Tiêu Chuẩn ieee 802 pptx

Đại học Công nghệ Thông tin
Khoa mạng máy tính và truyền thông
Lớp MMT03





BÀI BÁO CÁO
Môn: Công nghệ mạng viễn thông

Đề tài:
Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi


GVHD ThS. Ngô Hán Chiêu

SVTH

Nhóm 10
1. Lê Văn Thương 08520599
2. Lê Đỗ Trường An 08520004
3. Nguyễn Văn Thiệu 08520596




TP HCM, 11/2011
Đ
ề

tài:
Tiêu chu
ẩ
n IEEE 802.11 và cô
ng ngh
ệ

Wifi

GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu


-1-

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI NÓI ĐẦU 4
DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ 5
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 8
NỘI DUNG 12
1. Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802 12
1.1. Giới thiệu về tổ chức IEEE 12
1.2. Các tiêu chuẩn IEEE 13
1.2.1. Giới thiệu 13
1.2.2. Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802 14
1.2.3. Quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mô hình OSI 15
2. Chương II: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802 17
2.1. Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến 17
2.1.1. IEEE 802.1 - các giao thức LAN tầng cao 17

2.1.2. IEEE 802.2 – điều khiển liên kết logic (LLC) 18
2.1.3. IEEE 802.3 – tiêu chuẩn cho công nghệ Ethernet 18
2.1.4. IEEE 802.4, .5, .6, .9, .12, .14 22
2.1.5. IEEE 802.17 24
2.2. Chuẩn hóa mạng LAN/MAN không dây 25
2.2.1. IEEE 802.11 – công nghệ WiFi – mạng WLAN 26
2.2.2. IEEE 802.15 – Công nghệ Bluetooth, ZigBee – mạng WPAN 26
2.2.3. IEEE 802.16 – công nghệ WiMAX – mạng WMAN 29
2.2.4. IEEE 802.20 34
2.2.5. IEEE 802.21 35
Đ
ề

tài:
Tiêu chu
ẩ
n IEEE 802.11 và cô
ng ngh
ệ

Wifi

GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu


-2-

2.2.6. IEEE 802.22 – mạng WRAN 35
2.3. Chuẩn hóa các thành phần khác 35
2.3.1. IEEE 802.10 36

2.3.2. IEEE 802.19 36
3. Chương III: IEEE 802.11 và chuẩn hóa mạng LAN không dây (WLAN) 37
3.1. Giới thiệu bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11 37
3.2. Kiến trúc của chuẩn IEEE 802.11 37
3.2.1. Các thành phần kiến trúc 37
3.2.2. Kiến trúc các lớp trong mô hình OSI của chuẩn IEEE 802.11 39
3.2.3. Phương pháp truy cập cơ bản: CSMA/CA 41
3.2.4. Các chứng thực mức MAC 43
3.2.5. Phân đoạn và Tái hợp 43
3.2.6. Các không gian khung Inter (Inter Frame Space) 44
3.2.7. Giải thuật Exponential Backoff 45
3.2.8. So sánh kiểu Cơ sở hạ tầng và kiểu Ad Hoc 46
3.3. Lý thuyết về mạng không dây 48
3.3.1. Cách một trạm nối với một cell hiện hữu (BSS) 48
3.3.2. Roaming 48
3.3.3. Giữ đồng bộ 49
3.3.4. Tiết kiệm năng lượng 49
3.3.5. Các kiểu khung 50
3.3.6. Khuôn dạng khung 50
3.3.7. Các khung định dạng phổ biến nhất 54
3.3.8. Hàm Phối hợp Điểm (PCF) 56
3.3.9. Các mạng Ad-hoc 56
3.4. Các tiêu chuẩn trong bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11 56
Đ
ề

tài:
Tiêu chu
ẩ
n IEEE 802.11 và cô

ng ngh
ệ

Wifi

GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu


-3-

3.4.1. IEEE 802.11 56
3.4.2. IEEE 802.11b 57
3.4.3. IEEE 802.11a 57
3.4.4. IEEE 802.11d 58
3.4.5. IEEE 802.1x (Tbd) 58
3.4.6. IEEE 802.11i 58
3.4.7. IEEE 802.11g 59
3.4.8. IEEE 802.11h 59
3.4.9. IEEE 802.11n 60
3.5. Bảo mật trong mạng WLAN 69
3.5.1. Cơ sở bảo mật mạng WLAN 69
3.5.2. WEP 74
3.5.3. WPA (Wi-Fi Protected Access) 75
3.5.4. WPA2 76
3.5.5. Trạng thái bảo mật mạng WLAN 84
3.5.6. Các ví dụ kiến trúc bảo mật mạng WLAN 85
3.5.7. Bảo mật 88
3.5.8. Kiến trúc khuyến nghị 88
KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG TIẾP CẬN TIẾP THEO 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-4-

