Tiểu luận: Phân lớp MAC trong IEEE 802.11n

Chia sẻ: Fgjỉ Guygh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

142
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về đời sống ngày càng cao, con người càng cần nhiều phương tiện để thỏa mãn những nhu cầu về công việc và sinh hoạt. Sự phát triển của các ứng dụng phân tán trên nền mạng có xu hướng ngày càng dựa trên môi trường vô tuyến đã thúc đẩy sự ra đời của các công nghệ mới để giải quyết các yêu cầu đó. Tài liệu này tập trung tìm hiểu các đặc tính cơ bản của phân lớp MAC trong chuẩn IEEE 802.11n...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Phân lớp MAC trong IEEE 802.11n

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG KHOA VI N THÔNG 1 -------***------- BÁO CÁO BÀI T P L N PHÂN L P MAC TRONG IEEE 802.11n ng d n: Th.S Nguy n Vi t Hùng Giáo viên h Sinh viên th c hi n: 1. ào Nh Ng c 2. oàn V n Tr nh 3. Nguy n Tr ng c p: D04VT1 Hà N i, 11-2007 Nhóm 7 – l p D04VT1 1
Simpo PDFói u and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com i n Merge I NÓI U Xã h i càng phát tri n, nhu c u v i s ng ngày càng cao, con ng i càng c n có nhi u ph ng ti n th a mãn nh ng nhu c u v công vi c và sinh ho t. S phát tri n a các ng d ng phân tán trên n n m ng mà có xu h ng ngày càng d a trên môi tr ng vô tuy n ã thúc y s ra i c a các công ngh m i gi i quy t các v n yêu c u ó. Các m ng không dây ngày nay theo các chu n IEEE 802.11 a/b/g ã th a mãn ph n nào nhu c u thi t y u c a con ng i. Tuy nhiên theo th i gian và s phát tri n c a xã h i yêu c u c n có nh ng m ng không dây t c các yêu c u v kh ng di ng, tin c y, tính s n sàng c a m ng, thông l ng cao và b o m t t t. Nh n th y rõ u ó IEEE n m 2004 thành l p TGn có nhi m v xây d ng m t chu n m i 802.11n áp ng nhu c u v thông l ng cao lên n 600 Mbps th hi n s v t tr i so i các chu n khác ã có. Tháng 6/2007, Wifi Alliance ã a ra b n draft 2.0 cho 802.11n xác nh các thông s c b n i v i các thi t b tuân theo chu n này. IEEE a h n s thông qua b n 802.11n chính th c vào n m 2009. Tài li u này t p chung tìm hi u các c tính c b n c a phân l p MAC trong chu n IEEE 802.11n. Tài li u c trình bày thành 3 ch ng g m: Ø Ch ng 1: Gi i thi u chung v chu n IEEE 802.11n Ø Ch ng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ø Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC Cu i cùng chúng em xin chân thành c m n s h ng d n và t o u ki n c a th y ThS. Nguy n Vi t Hùng trong quá trình chúng em làm bài t p l n này. Nhóm 7 – l p D04VT1 i
cl c Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CL C I NÓI U ................................................................................................................... i C L C ........................................................................................................................ ii DANH M C HÌNH V .................................................................................................. iii THU T NG VI T T T ............................................................................................... iv CH NG I: GI I THI U CHUNG V IEEE 802.11n.................................................. 1 CH NG II: GI I THI U PHÂN L P 802.11n MAC TRONG MÔ HÌNH OSI ........ 3 2.1. Kh i ch c n ng DCF ............................................................................................. 3 2.2. Kh i ch c n ng PCF .............................................................................................. 4 2.3. Giao th c, thu t toán và ho t ng ........................................................................ 4 2.3.1. Giao th c CSMA/CA ...................................................................................... 4 2.3.2. Giao th c RTS/CTS ........................................................................................ 5 2.3.3. Thu t toán th i gian ch ng u nhiên ............................................................... 