Đề tài: THIẾT KẾ MẠNG WLAN

Chia sẻ: Quan Quan_PC | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

640
lượt xem 106
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

WLAN là một trong những công nghệ truyền thông không dây được áp dụng cho mạng cục bộ, hệ thống mạng không dây WLAN cho phép người dùng có thể truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai. Sự ra đời của nó đã khắc phục được những hạn chế mà mạng nối dây không thể giải quyết được, nó được xem là giải pháp cho xu thế phát triển của công nghệ truyền thông hiện đại. Ngày nay sự gia tăng số lượng người sử dụng máy tính xách tay, notebook hay các dòng điện thoại hỗ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: THIẾT KẾ MẠNG WLAN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ VÀ KINH DOANH VIỆT TIẾN BÁO CÁO THỰC TẬP CUỐI KHOÁ THIẾT KẾ MẠNG WLAN Ngành: Tin Học Ứng Dụng Giảng Viên Hướng Dẫn: Phan Huy Cường Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Hải Quân Đà Nẵng, Năm 2013
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường LỜI MỞ ĐẦU 1. Tầm quan trọng của đề tài WLAN là một trong những công nghệ truyền thông không dây được áp dụng cho mạng cục bộ, hệ thống mạng không dây WLAN cho phép người dùng có thể truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai. Sự ra đời của nó đã khắc phục được những hạn chế mà mạng nối dây không thể giải quyết được, nó được xem là giải pháp cho xu thế phát triển của công nghệ truyền thông hiện đại. Ngày nay sự gia tăng số lượng người sử dụng máy tính xách tay, notebook hay các dòng điện thoại hỗ trợ kết nối wifi, sự phát triển của các mạng không dây công cộng giúp người dùng có thể truy cập internet ở bất cứ đâu. Chẳng hạn ở các quán Cafe, nhà hàng, khách sạn... người dùng có thể truy cập internet miễn phí. Việc thiết lập hệ thống mạng không dây ban đầu chỉ cần ít nhất 1 Access piont, với mạng LAN phải tốn thêm chi phí và có thể gặp khó khăn trong triển khai hệ thống ở nhiều nơi trong toà nhà. Mạng WLAN có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số lượng người dùng, trong khi hệ thống mạng LAN cần phải gắn thêm cáp hay gắn thêm thiết bị. Cùng với sự phát triển của công nghệ, một mạng chuẩn IEEE 802.11 ra đời giúp WLAN đi đến sự thống nhất và trở thành mạng công nghiệp, với tốc độ được cải thiện vượt bậc từ khi ra đời 1990(1Mbps) đến nay (1.3Gbps), mạng WLAN đã đáp ứng được nhu cầu triều tải dữ liệu chất lượng cao, nên ngày càng được áp dụng ở nhiều lĩnh vực như: CNTT, Du lịch, Sản xuất, Lưu kho, Giáo dục... WLAN đang được đón nhận rộng rãi, với kết nối đa năng nên nó mang lại nhiều lợi ích cũng như tính tiện lợi, ngày càng nhiều doanh nghiệp đã bắt đầu sử dụng loại hình mạng này thay thế cho mạng LAN. 2. Lý do chọn đề tài Nhận thấy được sự phát triển không ngừng mặt về công nghệ, cũng như nhu cầu sử dụng của nhiều doanh nghiệp, các cửa hàng nhỏ, thậm chí người dùng cá nhân của loại hình mạng này ngày càng tăng. Vì vậy, em đã chọn đề tài “Thiết kế mạng WLAN”, với mục tiêu mở rộng kiến thức về lĩnh vực thiết kế và cài đặt quản lý hệ thống mạng WLAN, với các tiêu chí đảm bảo tính an toàn, vùng phủ sóng được vận dụng tối đa, tốc độ truyền tải dữ liệu ổn định. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài chủ yếu tập trung vào các bước triển khai hệ thống mạng WLAN, trên cơ sở đó bài làm còn đi kèm với các bước hướng dẫn cài đặt quản lý thiết bị Router, AP để vận hành hệ thống mạng. Đồng thời, đưa ra các đề xuất quản lý AP thường dùng, cũng như đánh giá về lợi ích của hệ thống mạng WLAN mang lại. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 1
