5. Giới thiệu
6.1.2.2 Mô tả công nghệ WLAN
Topo WLAN
Hình 6.3 WLAN topologies.
Mạng WLAN đã thay thế các phương tiện truyền tại tầng một của mạng có dây truyền thống bằng một phương tiện truyền sóng qua không khí.Và Cisco Aironet chính là sản phẩm không dây phù hợp bao gồm ba loại chính:
Wireless in-building LANs for client access: Cisco Aironet WLAN là sản phẩm có thể cắm vào mạng có dây và chức năng như một lớp phủ truyền thống hoặc dây mạng LAN, hoặc có thể được triển khai như mạng LAN ở những nơi không thể kéo dây mạng. Cho phép mạng WLAN việc sử dụng máy tính để bàn, máy tính sách tay hoặc các thiết bị chuyên ngành trong hệ thống có thể kết nối vào mạng khi cần thiết.
Một máy tính có thể giao tiếp mạng không dây (NIC) có thể kết nối tới mạng LAN có dây thông qua các điểm truy cập. Triển khai mạng WLAN đúng cách có thể giúp truy cập nhanh đến các mạng từ bất cứ nơi nào trong cơ sở. Người dùng có thể di chuyển mà không sợ mất kết nối mạng.
Wireless building-to-building bridges: Cisco Aironet WLAN cung cấp đầy đủ tính linh hoat. Cho phép kết nối tới mạng LAN mà không tốn thời gian hoặc chi phí cho nối cáp. Cho phép các kết nối không dây NIC theo kiểu giống như truy cập điểm.
Wireless mesh networking: Mạng lưới không dây dạng MESH: mạng mesh trước đây được xác định chỉ ra các mạng loại mạng. Mạng mesh
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 122 cung cấp tính năng động, dư thừa, các liên kết lỗi được xây dựng và cho phép máy khách truy cập.
Mạng LAN không dây và có dây:
Hình 6.4 WLAN và LAN.
Mạng LAN có dây yêu cầu người dùng xác định vị trí và lưu lại đó. Mạng WLAN là một mở rộng của mạng LAN có dây. Một WLAN có thể là lớp phủ, hoặc thay thế một mạng LAN có dây truyền thống.
Với Cisco Aironet của mạng WLAN,người dùng có thể di động:
Di chuyển tự do xung quanh một cơ sở.
Thời gian truy cập vào mạng LAN có dây ở tốc độ Ethenet có dây.
Truy cập được tất cả tài nguyên của mạng LAN có dây.
Service Set Identifier (SSID):
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 123 SSID là tên của các tế bào không dây. Nó được dùng để hợp lý mạng WLAN riêng biệt. Nó phải phù hợp chính xác giữa khách hàng và điểm truy cập.
Các điểm truy cập quảng bá SSID trong các cảnh báo. Cảnh báo đó là chương trình quảng bá mà điểm truy cập gửi thông báo đến các dịch vụ có sẵn. Vì vậy khách hàng có thể được cấu hình mà không cần SSID (null-SSID), phát hiện các điểm truy cập, và tìm hiểu các SSID từ các cảnh báo của các điểm truy cập.
SSID quảng bá có thể bị vô hiệu hóa trên các điểm truy cập, tuy nhiên cách tiếp cận này không thể được nếu nhu cầu khách hàng muốn xem SSID trong cảnh báo này.
Topo WLAN điển hình:
Hình 6.6 WLAN Access Topology.
Đây là con số cho thấy topo WLAN cho khách hàng truy cập không dây.
Khu vực dịch vụ cơ bản là diện tích tần số radio(RF) phạm vi bao phủ được cung cấp bởi một điểm truy cập. Khu vực này cũng được gọi là một “ microcell ”. Để mở rộng khu vực dịch vụ cơ bản hoặc chỉ cần thêm thiết bị không dây và mở rộng phạm vi của một hệ thống có dây hiện có,bạn có thể thêm một điểm truy cập. Như tên ”access point “ chỉ ra thiết bị này là điểm mà tại đó khách hàng có thể truy cập mạng không dây.
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 124 Các điểm truy cập gắn vào xương sống Ethernet và giao tiếp với tất cả các mạng không dây các thiết bị trong lĩnh vực di động. Các điểm truy cập là tổng thể cho các tế bào và điều khiển lưu lượng mạng. Các thiết bị từ xa không truy cập trực tiếp với nhau, chúng giao tiếp thông qua các điểm truy cập.
