Tìm hiểu công nghệ mạng không dây

trờng đại học vinh
khoa công nghệ thông tin
---------***** --------

tìm hiểu công nghệ mạng không dây

khóa luận tốt nghiệp
chuyên ngành:phơng pháp giảng dạy

giáo viên hớng dẫn: Th.s lê văn tấn
sinh viên thực hiện: lê thị bích ngọc

: 42E1-cntt

lớp

Vinh, tháng 5 năm 2006
3


mục lục
lời nói đầu
Chơng I

Tổng quan về công nghệ mạng WIFI

I.
II.
2.1
2.2
2.3

III.
Chơng II

Các tầng giao thức của WIFI

I.
1.1
1.2
II.
2.1
2.3
2.4
Chơng III

I.
II.
III.
3.1
3.2
Chơng IV

I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Chơng V

WIFI là gì?

Các chuẩn của WIFI
IEEE 802.11a
IEEE 802.11b
IEEE 802.11g
Bảo mật WIFI
Tìm hiểu chung về giao thức
Khái niệm
Những vấn đề khi thiết kế các lớp
Mô hình TCP/IP
Căn bản về TCP/IP
Phân biệt TCP, IP & UDP
Cấu trúc địa chỉ IP
Ưu và khuyết điểm của WIFI

Ưu điểm
Khuyết điểm
So sánh WIFI với một số công nghệ không dây khác
WIFI và Bluetooth
WIFI và hồng ngoại
Tơng lai của mạng không dây

Hiện trạng và tiềm năng
Tính bảo mật của WIMAX
WIMAX có đặc điểm khác biệt gì so với WIFI
Liệu WIMAX trong tơng lai có thể thay thế WIFI
Mạng không dây tơng lai
Kiểm soát lu thông không dây
Chơng trình minh họa

I. Mô hình áp dụng

II. Thiết kế giao diện và mã lệnh chơng trình
Lời kết
Kết luận

4

3
5
5
11
11
11
12
14
24
24
24
24
25
25
29
37
41
41
42
43
43
45
46
46

50
52
52
59
59
65
65
66
73
74


Tài liệu tham khảo

75

LờI NóI ĐầU
Hiện nay, công nghệ thông tin đang phát triển mạnh mẽ và trở thành một
ngành công nghiệp mũi nhọn ở nhiều quốc gia. Máy tính ngày càng trở nên phổ
biến, xuất hiện rất nhiều trong các gia đình và trở thành một công cụ không thể
thiếu của nhiều ngời. Máy tính phục vụ rất nhiều nhu cầu khác nhau của con ngời, từ công việc, học tập đến các nhu cầu giải trí nh chơi game, xem phim, nghe
nhạc, v.v...
Xu hớng kết nối không dây/vô tuyến ngày càng trở nên
phổ cập trong kết nối mạng máy tính.Ta hãy hình dung, trong
một cuộc họp nếu phải kết nối máy tính xách tay của mình với
CSDL trên mạng LAN của công ty để báo cáo số liệu trong
lúc phòng họp không có một kết nối cáp mạng nào hay một nhóm làm việc di
động cần đợc thiết lập các kết nối mạng LAN thì lập tức có thể hoàn thành công
việc trong một thời gian ngắn.
Tất cả các yêu cầu đã có thể giải quyết đợc với các thiết bị mạng không

dây. Với chiều hớng giá thành của máy tính ngày càng giảm và nhu cầu truy
nhập Internet ngày càng tăng, tại các nớc đang phát triển các dịch vụ truy nhập
Internet không dây đã trở nên phổ cập, ta có thể ngồi trong tiền sảnh của một
khách sạn và truy nhập Internet từ máy tính xách tay của mình một cách dễ dàng
thông qua kết nối không dây và công nghệ dịch chuyển địa chỉ IP.
Xuất phát từ các lý do trên, em đã thực hiện đề tài Tìm hiểu công

nghệ mạng không dây. Trong đề tài này, em xây dựng một chơng trình
minh họa quá trình truyền file thông qua card mạng không dây wifi.
Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu về công nghệ mạng không dây wifi theo
chuẩn 820.11b/b+/g...

5


Các nội dung chính của đề tài bao gồm:
Chơng 1. Tổng quan về công nghệ wifi: Giới thiệu tổng quan về công
nghệ wifi nh khái niệm và lịch sử phát triển của Wifi.
Chơng 2. Các tầng giao thức của Wifi: Mô tả chi tiết các tầng giao thức,
đặc điểm kĩ thuật và cách thức hoạt động của Wifi.
Chơng 3. Ưu điểm và khuyết điểm của Wifi: Phân tích các u và khuyết
điểm của Wifi, so sánh Wifi với một số công nghệ không dây phổ biến khác.
Chơng 4. Tầm ứng dụng và tơng lai của mạng không dây: Trình bày về
khả năng ứng dụng của Wifi trong thực tế và tơng lai của công nghệ này.
Chơng 5. Chơng trình minh hoạ: là một ví dụ viết bằng ngôn ngữ Visual
Basic, mô phỏng việc truyền file qua card mạng không dây wifi

6

CHƯƠNG I: TổNG QUAN Về CÔNG NGHệ MạNG WIFI
I. Wifi là gì?
Wifi (Wireless Fidelity) là tên các nhà sản xuất gọi chuẩn công nghệ IEEE
802.11 dùng để thiết lập các hệ thống mạng không dây. Bộ chuẩn 802.11 bao
gồm nhiều chuẩn, trong đó phổ biến nhất là 802.11b, thờng đợc sử dụng trong
triển khai các hotspot, do mang tính chất toàn cầu và có thể ứng dụng rộng rãi mà
không đòi hỏi nhiều về cơ sở hạ tầng.

Sự khởi đầu
Năm 1985, ủy ban liên lạc liên bang Mỹ FCC (Federal Communications
Commission), quyết định mở cửa một số băng tần của dải sóng không dây, cho
phép sử dụng chúng mà không cần giấy phép của chính phủ. Đây là một điều khá
bất thờng vào thời điểm đó. Song, trớc sự thuyết phục của các chuyên viên kỹ
thuật, FCC đã đồng ý thả 3 dải sóng công nghiệp, khoa học và y tế cho giới
kinh doanh viễn thông.
Ba dải sóng này, gọi là các băng tần rác (900 MHz, 2.4 GHz, 5.8 GHz),
đợc phân bổ cho các thiết bị sử dụng vào các mục đích ngoài liên lạc, chẳng hạn
nh lò nớng vi sóng sử dụng các sóng vô tuyến radio để đun nóng thức ăn. FCC đã
đa các băng tần này vào phục vụ mục đích liên lạc dựa trên cơ sở: bất cứ thiết bị
nào sử dụng những dải sóng đó đều phải đi vòng để tránh ảnh hởng của việc truy
cập từ các thiết bị khác. Điều này đợc thực hiện bằng công nghệ gọi là phổ rộng
(vốn đợc phát triển cho quân đội Mỹ sử dụng), có khả năng phát tín hiệu radio
qua một vùng nhiều tần số, khác với phơng pháp truyền thống là truyền trên một
tần số đơn lẻ đợc xác định rõ.