LỜI NÓI ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu đời sống ngày càng cao, con người cần có nhiều
phương tiện để thỏa mãn những nhu cầu về công việc và sinh hoạt. Việc kết nối và truyền tải giữa
các thiết bị công nghệ ngày càng được yêu cầu cao về công nghệ cũng như tốc độ truyền tải. Đáp
ứng nhu cầu ngày càng cao đó, Viện IEEE đã phát triển tiêu chuẩn 802 dành cho các mạng LAN
và mạng MAN. Trải qua thời gian phát triển, các kỹ sư của viện IEEE đã phát triển rất nhiều các
chuẩn khác nhau thuộc họ chuẩn IEEE 802. Các chuẩn được dùng rộng rãi nhất là dành cho họ
Ethernet, Token Ring, mạng LAN không dây, các mạng LAN dùng bridge và bridge ảo.
Tài liệu này tập trung tìm hiểu tổng quan về họ chuẩn IEEE 802. Bên cạnh đó, tài liệu cũng
đi sâu tìm hiểu về tiêu chuẩn IEEE 802.11, một trong những bộ tiêu chuẩn quan trọng trong họ
chuẩn IEEE 802. Tài liệu được chia làm 3 chương gồm:

1. Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802.
2. Chương II: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802.
3. Chương III: IEEE 802.11 và chuẩn hóa mạng LAN không dây (WLAN)
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và tạo điều kiện của thầy ThS. Ngô
Hán Chiêu trong quá trình chúng em hoàn thành đề tài này.






Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-5-

DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ

BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802 15
Bảng 2.1 : So sánh ZigBee – Wifi - Bluetooth 28
Bảng 3.1. So sánh các lớp vật lý của chuẩn IEEE 802.11. 39
Bảng 3.2: Tổng kết các cách dùng địa chỉ 54
Bảng 3.3: Các đặc tả kỹ thuật chủ yếu của 802.11n 64
Bảng 3.4: Các đặc điểm kỹ thuật của IEEE 802.11n 66
Bảng 3.5. Các đặc tính của các kiến trúc bảo mật mạng WLAN 88



HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mô hình phân tầng của mạng LAN 16
Hình 1.2: Quan hệ giữa một số chuẩn IEEE và mô hình OSI 16
Hình 1.3: Các thí vụ về cách tiếp cận đối với mô hình OSI 17
Hình 2.1: Một số loại mạng Ethernet với đường truyền vật lý 21
Hình 2.2: Ví dụ về một mạng Ethernet 21
Hình 2.3: Vòng RPR 25
Hình 2.4: Các lĩnh vực ứng dụng ZigBee 29
Hình 2.5: Wimax Relay 31
Hình 3.1. Mạng WLAN IEEE 802.11 tiêu biểu 38
Hình 3.2. Lớp MAC 40
Hình 3.3. Giao dịch giữa hai trạm A và B, và sự thiết lập NAV 43
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-6-

Hình 3.4. Khung MSDU 44
Hình 3.5. Sơ đồ cơ chế truy cập 46
Hình 3.6. So sánh kiểu Ad Hoc và kiểu cơ sở hạ tầng. 47
Hình 3.7. Khuôn dạng khung chuẩn IEEE 802.11 50
Hình 3.8. Khuôn dạng khung MAC 51
Hình 3.9. Trường điều khiển khung (Frame Control) 52
Hình 3.10: Khuôn dạng khung RTS 54
Hình 3.11: Định dạng khung CTS 55
Hình 3.12: Định dạng khung ACK 55
Hình 3.13:Logo chứng nhận sản phẩm đạt chuẩn 802.11n 61
Hình 3.14: Công nghệ MIMO 63
Hình 3.15 :Các chuỗi dữ liệu của 802.11n 63
Hình 3.16: Sự tập hợp cải thiện hiệu quả trong chế độ Mixed 68
Hình 3.17: Các mức độ bảo vệ mạng 70
Hình 3.18. Các mẫu lan truyền RF của các anten phổ biến. 72
Hình 3.19. Chứng thực hệ thống mở. 73
Hình 3.20. Chứng thực khóa chia sẻ 74
Hình 3.21: Key Generation trong WEP, WPA và WPA2 77
Hình 3.22: Per-Packet Key Generation 79
Hình 3.23: Authentication Architecture 80
Hình 3.24: EAPOL 81
Hình 3.25: Authentication Overview 82
Hình 3.26: Hoạt động của ASE Counter Mode 83
Hình 3.27: CBC MAC 84
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-7-

Hình 3.28. Chứng thực LEAP/RADIUS Cisco 87
Hình 3.29. Kiến trúc mạng WLAN được đề xướng 89
























Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-8-

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
0-9
100VG-
AnyLAN
100VG (Voice Grade) AnyLan Một loại công nghệ mạng
3G Third-Generation Công nghệ truyền thông thế hệ thứ 3
4G Fourth-Generation Công nghệ truyền thông thế hệ thứ 4
A
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao bất đối xứng
AMC Adaptive Modulation and Coding
ANSI American National Standards Institute Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ
AP Access Point Điểm truy nhập
ARCNET Attached Rersource Computer Network Một loại mạng cục bộ Token-passing
ATM Asynchronous Transfer Mode Giao thức truyền thông ATM
B
BAN Body Area Network Technologies Một loại công nghệ truyền thông
BS Base Station Trạm phát
BSS Basic Service Set Tập dịch vụ cơ sở
C
CCK Complementary Code Keying Kỹ thuật điều chế khóa mã bù
CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/ Collision
Avoidance
Đa truy nhập cảm nhận sóng mạng
nhắm tránh xung đội
D
DOCSIS Data Over Cable Service Interface
Specification
Là một đặc tả
DQDB Distributed-queue dual-bus Cáp quang hình trạng dạng bus kép
DS distributed system Hệ thống phân tán

DSSS Directed Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp
E
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-9-