7 2.3.4. Quá trình truy n thông trong ch PCF ....................................................... 8 CH NG III: CH C N NG PHÂN L P 802.11n MAC ........................................... 10 3.1. Các ch c n ng k th a t các chu n tr c .......................................................... 10 3.1.1. Ch c n ng quét tìm thi t b ........................................................................... 10 3.1.2. Ch c n ng xác th c ....................................................................................... 11 3.1.3. Quá trình k t h p ........................................................................................... 14 3.1.4. Tính n ng giám sát ngu n n ..................................................................... 15 3.1.5. S c t m nh khung. ....................................................................................... 18 3.2. Các ch c n ng riêng có trong 802.11n (d ng ngh ) ........................................ 19 3.2.1. K t h p khung ............................................................................................... 19 3.2.2. Báo nh n theo kh i (Block ACK) ................................................................. 22 3.3. B o m t ................................................................................................................ 22 3.3.1. Thi t l p khoá ................................................................................................ 22 3.3.2. Nh n th c ...................................................................................................... 25 3.3.3. S bí m t ........................................................................................................ 28 3.3.4. S toàn v n .................................................................................................... 29 T LU N .................................................................................................................... 30 TÀI LI U THAM KH O .............................................................................................. 31 Nhóm 7 – l p D04VT1 ii
Simpo PDF m c hình v Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Danh Merge and DANH M C HÌNH V Hình 2.1: Mô hình OSI và ki n trúc phân l p MAC ........................................................ 3 Hình 2.2 : Ho t ng c a giao th c RTS/CTS ................................................................. 5 Hình 2.3: Ho t ng c a RTS/CTS gi a m t máy tr m không dây và m t máy tr m có dây..................................................................................................................................... 6 Hình 2.4: Ho t ng c a RTS/CTS gi a hai máy tr m không dây .................................. 7 Hình 2.5: L c ho t ng c a m t máy tr m trong ch DCF ................................ 8 Hình 3.1: Ph ng pháp quét b ng .............................................................................. 10 Hình 3.2: Quét ch ng................................................................................................. 11 Hình 3.3: Quá trình xác th c OSA ................................................................................. 12 Hình 3.4: Quá trình xác th c SKA ................................................................................. 13 Hình 3.5: Quá trình k t h p ............................................................................................ 15 Hình 3.6: PSP Mode in a BSS ........................................................................................ 17 Hình 3.7: Fragmentation burst ........................................................................................ 19 Hình 3.8: Khi không th c hi n ph ng pháp k t h p khung ......................................... 20 Hình 3.9: Ph ng pháp k t h p khung ........................................................................... 