Bai Tap Lon Da Truy Nhap

5/14/2018 Bai Tap Lon Da Truy Nhap - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bai-tap-lon-da-truy-nhap 1/21

Bài tập lớn:Kỹ thuật đa truy nhập vô tuyến

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại công nghệ thông tin ngày càng phát triển thì mạng không dây và thiết bị di động đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của xã hội. Các mạng không dây phổ

rộng, cũng giống như nhiều kỹ thuật khác đều được phát triển bởi quân đội. Quân đội cần một

phương pháp truyền dũ liệu đơn giản, dễ dàng thực thi và bảo mật trong môi trường chiến đấu.

Khi chi phí của kỹ thuật không dây giảmvà chất lượng tăng lên thì nó sẽ trở thành một giải

pháp hữu hiệu cho những doanh nghiệp lớn để tích hợp mạng không dây vào hệ thống mạng

của họ. Kỹ thuật không dây cung cấp giải pháp kinh tế kết nối các tòa nhà mà không cần đi cáp

đồng hay cáp quang. Ngày nay các kỹ thuật không dây có chi phí phù hợp cho hầu hết các

công ty. Khi các kỹ thuật WLAN phát triển thì chi phí sản xuất phần cứng sẽ giảm đi và số

lượng các thiết bị không dây được cài đặt lại ngày càng tăng.

Ngày nay mạng không dây đang trở lên phổ biến trong các tổ chức, doang nghiệp và cá nhân.

Chính vì sự tiện lợi của mạng không dây nên nó dần thay thế cho các hệ thống mạng có dây

truyền thống hiện tại. Điều gì đã khẳng định ưu thế của mạng không dây? Ưu điểm là gì? Có

khuyết điểm không? Giải pháp thiết kế, triển khai như thế nào? Bên cạnh đó cũng cần nghiên

cứu các giải pháp bảo mật cho mạng không dây. Để giải quyết các vấn đề đấy chúng ta cùng

nghiên cứu đế tài : Tìm hiểu về khía cạnh đa truy nhập vô tuyến và các vấn đề liên quan của hệthống thông tin vô tuyến WLAN.

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của chúng em không tránh khỏi những

thiếu sót, mong nhận được sự chỉ dẫn, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên.

Qua đây chúng em cũng xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô,

đặc biệt là cô giáo Đàm Mỹ Hạnh đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong thời gian làm đề tài vừa

qua.

Hà Nội 2008

Lớp kỹ thuật viễn thông A K46 1




CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN

1.1/ Cơ bản về WLAN (Wireless Local Area Network)

1.1.1/ WLAN là gì?

Nói một cách đơn giản , mạng không dây là mạng sử dụng công nghệ mà cho phép hai hay

nhiều thiết bị được kết nối với nhau bằng cách sử dụng một giao thức chuẩn, nhưng không cần

kết nối vật lý hay chính xác là không cần sử dụng dây mạng (cable), môi trường truyền thông

của các thành phần trong mạng là không khí. Các thành phần trong mạng dùng sóng điện từ để

truyền thông với nhau.

1.1.2/ Lịch sử ra đời.

Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sản xuất giới

thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900 Mhz. Những giải pháp này (không đượcthống nhất giữa các nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn nhiều so với

tốc độ 10 Mbps của hầu hết các mạng sử dụng cáp hiện thời.

Năm 1992, những nhà sản xuất bắt đầu bán những sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2.4

Ghz. Mặc dù những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhưng chúng vẫn là

những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất không được công bố rộng rãi. Sự cần thiết cho

việc hoạt động thống nhất giữa các thiết bị ở những dãy tần số khác nhau dẫn đến một số tổ

chức bắt đầu phát triển ra những chuẩn mạng không dây chung.

Năm 1997, Institute of Electrical and Electronic Engineer (IEEE) đã phê chuẩn sự ra đời

của chuẩn 802.11, và cũng được biết với tên gọi WIFI (Wireles Fidelity) cho các mạng

WLAN. Chuẩn 802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phương

pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.4 Ghz.

Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802.11 là các chuẩn 802.11a và

802.11b (định nghĩa ra những phương pháp truyền tín hiệu). Và những thiết bị WLAN dựa trên

chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội. Các thiết bị WLAN

802.11b truyền phát ở tần số 2.4 Ghz, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu có thẻ lên tới 11 Mbps.IEEE 802.11b được tạo ra nhằm cung cấp những đặc điểm về tính hiệu dụng, thông lượng và

bảo mật để so sánh với mạng có dây.





Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể truyền nhận

thông tin ở cả hai dãy tần 2.4 Ghz và 5 Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến

54Mbps. Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể tương thích ngựơc với

các thiết bị chuẩn 802.11b. Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ 108Mbps – 300Mbps.

