ThS37 050 nghiên cứu và phát triển ứng dụng trên mạng không dây
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.23 MB, 166 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
0012078
0012083
H
ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG
HUỲNH SANG
K
H
TN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
K
H
O
A
C
N
TT
–
Đ
NGHIÊN CỨU
VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG
TRÊN MẠNG KHÔNG DÂY
LUẬN VĂN CỬ NHÂN TIN HỌC
Tp.HCM, 2004
Viết th luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
0012078
0012083
H
ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG
HUỲNH SANG
K
H
TN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
K
H
O
A
C
N
TT
–
Đ
NGHIÊN CỨU
VÀ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG
TRÊN MẠNG KHÔNG DÂY
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
ThS. NGUYỄN TẤN TRẦN MINH KHANG
GV. TRẦN MINH TRIẾT
Tp.HCM, 2004
Viết th luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
LỜI CÁM ƠN
Chúng em xin chân thành cám ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa Học
Tự Nhiên TpHCM đã tạo điều kiện tốt cho chúng em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp
K
H
TN
này.
Chúng em xin chân thành cám ơn Thầy Nguyễn Tấn Trần Minh Khang và thầy Trần Minh Triết
đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Chúng em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong Khoa đã tận tình giảng dạy, trang bò
H
cho chúng em những kiến thức quý báu trong những năm học vừa qua.
Chúng con xin nói lên lòng biết ơn sâu sắc đối với Ông Bà, Cha Mẹ đã chăm sóc, nuôi dạy
Đ
chúng con thành người.
C
N
TT
trong thời gian học tập và nghiên cứu.
–
Xin chân thành cám ơn các anh chò và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên chúng em
Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng
chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận được sự cảm
K
H
O
A
thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn.
Sinh viên thực hiện,
Đặng Bình Phương & Huỳnh Sang
Viết th luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
07/2004
Lời mở đầu
Ngày nay, cùng với sự bùng nổ thông tin thì sự phát triển của các phương tiện
thông tin liên lạc là một điều tất yếu. Mọi người luôn có nhu cầu cập nhật, trao đổi
thông tin ở mọi lúc mọi nơi. Do đó, để đáp ứng các nhu cầu trên, hàng loạt hệ thống
K
H
TN
mạng đã được ra đời. Đầu tiên là sự xuất hiện của LAN, WAN, sau đó là các mạng
không dây như hiện nay. Cùng với sự phát triển của hệ thống mạng di động, mạng
không dây thực sự là một bước đột phá trong lĩnh vực truyền thông.
Trong những năm qua, bên cạnh việc các thiết bị hỗ trợ liên lạc vô tuyến như
PDA, Pocket PC, Smart phone xuất hiện hàng loạt, mạng không dây chính vì vậy
mà cũng phát triển không kém. Hàng loạt chuẩn mạng không dây được ra đời, từ
H
các chuẩn thuộc thế hệ 2G, 3G của các điện thoại di động, đến các chuẩn IrDA,
Đ
OpenAir, BlueTooth, và các chuẩn của Wireless LAN như IEEE 802.11, HiperLAN.
Với nhiều lợi thế như dễ kết nối, tính cơ động cao, chí phí giá thành rẻ, cho nên
–
việc nghiên cứu mạng không dây thực sự là điều tất yếu. Đề tài “Nghiên cứu và
C
N
TT
phát triển ứng dụng trên mạng không dây” được xây dựng nhằm mục tiêu nghiên
cứu, thử nghiệm, đánh giá về mạng không dây và đặc biệt là Wireless LAN. Trên
cơ sở đó, chúng em xây dựng một số ứng dụng điều khiển thiết bị, truyền thông trên
K
H
O
A
mạng không dây.
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Nội dung luận văn được trình bày thành 2 phần, phần lý thuyết được trình bày
trong 2 chương là phần nghiên cứu về mạng không dây và mạng cục bộ không dây,
phần ứng dụng bao gồm 3 chương tập trung vào các ứng dụng liên lạc trên Wireless
K
H
TN
LAN:
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây: Giới thiệu chung về các
khái niệm và các loại mạng không dây.
Chương 2. Mạng cục bộ không dây: Trình bày các nghiên cứu về mạng
Đ
không dây quan trọng khác.
H
cục bộ không dây. Tóm tắt một số chuẩn giao tiếp qua mạng cục bộ
Chương 3. Ứng dụng AGRemoteDesktop: bộ chương trình giúp người
–
dùng có thể sử dụng các máy tính để bàn hoặc các máy tính cầm tay có
C
N
TT
gắn thiết bị mạng không dây và để điều khiển máy tính để bàn.
Chương 4. Ứng dụng AGMessenger: bộ chương trình giúp người dùng
có thể sử dụng các máy tính để bàn hoặc các máy tính cầm tay có gắn
thiết bị mạng không dây để chat với nhau.
K
H
O
A
Chương 5. Tổng kết: kết luận và hướng phát triển cho đề tài.
