Tìm hiểu về khía cạnh đa truy nhập vô tuyến và các vấn đề liên quan của hệ thống thông tin vô tuyến WLAN

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại công nghệ thông tin ngày càng phát triển thì mạng không dây và
thiết bị di động đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của xã hội. Các mạng không dây phổ
rộng, cũng giống như nhiều kỹ thuật khác đều được phát triển bởi quân đội. Quân đội cần
một phương pháp truyền dũ liệu đơn giản, dễ dàng thực thi và bảo mật trong môi trường
chiến đấu. Khi chi phí của kỹ thuật không dây giảmvà chất lượng tăng lên thì nó sẽ trở thành
một giải pháp hữu hiệu cho những doanh nghiệp lớn để tích hợp mạng không dây vào hệ
thống mạng của họ. Kỹ thuật không dây cung cấp giải pháp kinh tế kết nối các tòa nhà mà
không cần đi cáp đồng hay cáp quang. Ngày nay các kỹ thuật không dây có chi phí phù hợp
cho hầu hết các công ty. Khi các kỹ thuật WLAN phát triển thì chi phí sản xuất phần cứng sẽ
giảm đi và số lượng các thiết bị không dây được cài đặt lại ngày càng tăng.
Ngày nay mạng không dây đang trở lên phổ biến trong các tổ chức, doang nghiệp và cá
nhân. Chính vì sự tiện lợi của mạng không dây nên nó dần thay thế cho các hệ thống mạng có
dây truyền thống hiện tại. Điều gì đã khẳng định ưu thế của mạng không dây? Ưu điểm là gì?
Có khuyết điểm không? Giải pháp thiết kế, triển khai như thế nào? Bên cạnh đó cũng cần
nghiên cứu các giải pháp bảo mật cho mạng không dây. Để giải quyết các vấn đề đấy chúng
ta cùng nghiên cứu đế tài : Tìm hiểu về khía cạnh đa truy nhập vô tuyến và các vấn đề liên
quan của hệ thống thông tin vô tuyến WLAN.
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài của chúng em không tránh khỏi những
thiếu sót, mong nhận được sự chỉ dẫn, góp ý của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên.
Qua đây chúng em cũng xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô,
đặc biệt là cô giáo Đàm Mỹ Hạnh đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong thời gian làm đề tài
vừa qua.
Hà Nội

Page 1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN
1.1/ Cơ bản về WLAN (Wireless Local Area Network)
1.1.1/ WLAN là gì?

Nói một cách đơn giản , mạng không dây là mạng sử dụng công nghệ mà cho phép hai hay
nhiều thiết bị được kết nối với nhau bằng cách sử dụng một giao thức chuẩn, nhưng không
cần kết nối vật lý hay chính xác là không cần sử dụng dây mạng (cable), môi trường truyền
thông của các thành phần trong mạng là không khí. Các thành phần trong mạng dùng sóng
điện từ để truyền thông với nhau.
1.1.2/ Lịch sử ra đời.
Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sản xuất giới
thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900 Mhz. Những giải pháp này (không được
thống nhất giữa các nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps, thấp hơn nhiều so
với tốc độ 10 Mbps của hầu hết các mạng sử dụng cáp hiện thời.
Năm 1992, những nhà sản xuất bắt đầu bán những sản phẩm WLAN sử dụng băng tần 2.4
Ghz. Mặc dù những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nhưng chúng vẫn là
những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất không được công bố rộng rãi. Sự cần thiết cho
việc hoạt động thống nhất giữa các thiết bị ở những dãy tần số khác nhau dẫn đến một số tổ
chức bắt đầu phát triển ra những chuẩn mạng không dây chung.
Năm 1997, Institute of Electrical and Electronic Engineer (IEEE) đã phê chuẩn sự ra đời
của chuẩn 802.11, và cũng được biết với tên gọi WIFI (Wireles Fidelity) cho các mạng
WLAN. Chuẩn 802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu, trong đó có bao gồm phương
pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.4 Ghz.
Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802.11 là các chuẩn 802.11a và
802.11b (định nghĩa ra những phương pháp truyền tín hiệu). Và những thiết bị WLAN dựa
trên chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt trội. Các thiết bị
WLAN 802.11b truyền phát ở tần số 2.4 Ghz, cung cấp tốc độ truyền dữ liệu có thẻ lên tới 11
Mbps. IEEE 802.11b được tạo ra nhằm cung cấp những đặc điểm về tính hiệu dụng, thông
lượng và bảo mật để so sánh với mạng có dây.

