Tìm hiểu về Wireless Lan

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Sự tiến bộ của nền khoa học công nghệ thông tin đã góp phần làm cho đời sống xã hội ngày càng phong phú. Nó mang lại siêu lợi nhuận cho nền kinh tế của mỗi quốc gia và toàn cầu, đồng thời mang lại nền văn minh cho nhân loại chưa từng có từ trước đến nay. Việt Nam là một nước đang trên đà phát triển và hội nhập, những ảnh hưởng tích cực và hệ quả ưu việt do công nghệ thông tin mang lại cho nền kinh tế và đời sống xã hội khoảng vài chục năm gần đây đã chứng minh điều này. Hệ thống mạng không dây WLAN là một phát triển vượt bậc của ngành công nghệ thông tin. Hiện nay nó là sự lựa chọn tối ưu nhất bởi cùng một lúc có thể kết nối máy in, Internet và các thiết bị máy tính khác mà không cần dây cáp truyền dẫn. Nhờ đó mà ta giảm thiểu được số lượng dây chạy trong phòng, từ phòng này sang phòng khác. Số lượng dây không đáng kể nên không làm thay đổi cảnh quan, thẩm mĩ nơi ở và nơi làm việc, hội họp. Ngoài ra mạng LAN không dây còn rất nhiều tiện lợi khác đó là sự mềm dẻo, dễ thay thế bảo trì, dễ dàng mở rộng… và nhất là nó thích ứng và có thể chống lại các hiện tượng khắc nghiệt của thời tiết như động đất và những tác động không mong muốn khác… WIRELESS LAN là công nghệ đang được lựa chọn để ứng dụng rất nhiều trong lĩnh vực kinh doanh. Nó giúp các công ty có khả năng truy cập theo thời gian thực vào các dịch vụ, mang lại phản ứng nhanh nhạy đối với thay đổi của thị trường. Nâng cao năng xuất lao động. Nếu như thông tin được ví như mạch máu của môi trường kinh doanh ngày nay thì mạng không dây sẽ là trái tim điều khiển hoạt động kinh doanh đó. Trước ứng dụng to lớn đó của mạng không dây, nhóm chúng em đã quyết định chọn đề tài tìm hiểu công nghệ Wirelesss Lan. . CHƯƠNG I: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MẠNG LAN KHÔNG DÂY (WIRELESS LAN) Khái niệm mạng WLAN Mạng WLAN (WIRELESS LOCAL AREA NETWORK–WLAN ) là một hệ thống truyền thông số liệu linh hoạt được thực hiện trên sự mở rộng của LAN hữu tuyến. Mạng WLAN gồm các thiết bị được nối lại với nhau có khả năng giao tiếp thông qua sóng RADIO hay tia hồng ngoại trên cơ sở sử dụng các giao thức chuẩn riêng của mạng không dây thay vì các đường truyền dẫn bằng dây. Mạng WLAN đang thực sự thay thế cho mạng máy tính có dây, cung cấp khả năng xử lý linh động hơn và tự do hơn cho các hoạt động kinh doanh. Người dùng có thể truy cập vào mạng INTRANET của nội bộ công ty hoặc mạng INTERNET từ bất cứ địa điểm nào trong khuôn viên của công ty mà không bị ràng buộc bởi các kết nối vật lý. Sự giống nhau và khác nhau giữa LAN và WLAN Sự giống nhau giữa LAN và WLAN Thời kỳ ban đầu WLAN được thiết kế sao cho giống với mạng cục bộ LAN IEEE 802. WLAN phải hỗ trợ được tất cả các giao thức và các công cụ quản lý mạng LAN đã chạy tốt trên mạng LAN truyền thống. Để thực hiện nhiệm vụ giống với mạng LAN, WLAN được thiết kế cho cùng loại giao diện như IEEE 802.3. WLAN hoạt động dưới phân lớp điều khiển liên kết logic IEEE 802.1 (LLC), cung cấp tất cả các dịch vụ đòi hỏi để hỗ trợ phân lớp LLC. Trong trường hợp này WLAN phân biệt với IEEE 802.3 bởi các giao thức chạy trên 802.2. Sử dụng loại giao diện 802.2 đảm bảo các giao thức trên LLC không cần phải biết mạng truyền dữ liệu thực. Sự khác nhau giữa LAN và WLAN Những đặc tính cơ bản của mạng vô tuyến khiến nó trở lên khác biệt với các mạng LAN truyền thống: Địa chỉ đích không đồng nghĩa với vị trí đích: Trong các mạng LAN truyền thống một địa chỉ tương đương với một địa chỉ vật lý. Trong WLAN đơn vị được đánh địa chỉ là một trạm (STA). STA là một đích nhận bản tin nhưng nó không có vị trí cố định. Môi trường ảnh hưởng tới việc thiết kế: Các lớp vật lý sử dụng trong WLAN về cơ bản là khác với môi trường truyền hữu tuyến. Do vậy lớp vật lý WLAN: Sử dụng môi trường truyền dẫn không độc lập cũng như không có đường biên rõ rệt với các trạm khác để tránh nhận các khung dữ liệu của nhau. Không được bảo vệ khỏi các tín hiệu phía ngoài. Kết nối qua môi trường kém tin cậy hơn so với môi trường dùng cáp. Có cấu trúc TOPO mạng động. Thiếu các kết nối đầy đủ, do đó thường phải chấp nhận sự không hợp lệ là khả năng mà tất cả các trạm STA có thể nghe các trạm STA khác (ví dụ một trạm STA có thể được gọi là ẩn so với một trạm STA khác). Có tính chất truyền lan không đối xứng và biến đổi theo thời gian. Do có những giới hạn về phạm vi của lớp vật lý vô tuyến, WLAN có su hướng phục vụ những khoảng cách địa lý hẹp có thể phục vụ trong các khối của một toà nhà lớn. Ảnh hưởng của việc giám sát các trạm di động: Một trong những yêu cầu của mạng WLAN là giám sát các trạm di động cũng như các trạm dễ mang (máy tính xách tay). Trạm dễ mang là trạm có thể di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác nhưng chỉ hoạt động trong khi cố định ở một vị trí. Còn trạm di động là trạm hoạt động trong khi đang ở trạng thái di chuyển. WLAN sẽ không thực sự đầy đủ nếu chỉ giám sát các trạm máy tínhxách tay. Những ảnh hưởng của quá trình truyền sóng làm mờ đi sự khác biệt giữa trạm di động và trạm dễ mang. Các trạm di động thường được cấp nguồn bằng ắc qui. Do vậy quản lý nguồn là một yếu tố cần phải xem xét. Không thể coi là thiết bị nhận của trạm luôn ở chế độ bật nguồn. Tương tác với các lớp IEEE 802 khác: WLAN phải làm việc với các lớp cao hơn (Lớp điều khiển liên kết logic LLC) giống như là LAN truyền thống. Điều này đòi hỏi WLAN phải xử lý khả năng di động của các trạm trong phân lớp MAC. Để đáp ứng độ tin cậy mà lớp LLC đòi hỏi, WLAN cần phải phối hợp với các chức năng hoàn toàn mới trong các phân lớp MAC. Phân loại mạng WLAN Hiện nay tồn tại hai kiểu mạng không dây là: Mạng Ad-hoc (hay còn gọi là mạng Peer to Peer hoặc mạng phi thể thức): Mạng này gồm các mạng máy tính được lắp card mạng không dây liên kết với nhau. Các máy tính trong mạng này có thể chia sẻ taì nguyên nhưng không thể truy cập tài nguyên của mạng có dây nếu không cấu hình một máy tính hoạt động như cầu nối tới mạng có dây. Các mạng không dây đặc biệt (ad hoc), tuy nhiên, không cần bất kỳ cơ sở hạ tầng nào để làm việc. Hình 1.1. Mô hình mạng Adhoc Không dùng đến các thiết bị định tuyến (Wireless Router), hay thu phát không dây (Wireless Access Point ). Mỗi nút mạng có thể truyền thông với nút mạng khác, không cần thiết điểm truy cập điều khiển truy cập môi trường truyền thông. Trong các mạng đặc biệt (ad hoc), sự phức tạp của mỗi nút mạng là cao hơn bởi vì mọi nút phải thực thi các cơ chế truy cập môi trường truyền thông, các cơ chế điều khiển ẩn hoặc bộc lộ các vấn đề thiết bị đầu cuối và có lẽ là các cơ chế ưu tiên để cung cấp một dịch vụ đảm bảo chất lượng. Mạng không dây kiểu này tỏ ra mềm dẻo hơn hết, ví dụ: cần thiết cho các hội nghị đột xuất, các sự thay thế nhanh của cơ sở hạ tầng hoặc các kịch bản truyền thông đi xa từ bất kỳ cơ sở hạ tầng nào. Mạng cơ sở hạ tầng (Infrastructure) hay còn gọi là mạng đấu dây một phần: Mạng này cung cấp kết nối tới mạng có dây và cho phép các máy tính kết nối không dây truy cập tới tài nguyên của mạng có dây. Có hai kiểu truy cập điểm: @ Thông qua sử dụng phần cứng chuyên dụng truy cập điểm (HAP): Như Welan của Lucent, Base Station của Apple hoặc AviatorPro của WebGear. Phần cứng truy cập điểm thường được hỗ trợ toàn diện hơn đối với các thiết bị không dây. @ Thông qua sử dụng phần mềm truy cập điểm: Phần mềm truy cập điểm chạy trên máy tính với card giao diện mạng không dây thường được sử dụng trong mạng Ad hoc hay Peer to Peer cùng với phần mềm hỗ trợ mạng. Hình 1.2. Mô hình mạng cơ sở hạ tầng Nhiều mạng WLAN của ngày nay cần một mạng cơ sở hạ tầng. Các mạng cơ sở hạ tầng không những cung cấp truy cập tới các mạng khác mà còn bao gồm các chức năng chuyển tiếp, kiểm soát truy cập môi trường truyền thông v.v.v. Bên trong các mạng không dây cơ sở hạ tầng này, sự truyền thông điển hình chỉ diễn ra giữa các nút mạng không dây và điểm truy cập nhưng không trực tiếp giữa các nút mạng không dây. Điển hình, việc thiết kế của các mạng cơ sở hạ tầng đơn giản hơn bởi vì hầu hết các chức năng mạng nằm bên trong điểm truy cập, trong khi các nút khách không dây có thể giữ nguyên hoàn toàn đơn giản. Cấu trúc này gợi nhớ lại chuyển đổi Ethernet hoặc những mạng hình sao khác, nơi một phần tử trung tâm (ví dụ: một chuyển mạch) điều khiển luồng mạng. Kiểu mạng này có thể sử dụng các lược đồ truy cập khác nhau có hoặc không có xung đột. Các xung đột có thể xảy ra nếu truy cập môi trường truyền thông của các nút mạng không dây và điểm truy cập không được kết hợp. Tuy nhiên, nếu chỉ có điểm truy cập điều khiển truy cập môi trường truyền thông, không có xung đột là có thể thực hiện được. Sự sắp đặt này có thể là hữu ích để đảm bảo chất lượng dịch vụ như độ rộng băng thông nhỏ nhất cho các nút nào đó. Tiếp theo, điểm truy cập có thể thăm dò các nút mạng không dây đơn để đảm bảo tốc độ dữ liệu. Các mạng cơ sở hạ tầng mất đi một vài tính mềm dẻo các mà các mạng không dây có thể cung cấp, ví dụ: chúng không có khả năng sử dụng cho sự giảm nhẹ thảm hoạ trong các trường hợp ở nơi mà không cơ sở hạ tầng nào được bỏ đi. Rõ ràng, hai biến thể cơ bản của WLAN, mạng cơ sở hạ tầng và mạng đặc biệt, không luôn luôn đi vào khuôn mẫu thuần tuý của chúng. Có nhiều mạng mà dựa vào các điểm truy cập và cơ sở hạ tầng cho các dịch vụ cơ bản (ví dụ: sự xác thực quyền truy cập, điều khiển truy cập môi trường truyền thông để lấy dữ liệu kết hợp với chất lượng dịch vụ, sự quản lý các chức năng), nhưng cũng cho phép truyền thông trực tiếp giữa các nút mạng không dây. Tuy nhiên, các