Đề tài Tìm hiểu công nghệ wifi

BÀI BÁO CÁO ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ WIFI NỘI DUNG TRÌNH BÀY PHẦN V. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH WIFI PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI PHẦN III. CÁC CHUẨN MẠNG WIFI PHẦN II. CÁCH THỨC HoẠT ĐỘNG PHẦN I. WIFI LÀ GÌ ? PHẦN VI. SỰ PHÁT TRIỂN & Ứng DỤNG PHẦN I. WIFI LÀ GÌ ? Wi-Fi viết tắt từ Wireless Fidelity hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyền hình và radio. Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thư viện hoặc khách sạn. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng. PHẦN I. WIFI LÀ GÌ ? Năm 1985, Ủy ban liên lạc liên bang Mỹ FCC (cơ quan quản lý viễn thông của nước này), quyết định “mở cửa” một số băng tần của dải sóng không dây, cho phép sử dụng chúng mà không cần giấy phép của chính phủ. Đây là một điều khá bất thường vào thời điểm đó. Song, trước sự thuyết phục của các chuyên viên kỹ thuật, FCC đã đồng ý “thả” 3 dải sóng công nghiệp, khoa học và y tế cho giới kinh doanh viễn thông. Ba dải sóng này (900 MHz, 2,4 GHz, 5,8 GHz), được phân bổ cho các thiết bị sử dụng vào các mục đích ngoài liên lạc. FCC đã đưa các băng tần này vào phục vụ mục đích liên lạc dựa trên cơ sở: bất cứ thiết bị nào sử dụng những dải sóng đó đều phải đi vòng để tránh ảnh hưởng của việc truy cập từ các thiết bị khác. Điều này được thực hiện bằng công nghệ gọi là phổ rộng có khả năng phát tín hiệu radio qua một vùng nhiều tần số, khác với phương pháp truyền thống là truyền trên một tần số đơn lẻ được xác định rõ. PHẦN I. WIFI LÀ GÌ ? 1. Ưu điểm:a. Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông thường. Nó cho phép người dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai(nhà hay văn phòng). Với sự gia tăng số người sử dụng máy tính xách tay(laptop), đó là một điều rất thuận lợi.b. Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây công cộng, người dùng có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu. Chẳng hạn ở các quán Cafe, người dùng có thể truy cập Internet không dây miễn phí. c. Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơi này đến nơi khác.d. Triển khai: Việc thiết lập hệ thống mạng không dây ban đầu chỉ cần ít nhất 1 access point. Với mạng dùng cáp, phải tốn thêm chi phí và có thể gặp khó khăn trong việc triển khai hệ thống cáp ở nhiều nơi trong tòa nhà.e. Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số lượng người dùng. Với hệ thống mạng dùng cáp cần phải gắn thêm cáp. PHẦN I. WIFI LÀ GÌ ? 2. Nhược điểm:a. Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn công của người dùng là rất cao.b. Phạm vi: Nó phù hợp trong 1 căn nhà, nhưng với một tòa nhà lớn thì không đáp ứng được nhu cầu. c. Độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín hiệu bị giảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,….) là không tránh khỏi.d. Tốc độ:Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử dụng cáp(100Mbps đến hàng Gbps). PHẦN II. CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA WIFI Người dùng sẽ kết nối với mạng không dây qua cổng mạng, và sau đó nó sẽ khởi chạy trình duyệt Internet.- Đường truyền tốc độ cao- Cổng mạng- Mạng LAN không dây là một hệ thống kết nối máy tính của bạn với các thiết bị khác bằng sóng vô tuyến thay vì là dây dẫn.- Người dùng không dây là những người mà có một máy tính vớimột adapter không dây, là những phương tiện để họ truy cập không dây vào Internet. Adapter không dây có thể được tích hợp sẵn,hoặc là một thiết bị rời sẽ dược cắm vào máy tính. PHẦN II. CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA WIFI PHẦN II. CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA WIFI - Đa số các wifi hiện nay sử dụng Anten Omni, đa hướng phát ra 3600, đẳng hướng góc phát tập trung một hướng nhất định.