Hợp nhất tiêu chí

7

Dấu mốc quan trọng cho Wi-Fi diễn ra vào năm 1985 khi tiến trình đi đến
một chuẩn chung đợc khởi động. Trớc đó, các nhà cung cấp thiết bị không dây
dùng cho mạng LAN nh Proxim và Symbol ở Mỹ đều phát triển những thiết bị
độc quyền, tức là thiết bị của hãng này không thể liên lạc đợc với của hãng khác.
Nhờ sự thành công của mạng hữu tuyến Ethernet, một số công ty bắt đầu nhận ra
rằng việc xác lập một chuẩn không dây chung là rất quan trọng. Vì ngời tiêu
dùng khi đó sẽ dễ dàng chấp nhận công nghệ mới nếu họ không còn bị bó hẹp
trong sản phẩm và dịch vụ của một hãng cụ thể.
Năm 1988, công ty NCR (National Response Center), vì muốn sử dụng dải
tần rác để liên thông các máy rút tiền qua kết nối không dây, đã yêu cầu một
kỹ s của họ có tên Victor Hayes tìm hiểu việc thiết lập chuẩn chung. Ông này
cùng với chuyên gia Bruce Tuch của Trung tâm nghiên cứu Bell Labs đã tiếp cận
với Tổ chức kỹ s điện và điện tử IEEE, nơi mà một tiểu ban có tên 802.3 đã xác
lập ra chuẩn mạng cục bộ Ethernet phổ biến hiện nay. Một tiểu ban mới có tên
802.11 đã ra đời và quá trình thơng lợng hợp nhất các chuẩn bắt đầu.
Thị trờng phân tán ở thời điểm đó đồng nghĩa với việc phải mất khá nhiều
thời gian để các nhà cung cấp sản phẩm khác nhau đồng ý với những định nghĩa
chuẩn và đề ra một tiêu chí mới với sự chấp thuận của ít nhất 75% thành viên tiểu
ban. Cuối cùng, năm 1997, tiểu ban này đã phê chuẩn một bộ tiêu chí cơ bản, cho
phép mức truyền dữ liệu 2 Mb/giây, sử dụng một trong 2 công nghệ dải tần rộng
là frequency hopping (tránh nhiễu bằng cách chuyển đổi liên tục giữa các tần số
radio, còn gọi là truyền chéo) hoặc direct-sequence transmission (phát tín hiệu
trên một dài gồm nhiều tần số, còn gọi là truyền thẳng).
Chuẩn mới chính thức đợc ban hành năm 1997 và các kỹ s ngay lập tức
bắt đầu nghiên cứu một thiết bị mẫu tơng thích với nó. Sau đó có 2 phiên bản
chuẩn, 802.11b (hoạt động trên băng tần 2.4 GHz) và 802.11a (hoạt động trên
băng tần 5.8 GHz), lần lợt đợc phê duyệt tháng 12 năm 1999 và tháng 1 năm

8

2000. Sau khi có chuẩn 802.11b, các công ty bắt đầu phát triển những thiết bị tơng thích với nó. Tuy nhiên, bộ tiêu chí này quá dài và phức tạp với 400 trang tài
liệu và vấn đề tơng thích vẫn nổi cộm. Vì thế, vào tháng 8/1999, có 6 công ty bao
gồm Intersil, 3Com, Nokia, Aironet (về sau đợc Cisco sát nhập), Symbol và
Lucent liên kết với nhau để tạo ra Liên minh tơng thích Ethernet không dây
WECA.

Đi vào cuộc sống
Nh vậy là công nghệ kết nối cục bộ không dây đã đợc chuẩn hóa, có tên
thống nhất và đã đến lúc cần một công ty để thúc đẩy nó trên thị trờng. Wi-Fi đã
tìm đợc Apple, nhà sản xuất máy tính nổi tiếng với những phát minh cấp tiến.
Apple tuyên bố nếu hãng Lucent có thể sản xuất một bộ điều hợp adapter với giá
cha đầy 100 USD thì họ có thể tích hợp một khe cắm Wi-Fi vào mọi chiếc máy
tính xách tay. Lucent đáp ứng đợc điều này và vào tháng 7/1999, Apple công bố
sự xuất hiện của Wi-Fi nh một sự lựa chọn trên dòng máy EBook mới của họ, sử
dụng thơng hiệu AirPort. Điều này đã hoàn toàn làm thay đổi thị trờng mạng
không dây. Các nhà sản xuất máy tính khác lập tức ồ ạt làm theo. Wi-Fi nhanh
chóng tiếp cận với ngời tiêu dùng gia đình trong bối cảnh chi tiêu cho công nghệ
ở các doanh nghiệp đang bị hạn chế năm 2001.
Wi-Fi sau đó tiếp tục đợc thúc đẩy nhờ sự phổ biến mạnh mẽ của kết nối
Internet băng rộng tốc độ cao trong các hộ gia đình và trở thành phơng thức dễ
nhất để cho phép nhiều máy tính chia sẻ một đờng truy cập băng rộng. Khi công
nghệ này phát triển rộng hơn, các điểm truy cập thu phí gọi là hotspot cũng bắt
đầu xuất hiện ngày một nhiều ở nơi công cộng nh cửa hàng, khách sạn, các quán
cafe. Trong khi đó, ủy ban liên lạc liên bang Mỹ FCC một lần nữa thay đổi các
quy định của họ để cho phép một phiên bản mới của Wi-Fi có tên 802.11g ra đời,
sử dụng kỹ thuật dải phổ rộng tiên tiến hơn gọi là truy cập đa phân tần trực giao
OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing - còn gọi là ghép kênh chia
tần số trực giao) và có thể đạt tốc độ lên tới 54 Mb/giây ở băng tần 2.4 Ghz.
9