Nếu một tế bào không cung cấp đầy đủ phạm vi bao phủ,số lượng tế bào có thể được thêm vào bất kì để mở rộng phạm vi. Phạm vi này được biết đến như là một khu vực dịch vụ mở rộng.
Wireless Repeater Topology:
Bộ lặp tín hiệu Repeater là thiết bị khuyếch đại tín hiệu trên đường truyền. Khi tín hiệu trên đường truyền từ Điểm A tới Điểm B có khả năng bị “suy hao” hay “mệt mỏi” do đường đi “quá xa” (theo khả năng vật lý của môi trường truyền) thì người ta phải đặt giữa hai Điểm A & B một bộ lặp tín hiệu để giúp “làm tươi” (refresh) hoặc “khuyếch đại” tín hiệu để giúp nó được truyền đến Điểm B “an toàn, chính xác và lành lặn”.
Như ở ví dụ trên, nếu khoảng cách từ Workstation 1 đến Switch xa quá 100 mét (là khoảng cách tối đa) thì người ta phải đặt giữa Workstation 1 và Switch một (hoặc nhiều Repeater), cứ mỗi 50 mét sau Repeater ta phải đặt thêm 1 Repeater khác. Nghĩa là theo lý thuyết, tín hiệu sau khi được “làm tươi” bởi Repeater chỉ có khả năng “đi” thêm được 50 mét nữa mà thôi. Tổng cộng không nên sử dụng quá 4 repeater trên một đường truyền mạng.
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 125 Trong thực tế, “khả năng kết nối hoàn hảo” (không lỗi) của một hệ thống mạng lệ thuộc rất nhiều vào cá yếu tố như : Chất lượng của cáp mạng (VD: cáp UTP), chất lượng các thiết bị đấu nối như đầu RJ-45, hộp đấu dây (data socket )... và kể cả kỹ thuật bấm đầu dây nữa. Chúng tôi đã có nhiều “kinh nghiệm xương máu” khi phải “dở khóc dở cười” với những mạng máy tính “lúc thì kết nối tốt, lúc thì không kết nối được” do việc bấm đầu dây cẩu thả gây ra. Trong trường hợp xác định được lỗi kết nối gây ra do đầu nối hoặc kỹ thuật bấm dây, cách tốt nhất để “khắc phục” là “cắt bỏ” đầu nối kém và bấm lại đầu nối khác. Tuy nhiên không phải lúc nào bạn cũng có sẵn các đầu nối dự phòng để “phung phí” như vậy, nhất là trong hoàn cảnh địa điểm lắp đặt mạng ở xa và trong tay bạn không có đủ đầu nối dự phòng. Do vậy, khả năng hỗ trợ khoảng cách xa hay gần của hệ thống cáp mạng - Hub/Switch - Repeater (nếu có) - card mạng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của các thành phần trong hệ thống và kỹ thuật thi công cho nên “các khái niệm về khoảng cách” 50m, 100m ... là “rất khác nhau” đối với những mạng thực tế khác nhau.
Workgroup Bridge Topology:
Hình 6.8 workgroup Bridge Topology
Một Workgroup Bridge (WGB) là một đơn vị độc lập nhỏ, có thể cung cấp một kết nối cơ sở hạ tầng không dây cho Ethernet-kích hoạt thiết bị. Những thiết bị không có một tiếp hợp khách hàng không dây để kết nối với mạng không dây có thể được kết nối với WGB thông qua cổng Ethernet. Các liên kết đến WGB AP gốc
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 126 thông qua giao diện không dây. Bằng cách này, khách hàng có dây để truy cập vào mạng không dây. WGB Các kết nối tới một hub thông qua một cổng Ethernet tiêu chuẩn mà sử dụng một kết nối 10-Base-T.
Topo ngang hàng (peer-to-peer):
Hình 6.9 Topo ngang hàng.
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.
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.
WLAN Service Set and Modes:
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 127 Đây là một tóm tắt các topo mạng WLAN khác nhau:
Mô hình mạng Ad hoc (Independent Basic Service sets(BSSs)): Các nút di động (máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập trung lại trong một không gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer-to-peer) giữa chúng. Các nút di động có card mạng wireless là chúng có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau, không cần phải quản trị mạng. Vì các mạng ad-hoc này có thể thực hiện nhanh và dễ dàng nên chúng thường được thiết lập mà không cần một công cụ hay kỹ năng đặc biệt nào vì vậy nó rất thích hợp để sử dụng trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời. Tuy nhiên chúng có thể có những nhược điểm về vùng phủ sóng bị giới hạn, mọi người sử dụng đều phải nghe được lẫn nhau.
