Triển khai, thực hiện một WLAN

Chia sẻ: Thanh Cong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

261
lượt xem 120
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Triển khai, thực hiện một WLAN WLAN là một hệ thống truyền thông dữ liệu mở để truy nhập vô tuyến đến mạng Internet và các mạng Intetranet. Nó cũng cho phép kết nối LAN tới LAN trong một toà nhà hoặc một khu tập thể, hoặc một khu trường đại học... Triển khai mạng WLAN bao gồm triển khai các thành phần WLAN, các cấu trúc giao thức, v.v... 1. Giới thiệu Trong bối cảnh toàn cầu hoá, sự bùng nổ nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao và nhu cầu đa dạng hoá các loại hình dịch vụ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Triển khai, thực hiện một WLAN

Triển khai, thực hiện một WLAN
WLAN là một hệ thống truyền thông dữ liệu mở để truy nhập vô tuyến đến mạng Internet và các mạng Intetranet. Nó cũng cho phép kết nối LAN tới LAN trong một toà nhà hoặc một khu tập thể, hoặc một khu trường đại học... Triển khai mạng WLAN bao gồm triển khai các thành phần WLAN, các cấu trúc giao thức, v.v... 1. Giới thiệu Trong bối cảnh toàn cầu hoá, sự bùng nổ nhu cầu truyền số liệu tốc độ cao và nhu cầu đa dạng hoá các loại hình dịch vụ cung cấp như truy nhập Internet, thư điện tử, thương mại điện tử, truyền file,... đã thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp mạng cục bộ vô tuyến (WLAN). Mục đích của WLAN nhằm cung cấp thêm một phương án lựa chọn cho khách hàng bên cạch các giải pháp như xDSL, Ethernet, GPRS, 3G,... WLAN là một phần của giải pháp vǎn phòng di động, cho phép người sử dụng kết nối mạng LAN từ các khu vực công cộng như khách sạn, sân bay và thậm chí có thể ngay cả trên các phương tiện vận tải. Tại Việt Nam WLAN đã được triển khai ứng dụng lần đầu tiên tại khách sạn Horison trong khuôn khổ dự án "Lướt sóng Internet tại Hà nội" với sự hợp tác của các công ty như: công ty VDC, Cisco System, Pertlink. Ngoài ra Công ty Công nghệ thông tin Hà nội (HanoiCTT) cũng đã chính thức triển khai công nghệ này trong đào tạo trực tuyến. Các máy tính xách tay được kết nối với nhau thông qua card mạng và thiết bị truy nhập Cisco Aironet 350 với tốc độ từ 1 đến 11 Mbit/s. Công nghệ này cho phép người sử dụng có thể sử dụng Internet với tốc độ lớn hơn rất nhiều so với phương thức truy nhập gián tiếp truyền thống. WLAN là một hệ thống truyền thông dữ liệu mở để truy nhập vô tuyến đến mạng Internet và các mạng Intetranet. Nó cũng cho phép kết nối LAN tới LAN trong một toà nhà hoặc một khu tập thể, hoặc một khu trường đại học... Một hệ thống WLAN có thể được tích hợp với mạng vô tuyến diện rộng. Tốc độ bit đạt được trong WLAN cần phải được hỗ trợ truyền dẫn thích hợp từ mạng đường trục. Tiêu chuẩn chính của WLAN hiện nay là