Page 2


Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể truyền nhận

thông tin ở cả hai dãy tần 2.4 Ghz và 5 Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến
54Mbps. Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể tương thích ngựơc với
các thiết bị chuẩn 802.11b. Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ 108Mbps – 300Mbps.
1.1.3/ Ưu điểm của WLAN so với mạng có dây truyền thống.
Mạng Wireless cung cấp tất cả các tính năng của công nghệ mạng LAN như là Inthernet
và Token Ring mà không bị giới hạn về kết nối vật lý (giới hạn về caple). Sự thuận lợi đầu
tiên của mạng đó là tính linh động. Mạng WLAN tạo ra sự thoải mái trong sự truyền tải các
dữ liệu giữa các thiết bị có hỗ trợ mà không có sự ràng buộc về khoảng cách và không gian
như mạng có dây thông thường. Người dùng mạng Wireless có thể kết nối mạng trong khi di
chuyển bất cứ nơi nào trong phạm vi phủ sóng của thiết bi trung lập (Access Point).
Mạng WLAN sử dụng sóng hồng ngoại (Infrared Light) và sóng Radio (Radio
Frequency) để truyền nhận dữ liệu thay vì dùng Twist-Pair và Fiber Optic Cable. Thông
thường thì sóng Radio được dung phổ biến hơn vì nó truyền xa hơn, lâu hơn, rộng hơn, băng
thông cao hơn.
Công nghệ Wireless bao gồm các thiết bị và hệ thống phức tạp như hệ thống WLAN,
điện thoại di động (Mobile Phone) cho đến các thiết bị đơn giản như tay nghe không dây,
microphone không dây và nhiều thiết bị khác có khả năng truyền nhận và lưu trữ thông tin từ
mạng. Ngoài ra cũng bao gồm cả những thiết bị hỗ trợ hồng ngoại như Remote, điện thoại …
truyền dữ liệu trực diện giữa 2 thiết bị.
Tính dễ dàng kết nối và thuận tiện trong sử dụng đã làm cho mạng Wireless nhanh chóng
ngày càng phổ biến trong cuộc sống chúng ta, hổ trợ tích cực trong công việc của chúng ta.
Nói tóm lại thì WLAN có một số ưu điểm nổi trội sau đây:
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.
Khả năng mở rộng: Mạng không dây có thể đáp ứng tức thì khi gia tăng số lượng người
dùng. Với hệ thống mạng dùng cáp cần phải gắn thêm cáp
Sự tiện lợi: Mạng không dây cũng như hệ thống mạng thông thường. Nó cho phép người
dùng truy xuất tài nguyên mạng ở bất kỳ nơi đâu trong khu vực được triển khai(nhà hay văn

Page 3


phòng). Với sự gia tăng số người sử dụng máy tính xách tay(laptop), đó là một điều rất thuận
lợi.
Khả năng di động: Với sự phát triển của các mạng không dây công cộng, người dùng
có thể truy cập Internet ở bất cứ đâu. Chẳng hạn ở các quán Cafe, người dùng có thể truy cập
Internet không dây miễn phí.
Hiệu quả: Người dùng có thể duy trì kết nối mạng khi họ đi từ nơi này đến nơi khác.
1.1.4/ Hạn chế của mạng WLAN.
Bên cạnh những thuận lợi của mạng Wireless như là tính linh động, tiện lợi, thoải mái…
thì mạng Wireless vẫn không thể thay thế được mạng có dây truyền thống. Thuận lợi chính
của sự linh động đó là người dùng có thể di chuyển. Các Server và máy chủ cơ sở dữ liệu
phải truy xuất dữ liệu, về vị trí vật lý thì không phù hợp (vì máy chủ không di chuyển thường
xuyên được).
Tốc độ mạng Wireless bị phụ thuộc vào băng thông. Tốc độ của mạng Wireless thấp hơn
mạng cố định, vì mạng Wireless chuẩn phải xác nhận cẩn thận những frame đã nhận để tránh
tình trạng mất dữ liệu.
Bảo mật trên mạng Wireless là mối quan tâm hàng đầu hiện nay. Mạng Wireless luôn là
mối bận tâm vì sự giao tiếp trong mạng đều cho bất kỳ ai trong phạm vi cho phép với thiết bị
phù hợp. Trong mạng cố định truyền thống thì tín hiệu truyền trong dây dẫn nên có thể được
bảo mật an toàn hơn. Còn trên mạng Wireless thì việc “đánh hơi” rất dễ dàng bởi vì mạng
Wireless sử dụng sóng Radio thì có thể bị bắt và xử lí được bởi bất kỳ thiết bị nhận nào nằm
trong phạm vi cho phép, ngoài ra mạng Wireless thì có ranh giới không rõ ràng cho nên rất
khó quản lý.
Như vậy WLAN có nhưng nhược điểm quan trọng sau:
Về tính bảo mật: Môi trường kết nối không dây là không khí nên khả năng bị tấn công của
người dùng là rất cao.
Về phạm vi: Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn chỉ có thể hoạt động tốt
trong phạm vi vài chục mét. Nó phù hợp trong 1 căn nhà, nhưngvới một tòa nhà lớn thì

không đáp ứng được nhu cầu. Để đáp ứng cần phải mua thêm Repeater hay access point, dẫn
đến chi phí gia tăng.

Page 4


Về độ tin cậy: Vì sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông nên việc bị nhiễu, tín hiệu bị
giảm do tác động của các thiết bị khác(lò vi sóng,….) là không tránh khỏi. Làm giảm đáng kể
hiệu quả hoạt động của mạng.
Về tốc độ: Tốc độ của mạng không dây (1- 125 Mbps) rất chậm so với mạng sử dụng
cáp(100Mbps đến hàng Gbps).
1.2/ Các loại mạng Wireless.
Mạng Wireless được phân chia thành 5 nhóm: Wireless Wide Area Network (WWAN),
Wireless Local-Area Network (WLAN), Wireless Personal Area Network (WPAN), LANLAN bridging, Wireless Metropolitan Area Network (WMAN).
• WLAN: đại diện cho mạng cục bộ không dây, theo chuẩn 802.11.
• LAN-LAN bridging: đại diện cho mạng nội bộ, nhưng theo diện rộng hơn (giữa 2 tòa nhà).
• WWAN: đại diện cho công nghệ mạng diện rộng như là mạng điện thoại 2G, GSM (Global
System for Mobile Communications).
• WMAN: đại diện cho mạng diện rộng (giữa các vùng).
• WPAN: đại diện cho mạng cá nhân không dây, thường như là công nghệ Bluetooth, hồng
ngoại.

