TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY
Lịch sử hình thành mạng không dây
Mục tiêu:Giúp các học viên hiểu được lịch sử hình thành mạng không dây (Wireless) cũng như các tính năng của các chuẩn mạng không dây
Mặc dù mạng Ethernet có dây đã tồn tại hơn 30 năm, mạng không dây vẫn còn tương đối mới mẻ trong thị trường gia đình Chuẩn không dây đầu tiên được sử dụng rộng rãi, 802.11b, chỉ mới được IEEE phê chuẩn vào năm 1999 Khi đó, phần cứng mạng không dây còn rất đắt đỏ, chỉ những công ty giàu có và có nhu cầu cao mới có khả năng triển khai Một điểm truy cập, hoạt động như cầu nối giữa mạng có dây và không dây, có giá khoảng 1000 đô la Mỹ vào thời điểm đó.
Vào năm 1999, giá của các card không dây cho máy tính xách tay lên tới 300 đô la, nhưng hiện nay, bạn chỉ cần chi 55 đô la cho một điểm truy cập cơ sở và 30 đô la cho card máy khách 802.11b Điều này lý giải vì sao mạng không dây ngày càng được ưa chuộng Nhiều máy tính xách tay, kể cả những mẫu cấu hình thấp, hiện đã được trang bị card mạng không dây tích hợp, giúp người dùng không cần phải mua card máy khách riêng nữa.
Công nghệ mạng không dây đã trải qua một quá trình phát triển dài và bắt đầu từ những ứng dụng trong quân đội Để đáp ứng nhu cầu trao đổi dữ liệu an toàn và hiệu quả trong bối cảnh chiến tranh, quân đội đã triển khai mạng không dây như một giải pháp đơn giản và tiện lợi.
Khi giá thành công nghệ không dây giảm và chất lượng được cải thiện, nhiều công ty đã tận dụng cơ hội này để phát triển các mạng không dây trong hệ thống của họ Công nghệ không dây cung cấp một giải pháp kết nối hiệu quả và tiết kiệm chi phí giữa các trường đại học, tạo ra nhiều cơ hội kinh doanh sinh lời.
Công nghệ mạng không dây hiện nay đã trở nên phổ biến và tiết kiệm hơn, cho phép triển khai mạng không dây trên toàn hệ thống mà không cần sử dụng dây dẫn Việc chuyển đổi hoàn toàn sang mạng không dây không chỉ giúp giảm thiểu sự phức tạp mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí cho doanh nghiệp.
Mạng không dây đang trở thành một công nghệ thiết yếu trong các gia đình có thu nhập thấp, giúp cải thiện công việc và giải trí tại nhà Nhiều người đã thiết lập mạng không dây để tận dụng những tiện ích mà nó mang lại trong văn phòng và cuộc sống hàng ngày.
Cải thiện công nghệ mạng không dây dẫn đến giá sản xuất phần cứng giảm, làm tăng số lượng cài đặt mạng không dây Các chuẩn mạng không dây sẽ nâng cao khả năng thao tác và tương thích giữa các phần, giúp cải thiện hiệu suất mạng Tuy nhiên, khi số lượng người sử dụng mạng không dây gia tăng, sự không tương thích có thể khiến mạng trở nên vô dụng, trong khi thiếu khả năng thao tác giữa các phần sẽ gây cản trở kết nối giữa mạng công ty và các mạng khác.
Công nghệ WLAN ra đời vào cuối thập niên 1990 với các sản phẩm hoạt động trên băng tần 900Mhz Các giải pháp này, mặc dù chưa được thống nhất giữa các nhà sản xuất, chỉ đạt tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn nhiều so với tốc độ 10Mbps của các mạng cáp hiện tại.
Năm 1992, các nhà sản xuất bắt đầu giới thiệu sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2.4GHz, mặc dù tốc độ truyền dữ liệu cao hơn, nhưng vẫn là những giải pháp riêng lẻ chưa được công bố rộng rãi Sự cần thiết cho sự tương thích giữa các thiết bị trên các dãy tần số khác nhau đã thúc đẩy một số tổ chức phát triển các chuẩn mạng không dây chung.
In 1997, the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) approved the creation of the 802.11 standard, commonly known as Wi-Fi (Wireless Fidelity), for wireless local area networks (WLANs) The 802.11 standard supports three transmission methods.
6 hiệu, trong đó có bao gồm phương pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.4Ghz
Năm 1999, IEEE đã thông qua hai chuẩn 802.11a và 802.11b, định nghĩa các phương pháp truyền tín hiệu cho WLAN Trong đó, thiết bị WLAN dựa trên chuẩn 802.11b nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội, hoạt động ở tần số 2.4GHz và đạt tốc độ truyền dữ liệu lên tới 11Mbps Chuẩn 802.11b được phát triển nhằm cung cấp tính hiệu dụng, thông lượng và bảo mật tương đương với mạng có dây.
Năm 2003, IEEE giới thiệu chuẩn 802.11g, cho phép truyền nhận thông tin ở cả hai dãy tần 2.4GHz và 5GHz, với tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên đến 54Mbps Các sản phẩm sử dụng chuẩn 802.11g cũng tương thích ngược với các thiết bị trước đó.