Con đờng phía trớc
Những ngời a thích Wi-Fi tin rằng công nghệ này sẽ gạt ra lề hết những kỹ
thuật kết nối không dây khác. Ví dụ, họ cho rằng các điểm truy cập hotspot sẽ
cạnh tranh với các mạng điện thoại di động 3G vốn hứa hẹn khả năng truyền phát
dữ liệu tốc độ cao. Tuy nhiên, những suy luận nh trên đã bị thổi phồng. Wi-Fi chỉ
là một công nghệ sóng ngắn và sẽ không bao giờ có thể cung cấp đợc khả năng
bao trùm rộng nh mạng di động, nhất là khi các mạng này đang ngày một phát
triển mạnh hơn về quy mô nhờ những dịch vụ chuyển vùng (roaming) và các thỏa
thuận tính cớc liên quốc gia.
Tuy nhiên, chỉ trong một vài năm nữa, thế hệ mạng đầu tiên dựa trên công
nghệ mới WiMax, hay gọi theo tên kỹ thuật là 802.16, sẽ ra đời và trở nên phổ
dụng. Chính cái tên của mạng này cho thấy, WiMax chính là phiên bản phủ sóng
diện rộng của Wi-Fi với thông lợng tối đa có thể lên đến 70 Mb/giây và tầm xa
lên tới 50 km, so với 50 m của Wi-Fi hiện nay. Ngoài ra, trong khi Wi-Fi chỉ cho
phép truy cập ở những nơi cố định có thiết bị hotspot (giống nh các hộp điện
thoại công cộng) thì WiMax có thể bao trùm cả một thành phố hoặc nhiều tỉnh
thành giống nh mạng điện thoại di động.
ở thời điểm này, Wi-Fi là công nghệ mạng thống lĩnh trong các gia đình ở
những nớc phát triển. TV, đầu đĩa, đầu ghi và nhiều thiết bị điện tử gia dụng có
khả năng dùng Wi-Fi đang xuất hiện ngày một nhiều. Điều đó cho phép ngời sử
dụng truyền nội dung khắp các thiết bị trong nhà mà không cần dây dẫn. Điện
thoại không dây sử dụng mạng Wi-Fi cũng đã có mặt ở các văn phòng nhng về
lâu dài, công nghệ truy cập không dây này có vẻ khó là kẻ chiến thắng trong
cuộc đua đờng dài trên các thiết bị này. Hiện nay, Wi-Fi tiêu tốn khá nhiều năng
lợng của các thiết bị cầm tay và thậm chí, chuẩn 802.11g không thể hỗ trợ ổn
định cho hơn một đờng phát video. Và thế là một chuẩn mới, có tên 802.15.3 hay

10

còn gọi là WiMedia, đã đợc xúc tiến để trở thành chuẩn tầm ngắn cho mạng gia
đình tốc độ cao, chủ yếu phục vụ thiết bị giải trí.
Quá trình phát triển của công nghệ Wi-Fi cũng đã cho thấy việc thống nhất
cho ra một chuẩn chung có thể tạo nên một thị trờng mới. Điều này càng đợc
khẳng định thông qua quyết tâm của các công ty đang xúc tiến chuẩn WiMax.
Trớc đây các công nghệ mạng không dây tầm xa đều do các công ty lớn thao
túng với những chuẩn bản quyền riêng và không cái nào đợc chấp nhận rộng rãi.
Chính nhờ sự thành công của Wi-Fi mà những công ty máy tính lớn giờ đây đã
hợp lực với nhau để phát triển WiMax, một chuẩn phổ thông dễ tiếp cận đối với
ngời dùng mà các hãng phát triển hy vọng sẽ giúp mở rộng thị trờng và tăng
doanh thu. Khó dự báo tơng lai của Wi-Fi nhng chắc chắn nó đã tạo nên một hớng đi cho nhiều công nghệ khác.
Trớc đây, chỉ có "giới kỹ thuật" mới sử dụng mạng không dây, thế nhng
chỉ trong một thời gian ngắn thôi mạng không dây đã trở nên phổ biến, nhờ giá
giảm, các chuẩn mới nhanh hơn và dịch vụ Internet băng rộng phổ biến ở mọi
nơi. Giờ đây, chuyển sang dùng mạng không dây đã rẻ và dễ dàng hơn trớc
nhiều, đồng thời các thiết bị mới nhất cũng đủ nhanh để đáp ứng các tác vụ nặng
nề nh truyền các tập tin dung lợng lớn, xem phim, nghe nhạc trực tuyến qua
mạng.
Các mạng không dây hiện đại không chỉ cung cấp kết nối Internet không
dây; các thiết bị nghe nhạc và xem phim cũng có thêm các tính năng không dây
cho phép bạn chia sẻ phim ảnh và nhạc. Bạn còn có thể kết nối đợc vào mạng
không dây cả các thiết bị không có sẵn kết nối không dây, nh máy in và máy chơi
game, nhờ sự trợ giúp của các sản phẩm biến chúng thành không dây một cách
nhanh chóng và dễ dàng.

11

Mặc dù thiết lập và bảo trì mạng không dây ngày càng dễ hơn, nhng vẫn
cha hoàn toàn suôn sẻ. Vì thế, ở đây sử dụng những thủ thuật để "tinh chỉnh".

Chuẩn đợc cải tiến
Hai chuẩn hiện đang thống lĩnh mạng không dây là
802.11b và 802.11g. Một số nhà sản xuất cũng đa ra các phiên
bản cải tiến của 802.11g, họ tuyên bố tốc đọ truyền có thể lên
đến 108Mbps hay 125Mbps (hơn tốc độ 54Mbps của chuẩn

WLAN SURECOM
EP 9610SX g

802.11g). Công nghệ Super G 108Mbps (hãng Atheros phát triển) đợc các hãng
CNet, D-Link, Infosmart, Netgear, LinkPro, Planet, Surecom sử dụng, còn công
nghệ High-Speed Mode (hay còn gọi là

"Afterburner") đợc tích hợp trong các

sản phẩm của các hãng Belkin, Buffalo, Linksys, TRENDnet và nhiều hãng khác
nữa. Mặc dù chuẩn 802.11b và 802.11g tơng thích nhau, nhng các chế độ hoạt
động cải tiến đề cập trên thì không tơng thích với nhau.
Tóm lại: Để thiết lập và gỡ rối đơn giản nhất, các thành phần không dây
phải sử dụng cùng một công nghệ, tốt nhất là cùng nhà sản xuất. Dùng sản phẩm
của cùng nhà sản xuất còn giúp thuận tiện khi cần gọi hỗ trợ kỹ thuật và đó cũng
là lý do mà tôi chỉ thử nghiệm các bộ sản phẩm của cùng một nhà sản xuất.
Thông thờng, các nhà sản xuất có thể sẽ không hỗ trợ nếu ta dùng các thiết bị từ
nhiều nguồn khác nhau, trừ các thiết bị mạng không dây tích hợp sẵn trong máy
tính xách tay.
II. Các chuẩn của wifi

2.1. IEEE 802.11a:
IEEE 802.11a - Là một mở rộng của công nghệ 802.11 và đợc triển khai
trong các môi trờng mạng LAN không dây. Nó có thể cung cấp tốc độ 54Mbps

trên 12 kênh sử dụng băng tần 5Ghz.