EV-DO Evolution-Data Optimized Công nghệ phát triển tối ưu hóa dữ liệ
u
F
FDDI Fiber Distributed Data Interface Giao diện Dữ liệu Phân bố theo Cáp
sợi quang
G
GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
GSM Global System for Mobile
Communications
Hệ thống thông tin di động toàn cầu
H
HARQ Hybrid Automatic Repeat Request Kỹ thuật sửa lỗi bằng dò – lặp
I
IEEE Institute of Electrical and Electronics
Engineers
Học Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử
IP Internet Protocol Giao thức liên mạng
ISL Inter-Switch Link Các giao thức Cisco Inter-Switch Link

ISO International Organization for
Standardization
Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
L
LAN Local Area Network Mạng máy tính cục bộ

LLC Logical Link Control Điều khiển logic
M
MAC Media Access Control Điều khiển truy cập môi trường truyền

MAN Metropolitan Area Network Mạng đô thị MAN
MBWA Mobile Broadband Wireless Access Mạng di động băng rộng
MIH Media Independent Handover
MIMO Multi Input Multi Output Kỹ thuật phân chia đa đường
MPLS Multi Protocol Label Switching Một loại công nghệ truyền thông
O
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-10-

OSI Open Systems Interconnection Reference Mô hình tham chiếu kết nối các hệ
thống mở
Q
QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPDS Queued-Packet, Distributed-Switch Giải thuật sắp xếp hàng phân tán
R
RIFS Reduced Inter-Frame Spacing Giảm không gian giảm các frame
PRP Resilient Packet Ring Tiêu chuẩn thiết kế để vận chuyển tối
ưu dữ liệu.
S
SDH/SON
ET
Synchronous Digital Hierarchy/
Synchronous Optical Networking
Một chuẩn mạng truyền thông
SOFDMA Một kỹ thuật trải phổ cải tiến từ

OFDMA
SS Sucriber Station Người sử dụng
TAG Technical AdviSory Group Một tổ chức
T
TV Television Truyền hình
U
UMTS Universal Mobile Telecommunications
System
Là mạng di động thế hệ thứ 3
V
VLAN Virtual Local Area Network Mạng Lan ảo
W
Wi-Fi Wireless Fidelity Hệ thống mạng không dây
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave
Access
Là một công nghệ viễ
n thông cho phép
kết nối Internet băng rộng ở khoảng
cách lớn
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-11-

WLAN Wireless LAN Mạng LAN không dây
WMAN Wireless Metropolitan Area Network Mạng không dây định vị đô thị
hay đơn
giản là mạng MAN không dây
WMM Wi-Fi Multimedia Wi-Fi đa phương tiện
WPAN Wireless Personnal Area Network Mạng không dây cá nhân
WRAN Wireless Regional Area Network Mạng không dây vùng địa lý

Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-12-

NỘI DUNG
1. Chương I: Tổng quan về tổ chức IEEE và họ chuẩn IEEE 802

Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về tổ chức IEEE và các họ chuẩn IEEE 802 cũng như
các thông tin liên quan đến họ chuẩn này.
Mục đích thấy được:
ü Sơ lược về tổ chức IEEE và họ tiêu chuẩn IEEE 802.
ü Các bộ tiêu chuẩn đã và đang được chuẩn hóa.

Phạm vi: Không đi sâu vào chi tiết về tổ chức IEEE và các tiêu chuẩn cụ thể, mà chỉ nêu lên
khái niệm sơ lược, cách tiếp cận cũng như hiện trạng của các tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802.

1.1. Giới thiệu về tổ chức IEEE
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers nghĩa là "Học Viện kỹ nghệ Điện và
Điện Tử") (phát âm trong tiếng Anh như i triple e), là tổ chức chuyên môn kỹ thuật lớn nhất trên
thế giới với mục tiêu thúc đẩy sự sáng tạo và chuyên ngành công nghệ vì lợi ích con người, được
thành lập vào năm 1884 bởi một số các chuyên gia điện như Thomas Edison, Alexander Graham
Bell…ở New York, Mỹ. Tổ chức này chính thức hoạt động đầu năm 1963. IEEE là tổ chức hàng
đầu trong các lĩnh vực từ các hệ thống không gian vũ trụ, máy tính và viễn thông đến kỹ thuật hóa
sinh, năng lượng điện, điện tử tiêu dùng… với 39 hội chuyên ngành. IEEE đang ngày càng lớn
mạnh, hiện nay đã có 380.000 hội viên là các nhà khoa học, các nhà giáo dục, các chuyên gia đầu
ngành, các kỹ sư trong nhiều ngành nghề từ hơn 150 nước, hoạt động trong 325 chi hội ở 10 vùng
lãnh thổ trên toàn thế giới. Với 1300 tiêu chuẩn đã ban hành và hơn 400 tiêu chuẩn đang được soạn
thảo. IEEE còn là cơ quan phát triển các tiêu chuẩn quốc tế hàng đầu trong các lĩnh vực viễn
thông, công nghệ thông tin, thiết bị sản xuất năng lượng và dịch vụ,…
Tổ chức IEEE đã thành lập một ủy ban chuẩn hóa riêng cho mạng LAN/MAN được gọi là
IEEE 802. Ủy ban này đã tiến hành chuẩn hóa các thành phần cũng như từng chi tiết trong cấu trúc
mạng LAN/MAN và các quá trình kết nối giữa chúng. Các tiêu chuẩn do ủy ban này chuẩn hóa
được chia thành các nhóm nhỏ, tương ứng với từng lĩnh vực của các chuẩn đó. Ủy ban chuẩn hóa
mạng LAN/MAN IEEE 802 có một nguyên tắc cơ bản là duy trì và khuyến khích sử dụng các
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-13-

