Một hệ thống vô tuyến băng hẹp truyền và nhận thông tin người dùng trên một tần số vô tuyến xác định. Vô tuyến băng hẹp giữ cho dải tần tín hiệu vô tuyến càng hẹp càng tốt chỉ cho thông tin đi qua. Sự xuyên âm không mong muốn giữa các kênh truyền thông được tránh bằng cách kết hợp hợp lý các người dùng khác nhau trên các kênh có tần số khác nhau.
Một đường dây điện thoại riêng rất giống với một tần số vô tuyến. Khi mỗi nhà lân cận nhau đều có đường dây điện thoại riêng, người trong nhà này không thể nghe các cuộc gọi trong nhà khác. Trong một hệ thống vô tuyến, sử dụng các tần số vô tuyến riêng biệt để hợp nhất sự riêng tư và sự không can thiệp lẫn nhau. Các bộ lọc của máy thu vô tuyến lọc bỏ tất cả các tín hiệu vô tuyến trừ các tín hiệu có tần số được thiết kế.
2.1.4 Công nghệ hồng ngoại ( Infrared )
Hệ thống tia hồng ngoại (IR) sử dụng các tần số rất cao, chỉ dưới tần số của ánh sáng khả kiến trong phổ điện từ, để mang dữ liệu. Giống như ánh sáng, tia hồng ngoại IR không thể thâm nhập các đối tượng chắn sáng; nó sử dụng công nghệ trực tiếp (tầm nhìn thẳng) hoặc công nghệ khuếch tán. Các hệ thống trực tiếp rẽ tiền cung cấp phạm vi rất hạn chế (0,914m) và tiêu biểu được sử dụng cho mạng PAN nhưng thỉnh thoảng được sử dụng trong các ứng dụng WLAN đặc biệt. Công nghệ hồng ngoại hướng khả năng thực hiện cao không thực tế cho các người dùng di động, và do đó nó được sử dụng để thực hiện các mạng con cố định. Các hệ thống IR WLAN khuếch tán không yêu cầu tầm nhìn thẳng, nhưng các cell bị hạn chế trong các phòng riêng lẻ.
2.2. Kỹ thuật điều chế
2.2.1 Kỹ thuật điều chế số SHIFT KEYING
Hiện nay, có rất nhiều phương thức thực hiện điều chế số Shif Keying như: ASK, FSK, PSK,... Quá trình điều chế thực hiện bởi khóa chuyển (keying) giữa hai trạng thái (states), một cách lý thuyết thì một trạng thái sẽ là 0 và trạng thái còn lại là 1 (Lưu ý: chuỗi 0/1 trước khi điều chế là chuỗi số đã được mã hóa bằng các phương pháp mã hóa đường truyền như NRZI)
• PSK/Binary PSK (Phase Shift Keying - Khoá chuyển dịch pha): Đây là phương pháp thông dụng nhất, tín hiệu sóng mang được điều chế dựa vào chuỗi dữ liệu nhị phân, tín hiệu điều chế có biên độ không đổi và biến đổi giữa hai trạng thái pha giữa 00 và 1800, mỗi trạng thái của tín hiệu điều chế ta gọi là symbol.
• QPSK (Quardrature Phase Shift Keying):
Ở phương pháp BPSK, mỗi symbol biển diễn cho một bit nhị phân. Nếu mỗi symbol này biểu diễn nhiều hơn 1 bit, thì sẽ đạt được một tốc độ bit lớn hơn. Với QPSKsẽ gấp đôi số data throughput của PSK với cùng một băng thông bằng cách mỗi symbol mang 2 bits. Như vậy trạng thái phase của tín hiệu điều chế sẽ chuyển đổi giữa các giá trị -900, 00, 900 và 1800.
• CCK (Complementary Code Keying):
CCK là một là một kỹ thuật điều chế phát triển từ điều chế QPSK, nhưng tốc độ bit đạt đến 11Mbps với cùng một băng thông (hay dạng sóng) như QPSK. Đây là một kỹ thuật điều chế rất phù hợp cho các ứng dụng băng rộng.
Theo chuẩn IEEE802.11b, điều chế CCK dùng chuỗi số giả ngẫu nhiên complementary spreading code có chiều dài mã là 8 và tốc độ chipping rate là 11Mchip/s. 8 complex chips sẽ kết hợp tạo thành một symbol đơn (như trong QPSK – 4 symbol). Khi tốc độ symbol là
1,375MSymbol/s thì tốc độ dữ liệu sẽ đạt được 1,375x8=11Mbps với cùng băng thông xấp xỉ như điều chế QPSK tốc độ 2Mbps.