Định nghĩa mạng không dây
Mục tiêu: Hiểu được khái niệm mạng không dây, môi trường hoạt động của mạng không dây
WLAN, hay mạng không dây, là một loại mạng máy tính mà không cần sử dụng cáp kết nối giữa các thành phần Thay vào đó, các thiết bị trong mạng giao tiếp với nhau thông qua sóng điện từ trong không khí, tạo ra môi trường truyền thông linh hoạt và tiện lợi.
Các chuẩn mạng WLAN
Mục tiêu: Giúp người học phân biệt được các chuẩn của mạng không dây Các tính năng của từng loại
Các chuẩn của mạng không dây được tạo và cấp bởi IEEE
+ 802.11 : Đây là chuẩn đầu tiên của hệ thống mạng không dây Chuẩn này chứa tất cả công nghệ truyền hiện hành bao gồm Direct Sequence Spectrum
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) và FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) là hai công nghệ quan trọng trong hệ thống mạng không dây Chuẩn 802.11 mô tả các thao tác của sóng truyền FHSS, và người quản trị mạng cần lựa chọn phần cứng phù hợp để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho các chuẩn này.
Chuẩn 802.11b hiện là lựa chọn phổ biến nhất cho mạng không dây, với khoảng 40 triệu thiết bị đang được sử dụng toàn cầu Được giới thiệu vào cuối năm 1999, chuẩn này hoạt động ở tần số 2,4GHz, nhưng phải chia sẻ phổ với các thiết bị không được cấp phép như điện thoại không dây và lò vi sóng, gây ra hiện tượng nhiễu cho mạng không dây.
802.11b hoạt động trong phạm vi từ 100 đến 150 feet (1 feet = 0,3048m) với tốc độ dữ liệu lý thuyết tối đa là 11 Mbit/s, nhưng thực tế chỉ đạt thông lượng từ 4 đến 6 Mbit/s do bị ảnh hưởng bởi quá trình xử lý thông tin giao thức mạng và kiểm soát tín hiệu Mặc dù tốc độ này nhanh hơn kết nối băng rộng DSL hoặc cáp và đủ cho âm thanh liên tục, nhưng 802.11b không đủ nhanh để truyền tải hình ảnh có độ nét cao Lợi thế lớn nhất của 802.11b là chi phí phần cứng thấp.
Chuẩn 802.11a, ra mắt vào cuối năm 2001, hoạt động ở phổ vô tuyến 5 GHz, mang lại thông lượng lý thuyết tối đa 54 Mbit/s và tốc độ thực tế từ 21 đến 22 Mbit/s Mặc dù tốc độ này cao hơn đáng kể so với chuẩn 802.11b, nhưng phạm vi hoạt động trong nhà của 802.11a chỉ từ 25 đến 75 feet, ngắn hơn so với 802.11b Tuy nhiên, 802.11a rất hiệu quả trong các khu vực đông đúc nhờ vào việc có nhiều kênh không gối lên nhau trong dải 5 GHz, cho phép triển khai nhiều điểm truy cập hơn để tăng cường năng lực trong cùng một khu vực.
802.11a mang lại là băng thông cao hơn của nó giúp cho việc truyền nhiều luồng hình ảnh và truyền những tập tin lớn trở nên lý tưởng
Chuẩn mạng không dây 802.11g, được IEEE phê duyệt vào tháng 6 năm 2003, hoạt động trong phổ 2,4GHz giống như 802.11b nhưng với tốc độ dữ liệu lý thuyết lên đến 54 Mbit/s, và thông lượng thực tế từ 15 đến 20 Mbit/s Phạm vi hoạt động trong nhà của 802.11g dao động từ 100 đến 150 feet, giúp việc truyền tải hình ảnh, âm thanh và lướt web trở nên lý tưởng Đặc biệt, 802.11g được thiết kế tương thích ngược với 802.11b, cho phép các thiết bị của hai chuẩn này hoạt động chung một cách hiệu quả.
Máy tính sổ tay trang bị PC card không dây 802.11b có khả năng kết nối với điểm truy cập 802.11g, nhưng khi có mặt sản phẩm 802.11b, tốc độ của mạng 802.11g sẽ giảm xuống mức 802.11b Đồng thời, mạng 802.11a không tương thích với các mạng 802.11b và 802.11g, mặc dù có sự kết hợp giữa các tần số vô tuyến của 802.11a.
Chuẩn 802.11g mang lại hiệu suất vượt trội, đặc biệt là trong môi trường gia đình, nơi tín hiệu vô tuyến phải vượt qua nhiều bức tường và vật cản Tuy nhiên, do phạm vi hoạt động ngắn hơn, 802.11g có thể không phải là lựa chọn tối ưu trong những trường hợp này.
Phân loại mạng không dây
Mục tiêu: Phân biệt được các loại mạng không dây Đặc điểm của từng loại mạng, từ đó giúp xây dựng một hệ thông mạng Wireless cho phù hợp
4.1 Mạng WPAN ( Công nghệ Blutooth)
Mạng vô tuyến cá nhân (WPAN) bao gồm các công nghệ vô tuyến với vùng phủ nhỏ, từ vài mét đến hàng chục mét, nhằm kết nối các thiết bị ngoại vi như máy in, bàn phím, chuột, và đồng hồ với điện thoại di động và máy tính Các công nghệ trong nhóm này bao gồm Bluetooth, Wibree, ZigBee, UWB, Wireless USB, và EnOcean, hầu hết đều được chuẩn hóa bởi IEEE thông qua nhóm làm việc 802.15 Các chuẩn này thường được biết đến với tên gọi như IEEE 802.15.4 và IEEE 802.15.3.