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường 4. Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp tổng hợp, phân tích, mô tả bằng các sơ đồ, các bảng số liệu cũng như các hình ảnh minh hoạ trực quan nhằm đánh giá phù hợp về thiết kế mạng WLAN. 5. Kết cấu và tóm tắt đề tài Đề tài gồm có 3 chương: Chương 1: Giới thiệu về mạng WLAN và các nguyên tắc hoạt động Ở chương này em chủ yếu tập trung vào giới thiệu các chức năng chính của mạng WLAN, các ưu nhược điểm, cũng như các nguyên tắc hoạt động. Chương 2: Sơ lược về chuẩn IEEE 802.11 và bảo mật Mặc dù mạng WLAN có thể sử dụng nhiều kiểu kết nối khác nhau để tạo thành một mạng nội bộ nhưng đa số sử dụng chuẩn IEEE 802.11 nên em xin chọn phần này để giới thiệu sơ lược về chuẩn IEEE 802.11và kiểu bảo mật của nó. Chương 3: Thiết kế mạng WLAN Dựa vào các thông tin khảo sát trong quá trình thực tập, nên em sẽ thực hiện các bảng thiết kế, các sơ đồ triển khai hệ thống mạng, và các bước thực hiện cài đặt mạng sao cho phù hợp với phạm vi nghiên cứu được đưa ra. Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Đình Hải Quân SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 2
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn đầu tiên em xin gửi tới quý thầy cô trường Cao đẳng Công nghệ và Kinh doanh Việt Tiến đã tận tụy truyền dạy kiến thức cho em trong thời gian qua để em có thể hoàn thành được quá trình thực tập này. Và hơn hết em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Huy Cường người đã nhiệt tình hướng dẫn cho em trong quá trình thực tập. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị trong Công ty Thương Mại Và Dịch Vụ Tổng Hợp Đại Tín đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình tìm hiểu, cung cấp thiết bị thực hành để em có thể hoàn thành bài báo cáo này. Do điều kiện thời gian thực tập có hạn, khả năng nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên bài báo cáo thực tập sẽ có nhiều thiếu sót. Báo cáo là sự tìm hiểu của em về thiết kế mạng Wireless Lan đồng thời cũng là những suy nghĩ, ý kiến của em trong quá trình thực tập. Hy vọng bản báo cáo sẽ nhận được sự quan tâm chỉ bảo của giảng viên hướng dẫn thực tập, các thầy cô trong khoa cùng toàn thể các bạn để em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình phục vụ tốt hơn cho công tác về sau. Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 3
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT .................................................................. 5 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG WLAN VÀ CÁC NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG .................................................................................................................................... 6 1.1. Sơ lược về WLAN ............................................................................................. 6 1.2. Các ứng dụng của mạng WLAN ........................................................................ 6 1.3. Lợi ích, hạn chế khi sử dụng mạng WLAN ........................................................ 7 1.4. Các nguyên tắc hoạt động WLAN ..................................................................... 9 1.5. Các thiết bị trong WLAN................................................................................... 10 1.6. Các loại mô hình mạng WLAN thường gặp ....................................................... 11 1.6.1. Mô hình Ad-hoc ............................................................................................ 11 1.6.2. Mô hình cơ sở hạ tầng ................................................................................... 11 1.6.3. Mô hình Point to Point .................................................................................. 12 1.6.4. Mô hình Point to MultiPoint .......................................................................... 12 1.7. Các kỹ thuật phát triển mạng WLAN ................................................................. 12 1.7.1. Roaming........................................................................................................ 13 1.7.2. Repeater ........................................................................................................ 13 1.7.3. WDS ............................................................................................................. 13 CHƯƠNG 2 CHUẨN IEEE 802.11 VÀ BẢO MẬT WLAN ...................................... 15 2.1. Giới thiệu về chuẩn IEEE 802.11 ....................................................................... 15 2.2. Kiến trúc và sự ra đời chuẩn IEEE 802.11 ......................................................... 