Page 5


CHƯƠNG II: KHÍA CẠNH ĐA TRUY NHẬP VÀ
CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG MẠNG WLAN.
2.1/ Đặc tính kỹ thuật mạng WLAN.
2.1.1/ WLAN hoạt động như thế nào?
Wireless LAN sử dụng sóng điện từ (Radio hoặc sóng Hồng ngoại - Infrared) để trao đổi

thông tin giữa các thiết bị mà không cần bất kỳ một kết nối vật lý nào (cable). Sóng Radio
đôi khi còn được gọi là sóng mang (rất thường dùng trong lĩnh vực viễn thông - điện thoại
…), vì đơn giãn nó thực hiện chức năng truyền năng lượng cho các thiết bị nhận ở xa. Dữ
liệu sẽ được truyền theo sóng mang cho nên có thể lọc ra một cách chính xác bởi thiết bị
nhận.
Vấn đề thường được đề cập đến trong sóng mang đó là sự điều biến của sóng khi dữ liệu
được truyền kèm theo, một khi dữ liệu được truyền kèm theo sóng mang thì tính phức tạp cao
hơn là sóng đơn (chỉ một tầng số duy nhất).
Nhiều sóng mang có thể cùng tồn tại trong một phạm vi và cùng thời gian mà không ảnh
hưởng đến những thiết bị khác nếu như những sóng này được truyền trên những tầng số khác
nhau. Thiết bị nhận muốn lọc dữ liệu phải chọn một tầng số duy nhất trùng với tầng số thiết
bị phát.
Trong cấu hình của mạng WLAN thông thường, một thiết bị phát và nhận (transceiver)
được gọi là Access Point (AP) và được kết nối với mạng có dây thông thường thông qua cáp
theo chuẩn Ethernet. AP thực hiện chức năng chính đó là nhận thông tin, nhớ lại và gửi dữ
liệu giữa mạng WLAN và mạng có dây thông thường. Một AP có thể hổ trợ một nhóm người
dùng và trong một khoảng cách nhất định (tuỳ theo loại AP). AP thường được đặt ở vị trí cao
nơi mà những người có thể bắt sóng được.
Người dung mạng WLAN truy cập vào mạng thông qua Wireless NIC, thông thường có
các chuẩn sau:
• PCMCIA - Laptop, Notebook
• ISA, PCI, USB – Desktop
• Tích hợp sẵn trong các thiết bị cầm tay
Khi đó các thiết bị này sẽ tạo ra một môi trường mạng không dây giữa những dùng để
trao đổi thông tin và dữ liệu.

Page 6


Công nghệ chính được sử dụng cho mạng Wireless là dựa trên chuẩn IEEE 802.11

(Institute of Electrical and Electronics Engineers). Hầu hết các mạng Wireless hiện nay đều
sử dụng tầng số 2.4GHz (trùng tầng số với lò viba hoặc điện thoại mẹ bồng con).
2.1.2/ Các chuẩn của mạng WLAN.
Mạng WLANs hoạt động dựa trên chuẩn 802.11 (802.11 được phát triển từ năm 1997 bởi
nhóm Institute of Electrical and Electronics Engineers), chuẩn này được xem là chuẩn dùng
cho các thiết bị di động có hỗ trợ Wireless, phục vụ cho các thiết bị có phạm vi hoạt động
tầm trung bình.
Cho đến hiện tại IEEE 802.11 gồm có 4 chuẩn trong họ 802.11 và 1 chuẩn đang thử
nghiệm:
802.11 - là chuẩn IEEE gốc của mạng không dây (hoạt động ở tầng số 2.4GHz, tốc độ 1
Mbps – 2Mbps)
802.11b - (phát triển vào năm 1999, hoạt động ở tầng số 2.4-2.48GHz, tốc độ từ 1Mpbs 11Mbps)
802.11a - (phát triển vào năm 1999, hoạt động ở tầng số 5GHz – 6GHz, tốc độ 54Mbps)
802.11g - (một chuẩn tương tự như chuẫn b nhưng có tốc độ cao hơn từ 20Mbps 54Mbps, hiện đang phổ biến nhất)
802.11e - là 1 chuẩn đang thử nghiệm: đây chỉ mới là phiên bản thử nghiệm cung cấp đặc
tính QoS (Quality of Service) và hỗ trợ Multimedia cho gia đình và doanh nghiệp có môi
trường mạng không dây.
Thực tế còn một vài chuẩn khác thuộc họ 802.11 là: 802.11F, IEEE 802.11h, IEEE
802.11j, IEEE 802.11d, IEEE 802.11s. Mỗi chuẫn được bổ sung nhiều tính năng khác nhau
Trên thực tế thì chuẩn IEEE 802.11b có trước chuẩn IEEE 802.11a
2.1.2.1/ Original IEEE 802.11 LAN Standard
Chuẩn IEEE 802.11 hoạt động 2.4GHz với tốc độ là 1Mpbs hoặc 2Mpbs. Trong một
mạng WLAN thông thường, các Client sẽ kết hợp với một AP cố định mà trong nhiều mô
hình lắp đặt mạng thì AP sẽ là cầu nối với mạng có dây thông thường (Wired network).
Sự kết hợp này đôi khi được gọi là Basic Service Set (BSS) – chúng ta sẽ tìm hiểu rõ hơn
về BSS trong phần sau.
2.1.2.2/ IEEE 802.11b