IEEE 802.11b còn IEEE 802.11a dành cho tốc độ bit cao hơn. HiperLAN2 được dự định gộp cả tiêu chuẩn IEEE 802.11a và hoạt động trên dải tần 5 GHz. Tiêu chuẩn này sẽ trở thành chủ đạo trên thị trường vào những nǎm 2003, 2004. Triển khai mạng WLAN bao gồm triển khai các thành phần WLAN, các cấu trúc giao thức, các dạng mô hình WLAN, các vấn đề về sử dụng WLAN cũng như các phương pháp có thể nâng cao chất lượng thực hiện WLAN. 2.Các thành phần WLAN Các thành phần WLAN bao gồm các card giao diện mạng vô tuyến, các điểm truy nhập và các cầu vô tuyến từ xa. 2.1 Các card giao diện mạng vô tuyến Các card giao diện mạng vô tuyến không khác nhiều so với các card biến đổi thích ứng được sử dụng trong mạng LAN hữu tuyến. Giống như các card biến đổi thích ứng card giao diện mạng vô tuyến trao đổi thông tin với hệ thống điều hành mạng thông qua một bộ điều khiển chuyên dụng, như vậy cho phép các ứng dụng sử dụng mạng vô tuyến để truyền dữ liệu. Tuy nhiên khác với các card biến đổi thích ứng các card này không cần bất kỳ dây cáp nào nối chúng tới mạng và cho phép đặt lại vị trí các nút mạng mà không cần thay đổi cáp mạng hoặc thay đổi các kết nối tới các hub. 2.2 Các điểm truy nhập vô tuyến Các điểm truy nhập tạo ra các vùng phủ sóng, các vùng này nối các nút di động tới cơ sở hạ tầng LAN 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 vùng phủ sóng nên các WLAN rất ổn định và các điểm truy nhập bổ xung có thể triển khai trong cả một toà nhà hay một khu trường đại học để tạo ra các vùng truy nhập vô tuyến rộng lớn. Các điểm truy nhập này không chỉ cung cấp trao đổi thông tin với các mạng nối dây mà còn lọc lưu lượng và thực hiện các chức nǎng cầu nối tiêu chuẩn. Do bǎng thông ghép đôi không đối xứng giữa thông tin vô tuyến và hữu tuyến nên cần một điểm truy nhập có bộ đệm thích hợp và các tài nguyên của bộ nhớ. Các 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 nút di động hoạt động 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. Một điểm truy nhập không cần điều khiển truy nhập từ nhiều nút di động (có nghĩa 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 có nhiều thuận lợi. Các lựa chọn giao diện mạng hữu tuyến chung tới điểm truy nhập gồm có 10Base2, 10BaseT, modem cáp và modem ADSL, ISDN. 2.3 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. Tuỳ theo khoảng cách và vùng hoạt động mà có thể cần tới các ǎng ten ngoài. Các cầu này được thiết kế để kết nối các mạng với nhau, đặc biệt trong các toà nhà và xa hàng chục ki lô mét. Chúng cung cấp một lựa 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 hữu tuyến truyền thống khó thực hiện trong thực tế (ví dụ qua các sông, vướng địa hình, các khu vực riêng, đường cao tốc). 3. Cấu trúc giao thức WLAN WLAN khác với mạng hữu tuyến truyền thống chủ yếu ở lớp vật lý và ở lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC) của mô hình tham chiếu liên kết hệ thống mở (OSI). Những phần khác nhau này đưa ra hai phương thức tiếp cận trong cung cấp điểm giao diện vật lý cho các WLAN. Nếu điểm giao diện vật lý là ở lớp điều khiển kênh logic (LLC) thì phương pháp tiếp cận này đòi hỏi các bộ điều khiển của khách hàng phải cung cấp phần mềm mức cao hơn như là hệ điều hành mạng. Một giao diện như vậy cho phép các nút di động trao đổi thông tin trực tiếp với nhau thông qua các card giao diện mạng vô tuyến. Điểm giao diện logic khác là ở lớp MAC và thường áp dụng điểm truy nhập. Vì vậy các điểm truy nhập thực hiện cầu nối