1.1.3/ Ưu điểm của WLAN so với mạng có dây truyền thống.

Mạng Wireless cung cấp tất cả các tính năng của công nghệ mạng LAN như là Inthernet và

Token Ring mà không bị giới hạn về kết nối vật lý (giới hạn về caple). Sự thuận lợi đầu tiên

của mạng đó là tính linh động. Mạng WLAN tạo ra sự thoải mái trong sự truyền tải các dữ liệu

giữa các thiết bị có hỗ trợ mà không có sự ràng buộc về khoảng cách và không gian như mạng

có dây thông thường. Người dùng mạng Wireless có thể kết nối mạng trong khi di chuyển bất

cứ nơi nào trong phạm vi phủ sóng của thiết bi trung lập (Access Point).

Mạng WLAN sử dụng sóng hồng ngoại (Infrared Light) và sóng Radio (Radio Frequency)để truyền nhận dữ liệu thay vì dùng Twist-Pair và Fiber Optic Cable. Thông thường thì sóng

Radio được dung phổ biến hơn vì nó truyền xa hơn, lâu hơn, rộng hơn, băng thông cao hơn.

Công nghệ Wireless bao gồm các thiết bị và hệ thống phức tạp như hệ thống WLAN, điện

thoại di động (Mobile Phone) cho đến các thiết bị đơn giản như tay nghe không dây,

microphone không dây và nhiều thiết bị khác có khả năng truyền nhận và lưu trữ thông tin từ

mạng. Ngoài ra cũng bao gồm cả những thiết bị hỗ trợ hồng ngoại như Remote, điện thoại …

truyền dữ liệu trực diện giữa 2 thiết bị.Tính dễ dàng kết nối và thuận tiện trong sử dụng đã làm cho mạng Wireless nhanh chóng

ngày càng phổ biến trong cuộc sống chúng ta, hổ trợ tích cực trong công việc của chúng ta.

Nói tóm lại thì WLAN có một số ưu điểm nổi trội sau đây:

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

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.

1.1.4/ Hạn chế của mạng WLAN.

Bên cạnh những thuận lợi của mạng Wireless như là tính linh động, tiện lợi, thoải mái…thì

mạng Wireless vẫn không thể thay thế được mạng có dây truyền thống. Thuận lợi chính của sự

linh động đó là người dùng có thể di chuyển. Các Server và máy chủ cơ sở dữ liệu phải truy

xuất dữ liệu, về vị trí vật lý thì không phù hợp (vì máy chủ không di chuyển thường xuyên

được).

Tốc độ mạng Wireless bị phụ thuộc vào băng thông. Tốc độ của mạng Wireless thấp hơn

mạng cố định, vì mạng Wireless chuẩn phải xác nhận cẩn thận những frame đã nhận để tránhtình trạng mất dữ liệu.

Bảo mật trên mạng Wireless là mối quan tâm hàng đầu hiện nay. Mạng Wireless luôn là

mối bận tâm vì sự giao tiếp trong mạng đều cho bất kỳ ai trong phạm vi cho phép với thiết bị

phù hợp. Trong mạng cố định truyền thống thì tín hiệu truyền trong dây dẫn nên có thể được

bảo mật an toàn hơn. Còn trên mạng Wireless thì việc “đánh hơi” rất dễ dàng bởi vì mạng

Wireless sử dụng sóng Radio thì có thể bị bắt và xử lí được bởi bất kỳ thiết bị nhận nào nằm

trong phạm vi cho phép, ngoài ra mạng Wireless thì có ranh giới không rõ ràng cho nên rất khóquản lý.

Như vậy WLAN có nhưng nhược điểm quan trọng sau:

Về tính bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn công của

người dùng là rất cao.

Về 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.

Về 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.





Về tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử dụng

cáp(100Mbps đến hàng Gbps).

1.2/ Các loại mạng Wireless.

Mạng Wireless được phân chia thành 5 nhóm: Wireless Wide Area Network (WWAN),

Wireless Local-Area Network (WLAN), Wireless Personal Area Network (WPAN), LAN-

LAN bridging, Wireless Metropolitan Area Network (WMAN).

• WLAN: đại diện cho mạng cục bộ không dây, theo chuẩn 802.11.

• LAN-LAN bridging: đại diện cho mạng nội bộ, nhưng theo diện rộng hơn (giữa 2 tòa nhà).

• WWAN: đại diện cho công nghệ mạng diện rộng như là mạng điện thoại 2G, GSM (Global

System for Mobile Communications).

• WMAN: đại diện cho mạng diện rộng (giữa các vùng).

• WPAN: đại diện cho mạng cá nhân không dây, thường như là công nghệ Bluetooth, hồngngoại.

