intTypePromotion=1

Luận văn " Bảo mật mạng wlan và internet"

Chia sẻ: Le Xuan Binh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:105

0
119
lượt xem
22
download

Luận văn " Bảo mật mạng wlan và internet"

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Truy cập Internet trở thành nhu cầu quen thuộc đối với mọi người. Tuy nhiên, để có thể kết nối Internet người sử dụng phải truy nhập Internet từ một vị trí cố định thông qua một máy tính kết nối vào mạng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn " Bảo mật mạng wlan và internet"

  1. Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Báo cáo đề tài " Bảo mật mạng wlan và internet" Dương Trọng Chữ, D2001VT
  2. Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ................................................................... i LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................... 1 CHƯƠNG I ......................................................................................... 1 TỔNG QUAN VỀ WLAN .................................................................. 1 1.1 Giới thiệu ................................ ................................ ................................ ........... 1 1.2 Kiến trúc WLAN................................ ................................ ................................ 2 1.2.1 Một BSS độc lập là một mạng adhoc ................................ ........................... 3 1.2.2 Khái niệm hệ thống phân phối ................................ ................................ ..... 3 1.2.3 Khái niệm vùng ................................ ................................ ........................... 4 1.2.4 Tích hợp LAN hữu tuyến ................................ ................................ ............ 5 1.2.5 Cấu hình mạng WLAN................................ ................................ ................ 6 1.2.5.1 Cấu hình WLAN độc lập ................................ ................................ ...... 6 1.2.5.2 Cấu hình WLAN cơ sở ................................ ................................ ......... 7 1.2.5.3 Cấu hình WLAN hoàn chỉnh ................................ ................................ 9 1.3 Các thành phần cấu thành một hệ thống WLAN ................................ ................. 9 1.3.1 Card giao diện vô tuyến................................ ................................ ............... 9 1.3.2 Các điểm truy nhập vô tuyến ................................ ................................ ....... 9 1.3.3 Cầu nối vô tuyến từ xa ................................ ................................ ...............10 1.4 Mô hình tham chiếu WLAN IEEE 802.11 ................................ .........................11 1.4.1 Phân lớp MAC ................................ ................................ ...........................12 1.4.1.1 Các dịch vụ MAC ................................ ................................ ................12 1.4.1.2 Khuôn dạng khung tổng quát ................................ .............................. 13 1.4.1.3 Chức năng phân lớp MAC ................................ ................................ ...21 1.4.2 Phân lớp PHY ................................ ................................ ............................ 25 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  3. Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 1.4.2.1 Các chức năng lớp vật lý ................................ ................................ ....25 1.4.2.2 Dịch vụ ................................ ................................ ................................ 25 1.4.2.3 Lớp vật lý trải phổ nhảy tấn FHSS PHY ................................ ..............26 1.4.2.4 Lớp vật lý trải phổ chuỗi trực tiếp................................ ........................26 1.4.2.5 Lớp vật lý hồng ngoại ................................ ................................ ..........27 1.4.2.6 Lớp vật lý ghép kênh theo tần số trực giao................................ ...........29 1.5 Tổng kết ................................ ................................ ................................ ............30 CHƯƠNG II ...................................................................................... 33 BẢO MẬT MẠNG VÀ INTERNET................................................ 33 2.1 Tổng quan về các mô hình mạng ................................ ................................ .......33 2.1.1 Mô hình TCP/IP ................................ ................................ .........................33 2.1.2 Mô hình OSI ................................ ................................ .............................. 34 2.1.3 Các thiết bị kết nối sử dụng trong mạng ................................ .....................35 2.1.3.1 Chuyển mạch ................................ ................................ .......................35 2.3.1.2 Bộ lặp ................................ ................................ ................................ ..36 2.3.1.3 Cầu nối ................................ ................................ ................................ 36 2.3.1.4 Router ................................ ................................ ................................ .36 2.3.1.5 Gateway ................................ ................................ .............................. 37 2.2 Những nguy hiểm từ môi trường ngoài tới hoạt động của mạng ........................37 2.3 Bảo mật mạng ................................ ................................ ................................ ...38 2.3.1 Chính sách bảo mật ................................ ................................ ....................38 2.3.1 Các cơ chế và dịch vụ bảo mật ................................ ................................ ...40 2.3.2 Bảo mật môi trường vật lý ................................ ................................ ..........41 2.3.3 Nhận dạng và nhận thực ................................ ................................ .............44 2.3.3.1 I& A dựa trên những gì người sử dụng biết ................................ .........46 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  4. Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 2.3.3.2. I&A dựa trên sở hữu của người sử dụng ................................ .............47 2.3.3.3 I&A dựa trên việc xác định cái gì thuộc về người sử dụng ...................51 2.3.3.4 Nhận thực ................................ ................................ ............................ 54 2.3.4 Tường lửa................................ ................................ ................................ ...58 2.3.4.1. Giới thiệu ................................ ................................ ...........................58 2.4.3.2 Bảo mật tường lửa và các khái niệm ................................ ....................60 2.4.3.3 Các kiến trúc tường lửa ................................ ................................ .......63 CHƯƠNG III .................................................................................... 65 BẢO MẬT TRONG WLAN............................................................. 65 3.1 Giới thiệu ................................ ................................ ................................ ..........65 3.2 Cơ sở bảo mật 802.11................................ ................................ ........................65 3.2.1 Tập dịch vụ ID (SSID) ................................ ................................ ...............65 3.2.2 Giao thức bảo mật tương đương hữu tuyến (WEP) ................................ .....66 3.2.3 Lọc địa chỉ MAC................................ ................................ ........................68 3.3 Những đe doạ an ninh mạng ................................ ................................ ..............68 3.3.1 Những nguy hiểm cho an ninh mạng ................................ ..........................68 3.3.2 Mô hình bảo mật WLAN ................................ ................................ ............69 3.3.2.1 Lưu lượng (dòng) thông thường................................ ...........................69 3.3.2.2. Sự đánh chặn ................................ ................................ ......................70 3.3.2.3 Sự làm giả mạo ................................ ................................ ....................73 3.3.2.4 Sửa đổi ................................ ................................ ................................ 76 3.3.2.5 Phúc đáp ................................ ................................ .............................. 78 3.3.2.6 Sự phản ứng ................................ ................................ ........................79 3.3.2.7 Ngắt ................................ ................................ ................................ ....79 3.3.2.8 Sự phủ nhận ................................ ................................ ........................81 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  5. Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 3.4 Kiến trúc mạng................................ ................................ ................................ ..81 3.4.1 Kiến trúc mạng điển hình với WLAN thêm vào ................................ .........81 3.4.2 Kiến trúc mạng điển hình với một WLAN và tường lửa vô tuyến bổ sung.82 3.5 Chính sách bảo mật - Miền các tuỳ chọn ................................ ..........................83 3.5.1 Truy nhập công cộng ................................ ................................ ..................84 3.5.2 Điều khiển truy nhập cơ bản ................................ ................................ .......85 3.5.3 Các phương thức bảo mật 802.11 ngoài WEP................................ .............85 3.5.4 802.11 Phương pháp bảo mật ngoài WPA ................................ ..................86 3.5.5 802.1x và EAP—bảo mật cấp cao ................................ .............................. 86 3.5.6 Nhận thực cổng mạng 802.1x : ................................ ................................ ...86 3.5.7 Giao thức nhận thực mở rộng (EAP) ................................ ..........................87 3.5.7.1 Giới thiệu ................................ ................................ ............................ 87 3.5.7.2. Giao thức nhận thực có thể mở rộng điểm tới điểm (EAP) .................88 3.5.7.3 Cấu hình khuôn dạng tùy chọn ................................ ............................ 89 3.5.7.4 Khuôn dạng gói tin ................................ ................................ ..............89 3.5.7.5 Các loại Request /Response EAP ban đầu................................ ............92 KẾT LUẬN ....................................................................................... 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................ 96 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  6. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Bản tin xác nhận ACK ACKnowledgment Chỉ số liên lạc AID Association Điểm truy nhập AP Access Point Vùng dịch vụ cơ sở BSA Basic Service Area Nhóm dịch vụ cơ sở BSS Basic Service Set Nhận dạng nhóm dịch vụ cơ sở BSSID Basic Service Set Identification Cơ chế xác định kênh rỗi CCA Clear Chanel Assessment Chế độ không tranh chấp CF Contention Free Khoảng thời gian không tranh CFP Contention – Free Period chấp Chỉ số kết nối CID Connection Identifier Khoảng thời gian tranh chấp CP Contention Period Mã dư vòng CRC Cyclic Redundancy Code Cảm nhận sóng mang CS Carrier Sence Bản tin sẵn sàng nhận CTS Clear To Send Cửa sổ tranh chấp CW Contention Window Địa chỉ đích DA Destination Address Khoá dịch pha nhị phân vi DBPSK Differential Binary Phase Shift Keying phân Thiết bị liên lạc dữ liệu DCE Data Communication Equipment Cơ chế truy nhập kênh chức DCF Distributed Coordination Fuction năng phối hợp phân phối Khoảng trống liên khung phân DIFS Distributed Interframe Sapce phối Tầng liên kết dữ liệu DLL Data Link Layer Differential Quadrature Phase Shift Khoá dịch pha cầu