2.2.2. Kỹ thuật điều chế song công (DUPLEX SCHEME)
Trong các hệ thống điểm-đa điểm, hiện nay tồn tại hai kỹ thuật song công (hoạt động ở cả chiều xuống - downstream và chiều lên -
upstream) đó là:
Phân chia theo tần số (Frequency Division Duplexing - FDD): Kỹ thuật này cho phép chia tần số sử dụng ra làm hai kênh riêng biệt: một kênh cho chiều xuống và một kênh cho chiều lên.
Phân chia theo thời gian (Time Division Duplexing - TDD): Kỹ thuật này mới hơn, cho phép lưu lượng lưu thông theo cả hai chiều trong cùng một kênh, nhưng tại các khe thời gian khác nhau.
Việc lựa chọn áp dụng kỹ thuật FDD hay TDD, phụ thuộc chủ yếu vào mục đích sử dụng chính của hệ thống: các ứng dụng đối xứng (thoại - voice) hay không đối xứng (dữ liệu - data).
Kỹ thuật FDD sử dụng băng thông tỏ ra không hiệu quả đối với các ứng dụng dữ liệu. Trong hệ thống sử dụng kỹ thuật FDD, băng thông cho mỗi chiều được•được phân chia một cách cố định. Do đó, nếu lưu lượng chỉ lưu thông theo chiều xuống (downstream), ví dụ như khi xem các trang Web, thì băng thông của chiều lên (upstream) không được sử
dụng. Điều này lại không xảy ra khi hệ thống được sử dụng cho các ứng dụng thoại: Hai bên nói chuyện thường nói nhiều như nghe, do đó băng thông của hai chiều lên, xuống được sử dụng xấp xỉ như nhau. Đối với các ứng dụng truyền dữ liệu tốc độ cao hoặc ứng dụng hình ảnh thì chỉ có băng thông chiều xuống được sử dụng, còn chiều lên gần như không được sử dụng.
Đối với kỹ thuật TDD, số lượng khe thời gian cho mỗi chiều thay đổi một cách linh hoạt và thường xuyên. Khi lưu lượng chiều lên nhiều, số lượng khe thời gian dành cho chiều lên sẽ được tăng lên, và ngược lại. Với sự giám sát số lượng khe thời gian cho mỗi chiều, hệ thống sử dụng kỹ thuật TDD hỗ trợ cho sự bùng nổ thông lượng truyền dẫn đối với cả hai chiều. Nếu một trang Web lớn đang được tải xuống thì các khe thời gian của chiều lên sẽ được chuyển sang cấp phát cho chiều xuống.
Nhược điểm chủ yếu của kỹ thuật TDD là việc thay đổi chiều của lưu lượng tốn nhiều thời gian, việc cấp phát khe thời gian là một vấn đề rất phức tạp cho các hệ thống phần mềm. Hơn nữa, kỹ thuật TDD yêu cầu sự chính xác cao về thời gian. Tất các máy trạm trong khu vực của một hệ thống sử dụng kỹ thuật TDD cần có một điểm thời gian tham chiếu để có thể xác được định chính xác các khe thời gian. Chính điều này làm giới hạn phạm vi địa lý bao phủ đối với các hệ thống điểm-đa điểm.
Tần số vô tuyến được sử dụng để truyền dẫn là yếu tố rất quan trọng đối với mạng WLAN.
WLAN được cấp phát băng tần ISM trong 3 dãy tần số không cần đăng ký sử dụng sau: 902 MHz, 2.4 GHz, và 5 GHz. Hiện nay có một số các tiêu chuẩn WLAN phố biến trên thế giới sử dụng 3 dãy tần số
CHƯƠNG III CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MẠNG KHÔNG DÂY 3.1 Giới thiệu
Mạng WLAN đơn giản hoặc phức tạp. Cơ bản nhất, hai PC được trang bị các card giao tiếp không dây thiết lập một mạng độc lập bất cứ khi nào mà chúng nằm trong phạm vi của nhau. Nó được gọi là mạng ngang hàng. Các mạng này không yêu cầu sự quản trị hoặc sự định cấu hình trước. Trong trường hợp này mỗi khách hàng chỉ truy cập tới tài nguyên của khách hàng khác và không thông qua một nhà phục vụ trung tâm.
