ĐỒ ÁN HỆ THỐNG MẠNG BẢO MẬT TRONG WLAN chương 1_2

Chia sẻ: Tran Le Kim Yen Tran Le Kim Yen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 17
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trường More Fragment (phân mảnh thêm) Trường phân mảnh thêm có chiều dài một bit và được thiết lập giá trị bằng 1 trong tất cả các khung dữ liệu hoặc trong các khung quản lý có một khung phân đoạn gửi tiếp theo nằm trong một MSDU hoặc MMPDU.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ĐỒ ÁN HỆ THỐNG MẠNG BẢO MẬT TRONG WLAN chương 1_2

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG MẠNG Đề tài: BẢO MẬT TRONG WLAN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ WLAN Trường More Fragment (phân mảnh thêm) Trường phân mảnh thêm có chiều dài một bit và được thiết lập giá trị bằng 1 trong tất cả các khung dữ liệu hoặc trong các khung quản lý có một khung phân đoạn gửi tiếp theo nằm trong một MSDU hoặc MMPDU. Trường Retry Có độ dài một bit và được thiết lập gí trị bằng 1 trong tất cả các khung dữ liệu hoặc khung quản lý nào phát lại. Và thiết lập giá trị bằng 0 trong tất cả các khung còn lại. Phía thu sẽ sử dụng chỉ thị này để loại bỏ những khung giống nhau. Trường power management (quản lý nguồn) Có độ dài một bit và được sử dụng để chỉ thị chế độ quản lý nguồn STA. Giá trị của trường này không thay đổi trong các khung xuất phát từ một STA trong một trật tự trao đổi khung. Giá trị của trường power management là 0 chỉ ra rằng STA ở trạng thái tiết kiệ m năng lượng, giá trị 0 chỉ ra rằng STA sẽ ở chế độ kích hoạt. Trường này luôn được thiết lập giá trị 0 trong các khung do AP truyền đi. Trường More Data (thêm dữ liệu)
Có độ dài một bit, thông báo cho STA đang ở chế độ tiết kiệm năng lượng biết là có một hay nhiều MSDU, MMPDU gửi tới STA đó đang nằm trong bộ đệ m của AP. Trường WEP Có độ dài 1 bit. Nó được thiết lập giá trị 1 nếu trường Frame body chứa thông tin được xử lý bởi thuật toán WEP. Trường WEP chỉ được thiết lập giá trị 1 trong các khung quản lý và khung dữ liệu có phân loại Subtype và Nhận thực. Trường WEP được thiết lập giá trị 0 trong tất cả các khung còn lại. Nếu bit WEP có giá trị 1, khi đó trường Frame Body được giải nén theo thuật toán WEP. Trường Order Trường Order có độ dài 1 bit và được thiết lập giá trị 1 trong bất kì khung dữ liệu nào chứa MSDU, hoặc thành phần của MSDU, được truyền ở lớp dịch vụ Strictly Ordered. Trường thời gian/ ID Trường thời gian/ID có độ dài 16 bit. Nội dung của trường này như sau:  Trong các khung điều khiển có Subtype loại Power Save (PS) – poll, trường thời gian / ID mang chỉ số nhận dạng liên lạc (AID) của trạm gửi khung trong 14 bit trọng số thấp nhất (lsb) và 2 bit trọng số cao nhất (msb) đều được thiết lập giá trị 1. Giá trị của AID nằm trong khoảng 1 – 2007.  Trong tất cả các khung khác, trường thời gian/ID chứa giá trị thời gian được chỉ định cho mỗi loại khung. Đối với các khung được truyề n trong khoảng thời gian contention – free (CEP), trường thời gian/ID được thiết lập giá trị là 32768. Bất kỳ khi nào nội dung của trường thời gian/ID cũng có giá trị nhỏ hơn 32768, giá trị của trường được sử dụng để cập nhật vecto phân phối mạng(NAV). Trường Address
Có 4 loại trường địa chỉ trong khuôn dạng khung MAC. Các trường đó được sử dụng để chỉ thị BSSID, địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, địa chỉ trạ m gửi và địa chỉ trạm nhận. Việc sử dụng của 4 trường Address trong mỗi loại khung được biể u diễn bằng các chữ viết tắt BSSID, DA, SA, RA và TA, tương ứng với địa chỉ nhậ n dạng BSS, địa chỉ đích, địa chỉ nguồn, địa chỉ trạm nhận và địa chỉ trạm phát. Có thể có khung không chứa một số trường Address. Việc sử dụng trường Address được qui định bởi vị trí tương đối của các trường Address (1 - 4 ) trong mào đầu MAC, không phụ thuộc vào loại địa chỉ hiện tại trong trường đó. Ví dụ, địa chỉ trạm nhận luôn nằm trong trường Address 1 trong các khung nhận được và địa chỉ trạm nhận của các khung CTS và ACK luôn nằm trong trường Address 2. Mỗi trường Address chứa một địa chỉ dài 48 bit. Phân loại địa chỉ Địa chỉ con MAC là một trong hai loại sau đây:  Địa chỉ cá nhân: Là địa chỉ liên kết với từng trạ m cụ thể trên mạng.  Địa chỉ nhóm : Là địa chỉ đa đích, liên kết với một hoặc nhiều trạ m trên mạng Có hai loại địa chỉ nhóm như sau: 1. Địa chỉ nhóm Multicast : Là địa chỉ của một nhóm các trạm liên quan về mặt logic được kết hợp với nhau bởi qui ước mức cao hơn. 2. Địa chỉ Broadcast: Là một đĩa chỉ đa điểm riêng biệt được định nghĩa trước mà luôn để chỉ tất cả các trạm trong mạng LAN đang xét. Khi trường địa chỉ đích có tất cả mang giá trị 1, nó được hiểu là địa chỉ Broadcast. Nhóm địa chỉ này được định nghĩa trước trong từng môi trường để tất cả các trạm hoạt động được kết nối với môi trường đó. Tất cả các trạm đó có thể nhận dạng được địa chỉ Broadcast. Không nhất thiết một trạm phải có khả năng phát địa chỉ Broadcast.