CHƯƠNG II: KHÍA CẠNH ĐA TRUY NHẬP VÀCÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG MẠNG WLAN.

2.1/ Đặc tính kỹ thuật mạng WLAN.





2.1.1/ WLAN hoạt động như thế nào?

Wireless LAN sử dụng sóng điện từ (Radio hoặc sóng Hồng ngoại - Infrared) để trao đổi

thông tin giữa các thiết bị mà không cần bất kỳ một kết nối vật lý nào (cable). Sóng Radio đôi

khi còn được gọi là sóng mang (rất thường dùng trong lĩnh vực viễn thông - điện thoại …), vì

đơn giãn nó thực hiện chức năng truyền năng lượng cho các thiết bị nhận ở xa. Dữ liệu sẽ được

truyền theo sóng mang cho nên có thể lọc ra một cách chính xác bởi thiết bị nhận.

Vấn đề thường được đề cập đến trong sóng mang đó là sự điều biến của sóng khi dữ liệu

được truyền kèm theo, một khi dữ liệu được truyền kèm theo sóng mang thì tính phức tạp cao

hơn là sóng đơn (chỉ một tầng số duy nhất).

Nhiều sóng mang có thể cùng tồn tại trong một phạm vi và cùng thời gian mà không ảnh

hưởng đến những thiết bị khác nếu như những sóng này được truyền trên những tầng số khác

nhau. Thiết bị nhận muốn lọc dữ liệu phải chọn một tầng số duy nhất trùng với tầng số thiết bị phát.

Trong cấu hình của mạng WLAN thông thường, một thiết bị phát và nhận (transceiver)

được gọi là Access Point (AP) và được kết nối với mạng có dây thông thường thông qua cáp

theo chuẩn Ethernet. AP thực hiện chức năng chính đó là nhận thông tin, nhớ lại và gửi dữ liệu

giữa mạng WLAN và mạng có dây thông thường. Một AP có thể hổ trợ một nhóm người dùng

và trong một khoảng cách nhất định (tuỳ theo loại AP). AP thường được đặt ở vị trí cao nơi mà

những người có thể bắt sóng được. Người dung mạng WLAN truy cập vào mạng thông qua Wireless NIC, thông thường có

các chuẩn sau:

• PCMCIA - Laptop, Notebook

• ISA, PCI, USB – Desktop

• Tích hợp sẵn trong các thiết bị cầm tay

Khi đó các thiết bị này sẽ tạo ra một môi trường mạng không dây giữa những dùng để trao

đổi thông tin và dữ liệu.

Công nghệ chính được sử dụng cho mạng Wireless là dựa trên chuẩn IEEE 802.11

(Institute of Electrical and Electronics Engineers). Hầu hết các mạng Wireless hiện nay đều sử

dụng tầng số 2.4GHz (trùng tầng số với lò viba hoặc điện thoại mẹ bồng con).

2.1.2/ Các chuẩn của mạng WLAN.





Mạng WLANs hoạt động dựa trên chuẩn 802.11 (802.11 được phát triển từ năm 1997 bởi

nhóm Institute of Electrical and Electronics Engineers), chuẩn này được xem là chuẩn dùng

cho các thiết bị di động có hỗ trợ Wireless, phục vụ cho các thiết bị có phạm vi hoạt động tầm

trung bình.

Cho đến hiện tại IEEE 802.11 gồm có 4 chuẩn trong họ 802.11 và 1 chuẩn đang thử

nghiệm:

802.11 - là chuẩn IEEE gốc của mạng không dây (hoạt động ở tầng số 2.4GHz, tốc độ 1

Mbps – 2Mbps)

802.11b - (phát triển vào năm 1999, hoạt động ở tầng số 2.4-2.48GHz, tốc độ từ 1Mpbs -

11Mbps)

802.11a - (phát triển vào năm 1999, hoạt động ở tầng số 5GHz – 6GHz, tốc độ 54Mbps)

802.11g - (một chuẩn tương tự như chuẫn b nhưng có tốc độ cao hơn từ 20Mbps -54Mbps, hiện đang phổ biến nhất)

802.11e - là 1 chuẩn đang thử nghiệm: đây chỉ mới là phiên bản thử nghiệm cung cấp đặc

tính QoS (Quality of Service) và hỗ trợ Multimedia cho gia đình và doanh nghiệp có môi

trường mạng không dây.

Thực tế còn một vài chuẩn khác thuộc họ 802.11 là: 802.11F, IEEE 802.11h, IEEE

802.11j, IEEE 802.11d, IEEE 802.11s. Mỗi chuẫn được bổ sung nhiều tính năng khác nhau

Trên thực tế thì chuẩn IEEE 802.11b có trước chuẩn IEEE 802.11a2.1.2.1/ Original IEEE 802.11 LAN Standard

Chuẩn IEEE 802.11 hoạt động 2.4GHz với tốc độ là 1Mpbs hoặc 2Mpbs. Trong một mạng

WLAN thông thường, các Client sẽ kết hợp với một AP cố định mà trong nhiều mô hình lắp

đặt mạng thì AP sẽ là cầu nối với mạng có dây thông thường (Wired network).