15 2.2.1. Chuẩn IEEE 802.11b ..................................................................................... 15 2.2.2. Chuẩn IEEE 802.11g ..................................................................................... 15 2.2.3. Chuẩn IEEE 802.11n ..................................................................................... 16 2.3 Giới thiệu về kiểu bảo mật trong mạng WLAN kiểu an toàn WPA/WPA2.......... 16 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG WLAN .................................................................... 17 3.1. Khảo sát hiện trạng ............................................................................................ 17 3.2. Mô hình khảo sát ............................................................................................... 18 3.3. Thiết kế mô hình logic ....................................................................................... 19 3.4. Các cài đặt và quản lý ........................................................................................ 20 3.4.1. Router ADSL D-LINK 5268 .......................................................................... 20 3.4.2. Cài đặt Access Point TP-Link TL-WR740N .................................................. 30 Kết quả nguyên cứu ..................................................................................................... 41 KẾT LUẬN .................................................................................................................. 42 SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 4
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Trong bài báo cáo em có sử dụng các chữ viết tắt thường gặp trong các từ sau: 1. WLAN – Wireless LAN 2. AP – Access point 3. SSID – Service Set Identification 4. WDS – Wireless Distribution System 5. IEEE – Institute of Electrical and Electronic Engineers 6. MAC – Media Access Control 7. WPA – Wi-Fi Protected Access 8. WEP – Weak Encryption Protocol SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 5
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ MẠNG WLAN VÀ CÁC NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 1.1. Sơ lược về WLAN WLAN là một loại mạng máy tính nhưng việc kết nối giữa các thành phần trong mạng không sử dụng các loại cáp như một mạng thông thường, môi trường truyền thông của các thành phần trong mạng là không khí. Các thành phần trong mạng sử dụng sóng điện từ để truyền thông với nhau. WLAN cũng được xem là một loại mạng LAN, chúng thực hiện được tất cả các ứng dụng như trong mạng LAN có dây truyền thống, chỉ khác ở chỗ tất cả các thông tin gửi và nhận đều truyền qua không gian do đó chúng ta không phải chi phí cho lắp đặt cáp (chiếm tới 40% chi phí lắp đặt mạng LAN). Sự ra đời của WLAN đã làm thay đổi khái niệm cũ về mạng LAN, vì chúng có khả năng kết nối người sử dụng di chuyển dùng máy tính xách tay, các thiết bị cá nhân di động … Ngày nay mạng WLAN được sử dụng rộng rãi nó được xem như một kết nối đa năng từ các doanh nghiệp, vì vậy thị trường của mạng không dây ngày càng phát triển tương tự như ngành công nghiệp mạng hiện nay. Thị trường này có sự phát triển rất nhanh và ngày càng nhiều chuẩn wifi mới được ra đời. 1.2. Các ứng dụng của mạng WLAN Mạng WLAN là kỹ thuật thay thế cho mạng LAN hữu tuyến, nó cung cấp kết nối giữa một mạng xương sống và mạng trong nhà hoặc người dùng di động trong các cơ quan. Sau đây là các ứng dụng phổ biến của WLAN thông qua sức mạnh và tính linh hoạt của mạng WLAN:  Trong các bệnh viện, các bác sỹ các hộ lý trao đổi thông tin về bệnh nhân một cách tức thời, hiệu quả hơn nhờ các máy tính, notebook sử dụng công nghệ mạng WLAN.  Các đội kiểm toán tư vấn hoặc kế toán hoặc các nhóm làm việc nhỏ tăng năng suất với khả năng cài đặt mạng nhanh.  Các nhà quản lý mạng làm việc trong các môi trường năng động tối thiểu hóa tổng phí đi lại, bổ sung, và thay đổi với mạng WLAN, do đó giảm bớt giá thành sở hữu mạng LAN.  Các cơ sở đào tạo của các công ty và các sinh viên ở các trường đại học sử dụng kết nối không dây để dễ dàng truy cập thông tin, trao đổi thông tin, và nghiên cứu.  Các nhà quản lý mạng nhận thấy rằng mạng WLAN là giải pháp cơ sở hạ tầng mạng lợi nhất để lắp đặt các máy tính nối mạng trong các tòa nhà cũ  Nhà quản lý của các cửa hàng bán lẻ sử dụng mạng không dây để đơn giản hóa việc tái định cấu hình mạng thường xuyên. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 6