chuẩn hóa IEEE/ANSI và các chuẩn tương ứng IEC/ISO JTC trong lớp 1 và lớp 2 của mô hình
tham chiếu OSI. Ủy ban này gặp nhau ít nhất 3 lần một năm từ khi được thành lập năm 1980. Theo
yêu cầu của một số nước thành viên, tập các chuẩn IEEE 802 được quốc tế hóa trong chuẩn JTC1.
Tập các chuẩn này được biết đến với ký hiệu là 802.xxx và các chuẩn tương ứng của JTC1 được kí
hiệu là 8802-nm. IEEE 802 quan niệm khái niệm “local” (trong LAN) nghĩa là các khu trường học,

cơ quan,… còn khái niệm “metropolitan” (trong MAN) nghĩa là trong một thành phố, đô thị.
Trong họ chuẩn IEEE 802, IEEE đã đưa ra các chuẩn về công nghệ Ethernet đầu tiên, các công
nghệ về mạng LAN không dây (Wireless LAN, WPAN, WiMAX),…
1.2. Các tiêu chuẩn IEEE
1.2.1. Giới thiệu
IEEE 802 là các họ chuẩn IEEE dành cho các mạng LAN và mạng MAN. Cụ thể hơn, các
chuẩn IEEE 802 được giới hạn cho các mạng mang gói tin có kích thước đa dạng. (Khác với các
mạng này, dữ liệu trong các mạng cell-based được truyền theo các đơn vị nhỏ có cùng kích thước
được gọi là cell. Các mạng Isochronous, nơi dữ liệu được truyền theo một dòng liên tục các octet,
hoặc các nhóm octet, tại các khoảng thời gian đều đặn, cũng nằm ngoài phạm vi của chuẩn này).
Các dịch vụ và giao thức đặc tả trong IEEE 802 ánh xạ tới hai tầng thấp (tầng liên kết dữ liệu
và tầng vật lý của mô hình 7 tầng OSI). Thực tế, IEEE 802 chia tầng liên kết dữ liệu OSI thành hai
tầng con LLC (điều khiển logic liên kết) và MAC (điều khiển truy cập môi trường truyền). Cụ thể,
ta có thể liệt kê như sau:
ü Tầng liên kết dữ liệu
o Tầng con LLC
o Tầng con MAC
ü Tầng vật lý
Họ chuẩn IEEE 802 được bảo trì bởi LMSC (Ban Tiêu Chuẩn LAN/MAN IEEE 802) được
thành lập năm 1980. LMSC đã phát triển rất nhiều tiêu chuẩn cho mạng LAN/MAN trong đó phổ
biến nhất là các tiêu chuẩn dành cho họ Ethernet, Token Ring, mạng LAN không dây. Mỗi lĩnh
vực có một Working Group độc lập tập trung nghiên cứu.
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-14-

Họ chuẩn IEEE 802 hiện có 3 tiêu chuẩn được chuẩn hóa:
ü Tiêu chuẩn 802-2001 IEEE cho các mạng LAN và MAN: tổng quan và kiến trúc
chung, tiêu chuẩn này là một phần của họ tiêu chuẩn 802 LAN/MAN và nêu tổng quan về
họ giao thức này. Đồng thời định nghĩa sự tuân thủ với họ tiêu chuẩn IEEE 802, mô tả mối

quan hệ của các tiêu chuẩn IEEE 802 với mô hình tham chiếu OSI và mối quan hệ của
những tiêu chuẩn này với các giao thức lớp cao hơn. Tiêu chuẩn này cũng đưa ra một kiến
trúc chuẩn về địa chỉ LAN MAC và sự nhận dạng các giao thức chung, riêng và chuẩn.
ü Tiêu chuẩn IEEE 802a-2003 cho mạng LAN và MAN nói về các loại Ethernet cho
các loại giao thức khác nhau và triển khai đặc thù của từng nhà cung cấp thiết bị.
ü Tiêu chuẩn IEEE 802b-2004 cho mạng LAN và MAN nói về quá trình đăng ký và
nhận dạng các mục tiêu.
ü P802/D29 (C/LM) nói về tổng quan và kiến trúc của mạng LAN và MAN. Trong dự
án này nhằm điểm lại các chuẩn có liên quan đã xuất bản trước đó cũng như thảo luận về
các chuẩn này.

1.2.2. Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802

IEEE là tổ chức đi tiên phong trong lĩnh vực chuẩn hóa mạng cục bộ với dự án IEEE 802 bất
đầu được triển khai và kết quả là hàng loạt chuẩn họ IEEE 802 ra đời, tạo nền tảng quan trọng cho
việc thiết kế và cài đặt mạng cục bộ trong thời gian qua. Vị trí của họ chuẩn này càng cao hơn khi
ISO đã xem xét và tiếp nhận chúng thành chuẩn quốc tế mang tên ISO 8802.x. Đến nay họ IEEE
802 bao gồm các bộ tiêu chuẩn sau:
Tiêu chuẩn Lĩnh vực nghiên cứu Trạng thái hoạt động
IEEE 802.1 Các giao thức LAN tầng cao
IEEE 802.2 Điều khiển liên kết logic Đã ngừng phát triển
IEEE 802.3 Ethernet