Sự kết hợp này đôi khi được gọi là Basic Service Set (BSS) – chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn về

BSS trong phần sau.

2.1.2.2/ IEEE 802.11b

Như đã chú ý thì chuẩn b ra đời trước chuẩn a và được phát triển vào năm 1999.

IEEE 801.11b hoạt động ở tầng số 2.4GHz và tốc độ tăng dần 1Mpbs, 2Mpbs, 5,5Mpbs và

11Mpbs. Tốc độ này sẽ giảm dần khi người dung càng di chuyển xa so với AP. Trước đây

chuẩn IEEE 802.11b rất phổ biến và được triển khai rất nhiều trong các doanh nghiệp, hộ gia

đình và các văn phòng nhỏ (small office home office - SOHO)





2.1.2.3/ IEEE 802.11a

Chuẩn 802.11a hoạt động ở tầng số 5GHz – 6GHz và đạt được tốc độ cao là 54Mpbs

(cho dù các công nghệ hiện tại truyền ở tốc độ 6Mpbs, 12Mpbs, 24Mpbs).

Hoạt động ở tầng số 5GHz, tầng số này trùng với tầng số hoạt động của một vài thiết bị

khác như: các thiết bị sử dụng công nghệ Bluetooth, vi sóng (microware), điện thoại mẹ bồng

con (cordless phone). Chính vì vậy cần tránh lắp đặt AP cạnh các thiết bị này để tránh tình

trạng bị nhiễu sóng.

Chuẩn này còn hỗ trợ đồng thời 64 Client và bao gồm cả các chức năng bảo mật 64bit ,

128bit và 152bit WEP mã hóa và lọc địa chỉ MAC.

Tuy đạt được tốc độ cao nhưng hầu hết các doanh nghiệp và người dùng cảm thấy

không tin tưởng đối với chuẩn IEEE 802.11a như chuẩn IEEE 802.11b trước đó. Vì vậy họ vẫn

tiếp tục sử dụng và triển khai mới chuẩn IEEE 802.11b. Một vấn đề khác nữa của chuẩn IEEE802.11a đó là không tương thích với những hệ thống có sẵn sử dụng chuẩn IEEE 802.11b.

2.1.2.4/ IEEE 802.11g

Một chuẩn mới được đưa ra đó là IEEE 802.11g, với tốc độ truyền từ 20Mpbs – 54Mpbs.

Tương tự như chuẩn IEEE 802.11b, chuẩn IEEE 802.11g hoạt động ở tầng số 2.4GHz cho nên

có thể tương thích với hệ thống theo chuẩn IEEE 802.11b., đây là một đặc điểm thuận lợi hơn

chuẩn IEE 802.11a.

Chuẩn IEEE 802.11g hiện tại được sử dụng rất phổ biến ở mọi nơi. Vì tính ổn định và hỗtrợ khả năng bảo mật cao.

2.1.2.5/ IEEE 802.11e

Là chuẩn mới nhất của họ IEEE 802.11, nhưng vẫn trong thời gian thử nghiệm. Chuẩn này

sẽ là sự lựa chọn tốt nhất để triển khai ở những khu vực lớn như các doanh nghiệp lớn, nhà

hàng, khách sạn và sân bay.

Không như những chuẩn khác, đây là chuẩn đầu tiên được phát minh nhằm để mở rộng

môi trường mạng không dây cho từng hộ gia đình hoặc doanh nghiệp.

Chuẩn IEEE 802.11e cũng có tính năng QoS (Quality of Service) và hổ trợ Multimedia

cho hệ thống mạng theo chuẩn IEEE 802.11b và IEEE 802.11a, trong khi vẫn duy trì khả năng

tương thích với những chuẩn trước đó.

QoS và hổ trợ Multimedia thực chất là cung cấp những dịch vụ cho khách hang tại nhà như

Video-on-demand, Audio-on-demand, Voice over IP (VoIP), Internet tốc độ cao, v.v…





• Chuẩn 802.11g tương thích với chuẩn 802.11b, không tương thích với chuẩn

802.11a.

• Nếu chuẩn 802.11g hoạt động trong mạng có chuẩn 802.11b thì sẽ hoạt động với tốc độ

theo chuẩn 802.11b (11Mbps)

2.1.3/ Bluetooth

Bluetooth là một giao thức hàng ngang đơn giản dùng để kết nối những thiết bị di động

như Mobile Phone, Laptop, Handheld computer, Digital Camera, Printer, v.v… để truyền tải

thông tin với nhau.