Mạng vô tuyến cục bộ (WLAN) bao gồm các công nghệ có vùng phủ khoảng vài trăm mét, nổi bật nhất là công nghệ Wifi với nhiều chuẩn khác nhau thuộc gia đình 802.11 a/b/g/h/i/ Wifi đã đạt được nhiều thành công lớn trong những năm qua Ngoài Wifi, còn có HiperLAN và HiperLAN2, những công nghệ ít được biết đến nhưng là đối thủ cạnh tranh của Wifi, được chuẩn hóa bởi ETSI.
4.3 Mạng WMAN Đây là mạng vô tuyến đô thị Đại diện tiêu biểu của nhóm này chính là WiMAX Ngoài ra còn có công nghệ băng rộng BWMA 802.20 Vùng phủ sóng của nó sẽ tằm vài km (tầm 4-5km tối đa)
Mạng vô tuyến diện rộng bao gồm các công nghệ di động như UMTS, GSM và CDMA2000, với vùng phủ sóng từ vài km đến hàng chục km.
Mạng vô tuyến khu vực sử dụng công nghệ 802.22, đang được nghiên cứu và phát triển bởi IEEE, với vùng phủ sóng lên đến 40-100 km Mục tiêu chính của công nghệ này là cung cấp truyền thông đến các khu vực xa xôi, hẻo lánh và khó tiếp cận.
9 triển khai các công nghệ khác Nó sẽ sử dụng băng tần mà TV analog không dùng để đạt được vùng phủ rộng.
Câu 1: Trình bày lịch sử hình thành mạng không dây
Câu2: Trình bày các chuẩn mạng không dây
Câu 3: Phân loại mạng WLAN
CÁC TẦNG CỦA MẠNG KHÔNG DÂY
Các tầng mạng không dây
Mục tiêu của bài viết là hiểu rõ các tầng chức năng của mạng không dây và cơ chế truyền dữ liệu qua từng tầng mạng Bên cạnh đó, bài viết cũng giúp phân biệt sự khác nhau giữa mạng vô tuyến và mạng hữu tuyến.
1.1 Tại sao cần phải chuẩn hóa mạng không dây
Ngày nay, công nghệ sản xuất đang phát triển đa dạng, với các công ty phần mềm cung cấp nhiều dịch vụ và ứng dụng khác nhau Các chuẩn mạng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo phần cứng và phần mềm tương thích, giúp các hãng máy tính kết nối và chia sẻ tài nguyên, thông tin một cách hiệu quả Đồng thời, các chuẩn mạng cũng hỗ trợ bảo mật thông tin cho các máy tính, nâng cao tính an toàn trong quá trình truyền tải dữ liệu.
1.2 Những tổ chức tham gia xây dựng chuẩn
The CCITT (International Consulative Committee for Telegraphy and
Ủy Ban tư vấn Quốc Tế về điện thoại và điện báo (CCITT) là một bộ phận của ITU (Tổ chức Truyền thông Quốc tế) với lịch sử bắt đầu từ năm 1865, khi 20 quốc gia đồng thuận về việc chuẩn hóa mạng điện tín ITU được thành lập nhằm thực hiện công tác chuẩn hóa này và đã tập trung vào việc xây dựng quy định cho điện thoại, liên lạc vô tuyến và phát thanh Đến năm 1927, ITU đã chú trọng vào việc cấp phát tần số cho các dịch vụ radio, bao gồm radio cố định, radio di động (hàng hải và hàng không), phát thanh và radio nghiệp dư Trước đây được gọi là ITU (International Telegraph Union - Hội Điện Báo Quốc Tế), vào năm 1934, tổ chức này đã đổi tên thành International Telecommunication Union (Hiệp Hội Truyền Thông Quốc Tế) để xác định rõ hơn vai trò của mình trong tất cả các vấn đề truyền thông, bao gồm hữu tuyến, vô tuyến, cáp quang và các hệ điện từ.
Sau Thế chiến thứ hai, ITU đã trở thành một cơ quan đặc biệt của Liên hiệp Quốc và chuyển trụ sở chính đến Geneva Trong giai đoạn này, tổ chức cũng đã thiết lập bảng phân bổ tần số (Table of Frequency Allocations).
Bảng phân bổ các dải tần số cho từng dịch vụ radio nhằm ngăn chặn sự giao thoa giữa các phương tiện liên lạc trên không và dưới đất, bao gồm điện thoại trong xe, viễn thông đường biển, các trạm radio và viễn thông vũ trụ.
In 1956, two separate committees of the ITU, the Consultative Committee For International Telephony (CCIF) and the Consultative Committee For International Telegraph (CCIT), merged to form the Consultative Committee For International Telephony And Telegraph (CCITT) This merger aimed to enhance the management of international telephone and telegraph communications.
In 1993, the International Telecommunication Union (ITU) underwent reorganization, leading to the establishment of ITU-T, which stands for the Telecommunications Standardization Sector in English During this period, two additional sectors were also created: ITU-R, focusing on Radiocommunications, and ITU-D, dedicated to Development.
Mặc dù ngày nay ITU-T đang xây dựng các đề nghị và các chuẩn, các đề nghị của CCITT vẫn thường xuyên được đề cập hơn.
The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) is a prominent American organization dedicated to the development of various standards, particularly in data transmission It comprises several committees responsible for creating drafts related to Local Area Networks (LAN), which are then submitted to the American National Standards Institute (ANSI) for recognition and standardization across the United States Additionally, IEEE forwards these drafts to the International Organization for Standardization (ISO) for global standardization.