Không gian địa chỉ cũng được phân tách thành không gian địa chỉ quản lý cục bộ và không gian địa chỉ quản lý toàn cầu. Trường BSSID Trường BSSID có độ dài 48 bit và có khuôn dạng giống như địa chỉ LAN MAC. Trường này được ấn định duy nhất cho từng BSS. Giá trị của trường này trong một BSS là địa chỉ MAC của trạ m STA thực hiện chức năng điểm truy nhập AP của BSS. Giá trị của trường này trong IBSS nằm trong không gian địa chỉ MAC quản lý cục bộ và được tạo thành từ 46 bit đánh số ngẫu nhiên. Giá trị bit Inđiviual/ Group của trường địa chỉ được thiết lập bằng 0. Giá trị bit Global/ local của trường địa chỉ được thiết lập bằng 1. Cơ chế này được sử dụng để cung cấp khả năng có thể xảy ra cao trong việc lựa chọn một BSSID duy nhất. Nếu trường này có tất cả các bit nhận giá trị 1 thì nó được xem là trường BSSID Broadcast. Trường BSSID Broadcast chỉ có thể được sử dụng trong trường BSSID đối với các khung quản lý có trường Subtype là “Yêu cầu kiểm tra”. Trường địa chỉ đích (DA) Trường địa chỉ đích (DA) chứa địa chỉ MAC cá nhân hoặc địa chỉ nhóm để nhận dạng thực thể hoặc các thực thể là trạm nhận cuối cùng của MSDU (hoặc thành phần của MSDU) chứa trong trường Frame Body. Trường địa chỉ nguồn (SA) Trường SA chứa địa chỉ IEEE MAC để nhận dạng thực thể MAC phát MSDU (hoặc thành phần của MSDU) chứa trong trường Frame Body. Bit Individual / Group luôn luôn nhận giá trị 0 trong địa chỉ nguồn. Trường địa chỉ trạm nhận (RA) Trường RA chứa địa chỉ IEEE MAC cá nhân hoặc địa chỉ nhóm để nhận dạng các trạm STA trung gian, trong môi trường vô tuyến WM, nhận thông tin chứa trong trường Frame Body. Trường địa chỉ trạm phát (TA)
Trường TA chứa địa chỉ IEEE MAC cá nhân để nhận dạng trạm STA phát MPDU chứa trong trường Frame Body. Bit Individual/ Group luôn nhận giá trị 0 trong trường TA. Trường Sequence Control Trường điều khiển trình tự (Sequence Control) có độ dài 16 bit và bao gồ m 2 trường con là Fragment Number (Số phân đoạn ) và Sequence Number. Khuôn dạng của trường điều khiển trình tự được biểu diễn trong Hình 1-13 dưới đây Số phân đoạn Số trình tự 4 bit 12 bit Hình 1-13 Trường điều khiển trình tự Trường Sequence Number - Số trình tự Trường số trình tự là trường có chiều dài 12 bit dùng để hiển thị số trình tự của MSDU hoặc MMPDU. Mỗi MSDU hoặc MMPDU do STA truyền đi đều được ấn định một số trình tự. Các số trình tự được ấn định từ một bộ đệm mod đơn 4096, bắt đầu từ giá trị 0 và cộng tăng dần thêm 1 cho mỗi MSDU và MMPDU. Mỗi Số phân đoạn của giá trị 0 và cộng tăng dần thêm 1 cho mỗi MSDU và MMPDU. Mỗ i Số phân đoạn của MSDU và MMPDU đều chứa số trình tự được ấn định. Số trình tự sẽ không thay đổi giá trị trong tất cả các trường hợp truyền lại MSDU, MMPDU hoặc các thành phần của chúng. Trường Fragment Number- số phân đoạn Có chiều dài 4 bit dùng để hiển thị số phân đoạn của MSDU hoặc MMPDU. Số phân đoạn có giá tri 0 cho phân đoạn đầu tiên hoặc phân đoạn duy nhất của MSDU và MMPDU, và số phân đoạn được cộng thêm 1 cho mỗi phân đoạn kế tiếp. Số phân đoạn được giữ nguyên giá trị khi truyền lại các phân đoạn. Frame Body
Là trường có chiều dài biến đổi chức năng thông tin chỉ thị cho từng loại khung (Type) và Subtype riêng biệt. FCS Trường FCS là trường có độ dài 32 bit chứa 32 bit CRC. Trường FCS được tính toán dựa trên tất cả các trường mào đầu MAC và trường Frame Body. Vì vậ y trường này được coi như là một trường tính toán. Trường FCS sử dụng đa thức sinh bậc 32 dưới đây: G(x) = x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1 1.4.1.3 Chức năng phân lớp MAC Kiến trúc MAC Kiến trúc MAC được mô tả trong Hình 1-14, nó cung cấp các dịch vụ của DCF. Sử dụng cho các dịch vụ Yêu cầu cho dịch vụ cạnh tranh và cơ sở cho không canh tranh PCF Chức năng phối hợp điểm (PCF) MAC Extent Chức năng phối hợp phân tán (DCF) Hình 1-14 Mô hình phân lớp MAC Chức năng phối hợp phân tán (DCF)