phương vi DQPSK Keying phân Hệ thống phân phối DS Distribution System Điểm truy nhập dịch vụ đích DSAP Destination Service Access Ponit Môi trường hệ thống phân phối DSM Distribution System Medium Dịch vụ hệ thống phân phối DSS Distribution System Sevice Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS Bản tin chỉ thị lưu lượng phát DTIM Delivery Traffic Indication Message Không gian liên khung mở EIFS Extended Interframe Space rộng Giao thức nhận thực có thể mở EAP Extensible Authentication Protocol rộng Tập dịch vụ mở rộng ESS Extended Sevice Set Điều khiển khung FC Frame Control i Dương Trọng Chữ, D2001VT
  7. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Chuỗi kiểm tra khung FCS Frame Check Sequence Tỷ lệ lỗi khung FER Frame Error Ratio N h ả y tầ n FH Frequency Hopping Trải phổ nhảy tần FHSS Frequency – Hopping Spread Spectrum Tập dịch vụ cơ sở độc lập IBSS Indipendent Basic Service Set Giá trị kiểm tra tính toàn vẹn ICV Integrity Check Value Đơn vị dữ liệu giao diện IDU Interface Data Unit khung IFS InterFrame Sapce Không gian liên khung Hồng ngoại IR InfRared Vector khởi tạo IV Initialization Vector Nhận dạng và Nhận thực I&A Indentity & Authentication Mạng cục bộ LAN Local Area Network Điều khiển liên kết logic LLC Logical Link Control Thực thể quản lý tầng LME Layer Managent Entity Đếm số lần gửi lại với kích LRC Long Retry Count thước khung dài Bit trọng số thấp nhất lsb Least significant bit Điều khiển truy nhập môi MAC Medium Access Control trường Trường định nghĩa kiểu bản tin MDF Managent – Defined Field quản lý Cơ sở thông tin quản lý MIB Manage Information Base Thực thể quản lý phân lớp MLME MAC sublayer Management Entity MAC Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC MMPDU MAC Management Protocol Data Unit Bit trọng số lớn nhất Msb Most sisnificant bit Đơn vị dữ liệu dịch vụ MAC MSDU MAC Service Data Unit Vector cấp phát mạng NAV Network Allocation Vector Bộ phối hợp điểm PC Point Coordinator Chức năng phối hợp điểm PCF Point Coordination Fuction Đơn vị dữ liệu giao thức PDU Protocol Data Unit Lớp vật lý PHY PHYsical (Layer) Điểm truy nhập dịch vụ lớp vật PHY-SAP PHYsical Service Access Point lý Không gian liên khung điểm PIFS Point (coording fuction) Interframe Space Giao thức hội tụ lớp vật lý PLCP Physical Layer Convergence Protocol ii Dương Trọng Chữ, D2001VT
  8. Đồ án tốt nghiệp Đại học Thuật ngữ viết tắt Thực thể quản lý tần vật lý PLME Physical Layer Management Entity Phụ thuộc môi trường vật lý PMD Physical Medium Dependent Điểm truy nhập phụ thuộc môi PMD – Physical Medium Dependent trường vật lý SAP Service Acess Point Đơn vị dữ liệu giao thức PLCP PPDU PLCP Protocol Data Unit Điều chế vị trí xung PPM Pulse Position Modulation Bộ phát số giả ngẫu nhiên PRNG Pseudo – Random Number Generator Chế độ tiết kiệm nguồn PS Power Save Đơn vị dữ liệu dịch vụ PLCP PSDU PLCP SDU Địa chỉ phía thu RA Receiver Adress Tần số vô tuyến RF Radio Frequency Yêu cầu gửi RTS Request To Sent Rx Receive or Receiver Phía thu Địa chỉ nguồn SA Source Address Điểm truy nhập dịch vụ SAP Service Access Point Đơn vị dữ liệu dịch vụ SDU Service Data Unit Tập dịch vụ ID SSID Service Set ID Trường ranh giới bắt đầu SFD Start Frame Delimiter khung TKIP Giao thức nhận dạng khoá tạm Temporary Key Indentity Protocol thời Bảo mật tương đương hữu WEP Wireless Equivalency Privacy tuyến iii Dương Trọng Chữ, D2001VT
  9. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay cuộc cách mạng công nghệ thông tin và viễn thông đã phát triển vô cùng mạnh mẽ, những thành tựu của nó đã có những ứng dụng to lớn, và trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống của chúng ta. Mạng viễn thông mà tiêu biểu là Internet đã kết nối mọi người trên toàn thế giới, cung cấp đa dịch vụ từ Chat, e – mail, VoIP, hội nghị truyền hình, các thông tin khoa học kinh tế, giáo dục… Truy cập Internet trở thành nhu cầu quen thuộc đối với mọi người. Tuy nhiên, để có thể kết nối Internet người sử dụng phải truy nhập Internet từ một vị trí cố định