IEEE Computer Society là một tổ chức tập hợp các chuyên gia trong ngành công nghiệp, nhằm thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ truyền thông Tổ chức này hỗ trợ các nhà xuất bản sách, tổ chức hội nghị, triển khai các chương trình giáo dục, hoạt động địa phương và các ủy ban kỹ thuật.
Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa các chuẩn mã và chiến lược truyền tín hiệu tại Hoa Kỳ ANSI đại diện cho Hoa Kỳ tại Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn (ISO) và Liên đoàn Viễn thông Quốc tế (ITU) Là một trong những thành viên sáng lập của ISO, ANSI đóng vai trò quan trọng trong quản trị tổ chức này và giữ một trong năm ghế thường trực tại Hội đồng Quản trị OSI Tổ chức này cũng thúc đẩy việc áp dụng các tiêu chuẩn liên bang trên toàn cầu, bảo vệ chính sách và quan điểm kỹ thuật của Hoa Kỳ trong các tổ chức quốc tế.
Chúng tôi khuyến khích việc công nhận các tiêu chuẩn quốc tế như tiêu chuẩn quốc gia, đặc biệt khi những tiêu chuẩn này đáp ứng được nhu cầu của cộng đồng người dùng Hệ thống 12 chức tiêu chuẩn vùng và quốc tế sẽ hỗ trợ quá trình này.
Theo ANSI, tổ chức này không tự phát triển các Chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ mà tạo điều kiện cho sự phát triển thông qua việc thiết lập sự nhất trí giữa các nhóm được công nhận Viện đảm bảo rằng các nguyên tắc cốt lõi như sự nhất trí, quy trình và sự cởi mở được tuân thủ bởi hơn 175 tổ chức riêng biệt được chỉ định bởi Liên bang Các tiêu chuẩn Liên bang được phát triển tại các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế bởi ANSI, cho phép chúng được công nhận toàn bộ hoặc một phần như các tiêu chuẩn quốc tế Thành công của ANSI phụ thuộc chủ yếu vào sự tham gia của các tình nguyện viên từ ngành công nghiệp và chính quyền.
Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn (ISO) là một liên đoàn quốc tế gồm đại diện từ hơn 100 quốc gia, được thành lập vào năm 1947 với mục tiêu phát triển các tiêu chuẩn quốc tế ISO thúc đẩy sự trao đổi sản phẩm và dịch vụ giữa các quốc gia, đồng thời phát triển hợp tác toàn cầu trong các lĩnh vực tri thức, khoa học, công nghệ và kinh tế Tổ chức này cũng khuyến khích môi trường mạng mở, cho phép các hệ thống máy tính giao tiếp thông qua các giao thức được công nhận toàn cầu.
1.3 Mô hình OSI ( Liên kết các hệ thống mở )
Tổ chức ISO là một liên đoàn toàn cầu chuyên đề ra các tiêu chuẩn quốc tế Vào đầu thập niên 80, tổ chức này bắt đầu phát triển các giao thức cho môi trường mạng mở, giúp các nhà kinh doanh hệ thống truyền thông bằng máy tính có thể giao tiếp thông qua các giao thức được công nhận toàn cầu Kết quả của quá trình này là mô hình tham khảo OSI, một tiêu chuẩn quan trọng trong lĩnh vực truyền thông.
Mô hình OSI định nghĩa kiến trúc nhiều lớp Các giao thức được định nghĩa trong mỗi tầng có trách nhiệm về các vấn đề sau:
Truyền thông với các tầng giao thức ngang hàng đang hoạt động trên máy đối tác.
Cung cấp các dịch vụ cho các tầng trên nó (ngoại trừ mức cao nhất là tầng ứng dụng)
Giao tiếp giữa các tầng ngang hàng (peer-layer communication) cho phép các tầng trao đổi thông điệp và dữ liệu hiệu quả Chẳng hạn, giao thức chuyển tải (transport protocol) có thể gửi thông báo ngưng truyền tải (pause transmission) đến giao thức ngang cấp tại máy gửi Mỗi tầng không có kết nối vật lý trực tiếp với tầng cùng cấp ở hệ thống đối diện Để truyền một thông điệp, giao thức chuyển tải cần đóng gói thông điệp và chuyển nó xuống tầng bên dưới Các tầng thấp hỗ trợ tầng cao hơn bằng cách nhận và chuyển tiếp thông điệp qua các kết nối vật lý đến tầng thấp nhất.
Các tầng mạng vô tuyến
Mục tiêu: Phân biệt được chức năng của các tầng mạng vô tuyến
Hình 39.2 Mô hình mạng mô tuyến
2.1.Wireless Application Environment (WAE) : Tầng ứng dụng môi trường : Tầng này định nghĩa các chương trình và các tập lệnh sử dụng cho các ứng dụng không dây Một trong những ngôn ngữ phổ biến nhất là WMLScript.
2.2.Wireless Session Protocol (WSP) : Tầng phiên giao thức
Tầng này chịu trách nhiệm về các kiểu thông tin đã thiết lập với các thiết bị
Nó định nghĩa rằng phiên kết nối đó thành công hay không
2.3.Wireless Transaction Session Protocol (WTSP ) : Tầng phiên xử lý thao tác : Tầng này dùng để phân loại dữ liệu chảy tràn như một con đường đánh tin cậy hoặc một con đường không đáng tin cậy.