và không thực hiện định tuyến. Mặc dù giao diện MAC yêu cầu một kết nối hữu tuyến nhưng nó cho phép bất kỳ hệ điều hành mạng nào hoặc bộ điều khiển bất kỳ làm việc với WLAN. Một giao diện như vậy cho phép một LAN hữu tuyến đang có mở rộng dễ dàng nhờ cung cấp truy nhập cho thiết bị mạng vô tuyến mới. Cấu trúc giao thức của các giao diện mạng WLAN điển hình được chỉ ra trong hình 1. Các lớp thấp hơn của card giao diện vô tuyến thường được thực hiện bởi phần sụn "Firmware" và chạy trên các bộ xử lý nhúng. Các lớp cao hơn của ngǎn xếp giao thức mạng do hệ điều hành và các chương trình ứng dụng cung cấp. Một bộ điều khiển mạng cho phép hệ điều hành trao đổi thông tin với phần firmware lớp thấp hơn được nhúng trong card giao diện mạng vô tuyến. Ngoài ra nó thực hiện các chức nǎng LLC tiêu chuẩn. Đối với hệ điều hành Windows bộ điều khiển thường tuân thủ một số phiên bản của chỉ tiêu kỹ thuật bộ điều khiển mạng (NDIS). Các bộ điều khiển dựa trên Unix, Linux và Apple Powerbook cũng có thể sử dụng được. Hình 1. Cấu trúc giao thức của các thành phần WLAN 4. Các cấu hình WLAN WLAN thường có hai kiểu cấu hình mạng. Đó là cấu hình độc lập hay cấu hình cơ sở như mô tả trong hình 2. Cấu hình độc lập 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. Các cấu hình như vậy là lý tưởng trong các hội nghị thương mại hoặc trong thiết lập các nhóm làm việc tạm thời. Tuy nhiên chúng có thể có những nhược điểm về vùng phủ sóng bị giới hạn. Một điểm truy nhập có thể mở rộng khoảng cách giữa hai WLAN độc lập khi nó hoạt động như một bộ lặp làm tǎng 2 lần cự ly giữa các nút di động. Hình 2. Cấu hình WLAN Các WLAN cơ sở cho phép các nút di động được nối vào mạng hữu tuyến (hình 2b). Chuyển dịch từ thông tin vô tuyến sang thông tin hữu tuyến thông qua một điểm truy nhập. Việc thiết kế WLAN có thể tương đối đơn giản nếu như thông tin về mạng và việc quản
lý nó 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 một giao thức đa truy nhập tập trung không cho phép một nút truyền trực tiếp tới nút khác và nằm trong cùng vùng với điểm truy nhập (hình 2b). Trong trường hợp này mỗi gói sẽ phải được phát đi 2 lần (từ nút 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 tǎng trễ truyền dẫn. Ngoài ra một điểm truy nhập nằm ở vị trí mang tính chiến lược có thể giảm tối thiểu được công suất phát và giải quyết được các vấn đề của nút ẩn (hidden node) 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 có thể trao đổi trực tiếp với nhau (hình 3). Tuy nhiên một số WLAN cơ sở yêu cầu chỉ truyền gói tới điểm truy nhập ngay cả khi CSMA được sử dụng. Sau đó điểm truy nhập sẽ chuyển tiếp các gói tới đúng địa chỉ đích. 5. Các vấn đề liên quan khi sử dụng WLAN Đó là các vấn đề về nút ẩn, theo dõi công suất, các nguồn nhiễu vô tuyến và các cản trở truyền lan tín hiệu. Hầu hết các vấn đề này gắn liền với các LAN vô tuyến. 