Mạng WLAN: Các tiêu chuẩn, kiến trúc và vấn đề triển khai

Các card giao diện mạng vô tuyến

Giống như các card thích ứng mạng hữu tuyến, card giao diện mạng vô tuyến trao đổi thông tin với hệ điều hành mạng thông qua một trình điều khiển dành riêng vì thế mà cho phép các ứng dụng sử dụng mạng vô tuyến cho quá trình truyền dữ liệu. Tuy nhiên, không giống như các card thích ứng của mạng hữu tuyến các card này không cần bất kỳ dây cáp nào kết nối chúng tới mạng và điều này cho phép tái lắp đặt các nút mạng mà không cần chuyển đổi cáp mạng hoặc thay đổi các kết nối tới các bảng mạch hoặc các bộ tập trung (hub).

Các điểm truy nhập vô tuyến

Một điểm truy nhập không cần phải điều khiển truy nhập từ các nút di động khác (tức là nó có thể hoạt động với một giao thức truy nhập ngẫu nhiên phân bố như là CDMA chẳng hạn). Các tuỳ chọn giao diện mạng hữu tuyến nói chung tới một điểm truy nhập bao gồm 10Base2, 10BaseT, modem cáp, modem ADSL và ISDN.

Các cầu nối vô tuyến từ xa

Tuy nhiên, sẽ thuận lợi hơn khi sử dụng một giao thức đa truy nhập tập trung hoá được điều khiển bởi một điểm truy nhập. Một số card giao diện mạng vô tuyến có thể sử dụng kết hợp với các điểm truy nhập vô tuyến.

Tiêu chuẩn IEEE 802.11

Tiêu chuẩn IEEE 802.11 cho các mạng WLAN do Uỷ ban 802 các tiêu chuẩn cho các mạng LAN và MAN (LMSC – 802 Local and Metropolitan Area Networks Standards Comittee) trực thuộc Hội đồng chuyên ban về máy tính trong IEEE đưa ra. Phân lớp phụ thuộc môi trường vật lý PMD xử lý các thuộc tính của môi trường vô tuyến (tức là các phương pháp trải phổ DSSS, FHSS, hoặc DFIR) và xác định cách phát và thu dữ liệu thông qua môi trường (ví dụ như điều chế và mã hoá).

Lớp vật lý IEEE 802.11

Bên cạnh việc cho phép nút thu phát hiện các đỉnh cực trị tự tương quan của mã giả ngẫu nhiên và cố định việc định thời một gói số liệu đến, các bit đồng bộ hoá cũng cho phép khả năng lựa chọn anten thích hợp (nếu có sử dụng phân tập anten). Thứ ba, các đường bao sóng bị giới hạn đơn nhất, nó độc lập với cực tính và thời gian trễ của tín hiệu vào và đường bao sóng thấp ngụ ý rằng công suất tín hiệu bị tổn thất chỉ khi đường bao chính được chấp nhận.

Lớp điều khiển truy nhập môi trường IEEE 802.11

Nếu môi trường bận, trước hết nút phát phải trễ đến khi kết thúc khoảng thời gian DIFS và đợi một trong số các khe thời gian ngẫu nhiên (gọi là khoảng lùi chờ để phát – khoảng backoff) trước khi cố gắng phát dữ liệu một lần nữa (xem Hình 2.11). Đặc tính phi kết nối của nó không thực hiện sắp xếp hay ưu tiên các lưu lượng số liệu thời gian thực (ví dụ như thoại và video) và kết quả là nó không thể phân biệt lưu lượng thời gian thực và lưu lượng không yêu cầu thời gian thực (ví dụ như dữ liệu).