IEEE 802.4 Token Bus Đã giải tán
IEEE 802.5 Token Ring
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-15-

IEEE 802.6 Metropolitan Area Network Đã giải tán

IEEE 802.7 Broadband LAN using Coaxial Cable Đã giải tán
IEEE 802.8 Fiber Optic TAG Đã giải tán
IEEE 802.9 Integrated Services LAN Đã giải tán
IEEE 802.10 Interoperable LAN Security Đã giải tán
IEEE 802.11 Wireless LAN (Wi-Fi certification)

IEEE 802.12 Công nghệ 100 Mbits/s plus
IEEE 802.13 Không sử dụng
IEEE 802.14 Modem cáp Đã giải tán
IEEE 802.15
IEEE 802.15.1
IEEE 802.15.4
Wireless PAN
Bluetooth certification
ZigBee certification

IEEE 802.16

IEEE 802.16e
Broadband Wireless Access (WiMAX
certification)
(Mobile) Broadband Wireless Access

IEEE 802.17 Resilient packet ring
IEEE 802.18 Radio Regulatory TAG
IEEE 802.19 Coexistence TAG
IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access
IEEE 802.21 Media Independent Handoff
IEEE 802.22 Wireless Regional Area Network

Bảng 1.1: Các bộ tiêu chuẩn thuộc họ chuẩn IEEE 802
1.2.3. Quan hệ giữa các chuẩn IEEE và mô hình OSI
Ngoài mô hình OSI dùng cho việc chuẩn hóa các mạng nói chung, việc chuẩn hóa mạng
LAN/MAN cũng đã được thực hiện trong một khoảng thời gian dài. Do đặc trưng riêng, việc
chuẩn hóa mạng LAN/MAN chỉ được thực hiện trên hai tầng thấp nhấp, tương ứng với tầng vật lý
và tầng liên kết dữ liệu trong mô hình OSI.
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-16-


Hình 1.1: Mô hình phân tầng của mạng LAN
Trong LAN, tầng liên kết dữ liệu được chia làm hai tầng con: LLC và MAC. LLC đảm bảo
tính độc lập của việc quản lý các liên kết dữ liệu với đường truyền vật lý và phương pháp truy cập
đường truyền MAC. Tầng con LLC trùng với nhiều môi trường truyền vật lý khác nhau (chẳng hạn
Ethernet, token ring, WLAN). Trong khi đó, MAC quản lý truy cập đường truyền, hoạt động với
vai trò một giao diện giữa tầng con LLC và tầng vật lý của mạng.
Hình 1.2 sau sẽ mô tả sẽ so sánh vị trí tương đối của một số chuẩn IEEE 802.x trên khi so
sánh với mô hình OSI:

Hình 1.2: Quan hệ giữa một số chuẩn IEEE và mô hình OSI
Hình 1.3 sẽ mô tả các thí dụ khác nhau về cách tiếp cận của tổ chức IEEE đối với mô hình OSI



Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-17-

Hình 1.3: Các thí vụ về cách tiếp cận đối với mô hình OSI

2. Chương II: Một số chuẩn thông dụng trong họ chuẩn IEEE 802
Trong chương này sẽ trình bày chung về các bộ tiêu chuẩn trong họ chuẩn IEEE 802 và nhấn
mạnh một số chuẩn quan trọng, được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống.
Mục đích thấy được:
ü Sơ lược về các bộ tiêu chuẩn thuộc họ IEEE 802.
ü Đặc điểm, tính chất của các bộ tiêu chuẩn quan trọng.
Phạm vi: Không đi sâu vào chi tiết các chuẩn thông thường, không quan trọng. Trong khi đó,
đào sâu vào các chuẩn quan trọng, có ứng dụng rộng rãi.
2.1. Chuẩn hóa mạng LAN/MAN hữu tuyến
Bao gồm các bộ chuẩn IEEE 802.1, .2, .3, .4, .5, .6, .9, .12, .14, .17. Những bộ chuẩn này chủ
yếu chuẩn hóa về mạng LAN/MAN hữu tuyến, về công nghệ Ethernet cũng như các phương thức
truy nhập và báo hiệu vật lý cho các cho các công nghệ mạng LAN/MAN hữu tuyến gồm: Token
Bus, Token Ring, DQDB, các dịch vụ tích hợp, ưu tiên theo yêu cầu.
Cụ thể như sau:
2.1.1. IEEE 802.1 - các giao thức LAN tầng cao
IEEE 802.1 là chuẩn đặc tả kiến trúc mạng, kết nối giữa các mạng và việc quản trị mạng đối
với các mạng cục bộ. Tiêu chuẩn IEEE 802.1 được phát triển cho các lĩnh vực sau: kiến trúc mạng
LAN/WAN, kết nối giữa các mạng LAN, mạng MAN và các mạng lưới rộng khu vực khác, bảo
mật, tổng thể mạng lưới quản lý và giao thức các lớp phía trên MAC và LLC.
Trong họ tiêu chuẩn này hiện đã có nhiều chuẩn cụ thể cho từng vấn đề như:
ü Chuẩn IEEE P802.1AB/D10 là phiên bản nháp hiện chưa được thông qua nói về các
trạm và quá trình khám phá điều khiển truy nhập môi trường.
ü Chuẩn IEEE 802.1F-1993 (R2004) nói về các định nghĩa và các thủ tục chung cho
thông tin quản lý IEEE 802
ü Chuẩn IEEE 802.1D-2004 về cầu nối điều khiển truy nhập môi trường (MAC).
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-18-