20 Hình 3.10: K t h p MSDU ............................................................................................. 21 Hình 3.11: K t h p khung MPDU.................................................................................. 21 Hình 3.12: Key Generation in WEP, WPA and WPA2 ................................................. 23 Hình 3.13: Per-Packet Key Generation .......................................................................... 25 Hình 3.14: Authentication Architecture ......................................................................... 26 Hình 3.15: EAPOL ......................................................................................................... 26 Hình 3.16: Authentication Overview ............................................................................. 27 Hình 3.17: AES Counter Mode ...................................................................................... 28 Hình 3.18: CBC MAC .................................................................................................... 29 Nhóm 7 – l p D04VT1 iii
Simpo PDF Merge and tSplit Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Thu t ng vi t t THU T NG VI T T T A ACK Acknownledgement Báo nh n AES Advanced Encription Standard Chu n mã hóa tiên ti n AP Access Point m truy nh p ATIM Ad-hoc TIM TIM c a m ng Ad-hoc B BSS Basic Service Set p d ch v c s C CAM Continuous Aware Mode Ch nh n th c liên ti p CCMP Cipher Block Chainning Message B n tin chu i kh i mã hóa CFP Contension Free Periord Chu k không xung t CP Contension Periord Chu k xung t CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/ a truy nh p c m nh n sóng Collision Avoidance mang nh m tránh xung t D DCF Distributed Coordination Function Kh i ch c n ng DCF DSSS Directed Sequence Spread Spectrum Tr i ph chu i tr c ti p E EAPoL EAP over LAN EAP trong m ng LAN ESS Extended service sets p d ch v m r ng I IBSS Independent BSS BSS không ph thu c IEEE Institute of Electrical and Electronics Vi n các k s n nt Engineers M MAC Medium Access Control u khi n truy nh p môi tr ng MIMO Multiple Input Multiple Output Công ngh MIMO MPDU Message Protocol Data Units n v d li u giao th c b n tin MSDU MAC Service Data Units n v d li u d ch v MAC N NAV Network Allocation Vector Vector nh v m ng O OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo t n s Multiplexing tr c giao OSA Open System Authentication Xác th c h th ng m Nhóm 7 – l p D04VT1 iv
Simpo PDF Merge and tSplit Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Thu t ng vi t t P PCF Point Coordination Function Kh i ch c n ng PCF PMK Pair-wise Master Key Khóa PMK PSP Power Save Polling Th m dò ti t ki m n ng l ng PTK Pair-wise Transient Key Khóa PTK R RTS/CTS Request to Send/ Clear to Send Giao th c RTS/CTS S SDM Space Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo không gian SIFS Short Interframe Space Kho ng cách liên khung ng n SKA Shared Key Authentication Xác th c h th ng m SSID Service Set Identifier Nh n d ng t p d ch v STA Station A Máy tr m A T TIM Traffic Indication Map ch t h l u l ng W WEP Wired Equivalent Privacy t mã t ng ng h u tuy n WLAN Wireless LAN ng LAN không dây WPA Wifi Protected Access Công ngh mã hóa WPA c a Wifi Nhóm 7 – l p D04VT1 v
Simpo PDFng 1: Gi i thi u chung v IEEE 802.11n Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CH NG I: GI I THI U CHUNG V I EEE 802.11n áp l i nhu c u th tr ng ngày càng gia t ng v i vi c yêu c u th c hi n cao h n a WLAN, IEEE ã hình thành nhóm làm vi c 802.11n. Ph m vi làm vi c c a nhóm này là nh ngh a u ch nh l p v t lý và l p MAC chuy n giao m t giá tr nh nh t 100Mbps thông qua m t m truy nh p d ch v MAC (SAP). 