12


2.2. IEEE 802.11b:
Chuẩn 802.11b đợc phân chia thành hai chuẩn khác nhau dựa trên phơng
thức phát sóng và tần số hoạt động: 802.11b FHSS (Frequency hopping Spread
Spectrum)

và

802.11b

DSSS

(Direct

Sequence

Spread

Spectrum)

2.2.1. Chuẩn kết nối 802.11b FHSS
Chuẩn kết nối này chia dãy tần số hoạt động thành nhiều kênh có tần số

cách biệt nhau và phát các kênh này theo qui tắc ngẫu nhiên từ kênh có tần số
thấp cho đến kênh có tần số cao nhất, sau đó lập lại từ kênh có tần số thấp
nhất, . . . Chuẩn 802.11b FHSS đợc thực hiện trên cả hai tần số 900 Hz hoặc 2.4
Ghz, chuẩn 802.11b FHSS tần số 2.4 Ghz với các đặc tính sau:
Dãy tần số hoạt động từ 2.4 Ghz đến 2.4835 Ghz
Đợc chia thành 79 kênh cách biệt nhau.
Mỗi kênh có độ rộng tần số là 1 Mhz.
Khoảng thời gian giữa hai lần phát sóng là 0.4 giây.
Tơng thích với chuẩn 802.11 trớc đây.
Tốc độ truyền tin tối đa là 2 Mbps.

2.2.2.Chuẩn kết nối 802.11b DSSS
Theo nh tên gọi DSSS, chuẩn kết nối này phát sóng liên tục theo đúng dãy
phổ tơng ứng từ 2.4 Ghz đến 2.4835 Ghz, trên dãy phổ này đợc chia thành các
kênh khác nhau với tần số liên tiếp nhau. Số lợng kênh tần số tuỳ thuộc vào qui
định của các tổ chức thuộc ba vùng địa lý khác nhau bao gồm: Châu Mỹ(FCC:11
kênh), Châu Âu (ETSI:13 kênh) và Nhật (14 kênh) Đặc tính của chuẩn kết nối
802.11b DSSS này bao gồm:
Dãy tần số hoạt động từ 2.4 Ghz đến 2.4835 Ghz

13


Đợc chia thành 11 kênh tần sồ khác nhau (theo chuẩn Mỹ)
Đợc chia thành 13 kênh tần sồ khác nhau (theo chuẩn Châu Âu)
Đợc chia thành 14 kênh tần sồ khác nhau (theo chuẩn Nhật Bản)
Độ rộng của mỗi kênh là 22 Mhz
Bao gồm ba kênh với tần số không chồng lên nhau (non-overlap).
Tơng thích với chuẩn 802.11 trớc đây.
Mức năng lợng phát của chuèn này đợc qui định nh sau: 36 dBm (FCC)

và 20 dBm (ETSI).
Sử dụng phơng thức điều biến tần số CCK.
Tốc độ truyền tin trên một kênh là 1Mbps, 2Mbps, 5.5 Mbps và tối đa là
11 Mbps.
Với ba kênh non-overlap, cho phép nâng băng thông hệ thống lên 33
Mbps.
Đây là chuẩn kết nối không dây đã đợc tổ chức WiFi Quốc tế kiểm định
và dùng làm chuẩn kết nối không dây chung cho toàn thế giới - WiFi.
2.3. IEEE 802.1g:

Đầu tiên, Ta hãy làm quen với công nghệ 802.11g (Wireless-G). Đây là
phiên bản mới nhất của Wi-Fi. Cũng giống nh công nghệ 802.11b (tốc độ kết nối
11Mbit/s), Wireless-G hoạt động trên giải băng tần 2,4GHz, vì vậy hỗ trợ cả các
sản phẩm sử dụng công nghệ kết nối cũ 802.11b. Điểm khác biệt đáng chú ý nhất
là tốc độ kết nối với Wireless-G có thể đạt 54Mbit/s. Không phải tất cả các bộ
định tuyến (router) hoặc AP hỗ trợ tốc độ này. Do đó ta phải thận trọng trớc khi
quyết định triển khai Wireless-G
Một trong số những bộ định tuyến không dây hỗ trợ tốt Wireless-G là
Microsoft Wireless Base Station MN-700. Công cụ này có thể cùng lúc đảm bảo
cả hai tính năng là bộ định tuyến hoặc điểm kết nối không dây (Access Point), dễ

14


dàng cài đặt vào hệ thống(Tài liệu hớng dẫn cài đặt và vận hành đợc phát miễn
phí kèm theo sản phẩm).
Một tính năng nữa đợc Microsoft và nhiều công ty phần cứng hỗ trợ là tính
năng hạn chế quyền truy cập không dây (Wi-Fi Protected Access- WPA). WPA
cũng là chuẩn bảo mật đợc đa số các thiết bị 802.11b sử dụng để thay thế chuẩn
bảo mật kết nối tơng đơng (Wired Equivalent Privacy- WEP). Trong trờng hợp

thiết bị ta đang sử dụng (kết nối theo chuẩn 802.11b) không hỗ trợ WPA, ta sẽ
thiết lập song song mạng kết nối chuẩn Wireless-G để đạt đợc cả hai mục tiêu:
tốc độ và tính bảo mật.
Chi phí đầu t lắp đặt thiết bị Wireless-G rẻ hơn nhiều so với chi phí lắp đặt
thiết bị chuẩn 802.11b tính ở thời điểm cùng kỳ năm ngoái. Ví dụ, bộ định tuyến
không dây Microsoft Wireless Base Station MN-700 chỉ đắt hơn bộ định tuyến
chuẩn 802.11b khoảng 25USD (thấp hơn 75USD so với thiết bị này đợc bán ra
vào cùng kỳ năm ngoái). Giá của các bộ điều hợp mạng Wireless-G cũng nh các
thiết bị khác cũng tơng đối rẻ. Ví dụ trên truyền tải thông điệp rất đơn giản: Chi
phí kết nối mạng không dây ngày nay không phải ở mức chỉ những ngời "sành
điệu" mới có thể đáp ứng đợc.
III. Bảo mật Wi-Fi
Bảo mật là vấn đề rất quan trọng và đặc biệt rất đợc sự quan tâm của những
doanh nghiệp. Không những thế, bảo mật cũng là nguyên nhân khiến các doanh
nghiệp e ngại khi cài đặt mạng cục bộ không dây (wireless LAN). Họ lo ngại về
bảo mật trong WEP(Wired Equivalent Privacy), và quan tâm tới những giải pháp
bảo mật mới thay thế an toàn hơn.