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường  Các nhân viên văn phòng chi nhánh và triển lãm thương mại tối giản các yêu cầu cài đặt bằng cách thiết đặt mạng WLAN có định cấu hình trước không cần các nhà quản lý mạng địa phương hỗ trợ.  Các công nhân tại kho hàng sử dụng mạng WLAN để trao đổi thông tin đến cơ sở dữ liệu trung tâm và tăng thêm năng suất của họ.  Các nhà quản lý mạng thực hiện mạng WLAN để cung cấp dự phòng cho các ứng dụng trọng yếu đang hoạt động trên các mạng nối dây.  Các đại lý dịch vụ cho thuê xe và các nhân viên nhà hàng cung cấp dịch vụ nhanh hơn tới khách hàng trong thời gian thực.  Các cán bộ cấp cao trong các phòng hội nghị cho các quyết định nhanh hơn vì họ sử dụng thông tin thời gian thực ngay tại bàn hội nghị. 1.3. Lợi ích, hạn chế khi sử dụng mạng WLAN Lợi ích Các mạng WLAN đem lại lợi ích cho người sử dụng di động và cho quá trình triển khai mạng linh hoạt trong các mạng tính toán nội hạt. Khi di động, người sử dụng di chuyển giữa các vị trí khác nhau trong môi trường mạng LAN mà không làm mất kết nối. Một điểm thuận lợi của WLAN là khả năng linh hoạt trong việc cấu hình lại hoặc bổ sung nút mới vào mạng mà không phải quy hoạch lại mạng và không mất chi phí cho việc tái lắp đặt cáp, vì vậy mà làm cho việc nâng cấp trong tương lai trở nên đơn giản và không tốn kém. Khả năng đối phó với các thành phần của một mạng LAN động được tạo ra bởi các người sử dụng di động và các thiết bị tính toán cầm tay là một yếu tố quan trọng khác cần xem xét đến khi lựa chọn một mạng WLAN. Vì thế, việc sử dụng rộng rãi các máy tính xách tay và các thiết bị kỹ thuật số cá nhân cầm tay đã dẫn tới mức độ phụ thuộc càng tăng lên vào các mạng WLAN trong những năm gần đây. Mạng WLAN cung cấp các hiệu suất sau:  Khả năng lưu động cải thiện hiệu suất và dịch vụ - Các hệ thống mạng WLAN cung cấp sự truy cập thông tin thời gian thực tại bất cứ đâu cho người dùng mạng trong tổ chức của họ. Khả năng lưu động này hỗ trợ các cơ hội về hiệu suất và dịch vụ mà mạng nối dây không thể thực hiện được.  Đơn giản và tốc độ nhanh trong cài đặt - Cài đặt hệ thống mạng WLAN nhanh và dễ dàng và loại trừ nhu cầu kéo dây qua các tường và các trần nhà.  Linh hoạt trong cài đặt - Công nghệ không dây cho phép mạng đi đến các nơi mà mạng nối dây không thể.  Giảm bớt giá thành sở hữu - Trong khi đầu tư ban đầu của phần cứng cần cho mạng WLAN có giá thành cao hơn các chi phí phần cứng mạng LAN hữu tuyến, nhưng chi phí cài đặt toàn bộ và giá thành tính theo tuổi thọ thấp hơn đáng kể. Các lợi ích về giá thành tính theo tuổi thọ là đáng kể trong môi trường năng động yêu cầu thường xuyên di chuyển, bổ sung, và thay đổi. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 7
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường  Tính linh hoạt - Các hệ thống mạng WLAN được định hình theo các kiểu topo khác nhau để đáp ứng các nhu cầu của các ứng dụng và các cài đặt cụ thể. Cấu hình mạng dễ thay đổi từ các mạng độc lập phù hợp với số nhỏ người dùng đến các mạng cơ sở hạ tầng với hàng nghìn người sử dụng trong một vùng rộng lớn.  Khả năng vô hướng:các mạng máy tính không dây có thể được cấu hình theo các topo khác nhau để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng và lắp đặt cụ thể. Các cấu hình dễ dàng thay đổi từ các mạng ngang hàng thích hợp cho một số lượng nhỏ người sử dụng đến các mạng có cơ sở hạ tầng đầy đủ dành cho hàng nghìn người sử dụng mà có khả năng di chuyển trên một vùng rộng. So sánh ưu và nhược điểm giữa mạng không dây và có dây Bảng 1. Phạm vi hoạt động và khả năng hoạt động Mạng có dây Mạng không dây Ưu điểm Nhược điểm Ưu điểm Nhược điểm Ứng dụng trong tất Gặp khó khăn ở Có thể triển Mạng WLAN cả các mô hình mạng những nơi xa khai ở những Chủ yếu được Phạm vi ứng dụng nhỏ, trung bình, lớn, xôi, địa hình nơi không thuận triển khai trong rất lớn. phức tạp, những tiện về địa hình, mô hình mạng nơi không ổn không ổn định, nhỏ và trung định, khó kéo không triển bình, với những dây, đường khai mạng có mô hình lớn truyền. dây được phải kết hợp với mạng có dây Có khả năng tránh Có khả năng Dễ bị ảnh Môi trường hoạt động nhiễu do ngoại cảnh, hoạt động linh hưởng bởi các thời tiết. hoạt ở nhiều yếu tố bên môi trường ngoài như thời khác nhau. tiết, các thiết bị điện tử, y tế. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 8