5.1 Nút ẩn Một khó khǎn do sự dao động lớn của công suất tín hiệu trong WLAN là sự tồn tại các nút ẩn (không có vị trí) mà một số nút này nằm trong vùng các bộ thu nhưng không phát. Ví dụ trong hình 3a các nút A và C nằm trong khoảng thu của nút B. Nhưng nút A và C không nằm trong khoảng làm việc của nhau. Nếu các nút A và C cùng đồng thời phát đến nút B thì nút B sẽ chịu một xung đột và sẽ không thể nhận được bất kỳ một truyền dẫn nào. Cả hai A và C sẽ không biết về va chạm này. Cảm ứng sóng mang được đáp lại không hiệu quả trong tình huống nút ẩn này vì một nút nguồn ngǎn chặn các nút khác trong vùng lân cận của nó
nhiều hơn là trong vùng của nút đích. Do đó làm giảm chất lượng của các giao thức cảm ứng sóng mang bởi vì khoảng thời gian của các va chạm không được bảo vệ kéo dài toàn bộ độ dài gói dữ liệu. Với cảm ứng sóng mang thông thường giai đoạn không được bảo vệ ngắn hơn rất nhiều, thông thường trong khoảng một vài bit đầu tiên của gói dữ liệu. Các nút ẩn sẽ không phải là vấn đề trở ngại nếu như các vùng phủ sóng vô tuyến được cách ly tốt. Bởi vì các va chạm thường ít xảy ra trong các hệ thống trải phổ hơn là trong hệ thống bǎng hẹp nên sự tồn tại các nút ẩn không thể gây ra nhiều trở ngại cho các WLAN DSSS và FHSS. Ngược lại các nút ẩn có thể có lợi cho cả hai hệ thống vì khi không sử dụng cảm ứng sóng mang truyền dẫn đa gói bằng các phiên bản dịch thời gian khác nhau của một mã giả nhiễu hoặc nhảy tần có thể được sử dụng. Hình 3. Nút ẩn trong WLAN Trong hình 3b chỉ ra các va chạm nút ẩn có thể xảy ra như thế nào trong WLAN cơ sở. Trong trường hợp này điểm truy nhập chịu một va chạm do chồng lấn truyền dẫn từ 2 nút D và E. Một vấn đề lớn ở đây là nút D và E không thể trao đổi thông tin khi điểm truy nhập không định cấu hình như là một bộ lặp để chuyển tiếp truyền dẫn các gói thông tin giữa các nút trong vùng phủ sóng. Một giao thức đa truy nhập tập trung (do điểm truy nhập điều phối) giải quyết được vấn đề nút ẩn cho các LAN cơ sở. Các nút không thể phát đi nếu điểm truy nhập không đưa ra các lệnh cho phép rõ ràng. Tuy nhiên một va chạm giao thức vẫn có thể xảy ra khi 2 điểm truy nhập lân cận phát đồng thời tới một nút trong vùng chồng lấn. Tình huống này có thể được giảm xuống nếu như các điểm truy nhập lân cận điều phối truyền dẫn thông qua mạng hữu tuyến hay hoạt động thông qua các kênh tần số không chống lấn. 5.2 Theo dõi công suất Do các thay đổi lớn về suy giảm tín hiệu nên cần có khả nǎng theo dõi công suất. Khả nǎng này cho phép bộ thu vô tuyến tách thành công các tín hiệu có cường độ lớn hơn ngay cả khi có nhiều