2.4.Wireless Transport Layer Security (WTLS) : Tầng truyền tải
Tầng này là tầng bảo mật Nó cung cấp mã hóa, chứng thực, kiểm tra tính nguyên v n của dữ liệu, và hơn thế nữa
2.5.Wireless Datagram Protocol (WDP) : Tầng giao thức góidữ liệu
Tầng này lưu trữ dữ liệu bị hỏng trong quá trình truyền Do có nhiều phương pháp truyền khác nhau và WDP không có tiêu chuẩn hóa rõ ràng, bất kỳ hãng truyền thông nào cũng có thể chuyển giao dữ liệu vô tuyến miễn là tương thích với WAP.
2.6.Network carriers : Tầng vận chuyển Đây là phương pháp vận chuyển chịu trách nhiệm phân phát dữ liệu đến các thiết bị khác Có rất nhiều phương pháp vận chuyển, bất cứ ai sẽ mang vác miễn là nó liên kết đuợc với tầng WDP.
Ưu, nhược điểm của mạng không dây
Mục tiêu:Hiểu được các ưu điểm, nhược điểm của mạng không dây
Mạng không dây mang lại sự tiện lợi tương tự như hệ thống mạng truyền thống, cho phép người dùng truy cập tài nguyên mạng ở bất kỳ đâu trong khu vực triển khai, như nhà hoặc văn phòng Sự gia tăng người sử dụng laptop càng làm cho việc sử dụng mạng không dây trở nên thuận lợi hơn.
Với sự phát triển của mạng không dây công cộng, người dùng hiện có thể dễ dàng truy cập Internet mọi lúc, mọi nơi, đặc biệt là tại các quán cà phê, nơi cung cấp dịch vụ Internet không dây miễn phí.
Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơi này đến nơi khác
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.
Mạng không dây có khả năng mở rộng linh hoạt, cho phép đáp ứng ngay lập tức khi số lượng người dùng tăng lên, trong khi hệ thống mạng có dây yêu cầu phải lắp đặt thêm cáp để mở rộng.
Bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn công của người dùng là rất cao.
Mạng chuẩn 802.11g chỉ hoạt động hiệu quả trong phạm vi vài chục mét, phù hợp cho không gian nhỏ như căn nhà, nhưng không đủ cho các tòa nhà lớn Để mở rộng phạm vi, người dùng cần đầu tư thêm vào Repeater hoặc access point, dẫn đến chi phí tăng cao Hơn nữa, việc sử dụng sóng vô tuyến cũng làm gia tăng nguy cơ nhiễu tín hiệu từ các thiết bị khác như lò vi sóng, ảnh hưởng đến độ tin cậy và hiệu quả hoạt động của mạng.
Tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử dụng cáp(100Mbps đến hàng Gbps)
Câu 1: Nêu các tổ chức tham gia định chuẩn
Câu2: Trình bày các lớp của mô hình OSI
Câu 3: Trình bày các tầng của mạng WLAN
Câu 4 Nêu ưu, nhược điểm của mạng không dây
KIẾN TRÚC MẠNG KHÔNG DÂY
Các thiết bị mạng không dây
Mục tiêu: Hiểu được tính chất, đặc điểm, tính năng của các thiết bị cấu hình nên mạng không dây
Card mạng không dây là thành phần chủ yếu trong mạng WLAN, giúp kết nối các máy khách vào hệ thống mạng không dây Thiết bị này thường được cắm vào khe PCI trên máy tính, và được sử dụng phổ biến cho các máy tính để bàn (desktop) để truy cập mạng không dây.
Trước đây, PCMCIA wireless thường được sử dụng trong laptop và các thiết bị hỗ trợ cá nhân như PDA Tuy nhiên, nhờ sự phát triển của công nghệ, hiện nay các thiết bị này đã được tích hợp sẵn card wireless, dẫn đến việc PCMCIA wireless ít được sử dụng hơn.
Loại thiết bị kết nối không dây hiện nay được ưa chuộng là USB Wireless, nhờ tính di động và nhỏ gọn Thiết bị này có chức năng tương tự như Card PCI Wireless nhưng sử dụng chuẩn cắm USB, cho phép tháo lắp nhanh chóng mà không cần cắm cố định Hơn nữa, USB Wireless hỗ trợ cắm khi máy tính đang hoạt động, mang lại sự tiện lợi cho người dùng.
Access Points ( APs) đầu tiên được thiết kế cho các khu trường sở rộng rãi
Điểm truy cập (AP) cho phép người quản trị cấu hình các điểm đơn và hỗ trợ một hoặc hai sóng vô tuyến cho mỗi AP Về lý thuyết, AP có khả năng phục vụ hàng trăm người dùng đồng thời Việc cấu hình AP được thực hiện thông qua ESSID (Extended Service Set ID), là chuỗi nhận dạng mạng không dây.
Nhiều người sử dụng chương trình máy khách để cấu hình và có một mật khẩu đơn giản để bảo vệ các thiết lập của mạng
Hầu hết các AP đều tăng cường cung cấp các tính năng, như là :
Tính năng lọc địa chỉ MAC yêu cầu rằng trước khi một sóng vô tuyến từ máy khách có thể kết nối với điểm truy cập (AP), địa chỉ MAC của nó phải có trong bảng địa chỉ của AP Điều này giúp tăng cường bảo mật mạng bằng cách chỉ cho phép các thiết bị đã được xác thực kết nối.