Page 7

Như đã chú ý thì chuẩn b ra đời trước chuẩn a và được phát triển vào năm 1999.
IEEE 801.11b hoạt động ở tầng số 2.4GHz và tốc độ tăng dần 1Mpbs, 2Mpbs, 5,5Mpbs và
11Mpbs. Tốc độ này sẽ giảm dần khi người dung càng di chuyển xa so với AP. Trước đây
chuẩn IEEE 802.11b rất phổ biến và được triển khai rất nhiều trong các doanh nghiệp, hộ gia
đình và các văn phòng nhỏ (small office home office - SOHO)
2.1.2.3/ IEEE 802.11a
Chuẩn 802.11a hoạt động ở tầng số 5GHz – 6GHz và đạt được tốc độ cao là 54Mpbs
(cho dù các công nghệ hiện tại truyền ở tốc độ 6Mpbs, 12Mpbs, 24Mpbs).
Hoạt động ở tầng số 5GHz, tầng số này trùng với tầng số hoạt động của một vài thiết bị
khác như: các thiết bị sử dụng công nghệ Bluetooth, vi sóng (microware), điện thoại mẹ bồng
con (cordless phone). Chính vì vậy cần tránh lắp đặt AP cạnh các thiết bị này để tránh tình
trạng bị nhiễu sóng.
Chuẩn này còn hỗ trợ đồng thời 64 Client và bao gồm cả các chức năng bảo mật 64bit ,
128bit và 152bit WEP mã hóa và lọc địa chỉ MAC.
Tuy đạt được tốc độ cao nhưng hầu hết các doanh nghiệp và người dùng cảm thấy
không tin tưởng đối với chuẩn IEEE 802.11a như chuẩn IEEE 802.11b trước đó. Vì vậy họ
vẫn tiếp tục sử dụng và triển khai mới chuẩn IEEE 802.11b. Một vấn đề khác nữa của chuẩn
IEEE 802.11a đó là không tương thích với những hệ thống có sẵn sử dụng chuẩn IEEE
802.11b.
2.1.2.4/ IEEE 802.11g
Một chuẩn mới được đưa ra đó là IEEE 802.11g, với tốc độ truyền từ 20Mpbs –
54Mpbs. Tương tự như chuẩn IEEE 802.11b, chuẩn IEEE 802.11g hoạt động ở tầng số
2.4GHz cho nên có thể tương thích với hệ thống theo chuẩn IEEE 802.11b., đây là một đặc
điểm thuận lợi hơn chuẩn IEE 802.11a.
Chuẩn IEEE 802.11g hiện tại được sử dụng rất phổ biến ở mọi nơi. Vì tính ổn định và hỗ
trợ khả năng bảo mật cao.
2.1.2.5/ IEEE 802.11e
Là chuẩn mới nhất của họ IEEE 802.11, nhưng vẫn trong thời gian thử nghiệm. Chuẩn
này sẽ là sự lựa chọn tốt nhất để triển khai ở những khu vực lớn như các doanh nghiệp lớn,

nhà hàng, khách sạn và sân bay.

Page 8


Không như những chuẩn khác, đây là chuẩn đầu tiên được phát minh nhằm để mở rộng
môi trường mạng không dây cho từng hộ gia đình hoặc doanh nghiệp.
Chuẩn IEEE 802.11e cũng có tính năng QoS (Quality of Service) và hổ trợ Multimedia
cho hệ thống mạng theo chuẩn IEEE 802.11b và IEEE 802.11a, trong khi vẫn duy trì khả
năng tương thích với những chuẩn trước đó.
QoS và hổ trợ Multimedia thực chất là cung cấp những dịch vụ cho khách hang tại nhà
như Video-on-demand, Audio-on-demand, Voice over IP (VoIP), Internet tốc độ cao, v.v…
• Chuẩn 802.11g tương thích với chuẩn 802.11b, không tương thích với chuẩn
802.11a.
• Nếu chuẩn 802.11g hoạt động trong mạng có chuẩn 802.11b thì sẽ hoạt động với tốc độ
theo chuẩn 802.11b (11Mbps)
2.1.3/ Bluetooth
Bluetooth là một giao thức hàng ngang đơn giản dùng để kết nối những thiết bị di động
như Mobile Phone, Laptop, Handheld computer, Digital Camera, Printer, v.v… để truyền tải
thông tin với nhau.
Bluetooth sử dụng chuẩn IEEE 802.15 với tầng số 2.4GHz – 2.5GHz, tương tự như chuẩn
IEEE 802.11 và IEEE 802.11b . Bluetooth cho phép các thiết bị di động tránh được tình trạng
nhiễu sóng từ những tín hiệu khác nhau bằng cách chuyển sang một tầng số mới sau khi đã
truyền hoặc nhận một gói dữ liệu.
Bluetooth là công nghệ tiêu thụ năng lượng thấp với khoảng cách truyền lên đến 30feet
(~ 10m) với tốc độ khoảng 1Mpbs, khoảng cách này có thể tăng lên 300feet (~100m) nếu
tăng nguồn lên 100mW. Một mạng Bluetooth chỉ có khả năng hổ trợ cho 8 thiết bị trong cùng
thời gian.
Bluetooth là công nghệ được thế kế nhằm đáp ứng một cách nhanh chóng việc kết nối
các thiết bị di động và cũng là giải pháp tạo mạng WPAN (nêu trong phần Wireless Network