nút phát cùng một thời gian. Đó là do các bộ thu có thể dò bám theo tín hiệu mạnh nhất nếu như công suất của tín hiệu mạnh nhất tiếp theo giảm xuống 1,5 đến 3 dB. Khoảng cách là một yếu tố chính quyết định công suất tín hiệu nhận được. Giả thuyết hai nút A và C đang thử trao đổi thông tin với nút B. Cả hai nút nằm trong khoảng phủ sóng của nút B. Tuy nhiên vì nút A gần nút B hơn nên tín hiệu thu được từ nút A có thể lớn hơn rất nhiều so với công suất tín hiệu thu được từ nút C nếu như cả 2 nút cùng phát chồng lấn. Do vậy làm tǎng thêm vấn đề về cân bằng bởi vì nút xa nhất luôn luôn bị đối xử phân biệt và có khả nǎng nút C không bao giờ có thể trao đổi thông tin với nút B. Nói cách khác hiệu quả của theo dõi có thể giúp cho giảm xác suất xung đột (bao gồm cả các va chạm nút ẩn) và nhờ vậy tǎng được chất lượng mạng của WLAN. Trong các hệ thống trải phổ, quá trình theo dõi giúp cho bộ thu giải mã thành công một gói với mã giả ngẫu nhiên hoặc mẫu nhảy tần cho dù có nhiều tín hiệu chồng lấn đồng thời với cùng mã hoặc cũng mẫu nhảy tần. Nói chung theo dõi công suất không xảy ra trong các hệ thống FHSS nếu có nhiều nút phát không sử dụng chung một mã nhảy tần và các kênh tần số không được đồng bộ đồng thời. Tuy nhiên hầu hết các WLAN hoạt động với một mã nhảy tần chung và các kênh tần số được đồng bộ. Đối với hệ thống DSSS CDMA điều khiển công suất trở nên cấp thiết hơn vì truyền dẫn nhiều người dùng thường chống lấn. Tiêu chuẩn IEEE 802.11 bắt buộc sử dụng điều khiển công suất đối với cả hai truyền dẫn DSSS và FHSS với mức công suất nhỏ hơn 100 mW. Mặc dù điều khiển như vậy cho phép sử dụng nguồn hiệu quả nhưng khó có thể duy trì được trong môi trường fading và di động cao. 5.3 Các nguồn nhiễu vô tuyến Đối với các WLAN hoạt động ở bǎng tần vô tuyến 2,4 GHz các lò vi sóng có thể là một nguồn nhiễu quan trọng. Các lò vi sóng công suất lên tới 750W với 150 xung trên giây và có bán kính bức xạ hoạt động khoảng 10 m. Như vậy
đối với tốc độ dữ liệu 2 Mbit/s độ dài gói lớn nhất phải nhỏ hơn 20.000 bit hoặc 2.500 octet. Bức xạ phát ra quét từ 2,4 GHz đến 2,45 GHz và giữ ổn định theo chu kỳ ngắn ở tần số 2,45 GHz. Cho dù các khối bị chắn thì phần lớn nǎng lượng vẫn có thể gây nhiễu tới truyền dẫn WLAN. Các nguồn nhiễu khác trong bǎng tần 2,4 GHz gồm máy photocopy, các thiết bị chống trộm, các mô tơ thang máy và các thiết bị y tế. 5.4 Các vật cản lan truyền tín hiệu Đối với các tín hiệu vô tuyến, các tín hiệu có thể truyền được bao xa phụ thuộc rất nhiều vào các vật liệu xây dựng của tường, vách ngǎn và các vật thể khác (bảng 1). Bảng 1. Các vật cản truyền lan vô tuyến và các ảnh hưởng của chúng 6. Các phương pháp nâng cao chất lượng WLAN Phần này sẽ điểm qua một số phương pháp để nâng cao chất lượng WLAN. Đặc biệt đề cập tới các kỹ thuật như tǎng dung lượng mạng bằng các kênh đa tần số, mở rộng vùng phủ sóng bằng giảm tốc độ dữ liệu, lọc lưu lượng dư thừa, cung cấp khả nǎng di động thông qua chuyển vùng, cải thiện tắc nghẽn mạng nhờ cân bằng tải và bảo đảm an toàn truy nhập mạng. 6.1 Xây dựng cấu hình đa kênh Hình 4. Hoạt động đa kênh Các cấu hình đa kênh có thể chứng tỏ rất hữu hiệu trong các môi trường có tập trung các nút vô tuyến cao hoạt động trong cùng một vùng phụ cận. Nếu một vùng phủ sóng nào đó của WLAN có nhiều nút hơn và cần bǎng thông bổ sung thì một điểm truy nhập thứ hai hoạt