Phương thức truy nhập cơ bản của MAC WLAN IEEE 802.11 là DCF được biết với dưới tên đa truy nhập cảm nhận sóng mang với cơ chế tránh xung đột. DCF có thể được áp dụng ở tất cả các STA, sử dụng cho cả cấu hình IBSS lẫn cấu hình mạng hạ tầng. Khi một STA muốn truyền tín hiệu, nó sẽ nghe môi trường để xác định xem liệu có một STA khác đang truyền hay không. Nếu môi trường được xác định là không bận, quá trình chuyển đổi có thể diễn ra. Thuật toán phân tán CSMA/CA bắt buộc phải có một khe thời gian tối thiểu tồn tại giữa các khung truyền đi liên tục. Một STA đang truyền phải đảm bảo rằng môi trường đang rỗi trong khoảng thời gian này trước khi truyền. Nếu môi trường được xác định là bận, STA sẽ chờ cho kết thúc quá trình truyền hiện tại. Sau khi chờ, hoặc trước khi cố gắng truyền lại ngay lập tức sau một lần truyền thành công, STA sẽ chọn một khoảng thời gian ngừng (backoff) ngẫu nhiên và sẽ giảm bộ đếm thời gian ngừng. Giao thức truy nhập môi trường cơ sở là DCF, nó cho phép chia sẻ phương tiện tự động giữa các PHY tương thích thông qua sử dụng cơ chế CSMA/CA và một thời gian ngưng ngẫu nhiên sau một trang thái môi trường bận. Thêm vào đó tất cả các lưu lượng trực tiếp sử dụng xác nhận (khung ACK) tích cực mà tại đó việc truyền dẫn lại được lên kế hoạch bởi bên gửi nếu không nhận được ACK nào. Giao thức CSMA/CA được thiết kế để giảm xác suất xung đột giữa nhiều STA cùng truy nhập một môi trường, tại thời điểm xung đột có khả năng xảy ra lớn. Chỉ ngay sau khi phương tiện chuyển sang rỗi là thời điể m mà xác suất xảy ra xung đột lớn nhất. Điều này xảy ra là do có nhiều STA đang chờ môi trường trở lại. Đây là tình huống đòi hỏi thủ tục ngưng ngẫu nhiên để giải quyết các xung đột môi trường. Phát hiện sóng mang có thể thực hiện bằng cơ chế vật lý hoặc cơ chế ảo. Cơ chế phát hiện sóng mang ảo đạt được bằng cách phân tán thông tin yêu cầu giữ trước, thông tin này thông báo về sử dụng sắp tới của môi trường. Trao đổ i các khung RTS và CTS trước khung dữ liệu thực sự là cách để phân tán thông tin dữ trước môi trường. Các khung RTS và CTS chứa một trường thời gian/ID định
nghĩa khoảng thời gian mà môi trường sẽ được giữ trước để truyền khung giữ liệu thực và trả về khung ACK. Tất cả các trạm STA nằ m trong phạ m vi nhận của STA nguồn (truyền RTS) hoặc STA đích (truyền CTS) sẽ biết được yêu cầu giữ môi trường . Do đó một STA có thể không phải là đích nhận dữ liệu của STA nguồ n vẫn có thể biết được về sự sưe dụng môi trường trước mắt. Một cách khác để phân tán thông tin giành trước môi trường là trường thờ i gian/ ID trong khung trực tiếp. Trường này đưa ra thời gian mà môi trường sẽ bị chiế m, hoặc là tới thời điểm kết thúc của ACK tiếp theo, hoặc trong trường hợp chuỗi phân đoạn là thời điểm kết thúc của ACK tiếp sau phân đoạn kế tiếp. Việc trao đổi RTS/CTS thực hiện theo kiểu xem xét xung đột nhanh và kiể m tra đường truyền dẫn. Nếu STA phát RTS không nhận được CTS, STA nguồn có thể lặp lại qua trình nếu khung dữ liệu dài được truyền đi và không nhận được ACK. Một lợi điểm khác nữa của cơ chế RTS/CTS là khi nhiều BSS tận dụng cùng một kênh xếp chồng. Cơ chế giữ trước môi trường làm việc qua các ranh giới BSA. Cơ chế RTS/CTS cũng có thể tăng cường khả năng hoạt động trong một điều kiệ n đặc thù khi tất cả các STA đều có thể nhận từ AP, nhưng không thể nhận từ các STA khác trong BSA. Chức năng phối hợp điểm (PCF) MAC cũng có thể phối hợp được phương pháp truy nhập tuỳ chọn là PCF, nó chỉ có thể sử dụng được trên những cấu hình mạng hạ tầng. Phương pháp truy nhập này sử dụng một bộ phối hợp điểm (PC), nó sẽ hoạt động tại điểm truy nhập của BSS, để xác định STA nào đang có quyền truyền. Hoạt động về cơ bản giống với việc thăm dò, trong đó PC đóng vai trò của bộ phận điểu khiển thăm dò. Hoạt động của PCF có thể yêu cầu phối hợp thêm để cho phép hoạt động hiệu quả trong trường hợp tại đó có nhiều BSS phối hợp điểm đang hoạt động trên cùng một kênh, trong không gian vật lý phủ chồng. PCF sử dụng một cơ chế phát hiện sóng mang ảo được hỗ trợ bởi một cơ chế ưu tiên truy nhập. PCF sẽ phân tán thông tin trong các khung quản lý Beacon để