Types), có thể thực hiện trong môi trường nhiều tầng số khác nhau.
Mỗi một thiết bị trên mạng Bluetooth có thế là thiết bị chính hoặc phụ. Thiết bị chính thì
có chức năng tạo ra sự kết nối trong mạng, thiết bị phụ thì gửi tín hiệu trả lời cho thiết bị
chính.
Một mạng Bluetooth có thể có đến 7 máy phụ với 1 máy chính. Tất cả các máy phụ chỉ
giao tiếp với máy chủ, vì vậy mọi giao tiếp giữa các máy phụ phải thông qua máy chính.
Page 9


Hầu hết các thiết bị Bluetooth đều phát ra một năng lượng phóng xạ đẳng hướng (EIRP –
effective isotropic radiated power).
2.2/ Kênh trong mạng Wireless.
2.2.1/Kênh trong mạng Wireless
Mạng Wireless hoạt động ở 14 kênh (nhưng thực tế khi hoạt động thì chỉ có 1 kênh phát)
Trên thực tế, một công ty tầm trung hoặc lớn khi đã triển khai hệ thống này sẽ không sử
dụng duy nhất một Access Point mà có thể có 2 hoặc nhiều Access Point đặt gần nhau để
phục vụ cho toàn bộ khu vực công ty. Để đảm sự hoạt động của mạng tránh gặp tình trạng
nhân viên sử dụng máy laptop hoặc các thiết bị cầm tay khác không truy cập vào
mạng.Wireless đuợc khi anh ta rời khỏi khu vực phòng mình.
2.2.2/Mô hình thiết lập kênh cho mạng Wireless
Một số điều chú ý khi lắp đặt Access Point:
- Cần có những vùng giao nhau giữa bán kính các Access Point.
- Kênh thiết lập cho các Access Point phải lệch nhau 5 kênh.
2.3/ Các mô hình mạng WLAN.
Mạng 802.11 linh hoạt về thiết kế, gồm 3 mô hình mạng sau:
• Mô hình mạng độc lập(IBSSs) hay còn gọi là mạng Ad hoc
• Mô hình mạng cơ sở (BSSs)
• Mô hình mạng mở rộng(ESSs)
2.3.1/ Mô hình mạng AD học ( Independent Basic Service Sets (BSSs) )
Các nút di động(máy tính có hỗ trợ card mạng không dây) tập trung lại trong một không

gian nhỏ để hình thành nên kết nối ngang cấp (peer-to-peer) giữa chúng. Các nút di động có
card mạng wireless là chúng có thể trao đổi thông tin trực tiếp với nhau , không cần phải
quản trị mạng. Vì các mạng ad-hoc này có thể thực hiện nhanh và dễ dàng nên chúng thường
được thiết lập mà không cần một công cụ hay kỹ năng đặc biệt nào vì vậy nó rất thích hợp để
sử dụng trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời. Tuy nhiên
chúng có thể có những nhược điểm về vùng phủ sóng
bị giới hạn, , mọi người sử dụng đều phải nghe được lẫn nhau.

Page 10


2.3.2/ Mô hình mạng cơ sở (Basic Service Sets (BSSs) )
Bao gồm các điểm truy nhập AP (Access Point) gắn với mạng đường trục hữu tuyến và
giao tiếp với các thiết bị di động trong vùng phủ sóng của một cell. AP đóng vai trò điều
khiển cell và điều khiển lưu lượng tới mạng. Các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp
với nhau mà giao tiếp với các AP.Các cell có thể chồng lấn lên nhau khoảng 10-15 % cho
phép các trạm di động có thể di chuyển mà không bị mất kết nối vô tuyến và cung cấp vùng
phủ sóng với chi phí thấp nhất. Các trạm di động sẽ chọn AP tốt nhất để kết nối. Một điểm
truy nhập nằm ở trung tâm có thể điều khiển và phân phối truy nhập cho các nút tranh chấp,
Page 11


cung cấp truy nhập phù hợp với mạng đường trục, ấn định các địa chỉ và các mức ưu tiên,
giám sát lưu lượng mạng, quản lý chuyển đi các gói và duy trì theo dõi cấu hình mạng. Tuy
nhiên giao thức đa truy nhập tập trung không cho phép các nút di động truyền trực tiếp tới
nút khác nằm trong cùng vùng với điểm truy nhập như trong cấu hình mạng WLAN độc lập.
Trong trường hợp này, mỗi gói sẽ phải được phát đi 2 lần (từ nút phát gốc và sau đó là điểm
truy nhập) trước khi nó tới nút đích, quá trình này sẽ làm giảm hiệu quả truyền dẫn và tăng
trễ truyền dẫn

2.
3.4/ Mô hình mạng mở rộng (Extended Service Sets (ESSs) )
Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới một phạm vi bất kì thông qua ESS. Một ESSs
là một tập hợp các BSSs nơi mà các Access Point giao tiếp với nhau để chuyển lưu lượng từ
một BSS này đến một BSS khác để làm cho việc di chuyển dễ dàng của các trạm giữa các
BSS, Access Point thực hiện việc giao tiếp thông qua hệ thống phân phối.
Hệ thống phân phối là một lớp mỏng trong mỗi Access Point mà nó xác định đích đến cho
một lưu lượng được nhận từ một BSS. Hệ thống phân phối được tiếp sóng trở lại một đích
Page 12


trong cùng một BSS, chuyển tiếp trên hệ thống phân phối tới một Access Point khác, hoặc
gởi tới một mạng có dây tới đích không nằm trong ESS. Các thông tin nhận bởi Access Point
từ hệ thống phân phối được truyền tới BSS sẽ được nhận bởi trạm đích.