Bluetooth sử dụng chuẩn IEEE 802.15 với tầng số 2.4GHz – 2.5GHz, tương tự như chuẩn

IEEE 802.11 và IEEE 802.11b . Bluetooth cho phép các thiết bị di động tránh được tình trạng

nhiễu sóng từ những tín hiệu khác nhau bằng cách chuyển sang một tầng số mới sau khi đã

truyền hoặc nhận một gói dữ liệu.Bluetooth là công nghệ tiêu thụ năng lượng thấp với khoảng cách truyền lên đến 30feet (~

10m) với tốc độ khoảng 1Mpbs, khoảng cách này có thể tăng lên 300feet (~100m) nếu tăng

nguồn lên 100mW. Một mạng Bluetooth chỉ có khả năng hổ trợ cho 8 thiết bị trong cùng thời

gian.

Bluetooth là công nghệ được thế kế nhằm đáp ứng một cách nhanh chóng việc kết nối các

thiết bị di động và cũng là giải pháp tạo mạng WPAN (nêu trong phần Wireless Network

Types), có thể thực hiện trong môi trường nhiều tầng số khác nhau.Mỗi một thiết bị trên mạng Bluetooth có thế là thiết bị chính hoặc phụ. Thiết bị chính thì

có chức năng tạo ra sự kết nối trong mạng, thiết bị phụ thì gửi tín hiệu trả lời cho thiết bị

chính.

Một mạng Bluetooth có thể có đến 7 máy phụ với 1 máy chính. Tất cả các máy phụ chỉ

giao tiếp với máy chủ, vì vậy mọi giao tiếp giữa các máy phụ phải thông qua máy chính.

Hầu hết các thiết bị Bluetooth đều phát ra một năng lượng phóng xạ đẳng hướng (EIRP –

effective isotropic radiated power).

2.2/ Kênh trong mạng Wireless.

2.2.1/Kênh trong mạng Wireless

Mạng Wireless hoạt động ở 14 kênh (nhưng thực tế khi hoạt động thì chỉ có 1 kênh phát)

Trên thực tế, một công ty tầm trung hoặc lớn khi đã triển khai hệ thống này sẽ không sử

dụng duy nhất một Access Point mà có thể có 2 hoặc nhiều Access Point đặt gần nhau để phục





vụ cho toàn bộ khu vực công ty. Để đảm sự hoạt động của mạng tránh gặp tình trạng nhân viên

sử dụng máy laptop hoặc các thiết bị cầm tay khác không truy cập vào mạng.Wireless đuợc khi

anh ta rời khỏi khu vực phòng mình.

2.2.2/Mô hình thiết lập kênh cho mạng Wireless

Một số điều chú ý khi lắp đặt Access Point:

- Cần có những vùng giao nhau giữa bán kính các Access Point.

- Kênh thiết lập cho các Access Point phải lệch nhau 5 kênh.

2.3/ Các mô hình mạng WLAN.

Mạng 802.11 linh hoạt về thiết kế, gồm 3 mô hình mạng sau:

• Mô hình mạng độc lập(IBSSs) hay còn gọi là mạng Ad hoc

• Mô hình mạng cơ sở (BSSs)

• Mô hình mạng mở rộng(ESSs)2.3.1/ Mô hình mạng AD học ( 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 chúngcó thể có những nhược điểm về vùng phủ sóng

bị giới hạn, , mọi người sử dụng đều phải nghe được lẫn nhau.





2.3.2/ 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

2.

3.4/ Mô hình mạng mở rộng (Extended Service Sets (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.

Mô hình mạng mở rộng





CHƯƠNG III: VẤN ĐỀ BẢO MẬT VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦAHỆ THỐNG MẠNG WLAN

3.1/ Vấn đề bảo mật trong hệ thống WLAN

3.1.1/ Tổng quan về bảo mật trong mạng không dây.

Khi đã triễn khai thành công hệ thống mạng không dây thì bảo mật là vấn đề kế tiếp cần

phải quan tâm, công nghệ và giải pháp bảo mật cho mạng Wireless hiện tại cũng đang gặp phải

nhiều nan giải, rất nhiều công nghệ và giải pháp đã được phát triển rồi đưa ra nhằm bảo vệ sựriêng tư và an toàn cho dữ liệu của hệ thống và người dùng. Nhưng với sự hổ trợ của các công

cụ (phần mềm chuyên dùng) thì Attacker dễ dàng phá vở sự bảo mật này. Chúng ta sẽ cùng tìm

hiểu sâu hơn về vấn đề bảo mật và các giải pháp phòng chóng mà nhiều chuyên gia đã nghiên

cứu và phát triển thành công trong những phần sau.