15


3.1. WEP - Bảo mật cho mạng không dây
Trong những năm gần đây, giới công nghệ thông tin đã chứng kiến sự
bùng nổ của nền công nghiệp mạng không dây. Khả năng liên lạc không dây đã
gần nh tất yếu trong các thiết bị cầm tay (PDA), máy tính xách tay, điện thoại di
động và các thiết bị số khác.
Với các tính năng u việt về vùng phục vụ kết nối linh động, khả năng triển
khai nhanh chóng, giá thành ngày càng giảm, mạng không dây đã trở thành một
trong những giải pháp cạnh tranh có thể thay thế mạng Ethernet LAN truyền
thống. Tuy nhiên, sự tiện lợi của mạng không dây cũng đặt ra một thử thách lớn

về bảo mật đờng truyền cho các nhà quản trị mạng. Ưu thế về sự tiện lợi của kết
nối không dây có thể bị giảm sút do những khó khăn nảy sinh trong bảo mật
mạng.
Khi thiết kế các yêu cầu kỹ thuật cho mạng không dây, chuẩn 802.11 của
IEEE đã tính đến vấn đề bảo mật dữ liệu đờng truyền qua phơng thức mã hóa
WEP. Phơng thức này đợc đa số các nhà sản xuất thiết bị không dây hỗ trợ nh
một phơng thức bảo mật mặc định. Tuy nhiên, những phát hiện gần đây về điểm
yếu của chuẩn 802.11 WEP đã gia tăng sự nghi ngờ về mức độ an toàn của WEP
và thúc đẩy sự phát triển của chuẩn 802.11i. Tuy vậy, đa phần các thiết bị không
dây hiện tại đã và đang sử dụng WEP và nó sẽ còn tồn tại khá lâu tr ớc khi chuẩn
802.11i đợc chấp nhận và triển khai rộng rãi.
Trong phạm vi bài viết này, em muốn trình bày sơ lợc về khái niệm và phơng thức hoạt động của giao thức WEP, các điểm yếu và cách phòng chống, đồng
thời đa ra một phơng pháp cấu hình WEP tối u cho hệ thống mạng vừa và nhỏ.

Giao thức WEP
WEP (Wired Equivalent Privacy) nghĩa là bảo mật tơng đơng với mạng có
dây (Wired LAN). Khái niệm này là một phần trong chuẩn IEEE 802.11. Theo
định nghĩa, WEP đợc thiết kế để đảm bảo tính bảo mật cho mạng không dây đạt
mức độ nh mạng nối cáp truyền thống. Đối với mạng LAN (định nghĩa theo
16


chuẩn IEEE 802.3), bảo mật dữ liệu trên đờng truyền đối với các tấn công bên
ngoài đợc đảm bảo qua biện pháp giới hạn vật lý, tức là hacker không thể truy
xuất trực tiếp đến hệ thống đờng truyền cáp. Do đó chuẩn 802.3 không đặt ra vấn
đề mã hóa dữ liệu để chống lại các truy cập trái phép. Đối với chuẩn 802.11, vấn
đề mã hóa dữ liệu đợc u tiên hàng đầu do đặc tính của mạng không dây là không
thể giới hạn về mặt vật lý truy cập đến đờng truyền, bất cứ ai trong vùng phủ
sóng đều có thể truy cập dữ liệu nếu không đợc bảo vệ.
Nh vậy, WEP cung cấp bảo mật cho dữ liệu trên mạng không dây qua phơng thức

mã hóa sử dụng thuật toán đối xứng RC4, đợc Ron Rivest - thuộc hãng RSA
Security Inc nổi tiếng - phát triển. Thuật toán RC4 cho phép chiều dài của khóa
thay đổi và có thể lên đến 256 bit. Chuẩn 802.11 đòi hỏi bắt buộc các thiết bị
WEP phải hỗ trợ chiều dài khóa tối thiểu là 40 bit, đồng thời đảm bảo tùy chọn
hỗ trợ cho các khóa dài hơn. Hiện nay, đa số các thiết bị không dây hỗ trợ WEP
với ba chiều dài khóa: 40 bit, 64 bit và 128 bit.
Với phơng thức mã hóa RC4, WEP cung cấp tính bảo mật và toàn vẹn của thông
tin trên mạng không dây, đồng thời đợc xem nh một phơng thức kiểm soát truy
cập. Một máy nối mạng không dây không có khóa WEP chính xác sẽ không thể
truy cập đến Access Point (AP) và cũng không thể giải mã cũng nh thay đổi dữ
liệu trên đờng truyền. Tuy nhiên, gần đây đã có những phát hiện của giới phân
tích an ninh cho thấy nếu bắt đợc một số lợng lớn nhất định dữ liệu đã mã hóa sử
dụng WEP và sử dụng công cụ thích hợp, có thể dò tìm đợc chính xác khóa WEP
trong thời gian ngắn. Điểm yếu này là do lỗ hổng trong cách thức WEP sử dụng
phơng pháp mã hóa RC4.

17


Hạn chế của WEP
Do WEP sử dụng RC4, một thuật toán sử dụng phơng thức mã hóa dòng
(stream cipher), nên cần một cơ chế đảm bảo hai dữ liệu giống nhau sẽ không
cho kết quả giống nhau sau khi đợc mã hóa hai lần khác nhau. Đây là một yếu tố
quan trọng trong vấn đề mã hóa dữ liệu nhằm hạn chế khả năng suy đoán khóa
của hacker. Để đạt mục đích trên, một giá trị có tên Initialization Vector (IV) đợc
sử dụng để cộng thêm với khóa nhằm tạo ra khóa khác nhau mỗi lần mã hóa. IV
là một giá trị có chiều dài 24 bit và đợc chuẩn IEEE 802.11 đề nghị (không bắt
buộc) phải thay đổi theo từng gói dữ liệu. Vì máy gửi tạo ra IV không theo định
luật hay tiêu chuẩn, IV bắt buộc phải đợc gửi đến máy nhận ở dạng không mã
hóa. Máy nhận sẽ sử dụng giá trị IV và khóa để giải mã gói dữ liệu.

Cách sử dụng giá trị IV là nguồn gốc của đa số các vấn đề với WEP. Do
giá trị IV đợc truyền đi ở dạng không mã hóa và đặt trong header của gói dữ liệu
802.11 nên bất cứ ai "tóm đợc" dữ liệu trên mạng đều có thể thấy đợc. Với độ dài
24 bit, giá trị của IV dao động trong khoảng 16.777.216 trờng hợp. Những
chuyên gia bảo mật tại đại học California-Berkeley đã phát hiện ra là khi cùng
giá trị IV đợc sử dụng với cùng khóa trên một gói dữ liệu mã hóa (khái niệm này
đợc gọi nôm na là va chạm IV), hacker có thể bắt gói dữ liệu và tìm ra đợc khóa
WEP. Thêm vào đó, ba nhà phân tích mã hóa Fluhrer, Mantin và Shamir đã phát
hiện thêm những điểm yếu của thuật toán tạo IV cho RC4. Họ đã vạch ra một phơng pháp phát hiện và sử dụng những IV lỗi nhằm tìm ra khóa WEP.
Thêm vào đó, một trong những mối nguy hiểm lớn nhất là những cách tấn
công dùng hai phơng pháp nêu trên đều mang tính chất thụ động. Có nghĩa là kẻ
tấn công chỉ cần thu nhận các gói dữ liệu trên đờng truyền mà không cần liên lạc
với Access Point. Điều này khiến khả năng phát hiện các tấn công tìm khóa WEP
đầy khó khăn và gần nh không thể phát hiện đợc.
Hiện nay, trên Internet đã sẵn có những công cụ có khả năng tìm khóa
WEP nh AirCrack, AirSnort, dWepCrack, WepAttack, WepCrack, WepLab. Tuy

18


nhiên, để sử dụng những công cụ này đòi hỏi nhiều kiến thức chuyên sâu và
chúng còn có hạn chế về số lợng gói dữ liệu cần bắt đợc.