thông qua một máy tính kết nối vào mạng. Điều này đôi khi gây ra rất nhiều khó khăn cho những người sử dụng khi đang di chuyển hoặc đến một nơi không có điều kiện kết nối vào mạng. Xuất phát từ yêu cầu mở rộng Internet để thân thiện hơn với người sử dụng. WLAN đã được nghiên cứu và triển khai ứng dụng trong thực tế, với những tính năng hỗ trợ đáp ứng được băng thông, triển khai lắp đặt dễ dàng, và đáp ứng được các yêu cầu kĩ thuật, kinh tế. Khi nghiên cứu và triển khai ứng dụng công nghệ WLAN, người ta đặc biệt quan tâm tới tính bảo mật an toàn thông tin của nó. Do môi trường truyền dẫn vô tuyến nên WLAN rất dễ bị rò rỉ thông tin do tác động của môi trường và đặc biệt là sự tấn công của các Hacker. Do đó, đi đôi với phát triển WLAN phải phát triển các khả năng bảo mật WLAN an toàn, để cung cấp thông tin hiệu quả, tin cậy cho người sử dụng. Từ những yêu cầu đó đề tài đã hướng tới nghiên cứu về bảo mật cho WLAN, nội dung của đề tài gồm ba chương như sau : Chương I : Tổng quan về WLAN Chương II : Bảo mật mạng và Internet. Chương III : Bảo mật WLAN 1 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  10. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ WLAN 1.1 Giới thiệu Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ thông tin, viễn thông ngày nay các thiết bị di động công nghệ cao như máy tính xách tay laptop, máy tính bỏ túi palm top, điện thoại di động, máy nhắn tin… không còn xa lạ và ngày càng được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Nhu cầu truyền thông một cách dễ dàng và tự phát giữa các thiết bị này dẫn đến sự phát triển của một lớp mạng di động không dây mới, đó là mạng WLAN. WLAN cho phép duy trì các kết nối mạng không dây, người sử dụng duy trì các kết nối mạng trong phạm vi phủ sóng của các điểm kết nối trung tâm. Phương thức kết nối mới này thực sự đã mở ra cho người dử dụng một sự lựa chọn tối ưu, bổ xung cho các phương thức kết nối dùng dây. WLAN là một hệ thống truyền thông dữ liệu linh hoạt được thực hiện như một sự mở rộng, hay sự thay đổi của mạng LAN hữu tuyến. Mạng WLAN là mạng dữ liệu, có thể thay thế hoặc mở rộng mạng cáp đồng, sử dụng các công nghệ tần số vô tuyến RF hay hồng ngoại để truyền và nhận số liệu qua không gian, tối thiểu hoá nhu cầu kết nối hữu tuyến. WLAN cung cấp tất cả các chức năng và ưu điểm của một mạng LAN truyền thống như Ethernet hay Ring mà không bị giới hạn bởi cáp. Vì vậy, WLAN kết hợp được việc kết nối truyền số liệu với tính di động của người sử dụng. WLAN khác với các mạng diện rộng vô tuyến W-WAN truyền thông tin số qua hệ thống các tế bào hoặc gói vô tuyến. Các hệ thống WAN vô tuyến phủ sóng với khoảng cách lớn và chi phí lớn bao gồm các cơ sở hạ tầng, cung cấp các tốc độ dữ liệu thấp và yêu cầu khách hàng phải trả tiền băng tần truyền dẫn theo thời gian sử dụng hoặc theo việc sử dụng. Các mạng WLAN cung cấp truy nhập không dây với tốc độ lớn hơn 1 Mbps cho cả môi trường trong nhà và ngoài trời. Các WLAN cũng cho phép thực hiện dễ dàng các dịch vụ quảng bá và đa địa chỉ cho dù các dịch vụ này phải được bảo vệ tránh các truy nhập không được phép. 1 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  11. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN Trong khi chi phí cho việc triển khai mạng LAN truyền thống chủ yếu là ở các thiết bị kết nối mà đôi khi chi phí này vượt quá chi phí phần cứng và phần mềm của máy tính thì việc triển khai WLAN loại bỏ được các chi phí nhân công và thiết bị dây cáp. Đồng thời, WLAN cũng linh hoạt hơn trong xây dựng lại cấu hình hoặc mở rộng các nút mạng, do đó chi phí cho tương lai sẽ không nhiều và dễ dàng triển khai hơn. Sự phát triển ngày càng tăng nhanh của các máy tính xách tay nhỏ gọn hơn, hiện đại hơn.và rẻ hơn đã thúc đẩy sự tăng trưởng rất lớn trong công nghiệp WLAN những năm gần đây. Ứng dụng lớn nhất của WLAN là việc áp dụng WLAN như một giải pháp tối ưu cho việc sử dụng Internet. Mạng WLAN được coi như một thế hệ mạng truyền số liệu mới cho tốc độ cao được hình thành từ hoạt động tương hỗ của cả mạng hữu tuyến hiện có và mạng vô tuyến. Mục tiêu của việc triển khai mạng WLAN cho việc sử dụng internet là để cung cấp các dịch vụ số liệu vô tuyến tốc độ cao và tạo nên sự hình thành của “mạng toàn IP”. 