Tính năng đóng mạng yêu cầu máy khách chỉ định ESSID một cách rõ ràng để có thể kết nối với AP, trong khi thông thường, máy khách có thể chọn ESSID từ bất kỳ mạng hiện hữu nào.
Tính năng kết nối liên miền
Bản ghi mở rộng, thống kê, và thực hiện báo cáo.
Một tính năng nổi bật là quản lý khóa WEP động và mã hóa trao đổi công cộng, nhưng đáng tiếc rằng các giải pháp này hoàn toàn phụ thuộc vào từng nhà sản xuất và không tuân theo bất kỳ tiêu chuẩn nào, dẫn đến việc không tương thích với các sản phẩm khác Điều này có nghĩa là máy khách chỉ có thể hoạt động với AP mà nó kết hợp và bị giới hạn bởi các dịch vụ mà AP cung cấp APs là lựa chọn lý tưởng cho mạng cá nhân với nhiều máy khách trong cùng một khu vực vật lý, như trong doanh nghiệp hoặc khuôn viên trường học, vì chúng cung cấp mức độ kiểm soát cao cho kết nối có dây Tuy nhiên, chi phí cho một AP thường khá cao, dao động từ 800 đến 1000 USD.
Hình 39.6 Mô hình cài đặt Access Point Một lớp khác của AP thỉng thoảng được xem như là cổng nhà riêng The
Apple AirPort, Orinoco RG-1000 và Linksys WAP11 là các ví dụ cụ thể của các
AP cấp thấp là những sản phẩm có giá thành rẻ hơn so với các sản phẩm thương mại khác, cho phép truy cập mạng không dây thông qua modem quay số Các dịch vụ như Network Address Translation (NAT), DHCP và cầu nối cho máy khách cung cấp sự cân bằng tốt nhất, mặc dù không hỗ trợ nhiều máy khách đồng thời như AP cao cấp Tuy nhiên, chúng vẫn mang lại khả năng truy cập đơn giản và tiết kiệm cho nhiều ứng dụng Việc cấu hình một AP không tốn kém cho mạng cục bộ giúp người dùng có thể quản lý hiệu quả hơn so với các máy khách riêng lẻ trong việc truy cập mạng không dây.
Các điểm truy cập (AP) không chỉ là thiết bị có giá cao mà còn là nền tảng quan trọng để xây dựng hệ thống thông tin mạng không dây Chúng được thiết kế đặc biệt để dễ dàng cấu hình, tiêu thụ năng lượng thấp và không có bộ phận di chuyển, giúp kiểm soát hiệu quả các vị trí lặp lại trong mạng.
Điểm truy cập (AP) cung cấp cho các máy khách một cách kết nối vào mạng, cho phép các máy tính sử dụng wireless truy cập vào mạng nội bộ của công ty AP hoạt động như một thiết bị song công (Full duplex) với mức độ thông minh tương đương với một chuyển mạch Ethernet phức tạp.
Các chế độ của AP
Mục tiêu của bài học là giúp học viên phân biệt các mô hình mạng, nắm vững cơ chế hoạt động và phạm vi ứng dụng của từng mô hình Qua đó, học viên sẽ có nền tảng vững chắc để thiết kế mạng một cách hiệu quả và phù hợp.
2.1 Chế độ gốc ( Root Mode)
Chế độ gốc được sử dụng khi điểm truy cập (AP) kết nối với mạng xương sống qua giao diện mạng cục bộ Các AP hiện đại không chỉ hỗ trợ chế độ gốc mà còn có khả năng cấu hình các chế độ cao hơn từ chế độ mặc định này Khi AP kết nối với mạng hữu hạn, việc chuyển đổi giữa các chế độ trở nên linh hoạt hơn.
Cổng cục bộ hỗ trợ 22 tuyến, mặc định hoạt động ở chế độ gốc Trong chế độ này, AP kết nối với các đoạn mạng phân bổ giống nhau, cho phép giao tiếp với các đoạn mạng khác AP tương tác với các chức năng lang thang được sắp xếp để kết hợp hiệu quả Các máy khách có thể trao đổi thông tin với nhau qua AP tương ứng, giúp kết nối qua đoạn mạng hữu tuyến.
Chế độ gốc (Root mode) được sử dụng khi Access Point (AP) kết nối với mạng backbone có dây qua giao diện Ethernet Đây là cấu hình mặc định cho hầu hết các AP, cho phép chúng giao tiếp với nhau qua phân đoạn có dây Khi ở chế độ này, các AP có thể tương tác với nhau và hỗ trợ kết nối cho các client không dây, giúp chúng giao tiếp với các client khác trong các vùng phủ sóng khác nhau thông qua AP tương ứng.
2.2 Chế độ lặp (Repeater Mode)
Trong chế độ lặp, các điểm truy cập (AP) có khả năng cung cấp liên kết ngược trong mạng hữu tuyến tốt hơn so với một liên kết hữu tuyến thông thường Một AP được coi là AP gốc, trong khi các AP khác hoạt động như bộ lặp AP ở chế độ lặp kết nối với máy khách như một AP và kết nối với AP gốc như một máy khách Tuy nhiên, không nên sử dụng AP ở chế độ lặp trừ khi cần sự an toàn tuyệt đối, vì các ô xung quanh mỗi AP cần phải chồng lấp ít nhất 50% Cấu hình này cần đủ mạnh để giảm thiểu kết nối của máy khách tới AP ở chế độ lặp, và việc truyền đạt giữa AP và máy khách không khác gì so với liên kết không dây, dẫn đến giảm hiệu suất.