Giải pháp WEP tối u:
Với những điểm yếu của WEP và sự phát tán rộng rãi của các công cụ dò
tìm khoá WEP trên internet, giao thức này không còn là giải pháp bảo mật đợc
chọn cho các mức độ nhạy cảm thông tin cao. Tuy nhiên, trong rất nhiều thiết bị
mạng không dây hiện nay, giải pháp bảo mật dữ liệu đợc hỗ trợ phổ biến vẫn là
WEP. Dù sao đi nữa, các lỗ hổng của WEP vẫn có thể đợc giảm thiểu nếu đợc
cấu hình đúng, đồng thời sử dụng các biện pháp an ninh mang tính chất hỗ trợ.

Để gia tăng mức độ bảo mật cho WEP và gây khó khăn cho các
hacker, các biện pháp sau đợc đề nghị:
Sử dụng khóa WEP có độ dài 128 bit: Thờng các thiết bị WEP cho phép
cấu hình khóa ở ba độ dài: 40 bit, 64 bit, 128 bit. Sử dụng khóa với độ dài 128 bit
gia tăng số lợng gói dữ liệu hacker cần phải có để phân tích IV, gây khó khăn và
kéo dài thời gian giải mã khóa WEP. Nếu thiết bị không dây chỉ hỗ trợ WEP ở
mức 40 bit (thờng gặp ở các thiết bị không dây cũ), cần liên lạc với nhà sản xuất
để tải về phiên bản cập nhật firmware mới nhất.
Thực thi chính sách thay đổi khóa WEP định kỳ: Do WEP không hỗ trợ
phơng thức thay đổi khóa tự động nên sự thay đổi khóa định kỳ sẽ gây khó khăn
cho ngời sử dụng. Tuy nhiên, nếu không đổi khóa WEP thờng xuyên thì cũng
nên thực hiện ít nhất một lần trong tháng hoặc khi nghi ngờ có khả năng bị lộ
khóa.
Sử dụng các công cụ theo dõi số liệu thống kê dữ liệu trên đờng truyền
không dây: Do các công cụ dò khóa WEP cần bắt đợc số lợng lớn gói dữ liệu và
hacker có thể phải sử dụng các công cụ phát sinh dữ liệu nên sự đột biến về l u lợng dữ liệu có thể là dấu hiệu của một cuộc tấn công WEP, đánh động ngời quản
trị mạng phát hiện và áp dụng các biện pháp phòng chống kịp thời.
19


Tơng lai của WEP:
Nh đã đợc đề cập trong các phần trên, WEP (802.11) không cung cấp độ
bảo mật cần thiết cho đa số các ứng dụng không dây cần độ an toàn cao. Do sử
dụng khóa cố định, WEP có thể đợc bẻ khóa dễ dàng bằng các công cụ sẵn có.
Điều này thúc đẩy các nhà quản trị mạng tìm các giải pháp WEP từ các nhà sản
xuất. Tuy nhiên, do những giải pháp này không đợc chuẩn hóa nên lại gây khó
khăn cho việc tích hợp các thiết bị giữa các hãng sản xuất khác nhau.
Hiện nay, chuẩn 802.11i đang đợc phát triển bởi IEEE với mục đích khắc
phục các điểm yếu của WEP và trở thành chuẩn thay thế hoàn toàn cho WEP khi
đợc chấp thuận và triển khai rộng rãi. Nhng thời điểm chuẩn 802.11i đợc thông

qua chính thức vẫn cha đợc công bố. Do vậy, hiệp hội WiFi của các nhà sản xuất
không dây đã đề xuất và phổ biến rộng rãi chuẩn WPA (WiFi Protected Access)
nh một bớc đệm trớc khi chính thức triển khai 802.11i. Về phơng diện kỹ thuật,
chuẩn WPA là bản sao mới nhất của 802.11i và đảm bảo tính tơng thích giữa các
thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau. Tới thời điểm hiện nay, một số các thiết bị
WiFi mới đã hỗ trợ WPA, WPA2 giải quyết đợc vấn đề bảo mật của WEP.
Nói chung:
Mặc dù có những nhợc điểm nghiêm trọng, bảo mật WEP vẫn tốt hơn là
không dùng cơ chế mã hóa nào cho mạng không dây! WEP có thể đợc xem nh
một cơ chế bảo mật ở mức độ thấp nhất, cần thiết đợc triển khai khi không thể sử
dụng các biện pháp khác tốt hơn. Điều này phù hợp cho các tình huống sử dụng
các thiết bị không dây cũ cha có hỗ trợ WPA, hoặc các tình huống có yêu cầu về
độ bảo mật thấp nh mạng không dây gia đình, mạng không dây cộng đồng..
IEEE và Wi-Fi Alliance đã phát triển một giải pháp bảo mật hơn là: Bảo vệ
truy cập Wi-Fi WPA (Wi-Fi Protected Access) và IEEE 802.11i (cũng đợc gọi là
"WPA2 Certified" theo Wi-Fi Alliance) và một giải pháp khác mang tên VPN
Fix

cũng

giúp

tăng

cờng

bảo
20

mật

mạng

không

dây.


Theo nh Webtorial, WPA và 802.11i đợc sử dụng tơng ứng là 29% và 22%. Mặt
khác, 42% đợc sử dụng cho các "giải pháp tình thế" khác nh: bảo mật hệ thống
mạng riêng ảo VPN (Virtual Private Network) qua mạng cục bộ không dây.
Vậy, chúng ta nên lựa chọn giải pháp bảo mật nào cho mạng không dây?

3.2. Giải pháp tình thế: VPN (Virtual Private Network) Fix
Nhận ra sự yếu kém của WEP, những ngời sử dụng đã khám phá ra một cách
hiệu quả để bảo vệ mạng không dây WLAN của mình, đợc gọi là VPN Fix. ý tởng cơ bản của phơng pháp này là coi những ngời sử dụng WLAN nh những ngời
sử dụng dịch vụ truy cập từ xa.
Trong cách cấu hình này, tất các những điểm truy cập WLAN, và cũng nh các
máy tính đợc kết nối vào các điểm truy cập này, đều đợc định nghĩa trong một
mạng LAN ảo (Virtual LAN). Trong cơ sở hạ tầng bảo mật, các thiết bị này đợc
đối xử nh là "không tin tởng". Trớc khi bất cứ các thiết bị WLAN đợc kết nối,
chúng sẽ phải đợc sự cho phép từ thành phần bảo mật của mạng LAN. Dữ liệu
cũng nh kết nối của các thiết bị sẽ phải chạy qua một máy chủ xác thực nh
RADIUS chẳng hạn... Tiếp đó, kết nối sẽ đợc thiết lập thành một tuyến kết nối
bảo mật đã đợc mã hoá bởi một giao thức bảo mật ví dụ nh IPSec, giống nh khi
sử dụng các dịch vụ truy cập từ xa qua Internet.
Tuy nhiên, giải pháp này cũng không phải là hoàn hảo, VPN Fix cần lu lợng VPN lớn hơn cho tờng lửa, và cần phải tạo các thủ tục khởi tạo cho từng ngời
sử dụng. Hơn nữa, IPSec lại không hỗ những thiết bị có nhiều chức năng riêng
nh thiết bị cầm tay, máy quét mã vạch... Cuối cùng, về quan điểm kiến trúc
mạng, cấu hình theo VPN chỉ là một giải pháp tình thế chứ không phải là sự kết

hợp với WLAN.