1.2 Kiến trúc WLAN Kiến trúc WLAN bao gồm một số thành phần tương tác với nhau để cung cấp WLAN hỗ trợ khả năng di động của các trạm một cách trong suốt với các lớp cao hơn. Nhóm dịch vụ cơ bản BSS là một khối xây dựng cơ bản của WLAN. Hình 1-1 biểu diễn hai BSS, mỗi BSS có hai trạm là các thành phần của BSS. Có thể xem như hình oval sử dụng để minh họa một BSS là một vùng bao phủ trong đó các trạm thành phần của BSS có thể duy trì liên lạc. Nếu một trạm di chuyển ra ngoài BSS của nó, nó sẽ không liên lạc trực tiếp được với các thành viên khác của BSS. 2 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  12. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN Hình 1-1 Các dịch vụ cơ sở BSS 1.2.1 Một BSS độc lập là một mạng adhoc Một BSS độc lập là loại cơ bản nhất của WLAN. Cấu hình WLAN nhỏ nhất có thể chỉ gồm 2 trạm. Hình 1-1 biểu diễn hai trạm BSS độc lập (IBSS). Có thể hoạt động ở chế độ này khi các trạm WLAN có thể liên lạc trực tiếp. Bởi vì loại WLAN này thường được xây dựng mà không có kế hoạch trước. Loại này thường được xem là mạng adhoc. Liên lạc giữa một STA và một BSS là hoàn toàn động, các STA có thể bật máy, tắt máy, chạy trong một khoảng nào đó hoặc chạy ra ngoài vung phục vụ. Để trở thành một thành viên của một BSS cơ sở, một trạm sẽ được đưa vào trạng thái “liên lạc” (“associated”). Các trạng thái “liên lạc” này là động và liên quan tới việc sử dụng các dịch vụ hệ thống phân phối (DSS). 1.2.2 Khái niệm hệ thống phân phối Thành phần kiến trúc sử dụng để kết nối các BSS với nhau là Hệ thống phân phối (DS – Distribution System). WLAN phân tách một cách logic môi trường vô tuyến (WM) với môi trường hệ thống phân phối (DSM). Mỗi môi trường logic được sử dụng cho các mục đích khác nhau bởi một thành phần kiến trúc khác nhau. WLAN không đòi hỏi các môi trường này là phải giống nhau hay khác nhau. Nhận biết được các môi trường khác biệt một cách logic là vấn đề chính để hiểu được sự linh hoạt của kiến trúc. Kiến trúc WLAN là hoàn toàn độc lập với các tính chất vật lý của lớp vật lý triển khai. 3 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  13. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN Một DS cho phép hỗ trợ các thiết bị di động bằng cách cung cấp các dịch vụ logic cần thiết giám sát địa chỉ để chuyển đổi đích và tích hợp nhiều BSS. Hình 1-2 : Các hệ thống phân phối DS và các điểm truy nhập AP Một điểm truy nhập (AP-Access Point) là một STA cung cấp khả năng truy nhập tới DS bằng cách cung cấp các dịch vụ bổ sung để nó hoạt động như một STA. Hình 1-2 bổ sung các thành phần hệ thống phân phối DS và điểm truy nhập AP. Dữ liệu di chuyển giữa một BSS và DS qua một AP. Chú ý rằng tất cả các AP cũng là các STA; do vậy chúng là các thực thể có thể đánh địa chỉ. Các địa chỉ được AP sử dụng để trao đổi thông tin trên môi trường vô tuyến WM và trên môi trường hệ thống phân phối DSM không nhất thiết phải giống nhau. 1.2.3 Khái niệm vùng Với lớp vật lý PHY vô tuyến, các vùng bao phủ không tồn tại. Các tính chất lan truyền là động và không dự đoán trước được. Những thay đổi nhỏ về mặt vị trí và hướng đi có thể gây ra sự khác biệt lớn về cường độ tín hiệu. Các ảnh hưởng tương tự xảy ra khi STA là một trạm cố định hoặc di động (một thực thể có thể tác động tới độ lan truyền từ trạm này đến trạm khác khi di chuyển ). 4 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  14. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN Trong khi các khái niệm nhóm trạm là chính xác thì để thuận tiện thì người ta hay gọi chúng là các “vùng”. 