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường Bảng 2.Khả năng triển khai mạng, tính linh hoạt, phát triển Mạng có dây Mạng không dây Việc lắp đặt, triển khai mạng tốn nhiều Việc lắp đặt triển khai dễ dàng, đơn thời gian, và chi phí. Do đây là hệ thống giản và nhanh chóng, khả năng linh mạng với các kết nối cố định nên tính hoạt cao, có thể nâng cấp và phát triển linh hoạt kém, khả năng thay đổi, nâng hệ thống dễ dàng. cấp gặp nhiều khó khăn. Bảng 3. Giá cả Mạng có dây Mạng không dây Giá cả phụ thuộc vào mô hình mạng, Giá thành các thiết bị ngày càng giá thành các thiết bị tương đối phù giảm, tuy nhiên vẫn còn cao hơn so hợp với túi tiền của các doanh nghiệp, với mạng có dây. Quá trình thi công tuy nhiên giá cả lại cao trong quá trình nhanh chóng do đó chi phí sẽ thi công thi công. sẽ tốn ít hơn so với mạng có dây. 1.4. Các nguyên tắc hoạt động WLAN Mạng WLAN sử dụng sóng điện từ để truyền thông tin từ điểm này sang điểm khác mà không dựa trên bất kỳ kết nối vật lý nào cụ thể: + Thiết bị adapter không dây (hay bộ chuyển tín hiệu không dây) của máy tính chuyển đổi dữ liệu sang tín hiệu vô tuyến và phát những tín hiệu này đi bằng một ăng- ten sau đó thiết bị router không dây nhận những tín hiệu này và giải mã chúng và gởi thông tin tới Internet thông qua kết nối hữu tuyến Ethernet. + Các tín hiệu truyền được chồng lên trong sóng mang vô tuyến để nó nhận lại đúng ở máy thu. Các người dùng đầu cuối truy cập mạng WLAN thông qua các card giao tiếp mạng WLAN được gắn vào máy tính hay các thiết bị di động có hỗ trợ WLAN. Các máy tính được gắn card giao tiếp không dây có thể thiết lập một mạng độc lập ở bất cứ khi nào mà chúng nằm trong phạm vi của nhau. Trong mạng WLAN một thiết bị thu phát được gọi là điểm truy cập AP (Access point) điểm truy cập này được nối đến mạng nối dây từ một vị trí cố định sử dụng cáp Ethernet chuẩn, điểm truy cập đóng vài trò như một thiết bị chuyển tiếp. Để mở rộng giao tiếp giữa các máy chúng ta phải sử dụng một điểm truy cập, điểm truy cập có thể giúp mở rộng khoảng cách kết nối giữa các thiết bị lên gấp 2 lần so với kết nối trực tiếp giữa 2 máy. Các điểm truy cập có một phạm vi kết nối giữa các thiết bị một cách hữu hạn, trong phạm vi lớn như trường học, cơ quan sẽ cần lắp nhiều điểm truy cập hơn. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 9
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường 1.5. Các thiết bị trong WLAN Access Point Wireless LAN PCI Card Wireless LAN PCMCIA Card/Card Bus Wireless USB Card SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 10
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường Wireless Printer Server 1.6. Các loại mô hình mạng WLAN thường gặp 1.6.1. Mô hình Ad-hoc Ad-hoc là một mô hình hoạt động dưới định nghĩa của chuẩn IEEE 802.11. Giả sử trong trường hợp giao tiếp giữa các máy tính hay thiết bị có hỗ trợ không dây muốn trao đổi với nhau mà không có điểm truy cập để gián tiếp kết nối với nhau thì mạng Ad-hoc sẽ sẽ giải quyết vấn đề trên. 1.6.2. Mô hình cơ sở hạ tầng Trong mạng WLAN cơ sở hạ tầng, nhiều điểm truy cập liên kết với mạng nối dây cho phép người dùng chia sẽ tài nguyên mạng một cách hiệu quả. Các điểm truy cập không những cung cấp các truyền thông với mạng nối dây mà còn chuyển tiếp lưu thông mạng không dây sang khu lân cận một cách tức thời. Từ nhiều điểm truy cập cung cấp phạm vi không dây cho toàn bộ toà nhà hoặc khu vực cơ quan. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 11