Trong một mạng không dây, số lượng người dùng tối đa là 23, điều này có thể dẫn đến trải nghiệm hạn chế cho những người kết nối với điểm truy cập (AP) ở chế độ lặp Tình huống này thường xảy ra khi mạng cục bộ hữu tuyến bị vô hiệu hóa trong chế độ lặp, tạo ra tiềm năng cao cho các vấn đề kết nối.
Chế độ lặp (repeater mode) cho phép điểm truy cập (AP) cung cấp kết nối không dây upstream vào mạng có dây, thay vì sử dụng kết nối có dây truyền thống Trong cấu hình này, một AP hoạt động như AP gốc (root AP) trong khi AP còn lại đóng vai trò như một thiết bị mở rộng tín hiệu.
Repeater không dây AP trong repeater mode kết nối với các client như là một
AP và kết nối với upstream AP như là một client
2.3 Chế độ cầu nối ( Bridge Mode)
Trong chế độ cầu nối, các AP hoạt động như những cầu nối không dây, cho phép kết nối giữa các đoạn mạng hữu tuyến và mạng không dây Mặc dù chỉ một số lượng nhỏ AP có chức năng cầu nối, nhưng sự trang bị này mang lại giá trị đáng kể so với chi phí Các máy khách không kết nối trực tiếp với các cầu nối, mà chúng sử dụng các cầu nối để liên kết hai hoặc nhiều đoạn mạng khác nhau.
Hình 39.8 Access Point trong chế độ cầu nối
AP hoạt động như một cổng kết nối, cho phép máy khách truy cập từ mạng 802.11 đến các mạng 802.3 hoặc 802.5 Nó có nhiều tùy chọn về phần cứng và phần mềm để người dùng lựa chọn.
Chế độ cầu nối (Bridge Mode) cho phép AP hoạt động như một cầu nối không dây, kết nối các thiết bị trong mạng Khi được cấu hình ở chế độ này, AP trở thành một phần không thể thiếu trong hệ thống mạng không dây Tuy nhiên, chỉ một số ít AP trên thị trường hỗ trợ chức năng Bridge, dẫn đến giá thành của thiết bị thường cao hơn Trong bài viết này, chúng ta sẽ giải thích ngắn gọn về cách hoạt động của cầu nối không dây.
Hình 39.9 Mô hình Bridge Mode
Các Mô hình mạng không dây
Mục tiêu: Phân biệt được các mô hình mạng không dây trong thực tế
3.1 Mô hình mạng AD HOC (Independent Basic Service sets (BSSs) :
Các nút di động với card mạng không dây tạo thành kết nối ngang cấp (peer-to-peer) trong không gian nhỏ, cho phép trao đổi thông tin trực tiếp mà không cần quản trị mạng Mạng ad-hoc được thiết lập nhanh chóng và dễ dàng, phù hợp cho các hội nghị thương mại hoặc nhóm làm việc tạm thời Tuy nhiên, mạng này có nhược điểm về vùng phủ sóng hạn chế, yêu cầu mọi người phải có khả năng nghe và giao tiếp với nhau.
3.2 Mô hình mạng cơ sở (Basic service sets (BSSs)
Bao gồm các điểm truy cập AP (Access Point) kết nối với mạng đường trục hữu tuyến và tương tác với các thiết bị di động trong khu vực phủ sóng của một cell.
Điểm truy cập (AP) đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển các cell và quản lý lưu lượng tới mạng, giúp các thiết bị di động giao tiếp qua AP thay vì trực tiếp với nhau Các cell có thể chồng lấn lên nhau từ 10-15%, cho phép các trạm di động di chuyển mà không mất kết nối và cung cấp vùng phủ sóng hiệu quả với chi phí thấp Các trạm di động sẽ tự động chọn AP tốt nhất để kết nối Một AP nằm ở vị trí trung tâm có khả năng điều phối và phân phối truy cập cho các nút tranh chấp, đảm bảo truy cập phù hợp với mạng đường trục, cấp phát địa chỉ và mức ưu tiên, đồng thời giám sát lưu lượng mạng, quản lý chuyển tiếp các gói dữ liệu và duy trì kết nối ổn định.
Giao thức đa truy nhập tập trung không cho phép các nút di động truyền trực tiếp tới nhau trong cùng một vùng với điểm truy cập, khác với cấu hình mạng WLAN độc lập Điều này dẫn đến việc mỗi gói tin phải được phát đi hai lần: từ nút phát gốc và sau đó qua điểm truy cập trước khi đến nút đích Quá trình này làm giảm hiệu quả truyền dẫn và tăng độ trễ.
3.3 Mô hình mạng mở rộng ( Extended Service Set (ESSs))
Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động thông qua ESS, là tập hợp các BSSs cho phép các Access Point giao tiếp và chuyển lưu lượng giữa các BSS Access Point sử dụng hệ thống phân phối để xác định đích đến cho lưu lượng nhận từ BSS, có thể tiếp sóng trở lại cùng một BSS, chuyển tiếp đến Access Point khác, hoặc gửi tới mạng có dây ngoài ESS Thông tin nhận từ hệ thống phân phối sẽ được truyền tới BSS và đến tay trạm đích.