Tiêu chuẩn HIPERLAN Type I

Vì các nút di động bị giới hạn về nguồn điện, màn hình hiển thị, giới hạn về tốc độ xử lý và bộ nhớ nên có thể thích hợp hơn khi chuyển các tính toán phức tạp này cho điểm truy nhập thực hiện, các điểm truy nhập này ít bị hạn chế hơn so với các nút di động. Giao thức MAC có thể khắc phục các vấn đề của nút ẩn bằng cách vận dụng thực tế rằng một nút có thể cảm biến (phát hiện) được tín hiệu nay cả khi nó không có khả năng giải mã tín hiệu (tức là vùng cảm biến có thể rộng hơn vùng thu) (xem Hình 2.23).

Chuẩn WLIF OpenAir

Vì thế, giao thức MAC trong HIPERLAN Type I tiềm năng cố gắng cao nhất đối với lưu lượng yêu cầu đảm bảo thời gian (ví dụ như thoại, video) hoặc nỗ lực toàn diện đối với lưu lượng không đồng bộ (ví dụ như dữ liệu). WLIF đã công bố giao diện OpenAir để cho phép các bộ phận độc lập có thể phát triển các sản phẩm tương thích và thiết lập tiến trình cấp bằng xác nhận cho các đặc tính tương hỗ của các sản phẩm WLAN.

Chuẩn HomeRF SWAP

Hiện nay WLIF đang làm việc tích cực với IEEE để thiết lập tính tương hỗ giữa chuẩn OpenAir và 802.11, xung quanh rất nhiều thành viên đang phát triển các sản phẩm tương hỗ này. Đối với các quá trình truyền thông đảm bảo chính xác về thời gian như thoại tương tác, điểm kết nối yêu cầu được phối hợp với hệ thống.

Chuẩn Bluetooth

Khi một máy camera kỹ thuật số được trang bị một modul vô tuyến Bluetooth, các bức ảnh có thể được truyền tải ngay lập tức tới một khoảng cách khá xa thông qua một máy điện thoại di động hoặc qua một dây dẫn điện thoại cố định. Các ứng dụng cần biết tốc độ truyền dẫn từ đầu cuối đến đầu cuối của đường truyền vô tuyến vì một vài thiết bị truyền dẫn (máy điện thoại, máy nhắn tin hai chiều) không có đủ bộ nhớ cần thiết để lưu đệm dữ liệu.

Các chuẩn W3C và WAP

• Phân cấp đầu vào những nơi mà các thiết bị di động cho phép nhiều loại thiết bị đầu vào, bao gồm bàn phím thu nhỏ, có rất ít hoặc không có các phím lập trình;. WAP Forum đã công bố các đặc tả kỹ thuật chi tiết đối với giao thức ứng dụng vô tuyến WAP dựa trên các chuẩn Internet hiện có như XML hay IP cho các mạng vô tuyến.

Chuẩn kết hợp dữ liệu hồng ngoại

• Phân cấp đầu ra ở những nơi mà các thiết bị di động có kích thước màn hình hiển thị lớn, có khuôn dạng và các đặc tính riêng khác với màn hình máy tính PC. IrMC Xác định các thiết bị truyền thông và máy điện thoại di động có thể trao đổi thông tin như thế nào ví dụ như danh bạ điện thoại, lịch, và dữ liệu bản tin.

Tổng kết

IrLAN Miêu tả giao thức dùng để hỗ trợ truy cập hồng ngoại tới các mạng LAN.

Nút ẩn

Điều này làm cho quá trình phối hợp thực hiện giữa các nút phân bố trở nên khó khăn vì đường truyền vô tuyến không có khả năng phát quảng bá và quá trình truyền dẫn từ nút này tới nút khác có thể bị phát hiện bởi một số lượng tuỳ ý các nút khác. Ngược lại các nút ẩn có thể có lợi cho cả hai hệ thống vì khi không sử dụng cảm ứng sóng mang, quá trình truyền dẫn nhiều gói bằng các phần dịch thời khác nhau của một mã giả tạp âm chung hoặc của một mẫu nhảy tần có thể cùng được sử dụng (Hình 3.2).