Hình 14 Một mạng ngang hàng không dây
Việc thiết lập một điểm truy cập mở rộng phạm vi của một mạng, phạm vi các thiết bị liên lạc được mở rộng gấp đôi. Khi điểm truy cập được nối tới mạng nối dây, mỗi khách hàng sẽ truy cập tới các tài nguyên phục vụ cũng như tới các khách hàng khác. Mỗi điểm truy cập điều tiết nhiều khách hàng, số khách hàng cụ thể phụ thuộc vào số l- ượng và đặc tính truyền. Nhiều ứng dụng thực tế với một điểm truy cập phục vụ từ 15 đến 50 thiết bị khách hàng.
Hình 15 Khách hàng và điểm truy nhập
Các điểm truy cập có một phạm vi hữu hạn, 152,4m trong nhà và 304,8m ngoài trời. Trong phạm vi rất lớn hơn như kho hàng, hoặc khu vực cơ quan cần thiết phải lặp đặt nhiều điểm truy cập hơn. Việc xác định vị trí điểm truy dựa trên phương pháp khảo sát vị trí. Mục đích sẽ phủ lên vùng phủ sóng bằng các cell phủ sóng chồng lấp nhau để các khách hàng di chuyển khắp vùng mà không mất liên lạc mạng. Khả năng các khách hàng di chuyển không ghép nối giữa một cụm của các điểm truy cập được gọi roaming. Các điểm truy cập chuyển khách hàng từ site này đến site khác một cách tự động mà khách hàng không hay biết, bảo đảm cho kết nối liên tục.
Hình 16 Nhiều điểm truy cập và Roaming
Để giải quyết các vấn đề đặc biệt về topology, nhà thiết kế mạng chọn cách sử dụng các điểm mở rộng (Extension Point - EP) để làm tăng các điểm truy cập của mạng. Cách nhìn và chức năng của các điểm mở rộng giống như các điểm truy cập, nhưng chúng không được nối dây tới mạng nối dây như là các AP. Chức năng của EP nhằm mở rộng phạm vi của mạng bằng cách làm trễ tín hiệu từ một khách hàng đến một AP hoặc EP khác. Các EP được nối tiếp nhau để truyền tin từ một AP đến các khách hàng rộng khắp, như một đoàn người chuyển nước từ người này đến người khác đến một đám cháy.
Hình 17 Cách sử dụng của một điểm mở rộng (EP)
muốn mở rộng nó tới một tòa nhà cho thuê B, cách đó 1,609 km. Một giải pháp là sẽ lắp đặt một anten định hướng trên mỗi tòa nhà, các anten hướng về nhau. Anten tại tòa nhà A được nối tới mạng nối dây qua một điểm truy cập. Tương tự, anten tại tòa nhà B được nối tới một điểm truy cập trong tòa nhà đó, mà cho phép kết nối mạng WLAN thuận tiện nhất.
Hình 18. Cách sử dụng anten định hướng
3.2 Mô hình mạng WLAN độc lập
Cấu hình mạng WLAN đơn giản nhất là mạng WLAN độc lập (hoặc ngang hàng) nối các PC với các card giao tiếp không dây. Bất kỳ lúc nào, khi hai hoặc hơn card giao tiếp không dây nằm trong phạm vi của nhau, chúng thiết lập một mạng độc lập. Ở đây, các mạng này không yêu cầu sự quản trị hoặc sự định cấu hình trước.
Hình 19 Mạng WLAN độc lập
Các điểm truy cập mở rộng phạm vi của mạng WLAN độc lập bằng cách đóng vai trò như là một bộ chuyển tiếp, có hiệu quả gấp đôi khoảng cách giữa các PC không dây.
3.3. Mạng WLAN cơ sở hạ tầng (infrastructure)
Trong mạng WLAN cơ sở hạ tầng, nhiều điểm truy cập liên kết mạng WLAN với mạng nối dây và cho phép các người dùng chia sẻ các tài nguyên mạng một cách hiệu quả. Các điểm truy cập không các cung cấp các truyền thông với mạng nối dây mà còn chuyển tiếp lưu thông mạng không dây trong khu lân cận một cách tức thời. Nhiều điểm truy cập cung cấp phạm vi không dây cho toàn bộ tòa nhà hoặc khu vực cơ quan.