Mô hình mạng cơ sở (Basic service sets (BSSs) ):
Bao gồm các điểm truy nhập AP (Access Point) gắn với mạng đường trục hữu tuyến và giao tiếp với các thiết bị di động trong vùng phủ sóng của một cell. AP đóng vai trò điều khiển cell và điều khiển lưu lượng tới mạng. Các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp với nhau mà giao tiếp với các AP. Các cell có thể chồng lấn lên nhau khoảng 10-15 % cho phép các trạm di động có thể di chuyển mà không bị mất kết nối vô tuyến và cung cấp vùng phủ sóng với chi phí thấp nhất. Các trạm di động sẽ chọn AP tốt nhất để kết nối. Một điểm truy nhập nằm ở trung tâm có thể điều khiển và phân phối truy nhập cho các nút tranh chấp, cung cấp truy nhập phù hợp với mạng đường trục, ấn định các địa chỉ và các mức ưu tiên, giám sát lưu lượng mạng, quản lý chuyển đi các gói và duy trì theo dõi cấu hình mạng. Tuy nhiên giao thức đa truy nhập tập trung không cho phép các nút di động truyền trực tiếp tới nút khác nằm trong cùng vùng với điểm truy nhập như trong cấu hình mạng WLAN độc lập. Trong trường hợp này, mỗi gói sẽ phải được phát đi 2 lần (từ nút phát gốc và sau đó là điểm truy nhập) trước khi nó tới nút đích, quá trình này sẽ làm giảm hiệu quả truyền dẫn và tăng trễ truyền dẫn.
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 128
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.
Microcell và roaming:
Microcells:
Thông tin vô tuyến bị giới hạn bởi tín hiệu sóng mang đi bao xa khi công suất ra đã cho trước. Mạng WLAN sử dụng các cell, gọi là các microcell, tương tự hệ thống điện thoại tế bào để mở rộng phạm vi của kết nối không dây. Tại bất kỳ điểm truy cập nào trong cùng lúc, một PC di động được trang bị với một card giao tiếp mạng WLAN được liên kết với một điểm truy cập đơn và microcell của nó, hoặc vùng phủ sóng. Các microcell riêng lẻ chồng lắp để cho phép truyền thông liên tục bên trong mạng nối dây. Chúng xử lý các tín hiệu công suất thấp và không cho người dùng truy cập khi họ đi qua một vùng địa lý cho trước.
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 129
Roaming:
Khái niêm:
Roaming là khả năng một người dùng máy xách tay không nối dây có thể kết nối liên tục khi đang di chuyển tự do trong khu vực rộng hơn vùng bao phủ của một access point đơn lẻ.
Hình 6.12 Mô tả roaming
Wireless clien liên kết đến một điểm truy cập khác, quá trình này gọi là chuyển vùng giữa các tế bào (cell) không dây. Các wireless client sẽ quyết định chuyển vùng nếu phát hiện một trong số điều kiện:
Các dữ liệu tối đa vượt quá số lần thử lại.
Các client đã bỏ lỡ quá nhiều cảnh báo từ các điểm truy cập.
Các client đã làm giảm tốc độ dữ liệu.
Client có ý định tìm kiếm một điểm truy cập mới theo định kỳ.
Để dịch vụ chuyển vùng không bị gián đoạn thì yêu cầu các điểm truy cập phải cấu hình SSID, Vlan và IP subnet giống hệt nhau. Client sẽ tìm kiếm những điểm truy cập khác có SSID giống với điểm truy cập đang sử dụng và gửi yêu cầu xác thực tới điểm truy cập mới. Chuyển vùng ảnh hưởng rất lớn tới các ứng dụng như video và voice.
SVTH: TRẦN THỊ CA- 49THM Page 130
Chuyển vùng lớp 2 và lớp 3
Chuyển vùng duy trì kết nối trong khi di chuyển từ một điểm truy cập này tới điểm truy cập khác. Chuyển vùng giữa các điểm truy cập nằm trên IP subnet đơn ( hoặc VLAN) được xem là chuyển vùng lớp 2. Chuyển vùng giữ các điểm truy cập nằm trên những IP subnet khác nhau gọi là chuyển vùng lớp 3.
Chuyển vùng lớp 2 được quản lý bởi các điểm truy cập. Giao thức giữa các điểm truy cập được gọi là Inter-Access Point Protocol (IAPP).
Chuyển vùng lớp 3 cho các mạng WLAN được thực hiện bởi Mobile IP, nó được thay thế bởi các tính năng tiên tiến kết hợp với bộ điều khiển WLAN.