thu được quyền điều khiển môi trường bằng vector phân phối mạng (NAV) trong các STA. Thêm vào đó tất cả các truyền dẫn khung dưới sự điều khiển của PCF có thể sử dụng không gian liên khung IFS nhỏ hơn không gian IFS cho các khung được truyền đi thông qua DCF. Việc sử dụng IFS nhỏ hơn có nghĩa là lưu lượng phối hợp điểm sẽ có quyền ưu tiên truy nhập phương tiện truyền thông lớn hơn các STA trong chế độ hoạt động BSS gối chồng dưới phương pháp truy nhập DCF. Ưu tiên truy nhập PCF cung cấp có thể được tận dụng để tạo nên một phương pháp truy nhập không tranh chấp (CF – Contention - free). PC điều khiển truyền dẫn khung của các STA để loại bỏ tranh chấp trong một khoảng thời gian giới hạn. PCF cung cấp khả năng truyền không xung đột. PC sẽ nằm trong AP. Việc AP có trở thành PC hay không là tùy chọn. Tất cả cá STA cơ bản phải tuân theo các nguyên tắc truy nhập môi trường, bởi vì những nguyên tắc này dựa trên DCF và các trạm STA này đặt vector NAV của chúng tại đầu mỗi CFP. Các đặc tính hoạt động này của PCF giúp cho tất cả các STA có thể hoạt động một cách phù hợp cùng với sự hiện diện của một BSS trong đó có một PC đang hoạt động và nế u được kết hợp với một BSS khác các trạ m có thể nhận tất cả các khung được gửi đi dưới sự điều khiển của PCF. Việc STA trả lời lại một thăm dò không tranh chấp (CF-poll) nhận được từ một PC là tùy chọn. Một STA mà có thể trả lời lại các CF- Poll được gọi là trạm CF- Pollable và có thể yêu cầu được thăm dò bởi một PC tích cực. Các trạm CF – Pollable và PC không sử dụng RTS/CTS trong CFP. Khi được thăm dò bởi PC, CF – Pollable STA có thể truyền chỉ một MPDU, nó có thể đến bất cứ đích nào (không chỉ đến PC) và có thể thích hợp cả báo nhận ACK của một khung nhận được từ PC sử dụng các phân loại khung dữ liệu đặc thù. Nếu khung dữ liệu sau đó không được báo nhận, CF - Pollable STA sẽ không truyển lạ i khung trừ khi nó được thăm dò lại bởi PC, hoặc nó quyết định truyền lại trong khoảng thời gian tranh chấp CP. Nếu bên nhận của truyền dẫn không tranh chấp không phải là CF – Pollable, STA này báo nhận truyền dẫn sử dụng các qui tắc báo nhận DCF thông thường và PC tiếp tục điều khiển môi trường. Một PC có thể chỉ
sử dụng cơ chế truyền khung không tranh chấp để chuyển giao các khung đến các STA và không bao giờ thăm dò các trạm không phải là CF – Pollable. Một PC có thể thực hiện thủ tục ngưng khi truyền lại khung không được báo nhận trong CEP. PC duy trì một danh sách đang thăm dò có thể truyền lại khung không được báo nhận ở thời điể m kế tiếp khi mà AID tương đương ứng với khung đó nằm ở vị trí trên cùng trong danh sách thăm dò. PC có thể truyền lại khung không được báo nhận trong suốt CEP sau một thời gian PIES. Khi có hơn một BSS kết hợp điể m đang hoạt động trên cùng một kênh vật lý PHY trong không gian gối chồng, có khả năng tồn tại xung đột giữa các hoạt động truyền PCF bởi các PC độc lập. 1.4.2 Phân lớp PHY 1.4.2.1 Các chức năng lớp vật lý Mô hình tham chiếu giao thức WLAN thể hiện trong Hình 1-10. Hầu hết các lớp vật lý PHY đều gồm ba thực thể chức năng sau đây :  Chức năng PMD  Chức năng hội tụ lớp vật lý  Chức năng quản lý lớp Chức năng của hệ thống PMD định nghĩa các đặc tính và phương thức phát và thu dữ liệu thông qua môi trường truyền thông vô tuyến (WM) giữa hai hay nhiều STA. Mỗi phân lớp PMD đòi hỏi một PLCP duy nhất. Nếu phân lớp PMD đã cung cấp các dịch vụ PHY, chức năng hội tụ lớp vật lý có thể là NULL. Chức năng hội tụ lớp vật lý là chức năng thích ứng các khả năng của hệ thống phụ thuộc môi trường vật lý (PMD) với dịch vụ PHY. Chức năng này được hỗ trợ bởi thủ tục hội tụ lớp vật lý (PLCP), thủ tục này định nghĩa phương thức sắp xếp các đơn vị dữ liệu giao thức phân lớp MAC (MPDU) IEEE 802.11 vào