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường 1.6.3. Mô hình Point to Point Đây là loại mô hình mạng WLAN thường được triển khai ở quy mô lớn, chúng sử dụng anten định hướng để truyền dữ liệu từ điểm này đến điểm kia với khoảng cách xa từ 500m đến 3Km. Với tính tiện lợi ít tốn kém và khả năng triển khai dễ dàng hơn so với việc đi cáp quang nên chúng được ứng dụng rộng rãi. Mô hình này có thể cung cấp kết nối xác thực, mã hóa việc truyền dữ liệu cao. 1.6.4. Mô hình Point to MultiPoint Mô hình Point to MultiPoint thường được triển khai ở quy mô rất lớn. Là loại hình mạng thường được triển khai chủ yếu bởi các công ty truyền thông, các chi nhánh công ty và du lịch. Thông qua việc sử dụng anten đa hướng để trao đổi dữ liệu đến nhiều điểm khác. 1.7. Các kỹ thuật phát triển mạng WLAN Trong quá trình triển khai hoạt động mạng việc sử dụng nhiều điểm truy cập sẽ tạo nên nhiều SSID (tên điểm truy cập) do đó các thiết bị khi di chuyển ra phạm vi ngoài SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 12
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường vùng phủ sóng của một điểm truy cập hiện tại sẽ bị mất kết nối. Với điểm truy cập đó điều này rất bất tiện và buộc người sử dụng phải thực hiện một kết nối với đến điểm truy cập mới trong cơ quan hay công ty. Từ đó hạn chế sự phát triển mạng WLAN, để khắc phục điều đó các kỹ thuật mới dùng để phát triển mạng WLAN đã ra đời. 1.7.1. Roaming 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. Trước khi dùng tính năng roaming, máy trạm phải chắc chắn rằng nó có cùng số kênh (channel number) với điểm truy cập bao phủ khu vực đó. Để đạt được kết nối thông suốt thực sự, mạng WLAN phải bao gồm một loạt các tính năng khác nhau. Mỗi node và access point phải luôn luôn xác thực mỗi thông điệp nhận được. Mỗi node phải giữ liên lạc với mạng không dây kể cả khi không thực sự truyền dữ liệu. Khi người dùng di chuyển, bộ truyền RF của node sẽ thường xuyên kiểm tra hệ thống để xác định xem nó còn liên lạc với điểm truy cập ban đầu không hay nó nên tìm một cái mới. Khi một node không còn nhận được xác thực từ access point ban đầu nữa, nó sẽ tiến hành tìm kiếm. Khi tìm thấy access point mới, nó sẽ đăng ký và việc liên lạc sẽ được tiếp diễn. Các điểm truy cập chuyển người dùng từ site này đến site khác một cách tự động mà khách hàng không hay biết, bảo đảm cho kết nối liên tục. 1.7.2. Repeater Tương tự việc roaming để mở rộng mạng WLAN chúng ta có một kỹ thuật khác đó là Repeater thay vì Roaming là các điểm truy cập được nối với nhau thông qua 1 đường cáp từ switch hay hub, thì Repeater khắc phục được vấn đề không phải kéo cáp giữa các thiết bị AP, mà sử dụng chính sóng của AP đó và sau đó lặp lại sóng đó và phát ra xa hơn, thông qua các thiết bị Repeater. Repeater là một thiết bị ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI. Repeater có vai trò khuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấp năng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đến được những chặng đường tiếp theo trong mạng. Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợi quang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xa đều cần sử dụng Repeater. 1.7.3. WDS WDS (Wireless Distribution System) là một kỹ thuật mới dùng để phát triển mạng WLAN. Lúc trước để phát triển mạng WLAN chũng ta chỉ có 2 cách cơ bản như sau: 1. Dùng nhiều AP: mỗi AP có 1 SSID và channel riêng. Điều này rất khó khăn khi triển khai vì vấn đề giao thoa(nhiễu) sóng giữa các AP, vì vậy không thể lắp bao nhiêu SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 13
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường AP cũng được. Mặt khác do có nhiều SSID nên việc chọn mạng để kết nối vào gây khó khăn cho người truy cập. 2. Dùng booster hay dùng các AP có chức năng repeater hoặc thiết bị repeater. Lúc này toàn bộ mạng WLAN sẽ có duy nhất 1 SSID và channel. Cái này ưu điểm hơn phương pháp dùng nhiều AP là do chỉ có 1 SSID nên việc chọn mạng để truy cập dễ dàng, cái thứ hai là do dùng chung 1 channel nên không xảy ra vấn đề nhiễu sóng giữa các trạm. Chức năng WDS tương tự như repeater là mở rộng mạng WLAN chỉ với 1 SSID và 1 channel, tuy nhiên nó có nhiều ưu điểm hơn repeater như