- Mỗi AP đều có giới hạn truy cập dưới 25 Client.- Chất lượng sóng giảm đáng kể khi gặp nhiễu và vật cản.- AP gần nhau sẽ gây nhiễu lẫn nhau.- Không thể xác định hướng truy cập của Slient.- Không thể hiệu chỉnh hướng phát sóng.- Không thể triển khai diện rộng, quản lí khó khăn.- Gặp vấn đề bảo mật, giới hạn truy xuất, ít có những thiết bị hỗ trợ. PHẦN II. CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA WIFI a. Anten Omni (Wifi thường dùng)Năng lượng sóng wifi cũng giống như sự phát ra ánh sáng của bóng đèn. Sau khi được cấp nguồn ánh sang từ bóng đèn sẽ được phát ra xung quanh cả những vùng không mong muốn gây ra hao phi năng lượng. b. Beam Flex (Wifi thông minh)- Self leaning(Tự chỉnh hướng), Self Opimizing(Tự tối ưu hóa), Self healing wifi angtenna system(Tự chỉnh sửa hệ thống anten của wifi).- Công nghệ BeamFlexTM tự động điều hướng tín hiệu phát của anten. + Điều chỉnh hướng phát sóng, lọa bỏ tín hiệu nhiễu. + Kết hợp các vùng sóng để mở rộng hệ thống. + Sắp đặt / định hướng hoàn toàn khác biệt nhằm tương thích hoàn toàn với các thiết bị thuộc chuẩn 802.11.- Khác với Omni antennas. Tính hiệu phát từ anten BeamFlex giống như ánh sáng đèn pin. + Nếu cấp nguồn cho đèn tròn, nó lập tức phát ra xung quanh. PHẦN III. CÁC CHUẨN MẠNG WIFI - Chuẩn 802.11b : 2.4 GHz , tốc độ 11Mbps, bán kính 100m, bị nhiễu.- Chuẩn 802.11G : 2.4GHz, tốc độ 54Mbps, bán kính 200m,ít nhiễu hơn.- Chuẩn 802.11n: 2.4Ghz, tốc độ 300Mbps, bán kính 600m, ít nhiễu nhất. Ưu điểm của 802.11n là tốc độ nhanh nhất, vùng phủ sóng tốt nhất; trở kháng lớn hơn để chống nhiễu từ các tác động của môi trường. Nhược điểm của 802.11n là chưa được phê chuẩn cuối cùng; giá cao hơn 802.11g; sử dụng nhiều luồng tín hiệu có thể gây nhiễu với các thiết bị 802.11b/g kế cận. PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI Nếu bạn đang sử dụng máy tính không dây trong khu vưc công cộng, bạn nên tắt chế độ chia sẻ tài liệu. Bởi vì nếu bạn để chế độ chia sẻ tài liệu thì các hacker có thể dễ dàng vào được hệ thống máy của bạn. Và khi bạn không còn tiếp xúc với máy tính nữa thì bạn nên turn off nó. Đây là cách bảo mật nhất cho các file máy tính của bạn, vì không một hacker nào có thể vào được một hệ thống mà nó không còn hoạt động. PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI WEP là một thuật toán bảo nhằm bảo vệ sự trao đổi thông tin chống lại sự nghe trộm, chống lại những nối kết mạng không được cho phép cũng như chống lại việc thay đổi hoặc làm nhiễu thông tin truyền. WEP sử dụng stream cipher RC4 cùng với một mã 40 bit và một số ngẫu nhiên 24 bit 1. Những điểm yếu về bảo mật của WEP- Bằng cách thu thập thông tin truyền đi, kẻ tấn công có thể có đủ thông tin cần thiết để có thể bẻ khóa WEP đang dùng. - Một khi khóa WEP đã được biết, kẻ tấn công có thể giải mã thông tin truyền đi và có thể thay đổi nội dung của thông tin truyền.- Việc sử dụng một khóa cố định được chọn bởi người sử dụng và ít khi được thay đổi làm cho WEP rất dễ bị tấn công. Sơ đồ mã hóa bằng WEP PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI WPA là một giải pháp bảo mật được đề nghị bởi WiFi Alliance nhằm khắc phục những hạn chế của WEP. WPA được nâng cấp chỉ bằng một update phần mềm SP2 của microsoft. Sơ đồ mã hóa bằng WPA PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI WPA cũng mã hóa thông tin bằng RC4 nhưng chiều dài của khóa là 128 bit và IV có chiều dài là 48 bit. Một cải tiến của WPA đối vớiWEP là WPA sử dụng giao thức TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) nhằm thay đổi khóa dùng AP và user một cách tự động trong quá trình trao đổi thông tin. - Trong một mạng WiFi nhỏ (của công ty hoăc trường học), đôi khi không cần thiết phải cài đặt một server mà có thể dùng một phiên bản WPA-PSK (pre-shared key). Ý tưởng của WPA-PSK là sẽ dùng một password (Master Key) chung cho AP và client devices.