached III.3 802.11 frame: addressing Internet R1 router H1 AP R1 MAC addr AP MAC addr dest address source address 802.3 frame AP MAC addr H1 MAC addr R1 MAC addr address address address 802.11 frame III.3 802.11 frame: addressing frame seq # (for reliable ARQ) duration of reserved transmission time (RTS/CTS) 2 6 frame address address address duration control Protocol version Type Subtype To AP seq address control From More AP frag frame type (RTS, CTS, ACK, data) Retry - 2312 payload CRC Power More mgt data 1 WEP Rsvd III.4 MOBILITY WITHIN SAME SUBNET  H1 remains in same IP subnet: IP address can remain same  switch: which AP is associated with H1?  self-learning (Ch 5): switch will see frame from H1 and “remember” which switch port can be used to reach H1 router hub or switch BBS AP AP H1 BBS IV CELLULAR INTERNET ACCESS Cellular network hay gọi mobile network hệ thống mạ kết nối với hệ thống mạng không dây Hệ thống mạng phân làm khu vực gọi cell, v vài cell có thiết bị transceivere để phát sóng c mạng Các cell dùng băng tần khác để tránh đụng đ Các cell kết nối với để tạo nên hệ thống mạng phủ sóng rộng khắp V.1 CẤU TRÚC MẠNG CELLCULAR NETWORK MSC cell  kết nối cell với mạng rộng  quản lý thiết lập  Xử lý vấn đề di động  Phủ vùng địa lý  base station (BS) analogous to 802.11 AP  mobile users: kết nối vào mạng qua BS  air-interface: physical and link layer protocol between mobile and BS Mobile Switching Center Public telephone network, and Internet Mobile Switching Center wired network IV.1 Cellular networks: the first hop Hai kỹ thuật chia sẻ kênh truyền để kết nối thiết bị đến BS  Kết hợp FDMA/TDMA: chia kênh truyền theo tần số, chia kênh truyền theo thời gian sử dụng  CDMA: code division multiple frequency access bands time slots IV.2 Cellular standards: brief survey G systems: voice channels S-136 TDMA: combined FDMA/TDMA (north america) GSM (global system for mobile communications): combined FDMA/TDMA  most widely deployed S-95 CDMA: code division multiple access GSM Don’t drown in a bowl of alphabet soup: use this oor reference only IV.2 Cellular standards: brief survey 2.5 G systems: voice and data channels  for those who can’t wait for 3G service: 2G extensions  general packet radio service (GPRS)  evolved from GSM  data sent on multiple channels (if available)  enhanced data rates for global evolution (EDGE)  also evolved from GSM, using enhanced modulation  Date rates up to 384K  CDMA-2000 (phase 1)  data rates up to 144K  evolved from IS-95 IV.2 Cellular standards: brief survey 3G systems: voice/data  Universal Mobile Telecommunications Service (UMTS)  GSM next step, but using CDMA  CDMA-2000 … more (and more interesting) cellular topics due to mobility (stay tuned for details) ... động (máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập rung lại không gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer-to-peer) chúng Các mạng ad-hoc thực nhanh dễ dàng Mơ hình AD hoc Mơ hình mạng. ..NỘI DUNG Mạng Wireless CDMA Wifi Cellular internet access I Mạng Wireless hái niệm mạng Wireless ireless loại mạng máy tính việc kết nối ành phần mạng không sử dụng loại cáp... giao thức làm việc chung CÁC CHUẨN CỦA MẠNG WIRELESS 54 Mbps 5-1 1 Mbps 802.11{a,g} 11 p-to-p link 802.11b Mbps 802.15 3G UMTS/WCDMA, CDMA2000 384 Kbps 2G IS-95 CDMA, GSM 56 Kbps Indoor Outdoor