sau: - Với repeater thì mọi kết nối đều tập trung về AP trung tâm nên khi mở rộng mạng càng nhiều thì băng thông sẽ giảm. Nhất là hệ thống mạng WLAN có dùng các thiết bị chiếm băng thông nhiều như camera quan sát... thì rất khó triển khai. Với WDS thì mỗi trạm vừa đóng chức năng AP vừa là repeater, tức nếu tại các trạm WDS này có cáp nối vào switch thì băng thông đi đến mỗi WDS này sẽ đi vào Switch chứ không phải truyền về AP trung tâm, như vậy băng thông sẽ chia đều qua các trạm WDS. - Nếu trong một khu vực rộng có nhiều trạm WDS và tại mỗi trạm có thể nhận sóng tốt từ 2 trạm xung quanh thì khi cấu hình WDS link chúng ta add MAC của cả 2 trạm kia (và ngược lại) thì khi kết nối WDS từ AP này đến 1 trong 2 AP bị đứt (do mất sóng từ AP đó - vấn đề hay xảy ra với mạng Wireless khi gặp thời tiết xấu) thì nó sẽ chuyển kết nối qua AP còn lại. Đây xem như là một giải pháp backup đường truyền. - Với AP thì khi kết nối bridge thì 2 AP ở 2 đầu chỉ đóng vai trò bridge, không phát sóng cho các máy xung quanh truy cập, với WDS thì khi cấu hình bridge, cả 2 trạm ở 2 đầu sẽ làm nhiệm vụ bridge nhưng đồng thời cũng phát sóng nên các máy xung quanh vẫn truy cập được như là AP độc lập. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 14
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường CHƯƠNG 2 CHUẨN IEEE 802.11 VÀ BẢO MẬT WLAN 2.1. Giới thiệu về chuẩn IEEE 802.11 IEEE 802.11 là một tập các chuẩn của tổ chức IEEE (tiếng Anh: Institute of Electrical and Electronic Engineers) bao gồm các đặc tả kỹ thuật liên quan đến hệ thống mạng không dây. Chuẩn IEEE 802.11 mô tả một giao tiếp “truyền qua không khí” (tiếng Anh: over-the-air) sử dụng sóng vô tuyến để truyền nhận tín hiệu giữa một thiết bị không dây và tổng đài hoặc điểm truy cập (tiếng Anh: access point), hoặc giữa 2 hay nhiều thiết bị không dây với nhau (mô hình ad-hoc) 2.2. Kiến trúc và sự ra đời chuẩn IEEE 802.11 Chuẩn 802.11 cũng như các chuẩn khác trong họ IEEE 802, nó tập trung vào 2 tầng thấp nhất trong mô hình OSI – là tầng vật lý (tiếng Anh: physical) và tầng liên kết dữ liệu (tiếng Anh: datalink). Do đó, tất cả hệ thống mạng theo chuẩn 802 đều có 2 thành phần chính là MAC (Media Access Control) và PHY (Physical). MAC là một tập hợp các luật định nghĩa việc truy xuất và gửi dữ liệu, còn chi tiết của việc truyền dẫn và thu nhận dữ liệu là nhiệm vụ của PHY. 2.2.1. Chuẩn IEEE 802.11b IEEE đã mở rộng trên chuẩn 802.11 gốc vào tháng Bảy năm 1999, đó chính là chuẩn 802.11b. Chuẩn này hỗ trợ băng thông lên đến 11Mbps, tương quan với Ethernet truyền thống. 802.11b sử dụng tần số vô tuyến (2.4 GHz) giống như chuẩn ban đầu 802.11. Các hãng thích sử dụng các tần số này để chi phí trong sản xuất của họ được giảm. Các thiết bị 802.11b có thể bị xuyên nhiễu từ các thiết bị điện thoại không dây (kéo dài), lò vi sóng hoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4 GHz. Mặc dù vậy, bằng cách cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như vậy có thể giảm được hiện tượng xuyên nhiễu này. Ưu điểm: giá thành thấp nhất, phạm vi tín hiệu tốt và không dễ bị cản trở. Nhược điểm: tốc độ tối đa thấp nhất, các ứng dụng gia đình có thể xuyên nhiễu. 2.2.2. Chuẩn IEEE 802.11g Vào năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ một chuẩn mới hơn đó là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường. 802.11g thực hiện sự kết hợp tốt nhất giữa 802.11a và 802.11b. Nó hỗ trợ băng thông lên đến 54Mbps và sử dụng tần số 2.4 Ghz để có phạm vi rộng. 802.11g có khả năng tương thích với các chuẩn 802.11b, điều đó có nghĩa là các điểm truy cập 802.11g sẽ làm việc với các adapter mạng không dây 802.11b và ngược lại. Ưu điểm: tốc độ cao, phạm vi tín hiệu tốt và ít bị che khuất. Nhược điểm: thiết bị có thể bị xuyên nhiễu từ nhiều thiết bị khác sử dụng cùng băng tần. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 15
