Hệ thống mạng không dây WLAN

Tìm hiểu về Wireless Lan
MỤC LỤC
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 1 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
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.

.
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 2 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
CHƯƠNG I: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MẠNG LAN KHÔNG
DÂY (WIRELESS LAN)
1. 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.
2. Sự giống nhau và khác nhau giữa LAN và WLAN
2.1.1. 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.
2.1.2. 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
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 3 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
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.
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 4 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
3. Phân loại mạng WLAN
Hiện nay tồn tại hai kiểu mạng không dây là:
3.1.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.
3.2.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:
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 5 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
 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
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 6 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
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.
4. Ưu điểm của mạng WLAN
4.1.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).
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 7 -

Tìm hiểu về Wireless Lan
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.
4.2.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

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 8 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
thiết bị. Các WLAN có quy mô lớn hơn (trên 192 người) thì việc triển khai có thể là
từ 8 đến 10 tuần.
4.3. 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.
5. Nhược điểm của mạng WLAN
5.1. 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
.
5.2. 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...
5.3. 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).

5.4. Những hạn chế trong quy định:
Tất cả các sản phẩm không dây phải tuân theo những quy định quốc gia.
5.5. 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.
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 9 -
Tìm hiểu về Wireless Lan
6. 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.
7. Đối tượng sử dụng mạng WLAN
Mạng WLAN đang dần trở nên phổ biến trong các môi trường, ví dụ như:
7.1. 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.
7.2. 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.
7.3. 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.
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Hiệp
- 10 -