802.11n s d ng m t quan m phát tri n ang s d ng t i các công ngh hi n h u. trong khi gi i thi u công ngh m i ó chúng cung c p hi u qu làm vi c s phát tri n th y c yêu c u c a vi c phát tri n nh ng ng d ng. S d ng l i nh ng công ngh quý báu nh OFDM, mã hóa s a l i t phía tr c, an xen và ánh x u bi n biên u ph ng ã c s a và gi a l i, giá c gi m xu ng và hoàn toàn t ng thích v i công ngh tr c ó. Có 3 khóa vùng c c n xem xét khi t ng a ch trong s ho t ng c a WLAN. u tiên là s c i t o trong công ngh vô tuy n ó là t ng t c truy n v t lý. Th 2 là ch m i qu n lý có hi u qu nh ng ki u th c hi n l p v t lý t ng c ng ph i c phát tri n. Th 3 là c i ti n trong hi u l c truy n d li u c n gi m b t c i thi n theo p v i s t ng trong t c truy n v t lý. N y sinh hi u hi u l c khác t nh ng ph n t tr c trong ó nó cung c p m t s a ng h th ng ch n l c và h t c d li u thô c c i. u này cho phép tiêu chu n cung c p s th c hi n m t ng c b n nh ng tham s có t t c các thi t b 802.11n, trong khi các công ty ch p nh n t ng c ng nh ng kh n ng ng d ng khác nhau và giá khác nhau. Ph n c ng c a WLAN không c n h tr các tùy ch n t ng h p v i chu n. Yêu c u u tiên s h tr m t s thi hành OFDM c phát tri n trên d a trên 802.11a/g s d ng t c mã l n nh t cao h n và nh p d i thông r ng h n. S thay i c i thi n cao nh t có th t ct c d li u thô có th t 54 t i 65 Mbps trong các tiêu chu n ã có. MIMO là công ngh nhi u u vào nhi u u ra c s d ng trong 802.11n phát tri n giao di n v t lý OFDM có s n ã c th c hi n trên 802.11a/g. s khai thác MIMO a ng v i m t công ngh ã bi t nh vi c gh p kênh phân chia không gian SDM. Truy n thông qua thi t b WLAN phân chia m t lu ng d li u thành nhi u ph n truy n trong nhi u dòng không gian.Vi c phân chia nh ng anten t ng ng các anten thu có th nh n c d li u.802.11n hi n th i cung c p t i 4 lu ng không gian c dù phù h p v i ph n c ng không c yêu c u th c hi n v i nhi u ng. Vi c t ng g p ôi s l ng lu ng không gian t m t t i 2 có hi u qu g p ôi trong vi c t ng t c d li u thô. T i ây có s cân b ng tuy nhiên, gi ng nh vi c t ng công su t tiêu th , và t i m t kho ng nh h n v giá. B n li t kê 802.11n bao g m m t ch ti t ki m công su t,gi m nh công su t tiêu th khi s d ng a ng ch nh ng Nhóm 7 – l p D04VT1 1
Simpo PDFng 1: Gi i thi u chung v IEEE 802.11n Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ng truy n thông có ích m i c th c hi n.H th ng ti t ki m công su t MIMO òi icm c ch ra trong 802.11n. Có 2 c tính c ch ra ma t p trung vào vi c c i thi n vi c th c hi n MIMO: (1) o chùm tia (2) phân t p là m t k thu t h i t tín hi u vô tuy n tr c ti p trên anten ích do ó làm t ng kh n ng s p x p và th c hi n b i vi c gi i h n giao thoa. Nhi u anten khai thác s phân t p b ng vi c k t h p nhi u u ra hay l a ch n m t t p con t t nh t trong m t s l n các anten. So v i yêu c u nh n c m t s lu ng không gian. 802.11n c ng h tr lên t i 4 anten. H th ng tùy ch n khác trong 802.11n có hi u qu cao g p ôi t c d li u b i vi c t ng g p ôi b ng t n c a WLAM|N t 20 t i 40 MHz. S cân b ng s c p m t vài kênh có s n ít h n m i thi t b khác nhau. Trong tr ng h p s d ng b n g 2.4Ghz, t i ó có ch cho 3 kênh 20Mhz không ch ng lên nhau. M t kênh 40Mhz không th có nhi u ch cho nh ng thi t b khác nhau k t n i ho c lan truy n gi ng nh trong không khí. u này có ngh a là thông minh h n. Vi c qu n lý ng ó là ch ra nh ng l i m b o r ng các tùy ch n c a kênh 40Mhz c c i thi n toàn b . S at ngc c a WLAN g n li n v i s cân b ng c a nh ng d i thông cao c a m s khách hàng v i nh ng nhu c u c a m t s khách hàng khác k t n i t i m ng. M t trong nh ng c tính quan tr ng nh t trong 802.11n c ch ra phát tri n vi c th c hi n ch tr n c g i là s h i t . T t h n là vi c g i i m t khung d li u n, các khách hàng c g p l i vào chung m t khung và truy n i. Vì v y s h i làm t ng hi u qu c a vi c khôi ph c % d li u ang c truy n trên m ng. 802.11n ch ra qúa trình phát tri n v i nh ng tiêu chu n tr c ó trong tr ng thái luôn b o m tính t ng thích v i h n 200 tri u thi t b wi-fi hi n th i (802.11b) ang c s d ng. M t m truy c p 802.11n s giao ti p v i m t trong nh ng thíêt b 802.11 trên b ng t n 5GHz c ng nh ph n c ng c a 802.11b/g ho t ng trên t n s 