Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời gian gần đây chúng ta thường nghe nói về WiFi và Internet không
dây. Thực ra, WiFi không chỉ được dùng để kết nối Internet không dây mà còn dùng
để kết nối hầu hết các thiết bị tin học và viễn thông quen thuộc như máy tính, máy in,
PDA, điện thọai di động mà không cần dây cáp nối, rất thuận tiện cho người sử dụng.
Mạng không dây là một trong những bước tiến lớn của ngành máy tính. 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, 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 kỹ thuật, kinh tế. Chẳng hạn việc sử
dụng công nghệ Internet không dây Wi- Fi cho phép mọi người truy cập và lấy thông
tin ở bất kỳ vị trí nào như bến xe, nhà ga, sân bay,…
Khi nghiên cứu triển khai ứng dụng công nghệ WLAN, người ta đậc biệt quan
tâm tới tính bâo 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 bên ngoài, 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, Luận văn này sẽ trình bày đề tài về mạng cục bộ không
dây WLAN và một số vấn đề bảo mật cho mạng không dây Wi- Fi với nội dung gồm 3
chương:
Chương 1: Tổng quan mạng cục bộ không dây WLAN
Chương 2: Các tiêu chuẩn của mạng WLAN
Chương 3: Một số vấn đề bảo mật cho mạng không dây Wi- Fi
Trong quá trình thực hiện đề tài, do hạn chế về thời gian và lượng kiến thức cũng
như kinh nghiệm thực tế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong
WLAN những năm gần đây.
WLAN sử dụng băng tần ISM (băng tần phục vụ công nghiệp, khoa học, y tế :
2.4GHz và 5GHz ), vì thế nó không chịu sự quản lý của chính phủ cũng như không
cần cấp giấy phép sử dụng. Sử dụng WLAN sẽ giúp các nước đang phát triển nhanh
chóng tiếp cận với các công nghệ hiện đại, nhanh chóng xây dựng hạ tầng viễn thông
một cách thuận lợi và ít tốn kém.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều sản phẩm phục vụ cho WLAN theo các
chuẩn khác nhau như: IrDA (Hồng ngoại), OpenAir, BlueTooth, HiperLAN 2, IEEE
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
2
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
802.11b, IEEE 802.11a, 802.11g (Wi-Fi), …trong đó mỗi chuẩn có một đặc điểm khác
nhau. IrDA, OpenAir, BlueTooth là các mạng liên kết trong phạm vi tương đối nhỏ:
IrDA (1m), OpenAir(10m), Bluetooth (10m) và mô hình mạng là dạng peer-to-peer
tức là kết nối trực tiếp không thông qua bất kỳ một thiết bị trung gian nào. Ngược lại,
HiperLAN và IEEE 802.11 là hai mạng phục vụ cho kết nối phạm vi rộng hơn khoảng
100m, và cho phép kết nối 2 dạng: kết nối trực tiếp, kết nối dạng mạng cơ sở (sử dụng
Access Point) . Với khả năng tích hợp với các mạng thông dụng như (LAN, WAN),
HiperLAN và Wi-Fi được xem là hai mạng có thể thay thế hoặc dùng để mở rộng
mạng LAN.
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.
1.2 Quá trình phát triển của mạng WLAN
Mạng WLAN, với đặc tính “không dây” nó rất linh động trong điều kiện người
dùng di động hay trong các cấu hình tạm thời. Các mạng LAN không dây đang ngày
càng được ưa chuộng và phát triển trên thế giới. Với các ưu điểm nổi trội như: dễ dàng
cải thiện năng suất, cài đạt nhanh, đơn giản và linh hoạt, dễ cấu hình không đòi hỏi cơ
Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể
truyền nhận thông tin ở cả hai dãy tần 2.4Ghz và 5Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ
liệu lên đến 54Mbps. Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể
tương thich ngược với các thiết bị chuẩn 802.11b.
Hình 1.1: Quá trình phát triển của mạng WLAN
1.3 Phân loại mạng WLAN
Các mạng WLAN có thể được phân loại thành mạng WLAN vô tuyến và WLAN
hồng ngoại. Các mạng WLAN vô tuyến có thể dựa trên quá trình truyền dẫn băng hẹp
hay truyền dẫn trải phổ trong khi đó đối với các WLAN hồng ngoại có thể là khuyếch
tán hay được định hướng. Dưới đây đề cập cơ bản các mạng WLAN vô tuyến và hồng
ngoại, có đánh giá điểm mạnh cũng như điểm yếu của mỗi loại.