• Như rất nhiều tài liệu nghiên cứu về bảo mật trong mạng Wireless thì để có thể bảo

mật tối thiểu bạn cần một hệ thống có 2 thành phần sau:

•

Authentication - chứng thực cho người dùng: quyết định cho ai có thể sử dụng mạngWLAN.

• Encryption - mã hóa dữ liệu: cung cấp tính bảo mật dữ liệu.

Authentication + Encryption = Wireless Security

Bởi vì mạng Wireless truyền và nhận dữ liệu dựa trên sóng radio, và vì AP phát sóng lan

truyền trong bán kính cho phép nên bất cứ thiết bị nào có hổ trợ truy cập Wireless đều có thể





bắt sóng này, sóng Wireless có thể truyền xuyên qua các vật liệu như bêtông, nhựa, sắt, … Cho

nên rủi ro thông tin bị các attacker đánh cắp hoặc nghe trộm rất cao, vì hiện tại có rất nhiều

công cụ hổ trợ cho việc nhận biết và phân tích thông tin của sóng Wireless sau đó dùng thông

tin này để dò khóa WEP (như AirCrack, AirSnort, …).

3.1.2/ Các hệ thống bảo mật dữ liệu cho mạng Wireless.

3.1.2.1/ WEP – Wired Equipvalent Privacy

WEP là một hệ thống mã hóa dùng cho việc bảo mật dữ liệu cho mạng Wireless, WEP là

một phần của chuẩn 802.11 gốc và dựa trên thuật toán mã hóa RC4, mã hóa dữ liệu 40bit để

ngăn chặn sự truy cập trái phép từ bên ngoài. Thực tế WEP là một thuật toán được dùng để mã

hóa và giải mã dữ liệu.

Đặc tính kỹ thuật của WEP:

• Điều khiển việc truy cập, ngăn chặn sự truy cập của những Client không có khóa phù hợp• Sự bảo mật nhằm bảo vệ dữ liệu trên mạng bằng cách mã hóa chúng và chỉ cho những

Client nào có đúng khóa WEP giải mã WEP key lengths.

Một khóa WEP chuẩn sử dụng khóa 64bit mã hóa theo thuật toán RC4 (sẽ nghiên cứu

trong phần sau). Trong 64bit có 40bit được ẩn. Nhiều nhà cung cấp sử dụng nhiều tên khác

nhau cho khóa WEP như: “standar WEP”, “802.11-compliant WEP”, “40-bit WEP”, “40+24-

bit WEP” hoặc thậm chí là “64-bit WEP”. Nhưng hiện tại thì 64-bit WEP thường được nhắc

đến hơn hết. Nhưng với những thiết bị sử dụng 64-bit WEP thường thì tính bảo mật không caovà dễ dàng bị tấn công. Hiện nay có một chuẩn tốt hơn đó là 128-bit WEP, hầu hết các doanh

nghiệp, cá nhân đều dần chuyển sang 128-bit WEP sử dụng thuật toán RC4 mã hóa, tính bảo

mật cao hơn, các Attacker cũng khó khăn trong việc dò thấy khóa WEP. Nhưng về sau tính bảo

mật của khóa WEP 128-bit cũng không còn khó khăn nữa đối với các Attacker nhờ sự hổ trợ

của các công cụ dò tìm khóa WEP, thì lúc đó Wi-fi Protected Access – WPA là một chuẩn bảo

mật cao cấp hơn WEP được ra đời (chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn về WPA trong phần sau.

3.1.2.2/ WPA – Wifi Protected Access

WPA được thiết kế nhằm thay thế cho WEP vì có tính bảo mật cao hơn. Temporal Key

Intergrity Protocol (**IP), còn được gọi là WPA key hashing là một sự cải tiến dựa trên WEP,

là vì nó tự động thay đổi khóa, điều này gây khó khăn rất nhiều cho các Attacker dò thấy khóa

của mạng.





Mặt khác WPA cũng cải tiến cả phương thức chứng thực và mã hóa. WPA bảo mật mạnh

hơn WEP rất nhiều. Vì WPA sử dụng hệ thống kiểm tra và bảo đảm tính toàn vẹn của dữ liệu

tốt hơn WEP (bạn có thể tìm hiểu rõ hơn trong các tài liệu về bảo mật mạng không dây của

Cisco).

3.1.2.3/ WPA2 - Wi – fi Protected Access 2

WPA2 là một chuẩn ra đời sau đó và được kiểm định lần đầu tiên và ngày 1/9/2004. WPA2

được National Institute of Standards and Technology (NIST) khuyến cáo sử dụng, WPA2 sử

dụng thuật toán mã hóa Advance Encryption Standar (AES).