động ở tần số khác sẽ được thêm vào, nhờ vậy sẽ gấp đôi được bǎng thông khả dụng. Hoạt động đa kênh cũng cho phép các điểm truy nhập phục vụ nút có nhu cầu tốc độ cao và chỉ có thể áp dụng cho các LAN vô tuyến. Nhờ xây dựng cấu hình các điểm truy nhập khác nhau với các kênh tần số khác nhau mà các truyền dẫn trong 1 vùng phủ sóng vô tuyến được cách ly với nhau. Như vậy sẽ giảm được nhiễu qua lại và tần suất trì hoãn thông tin của các nút. Đối với một hệ thống dùng một kênh duy nhất các nút trong vùng bóng (hình 4) phân chia môi trường chung. Có nghĩa nếu một nút trong
vùng phát thì tất cả các nút khác bị trì hoãn lại. Nhờ ấn định mỗi điểm truy nhập một kênh khác nhau nên tắc nghẽn trong vùng được giảm xuống do dàn tải lưu lượng ra cho 2 điểm truy nhập. Các mạng độc lập không hỗ trợ hoạt động đa kênh. Hoạt động đa kênh cũng có thể được áp dụng cho cầu vô tuyến (hình 5). Khi một kênh tần số khác được dùng cho cầu thì nó sẽ không gây nhiễu lên hoạt động của điểm truy nhập thông thường. Nhờ vậy cho phép mở rộng khoảng cách mà không cần đường trục hữu tuyến. Một số WLAN cần một điểm truy nhập để làm cầu nối vô tuyến trong khi các WLAN khác cần các ǎng ten ngoài trời định hướng. Hình 5. Cầu vô tuyến đa kênh để mở rộng khoảng cách 6.2 Khai thác đa kênh cho WLAN 2,4 GHz, WLAN DSSS 2,4 GHz Trong bǎng ISM 2,4 GHz toàn bộ bǎng thông cho các WLAN DSSS có thể được phân chia thành các tần số sóng mang khác nhau. Số lượng các tần số sóng mang có thể chọn lọc. Số lượng của các tần số sóng mang như sau: Bắc Mỹ 11; toàn bộ Châu Âu 13; Pháp 4; Nhật 1. Khi tín hiệu DSSS trải ra một bǎng thông rộng thì sự cách biệt tần số sóng mang được ưa chuộng nằm giữa các điểm truy nhập lân cận ít nhất là 30 MHz. Có nghĩa ở Mỹ và Châu Âu, có thể áp dụng lên tới 3 sóng mang trong cùng một vùng. Bảng 2 chỉ ra 13 ấn định đa kênh DSSS có thể dựa trên 13 tần số sóng mang khác nhau. Sự cách biệt tần số sóng mang lớn nhất sẽ làm giảm dược nhiễu lân cận và nâng cao chất lượng so với mạng có cách biệt tần số nhỏ. Bảng 2: Â'n định đa kênh cho WLAN DSSS 2,4 GHz WLAN FHSS 2,4 GHz Vì các kênh tần số trong mẫu nhảy tần chiếm toàn bộ bǎng tần ISM 2,4 GHz, nên phương pháp phân kênh sử dụng trong DSSS không thể áp dụng trực tiếp cho các hệ thống FHSS. Các WLAN FHSS đạt được hoạt động đa kênh nhờ thực hiện các kênh tách biệt trên các mẫu nhảy tần khác nhau. 6.3 Giảm tốc độ dữ liệu (Fall back) Hầu hết các WLAN có ưu điểm của vùng phủ sóng nhỏ và các điều kiện truyền sóng tốt để tǎng tốc độ
số liệu. Trong khi truyền tín hiệu ở tốc độ thấp thường tin cậy hơn và cho phép vùng phủ sóng rộng hơn thì đôi khi người ta lại thích thông lượng cao hơn. Để cân bằng giữa tốc độ và vùng phủ sóng card giao diện mạng vô tuyến thường phát ở tốc độ dữ liệu khả dụng lớn nhất. Sau khi bị lỗi một vài lần thì card giao diện sẽ giảm xuống tốc độ thấp hơn. 6.4 Lọc lưu lượng mạng Một trong các phương thức để tối ưu chất lượng WLAN là tránh lưu lượng dư thừa phát đi trên kênh vô tuyến. Lưu lượng thừa này có thể