Page 13


Mô hình mạng mở rộng

Page 14


CHƯƠNG III: VẤN ĐỀ BẢO MẬT VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA
HỆ THỐNG MẠNG WLAN
3.1/ Vấn đề bảo mật trong hệ thống WLAN
3.1.1/ Tổng quan về bảo mật trong mạng không dây.
Khi đã triễn khai thành công hệ thống mạng không dây thì bảo mật là vấn đề kế tiếp cần
phải quan tâm, công nghệ và giải pháp bảo mật cho mạng Wireless hiện tại cũng đang gặp
phải nhiều nan giải, rất nhiều công nghệ và giải pháp đã được phát triển rồi đưa ra nhằm bảo

vệ sự riêng tư và an toàn cho dữ liệu của hệ thống và người dùng. Nhưng với sự hổ trợ của
các công cụ (phần mềm chuyên dùng) thì Attacker dễ dàng phá vở sự bảo mật này. Chúng ta
sẽ cùng tìm hiểu sâu hơn về vấn đề bảo mật và các giải pháp phòng chóng mà nhiều chuyên
gia đã nghiên cứu và phát triển thành công trong những phần sau.
•

Như rất nhiều tài liệu nghiên cứu về bảo mật trong mạng Wireless thì để có thể bảo
mật tối thiểu bạn cần một hệ thống có 2 thành phần sau:

•

Authentication - chứng thực cho người dùng: quyết định cho ai có thể sử dụng mạng
WLAN.

•

Encryption - mã hóa dữ liệu: cung cấp tính bảo mật dữ liệu.

Authentication + Encryption = Wireless Security
Bởi vì mạng Wireless truyền và nhận dữ liệu dựa trên sóng radio, và vì AP phát sóng lan
truyền trong bán kính cho phép nên bất cứ thiết bị nào có hổ trợ truy cập Wireless đều có thể
bắt sóng này, sóng Wireless có thể truyền xuyên qua các vật liệu như bêtông, nhựa, sắt, …
Cho nên rủi ro thông tin bị các attacker đánh cắp hoặc nghe trộm rất cao, vì hiện tại có rất
nhiều công cụ hổ trợ cho việc nhận biết và phân tích thông tin của sóng Wireless sau đó dùng
thông tin này để dò khóa WEP (như AirCrack, AirSnort, …).
3.1.2/ Các hệ thống bảo mật dữ liệu cho mạng Wireless.
3.1.2.1/ WEP – Wired Equipvalent Privacy
WEP là một hệ thống mã hóa dùng cho việc bảo mật dữ liệu cho mạng Wireless, WEP là
một phần của chuẩn 802.11 gốc và dựa trên thuật toán mã hóa RC4, mã hóa dữ liệu 40bit để
ngăn chặn sự truy cập trái phép từ bên ngoài. Thực tế WEP là một thuật toán được dùng để

mã hóa và giải mã dữ liệu.
Đặc tính kỹ thuật của WEP:
Page 15


• Điều khiển việc truy cập, ngăn chặn sự truy cập của những Client không có khóa phù
hợp
• Sự bảo mật nhằm bảo vệ dữ liệu trên mạng bằng cách mã hóa chúng và chỉ cho những
Client nào có đúng khóa WEP giải mã WEP key lengths.
Một khóa WEP chuẩn sử dụng khóa 64bit mã hóa theo thuật toán RC4 (sẽ nghiên cứu
trong phần sau). Trong 64bit có 40bit được ẩn. Nhiều nhà cung cấp sử dụng nhiều tên khác
nhau cho khóa WEP như: “standar WEP”, “802.11-compliant WEP”, “40-bit WEP”, “40+24bit WEP” hoặc thậm chí là “64-bit WEP”. Nhưng hiện tại thì 64-bit WEP thường được nhắc
đến hơn hết. Nhưng với những thiết bị sử dụng 64-bit WEP thường thì tính bảo mật không
cao và dễ dàng bị tấn công. Hiện nay có một chuẩn tốt hơn đó là 128-bit WEP, hầu hết các
doanh nghiệp, cá nhân đều dần chuyển sang 128-bit WEP sử dụng thuật toán RC4 mã hóa,
tính bảo mật cao hơn, các Attacker cũng khó khăn trong việc dò thấy khóa WEP. Nhưng về
sau tính bảo mật của khóa WEP 128-bit cũng không còn khó khăn nữa đối với các Attacker
nhờ sự hổ trợ của các công cụ dò tìm khóa WEP, thì lúc đó Wi-fi Protected Access – WPA là
một chuẩn bảo mật cao cấp hơn WEP được ra đời (chúng ta sẽ nghiên cứu sâu hơn về WPA
trong phần sau.
3.1.2.2/ WPA – Wifi Protected Access
WPA được thiết kế nhằm thay thế cho WEP vì có tính bảo mật cao hơn. Temporal Key
Intergrity Protocol (**IP), còn được gọi là WPA key hashing là một sự cải tiến dựa trên
WEP, là vì nó tự động thay đổi khóa, điều này gây khó khăn rất nhiều cho các Attacker dò
thấy khóa của mạng.
Mặt khác WPA cũng cải tiến cả phương thức chứng thực và mã hóa. WPA bảo mật mạnh
hơn WEP rất nhiều. Vì WPA sử dụng hệ thống kiểm tra và bảo đảm tính toàn vẹn của dữ liệu
tốt hơn WEP (bạn có thể tìm hiểu rõ hơn trong các tài liệu về bảo mật mạng không dây của
Cisco).
3.1.2.3/ WPA2 - Wi – fi Protected Access 2