1.3.1 Các WLAN vô tuyến
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
4
2.4 GHz
1 & 2 Mbps860 Kbps
900 MHz
Proprietary
11 Mbps
Theo tiªu chuÈn
IEEE 802.11
® îc phª chuÈn
2.4 GHz
Radio
Network
Speed
1 & 2 Mbps860 Kbps
900 MHz
§éc quyÒn
cho khả năng chống nhiễu khi truyền tin hiệu, trong khi tỷ lệ này thấp sẽ giúp tăng
băng thông cho các thiết bị di dộng. Thuật toán đặc biệt được sử dụng để khôi phục lại
thông tin mà không yêu cầu gửi lại gói tin
Có thể hiểu đơn giản hơn là mỗi bít được mã hoá thành một chuỗi các bit
Ví dụ: 1 được mà hoá thành 10011100011
và 0 sẽ được mã hoá là: 01100011100
thì khi đó việc truyền chuỗi 101 đi sẽ thành gửi đi chuỗi:
100111000110110001110010011100011
Các mã chíp thông thường nghịch đảo lẫn nhau, điều này làm cho DSSS đối phó
tốt đối với nhiễu.
Bởi vì DSSS trải rộng trên toàn phổ, nên số lượng các kênh bị chồng lên nhau
trong dải tần 2.4 Ghz là rất it (thông thường là ba kênh), vì vậy số lượng các mạng
cùng hoạt động độc lập trong một phạm vi mà không bị nhiễu là rất hạn chế.
1.3.1.2 Trải phổ nhảy tần (FHSS)
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
5
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Công nghệ trải phổ này sử dụng băng tần hẹp để truyền thông tin. Với FHSS,
một chuỗi giả ngẫu nhiên được sử dụng để thay đổi đột ngột những tần số và cho phép
một trạm nhảy từ tần số này sang tần số khác. Tuy nhiên mỗi thiết bị WLAN vận hành
theo cách này sự thay đổi tần số sử dụng cùng một thuật toán, thuật toán FHSS sẽ phát
tín hiệu trên một tần số trong một thời gian ngắn, rồi tự động nhảy sang tần số khác để
truyền tín hiệu.
Các thiết bị truyền và nhận tín hiệu FHSS sẽ phải được đồng bộ hoá sao cho
chúng có cùng tần số tại cùng một thời điểm, để tín hiệu được đảm bảo trong suốt quá
trình kết nối.
Theo FHSS, nó có khả năng hạn chế tối đa nhiễu trên băng tần hẹp từ bên ngoài.
Bởi vì nếu FHSS bị nhiễu tại một kênh nào đó thì nó sẽ chuyển sang kênh tần khác để
gửi tín hiệu.
Theo quy định của FCC số lượng kênh tối thiểu được sử dụng trong FHSS là 75
1.4 Ứng dụng của hệ thống mạng WLAN
Lúc đầu WLAN chỉ được sử dụng bởi các tổ chức, công ty lớn nhưng ngày nay,
thì WLAN đã có giá cả chấp nhận được mà ta có thể sử dụng. Sau đây là một số ứng
dụng chung và phù hợp của WLAN.
1.4.1 Vai trò truy cập (Access role)
WLAN ngày nay hầu như được triển khai ở lớp access, nghĩa là chúng được sử
dụng ở một điểm truy cập vào mạng có dây thông thường. Wireless là một phương
pháp đơn giản để người dùng có thể truy cập vào mạng. Các WLAN là các mạng ở lớp
data- link như tất cả những phương pháp truy cập khác. Vì tốc độ thấp nên WLAN ít
được triển khai ở core và distribution.
Các WLAN cung cấp giải pháp cho một vấn đề khá khó đó là: khả năng di động.
Giải pháp sử dụng cellular có tốc độ thấp và mắc. Trong khi WLAN thì có cùng sự
linh hoạt nhưng lại rẻ hơn. Các WLAN nhanh, rẻ và có thể xác định ở mọi nơi.
Hình 1.2: Access Role
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
7
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
1.4.2 Mở rộng mạng (Network extension)
Các mạng không dây có thể được xem như một phần mở rộng của một mạng có
dây. Khi muốn mở rộng một mạng hiện tại, nếu cài đặt thêm đường cáp thì sẽ rất tốn
kém. Hay trong những toà nhà lớn, khoảng cách có thể vượt quá khoảng cách của
CAT5 cho mạng Ethernet. Có thể cài đặt cáp quang nhưng như thế sẽ yêu cầu nhiều
thời gian và tiền bạc hơn, cũng như phải nâng cấp switch hiện tại để hỗ trợ cáp quang.