Theo dừi cụng suất

Trong cỏc hệ thống trải phổ việc theo dừi giỳp cho bộ thu cú khả năng giải mó thành công một gói với một mã giả ngẫu nhiên hoặc mẫu nhảy tần cho trước cho dù có nhiều tín hiệu chồng lấn đồng thời với cùng mã hoặc cùng mẫu nhảy tần. Núi chung theo dừi cụng suất khụng xảy ra trong các hệ thống FHSS trừ khi có hai hay nhiều nút phát sử dụng một mẫu nhảy tần chung và các kênh tần số được đồng bộ chính xác về mặt thời gian.

Các vật cản LAN truyền tín hiệu

Theo dừi nguồn cú thể đặt ra một vấn đề lớn đối với hệ thống DSSS do một gúi cú tớn hiệu mạnh hơn có thể lấn át khả năng loại bỏ nhiễu (tức là độ lợi xử lý) của hệ thống DSSS. Đối với các hệ thống DSSS CDMA, điều khển công suất trở nên quan trọng hơn do các quá trình truyền dẫn nhiều người sử dụng thường chồng lấn về thời gian.

Các nguồn nhiễu vô tuyến

Thông thường một gúi được một bộ thu theo dừi tương ứng với tớn hiệu tới đầu tiờn (theo dừi thời điểm) hoặc tớn hiệu mạnh nhất (theo dừi cụng suất). Bức xạ phát ra quét từ 2.4 GHz đến 2.45 GHz và giữ ổn định một thời gian ngắn ở tần số 2.45 GHz, cho dù các khối bị chắn thì phần lớn năng lượng vẫn có thể gây nhiễu tới quá trình truyền dẫn từ các mạng WLAN.

Các phương pháp nâng cao chất lượng WLAN

Nút di động sẽ kiểm tra tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR) khi nó di chuyển và nếu cần thiết nó tiến hành quét để tìm các điểm truy nhập khả dụng và sau đó tự động kết nối tới điểm truy nhập mong muốn để duy trì truy nhập mạng liên tục (Hình 3.7). Thủ tục này tương tự như chức năng chuyển giao trong các mạng tế bào, điểm khác biệt chính là chuyển vùng trên WLAN truyền dẫn gói dễ dàng hơn bởi vì việc chuyển tiếp từ một vùng phủ sóng này tới một vùng phủ sóng khác có thể được thực hiện trong khi truyền dẫn gói, điều này là trái ngược với mạng điện thoại tế bào mà ở đó truyền dẫn có thể diễn ra trong suốt quá trình kết nối thoại.

An ninh mạng WLAN .1 Giới thiệu

• Các tập giải pháp an ninh mạng cho WLAN
• Các kiểu tấn công an ninh vô tuyến điển hình
• An ninh trong thực tế
• Phụ lục: Các công nghệ và các sáng kiến an ninh

Điều này có nghĩa là 802.1x cho phép các chuyển mạch và điểm truy nhập có thể hỗ trợ một số lượng lớn các phương pháp nhận thực, bao gồm nhận thực dựa trên chứng chỉ, các card thông minh, các thẻ (token), các mật khẩu dùng một lần,…802.1x hỗ trợ các tiêu chuẩn mở rộng sử dụng cho nhận thực, cấp phép và thanh toán (bao gồm RADIUS và LDAP) vì thế nó hoạt động cùng với hạ tầng hiện có để quản lý người sử dụng từ xa và người sử dụng di động. Bởi vì IPSec mã hoá và nhận thực ở mức IP-dưới lớp truyền dẫn-nên nó trong suốt đối với tất cả các ứng dụng như thư điện tử, truyền file, truy nhập Web, … Và bởi vì IPSec trong suốt với người dùng đầu cuối nên không cần đưa chúng vào các cơ chế an ninh, công bố các tài liệu khoá tại một người dùng cơ sở, thu hồi các khoá khi người dùng rời khỏi tổ chức.