WPA2 là một chuẩn ra đời sau đó và được kiểm định lần đầu tiên và ngày 1/9/2004.
WPA2 được National Institute of Standards and Technology (NIST) khuyến cáo sử dụng,
WPA2

sử

dụng

thuật

toán

mã

hóa

Advance

Encryption

Standar

(AES).

WPA2 cũng có cấp độ bảo mật rất cao tương tự như chuẩn WPA, nhằm bảo vệ cho người
dùng và người quản trị đối với tài khoản và dữ liệu.
Page 16


Nhưng trên thực tế WPA2 cung cấp hệ thống mã hóa mạnh hơn so với WPA, và đây cũng

là nhu cầu của các tập đoàn và doanh nghiệp có quy mô lớn. WPA2 sử dụng rất nhiều thuật
toán để mã hóa dữ liệu như **IP, RC4, AES và một vài thuật toán khác. Những hệ thống sử
dụng WPA2 đều tương thích với WPA.
3.1.2.4/ ** IP?
**IP là một chuẩn dựa trên chuẩn IEEE 802.11i. **IP được phát triển nhằm nâng cao tính
bảo mật cho WEP. **IP sử dụng thuật toán RC4 để mã hóa với 128bit cho mã hóa và 64bit
cho chứng thực.
3.2/ Ưng dụng của hệ thống mạng WLAN.
3.2.1/ Truy cập mạng.
WLAN được thiết kế với vai trò của lớp truy cập (access layer), có nghĩa là chúng được
sử dụng như là một điểm để đi vào mạng có dây. WLAN nằm ở lớp liên kết dữ liệu (data-link
layer) giống như các công nghệ truy cập khác như Dial-up, ADSL (Asymmetric Digital
Subscriber Line), cáp, Ethernet, Frame Relay, ATM (Asynchronous Tranfer Mode)… Do
không có tốc độ và khả năng phục hồi cao nên mạng không dây không được cài đặt ở lớp
phân tán (Distribution layer) hay lớp lõi (Core layer). Tất nhiên, trong mạng nhỏ thì không có
sự khác biệt giữa lớp truy cập (Access layer), lớp phân tán hay lớp lõi. Lớp lõi phải rất nhanh
và rất ổn định để có thể điều khiển một lượng lớn lưu lượng (traffic) trên mạng mà không
gặp khó khăn hay có thời gian chết. Lớp phân tán của mạng phải nhanh, linh hoạt và đáng tin
cậy. Mạng WLAN không đáp ứng được các yêu cầu này nên nó chỉ được sử dụng ở lớp truy
cập.

Page 17


Hình 1. Vai trò truy cập của WLAN
WLAN cung cấp 1 giải pháp cho các khó khăn liên quan đến tính di động. WLAN là 1
giải pháp khá nhanh, rẻ tiền và hầu như có thể cài đặt ở bất kỳ đâu.
Khi xem xét việc sử dụng WLAN cho mạng của bạn thì hãy luôn nhớ rằng việc sử dụng
chúng với khả năng mà chúng cung cấp sẽ cho kết quả tốt hơn. Các nhà quản trị Cài đặt
WLAN ở lớp phân tán hay lớp lõi phải biết được chính xác những hiệu năng mà nó mang lại

trước khi cài đặt chúng để không phải gỡ bỏ chúng về sau. Vai tró duy nhất ở lớp phân tán
của WLAN trong mạng doanh nghiệp là kết nối giữa các tòa nhà. Trong trường hợp này,
mạng không dây xem như là đóng vai trò của lớp phân tán, tuy nhiên nó còn phụ thuộc vào
đoạn

mạng

không

dây

này

được

sử

dụng

như

thế

nào

trong

mạng.

Có một số nhà cung cấp dịch vụ internet không dây WISP (Wireless Internet Service

Provider) sử dụng những tần số không dây được cấp phép trong vai trò của lớp phân tán chứ
không phải là các tần số không cấp phép như của WLAN.
3.2.2/ Tính di động.
WLAN không thể thay thế mạng LAN có dây về tốc độ kết nối nhưng ưu thế của WLAN
chính là tính di động của nó.
Trong các nhà kho thì mạng không dây được sử dụng để theo dõi vị trí của các kiện hàng.
Các thông tin về vị trí này sẽ được đồng bộ với máy tính trung tâm để phục vụ cho công việc
nhập hàng cũng như xuất hàng. Các máy quét không dây cầm tay đã trở nên rất phổ biến
trong các tổ chức mà công nhân phải di chuyển để xử lý các đơn đặt hàng cũng như kiểm kê .