mạng đặc biệt có thể chỉ lựa chọn các nút mạng với khả năng chuyển tiếp dữ liệu. Hầu hết các nút mạng phải kết nối như là một nút mạng đặc biệt, với mục đích đầu tiên là truyển dữ liệu nếu các máy nhận(receiver) ở ngoài phạm vi của chúng. Ưu điểm của mạng WLAN Tính linh động và nâng cấp cao: Mạng không dây có khả năng di động và sự tự do, cho phép kết nối bất cứ đâu mà không bị hạn chế về không gian và vị trí kết nối (bên trong vùng phủ sóng Radio các nút mạng các thể truyền thông không giới hạn xa hơn). Ví dụ đối với 1 công ty nối mạng WLAN có thể cho phép người dùng truy cập theo thời gian thực từ bất cứ vị trí nào trong khuôn viên và trong pham vi công ty, mà không phải tìm kiếm các vị trí kết nối mạng qua Ethernet do vậy sẽ tăng năng xuất lao động, hay việc lựa chọn mạng WLAN là tối ưu đối với văn phòng mới, các hội nghị hay những nơi tụ họp như: sân bay, nhà ga, trung tâm giao dịch, quán cà phê, quán ăn, ... Và thể hiện sự mềm dẻo đặc biệt là sóng Radio có thể đi xuyên qua những bức tường mỏng, đồ đạc trong nhà, cây cối,… Các thiết bị có thể giao tiếp với nhau mà không hề nhìn thấy nhau. Tức là không cần LOS (line of sight: nhìn nhau trên một đường thẳng). Dễ lắp đặt, triển khai và mở rộng (khi thêm máy không ảnh hưởng đến hệ thống), ít sử dụng các kết nối có dây do đó loại bỏ được sự rườm rà của việc đi cáp, đặc biệt thuận tiện với những điểm khó đi dây, tiết kiệm được thời gian lắp đặt dây cáp và không làm thay đổi thẩm mỹ kiến trúc toà nhà. Đồng nghĩa với việc ít phát sinh nhiều vấn đề cho người dùng và quản trị hệ thống. Do đó làm giảm chi phí bảo trì bảo dưỡng hệ thống nhờ khả năng dễ thay thế khi xảy ra sự cố. Chỉ có mạng đặc biệt không dây (Wireless Adhoc Networks) mới cho phép truyền thông không có dự kiến trước. Trong khi đó bất kỳ mạng có dây nào cũng cần có kế hoạch đi dây. Chỉ cần các thiết bị tuân theo 1 chuẩn như nhau thì chúng có thể giao tiếp được với nhau. Với thiết bị có dây thì phức tạp hơn nhiều như việc thêm dây dẫn, các đơn vị liên quan làm việc như chuyển mạch Switch phải được cung cấp. Khả năng tuỳ biến: giá thành lắp đặt theo tuổi đời sản phẩm, môi trường đòi hỏi khả năng di chuyển và sửa đổi thường xuyên. Phụ thuộc vào quy mô lắp đặt sản phẩm được chọn, dịch vụ và hỗ trợ. Xác định rõ các chi tiết liên quan, chi phí lắp đặt thực tế WLAN. Cơ sở hạ tầng của một hệ thống mạng không dây hoàn toàn có thể thay đổi, chuyển đổi, dễ dàng tuỳ thuộc vào các yêu cầu của từng cá nhân, doanh nghiệp đơn vị sử dụng. Tính quy mô: Dễ cấu hình và tái sắp xếp để phù hợp với quy mô các văn phòng và số lượng người dùng. Cho phép thiết kế các mạng nhỏ không phụ thuộc vào các thiết bị ví dụ như thiết bị bỏ túi như điện thoại di động hay là máy tính sách tay, PDA, IP phone, IP camera đang ở trong vali… Trong khi đó cáp truyền dẫn tín hiệu không những hạn chế người dùng mà còn hạn chế các nhà thiết kế máy trợ giúp cá nhân dùng kỹ thuật số... Ngoài ra các thiết bị ngoại vi: như mouse không dây, keybord… thì có thêm một thiết bị phát sóng. Những thiết bị này chỉ việc tiếp sóng từ những thiết bị phát sóng hầu như không cần cài đặt gì cả. Để triển khai WLAN cho một nhóm cụ thể thì thời gian từ khi tiến hành khảo sát cho tới khi hoàn tất là rất khác nhau. Các WLAN có quy mô vừa (32 đến 192 người sử dụng) có thể được triển khai từ 6 tuần đến 8 tuần bao gồm cả mua sắm thiết bị. Các WLAN có quy mô lớn hơn (trên 192 người) thì việc triển khai có thể là từ 8 đến 10 tuần. Tính mạnh mẽ: Mạng WLAN tránh được những thảm hoạ như động đất, người dùng lôi kéo. Sự phát triển mạnh mẽ và phổ biến rộng rãi của mạng không dây hiện đang là một động lực lớn thúc đẩy một làn sóng đổi mới trên Internet. Công nghệ không dây có mặt ở khắp mọi nơi. Với bất cứ ứng dụng hay dịch vụ nào liên quan đến vận chuyển dữ liệu đều có một giải pháp không dây. Những công nghệ mới chuẩn bị ra đời vốn được hy vọng là sẽ hứa hẹn một thế giới hoàn toàn không dây. Những mạng đòi hỏi một mô hình cáp truyền sẽ hoàn toàn sụp đổ. Nhược điểm của mạng WLAN Chất lượng chưa cao: Tốc độ truyền dữ liệu của mạng không dây chậm (9.6 Mbps đến 54 Mbps). Độ rộng băng thông thấp hơn do sự hạn chế trong truyền dẫn sóng Radio, tỉ lệ lỗi cao hơn do sự giao thoa là 10-4, còn đối với cáp quang là 10-10. Khá tốn kém: Giá thành thiết lập 1 mạng không dây cao hơn rất nhiều so với mạng có dây. Ví dụ bộ thích ứng Adapter của mạng Ethernet thấp hơn so với mạng không dây... Các giải pháp sở hữu riêng (Độc quyền): Do bởi các thủ tục tiêu chuẩn hoá chậm chạp, nhiều công ty đã đặt vấn đề thảo luận với những giải pháp sở hữu riêng đề nghị tiêu chuẩn hoá chức năng cộng thêm nhiều tính năng tăng cường (điển hình tốc độ bit cao hơn dùng một công nghệ mã hoá độc quyền). Những hạn chế trong quy định: Tất cả các sản phẩm