Các WLAN có thể được thực thi một cách dễ dàng. Vì ít phải cài đặt cáp trong
mạng không dây.
Hình 1.3: Mở rộng mạng
1.4.3 Kết nối các toà nhà
Trong môi trường mạng campus hay trong môi trường có 2 toà nhà sát nhau, có
thể có trường hợp những người dùng từ toà nhà này muốn truy cập vào tài nguyên của
toà nhà khác. Trong quá khứ thì trường hợp này được giải quyết bằng cách đi một
cách vượt quá 5.7 km từ CO đến nhà cung cấp cáp, còn vấn đề của WISP chính là các
vật cản như mái nhà, cây,
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
9
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
1.4.3.2 Sự di động (Mobility)
Chỉ là một giải pháp ở lớp access, nên WLAN không thể thay thế mạng có dây
trong tốc độ truyền. Một môi trường không dây sử dụng các kết nối không liên tục và
có tỉ lệ lỗi cao. Do đó, các ứng dụng và giao thức truyền dữ liệu được thiết kế cho
mạng có dây có thể hoạt động kém trong môi trường không dây. Lợi ích mà các mạng
không dây mang lại chính là tăng khả năng di động để bù lại tốc độ và QoS.
Hình 1.6: Sự di động
Trong từng trường hợp, các mạng wireless đã tạo nên khả năng truyền dữ liệu mà
không cần yêu cầu thời gian và sức người để đưa dữ liệu, cũng như giảm được các
thiết bị được kết nối với nhau như mạng có dây. Một trong những kỹ thuật mới nhất
của wireless là cho phép người dùng có thể roam, nghĩa là di chuyển từ khu vực không
dây này sang khu vực khác mà không bị mất kết nối, giống như điện thoại di động,
người dùng có thể roam giữa các vùng di động khác nhau. Trong một tổ chức lớn, khi
phạm vi phủ sóng của wireless rộng thì việc roaming khá quan trọng vì người dùng có
thể vẫn giữ kết nối với mạng khi họ ra ngoài.
1.4.4 Văn phòng nhỏ- Văn phòng gia đình (Small Office-Home Office)
Trong một số doanh nghiệp chỉ có một vài người dùng và họ muốn trao đổi thông
tin giữa các người dùng và chỉ có một đường ra Internet. Với những ứng dụng này
(Small office-home office-SOHO), thì một đường wireless LAN là rất đơn giản và
hiệu quả. Các thiết bị wireless SOHO thì rất có ích khi những người dùng muốn chia
sẻ một kết nối Internet.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
10
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Hình 1.7: SOHO WLAN
Nhược điểm của mạng không dây có thể kể đến nhất là khả năng nhiễu sóng
radio do thời tiết, do các thiết bị không dây khác, hay các vật chắn (như các nhà cao
tầng, địa hình đồi núi…)
- Bảo mật:
Đây là vấn đề rất đáng quan tâm khi sử dụng mạng không dây. Việc vô tình
truyền dữ liệu ra khỏi mạng của công ty mà không thông qua lớp vật lý điều khiển
khiến người khác có thể nhận tín hiệu và truy cập mạng trái phép. Tuy nhiên WLAN
có thể dùng mã truy cập mạng để ngăn cản truy cập, việc sử dụng mã tuỳ thuộc vào
mức độ bảo mật mà người dùng yêu cầu. Ngoài ra người ta có thể sử dụng việc mã hóa
dữ liệu cho vấn đề bảo mật.
- Phạm vi:
Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn cũng chỉ hoạt động tốt trong
phạm vi vài chục met. Nó chỉ phù hợp cho không gian khoảng cách nhỏ. Nếu muốn sử
dụng phải sử dụng thêm thiết bị: Repeater hay AP. Dẫn đến chi phí gia tăng.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
12
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
CHƯƠNG 2
CÁC TIÊU CHUẨN CỦA MẠNG WLAN
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng không dây, các chuẩn (và đồng thời là
các thiết bị) cho mạng không dây WLAN lần lượt ra đời và ngày càng được nâng cấp,
cải tiến. Những chuẩn ra đời sớm nhất như IEEE 802.11 đã trở nên phổ biến. Sau đó là
HiperLAN, HomeRF, OpenAir và gần đây là Bluetooth. Mỗi chuẩn đều mang một số
đặc tính, ưu điểm riêng của nó.