ü Chuẩn IEEE 802.1G, 1998 nói về kỹ thuật thông tin, viễn thông và quá trình trao đổi

thông tin giữa các hệ thống.
ü Chuẩn IEEE 802.1X-2001 nói về điều khiển truy nhập mạng dựa vào cổng.
ü Chuẩn IEEE P802.1X/D11 là phiên bản nháp hiện vẫn chưa được thông qua cũng nói
về điều khiển truy nhập mạng dựa trên cổng.
ü P802.1t/D10 (C/LM) là chuẩn về kỹ thuật thông tin, viễn thông và trao đổi thông tin
giữa các hệ thống – mạng LAN và mạng MAN-các đặc tính chung - phần 3: các cầu nối
điều khiển truy nhập môi trường (MAC)- các hiệu chỉnh về kỹ thuật và nội dung.
ü P802.1w/D10 (C/LM) chuẩn này cũng như chuẩn P802.1t/D10 ở trên, tuy nhiên phần
này nói về quá trình cấu hình lại nhanh.
ü P802.1X/D11(C/LM) nói về điều khiển truy nhập mạng dựa trên cổng.
ü P802.1y (C/LM) nói về cầu nối điều khiển truy nhập môi trường trong mạng
LAN/MAN - bản sửa đổi thứ 3: Các hiệu chỉnh về nội dung và kỹ thuật và được thông qua
vào tháng 12 năm 2005.
ü P802.1aa (C/LM) nói về điều khiển truy nhập mạng dựa trên cổng trong mạng LAN
và mạng MAN

2.1.2. IEEE 802.2 – điều khiển liên kết logic (LLC)

IEEE 802.2 là chuẩn đặc tả tầng LLC (dịch vụ, giao thức) của mạng LAN.
Có 3 kiểu giao thức LLC chính được định nghĩa:
ü LLC type 1: Là giao thức kiểu không liên kết, không báo nhận.
ü LLC type 2: Là giao thức kiểu có liên kết.
ü LLC type 3: Là giao thức dạng không liên kết, có báo nhận.
Các giao thức này được xây dựng dựa theo phương thức cân bằng của giao thức HDLC và có
các khuôn dạng dữ liệu và các chức năng tương tự, đặc biệt là trong trường hợp LLC – type 2.
Hiện tại, bộ tiêu chuẩn này không còn hoạt động nữa.

2.1.3. IEEE 802.3 – tiêu chuẩn cho công nghệ Ethernet

Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-19-

Với đòi hỏi nối mạng các máy tính với nhau, mạng LAN đã ra đời. Cùng với đó là các bộ giao
thức cho phép kết nối LAN (FDDI, TokenRing,…) ra đời theo tuy nhiên phát triển nhất vẫn là
Ethernet.
Ethernet là một họ lớn và đa dạng gồm các công nghệ mạng dựa khung dữ liệu (frame-based)
dành cho mạng LAN. Ethernet định nghĩa một loạt các chuẩn nối dây và phát tín hiệu cho tầng vật
lý, hai phương tiện để truy nhập mạng tại phần MAC (điều khiển truy nhập môi trường truyền dẫn)
của tầng liên kết dữ liệu (data-link), và một định dạng chung cho việc đánh địa chỉ.
Ethernet và mô hình kiến trúc cơ bản đã được hình thành vào những năm 1970 và trở thành
công nghệ chủ đạo để xây dựng mạng LAN vào những năm 1980. Trải qua hơn hai thập kỷ phát
triển, với mục tiêu xuyên suốt là xây dựng một giao diện mềm dẻo, có độ linh hoạt và tin cậy lớn,
giảm giá thành lắp đặt mạng, thuận tiện cho việc vận hành và bảo dưỡng, đáp ứng được những đòi
hỏi ngày càng cao của mạng chuyển mạch gói, Ethernet ngày nay đã trở nên phổ biến trong các
điểm tập trung lưu lượng của mạng Internet, và tại các kết nối của các máy tính trong mạng văn
phòng. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, tốc độ Ethernet đã được cải thiện từ Mbps
lên Gbps. Song song với nó, cấu hình mạng máy tính sử dụng công nghệ Ethernet cũng đã phát
triển từ cấu trúc bus dùng chung lên cấu trúc mạng chuyển mạch hình sao. Đây là những nhân tố
quan trọng để xây dựng các mạng máy tính có dung lượng cao, chất lượng cao, hiệu suất cao, đáp
ứng được những đòi hỏi ngày càng khắt khe của yêu cầu về chất lượng (QoS).
Do đó, Ủy ban IEEE 802 đã chuẩn hóa Ethernet thành IEEE 802.3. IEEE 802.3 quy định các
phương thức truy nhập và báo hiệu vật lý cho các kỹ thuật mạng MAN và LAN hữu tuyến theo
CSMA/CD. Theo đó, cấu trúc mạng hình sao, hình thức nối dây cáp xoắn (twisted pair) của
Ethernet đã trở thành công nghệ LAN được sử dụng rộng rãi nhất từ thập kỷ 1990 đến nay. Nó đã
thay thế các chuẩn LAN cạnh tranh khác như Ethernet cáp đồng trục (coaxial cable), Token Ring,
FDDI và ARCNET.
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, tốc độ kết nối trong Ethernet không ngừng được
nâng cao. Vào năm 1995, Fast Ethernet ra đời, IEEE dùng 802.3u để quy chuẩn cho các tiêu chí có
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-20-

