Nghiên cứu giải pháp phân chia tần số trong
mạng Wifi sử dụng giao thức CAPWAP

Đặng Quang Vinh

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60.48.05
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoài Sơn
Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Giới thiệu tổng quan về các yêu cầu và vấn đề đặt ra cho giao thức
CAPWAP. Trình bày về các giải pháp trước CAPWAP: giới thiệu; kiến trúc tự trị;
kiến trúc tập trung; kiến trúc phân tán mạng lưới. Đặc tả giao thức: tổng quan; định
dạng gói tin giao thức CAPWAP. Trình bày thí nghiệm với việc cấu hình tần số trong
mạng CAPWAP.

Keywords: Hệ thống thông tin; Mạng không dây; Tần số; Mạng Wifi

Content
Chương 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, cùng với sự bùng nổ số lượng các thiết bị di động, mạng không dây cũng
trở nên phổ biến và quen thuộc hơn rất nhiều đối với người tiêu dùng.
Chuẩn IEEE 802.11 được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1997, nhưng đã có một khởi
đầu tương đối chậm chạp bởi tốc độ hạn chế.
Chuẩn IEEE 802.11 đã có những tăng tốc vào khoảng đầu những năm 2000. Việc cài
đặt và quản trị một hệ thống mạng không dây với khoảng vài ngàn AP cũng đã được mô tả
trong thời gian này. Tuy nhiên, việc mở rộng phạm vi của mạng không dây đã gặp phải những
khó khăn tương tự mà giới nghiên cứu đã gặp phải khi mở rộng mạng có dây (Ethernet LAN)
vào những năm 1980.
Bài toán phân chia tần số trong mạng Wifi (Wifi frequency planning) là một bài toán
kinh điển của mạng Wifi, nhưng đến nay vẫn chưa có phương án tối ưu để giải quyết. Kết hợp

broadcast ở tầng 2 và tất cả các AP này đều sử dụng chung một SSID, ta sử dụng khái niệm
tập dịch vụ mở rộng (ESS – Extended Service Set).
Chúng ta sử dụng một hệ thống phân tán (DS – Distributed System) để kết nối các
BSS với nhau. Một AP, về bản chất là một STA, nhưng có thêm chức năng cung cấp truy cập.
Một mô hình khác, không sử dụng hệ thống phân tán, mà sử dụng hệ thống tập trung, nhằm
tích hợp chức năng của mạng WLAN vào mạng LAN có dây truyền thống.
Chuẩn 802.11 không định nghĩa cụ thể và tường minh về DS. Thay vào đó, chuẩn này
định nghĩa các dịch vụ để cung cấp các chức năng cho phép lớp LLC (Link Layer Control)
gửi các MSDU (MAC Service Data Unit) giữa hai node trong mạng. Những dịch vụ này có
thể chia thành 2 nhóm chính: nhóm các dịch vụ trạm SS (Station Service) và nhóm các dịch
vụ phân tán DSS (Distribution System Service). Cả hai nhóm dịch vụ này đều được sử dụng

3
bởi các lớp con của tầng 2 trong chuẩn 802.11. Cũng tương tự như với DS, chuẩn 802.11
không định nghĩa cách lập trình và cài đặt các dịch vụ này.
Các kiến trúc được giới thiệu và phân tích ở chương này gồm có kiến trúc tự trị, kiến
trúc tập trung và kiến trúc phân tán mạng lưới.
Chương 3. GIAO THỨC CAPWAP
Chương 3 trình bày một số đặc tả quan trọng nhất của giao thức CAPWAP, bao gồm
máy trạng thái tổng quan nhất của giao thức, cũng như đặc tả về định dạng các gói tin được sử
dụng bởi giao thức.
Giao thức CAPWAP định nghĩa giao tiếp giữa AC và WTP thông qua các cơ chế giao
tiếp của CAPWAP. Các thông điệp điều khiển CAPWAP (CAPWAP Control messages), và
có thể là các thông điệp dữ liệu CAPWAP (CAPWAP Data messages) được bảo mật bởi giao
thức DTLS.
Như vậy, tầng giao vận của giao thức CAPWAP bao gồm hai loại thông điệp: thông
điệp điều khiển và thông điệp dữ liệu. Thông điệp dữ liệu được đóng gói trong các frame của
mạng không dây. Thông điệp điều khiển là thông điệp quản lý được trao đổi giữa WTP và
AC. Các gói tin điều khiển và dữ liệu này được gửi bởi các cổng UDP riêng biệt. Độ dài tối
đa của các thông điệp dữ liệu và điều khiển có thể vượt qua MTU, nên chúng có thể bị phân

WTP, hoặc ở mức từng thiết bị di động cụ thể. Do những đặc trưng của mình mà

5
những thuật toán trong hướng đi này thường yêu cầu khối lượng tính toán rất lớn,
và chỉ phù hợp với topo mạng ít biến động.
 Hướng tiếp cận thứ hai mô hình hóa bài toán phân chia tần số thành bài
toán tô màu đồ thị, qua đó áp dụng một số giải thuật heuristic. Hướng đi này
thường không đưa lại một kết quả tối ưu toàn cục, nhưng có ưu điểm lớn là giảm
được khối lượng tính toán, phù hợp cho những môi trường mà topo mạng thường
xuyên thay đổi.
Luận văn trình bày một số thuật toán phân chia tần số quan trọng theo các lĩnh vực,
đồng thời tiến hành cài đặt và kiểm thử một thuật toán phân chia tần số, và báo cáo kết quả thí
nghiệm.
Kết quả thí nghiệm cho thấy các thuật toán phân chia tần số được thử nghiệm đã cho
kết quả khả quan.

References
Tiếng Anh
1. Dharma Prakash Agrawal, Qing – An Zeng (2011), Introduction to Wireless and
Mobile Systems, 3
rd
edition, Cengage Learning Publisher.
2. R. Akl, A. Aprepally (2007), Dynamic Channel Assignment in IEEE 802.11 Networks,
IEEE Portable 2007 Proceedings.
3. Praphul Chandra, Daniel M.Dobkin, Alan Bensky, Ron Olexa, David A. Lide, Farid
Dowla (2008), Wireless Networking: Know It All, Newnes Press, chapter 2.
4. T. Charles Clancy (2008), “Secure Handover in Enterprise WLANs: CAPWAP,
HOKEY, and IEEE 802.11r”, IEEE Wireless Communications, Volume 15 (5), pp. 80
– 85.
5. M. Elwekeil, M. Alghoniemy, M. El – Khamy, H. Furukawa, O. Muta (2012),