2.1 Các chuẩn IEEE 802.11
2.1.1 Nguồn gốc ra đời của chuẩn IEEE 802.11
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) là tổ chức đi tiên phong
trong lĩnh vực chuẩn hoá mạng cục bộ. Đề án IEEE 802 được triển khai từ những năm
1980 mà kết quả là sự ra đời của chuẩn thuộc họ 802.x. Đây là chuẩn áp dụng riêng
cho mạng cục bộ. Năm 1990, Viện các kỹ sư điện và điện tử IEEE đã thành lập một uỷ
điều chế và tín hiệu ở 1.375 MSps. Vì FCC điều chỉnh năng lượng đầu ra thành 1 watt
Effective Isotropic Radiated Power(EIRP). Do đó với những thiết bị 802.11, khi di
chuyển ra khỏi sóng radio, radio có thể thích nghi và sử dụng kỹ thuật mã hoá ít phức
tạp hơn để gửi dữ liệu và kết quả là tốc độ chậm hơn.
Một trong những nhược điểm của IEEE 802.11b là băng tần dễ bị nghẽn và hệ
thống dễ bị nhiễu bởi các hệ thống mạng khác, lò vi ba, các loại điện thoại hoạt động ở
tần số 2.4 GHz và các mạng Bluetooth. Đồng thời IEEE 802.11b cũng có những hạn
chế như: thiếu khả năng kết nối giữa các thiết bị truyền giọng nói, không cung cấp
dịch vụ QoS (Quality of Service) cho các phương tiện truyền thông.
Mặc dù vẫn còn một vài hạn chế và nhược điểm nhưng chuẩn 802.11b (thường
gọi là Wifi) là chuẩn thông dụng, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay với số lượng
lớn các nhà cung cấp cho các đối tượng khách hàng là các doanh nghiệp, gia đình hay
các văn phòng nhỏ.
Hình 2.1: Các lựa chọn chuẩn IEEE 802.11b
IEEE 802.11b+: TI (Texas Instruments) đã phát triển một kỹ thuật điều chế gọi
là PBCC (Packet Binary Convolutional Code) mà nó có thể cung cấp các tốc độ tín
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
14
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
hiệu ở 22Mbps và 33Mbps. TI sản xuất các chipset dựa trên 802.11b còn hỗ trợ PBCC
22Mbps.Các sản phẩm kết hợp các chipset này được biết như là các thiết bị 802.11b+.
Chúng hoàn toàn tương thích với 802.11b, và khi giao tiếp với nhau có thể đạt được
tốc độ tín hiệu 22Mbps. Một sự tăng cường mà TI có thể được sử dụng giữa các thiết
bị 802.11b+ là chế độ 4x, nó sử dụng kích thước gói tin tối đa lớn hơn (4000 byte) để
giảm chồng lấp và tăng thông lượng.
2.1.3 IEEE 802.11a
Chuẩn 802.11b sử dụng kỹ thuật mã hoá dựa trên DSSS, một kỹ thuật được phát
triển bởi quân đội. Không giống 802.11b, 802.11a được thiết kế để hoạt động ở băng
tần 5 GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII). Không giống như
băng tần ISM (khoảng 83 MHz trong phổ 2.4 GHz), 802.11a sử dụng gấp 4 lần băng
hoạt động tại băng tần cao (5 GHz ) nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là không tương
thích với chuẩn 802.11b. Vì thế sẽ không thể thay thế hệ thống đang dùng 802.11b mà
không phải tốn kém quá nhiều. IEEE đã cho ra đời chuẩn 802.11g nhằm cải tiến
802.11b về tốc độ truyền cũng như băng thông. 802.11g có hai đặc tính chính sau đây:
Sử dụng kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), để có
thể cung cấp các dịch vụ có tốc độ lên tới 54Mbps. Trước đây, FCC (Federal
Communication Commission- USA) có cấm sử dụng OFDM tại 2,4GHz. Nhưng hiện
nay FCC đã cho phép sử dụng OFDM tại cả hai băng tần 2.4GHz và 5GHz.