liên quan đến Fast Ethernet. Tiếp đến là 802.3z (10Gbps qua cáp quang), 802.3ab (10 Gbps qua
cáp UTP), 802.3ae(10Gbps),
Hiện có 4 tiêu chuẩn nói về mạng LAN/MAN thuộc họ này.
ü Chuẩn IEEE 802.3-2002 nói về kỹ thuật thông tin, viễn thông và sự trao đổi thông
tin giữa các hệ thống – mạng LAN và mạng MAN.
ü Chuẩn IEEE 802.3af-2003, chuẩn này cũng như chuẩn IEEE 802.3-2002 nhưng nói
về công suất thiết bị đầu cuối số liệu (DTE) qua giao diện độc lập với môi trường (MDI).
ü Chuẩn IEEE 802.3aj-2003, chuẩn này cũng như hai chuẩn trên nhưng phần này nói
về quá trình bảo dưỡng trong mạng.
ü Chuẩn 802.3ak-2004, chuẩn này nói về các tham số quản lý và lớp vật lý cho hoạt
động tại tốc độ 10 Gb/s, loại 10GBase-CX4.
ü P802.3ah (C/LM) về kỹ thuật thông tin - viễn thông và quá trình trao đổi thông tin
giữa các hệ thống – mạng LAN và mạng MAN.
ü P1802.3/D3.2 (C/LM) nói về phương pháp kiểm tra phù hợp cho các chuẩn của IEEE
về mạng LAN và MAN.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, Wi-Fi dạng LAN không dây được chuẩn hóa bởi bộ tiêu
chuẩn IEEE 802.11 đã được sử dụng bên cạnh hoặc thay thế cho Ethernet trong nhiều cấu hình
mạng.
Một số thông tin thêm về các quy định về mạng khung dữ liệu IEEE 802.3 quy định một số loại
mạng có đường truyền vật lý như sau:
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-21-


Hình 2.1: Một số loại mạng Ethernet với đường truyền vật lý
Ví dụ về một mạng Ethernet:

Hình 2.2: Ví dụ về một mạng Ethernet


Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-22-

2.1.4. IEEE 802.4, .5, .6, .9, .12, .14

Các phương thức truy nhập và báo hiệu vật lý cho các cho các công nghệ mạng MAN/LAN
hữu tuyến gồm: Token Bus, Token Ring, DQDB, các dịch vụ tích hợp, ưu tiên theo yêu cầu.
Những chuẩn như 802.4, 802.5, 802.6, 802.9 và 802.12 hiện đang bị lãng quên và không hoạt động
còn 802.14 vừa bị giải tán.
Một số thông tin về các chuẩn này:
ü IEEE 802.4
IEEE 802.4 là chuẩn đặc tả mạng cục bộ với tình trạng bus sử dụng token để điều khiển truy
cập đường truyền. IEEE 802.4 cũng bao gồm cả tầng vật lý và tầng con MAC với các đặc tả sau:
- Đặc tả dịch vụ MAC
- Giao thức MAC
- Đặc tả dịch vụ tầng vật lý
- Đặc tả đường truyền
Nguyên lý phương pháp truy nhập có điều khiển: Để cấp phát quyền truy nhập đường truyền
cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một token được lưu chuyển trên một vòng logic thiết
lập bởi các trạm đó. Token là đơn vị dữ liệu đặc biệt dùng để cấp phát quyền truyền dữ liệu. Các
đối tượng có nhu cầu truyền dữ liệu sẽ “bắt tay” với nhau tạo thành một vòng logic và token sẽ
được lưu truyền trong vòng logic này. Sau khi truyền xong data hoặc hết thời gian cầm token thì
token được chuyển sang trạm kế tiếp trong vòng logic. Đây thực chất là phương pháp thâm nhập
mạng theo kiểu phát tán tín hiệu thăm dò token qua các trạm và đường truyền bus.
ü IEEE 802.5

IEEE 802.5 là chuẩn đặc tả mạng LAN với hình trạng vòng sử dụng thẻ bài để điều khiển truy
cập đường truyền. IEEE 802.5 cũng bao gồm cả tầng vật lý và tầng con MAC với các đặc tả sau:
- Đặc tả dịch vụ MAC.
- Giao thức MAC.
- Đặc tả thực thể tầng vật lý.
- Đặc tả nối trạm.
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-23-