WPA2 cũng có cấp độ bảo mật rất cao tương tự như chuẩn WPA, nhằm bảo vệ cho người

dùng và người quản trị đối với tài khoản và dữ liệu.

Nhưng trên thực tế WPA2 cung cấp hệ thống mã hóa mạnh hơn so với WPA, và đây cũng

là nhu cầu của các tập đoàn và doanh nghiệp có quy mô lớn. WPA2 sử dụng rất nhiều thuậttoán để mã hóa dữ liệu như **IP, RC4, AES và một vài thuật toán khác. Những hệ thống sử

dụng WPA2 đều tương thích với WPA.

3.1.2.4/ ** IP?

**IP là một chuẩn dựa trên chuẩn IEEE 802.11i. **IP được phát triển nhằm nâng cao tính

bảo mật cho WEP. **IP sử dụng thuật toán RC4 để mã hóa với 128bit cho mã hóa và 64bit cho

chứng thực.

3.2/ Ưng dụng của hệ thống mạng WLAN.3.2.1/ Truy cập mạng.

WLAN được thiết kế với vai trò của lớp truy cập (access layer), có nghĩa là chúng được sử

dụng như là một điểm để đi vào mạng có dây. WLAN nằm ở lớp liên kết dữ liệu (data-link

layer) giống như các công nghệ truy cập khác như Dial-up, ADSL (Asymmetric Digital

Subscriber Line), cáp, Ethernet, Frame Relay, ATM (Asynchronous Tranfer Mode)… Do

không có tốc độ và khả năng phục hồi cao nên mạng không dây không được cài đặt ở lớp phân

tán (Distribution layer) hay lớp lõi (Core layer). Tất nhiên, trong mạng nhỏ thì không có sự

khác biệt giữa lớp truy cập (Access layer), lớp phân tán hay lớp lõi. Lớp lõi phải rất nhanh và

rất ổn định để có thể điều khiển một lượng lớn lưu lượng (traffic) trên mạng mà không gặp khó

khăn hay có thời gian chết. Lớp phân tán của mạng phải nhanh, linh hoạt và đáng tin cậy.

Mạng WLAN không đáp ứng được các yêu cầu này nên nó chỉ được sử dụng ở lớp truy cập.





Hình 1. Vai trò truy cập của WLAN

WLAN cung cấp 1 giải pháp cho các khó khăn liên quan đến tính di động. WLAN là 1 giải

pháp khá nhanh, rẻ tiền và hầu như có thể cài đặt ở bất kỳ đâu.Khi xem xét việc sử dụng WLAN cho mạng của bạn thì hãy luôn nhớ rằng việc sử dụng chúng

với khả năng mà chúng cung cấp sẽ cho kết quả tốt hơn. Các nhà quản trị Cài đặt WLAN ở lớp

phân tán hay lớp lõi phải biết được chính xác những hiệu năng mà nó mang lại trước khi cài

đặt chúng để không phải gỡ bỏ chúng về sau. Vai tró duy nhất ở lớp phân tán của WLAN trong

mạng doanh nghiệp là kết nối giữa các tòa nhà. Trong trường hợp này, mạng không dây xem

như là đóng vai trò của lớp phân tán, tuy nhiên nó còn phụ thuộc vào đoạn mạng không dây

này được sử dụng như thế nào trong mạng.

Có một số nhà cung cấp dịch vụ internet không dây WISP (Wireless Internet Service Provider)

sử dụng những tần số không dây được cấp phép trong vai trò của lớp phân tán chứ không phải

là các tần số không cấp phép như của WLAN.

3.2.2/ Tính di động.

WLAN không thể thay thế mạng LAN có dây về tốc độ kết nối nhưng ưu thế của WLAN

chính là tính di động của nó.

Trong các nhà kho thì mạng không dây được sử dụng để theo dõi vị trí của các kiện hàng.

Các thông tin về vị trí này sẽ được đồng bộ với máy tính trung tâm để phục vụ cho công việcnhập hàng cũng như xuất hàng. Các máy quét không dây cầm tay đã trở nên rất phổ biến trong

các tổ chức mà công nhân phải di chuyển để xử lý các đơn đặt hàng cũng như kiểm kê .





Hình 2. Tính di độngTrong trường hợp này thì mạng không dây đã tạo ra khả năng truyền dữ liệu mà không cần

phải tốn thời gian, công sức để nhập dữ liệu 1 cách thủ công như trong mạng có dây.

Một số công nghệ không dây mới có thể cho phép người dùng chuyển vùng (roaming) giữa các

vùng khác nhau mà không làm mất kết nối. Trong các tổ chức lớn có mạng không dây trải rộng

toàn bộ công ty thì khả năng chuyển vùng sẽ tăng năng suất làm việc một cách đáng kể.

3.2.3/ Mở rộng mạng có dây bằng mạng không dây.