không dây phải tuân theo những quy định quốc gia. An toàn và bảo mật: Sử dụng sóng radio cho truyền tải dữ liệu có thể gây nhiễu với các thiết bị công nghệ cao khác, ví dụ: trong các bệnh viện hoặc các lò vi sóng. Những sự phòng ngừa đặc biệt ở đây phải được đưa ra. Thêm vào nữa, giao diện sóng radio làm cho việc nghe trộm trong WLAN dễ hơn nhiều trong mạng khác. Lý do sử dụng mạng WLAN Nếu thông tin được ví như là mạch máu của môi trường kinh doanh ngày nay thì mạng không dây là trái tim điều khiển hoạt động kinh doanh đó. Mạng WLAN có thể truyền dữ liệu tới cấp lãnh đạo và nhân viên trong một công ty mà không quan tâm tới vị trí ngồi làm việc. Có rất nhiều ngành công nghiệp đã phát hiện ra lợi thế của mạng WLAN không chỉ trong công việc hàng ngày mà còn tác động tới cả cán cân doanh thu. Đối với chúng ta việc chia sẻ thông tin và tìm kiếm nguồn dữ liệu vô cùng phong phú trên INTERNET thông qua card mạng và hệ thống mạng có dây là điều bình thường. Tuy nhiên đối với những công ty mà vị trí không tốt cho việc thi công cables như toà nhà cũ, không có khoảng không gian thi công cables hoặc thuê chỗ để đặt văn phòng… Thì một mạng không dây wireless lan là một giải pháp hữu dụng. Mục đích của WLAN nhằm cung cấp thêm một phương án lựa chọn cho khách hàng bên cạnh các giải pháp như xDSL, ETHERNET, GPRS, 3G… WLAN là một phần của giải pháp văn phòng di động. Cho phép người sử dụng kết nối các mạng LAN từ các khu công cộng như khách sạn, sân bay, thậm chí ngay cả trên các phương tiện vận tải. WLAN là một hệ thống truyền thông dữ liệu mở để truy cập vô tuyến đến các mạng Internet va Intetranet. Nó cũng cho phép kết nối LAN tới LAN trong một toà nhà hoặc một khu tập thể hoặc một khu trường học… Một mạng WLAN có thể được tích hợp mạng vô tuyến diện rộng. Đối tượng sử dụng mạng WLAN Mạng WLAN đang dần trở nên phổ biến trong các môi trường, ví dụ như: Hệ thống thông tin doanh nghiệp: Các nhà quản lý mạng có thể di chuyển nhân viên lập ra các văn phòng tạm thời hoặc cài đặt máy in và nhiều thiết bị khác mà không ảnh hưởng bởi chi phí và tính phức tạp của mạng có dây. Du lịch: Khách sạn và các điểm du lịch có thể xử lý thông tin đặt phòng yêu cầu dịch vụ hoặc thông tin hành lý của khách hàng. Giáo dục: Sinh viên và giảng viên có thể liên lạc với nhau từ bất kỳ vị trí nào trong khuôn viên đại học để trao đổi hoặc tải về các bài giang có sẵn trên mạng. Mạng WLAN còn gỉam thiểu nhu cầu sử dụng phòng thực hành máy tính của sinh viên. Thông tin sản phẩm: Các nhân viên chịu trách nhiệm về xuất kho có thể cập nhật và trao đổi các thông tin của sản phẩm. Y tế: Y tá có thể trao đổi các thông tin về liệu pháp chữa bệnh và bệnh nhân. Chuẩn IEEE 802.11 Chuẩn 802.11 của Viện kỹ thuật điện và điện tử (IEEE,1997) đặc tả hầu hết các họ nổi tiếng của WLANs trong nhiều sản phẩm đã sẵn có (một chuẩn truyền thông cho mạng WLAN). Chuẩn này đưa ra các quy định hoạt động ở hai lớp lớp DataLink (MAC): Thực hiện cho phép chia sẻ các kênh truyền. Lớp vật lý (physical) cung cấp việc truyền dữ liệu theo những phương thức khác nhau. Khi con số các chuẩn cho biết chuẩn này thuộc về một nhóm của các chuẩn LAN 802.x, ví dụ: 802.3 Ethernet (Kỹ thuật truy cập đường truyền bằng cảm nhận sóng mang và có dò xung đột) hoặc 802.5 Token Ring (Thẻ bài vòng). Điều này có nghĩa rằng chuẩn đặc tả vật lý và tầng truy cập môi trường truyền thích ứng với các yêu cầu đặc biệt của LAN không dây, nhưng cung cấp giao diện giống nhau như các chuẩn khác tới các tầng cao hơn theo hướng duy trì trong khả năng làm được. Mục tiêu chính của chuẩn này là sự đặc tả WLAN đơn giản và tính mạnh mẽ, nó cung cấp các dịch vụ giới hạn thời gian và các dịch vụ không đồng bộ. Hơn nũa, tầng MAC có thể hoạt động với nhiều tầng vật lý, mỗi tầng của chúng phô diễn một khả năng phán đoán môi trường khác nhau và đặc tính truyền thông. Những ứng cử viên được coi là thích hợp cho các tầng vật lý là kỹ thuật truyền tia hồng ngoại và kỹ thuật phát sóng radio trải phổ rộng. Các tính năng của WLAN nên bao gồm sự hỗ trợ của việc quản lý nguồn điện để lưu giữ năng lượng pin, xử lý việc có các nút ẩn và khả năng hoạt động toàn cầu. Vì vậy, băng tần ISM có tần số 2.4GHz nó có hiệu lực trong hầu hết các nước trên toàn thế giới, nó đã được chọn để làm chuẩn. Thiết bị thuộc chuẩn 802.11a chỉ có thể làm việc với các thiết bị cùng chuẩn. Các thiết bị thuộc chuẩn 802.11b và 802.11g có thể làm việc với nhau vì hoạt động ở cùng tần số. Nếu bạn chỉ đơn giản muốn lướt Web, check email thì mua các thiết bị không dây chuẩn B. Nếu bạn muốn chơi các trò Game trực tuyến hoặc làm việc với các files đa phương tiện có dung lượng lớn thì nên dùng chuẩn G, GS hoặc GX. Dưới đây là chỉ tiêu kỹ thuật của chuẩn IEEE 802.11: Protocol Release Date Op. Frequency Throughput (Type) Data Rate (Max) Range (Indoor) Range (Outdoor) Legacy 1997 2.4-2.5 GHz 0.7 Mbit/s 2 Mbit/s ~Depends on walls ~75 meters 802.11a 07/1999 5.15-5.25/5.25-5.35/5.745-5.825 GHz 23 Mbit/s 54 Mbit/s ~30 meters ~100 meters 802.11b 07/1999 2.4-2.5 GHz 4 Mbit/s 11 Mbit/s ~35 meters ~110 meters 802.11g 06/2003 2.4-2.5 GHz 19 Mbit/s 54 Mbit/s ~35 meters ~110 meters H ình 1.3. Chỉ tiêu kỹ thuật của các chuẩn IEEE 802.11 CCK: 1, 2, 5.5, 11 Mbps. OFDM: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps. IEEE 802.11b: Kỹ thuật mã hoá cho chuẩn 802.11 cung cấp tốc độ từ 1-2Mbps, thấp hơn tốc độ của chuẩn 802.3. Kỹ thuật duy nhất có khả năng cung cấp tốc độ cao hơn là DSSS(Direct sequence spread spectrum - Trải phổ chuỗi trực tiếp), được lựa chọn như là một chuẩn vật lý hỗ trợ tốc độ 1-2 Mbps và hai tốc độ mới là 5.5 và 11Mbps. Để tăng tốc độ truyền lên cho chuẩn 802.11b, vào năm 1998, Lucent và Harris đề xuất cho IEEE một chuẩn được gọi là Complementary Code Keying(CCK). CCK sử dụng một tập 64 word các mã 8 bit, do đó 6 bit có thể được đại diện bởi bất kỳ code word nào. Vì là một tập hợp những code word này có các đặc tính toán học duy nhất cho phép chúng được bên nhận nhận ra một cách chính xác với các kỹ thuật khác, ngay cả khi có sự hiện diện của nhiễu. Với tốc độ 5.5 Mbps sử dụng CCK để mã hoá 4 bit mỗi sóng mang, và với tốc độ 11 Mbps mã hoá 8 bit mỗi sóng mang. Cả hai tốc độ đều sử dụng QPSK (Quadrature Phase-shift keying) làm kỹ thuật điều chế và tín hiệu ở 1.375 Mbps. 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 bạn 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. Chuẩn này có tốc độ truyền thấp nhất nhưng lại được dùng phổ biến trong môi trường kinh doanh, sản xuất dịch vụ do chi phí mua linh kiện thấp, tốc độ truyền dẫn đủ đáp ứng các nhu cầu trao đổi thông tin trên internet như: duyệt web, chat, email, nhắn tin. IEEE 802.11a: 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 tần ISM vì UNII sử dụng phổ không nhiễu 300MHz, 802.11a sử dụng kỹ thuật điều chế FDM (frequency-division multiplexing). Ích lợi đầu tiên của 802.11a so với 802.11b là chuẩn hoạt động ở phổ 5.4 GHz, cho phép nó có hiệu suất tốt hơn vì có tần số cao hơn. Nhưng vì chuyển từ phổ 2.4GHz lên 5GHz nên khoảng cách truyền sẽ ngắn hơn và  yêu cầu nhiều năng lượng hơn.Đó là lý do tại sao chuẩn 802.11a tăng EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) đến tối đa của 50 mW. Phổ 5.4 GHz được chia thành 3 vùng hoạt động và mỗi vùng có giới hạn cho năng lượng tối đa. Ích lợi thứ hai dựa trên kỹ thụât mã hoá sử dụng bởi 802.11a. 802.11a sử dụng một phương thức mã hoá được gọi là FDM(COFDM hay OFDM). Mỗi kênh phụ trong sự thực thi COFDM có độ rộng khoảng 300 kHz. COFDM hoạt động bằng cách chia nhỏ kênh truyền dữ liệu tốc độ cao thành nhiều kênh truyền phụ có tốc độ thấp hơn, và sau đó sẽ được truyền song song. Mỗi kênh truyền tốc độ cao có độ rộng là 20MHz và được chia nhỏ thành 52 kênh phụ, mỗi cái có độ rộng khỏang 300 kHz. COFDM sử dụng 48 kênh phụ cho việc truyền dữ liệu, và 4 kênh còn lại được sử dụng cho sửa lỗi. COFDM có tốc độ truyền cao hơn và có khả năng phục hồi lỗi tốt hơn, nhờ vào kỹ thuật mã hoá và sửa lỗi của nó. Mỗi kênh phụ có độ rộng khoảng 300 kHz. Để mã hoá 125 kbps thì BPSK được sử dụng cho tốc độ khoảng 6000 kbps. Sử dụng QPSK thì có khả năng mã hoá l6n tới 250 kbps mỗi kênh, cho tốc độ khoảng 12Mbps. Bằng cách sử dụng QAM (Quadrature Amplitude Modulation là một kỹ thuật line-code) 16 mức mã hoá 4bit/Hertz, và đạt được tốc độ 24 Mbps. Tốc độ 54 Mbps đạt được bằng cách sử dụng 64 QAM, cho phép từ 8-10 bit cho mỗi vòng, và tổng cộng lên đến 1.125 Mbps cho mỗi kênh 300 kHz. Với 48 kênh cho tốc độ 54 Mbps, tuy nhiên, tốc độ tối đa theo lý thuyết của COFDM là 108 Mbps. Do tần số hoạt động cao nhất, băng thông lớn nên chứa được nhiều kênh thông tin hơn so với chuẩn 802.11b và 802.11g. Và cũng do tần số hoạt động cao hơn tần số hoạt động của các thiết bị viễn thông thông dụng như điện thoại mẹ bồng con, Bluetooth,…nên hệ thống mạng không dây sử dụng chuẩn 802.11a ít bị ảnh hưởng do nhiễu sóng. Nhưng đây cũng chính là nguyên nhân làm cho hệ thống dùng chuẩn này không tương thích với các hệ thống sử dụng 2 chuẩn còn lại. IEEE 802.11g: 802.11g là một mở rộng của 802.11b, nó mở rộng tốc độ lên 54 Mbps bằng cách sử dụng kỹ thuật OFDM như 802.11a trong giải tần 2.4 GHz. 802.11g hoạt động ở giải tần 2.4 GHz, đó là giải băng tần S cho công nghiệp, khoa học và y học cho tín hiệu được truyền sử dụng khoảng 30 MHz (1/3 của băng tần). Chuẩn này có tốc độ truyền dẫn cao thích hợp cho hệ thống mạng có lưu lượng trao đổi dữ liệu cao. Dữ liệu luân chuyển trong hệ thống là những tập tin đồ hoạ, âm thanh, phim ảnh có dung lượng lớn. Chi phí trang bị cho