2.4Ghz. Ngòai kh n ng v n hành v i nhau, thi t b 802.11n c ng cung c p cho m n g kh n ng l n h n trong s pha tr n trên nh ng cái 802.11g ã xu t. B i vì nó ch a d i thông l n h n hi u, ph m vu h at ng t t h n, tin c y cao.802.11n có tác d ng trong r t nhi u c u hình m ng. và t ó n y sinh các ng d n g m tay c a m ng trong nhà, m t s gia t ng áng k c a s khách hàng s th y c 802.11n không ch là m t s nâng cao các ti n ích c a nó mà còn là m t nhu c u thi t u. M t vài y u t gây ra nh ng ng d ng mà ang u khi n nhu c u cho 802.11n ó là VoIP,load video nh c game l u tr g n li n tr c tíêp trên m ng Nhóm 7 – l p D04VT1 2
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CH NG II: GI I THI U PHÂN L P 802.11n MAC TRONG MÔ HÌNH OSI Phân l p MAC n m trong l p Liên k t d li u (Data Link) c a mô hình OSI. Phân p M AC xác nh cách th c truy n các khung d li u trên môi tr ng truy n d n b n g cách k t h p m t a ch v t lý cho m i thi t b , xác nh topo m ng và th m dò ng truy n. Hình 2.1: Mô hình OSI và ki n trúc phân l p MAC Ki n trúc phân l p M AC bao g m hai kh i ch c n ng: Kh i ch c n ng DCF (Distributed Coordination Function) và kh i ch c n ng PCF (Point Coordination Function). 2.1. Kh i c h c n ng DCF DCF là ph ng pháp truy nh p theo chu n 802.11 cho phép t t c các tr m trong t WLAN tranh ch p nhau nh m dành quy n truy nh p vào môi tr ng truy n d n không dây có tính ch t chia s nh s d ng giao th c CSMA/CA. Các mô hình m n g Nhóm 7 – l p D04VT1 3
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com BSS (Basic service sets – trong mô hình này ch có duy nh t m t AP và các máy tr m), ESS (Extended service sets – ây là mô hình m r ng c a BSS cho phép có nhi u AP và các máy tr m), IBSS (Independent basic service sets – mô hình này không có AP mà ch có các máy tr m k t n i tr c ti p v i nhau) u có th s d ng c ch DCF. Các AP trong nh ng mô hình này ho t ng t ng t nh hub trong 802.3 truy n d li u. 2.2. Kh i c h c n ng PCF PCF là m t ch truy n d n cho phép truy n các khung không xung t trong ng WLAN b ng cách s d ng thu t toán th m dò. u m c a PCF là m b o c m t kho ng th i gian tr xác nh vì v y các ng d ng yêu c u v QoS (ví d nh các ng d ng tho i hay truy n hình th i gian th c,…) có th s d ng trên n n ch truy n d n này.Khi s d ng PCF, AP s m nhi m ch c n ng th c hi n thu t toán th m dò do ó các m ng ad hoc (m ng không có AP) không th s d ng ch này. PCF ph i c s d ng k t h p v i DCF. 2.3. Giao th c, thu t toán và ho t ng 2.3.1. Giao th c CSMA/CA th c hi n quá trình truy n thông trong m ng c n ph i có m t t p các th t c và cách th c nh m m b o quá trình truy nh p vào môi tr ng truy n d n t hi u qu cao. Giao th c c s d ng r ng rãi trong m ng WLAN ngày nay là CSMA/CA. Khi m t tr m xác nh r ng không có b t kì m t tr m nào khác ang truy n d n thì nó s ch n m t giá tr th i gian ch ng u nhiên.Tr m này sau ó s i thêm m t kho ng th i gian n a d a vào giá tr th i gian ch mà nó ã ch n, tr c khi b t u truy n d li u. Trong su t kho ng th i gian này nó v n s ti p t c giám sát ch c ch n r ng không có tr m nào khác b t u truy n d li u. B i vì môi tr ng truy n d n vô tuy n là môi tr ng bán song công nên c n m b o t i m t th i m ch có m t thi t b truy n tín hi u trên môi tr ng. CSMA/CA là giao th c nh m m b o u ó. Tuy nhiên th c t xung t v n x y ra khi hai thi t b cùng truy n d n t i cùng m t th i m. CSMA/CA th c hi n nhi u bi n pháp ki m tra và cân b ng nh m gi m thi u t i a s xung t. Ch c n ng c m nh n sóng mang xác nh môi tr ng truy n d n b n hay r i, bao m c m nh n v t lý nh các m ch n t ki m tra v c ng và t n s sóng ph n i nh n ra s xung t hay c m nh n logic nh vào vi c s d ng giao th c RTS/CTS , tr ng NAV, báo nh n ACK. Ch c n ng a truy nh p nh m m b o t t c Nhóm 7 – l p D04VT1 4