trong khuôn dạng khung phù hợp với việc gửi và nhận dữ liệu người dùng và quả n lý thông tin giữa hai hay nhiều STA sử dụng hệ thống PMD liên kết. Dịch vụ lớp vật lý PHY cung cấp cho thực thể lớp MAC tại mỗi STA thông qua điểm truy nhập dịch vụ SAP gọi là PHY – SAP, như biểu diễn trong Hình 1- 10. 1.4.2.2 Dịch vụ Chức năng PHY như được biểu diễn trong Hình1-10 được chia thành 2 phân lớp : phân lớp PLCP và phân lớp PMD. Chức năng của phân lớp PLCP là cung cấp cơ chế phát các MPDU giữa hai hay nhiều STA trên phân lớp PMD. Các tiền tố liên quan đến hoạt động truyền thông giữa phân lớp MAC và PHY được chia thành hai loại cơ bản :  Các tiền tố hỗ trợ các hoạt động trao đổi ngang cấp (peer – to - peer) MAC.  Các tiền tố dịch vụ có ý nghĩa nội bộ và hỗ trợ trao đổi phân lớp đến phân lớp (sublayer – to - sublayer). 1.4.2.3 Lớp vật lý trải phổ nhảy tấn FHSS PHY Phân lớp vật lý FHSS PHY gồ m hai chức năng cơ bản sau:  Chức năng hội tụ lớp vật lý : chức năng này sắp xếp thích ứng các khả năng của hệ thống phụ thuộc môi trường vật lý (PMD) vào dịch vụ lớp vật lý PHY. Chức năng này được hỗ trợ bởi thủ tục hội tụ lớp vật lý (PLCP), thủ tục này định nghĩa phương pháp sắp xếp các đơn vị dữ liệu giao thức phân lớp MAC(MPDU) vào định dạng khung phù hợp cho việc gửi và nhận dữ liệu người sử dụng và thông tin quản lý giữa các STA sử dụng hệ thống PMD kết hợp.  Chức năng hệ thống PMD định nghĩa các đặc tính và phương pháp thức truyền phát dữ liệu qua môi trường vô tuyến (WM) giữa hai hay nhiều STA
 Kiến trúc 2,4GHz FHSS PHY gồm ba thực thể chức năng : chức năng PMD, chức năng hội tụ lớp vật lý (PLCP) và chức năng quản lý lớp vật lý(PLME). PLCP : để phân lớp IEEE802.11 MAC hoạt động phụ thuộc tối thiểu vào phân lớp PMD, người ta định nghĩa phân lớp hội tụ vật lý. Chức năng này làm đơn giản việc cung cấp giao diện dịch vụ vật lý tới các dịch vụ lớp MAC. PLME : PLME thực hiện quản lý các chức năng lớp vật lý kết hợp với các thực thể quản lý MAC. PMD : Phân lớp PMD cung cấp giao diện truyền dẫn được sử dụng để gửi và nhận dữ liệu giữa hai hay nhiều STA. 1.4.2.4 Lớp vật lý trải phổ chuỗi trực tiếp Hệ thống DSSS cung cấp cho mạng LAN vô tuyến khả năng truyền thông tải tin ở cả hai tốc độ 1Mb/s và 2Mb/s. Theo các qui tắc của FCC, thì hệ thống DSSS sẽ cung cấp được khả năng xử lý ít nhất là 10dB. Điều này sẽ được thực hiện bằng cách nhận tín hiệu băng gốc ở tần số 11Mhz với mã giả ngẫu nhiên PN 11 Chip. Hệ thống DSSS sử dụng các phương pháp điều chế băng cơ sở DBIT/SK và DQPSK để cung cấp tốc độ dữ liệu 1Mb/s và 2 Mb/s tương ứng. Phân lớp DSSS PLCP Phân lớp này cung cấp các thủ tục trong đó các MPDU được biến đổi thành các PPDU và ngược lại. Trong suốt quá trình truyền dẫn, MPDU sẽ được gắn với tiền tố PLCP, và PCP Header để tạo thành PPDU. Tại phía thu, tiền tố PLCP và PLCP Header được xử lý để trợ giúp việc giải điều chế và phân phối MPDU. Hình 1-15 biểu diễn khuôn dạng khuxng của PPDU bao gồ m cả DSSS tiề n tố PLCP, DSSS PLCP Header và MPDU. Tiền tố PLCP chứa các trường sau đây : Trường đồng bộ(Sync) và Phân định thời điểm đầu khung (SFD). PLCP Header chứa các trường : Báo hiệu IEEE 802.11 (Signal). Dịch vụ IEEE 802.11 (Service), chiều dài (Length) và CCITT CRC – 16.