21


3.2. Giải pháp bảo mật bằng xác thực
Một sự thật là khi đã khám phá ra những lỗi về bảo mật trong mạng LAN
không dây, ngành công nghiệp đã phải tốn rất nhiều công sức để giải quyết bài
toán này. Một điều cần ghi nhớ là chúng ta cần phải đối diện với 2 vấn đề: xác
thực và bảo mật thông tin. Xác thực nhằm đảm bảo chắc chắn ngời sử dụng hợp
pháp có thể truy cập vào mạng. Bảo mật giữ cho truyền dữ liệu an toàn và không
bị lấy trộm trên đờng truyền.
Một trong những u điểm của xác thực là IEEE 802.1x sử dụng giao thức
xác thực mở rộng EAP (Extensible Authentication Protocol). EAP thực sự là một
cơ sở tốt cho xác thực, và có thể đợc sử dụng với một vài các giao thức xác thực
khác. Những giao thức đó bao gồm MD5, Transport Layer Security (TLS),
Tunneled TLS (TTLS), Protected EAP (PEAP) và Cisco's Lightweight EAP
(LEAP).
Thật may mắn, sự lựa chọn giao thức xác thực chỉ cần vài yếu tố cơ bản. Trớc hết, một cơ chế chỉ cần cung cấp một hoặc hai cách xác thực, có thể gọi là sự
xác thực qua lại (mutual authentication), có nghĩa là mạng sẽ xác thực ngời sử
dụng và ngời sử dụng cũng sẽ xác thực lại mạng. Điều này rất quan trọng với
mạng WLAN, bởi hacker có thể thêm điểm truy cập trái phép nào đó vào giữa
các thiết bị mạng và các điểm truy cập hợp pháp (kiểu tấn công man-in-themiddle), để chặn và thay đổi các gói tin trên đờng truyền dữ liệu. Và phơng thức
mã hoá MD5 không cung cấp xác thực qua lại nên cũng không đợc khuyến khích
sử dụng WLAN.

3.3. Chuẩn mã hoá 802.11i hay WPA2
Một giải pháp về lâu dài là sử dụng 802.11i tơng đơng với WPA2, đợc
chứng nhận bởi Wi-Fi Alliance. Chuẩn này sử dụng thuật toán mã hoá mạnh mẽ
và đợc gọi là Chuẩn mã hoá nâng cao AES (Advanced Encryption Standard).

22


AES sử dụng thuật toán mã hoá đối xứng theo khối Rijndael, sử dụng khối mã
hoá 128 bit, và 192 bit hoặc 256 bit.
Để đánh giá chuẩn mã hoá này, Viện nghiên cứu quốc gia về Chuẩn và
Công nghệ của Mỹ, NIST (National Institute of Standards and Technology), đã
thông qua thuật toán mã đối xứng này. Và chuẩn mã hoá này đợc sử dụng cho
các cơ quan chính phủ Mỹ để bảo vệ các thông tin nhạy cảm.
Trong khi AES đợc xem nh là bảo mật tốt hơn rất nhiều so với WEP 128
bit hoặc 168 bit DES (Digital Encryption Standard). Để đảm bảo về mặt hiệu
năng, quá trình mã hoá cần đợc thực hiện trong các thiết bị phần cứng nh tích
hợp vào chip. Tuy nhiên, rất ít card mạng WLAN hoặc các điểm truy cập có hỗ
trợ mã hoá bằng phần cứng tại thời điểm hiện tại. Hơn nữa, hầu hết các thiết bị
cầm tay Wi-Fi và máy quét mã vạch đều không tơng thích với chuẩn 802.11i.

3.4. WPA (Wi-Fi Protected Access)
Nhận thấy đợc những khó khăn khi nâng cấp lên 802.11i, Wi-Fi Alliance
đã đa ra giải pháp khác gọi là Wi-Fi Protected Access (WPA). Một trong những
cải tiến quan trọng nhất của WPA là sử dụng hàm thay đổi khoá TKIP (Temporal
Key Integrity Protocol). WPA cũng sử dụng thuật toán RC4 nh WEP, nhng mã
hoá đầy đủ 128 bit. Và một đặc điểm khác là WPA thay đổi khoá cho mỗi gói
tin. Các công cụ thu thập các gói tin để phá khoá mã hoá đều không thể thực hiện
đợc với WPA. Bởi WPA thay đổi khoá liên tục nên hacker không bao giờ thu
thập đủ dữ liệu mẫu để tìm ra mật khẩu. Không những thế, WPA còn bao gồm
kiểm tra tính toàn vẹn của bản tin (Message Integrity Check). Vì vậy, dữ liệu
không thể bị thay đổi trong khi đang ở trên đờng truyền.
Một trong những điểm hấp dẫn nhất của WPA là không yêu cầu nâng cấp
phần cứng. Các nâng cấp miễn phí về phần mềm cho hầu hết các card mạng và