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường 2.2.3. Chuẩn IEEE 802.11n Chuẩn mới trong danh mục Wi-Fi chính là 802.11n. Đây là chuẩn được thiết kế để cải thiện cho 802.11g trong tổng số băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu không dây và các anten (công nghệ MIMO). Được phê duyệt vào tháng 6 năm 2007 chuẩn 802.11n có tốc độ lý thuyết lên đến 600Mbps (cao hơn 10 lần chuẩn 802.11g) và vùng phủ sóng rộng khoảng 250m (cao hơn chuẩn 802.11g gần 2 lần, 140m. 802.11n cũng cung cấp phạm vi bao phủ tốt hơn so với các chuẩn Wi-Fi trước nó nhờ cường độ tín hiệu mạnh của nó. Thiết bị 802.11n sẽ tương thích với các thiết bị 802.11g. Ưu điểm: tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất, khả năng chịu đựng tốt hơn từ việc xuyên nhiễu từ các nguồn bên ngoài. Nhược điểm: chưa khắc phục được khả năng xuyên nhiễu với các thiết bị khác hoạt động cùng tần số bên cạnh đó giá thành còn cao. 2.3. Giới thiệu về kiểu bảo mật trong mạng WLAN kiểu an toàn WPA/WPA2 Wi-Fi Protected Access (WPA) và Wi-Fi Protected Access II (WPA2) là hai giao thức bảo mật được chứng nhận bởi Liên minh Wi-Fi để bảo vệ các mạng máy tính không dây. Liên minh Wi-Fi xác nhận rằng kiểu bảo mật WPA là một biện pháp trung gian để thay thế kiểu bảo mật WEP đã lỗi thời. WPA có thể được thực hiện thông qua nâng cấp firmware trên thẻ giao diện Web. Giao thức WEP sử dụng một khoá mã hoá 40bit hoặc 104bit được nhập vào các điểm truy cập không dây thông qua thiết bị của người sử dụng. Các khoá đã được mã hoá này sẽ không thay đổi trong quá trình sử dụng, chính điều này có thể làm mất an toàn mạng nội bộ, từ đó kiểu bảo mật WPA/WPA2 ra đời để khắc phục nhược điểm trên, bằng việc sử dụng các khoá tạm thời TKIP, các gói tin sẽ được đặt một mật khẩu tự động và mật khẩu này thay đổi liên tục trong quá trình sử dụng, mỗi khoá được tạo ra với độ dài 128bit nên nó có khả năng ngăn ngừa các cuộc tấn công từ bên ngoài. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 16
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ MẠNG WLAN 3.1. Khảo sát hiện trạng Đề tài thiết kế mạng WLAN cho quán Cafe sân vườn Mộc Hoa Viên. Giới thiệu về quán Cafe vườn Mộc Hoa Viên Nằm tại vị trí Thôn La Thọ, Xã Điện Hoà, Huyện Điện Bàn, Tỉnh Quảng Nam, nơi vùng quê yên bình với khí hậu trong lành tươi mát. Với vị trí nằm ở vùng giáp giới giữa TP.Đà Nẵng, cùng các xã trong khu vực lân cận, đây là nơi thích hợp để khách hàng đến vui chơi cũng như tổ chức các cuộc gặp mặt, với thuận lợi về diện tích vùng nông thôn nên quán có diện tích hơn 1200m2 . Sau khi tìm hiểu về vị trí địa lý cũng như nhu cầu sử dụng một mạng nội bộ phù hợp. Em quyết định chọn quán cafe này để làm bài báo cáo thực tập với đề tài: “Thiết kế mạng WLAN” với các thông tin đảm bảo các yêu cầu như sau: Phạm vi triển khai Quán cafe có chiều rộng 25m chiều dài 50m có dạng tương đối hình chữ nhật. Gồm 1 dãy nhà phục vụ karaoke trong đó có 4 phòng, 1 điểm thanh toán tiền và phục vụ, các khu vực trống làm sân vườn dành cho khách uống cafe. Số lượng user trung bình 30-40 user được phân ra theo từng khu vực trong sân và trong các phòng karaoke. Loại thiết bị khách hàng hay sử dụng là điện thoại có hỗ trợ wifi chuẩn b/g, Laptop chuẩn b/g/n, notebook b/g/n. Các thông số thiết bị đáp ứng theo yêu cầu Mô hình hình cơ sở hạ tầng áp dụng cho hệ thống trung bình. Nên chỉ yêu cầu có điểm truy cập AP, hệ thống được thiết kế không dây hoàn toàn có khả năng kết hợp với mạng LAN, có khả năng mở rộng. Do diện tích sân vườn rộng để đảm bảo khả năng phủ sóng cho mọi thiết bị như điện thoại di dộng nên Số lượng AP cần dùng 5 AP, 1 router ADSL2+. Chi tiết về điểm truy cập AP loại TP-Link TL-WR940ND tốc độ chuẩn N 150Mbps có tính năng DHCP, quản lý truy cập thông qua MAC, quản lý băng thông, chức năng bảo mật WPA/WPA2, bán kính phủ sóng tiêu chuẩn 10m cho mỗi AP. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 17
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường 3.2. Mô hình khảo sát Phòng dịch vụ Hình 3.1 Mô hình khảo sát thực tế. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 18
Báo Cáo Thực Tập GVHD: Phan Huy Cường 3.3. Thiết kế mô hình logic Đường dẫn từ nhà cung cấp mạng Roaming đến router Kết nối Kết nối WDS WDS Đường dẫn từ router Roaming đến AP Router ADSL Kết nối Kết nối WDS WDS Roaming Hình 3.2 Mô hình logic của mạng WLAN. SVTH: Nguyễn Đình Hải Quân Trang 19