hệ thống sử dụng kết nối không dây chuẩn 802.11g cao hơn 30% so với chuẩn 802.11b. Vào năm 2000, nhóm phận sự G của IEEE 802.11 đưa ra nhiệm vụ phải phát triển một tốc độ cao hơn nữa, mở rộng lớp vật lý (PHY) tương thích với các phiên bản cũ. Xuất phát từ những thành công của chuẩn IEEE 802.11b, đã thúc đẩy cho ý tưởng này. Phần bổ sung mới này, đã định rõ IEEE 802.11g, tương thích được với lớp điều khiển truy nhập môi trường truyền thông 802.11 (MAC). Thực thi tất cả những phần bắt buộc của của chuẩn IEEE 802.11b hiện tại bảo đảm tính tương thích và thao tác giữa các phần, và gồm cả tốc độ dữ liệu lớn nhất ít nhất cũng phải bằng 20 Mbps. Gần như là chỉ một năm sau, nhóm 802.11g đã đưa ra được vài đề xuất, nhóm cho phép sự thông qua của bản phác thảo chuẩn IEEE 802.11g đầu tiên vào cuối tháng 10. Nhóm phận sự bổ sung thêm kỹ thuật tiến bộ hơn trong phiên làm việc vào đầu tháng giêng năm 2001 và hoàn thành chuẩn IEEE 802.11g vào năm 2003. Bản phác thảo chuẩn IEEE 802.11g đã đạt tốc độ mở rộng tốc độ dữ liệu trên băng tần 2.4 GHz lên đến 54 Mbps. Tốc độ bắt buộc thấp nhất của chuẩn 802.11b là 1 và 2 Mbps đối với mã Baker (code), 5.5 đến 11 Mbps đối với điều chế khoá mã bù (CCK - Complementary Code Keying), và Long Preamble (192 microseconds) được quy định bên trong chuẩn IEEE 802.11g. Trong phần thêm vào, IEEE 802.11g cho Short Preamble (96 microseconds), đó là tuỳ chọn trong IEEE 802.11b, cho phép thông lượng gia tăng nhất là cho các Short Packet. Các tuỳ chọn 5.5 đến 11 Mbps cho mã xoắn gói nhị phân (packet binary convolutional coding (PBCC)) của IEEE 802.11b được mở rộng trong chuẩn IEEE 802.11g từ 22 đến 33 Mbps. Định dạng gói cho chế độ của Short Preamble va Long Preamble tốt như là Barker, CCK, PBCC được chỉ ra ở hình 1.4 dưới đây: Hình 1.4. CCK và OFDM trong 802.11g; CCK – OFDM và PBCC Đạt được tốc độ lên tới 54 Mbps, chuẩn IEEE 802.11g kế thừa từ chuẩn IEEE 802.11a. Chuẩn đó sử dụng tần số trực giao orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) trong dải tần 5 GHz đạt được tốc độ dữ liệu 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps. IEEE 802.11g sử dụng định dạng mã hoá giống như trong giải tần 2.5 GHz đạt được tốc độ giống như vậy, chế độ OFDM cho tốc độ 6, 12, và 24 Mbps. Chế độ khuôn dạng gói của OFDM được chỉ ra trong hình 1.4b. Chế độ tuỳ chọn thêm vào, CCK- OFDM trong chuẩn IEEE 802.11g sử dụng mã hoá Barker Preamble của 802.11b cùng với trường tải OFDM. CCK- OFDM phối hợp cũng được hỗ trợ tốc độ trường tải là 6, 9, 18, 14, 36, 48 và 54 Mbps. Khuôn dạng gói của CCK- OFDM được chỉ ra trong hình 1.4c. Một trong những khía cạnh quan trọng của chuẩn IEEE 802.11g là tương thích với chuẩn IEEE 802.11b. Bằng cách duy trì tính tương thích, những nhà thiết kế bổ sung chuẩn IEEE 802.11g để nó trở nên phổ biến khắp nơi, sự thông qua chuẩn quốc tế của IEEE 802.11b trong sản xuất từ Laptops đến PDAs. Tương thích cũng ngăn ngừa sự phức tạp trên thị trường các thiết bị và cho phép giải quyết dễ dàng bởi nhà cung cấp dịch vụ và bởi những IT chuyên nghiệp. Họ lưu ý nâng cấp và hoàn thiện để việc xử lý được thực hiện nhanh hơn. Tốc độ dữ liệu đã tăng lên đáng kể do sự mở rộng của phân lớp MAC chuẩn IEEE 802.11g. Trong khi đó chế độ 11 Mbps của IEEE 802.11b đạt được thông lượng truyền đồng đẳng trong lớp MAC vào khoảng 7.1 Mbps cho 1,500 – Byte packets, chế độ OFDM 54 Mbps sẽ cho phép thông lượng vượt quá giới hạn của 24.3 Mbps. Trong khi rất nhiều các nghiên cứu chỉ để mang lại một sự thống nhất của chuẩn WLAN trong dải băng tần 5 GHz, ví dụ như IEEE 802.11a và ETSI’s HiperLAN 2, IEEE 802.11g có vẻ tỏ ra hoà hợp giữa dải băng tần 2.4 – 5 GHz. Khi lược đồ mã hoá OFDM của IEEE 802.11g và IEEE 802.11a là y hệt nhau, một thiết bị chuẩn 802.11g có nhiều quy định về mặt chức năng cho chuẩn 802.11a đã được xây dựng. Thực tế có xuất hiện nhiều cuộc tranh luận mở của nhiều nhà sản xuất kết hợp mà bao gồm cả IEEE 802.11g và IEEE 802.11a. Ví dụ là IEEE 802.11g cũng là thiết bị kết hợp được chỉ ra như là thiết bị “IEEE 802.11abg”. Dự thảo đầu tiên của chuẩn IEEE 802.11g là “b+a=g”. Vào năm 2001, FCC thông báo sự thành công mới đã mong đợi cho phép sự phát triển xa hơn của sự điều biến tín hiệu số trong giải băng tần 2.4 GHz đưa ra kỹ thuật trải phổ, trong khi đó vẫn duy trì thủ tục hợp lệ cho ký tự truyền. FCC bây giờ cho phép rõ ràng sử dụng sự điều biến trong IEEE 802.11g ở dải tần 2.4 GHz. Hình 1.5. Lược đồ điều biến 802.11g và tương ứng với tốc độ dữ liệu Phương thức truy xuất WLAN Carrier Siene Multilple Access With Collission Avoidance (CSMA/CA): Đa truy xuất cảm biến mang tránh xung đột: Một trạm muốn truyền thông trước hết nó kiểm tra môi trường truyền, nếu môi trường truyền dỗi thì nó kiểm tra gói dữ liệu. Tại trạm sẽ nhận tín hiệu