điểm truy cập sử dụng WPA rất dễ dàng và có sẵn. Tuy nhiên, WPA cũng không

23


hỗ trợ các thiết bị cầm tay và máy quét mã vạch. Theo Wi-Fi Alliance, có khoảng
200 thiết bị đã đợc cấp chứng nhận tơng thích WPA.
WPA có sẵn 2 lựa chọn: WPA Personal và WPA Enterprise. Cả 2 lựa chọn
này đều sử dụng giao thức TKIP, và sự khác biệt chỉ là khoá khởi tạo mã hoá lúc
đầu. WPA Personal thích hợp cho gia đình và mạng văn phòng nhỏ, khoá khởi
tạo sẽ đợc sử dụng tại các điểm truy cập và thiết bị máy trạm. Trong khi đó,
WPA cho doanh nghiệp cần một máy chủ xác thực và 802.1x để cung cấp các
khoá khởi tạo cho mỗi phiên làm việc.
Trong khi Wi-Fi Alliance đã đa ra WPA, và đợc coi là loại trừ mọi lỗ hổng
dễ bị tấn công của WEP, nhng ngời sử dụng vẫn không thực sự tin tởng vào
WPA. Có một lỗ hổng trong WPA và lỗi này chỉ xảy ra với WPA Personal. Khi
mà sử dụng hàm thay đổi khoá TKIP đợc sử dụng để tạo ra các khoá mã hoá bị
phát hiện, nếu hacker có thể đoán đợc khoá khởi tạo hoặc một phần của mật
khẩu, họ có thể xác định đợc toàn bộ mật khẩu, do đó có thể giải mã đợc dữ liệu.
Tuy nhiên, lỗ hổng này cũng sẽ bị loại bỏ bằng cách sử dụng những khoá khởi
tạo không dễ đoán (đừng sử dụng những từ nh "PASSWORD" để làm mật khẩu).
Điều này cũng có nghĩa rằng kĩ thuật TKIP của WPA chỉ là giải pháp tạm
thời , cha cung cấp một phơng thức bảo mật cao nhất. WPA chỉ thích hợp với
những công ty mà không truyền dữ liệu "mật" về thơng mại, hay các thông tin
nhạy cảm... WPA cũng thích hợp với những hoạt động hàng ngày và mang tính
thử nghiệm công nghệ.
Trong khi sử dụng VPN Fix qua các kết nối WLAN có thể là một ý tởng
hay và cũng sẽ là một hớng đi đúng. Nhng sự không thuận tiện cũng nh giá cả và
tăng lu lợng mạng cũng là rào cản cần vợt qua. Sự chuyển đổi sang 802.11i và mã
hoá AES đem lại khả năng bảo mật cao nhất. Nhng các tổ chức, cơ quan vẫn

đang sử dụng hàng nghìn những card mạng WLAN không hỗ trợ chuẩn này. Hơn

24


nữa AES không hỗ tr# c#c thiết bị cầm tay và máy quét mã vạch hoặc các thiết bị
khác... Đó là những giới hạn khi lựa chọn 802.11i.
Sự chuyển hớng sang WPA vẫn còn là những thử thách. Mặc dù, vẫn còn
những lỗ hổng về bảo mật và có thể những lỗ hổng mới sẽ đợc phát hiện. Nhng
tại thời điểm này, WPA là lựa chọn tốt.

Chơng 2: các tầng giao thức của wifi
I. Tìm hiểu chung về giao thức

1.1. Khái niệm
Giao thức (protocols) là những quy tắc, luật lệ mà các quá trình truyền
nhận thông tin trên mạng phải tuân theo một cách triệt để. Các tầng giao thức này
đợc chia thành nhiều tầng (layer), mối tầng giao thức giải quyết một nhiệm vụ cụ
thể trong quá trình truyền, nhận thông tin.

1.2. Những vấn đề khi thiết kế các lớp giao thức:
Mỗi lớp phải có cơ chế để thiết lập và đóng cầu nối, có cơ chế định địa chỉ
một cách hợp lý.
- Cầu nối là đờng đi đợc thiết lập giữa 2 quá trình (2 host) để có thể truyền
dữ liệu lẫn nhau.
- Khả năng truyền dữ liệu:
+ Simplex: 1 chiều
+ Half dupflex: 2 chiều luân phiên
25

+ Full dupflex: 2 chiều đồng thời
- Error control: Phát hiện và sửa lỗi (Error detection & Error correction).
- Sắp xếp thứ tự các công việc (Message Sequencing).
- Điều khiển tốc độ của các dòng dữ liệu cho phù hợp giữa 2 bên (Flow
control).
- Quản lý chiều dài thông điệp cho phù hợp với đờng truyền.
- Khả năng Multiplex và Demultiplex phải đợc thực hiện tự động.
- Vấn đề tìm đờng (Routing).
II. Mô hình TCP/IP

2.1. Căn bản về TCP/IP
TCP/TP ( Transmission Control Protocol ) / IP ( Internet Protocol ) là tên
chung cho một tập hợp hơn 100 protocols đợc sử dụng để kết nối các máy tính
vào mạng, để tổ chức các máy tính và các thiết bị viễn thông trên một mạng.
TCP/IP là một bộ giao thức (protocols) đợc thiết kế để đạt hai mục tiêu
chính:
Cho phép truyền thông qua các đờng dây của mạng diện rộng (Wide Area
Network - WAN).
Cho phép truyền thông giữa các môi trờng đa dạng.
Do đó, hiểu đợc cái gốc của các protocols này giúp ta hiểu đợc sự quan
trọng của chúng trong các mạng ngày nay.

2.2. Mô hình TCP/IP
Do đặc tính của mô hình OSI là một mô hình tham chiếu, việc áp dụng mô
hình OSI vào thực tế là rất là khó có thể thực hiện (hiệu suất kém vì dữ liệu khi
truyền từ máy này sang máy kia trong mạng thì phải qua tất cả các lớp của mô
hình OSI ở cả hai máy), nó chỉ là một tiêu chuẩn để các nhà phát triển dựa theo
đó mà phát triển các mô hình khác tối u hơn. Có rất nhiều các mô hình khác

26


nhau. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới cùng với sự phát triển nh vũ bão của
mạng Internet, mô hình TCP/IP đợc sử dụng phổ biến nhất.
Mạng dùng giao thức TCP/IP (Internet và Intranet), dữ liệu đợc chia thành
những gói nhỏ gọi là những gói tin (packet). Khi ta gửi đi một thông điệp, TCP sẽ
chia những thông điệp này thành các packet, mỗi packet đợc đánh dấu bởi một số
thứ tự và địa chỉ của ngời nhận, thêm vào đó là một số thông tin kiểm soát lỗi.
Các packet này đợc gửi lên mạng và công việc của IP là truyền tải chúng tới Host
từ xa kia. Tại nơi nhận, TCP nhận các packet và kiểm tra lỗi, gửi trả lại nếu gói
không đúng, với những gói đúng, TCP sử dụng số thứ tự để tạo lại thông điệp ban
đầu. Tóm lại, công việc của IP là chuyển dữ liệu thô các packet từ nơi này đến
nơi khác. Công việc của TCP là quản lý dòng chảy và đảm bảo rằng dữ liệu là
đúng.
TCP/IP có những đặc điểm sau làm cho nó rất phát triển và phổ
dụng:
Độc lập với cách nối mạng
Độc lập với phần cứng của mạng
Các nghi thức theo tiêu chuẩn của hệ mở
Cách đánh địa chỉ phổ dụng (Universal Addressing)
Cung cấp một số dịch vụ mạng đợc sử dụng rộng rãi nh E-mail,
FTP,Telnet,...
Là cơ sở để xây dựng các ứng dụng theo mô hình Client/Server

Bộ protocol TCP/IP bao gồm:
TCP (Transmission Control Protocol): Một protocol có cầu nối
(Connection-oriented) cung cấp khả năng truyền dòng dữ liệu không lỗi, 2 chiều
(full duplex) cho các quá trình của ngời sử dụng.
UDP (User Datagram Protocol): Một protocol không thiết lập cầu nối

(connectionless) cho các quá trình của ngời sử dụng (không giống nh TCP, nó
không đảm bảo rằng dữ liệu khi truyền đi đến nơi có chính xác không).

27