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com các tr m trong m ng WLAN u có c h i ngang nhau trong vi c tranh ch p s d n g môi tr ng. Ch c n ng tránh s xung t nh m m b o t i m t th i m ch có duy nh t m t thi t b c quy n truy n d li u tránh t i a s xung t nh s d ng thu t toán th i gian ch i ng u nhiên. 2.3.2. Giao th c RTS/CTS d ng giao th c RTS/CTS nh m th c hi n ch c n ng c m nh n sóng mang logic. m nh n sóng mang logic làm vi c b ng cách s d ng m t tr ng g i là NAV (Network Allocation Vector) ho t ng nh m t b nh gi trên m i máy tr m. Khi m t tr m mu n truy n d li u, nó ph i g i m t khung RTS d i d n g broadcast, khung này ch a tr ng NAV thi t l p trên t t c các tr m nghe c nó m t kho ng th i gian c n thi t tr m này có th hoàn thành quá trình truy n d li u c a mình c ng thêm th i gian nh n khung ACK tr l i t tr m thu. Tr m thu sau khi nh n c khung RTS s i h t m t SIFS và g i tr l i tr m phát b ng khung CTS c ng i d ng broadcast, các tr m còn l i nghe c khung CTS này s c p nh t l i kho ng th i gian NAV c a mình. Tr m phát nh n c khung CTS t tr m thu, i h t m t SIFS và b t u truy n d li u. Sau khi nh n c khung d li u, tr m thu i h t m t SIFS s g i tr l i v tr m phát b n tin ACK báo r ng mình ã nh n d li u. Lúc này kho ng th i gian NAV các tr m khác v a h t hi u l c và t t c các tr m l i ti p c tham gia vào quá trình tranh ch p m i dành quy n chi m d ng môi tr ng truy n thông. Hình 2.2 : Ho t ng c a giao th c RTS/CTS Nhóm 7 – l p D04VT1 5
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nh c m c a giao th c RTS/CTS là chi m d ng b ng thông truy n d n do truy n các b n tin trao i RTS, CTS d i d ng broadcast. Vì lí do này, m c nh giao th c RTS/CTS không c phép ho t ng, ch trong m t s tr ng h p c n thi t giao th c này m i c b t lên. Khi môi tr ng truy n d n trong m ng WLAN x y ra quá nhi u xung t làm gi m b ng thông xu ng m c b t th ng (th ng là h u qu c a hi n ng hidden node) thì RTS/CTS s c s d ng. Hình 2.3: Ho t ng c a RTS/CTS gi a m t máy tr m không dây và m t máy tr m có dây Nhóm 7 – l p D04VT1 6
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 2.4: Ho t ng c a RTS/CTS gi a hai máy tr m không dây khác bi t gi a hai ho t ng hình 3 và hình 4 là hình 3 thay vì máy tr m c nh tr l i b n tin RTS thì AP s ng ra tr l i thay. 2.3.3. Thu t toán th i gian ch ng u nhiên Sau khi máy tr m th c hi n các b c c m nh n sóng mang theo các ph ng pháp logic và v t lý, phát hi n th y môi tr ng r i và giá tr NAV = 0 thì nó b t u quá trình tranh ch p môi tr ng trong m t kho ng th i gian c g i là m t c a s tranh ch p. t u kho ng th i gian này nó ch n m t giá tr th i gian ch ng u nhiên. Giá tr này c ch n m t cách ng u nhiên trong d i t 0 n giá tr c a s tranh ch p kh i t o. Giá tr c a s tranh ch p kh i t o khác nhau tùy thu c vào k thu t tr i ph , ví d DSSS là 31 khe th i gian hay FHSS là 15 khe th i gian.C ng c n l u ý giá tr m i khe th i gian i v i FHSS b ng 50µs còn DSSS b ng 20µs. Sau khi ch n c m t giá tr th i gian ch , nó b t u quá trình m ng c, sau m i khe th i gian giá tr th i gian ch này s gi m i m t n v . Trong su t quá trình này, máy tr m liên t c th c hi n m nh n sóng mang c m i khe th i gian. N u phát hi n môi tr ng chuy n sang tr ng thái b n hay giá tr NAV c thi t l p thì quá trình m lùi này s d ng và máy tr m s quay tr l i giai n c m nh n sóng mang. N u n khi giá tr th i gian ch c m lùi v 0 mà v n không có s thay i tr ng thái môi tr ng thì máy tr m b t u truy n d n. N u sau khi truy n d n mà máy tr m không nh n c b n tin ACK tr i t tr m thu thì máy tr m này coi nh môi tr ng ang x y ra xung t. Giá tr c a a s tranh ch p trong l n ti p sau s t ng theo công th c Tn=2*Tn-1+1. Giá tr l n nh t c a c a s tranh ch p là 1023 khe th i gian. Nhóm 7 – l p D04VT1 7
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 2.5: L c ho t ng c a m t máy tr m trong ch DCF 2.3.4. Quá trình truy n thông trong ch PCF Mô hình m ng ho t ng theo ch này ph i th a mãn các yêu c u sau: 1. AP ph i c c u hình th c hi n ch c n ng th m dò. 2. Các máy tr m không dây ph i c c u hình sao cho AP nh n ra r ng chúng có kh n ng th m dò c. Nhóm 7 – l p D04VT1 8