1.2.4 Tích hợp LAN hữu tuyến Để tích hợp WLAN với LAN hữu tuyến truyền thống, một thành phần kiến trúc logic được đưa ra là thành phần cổng. Cổng là một điểm logic tại đó các MSDU từ một mạng tích hợp không phải là WLAN đi vào hệ thống phân phối DS của WLAN. Ví dụ, một cổng được biểu diễn trên Hình 1-3 kết nối tới một mạng LAN hữu tuyến. Tất cả các dữ liệu từ một mạng LAN truyền thống đi vào kiến trúc mạng WLAN qua thiết bị cổng. Cổng cung cấp khả năng tích hợp logic giữa một kiến trúc WLAN và các mạng LAN truyền thống đã có. Có thể một thiết bị cung cấp cả hai chức năng AP và cổng; điều này xảy ra trong trường hợp khi một DS được thực thi từ các thành phần của mạng LAN 802. Trong IEEE802.11, kiến trúc ESS (các AP và DS) cung cấp phân đoạn lưu lượng và mở rộng khoảng cách. Các kết nối logic giữa WLAN và các mạng LAN khác qua cổng. Các cổng kết nối giữa môi trường hệ thống phân phối DSM và môi trường LAN được tích hợp với nhau. Hình 1-3 Kết nối với các mạng LAN khác 5 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  15. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN 1.2.5 Cấu hình mạng WLAN 1.2.5.1 Cấu hình WLAN độc lập Về cơ bản, hai máy tính được trang bị thêm Card adapter vô tuyến có thể hình thành một mạng độc lập khi chúng ở trong dải tần của nhau. Với các hệ điều hành dùng đang được sử dụng rộng rãi như Windows 95, Windows NT có thể cài đặt cấu hình mạng này một cách dề dàng. Đây là cấu hình mạng ngang cấp hay còn gọi là mạng ad hoc. Các mạng hình thành theo nhu cầu như vậy không cần thiết phải quản lý hay thiết lập cấu hình từ trước. Nút di động có thể truy cập vào các tài nguyên của các máy khác mà không phải qua một máy chủ trung tâm. Cấu hình mạng độc lập được mô tả như Hình 1.4 Cấu hình độc lập này cung cấp kết nối đồng mức, trong đó các nút di động trao đổi thông tin trực tiếp với nhau thông qua các bộ biến đổi vô tuyến. 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. Cấu hình mạng này cũng không cần phải quản trị mạng. Các cấu hình như vậy rất thích hợp sử dụng trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời. Tuy nhiên chúng có thể có những nhược điểm về vùng phủ sóng bị giới hạn, mọi người sử dụng đều nghe được lẫn nhau. Hình 1-4 Cấu hình mạng WLAN độc lập 6 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  16. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN 1.2.5.2 Cấu hình WLAN cơ sở Một điểm truy nhập có thể mở rộng khoảng cách giữa hai WLAN độc lập khi nó hoạt động như một bộ lặp làm tăng hai lần cự ly giữa các nút di động. Các điểm truy nhập AP sẽ gắn với mạng đường trục hữu tuyến và giao tiếp với các thiết bị di động trong vùng phủ sóng của một ô. AP đóng vai trò điều khiển cell và điều khiển lưu lượng tới mạng (Hình 1.5). Hình 1-5 Cấu hình WLAN cơ sở Trong cấu hình WLAN cơ sở, các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp với nhau mà giao tiếp với các điểm truy nhập. Như vậy, cấu hình WLAN cơ sở sẽ bao gồm các nút di động được nối vào mạng hữu tuyến, chuyển dịch từ thông tin vô tuyến sang thông tin hữu tuyến thông qua một điểm truy nhập. Điểm truy nhập AP có thể là trạm gốc (đối với cơ sở hạ tầng hữu tuyến) hoặc cầu vô tuyến đối với cơ sở hạ tầng vô tuyến. 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 máy trạm sẽ chọn AP tốt nhất để kết nối. Việc thiết kế WLAN sẽ tương đối đơn giản nếu thông tin về mạng và quản lý cùng nằm trong một vùng. 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 7 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  17. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN 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. Tuy nhiên các hệ thống như vậy thường cung cấp các thông lượng dữ liệu cao hơn, vùng phủ sóng rộng hơn và có thể phục vụ các lưu lượng video, thoại với thời gian thực. Ngoài ra một điể m truy nhập nằm ở vị trí thích hợp có thể giảm tối thiểu được công suất phát và giải quyết được các vấn đề của nút ẩn một cách hiệu quả. Vì một số WLAN sử dụng các giao thức đa truy nhập phân tán như CSMA nên có thể các nút trong mạng cơ sở yêu cầu chỉ truyền gói tới điểm truy nhập. Sau đó điểm truy nhập sẽ chuyển tiếp các gói tới đúng địa chỉ đích. Các bộ lặp có thể được sử dụng để tăng khoảng cách vùng phủ sóng trong trường hợp kết nối đến mạng đường trục khó thực hiện. Việc này yêu cầu chồng lấn 50% của AP trên mạng đường trục và bộ lặp. Tốc độ dữ liệu sẽ giảm do thời gian thu và phát lại(hình 1.6). Hình 1-6 Cấu hình WLAN dùng bộ lặp 8 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  18. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN 1.2.5.3 Cấu hình WLAN hoàn chỉnh Hình 1-7 Cấu hình WLAN hoàn chỉnh 1.3 Các thành phần cấu thành một hệ thống WLAN 1.3.1 Card giao diện vô tuyến Giống như các Card biến đổi thích ứng Card giao diện vô tuyến trao đổi thông tin với hệ thống điều hành mạng thông qua một bộ điều khiển chuyên dụng, qua đó cho phép các ứng dụng sử dụng mạng vô tuyến để truyền dữ liệu. Tuy nhiên nó khác với Card biến đổi thích ứng là không cần bất kỳ dây cáp nào nối chúng với mạng và cho phép đặt lại các nút mạng mà không cần thay đổi cáp mạng hoặc thay đổi các kết nối tới các hub. 1.3.2 Các điểm truy nhập vô tuyến Các vùng phủ sóng được tạo ra xung quanh các điểm truy nhập, các vùng này liên kết giữa các nút di động và cơ sở hạ tầng hữu tuyến. Nó làm cho WLAN biến thành một phần mở rộng của mạng hữu tuyến. Vì các điểm truy nhập cho phép mở rộng các vùng phủ sóng nên WLAN rất ổn định và các điểm truy nhập bổ xung có thể triển khai ngay trong cả tòa nhà hay khuôn viên trường đại học để tạo ra các vùng truy nhập vô tuyến rộng lớn. Ngoài chức năng trao đổi thông tin với các mạng không dây còn lọc lưu lượng và thực hiện các chức năng cầu nối tiêu chuẩn. Do băng thông ghép đôi giữa hữu tuyến và vô tuyến không đối xứng nên điểm truy nhập cần phải có bộ đệm thích hợp và các tài nguyên của bộ nhớ. Các 9 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  19. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN bộ đệm cũng chủ yếu dùng để lưu các gói dữ liệu ở điểm truy nhập khi một nút di động cố gắng di chuyển khỏi vùng phủ sóng hoặc khi một nut di động đang ở chế độ công suất thấp. Các điểm truy nhập trao đổi với nhau qua mạng hữu tuyến để quản lý các nút di động. Vì các điểm truy nhập được kết nối với mạng hữu tuyến nên mỗi nút di động sẽ truy nhập vào các tài nguyên của máy chủ cũng như các nút di động khác. Mỗi điểm truy nhập có thể phục vụ nhiều nút di động, số l ượng cụ thể phụ thuộc và số lượng và bản chất của truyền dẫn. Nhiều ứng dụng thực tế bao gồm một điểm truy nhập đơn và 15 – 50 nút di động. Một điểm truy nhập không cần điều khiển truy nhập từ nhiều nút di động (có nghĩa là nó có thể hoạt động với một giao thức truy nhập ngẫu nhiên phân tán như là CSMA). Tuy nhiên một giao thức đa truy nhập tập trung được điều khiển bởi một điểm truy nhập sẽ có nhiều thuận lợi. Các lựa chọn giao diện mạng hữu tuyến chung tới điểm truy nhập gồm có 10 base2, 10 baseT, modem cáp và modem ADSL, ISDN. Một số Card giao diện mạng vô tuyến có thể sử dụng kết hợp với các điểm truy nhập vô tuyến. LAN đường trục AP Trạm di động Hình 1-8 Điểm truy nhập AP 1.3.3 Cầu nối vô tuyến từ xa Các cầu vô tuyến từ xa tương tự như các điểm truy nhập trừ trường hợp chúng được sử dụng cho các kênh bên ngoài. Phụ thuộc vào khoảng cách và vùng mà có thể cần tới các anten ngoài. Các cầu này được thiết kế để kết nối các mạng 10 Dương Trọng Chữ, D2001VT
  20. Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương I.Tổng quan về WLAN với nhau, đặc biệt trong các toà nhà và xa khoảng 32km. Chúng cung cấp mét lùa chọn nhanh chóng và rẻ tiền so với lắp đặt cáp hoặc đường điện thoại thuê riêng, và thường được sử dụng khi các kết nối truyền thống không khả thi (ví dụ qua các sông, vướng địa hình, các khu vực riêng, đường cao tốc, minh hoạ trong hình 1.3). Khác với các liên kết cáp và các mạch điện thoại chuyên dụng các cầu vô tuyến có thể lọc lưu lượng và đảm bảo rằng các mạng được kết nối không mất các lưu lượng cần thiết. Hình 1-9 : Cầu nối vô tuyến 1.4 Mô hình tham chiếu WLAN IEEE 802.11 Hệ thống bao gồm hai phần chính  Phân lớp MAC của lớp liên kết dữ liệu  Lớp vật lý PHY Những lớp này tương ứng với các lớp thấp nhất trong mô hình tham chiếu cơ bản ISO/ IEC của OSI. 11 Dương Trọng Chữ, D2001VT
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2