là: - Các bản tin mạng được chuyển đổi bởi các thiết bị mạng hữu tuyến (ví dụ như các server) nhưng nó lại không liên quan tới các đầu cuối vô tuyến. - Các bản tin quảng bá/multicast không có địa chỉ xác định tới các thiết bị đầu cuối vô tuyến - Các bản tin lỗi được tạo ra bởi các thiết bị hỏng hoặc các thiết bị có cấu hình sai (các thiết bị trong các mạch vòng mạng đóng) Lọc lưu lượng dư thừa sẽ tiết kiệm bǎng thông của kênh vô tuyến cho các nút di động. Thông qua sử dụng các chức nǎng sau của cầu nối điểm truy nhập có thể đạt được điều đó: - Lọc giao thức để từ chối các giao thức mạng hữu tuyến nối tới mạng vô tuyến - Lọc lưu lượng trao đổi giữa hai nút không xác định - Cho phép mở rộng cơ chế cây để giải quyết các lỗi mạng kín - Lọc ngưỡng để giới hạn số lượng bản tin 6.5 Phủ sóng và chuyển vùng Một yêu cầu chính đối với WLAN là khả nǎng giám sát vị trí của nút di động và thiết bị xách tay. Thiết bị xách tay di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác nhưng chỉ sử dụng tại một vùng cố định. Các nút di động thực sự truy nhập LAN khi đang di chuyển. Khả nǎng di động của người dùng đòi hỏi một chức nǎng chuyển vùng sao cho chức nǎng này cho phép nút di động dịch chuyển giữa các vị trí vật lý khác nhau trong môi trường LAN mà không bị mất kết nối. Để có chuyển vùng liên tục mỗi vị trí này được một điểm truy nhập phục vụ và các vùng phủ sóng của điểm truy nhập phải chồng lấn lên nhau. Một nút di động sẽ kiểm tra tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR) khi nó di
chuyển và khi cần nó quét các điểm truy nhập có thể sử dụng và sau đó tự động kết nối tới điểm truy nhập mong muốn để duy trì truy nhập mạng liên tục (hình 6). Khi SNR giảm xuống dưới mức ngưỡng đã được xác định trước thì nút sẽ tìm kiếm một điểm truy nhập gần đó với SNR tốt hơn. Hình 6 Chuyển vùng trong WLAN Nếu như phát hiện ra một điểm truy nhập như vậy thì nút di động sẽ phát một yêu cầu chuyển vùng tới điểm truy nhập và điểm truy nhập này sẽ chuyển tiếp yêu cầu đó tới điểm truy nhập cũ (hình 7). Điểm truy nhập cũ sẽ giải phóng điều khiển của kết nối đang hoạt động và chuyển nó tới điểm truy nhập mới. Chuyển vùng hoàn thành khi nút di động được thông báo. Thủ tục này tương tự như chức nǎng chuyển vùng trong mạng di động, chỉ khác là chuyển vùng trên WLAN truyền gói dễ dàng hơn bởi vì chuyển tiếp từ một vùng phủ sóng này tới một vùng phủ sóng khác có thể được thực hiện thông qua truyền gói. Chủ yếu là chuyển vùng phải được thực hiện nhanh vì tốc độ dữ liệu của các WLAN, có nghĩa là có rất nhiều gói được phát đi trong khi đang thực hiện quá trình chuyển vùng. Điều đó có thể gây ra truyền lại quá nhiều do các gói bị mất hoặc bị sai hướng. Tốc độ dữ liệu sau khi chuyển vùng phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ mà tại đó SNR bị suy giảm. Hầu hết các LAN có thể hỗ trợ các nút di động với tốc độ đi bộ (dưới 10 km/h). Một số WLAN có thể đảm bảo kết nối mạng liên tục mà không mất hoặc lặp lại khung khi nút chuyển từ một vùng phủ sóng