Simpo PDFng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Ch Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Quá trình truy n thông c th c hi n nh s au: 1. t u chu k CFP, AP g i các khung beacon (khung qu n lý bao g m các thông tin ng b , các tham s c n thi t cho quá trình truy n thông) d i d n g broadcast. 2. Trong su t chu k CFP, AP th ng xuyên phát các tín hi u th m dò xem có máy tr m nào c n g i d li u không. 3. u m t máy tr m c n g i d li u nó s g i m t khung tr l i v AP. Ng c l i u máy tr m không c n g i d li u thì nó s g i m t khung r ng v AP hay n gi n là l i, không tr l i. 4. Khi chu k CFP k t thúc, AP g i khung CF-End t i các máy tr m thông báo t thúc chu k CFP và AP d ng quá trình th m dò. Chu k CP b t u, t t c các máy tr m và AP chuy n sang ho t ng ch DCF. 5. t thúc chu k CP, m t chu trình m i l i b t u. Nhóm 7 – l p D04VT1 9
Simpo PDFng 3: Ch c n ngUnregistered Version - http://www.simpopdf.com Ch Merge and Split phân l p 802.11n MAC CH NG III: CH C N NG PHÂN L P 802.11n MAC 3.1. Các ch c n ng k th a t các chu n tr c 3.1.1. Ch c n ng quét tìm thi t b t máy tr m mu n k t n i t i AP thì u u tiên nó ph i phát hi n c AP. Ph ng pháp mà máy tr m dùng phát hi n AP có th là ph ng pháp quét ch ng hay quét b ng. M t máy tr m có th l ng nghe AP (quét b ng) hay tìm ki m AP (quét ch ng). 3.1.1.1. Quét b ng Dùng ph ng pháp này máy tr m s l ng nghe các khung beacon phát ra t AP mà có ch a tr ng SSID (Service Set Identifier – m t chu i s g m 2-32 kí t c dùng nh n d ng m ng WLAN) gi ng v i SSID c c u hình t tr c trên máy tr m. Trong tr ng h p máy tr m nghe th y nhi u khung beacon t các AP khác nhau mà có cùng giá tr tr ng SSID gi ng v i mình thì máy tr m s xác nh AP nào có ch t l n g tín hi u t t nh t nó s th k t n i n AP ó. Ph ng pháp quét b ng không cs ng trong m ng ad hoc vì trong m ng này không có s tham gia c a AP. Hình 3.1: Ph ng pháp quét b ng Nhóm 7 – l p D04VT1 10
Simpo PDFng 3: Ch c n ngUnregistered Version - http://www.simpopdf.com Ch Merge and Split phân l p 802.11n MAC 3.1.1.2. Quét ch ng Trong ph ng pháp này, máy tr m s ch ng phát i các khung probe request, các khung này có th ch a m t giá tr SSID c a m ng mà máy tr m c n k t n i t i ho c b t kì m ng nào. Tr ng h p máy tr m mu n k t n i t i b t k m ng nào thì trong khung probe request tr ng SSID s c thi t l p là null. T t c các AP nghe c khung probe request này n u nh n th y giá tr tr ng SSID phù h p mà nó h tr thì AP s tr i b ng cách g i tr l i máy tr m b ng m t khung probe response. Khung probe response ch a t t c nh ng thông tin c n thi t cung c p cho máy tr m th c h i n k t i t i AP tham gia vào BSS. u m t khung probe request ch a giá tr tr ng SSID b ng null thì t t c các AP nghe c khung này s g i tr l i m t khung probe response. Vì lí do b o m t, thông th ng AP c c u hình l i các khung probe request lo i này. u này giúp ng n ch n nh ng ng i s d ng không c c p quy n truy nh p vào m ng, tuy nhiên ây ch là m t bi n pháp b o m t s ng ch y u ch c dùng làm gi m các k t n i không mong mu n vô tình tham gia vào m ng không nh m m c ích phá ho i. Hình 3.2: Quét ch ng 3.1.2. Ch c n ng xác th c Xác th c là b c u tiên trong hai b c c n th c hi n k t n i vào m ng. Quá trình xác th c v th c ch t là quá trình k t n i v t lý gi a máy tr m và AP hay các máy Nhóm 7 – l p D04VT1 11