Hình 20. Mạng WLAN Cơ sở hạ tầng
3.4. Mô hình mạng mở rộng( Extended Service Set (ESSs))
Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới một phạm vi bất kì thông qua ESS. 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 phân phối. 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 một đích trong cùng một BSS, chuyển tiếp trên hệ thống phân phối tới một Access Point khác, hoặc gởi tới một mạng có dây tới đích không nằm trong ESS. Các thông tin nhận bởi Access Point từ hệ thống phân phối được truyền tới BSS sẽ được nhận bởi trạm đích.
Hình 21 Mô hình mạng mở rộng
Ưu điểm của WLAN:
Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông thường. Nó cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai(nhà hay văn phòng). Với sự gia tăng số người sử dụng máy tính xách tay(laptop), đó là một điều rất thuận lợi. Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây công cộng, người dùng có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu. Chẳng hạn ở các quán Cafe, người dùng có thể truy cập Internet không dây miễn phí.
Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơi này đến nơi khác.
Triển khai: Việc thiết lập hệ thống mạng không dây ban đầu chỉ cần ít nhất 1 access point. Với mạng dùng cáp, phải tốn thêm chi phí và có thể gặp khó khăn trong việc triển khai hệ thống cáp ở nhiều nơi trong tòa nhà.
Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số lượng người dùng. Với hệ thống mạng dùng cáp cần phải gắn thêm cáp
. Nhược điểm của WLAN:
-Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn công của người dùng là rất cao.
-Phạm vi: Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn chỉ có thể hoạt động tốt trong phạm vi vài chục mét. Nó phù hợp trong 1 căn nhà, nhưngvới một tòa nhà lớn thì không đáp ứng được nhu cầu. Để đáp ứng cần phải mua thêm Repeater hay access point, dẫn đến chi phí gia tăng. Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,….) là không tránh khỏi. Làm giảm đáng kể hiệu quả hoạt động của mạng. -Tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử dụng cáp(100Mbps đến hàng Gbps)
CHƯƠNG IV BẢO MẬT TRONG MẠNG WLAN
Chương này phác thảo các giao thức, các cơ chế bảo mật liên quan, và các kiến trúc của chuẩn IEEE 802.11 - mạng WLAN và thực hiện các khuyến nghị tới một thi hành được thực hiện dần của các mạng WLAN.
4.1 Một số hình thức tấn công mạng
Có thể tấn công mạng theo một trong các hình thức sau đây:
4.1.1 Dựa vào những lỗ hổng bảo mật trên mạng:
những lỗ hổng này có thể các điểm yếu của dịch vụ mà hệ thống đó cung cấp, ví dụ những kẻ tấn công lợi dụng các điểm yếu trong các dịch vụ mail, ftp, web… để xâm nhập và phá hoại.
Các lỗ hỗng này trên mạng là các yếu điểm quan trọng mà người dùng, hacker dựa đó để tấn công vào mạng. Các hiện tượng sinh ra trên mạng do các lỗ hổng này mang lại thường là : sự ngưng trệ của dịch vụ, cấp thêm quyền đối với các user hoặc cho phép truy nhập không hợp pháp vào hệ thống.
Hiện nay trên thế giới có nhiều cách phân lọai khác nhau về lỗ hổng của hệ thống mạng. Dưới đây là cách phân loại sau đây được sử dụng phổ biến theo mức độ tác hại hệ thống, do Bộ quốc phòng Mỹ công bố năm 1994.
a. Các lỗ hổng loại C
Các lỗ hổng loại này cho phép thực hiện các phương thức tấn công theo DoS (Denial of Services - Từ chối dịch vụ). Mức độ nguy hiểm
thấp, chỉ ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ, có thể làm ngưng trệ, gián đoạn hệ thống; không làm phá hỏng dữ liệu hoặc đạt được quyền truy nhập bất hợp pháp
DoS là hình thức tấn công sử dụng các giao thức ở tầng Internet trong bộ giao thức TCP/IP để làm hệ thống ngưng trệ dẫn đến tình trạng từ chối người sử dụng hợp pháp truy nhập hay sử dụng hệ thống. Một số lượng lớn các gói tin được gửi tới server trong khoảng thời gian liên tục làm cho hệ thống trở nên quá tải, kết quả là server đáp ứng chậm hoặc không thể đáp ứng các yêu cầu từ client gửi tới.
Một ví dụ điển hình của phương thức tấn công DoS là vào một số Web Site lớn làm ngưng trệ hoạt động của web site này: như www.google.com, www.ebay.com, www.yahoo.com v.v…
Tuy nhiên, mức độ nguy hiểm của các lỗ hổng loại này được xếp