này sang một vùng phủ sóng khác ở tốc độ 60km/h. Để hỗ trợ chuyển vùng ở cấu hình đa kênh các nút di động thường có thể tự động chuyển đổi các kênh tần số hoặc tự động chuyển đổi các mẫu nhảy tần khi chuyển vùng giữa các điểm truy nhập. Các mạng độc lập không hỗ trợ chuyển vùng. Hình 7. Đàm phán chuyển vùng 6.6 Cân bằng tải Cân bằng tải cho phép các WLAN phục vụ được các tải lớn hơn hiệu quả hơn. Mỗi điểm truy nhập có thể giám sát tải lưu lượng trong vùng phủ sóng của nó và sau đó thử cân bằng với số lượng
nút đã được phục vụ theo tải lưu lượng trong các điểm truy nhập lân cận. Để đạt được điều đó các điểm truy nhập phải trao đổi thông tin tải lưu lượng qua mạng đường trục. Hầu hết các phương pháp cân bằng tải không phụ thuộc vào cường độ tín hiệu, vì nó có thể làm phức tạp thêm thuật toán chuyển vùng rất nhiều. Thông thường chuyển vùng có ưu tiên hơn so với cân bằng tải bởi vì một nút di động có thể kết nối vào một điểm truy nhập nhờ mức cường độ tín hiệu trước khi cân bằng tải được thực hiện. 6.7 Bảo vệ truy nhập vô tuyến Kênh vô tuyến dễ mắc phải các nhược điểm: bị nghe trộm, dễ bị lừa và có các truyền dẫn không được phép hơn là mạng hữu tuyến. Do đó một số cơ chế sau sẽ được áp dụng để tránh các truy nhập không được phép đối với WLAN: - Mã hoá tất cả các dữ liệu được phát qua kênh vô tuyến - Khoá mạng đối với tất cả các nút không có nhận dạng mạng đúng - Giới hạn truy nhập trong WLAN chỉ với các nút trong danh sách được phát dữ liệu - Thực hiện các mã khoá (password) trong hệ điều hành mạng. Kết luận Có thể tìm thấy các ứng dụng WLAN trong hầu hết các môi trường như công nghiệp, chính phủ, khu dân cư. Một vấn đề cần quan tâm của truyền dẫn vô tuyến là những người không được phép có thể can thiệp vào từ bên ngoài. Vì vậy truy nhập của đối tượng sử dụng phải được bảo vệ. Các bức xạ vô tuyến cũng có thể là một nguồn nhiễu không mong muốn tới các mạng vô tuyến khác và cần phải điều khiển được. Các công nghệ WLAN thay đổi từ các mạng độc lập (phù hợp với các cấu hình tạm thời) tới các mạng cơ sở (cung cấp kết nối hoàn toàn phân tán có roaming chuyển vùng) Nhiều kỹ thuật khác nhau như cân bằng tải lưu lượng, quản lý công suất và hoạt động đa kênh giúp cho nâng cao chất lượng của WLAN. Tài liệu tham khảo [1] Benny Bing, "High-Speed Wireless ATM and LANs", Artech House, InC., Boston London, 2000. [2] Bob O'Hara and Al Petrick, "The IEEE 802.11 Handbook", IEEE, 1999. [3] Richard van Nee andRamjee Prasad, "OFDM
for Wireless Multimedia Communications", Artech House, Boston London, 2000. [4] Gilbert Held (2001), "Data Over Wireless Networks BluetoothTM, WAP, and Wireless LANs", McGraw-Hill. [5] IETF RFC 1171 (1990): "The Point-to-Point Protocol for the Transmission of Multi-Protocol Datagrams Over Point-to-Point Links". [6] IEEE 1394 (1995): "IEEE Standard for a High Performance Serial Bus". [7] Mobile Ad hoc Networks (MANET). URL: http://www.ietf.org/html. +charters/manet-charter.html. (2000-05-28). Work in progress. Nguyễn Quý Sỹ Lâm Vǎn Đà