trả lời (ACK) cho trạm gửi rằng không có xung đột xảy ra. Nếu trạm gửi không nhận được tín hiệu trả lời (ACK) từ trạm nhận nó sẽ gửi lại gói dữ liệu đầu tiên cho tới khi nào nhận được gói ACK từ trạm nhận. Khung RTS-CTS (CSMA/CA) Hình 1.6. Khung RTS/CTS Máy tính ở hai toà nhà mặc dù chúng nghe được nhau nhưng có thể xảy ra trường hợp chúng gửi dữ liệu cùng lúc gây va chạm và gây lỗi. Nếu cố gắng truyền lại va chạm lại xảy ra. Khắc phục bằng cách bật tính năng RTS/CTS (Request to send/ Clear to send). Điều này sẽ được trình bày rõ ở chương sau. Tốc độ mạng WLAN Phụ thuộc vào kiểu cấu hình thiết kế trong mạng, số lượng người dùng khoảng cách giữa các thành phần của mạng, loại hệ thống mạng WLAN được sử dụng và hiệu quả của mạng có dây…đều là các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ tổng thể của mạng WLAN. Những nhân tố trên còn tác động tới tốc độ của mạng có dây. Nhưng hầu hết các mạng LAN thương mại đều chạy trong khoảng từ 10 Megabit/giây (Mbps) (10 BaseT) tới 100 Mbps (100 BaseT). Các thành phần của mạng WLAN sử dụng chuẩn tốc độ cao 802.11g có thể đạt tốc độ tối đa 54 Mbps gấp 5 lần so với chuẩn 802.11b. Hầu hết các ứng dụng di động hiện nay đều được thiết kế cho cấu trúc WLAN 802.11, chuẩn được sử dụng rộng rãi là chuẩn 802.11 a và 802.11g. Chúng ta có thể thay đổi tốc độ vận hành của mạng bằng cách: Thay đổi tốc độ dữ liệu (Data Rate). Auto là bộ định tuyến tự động nhận tốc độ dữ liệu tốt nhất. Thay đổi tốc độ dữ liệu theo một giá trị thấp nhất như 1 Mbps để tín hiệu không dây truyền đi xa hơn. Chọn một tốc độ dữ liệu cao 54Mbps để giới hạn tầm hoạt động của mạng nhưng sẽ an toàn hơn trước bọn tội phạm kỹ thuật cao. Mức xác lập cao này khiến các máy tính khó dùng mạng của bạn nếu nó đặt ở xa điểm truy cập. Các vấn đề liên quan khi sử dụng WLAN 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.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. 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. 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. Thay đổi công xuất phát: Việc thay đổi công xuất phát cho phép admin điều khiển công xuất mà AP sử dụng để truyền dữ liệu. Việc chuyển công xuất ra có thể là cần thiết trong một số trường hợp khi các node ở xa không xác định được AP. Nó cũng cho phép điều khiển vùng phủ sóng của AP. Khi công xuất phát ra trong một AP tăng lên, thì client có thể di chuyển xa hơn mà không mất kết nối với AP. Tính năng này cũng hữu ích trong việc bảo mật bằng cách cho phép thay đổi kích thước của cell RF làm cho các kẻ xâm nhập không thể kết nối mạng từ bên ngoài của toà nhà. Có thể sử dụng bộ khếch đại đối với AP cố định. 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. 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. Bảo mật Tại sao bảo mật lại rất quan trọng, tại sao chúng ta lại phải quan tâm đến vấn đề bảo mật của mạng wireless LAN? Điều này bắt nguồn từ tính cố hữu của môi trường không dây. Để kết nối tới một mạng LAN hữu tuyến bạn cần phải truy cập theo đường truyền bằng dây cáp, phải kết nối một PC vào một cổng mạng. Với mạng không dây bạn chỉ cần có máy của bạn trong vùng sóng bao phủ của mạng không dây. Điều khiển cho mạng hữu tuyến là đơn giản: đường truyền bằng cáp thông thường được đi trong các tòa nhà cao tầng và các port không sử dụng có thể làm cho nó disable bằng các ứng dụng quản lý. Các mạng không dây (hay vô tuyến) sử dụng sóng vô tuyến xuyên qua vật liệu của các tòa nhà và như vậy sự bao phủ là không giới hạn ở bên trong một tòa nhà. Sóng vô tuyến có thể xuất hiện trên đường phố, từ các trạm phát từ các mạng LAN này, và như vậy ai đó có thể truy cập nhờ thiết bị thích hợp. Do đó mạng không dây của một công ty cũng có thể bị truy cập từ bên ngoài tòa nhà công ty của họ. Hình 1.7 thể hiện một người lạ có thể truy cập đến một LAN không dây từ bên ngoài như thế nào. Giải pháp ở đây là phải làm sao để có được sự bảo mật cho mạng này chống được việc truy cập theo kiểu này. Hình 1.7. Ví dụ về một người lạ truy cập vào mạng Các điểm yếu trong bảo mật 802.11: Chuẩn IEEE 802.11 đưa ra một WEP (Wired Equivalent Privacy) để bảo vệ sự truyền phát không dây. WEP được sử dụng một chuỗi số 0 đối xứng để mã hóa các người dùng trong mạng không dây. 802.11 đưa ra các khóa WEP 64 bit nhưng được cung câp thêm lên khóa WEP 128 bit. 802.11 không đưa ra các khóa được xắp xếp như thế nào. Một WEP bao gồm 2 phần: vector khởi tạo (IV) 24 bit và key mật. IV được phát trong plain text ở phần header của các gói 802.11. Tuy nhiên nó rất dễ bị “crack”. Vì vậy giải pháp tiếp theo là phải sử dụng các khóa WEP động mà có thể thay đổi một cách thường xuyên. . Chuẩn 802.11 xác nhận các máy khách sử dụng khóa WEP. Tiếp sau đó chuẩn công nghiệp đã được đưa ra thông qua xác nhận 802.1x (bạn có