Hình 1-15 Khuôn dạng khung PLCP 1.4.2.5 Lớp vật lý hồng ngoại IR PHY sử dụng hồng ngoại trong dải 850nm tới 950 nm cho báo hiệu. Dải phổ này tương tự dải phổ sử dụng cho các thiết bị khách hàng thông thường như các bộ điều khiển hồng ngoại từ xa và các thiết bị truyền thông dữ liệu khác, như các thiết bị liên kết dữ liệu hông ngoại (IrDA). Tuy nhiên, không giống như các thiết bị hồng ngoại khác, IR PHY không trực tiếp. Nghĩa là bộ thu và phát không phải để đối diện trực tiếp và không cần tầm nhìn thẳng rõ ràng. Điều này cho phép xây dựng hệ thống LAN phù hợp. Một cặp hồng ngoại có khả năng giao tiếp trong một môi trường đặc trưng khoảng 10m. WLAN cho phép các thiết bị phù hợp có nhiều bộ thu nhạy và cũng có thể tăng dải hoạt động lên 20m. IR PHY dựa vào cả năng lượng hồng ngoại phản xạ và năng lượng hồng ngoại đường ngắ m để truyền thông. Việc dựa vào năng lượng phản xạ gọi là sự phát hồng ngoại khuyếch tán. IEEE 802.11 chỉ rõ bộ phát và bộ thu được thiết kế thích hợp sẽ hoạt động tốt trong hầu hết các môi trường không có tầm nhìn thẳng từ bộ phát tới bộ thu. Tuy nhiên, trong môi trường có ít hoặc không có bề mặt phản xạ và không có tầ m nhìn thẳng, thì hệ thống IR PHY giảm phạm vi hoạt động.
IR PHY chỉ hoạt động trong các môi trường trong nhà. Sự bức xạ hồng ngoại không thể xuyên qua các bức tường và suy hao đáng kể qua hầu hết các cửa sổ ngoài. Phân lớp hội tụ IR PLCP Thủ tục hôi tụ cung cấp quá trình biến đổi từ MPDU thành PLCPDU và ngược lại. Trong quá trình truyền, MPDU sẽ kết hợp với tiêu đề PLCP và tiền tố PLCP để tạo thành PLCPDU. Tại phía thu, tiền tố PLCP được xử lý và các trường dữ liệu nội bộ cũng được xử lý để hỗ trợ quá trình giải điều chế và phân phát MPDU (PSDU). Hình 1-16 chỉ ra định dạng khung cho PLCPDU bao gồm tiền tố PLCP, tiêu đề PLCP và PSDU. Tiền tố PLCP gồm hai trường : trường đồng bộ (SYNC) và trường điểm phân cách bắt đầu khung (SFD). Tiêu đề PLCP gồ m các trường : tốc độ dữ liệu (DR), điều chỉnh mức một chiều (DCLA), LENGTH, kiểm tra CRC. Tiền tố PLCP Tiêu đề PLCP PSDU SYNC SFD DR DCLA LENGTH CRC 16bit độ dài biến 57-73 slot 4 slot 3 slot 32 slot 16bit đổ i Hình 1-16 : Khuôn dạng khung PLCP Phân lớp IR PMD Phân lớp IR PMD không định nghĩa các điể m truy nhập SAP. Cơ chế liên lạc giữa hai phân lớp PLCP và PMD, cũng như sự khác biệt giữa hai phân lớp này, là phụ thuộc vào các nhà sản xuất. Cụ thể là, có thể thiết kế và sản xuất, theo một cách chuẩn, một phân lớp mà có cả chức năng PLCP và PMD, chỉ đưa ra PHY- SAP.