Simpo PDFng 3: Ch c n ngUnregistered Version - http://www.simpopdf.com Ch Merge and Split phân l p 802.11n MAC tr m khác (m ng ad hoc). Có hai ph ng pháp xác th c c s d ng trong m ng WLAN g m: Xác th c h th ng m (OSA – Open System Authentication) và Xác th c khóa chia s (SKA – Shared Key Authentication). 3.1.2.1. Xác th c h th ng m (OSA) Xác th c OSA là m t ph ng pháp xác th c r ng và m c nh c cài t trong các thi t b WLAN. Xác th c r ng ngh a là m t máy tr m có th k t h p v i b t kì AP nào c ng s d ng xác th c OSA mi n là có cùng SSID. Quá trình xác th c OSA di n ra nh sau: 1. Máy tr m g i m t khung yêu c u xác th c n AP. 2. AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 3. AP g i khung xác th c v phía máy tr m kh ng nh quá trình xác th c h p . 4. Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. Quá trình xác th c k t thúc. Hình 3.3: Quá trình xác th c OSA WEP có th c dùng cùng v i xác th c OSA. Tuy nhiên WEP ch c dùng mã hóa các d li u l p trên sau khi quá trình xác th c và k t h p ã hoàn thành. Chính i vì s n gi n c a mình mà xác th c OSA th ng c s d ng cùng v i m t vài ph ng pháp b o m t tiên ti n h n nh WPA, 802.1X/EAP cho các m ng yêu c u c n có môi tr ng b o m t. 3.1.2.2. Xác th c khóa chia s (SKA) Nhóm 7 – l p D04VT1 12
Simpo PDFng 3: Ch c n ngUnregistered Version - http://www.simpopdf.com Ch Merge and Split phân l p 802.11n MAC Xác th c SKA s d ng WEP xác th c các máy tr m và yêu c u các khóa WEP nh ph i c c u hình trên c máy tr m và AP. Quá trình xác th c SKA di n ra nh sau: 1. Máy tr m g i khung yêu c u xác th c n AP. 2. AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 3. AP g i ti p m t khung xác th c th 2 trong ó có ch a m t n b n tin 128 octet d i d ng không mã hóa. 4. Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 5. Máy tr m dùng khóa WEP c a mình th c hi n mã hóa n b n tin 128 octet nh n c t AP sau ó g i n b n tin ã c mã hóa vào trong khung xác th c th 3 tr l i v AP. 6. AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 7. AP th c hi n gi i mã n b n tin mã hóa nh n c t máy tr m. N u nb n tin sau khi gi i mã phù h p v i n b n tin 128 octet kh i t o thì AP g i khung xác th c cu i cùng v phía máy tr m kh ng nh quá trình xác th c h p l . Trong tr ng h p không th y s phù h p, AP g i khung xác th c ch ra r ng khóa WEP không h p l , quá trình xác th c không thành công. 8. Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. Quá trình xác th c k t thúc. Hình 3.4: Quá trình xác th c SKA Nhóm 7 – l p D04VT1 13
Simpo PDFng 3: Ch c n ngUnregistered Version - http://www.simpopdf.com Ch Merge and Split phân l p 802.11n MAC Xác th c SKA b o m t kém h n xác th c OSA. Trong quá trình xác th c SKA, khóa WEP c dùng mã hóa n b n tin 128 octet. N u m t ng i mu n xâm nh p vào m ng trái phép, ng i ó có th s d ng thi t b nghe tr m b t và phân tích các khung xác th c trao i gi a máy tr m và AP tìm ra khóa WEP c dùng, sau ó s d ng chính khóa này k t n i vào m ng. 3.1.3. Quá trình k t h p M t khi client ã c xác th c thì nó s th c hi n k t n i v i AP. c k t h p là tr ng thái trong ó client ã c cho phép truy n d li u thông qua AP. N u PC card ab n ã c k t h p v i m t AP, thì có ngh a là b n ã k t n i v i AP ó và c n g là v i m ng không dây. Ti n trình tr nên ck th p c mô t nh sau: Khi m t client mu n k t n i vào m ng, client ó s g i m t Khung yêu c u xác th c n AP và nh n tr l i m t khung tr l i xác th c. Sau khi quá trình xác th c ã c hoàn thành, máy tr m s g i t khung yêu c u k t h p n AP và AP s tr l i l i cho client m t khung tr l i k t p trong ó cho phép ho c không cho phép k t h p. Toàn b ti n trình k t h p bao g m 3 tr ng thái khác nhau + Không c xác th c và không ck th p +ã c xác th c và không ck th p +ã c xác th c và ck th p Không c xác th c và không ck th p Trong tr ng thái kh i u này, các node không dây hoàn toàn ch a k t n i v i m n g và không th truy n d li u qua AP. AP l u gi m t b ng các tr ng thái k t n i c a client c g i là b n g K t h p. u quan tr ng c n chú ý là các nhà s n xu t khác nhau s c p n các tr ng thái Không c xác th c và không c k t h p trong AP c a h m t cách khác nhau. B ng này s a ra tr ng thái “không c xác th c” cho b t k client nào ch a hoàn thành ti n trình xác th c ho c quá trình xác th c b l i. ã c xác th c và không ck th p Trong tr ng thái th 2 này, các client không dây ã v t qua quá trình xác th c thành công, nh ng v n ch a th t s k t h p v i AP. Trong tr ng thái này thi client v n Nhóm 7 – l p D04VT1 14