Các mạng không dây có thể được xem như một phần mở rộng của một mạng có dây. Khi

bạn muốn mở rộng một mạng hiện tại nếu bạn cài đặt thêm đường cáp thì sẽ rất tốn kém. Hay

trong những toà nhà lớn, khoảng cách có thể vượt quá khoảng cách của CAT5 cho mạng

Ethernet. Có thể cài đặt cáp quang nhưng như thế sẽ yêu cầu nhiều thời gian và tiền bạc hơn,

cũng như phải nâng cấp switch hiện tai để hỗ trợ cáp quang.

Các WLAN có thể được thực thi một cách dễ dàng. Vì ít phải cài đặt cáp trong mạng

không dây.





3.2.4/ Kết nối giữa các toà nhà.

Trong môi trường mạng campus hay trong môi trường có 2 toà nhà sát nhau, có thể có

trường hợp các user từ toà nhà này muốn truy cập vào tài nguyên của toà nhà khác. Trong quá

khứ thì trường hợp này được giải quyết bằng cách đi một đường cáp ngầm giữa 2 toà nhà hay

thuê một đương leasesline từ công ty điện thoại. Sử dụng kỹ thuật WLAN, thiết bị có thể được

cài đặt một cách dễ dàng và nhanh chóng cho phép 2 hay nhiều toà nhà chung một mạng. Với

các loại anten không dây phù hợp, thì bất kỳ toà nhà nào cũng có thể kết nối với nhau vào cùng

một mạng trong một khoảng cách cho phép.

Có 2 loại kết nối: P2P và P2MP. Các liên kết P2P là các kết nối không dây giữa 2 toà nhà.

Loại kết nối này sử dụng các loại anten trực tiếp hay bán trực tiếp ở mỗi đầu liên kết.





Các liên kết P2MP là các kết nối không dây giửa 3 hay nhiều toà nhà, thường ở dạng hub-

andspoke hay kiểu kết nối star, trong đó một toà nhà đóng vai trò trung tâm tập trung các điểm

kết nối. Toà nhà trung tâm này sẽ có core network, kết nối internet, và server farm. Các liên kết

P2MP giữa các toà nhà thường sử dụng các loại anten đa hướng trong toà nhà trung tâm và

anten chung hướng trên các spoke.3.2.5/ Một số ứng dụng khác.

• Các văn phòng di dộng.

• Phân phối dữ liệu đoạn cuối

• Các văn phòng di động …

MỤC LỤC TRANG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN.........................................................................21.1.2/ Lịch sử ra đời...............................................................................................................21.1.3/ Ưu điểm của WLAN so với mạng có dây truyền thống.............................................3

1.2/ Các loại mạng Wireless......................................................................................................5CHƯƠNG II: KHÍA CẠNH ĐA TRUY NHẬP VÀ....................................................................5CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG MẠNG WLAN...............................................5

2.1/ Đặc tính kỹ thuật mạng WLAN.........................................................................................52.1.1/ WLAN hoạt động như thế nào?..................................................................................62.1.2/ Các chuẩn của mạng WLAN.......................................................................................6

2.1.2.2/ IEEE 802.11b........................................................................................................72.1.2.3/ IEEE 802.11a.......................................................................................................8





2.1.2.4/ IEEE 802.11g........................................................................................................82.1.2.5/ IEEE 802.11e........................................................................................................8

2.1.3/ Bluetooth......................................................................................................................92.2.1/Kênh trong mạng Wireless............................................................................................92.3.1/ Mô hình mạng AD học ( Independent Basic Service Sets (BSSs) ).........................10

CHƯƠNG III: VẤN ĐỀ BẢO MẬT VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA.........................................14HỆ THỐNG MẠNG WLAN.......................................................................................................143.1/ Vấn đề bảo mật trong hệ thống WLAN............................................................................14

3.1.1/ Tổng quan về bảo mật trong mạng không dây..........................................................143.1.2/ Các hệ thống bảo mật dữ liệu cho mạng Wireless...................................................15

3.1.2.1/ WEP – Wired Equipvalent Privacy....................................................................153.1.2.2/ WPA – Wifi Protected Access............................................................................153.1.2.3/ WPA2 - Wi – fi Protected Access 2..................................................................163.1.2.4/ ** IP?..................................................................................................................16

3.2/ Ưng dụng của hệ thống mạng WLAN..............................................................................163.2.2/ Tính di động...............................................................................................................17

3.2.3/ Mở rộng mạng có dây bằng mạng không dây...........................................................183.2.4/ Kết nối giữa các toà nhà............................................................................................193.2.5/ Một số ứng dụng khác...............................................................................................20

MỤC LỤC....................................................................................................................................20


Documents

Bai Tap Lon Da Truy Nhap