- WPA sử dụng MIC (Michael Message Integrity Check ) để tăng cường integrity của thông tin truyền. MIC là một message 64 bit được tính dựa trên thuật tóan Michael. PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI Những điểm yếu của WPA- Kẻ phá hoại có thể làm nhiễu mạng WPA WiFi bằng cách gửi ít nhất 2 gói thông tin với một khóa sai (wrong encryption key) mỗi giây. Trong trường hợp đó, AP sẽ cho rằng một kẻ phá hoại đang tấn công mạng và AP sẽ cắt tất cả các nối kết trong vòng một phút để trách hao tổn tài nguyên mạng. Do đó, sự tiếp diễn của thông tin không được phép sẽ làm xáo trộn hoạt động của mạng và ngăn cản sự nối kết của những người dùng được cho phép.- WPA-PSK là một phiên bản yếu của WPA mà ở đó nó gặp vấn đề về quản lý password hoăc shared secret giữa nhiều người dùng. Khi một người trong nhóm (trong công ty) rời nhóm, một password/secret mới cần phải được thiết lập.  PHẦN IV. BẢO MẬT TRONG WIFI III. Tăng cường bảo mật với chuẩn 802.11iChuẩn 802.11i được phê chuẩn vào ngày 24 tháng 6 năm 2004 nhằm tăng cường tính mật cho mạng WiFi. 802.11i mang đầy đủ các đặc điểm của WPA. Tập hợp những giao thức của 802.11i còn được biết đến với tên gọi WPA 2. Tuy nhiên, 802.11i sử dụng thuật toán mã hóa AES (Advanced Encryption Standard) thay vì RC4 như trong WPA. Mã khóa của AES có kích thước là 128, 192 hoặc 256 bit. PHẦN V. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH MẠNG WIFI Để cài đặt mạng máy tính dùng trong gia đình hỗ trợ hai chức năng cơ bản: chia sẻ dữ liệu và Internet, bạn có thể thiết lập theo kiến trúc như Hình 1. Trong mô hình này, toàn mạng có 3 máy tính (PC): 2 PC dùng NIC Realtek RTL 8139/810x và PC còn lại dùng card Wi-Fi TP-Link WN550G đặt cách xa router khoảng 7 mét (có 2 bức vách chắn ngang đường truyền). Đầu tiên, để thiết lập kết nối Internet, trang bị Motorola SB5101. Tiếp theo, trang bị thêm router tích hợp Wi-Fi D-Link DI-524UP (hỗ trợ 4 cổng LAN, tích hợp Wi-Fi chuẩn 802.11b/g, tốc độ 54Mbps) để mở rộng kết nối, cụ thể là kế nối không dây (Wi-Fi). Công việc kết nối giữa modem và router rất đơn giản, bạn chỉ dùng cáp RJ-45 (loại CAT5, CAT6 đều được) nối từ modem đến cổng WAN của router. PHẦN V. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH MẠNG WIFI Sau khi đã nối cáp theo đúng sơ đồ như Hình 1, bạn bật nguồn cho modem và router. Từ máy PC1, bạn mở trình duyệt và gõ vào địa chỉ (địa mặc định của router D-Link, địa chỉ này sẽ thay đổi nếu bạn dùng router khác model hay hãng) và nhấn Enter. Một cửa sổ mới xuất hiện, yêu cầu nhập tài khoản như Hình 2. Bạn gõ từ admin vào khung User Name, bỏ trống khung Password và nhấn OK. Sau khi đăng nhập thành công, bạn sẽ vào được giao diện trang web như Hình 3. PHẦN V. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH MẠNG WIFI Đến đây, bạn nhấn chuột vào nút Run Wizard để bắt đầu việc cài đặt tự động. Quá trình cài đặt gồm các bước như Hình 4. Đầu tiên, bạn đổi mật khẩu đăng nhập vào tài khoản router (mật khẩu admin). Kế tiếp, bạn chọn múi giờ (có thể bỏ qua). Bước tiếp theo là thực hiện kết nối Internet và cấu hình mạng Wi-Fi. Kết nối Internet. Bạn chọn giao thức kết nối Internet cho router là Dynamic IP Address như Hình5. PHẦN V. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH MẠNG WIFI Trong bước này bạn sẽ thiết lập cấu hình cho mạng Wi-Fi. Đầu tiên, bạn nên thay đổi SSID (tên mạng Wi-Fi) bằng một tên mới sao cho dễ nhớ. Tiếp theo, bạn có thể thiết lập mã hóa cho router.Với D-Link DI-524UP, bạn có thể chọn chế độ không mã hóa (No Security) hay mã hóa (WEP Key hay WPA-PSK), xem Hình 6. Nhưng để an toàn, bạn nên chọn mã hóa và loại mã hóa cao nhất mà router có thể hỗ trợ, WPA-PSK. Khi mã hóa được thiết lập cho router, những máy muốn truy cập vào mạng Wi-Fi bắt buộc phải được admin cung cấp mật khẩu. Kế tiếp, bạn nhấn chuột vào nút Next để kết thúc việc cài đặt bằng Wizard. Trở lại màn hình chính như Hình 3, bạn có thể vào thanh Status để xem quá trình cài đặt thành công chưa (truy cập Internet được chưa). Nếu thành công, bạn nên sao lưu cấu hình cài đặt. Bạn chọn Tools >System màn hình xuất hiện như Hình 7. Với mục Save Settings To Local Hard Drive, bạn nhấn chuột vào nút Save. Một hộp thoại xuất hiện lưu cấu hình router thành file config.bin, bạn chọn Save File và nhấn OK. Một khi muốn Reset hay Restore to Factory Default Setting cho router, việc thiết lập kết nối cho router sẽ nhanh hơn bằng cách dùng tập tin config.bin vừa lưu để khôi phục quá trình cài đặt kết nối Internet và Wi-Fi mà không cần phải Wizard hay cài đặt lại từ đầu làm mất thời gian của bạn. PHẦN V. CÀI ĐẶT VÀ CẤU HÌNH MẠNG WIFI Bây giờ, bạn đã có một mạng Wi-Fi cho riêng mình, có thể cấp quyền (mật khẩu) cho bạn bè cùng cùng truy cập Internet qua mạng Wi-Fi. Để kiểm tra xem các kết nối đã "thông" chưa, xem router có chia sẻ Internet hay chưa, bạn tắt điện các thiết bị trong giây lát sau đó mở điện lại. Bây giờ, bạn có thể mở máy tính 3 (máy dùng card mạng Wi-Fi) để kết nối vào mạng. Bạn nhấp vào biểu tượng Local Area Connection ở góc phải bên dưới màn hình và nhấp chuột phải chọn Open Network Connections. Lúc này, bạn có thể nhận diện SSID của bạn và một vài SSID của "hàng xóm". Tới lúc này, dù rất muốn đăng nhập vào mạng Wi-Fi của mình nhưng vì quá "tò mò", bạn thích "mon men" vào mạng của hàng xóm hơn. Nhưng tất cả đều thất bại do bạn không thể "mò" được mật khẩu của hàng xóm. PHẦN VI. SỰ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG Mạng không dây là một bước đột phá của ngành mạng máy tính. Cùng với sự phát triển của công nghệ Wi-Fi, một số lượng lớn các thiết bị Wi-Fi đã được bán ra thị trường. Tuy nhiên, theo các nhà phân tích, tương lai của mạng không dây lại thuộc về WiMax, công nghệ truyền thông không dây bằng nhiều cách khác nhau. Người ta cho rằng chỉ 5 năm nữa thôi, WiMax sẽ thay thế Wi-Fi, các thiết bị WiMax sẽ chiếm lĩnh thị trường đúng y như những gì đang diễn ra với các thiết bị Wi-Fi. Với WiMax, người dùng có thể truy cập ở bất cứ đâu giống như mạng điện thoại di động trong khi Wi-Fi chỉ cho phép truy cập ở những địa điểm cố định có thiết bị hotspot (giống như hộp điện thoại công cộng). PHẦN VI. SỰ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG Khả năng truy cập mạng internet không dây không chỉ là tiện ích duy nhất của wifi.Wifi còn có các ứng dụng khác như:- Biến điện thoại trở thành điều khiển từ xa.- Mạng wifi có khả năng kết nối tất cả các thiết bị điện tử trong căn hộ của bạn. Và thông qua máy điện thoại cầm tay, bạn có thể điều khiển mọi vật dụng.- Điều khiển máy in từ xa.- Thông báo có tin nhắn điện thoại trên máy tính.- Biến điện thoại trở thành thiết bị phát sóng wifi- Xem phim trên mọi tivi trong gia đình.- Chia sẻ dữ liệu giữa các máy tính.- Nghe nhạc "mọi lúc mọi nơi“.- Tải ảnh từ máy ảnh kỹ thuật số.- Giúp điện thoại nhận biết địa điểm.- Đồng bộ hóa dữ liệu, ảnh và âm nhạc. Intermediate Studient’s Book