Các đặc tính hoạt động của IR PMD gồm : Điều chế và các tốc độ dữ liệu, Phân chia octet và thủ tục tạo tín hiệu PPM Phân lớp PLME : thực hiện quản lý các chức năng của lớp PHY kết hợp vớ i thực thể quản lý lớp MAC. 1.4.2.6 Lớp vật lý ghép kênh theo tần số trực giao Hệ thống OFDM cung cấp LAN vô tuyến cung cấp với tốc độ truyền dữ liệu là 6,9,12,18,24,36,48 và 54 Mb/s. Khả năng hỗ trợ truyền và nhận dữ liệu với tốc độ 6, 12 và 24 Mb/s là bắt buộc. Hệ thống sử dụng 52 sóng mang phụ được điề u chế sử dụng khoá dịch pha nhị phân hoặc khoá dịch pha cầu phương (BIT/SK/QPSK), điều chế biên độ cầu phương 16 hoặc 64. Sau này sử dụng thêm mã sửa sai (mã xoắn) với tốc độ mã hoá 1/2, 2/3, hoặc 3/4. Lớp OFDM PHY gồm hai chức năng giao thức sau: Chức năng hôi tụ PHY, là chức năng thích ứng các khả năng của hệ thống phụ thuộc môi trường vật lý (PMD) cho các dịch vụ PHY. Chức năng này được hỗ trợ bằng thủ tục hội tụ lớp vật lý, đó là thủ tục xác định phương pháp chuyển đổi khối dữ liệu dịch vụ phân lớp PHY (PSDU) IEEE802.11 thành dạng khung phù hợp cho việc gửi, nhận dữ liệu và thông tin quản lý giữa hai trạm sử dụng hệ thống PMD kết hợp. Một hệ thống PMD có chức năng xác định đặc tính và phương pháp phát và nhận dữ liệu thông qua một thiết bị vô tuyến giữa hai hay nhiều trạm có sử dụng hệ thống OFDM. Phân lớp OFDM PLCP
Mào đầu PLCP Dự phòng LENGTH Bit chẵn lẻ Đuôi Đuôi Các bit RATE SERVICE PSDU 16bit đệm 4 bit 1 bit 12bit 1 bit 6 bit 16 bit Mã hóa/OFDM Mã hóa/OFDM (RATE được chỉ thị trong SIGNAL) (BIT/SK, r=1/2) Mở đầu PLCP SIGNAL OFDM 12 kí tự Một kí tự OFDM Số các ký tự OFDM Hình 1-17 : Khuôn dạng PPDU Khuôn dạng khung PPDU bao gồm phần đầu khung OFDM PLCP, mào đầu OFDM PLCP, PSDU, các bit Đuôi (Tail) và các bit đệm (Pad). Mào đầu PLCP bao gồ m các trường sau : LENGTH, RATE, bit dự phòng , bit chẵn lẻ và trường SERVICE. Theo quan điểm điều chế, LENGTH, RATE, bit dự phòng và bit chẵn lẻ (có 6 bit Đuôi bằng 0 cuối cùng) tạo thành một tín hiệu OFDM đơn riêng biệt, được gọi là SIGNAL, được phát với điều chế BIT/SK và tốc độ mã hoá R=1/2. Trường SERVICE của mào đầu PLCP và PSDU (có 6 bit đuôi bằng 0 và các bit đệm), ký hiệu là DATA, được phát với tốc độ chỉ thị trong trường RATE và tạo thành các tín hiệu OFDM phức. Bit đuôi (Tail) trong tín hiệu SIGNAL cho phép giả mã các trường RATE và LENGTH được yêu cầu để giải mã phần DATA của gói. Ngoài ra, cơ chế CCA có thể được cải thiện bằng cách dự báo khoảng thời gian một gói tin nhờ thông tin từ nội dung của các trường RATE và LENGTH, thậ m chí ngay cả khi các tốc độ dữ liệu không được trạm hỗ trợ. 1.5 Tổng kết Sự ra đời của các cầu nối WLAN đã đem lại nhiều lợi ích về khả năng di động và khai thác mạng linh hoạt. Với mạng WLAN, người dùng có thể truy cập các thông tin dùng chung mà không cần tìm chỗ cắm thiết bị và các nhà quản lý mạng có thể thiết lập hoặc làm tăng thêm mạng lưới mà không cần lắp đặt hoặc di chuyển hệ thống dây. WLAN còn cho năng suất lưu lượng tăng, sự thuận tiện, lợi thế về chi phí so với các hệ thống mạng hữu tuyến truyền thống. Mạng WLAN có các ưu điểm sau:
 Tính di động làm tăng hiệu quả và dịch vụ: Các hệ thống WLAN di động có thể cung cấp cho những người dùng LAN khả năng truy cập thông tin thời gian thực ở mọi nơi trong vùng hoạt động của hệ thống như ở các khu trung tâm, khuôn viên các trường đại học, các phòng chờ của sân bay, nhà ga, các khách sạn lớn... Khách hàng có thể d i chuyển giữa các vùng vật lý trong LAN mà không bị mất kết nối. Tính di động này làm tăng năng suất khi hoạt động ở môi trường đa người sử dụng và tăng hiệu quả các dịch vụ mà mạng LAN hữu tuyến không thể cung cấp được.  