Tương thích với các hệ thống 802.11b tồn tại trước. Do đó, 802.11g cũng có hỗ
trợ CCK và thiết bị 802.11g cũng có thể giao tiếp với thiết bị 802.11b có sẵn
Một thuận lợi rõ ràng của 802.11g là tương thích với 802.11b (được sử dụng rất
rộng rãi ) và có được tốc độ truyền cao như 802.11a . Tuy nhiên số kênh tối đa mà
802.11g được sử dụng vẫn là 3 như 802.11b. Bên cạnh đó, do hoạt động ở tần số 2,4
GHz như 802.11b, hệ thống sử dụng 802.11g cũng dễ bị nhiễu như 802.11b.
IEEE 802.11g+: được cải tiến từ chuẩn 802.11g, hoàn toàn tương thích với
802.11a và 802.11b, được phát triển bởi TI. Khi các thiết bị 802.11g+ hoạt động với
nhau thì thông lượng đạt được có thể lên đến 100Mbps.
Tầm hoạt động trung bình của các chuẩn có thể đạt đến 90 mét, tùy theo tiêu
chuẩn, tốc độ và điều kiện môi trường làm việc.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
16
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Bảng1: Bảng tóm tắt thông số các chuẩn 802.11 thông dụng
Chuẩn WiFi
Tần
số (GHz)
Tốc độ
(Mbps)
Khoảng cách
(m)
17
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Công nghệ MIMO sẽ là thành phần cốt yếu của chuẩn 802.11n, cung cấp phạm vi
phủ sóng WLAN ổn định hơn với tỷ lệ truyền dữ liệu siêu nhanh. Nó sẽ cho phép
người dùng thực hiện nhiều công việc hơn với Wi- Fi, đặc biệt trong các ứng dụng đa
phương tiện.
WWiSE cho biết công nghệ mới có thể đạt tỷ lệ truyền tối đa lên đến 135Mbps
trong cấu hình tối thiểu 2 nối 2 (two- by- two), và tỷ lệ này có thể lên tới 540Mbps qua
1 cấu trúc MIMO 4 nối 4 (four- by- four) và độ rộng kênh truyền 40MHz.
2.1.7 Cấu trúc cơ bản của WLAN IEEE 802.11
Một mạng WLAN 802.11 thông thường gồm bốn thành phần chính: Hệ thống
phân phối (DS), Điểm truy nhập (AP), Môi trường vô tuyến (WM) và Các trạm STA
: Hình.2.3: Các thành phần vật lý cơ bản của WLAN
2.1.7.1 Hệ thống phân phối (Distribution System)
Thành phần kiến trúc dùng để kết nối các nhóm dịch vụ với nhau và tích hợp với
các mạng LAN để tạo thành một mạng mở rộng được gọi là Hệ thống phân phối DS.
Hay nói cách khác, DS sử dụng để kết nối các BSS với nhau, để điều phối thông tin
đến các trạm đích.
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. Dữ liệu di
chuyển giữa một BSS và DS qua một AP. 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.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
18
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
WLAN phân tích một cách logic môi trường vô tuyến với môi trường hệ thống
phân phối. Mỗi môi trường logic khác nhau được sử dụng cho mỗi mục đích khác
nhau bởi một thành phần kiến trúc khác nhau.
Trong thực tế, hệ thống phân phối được xem như sự kết hợp giữa cầu nối
2.1.8 Mô hình của WLAN IEEE 802.11
Hai mô hình cơ bản sử dụng cho WLAN là mạng Ad- hoc và mạng cơ sở hạ tầng
(Infrastructure). Hai mô hình này có sự khác biệt nhau rõ ràng về giới hạn không gian
sử dụng, cách quản lý mạng, kiến trúc mạng.
2.1.8.1 Ad- hoc hay còn gọi là IBSS (Independent Basic Service Set)
Ad- hoc là mô hình mạng mà trong đó chỉ bao gồm các máy trạm, không có
Access Point. Mỗi thiết bị kết nối trực tiếp với các thiết bị khác trong mạng, các nút di
động trao đổi thông tin trực tiếp với nhau thông qua các bộ biến đổi vô tuyến 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. Mô hình này rất thích hợp cho việc
kết nối một nhóm nhỏ các thiết bị và không cần phải giao tiếp với các hệ thống mạng
khác, như trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời. 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. 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 2.5: Mô hình Ad- hoc
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
20
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
2.1.8.2 Mô hình mạng cơ sở hạ tầng (Infrastructure Basic Service Set)
Infrastructure BSS là một mô hình mở rộng của một mạng WLAN đã có bằng
cách sử dụng điểm truy cập Access Point, các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp
với nhau mà giao tiếp với các điểm truy nhập. Điểm truy cập AP đóng vai trò vừa là
cầu nối của mạng WLAN với các mạng khác vừa là trung tâm điều khiển sự trao đổi
thông tin trong mạng. Điểm truy cập giúp truyền và nhận dữ liệu giữa các thiết bị
trong một vùng lớn hơn. Phạm vi và số thiết bị sử dụng trong mạng cơ sở hạ tầng tuỳ
thuộc vào chuẩn sử dụng và sản phẩm của các nhà sản xuất. Trong mô hình mạng cơ
sở hạ tầng có thể có nhiều AP để tạo ra một mạng hoạt động trên phạm vi rộng hay chỉ
có duy nhất một Access Point cho một phạm vi nhỏ như trong một căn nhà, một toà
hơn, vùng phủ sóng rộng hơn và có thể phục vụ các lưu lượng video, thoại với thời
gian thực. Ngoài ra một điểm 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
WLAN sử dụng các giao thức đa truy nhập cảm nhận sóng mang CSMA/CA 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.