thể xem ở Phần xác nhận không dây) để bổ sung cho các thiếu xót của chuẩn 802.11 trước nó. Tuy nhiên gần đây, trường đại học Maryland đã minh chứng bằng tài liệu về sự cố của vấn đề bảo mật tiềm ẩn với giao thức 802.1x này. Giải pháp ngày nay là sử dụng sự xác nhận lẫn nhau để ngăn cản “ai đó ở giữa” tấn công và các khóa WEP động, các khóa này được xắp xếp một cách cẩn thận và các kênh mã hóa. Cả hai kỹ thuật này được hỗ trợ bởi giao thức (TLS: Transport Layer Security). Nổi bật hơn cả là việc khóa per-packet và kiểm tra tính toàn vẹn của message. Đây chính là chuẩn bảo mật 802.11i. Mô hình bảo mật không dây: Kiến trúc LAN không dây hỗ trợ một mô hình bảo mật mở và toàn diện dựa trên chuẩn công nghiệp như thể hiện trên hình 1.8. Mỗi một phần tử bên trong mô hình đều có thể cấu hình theo người quản lý mạng để thỏa mãn và phù hợp với những gì họ cần. Hình 1.8. Mô hình bảo mật không cho mạng không dây Device Authorisation: các Client không dây có thể bị ngăn chặn theo địa chỉ phần cứng của họ (ví dụ như địa chỉ MAC). EAS duy trì một cơ sở dữ liệu của các Client không dây. được cho phép và các AP riêng biệt khóa hay thông lưu lượng phù hợp. Encryption: WLAN cũng hổ trợ WEP, 3DES và chuẩn TLS sử dụng mã hóa để tránh người truy cập trộm. Các khóa WEP có thể đươck tạo trên một per-user, per session basic. Authentication: WLAN hỗ trợ sự ủy quyền lẫn nhau (bằng việc sử dụng 802.1x EAP-TLS) để bảo đảm chỉ có các Client không dây được ủy quyền mới được truy cập vào mạng. EAS sử dụng một RADIUS server bên trong cho sự ủy quyền bằng việc sử dụng các chứng chỉ số. Các chứng chỉ số này có thể đạt được từ quyền chứng nhận bên trong (CA) hay được nhập từ một CA bên ngoài. Điều này đã tăng tối đa sự bảo mật và giảm tối thiểu các thủ tục hành chính. Firewall: EAS hợp nhất customable packet filtering và port blocking firewall dựa trên các chuỗi Linux IP. Việc cấu hình từ trước cho phép các loại lưu lượng chung được enable hay disable. VPN: EAS bao gồm một IPSec VPN server cho phép các Client không dây thiết lập các session VPN vững chắc trên mạng. Mã hóa là biến đổi dữ liệu để chỉ có các thành phần được xác nhận mới có thể giải mã được nó. Quá trình mã hóa là kết hợp vài plaintext với một khóa để tạo thành văn bản mật (Ciphertext). Sự giải mã được bằng cách kết hợp Ciphertext với khóa để tái tạo lại plaintext gốc như hình 1.9. Quá trình xắp xếp và phân bố các khóa gọi là sự quản lý khóa. Hình 1.9. Quá trình mã hóa và giải mã Nếu cùng một khóa được sử dụng cho cả hai quá trình mã hóa và giải mã thì các khóa này được hiểu như là “symmetric” (đối xứng). Còn nếu các khóa khác nhau được sử dụng thì quá trình này được hiểu như là “asymmetrric”. Các khóa Asymmetric được sử dụng nhiều trong các PKIs (Public Key Infrastructures), nơi mà một khóa là “public” và các cái còn lại là “private”. Có hai phương pháp mã hóa: Cipher khối và Cipher chuỗi. Các Cipher khối hoạt động trên plaintext trong các nhóm bit gọi là các block, điển hình dài 64 hoặc 128 bit. Các ví dụ điển hình của Cipher khối như là: DES, triple DES (3DES), AES và Blowfish. Các Cipher chuỗi biến đổi một khóa thành một “keystream” ngẫu nhiên (điển hình là 8 bit), sau đó kết hợp với plaintext để mã hóa nó. Các Cipher chuỗi được dùng nhiều hơn so với các Cipher khối. Các ví dụ về Cipher chuỗi như là: RC4 (được sử dụng trong LANs không dây 802.11). Xác nhận không dây Sự xác nhận là việc cung cấp hay hủy cung cấp một ai đó hay cái gì đó đã được xác nhận. Sự xác nhận thông thường là một quá trình một chiều (one-way), ví dụ như một người log on bằng một máy tính và cung cấp nhận dạng của họ với username và password. Trong mạng không dây, sự xác nhận lẫn nhau nên được sử dụng ở những nơi mà mạng xác nhận Client và các Client xác nhận mạng. Điều này ngăn cản các thiết bị giả có thể giả trang như thiết bị mạng để truy cập đến các dữ liệu quan trọng trên các Client không dây. Chuẩn LAN không dây 802.11 không có sự xác nhận thông minh, vì vậy chuẩn công nghiệp đã thông qua giao thức 802.1x cho sự xác nhận của nó. 802.1x đưa ra cách thức điều khiển truy cập mạng cơ port-based, cách thức này sử dụng EAP (Extensible Authentication Protocol) và RADIUS server. 802.1x không đưa ra giao thức xác nhận một cách cụ thể nhưng chỉ rõ EAP trong việc hỗ trợ số lượng các giao thức xác nhận như là CHAP-MD5, TLS và Kerberos. EAP có thể được mở rộng vì vậy các giao thức xác nhận mới có thể được hỗ trợ như trong các phiên bản sau của nó. EAP được đưa ra để hoạt động trên giao thức Point-to-Point (PPP); để nó tương thích với các giao thức của lớp liên kết dữ liệu khác (như là Token Ring 802.5 hay Wireless LANs 802.11) EAP Over LANs (EAPOL) đã được phát triển. Mô hình xác nhận cuối cùng được thể hiện ở hình dưới đây: Hình 1.10. Mô hình xác nhận