Đơn giản và nhanh chóng trong lắp đặt: Việc lắp đặt một hệ thống WLAN nhanh và đơn giản, không cần kéo cáp qua tường và trần nhà, thời gian lắp đặt ngắn cho phép khả năng linh hoạt khi định lại cấu hình hoặc thêm vào các nút mạng, đặc biệt thích hợp cho trường hợp mạng cần thiết lập nhanh hoặc cho nhu cầu sử dụng mạng tạm thờ i (các triển lãm, các địa điểm làm việc khẩn cấp…).  Giả m giá thành khi vận hành: Mặc dù đầu tư ban đầu cho phần cứng của WLAN có thể cao hơn so với LAN nhưng tổng chi phí lắp đặt và vận hành trong cả chu kỳ sống lại thấp hơn nhiều. Lợi ích về chi phí dài hạn là lớn nhất trong các môi trường linh hoạt yêu cầu việc thay đổi, di chuyển, thêm các nút mạng thường xuyên.  Khả năng nâng cấp: Hệ thống WLAN có thể được định hình theo một số cấu hình để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng và lắp đặt cụ thể. Các cấu hình có thể dễ dàng thay đổi và đa dạng từ các mạng ngang cấp thích hợp với số lượng người dùng nhỏ đến các mạng cơ sở đầy đủ với hàng ngàn người dùng cho phép chuyển vùng trong một khu vực rộng. Với các ưu điểm và lợi ích như trên mạng WLAN và các thiết bị WLAN sẽ tăng lên và được sử dụng rộng rãi sau khi các tiêu chuẩn cho WLAN được hoàn thành.
Tuy nhiên WLAN cũng tồn tại những nhược điể m và khó khăn rất lớn trong quá trình thực hiện triển khai mạng. Có hai loại công nghệ chính để xây dựng WLAN là công nghệ vô tuyến và công nghệ hồng ngoại. Tuy nhiên, các nhà sản xuất sử dụng một trong hai công nghệ này đều gặp phải những khó khăn khi triển khai một giải pháp WLAN. Các giao thức đa truy nhập cho phép các thiết bị chia sẻ phương tiện như Ethernet đã được hình thành và hiểu rõ. Nhưng bản chất của phương tiện vô tuyến khiến cho các phương pháp truyền thống để chia sẻ một kết nối khó khăn hơn rất nhiều. Việc phát hiện xung đột gây ra rất nhiều vấn đề trong hoạt động mạng, đặc biệt là với các mạng vô tuyến. Xung đột xảy ra khi hai hoặc nhiều nút mạng đang dùng chung một phương tiện truyền thông cùng phát dữ liệu tại một thời điể m, hai tín hiệu sẽ bị sai lẫn nhau và dữ liệu thu được vô nghĩa hay không thích hợp. Đây luôn là một vấn đề đối với các mạng máy tính và ngay cả giao thức đơn giản nhất cũng không khắc phục được vấn đề này. Các giao thức phức tạp hơn thường kiể m tra kênh trước khi phát dữ liệu. Việc này rất đơn giản với Ethernet vì nó chỉ liên quan đến việc kiểm tra cường độ điện áp trên đường dây trước khi phát. Tuy nhiên quá trình khó hơn nhiều đối với các hệ thống vô tuyến. Phải mất ít nhất 30 đến 50s để xác định kênh rỗi hay bận, khoảng thời gian này cũng gần bằng thời gian cần thiết để truyền một gói tin. Một số vấn đề nữa tồn tại cùng với việc phát hiện xung đột là vấn đề thiết bị đầu cuối bị che khuất. Trong các mạng dùng chung phương tiện truyền thống, nế u nút A có thể nghe được nút B và nút B có thể nghe thấy nút C thì nút A có thể nghe thấy nút C. Nhưng với môi trường vô tuyến thì đây không phải là giả thiết luôn đúng. Các vật cản và khoảng cách giữa A và C có thể khiến nút C bị che khuất đố i với A bởi việc phát hiện va chạ m khi đang phát tới B, làm mạng kém hiệu tin cậy hơn . Giải pháp cho vấn đề này bao gồ m việc gửi một gói tin yêu cầu gửi RTS cho một người nhận đã dự định trước để nhắc nó gửi một gói tin xoá để gửi CTS. Quá trình này sẽ thông báo cho các trạm gần đó biết số liệu sắp được gửi đi, để các nút này không phát và gây ra va chạm. Trong gói tin RTS và CTS đều chứa độ dài số
liệu sắp gửi nên các trạm khác nghe được một trong hai gói tin này đều biết việc truyền dẫn sẽ diễn ra bao lâu và khi nào các trạm này có thể bắt đầu gửi các bản tin của chúng. Cả m ứng sóng mang được dùng để giúp ngăn chặn việc các trạ m phát các gói RTS trong cùng thời gian.