Page 18


Hình 2. Tính di động

Trong trường hợp này thì mạng không dây đã tạo ra khả năng truyền dữ liệu mà không
cần phải tốn thời gian, công sức để nhập dữ liệu 1 cách thủ công như trong mạng có dây.
Một số công nghệ không dây mới có thể cho phép người dùng chuyển vùng (roaming) giữa
các vùng khác nhau mà không làm mất kết nối. Trong các tổ chức lớn có mạng không dây
trải rộng toàn bộ công ty thì khả năng chuyển vùng sẽ tăng năng suất làm việc một cách đáng
kể.
3.2.3/ Mở rộng mạng có dây bằng mạng không dây.
Các mạng không dây có thể được xem như một phần mở rộng của một mạng có dây. Khi
bạn muốn mở rộng một mạng hiện tại nếu bạn cài đặt thêm đường cáp thì sẽ rất tốn kém. Hay
trong những toà nhà lớn, khoảng cách có thể vượt quá khoảng cách của CAT5 cho mạng
Ethernet. Có thể cài đặt cáp quang nhưng như thế sẽ yêu cầu nhiều thời gian và tiền bạc hơn,
cũng như phải nâng cấp switch hiện tai để hỗ trợ cáp quang.
Các WLAN có thể được thực thi một cách dễ dàng. Vì ít phải cài đặt cáp trong mạng
không dây.

Page 19


3.2.4/ Kết nối giữa các toà nhà.
Trong môi trường mạng campus hay trong môi trường có 2 toà nhà sát nhau, có thể có
trường hợp các user từ toà nhà này muốn truy cập vào tài nguyên của toà nhà khác. Trong
quá khứ thì trường hợp này được giải quyết bằng cách đi một đường cáp ngầm giữa 2 toà nhà
hay thuê một đương leasesline từ công ty điện thoại. Sử dụng kỹ thuật WLAN, thiết bị có thể
được cài đặt một cách dễ dàng và nhanh chóng cho phép 2 hay nhiều toà nhà chung một
mạng. Với các loại anten không dây phù hợp, thì bất kỳ toà nhà nào cũng có thể kết nối với
nhau vào cùng một mạng trong một khoảng cách cho phép.
Có 2 loại kết nối: P2P và P2MP. Các liên kết P2P là các kết nối không dây giữa 2 toà
nhà. Loại kết nối này sử dụng các loại anten trực tiếp hay bán trực tiếp ở mỗi đầu liên kết.

Page 20


Các liên kết P2MP là các kết nối không dây giửa 3 hay nhiều toà nhà, thường ở dạng
hub-andspoke hay kiểu kết nối star, trong đó một toà nhà đóng vai trò trung tâm tập trung các
điểm kết nối. Toà nhà trung tâm này sẽ có core network, kết nối internet, và server farm. Các
liên kết P2MP giữa các toà nhà thường sử dụng các loại anten đa hướng trong toà nhà trung
tâm và anten chung hướng trên các spoke.
3.2.5/ Một số ứng dụng khác.
•

Các văn phòng di dộng.

• Phân phối dữ liệu đoạn cuối
• Các văn phòng di động …

MỤC LỤC
TRANG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN......................................................................2
1.1.2/ Lịch sử ra đời...........................................................................................................2
1.1.3/ Ưu điểm của WLAN so với mạng có dây truyền thống..........................................3
1.2/ Các loại mạng Wireless.................................................................................................5
CHƯƠNG II: KHÍA CẠNH ĐA TRUY NHẬP VÀ.................................................................6
CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN HỆ THỐNG MẠNG WLAN............................................6
2.1/ Đặc tính kỹ thuật mạng WLAN......................................................................................6
2.1.1/ WLAN hoạt động như thế nào?...............................................................................6
2.1.2/ Các chuẩn của mạng WLAN...................................................................................7
2.1.2.2/ IEEE 802.11b....................................................................................................7
2.1.2.3/ IEEE 802.11a....................................................................................................8
Page 21


2.1.2.4/ IEEE 802.11g....................................................................................................8
2.1.2.5/ IEEE 802.11e....................................................................................................8
2.1.3/ Bluetooth..................................................................................................................9
2.2.1/Kênh trong mạng Wireless.....................................................................................10
2.3.1/ Mô hình mạng AD học ( Independent Basic Service Sets (BSSs) )......................10
CHƯƠNG III: VẤN ĐỀ BẢO MẬT VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA.......................................15
HỆ THỐNG MẠNG WLAN...................................................................................................15
3.1/ Vấn đề bảo mật trong hệ thống WLAN........................................................................15
3.1.1/ Tổng quan về bảo mật trong mạng không dây.......................................................15
3.1.2/ Các hệ thống bảo mật dữ liệu cho mạng Wireless.................................................15
3.1.2.1/ WEP – Wired Equipvalent Privacy................................................................15
3.1.2.2/ WPA – Wifi Protected Access........................................................................16
3.1.2.3/ WPA2 - Wi – fi Protected Access 2...............................................................16
3.1.2.4/ ** IP?..............................................................................................................17

3.2/ Ưng dụng của hệ thống mạng WLAN..........................................................................17
3.2.2/ Tính di động...........................................................................................................18
3.2.3/ Mở rộng mạng có dây bằng mạng không dây........................................................19
3.2.4/ Kết nối giữa các toà nhà........................................................................................20
3.2.5/ Một số ứng dụng khác...........................................................................................21
MỤC LỤC...............................................................................................................................21

Page 22