2.1.8.3 Mô hình mạng mở rộng ESS (Extended Service Set)
Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới một phạm vi bất kỳ thông qua ESS.
Một ESS là một tập hợp của các Infrastructure BSS nơi mà các Access Point giao tiếp
với nhau để chuyển lưu lượng từ một BSS tới một BSS khác để làm cho việc di
chuyển dễ dàng của các trạm giữa các BSS
Access Point thực hiện việc giao tiếp thông qua hệ thống phân phối. Hệ thống
phân phối là một lớp mỏng trong mỗi Access Point mà nó xác định đích đến cho lưu
lượng được nhận từ một BSS. Hệ thống phân phối xác định lưu lượng nên được tiếp
sóng trở lại một đích đến trong cùng một BSS, chuyển tiếp trên hệ thống phân phối tới
một Access Point khác, hoặc gửi tới mạng có dây tới đích đến không nằm trong ESS.
Các thông tin nhận bởi Access Point từ hệ thống phân phối được truyền tới BSS để
được nhận bởi trạm đích.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
22
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Hình 2.7: Mô hình ESS
Ví dụ về mô hình hoàn chỉnh:
Hình 2.8: Mạng WLAN hoàn chỉnh tổng quát
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
23
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
2.1.9 Mô hình tham chiếu WLAN IEEE 802.11
Hệ thống bao gồm hai phần chính:
Lớp MAC của lớp liên kết dữ liệu
802.11 cung cấp ba định nghĩa PHY khác nhau: cả FHSS và DSSS hỗ trợ tốc độ
dữ liệu 1 Mbps và 2 Mbps. Một sự mở rộng của kiến trúc 802.11 (802.11a) định nghĩa
các kỹ thuật đa thành phần có thể đạt được tốc độ dữ liệu tới 54 Mbps. Một sự mở
rộng khác (802.11b) định nghĩa tốc độ dữ liệu 11 Mbps và 5.5 Mbps tận dụng một sự
mở rộng tới DSSS được gọi là High Rate DSSS (HR/DSSS). 802.11b còn định nghĩa
một kỹ thuật thay đổi tốc độ mà từ mạng 11 Mbps xuống còn 5.5 Mbps, 2 Mbps, hoặc
1 Mbps dưới các điều kiện nhiễu hoặc để hoạt đông với các lớp PHY 802.11 thừa kế.
Khác với các mạng có dây truyền thống, mạng không dây truyền dữ liệu thông
qua môi trường mạng qua hình thức phát xạ sóng điện từ trường. Yêu cầu chung là
vùng phủ sóng phải rộng, đủ đáp ứng được các nhu cầu của người sử dụng. Hai loại
môi trường được sử dụng rộng rãi nhất cho các ứng dụng vùng cục bộ là sóng hồng
ngoại và sóng vô tuyến. Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều có cổng hồng
ngoại cho phép kết nối nhanh tới máy in và các thiết bị ngoại vi khác.
Tuy nhiên sóng hồng ngoại có một số hạn chế, nó sẽ dễ bị cản trở bởi tường ngăn
hoặc vật cản. Còn sóng vô tuyến lại có thể xâm nhập qua hầu hết các vật chướng ngại
trong phòng và cho vùng bao phủ rộng. Do đó, hầu hết các sản phẩm 802.11 trên thị
trường hiện nay đều sử dụng sóng vô tuyến để truyền phát thông tin.
2.1.9.2 Phân lớp điều khiển truy nhập môi trường MAC
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
25
Copyright: Tài liệu đại học ©