Nguyên lý: IEEE 802.5 dùng cho mạng dạng xoay vòng và trên cơ sở dùng tín hiệu thăm dò
token. Mỗi trạm khi nhận được tín hiệu thăm dò token thì tiếp nhận token và bắt đầu quá trình
truyền thông tin dưới dạng các frame. Phương pháp xâm nhập mạng này quy định nhiều mức ưu
tiên khác nhau cho toàn mạng và cho mỗi trạm, việc quy định này vừa do người thiết kế vừa do
người sử dụng tự quy định.
ü IEEE 802.6
IEEE 802.6 là chuẩn đặc tả một mạng tốc độ cao nối kết nhiều LAN thuộc các khu vực khác
nhau của một đô thị. Mạng này sử dụng cáp quang với hình trạng dạng bus kép (dual-bus), vì thế
còn được gọi là DQDB. Lưu thông trên mỗi bus là một chiều và khi cả cặp bus cùng hoạt động sẽ
tạo thành một cấu hình chịu lỗi. Phương pháp điều khiển truy cập dựa theo một giải thuật xếp hàng
phân tán có tên là QPDS (Queued-Packet, Distributed-Switch).
Đây là một cải tiến của một tiêu chuẩn cũ hơn (được tạo bởi ANSI) mà nó sử dụng cấu trúc
mạng FDDI. Các tiêu chuẩn dựa trên FDDI bị thất bại do thực hiện tốn kém và thiếu tính tương
thích với các chuẩn LAN hiện hành. Các tiêu chuẩn IEEE 802.6 sử dụng DQDB nên nó hổ trợ lên
tới 150 Mbit/s tốc độ truyền tải. Tiêu chuẩn này không thành công, chủ yếu là do tiêu chuẩn FDDI
mà nó dựa theo cũng không thành công.
ü IEEE 802.9
IEEE 802.9 là chuẩn đặc tả một mạng tích hợp dữ liệu và tiếng nói bao gồm 1 kênh dị bộ 10
Mbps cùng với 95 kênh 64 Kbps. Giải thông tổng cộng 16 Mpbs. Chuẩn này được thiết kế cho các
môi trường có lưu lượng lưu thông lớn và cấp bách. Tiêu chuẩn này thường được gọi là

isoEthernet. Có một số nhà cung cấp hổ trợ cho isoEthernet, nhưng nó bị mất thị trường do việc
phát triển nhanh chóng của Fast Ethernet và các nhóm làm việc phát triển bộ tiêu chuẩn này đã giải
tán.
ü IEEE 802.12
IEEE 802.12 là chuẩn đặc tả mạng cục bộ dựa trên công nghệ được đề xuất bởi AT&T, IBM và
HP, gọi là 100 VG – AnyLAN. Mạng này sử dụng hình trạng mạng hình sao và một phương pháp
Đề tài: Tiêu chuẩn IEEE 802.11 và công nghệ Wifi GVHD: ThS. Ngô Hán Chiêu

-24-

truy cập đường truyền có điều khiển tranh chấp. Khi có nhu cầu truyền dữ liệu, trạm sẽ gởi yêu cầu
đến hub và trạm chỉ có thể truyền dữ liệu khi được hub cho phép.
Chuẩn này nhằm cung cấp một mạng tốc độ cao (100 Mbps và có thể lớn hơn) có thể hoạt động
trong các môi trường hỗn hợp Ethernet và Token Ring, bởi thế nó chấp nhận của hai dạng khung.
100VG – AnyLAN là đối thủ cạnh tranh đáng gờm của 100BASE-T (Fast Ethernet) nhờ một số
tính năng nổi trội hơn, chẳng hạn về khoảng cách đi cáp tối đa cho phép.
ü IEEE 802.14
Vào những năm 1990, Ủy ban IEEE 802 thành lập một tiểu ban (802.14) để phát triển một tiêu
chuẩn cho các hệ thống modem cáp. Trong khi tiến bộ đáng kể, nhóm này bị giải tán khi các nhà
điều hành hệ thống Bắc Mỹ đã ủng hộ các đặc điểm kỹ thuật mới mẻ, non trẻ hơn là DOCSIS.
2.1.5. IEEE 802.17
IEEE 802.17 hay là RPR (Resilient Packet Ring), giao thức lớp MAC đang được IEEE chuẩn
hóa, là giải pháp cho vấn đề bùng nổ nhu cầu kết nối tốc độ cao và chi phí thấp trong khu vực
thành phố. Bằng cách ghép thống kê gói IP truyền trên hạ tầng vòng sợi quang, có thể khai thác
hiệu quả dạng vòng quang và tận dụng ưu điểm truyền gói như Ethernet. Khi có lỗi node hay liên
kết xảy ra trên vòng sợi quang, RPR thực hiện chuyển mạch bảo vệ thông minh để đổi hướng lưu
lượng đi xa khỏi nơi bị lỗi với độ tin cậy đạt tới thời gian nhỏ hơn 50 ms.
RPR sử dụng vòng song hướng gồm hai sợi quang truyền ngược chiều nhau, cả hai vòng đồng
thời được sử dụng để truyền gói dữ liệu và điều khiển. RPR cho phép nhà cung cấp dịch vụ giảm
chi phí thiết bị phần cứng cũng như thời gian và chi phí của việc giám sát mạng. Trong RPR không

có khái niệm khe thời gian, toàn bộ băng thông được ấn định cho lưu lượng. Bằng cách tính toán
khả năng mạng và dự báo yêu cầu lưu lượng, RPR ghép thống kê và phân phối công bằng băng
thông (fairness) cho các node trên vòng để tránh tắc nghẽn có thể mang lại lợi ích hơn nhiều so với
vòng SDH/SONET dựa trên ghép kênh phân chia theo thời gian.
RPR là giao thức lớp MAC vận hành ở lớp 2 của mô hình OSI, nó không nhận biết lớp 1 nên
độc lập với truyền dẫn nên có thể làm việc với WDM, SDH hay truyền dẫn dựa trên Ethernet (sử
dụng GBIC - Gigabit Interface Converter). Ngoài ra, RPR đi từ thiết bị đa lớp đến dịch vụ mạng