Câu 1: Trình bày các thiết bị của mạng WLAN
Câu2: Trình bày các chế độ của AP
Câu 3: Trình bày các mô hình của mạng WLAN
Bài tập 1: Cài đặt cấu hình mạng và quản trị mạng ADHOC với mô hình nhƣ sau:
THIẾT LẬP MẠNG WIFI CHIA SẺ LAN KHÔNG CẦN ACSESS POINT
Bài Lab này hướng dẫn cách kết nối hai máy laptop qua wifi mà không cần mua access point, sử dụng hệ điều hành Windows XP SP2 Mục tiêu là tạo ra một mạng LAN không dây giữa hai máy tính để chia sẻ file một cách dễ dàng và tiết kiệm.
Truớc tiên ta phải chuẩn bị truớc các thiết bị sau:
- Ta cần 02 máy tính xách tay có hỗ trợ WIFI, kiểm tra chuẩn của card WIFI trên các máy
Để đảm bảo kết nối tốt giữa hai máy tính, hãy đặt chúng trong phạm vi sóng tối ưu, thường là 50 mét trong nhà, tùy thuộc vào loại card mạng và chuẩn kết nối Để sóng được truyền tốt nhất, cần tránh đặt máy gần các vật chắn kim loại hoặc các nguồn gây nhiễu như lò vi sóng, thiết bị Bluetooth đang hoạt động và điện thoại di động.
- Bạn phải chắc chắn rằng cả hai card WIFI phải hỗ trợ chế độ ad hoc và
Dịch vụ Windows XP Wireless Zero Configuration (WZC) cho phép người dùng thiết lập mạng không dây Nếu WZC không được hỗ trợ, bạn cần sử dụng phần mềm đi kèm với thẻ mạng của mình để tạo mạng ad-hoc.
To enable file sharing, assign a unique name to each computer and ensure they are in the same workgroup Right-click on the My Computer icon, select Properties, and navigate to the System Properties Under the Computer Name tab, click Change and then restart the computer to apply the changes.
Mô hình của bài Lab như sau:
I TRƯỜNG HỢP KHÔNG CÓ CẤU HÌNH BẢO MẬT WEP KEY
Bước 1: vào Network Connection/ kích phải chuột lên card Wireless/ chọn properties
Bước 2: vào tab Wireless Networks/ kích chuột vào nút Add
Bước 3: hộp thoại Wireless network properties xuất hiện Nhập tên mạng (SSID) = Adhoc_LeNho và chọn các thông số như hình vẽ bên dưới Sau đó nhấn OK.
Step 4: Navigate back to the Wireless Networks tab, click on the newly created Adhoc_LeNho, and then select properties This will open the Advanced dialog box where you can choose the parameters as shown in the image below Once finished, click Close.
Bước 5: trở lại hộp thoại Wireless Network Connection Properties , kích chuột vào mục Internet Protocol (TCP/IP) và kích chuột vào Properties để đặt địa chỉ
Hộp thoại Internet Protocol Properties xuất hiện, ta tiến hành đặt địa chỉ IP cho Card Wireless trên PC1 IP = 169.254.100.1 và Subnet mask = 255.255.0.0
Để kết nối từ PC2 đến PC1 qua mạng không dây, trước tiên bạn cần nhấp chuột phải vào biểu tượng card wireless ở góc dưới bên phải màn hình Tiếp theo, chọn "View Available Wireless Networks" để mở hộp thoại "Wireless Network Connection" Tại đây, hãy chọn tên mạng "Adhoc_LeNho" và nhấn nút "Connection" để thực hiện kết nối.
Bước 2: trên PC 2 ta màn hình Command Prompt và g lệnh ipconfig /all, để xem địa chỉ IP của PC2 xin địa chỉ IP của PC1 trên card Wireless.
Bước 3: thực hiện lệnh ping 169.254.100.1 để xem kết nối giữa PC2 và PC1 có thành công hay không Nếu thành công thì sẽ xuất hiện màn hình bên dưới.
Bước 4: trên PC2 thực hiện việc truy cập đến dữ liệu được share trên PC1, thư mục share trên PC1 có tên là test adhoc
II TRƯỜNG HỢP CÓ CẤU HÌNH BẢO MẬT WEP KEY
To set up the wireless network, follow steps 1 to 5 In step 3, the Wireless Network Properties dialog will appear Enter the network name (SSID) as Adhoc_LeNho, select WEP for Data Encryption, input the WEP key in the Network Key field, and adjust the settings as shown in the accompanying image Finally, click OK to complete the setup.
Tiến hành từ bước 1 đến bước 4 như đã hướng dẫn Ở bước 1, khi xuất hiện hộp thoại yêu cầu nhập WEP KEY, hãy nhập WEP KEY và tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo.
Chúng ta đã thành công trong việc kết nối PC1 và PC2 mà không cần sử dụng dây cáp mạng, mà thay vào đó là thông qua sóng Wireless Trong bài Lab này, PC1 đóng vai trò quan trọng trong quá trình kết nối này.
Điểm truy cập (Access Point) phát sóng WiFi, trong khi đó, PC2 là một máy tính nhận tín hiệu WiFi và thiết lập kết nối với điểm truy cập Mô hình này có thể được mở rộng với nhiều máy tính kết nối cùng nhau, tạo thành mạng LAN không dây cho văn phòng hoặc công ty, như được minh họa trong hình dưới đây.
THIẾT LẬP MẠNG WIFI CHIA SẺ LAN VÀ INTERNET KHÔNG CẦN