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
MỤC LỤC
Chương 1
Tổng quan về mạng không dây ................................................................... 1
1.1
Mở đầu ....................................................................................................1
1.1.1 Một số mô hình mạng cơ bản .........................................................1
K
H
TN
1.1.2 Tầm quan trọng của hệ thống mạng ...............................................2
1.1.3 Mạng không dây – bước phát triển quan trọng của hệ thống mạng
máy tính ......................................................................................................3
1.2
1.3
1.4
1.5
Phân loại mạng không dây ......................................................................4
Cơ chế truyền thông trong mạng không dây...........................................5
Mạng cá nhân không dây - WPAN và công nghệ Bluetooth..................5
Mạng cục bộ không dây – Wireless LAN...............................................8
1.5.1 Giới thiệu: .......................................................................................8
H
1.5.2 Một số khái niệm cơ bản ................................................................8
Mạng diện rộng WWAN.........................................................................9
1.6.1 Giới thiệu ........................................................................................9
–
1.6
Đ
1.5.3 Ưu và khuyết điểm .........................................................................9
1.6.2 Một số khái niệm cơ bản ..............................................................10
Chương 2
2.1
C
N
TT
1.6.3 Ưu và khuyết điểm .......................................................................11
Mạng cục bộ không dây-Wireless LAN.................................................... 12
Tổng quan về Wireless LAN ................................................................12
2.1.1 Giới thiệu chung ...........................................................................12
2.1.2 Các ứng dụng của Wirless LAN...................................................13
K
H
O
A
2.1.3 Các ưu và khuyết điểm của Wireless LAN ..................................14
2.2
Các chuẩn thông dụng của Wireless LAN ............................................15
2.2.1 IEEE 802.11 của Viện kỹ thuật Điện-Điện tử Mỹ .......................16
2.2.2 HiperLAN của Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI) ......20
2.2.3 Các tiêu chuẩn khác......................................................................24
2.2.4 Tóm tắt các tiêu chuẩn thông dụng...............................................26
2.3
Kiến trúc, các đặc điểm kỹ thuật của Wireless LAN IEEE 802.11 ......27
2.3.1 Các khái niệm chính của Wireless LAN ......................................28
2.3.2 Cấu trúc của Wireless LAN..........................................................37
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
2.3.3 Giới thiệu về băng tần của Wireless LAN....................................42
Chương 3
Ứng dụng “AG Remote Desktop”............................................................. 44
3.1
Giới thiệu...............................................................................................44
3.1.1 Các chức năng của phiên bản "AG Remote Desktop Server"......44
K
H
TN
3.1.2 Các chức năng của phiên bản "AG Remote Desktop Client for
Desktop" ...................................................................................................45
3.2
Phân tích - Thiết kế ...............................................................................46
3.2.1 Phân hệ “AG Remote Desktop Server”........................................46
3.2.2 Phân hệ “AG Remote Desktop Client for Desktop” và “AG
Remote Desktop Client for Pocket PC” ...................................................66
Cài đặt và thử nghiệm ...........................................................................76
3.3.1 Công cụ và môi trường phát triển ứng dụng.................................76
H
3.3
Plugin ....................................................................................................78
3.4.1 Giới thiệu ......................................................................................78
–
3.4
Đ
3.3.2 Mô hình cài đặt .............................................................................77
3.4.2 Cấu trúc và cách xây dựng một Plugin.........................................78
4.1
Ứng dụng “AG Messenger”....................................................................... 79
C
N
TT
Chương 4
Giới thiệu...............................................................................................79
4.1.1 Các chức năng của phiên bản "AG Messenger Server" ...............79
4.1.2 Các chức năng của phân hệ "AG Messenger Client for Desktop"
và phiên bản “AG Messenger Client for Pocket PC”...............................80
Phân tích - Thiết kế ...............................................................................80
4.2.1 Ứng dụng “AG Messenger Server” ..............................................80
K
H
O
A
4.2
4.2.2 Phân hệ “AG Messenger Client for Desktop” và “AG Messenger
Client for Pocket PC” ...............................................................................98
4.3
Cài đặt và thử nghiệm .........................................................................114
4.3.1 Công cụ và môi trường phát triển ứng dụng...............................114
4.3.2 Mô hình cài đặt ...........................................................................115
Chương 5
ỨNG DỤNG “AG VNC VIEWER”........................................................ 116
5.1
Mở đầu ................................................................................................116
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
5.2 Một số vấn đề về tính an toàn và bảo mật trong liên lạc của hệ thống
wireless LAN.........................................................................................................116
5.2.1 Một số vấn đề về bảo mật thông tin trong hệ thống RealVNC ..117
5.3 Giải pháp đề nghị cho việc bảo đảm an toàn cho hệ thống VNC trên
WirelessLAN.........................................................................................................119
5.3.1 Đăng nhập vào hệ thống VNC Server ........................................119
K
H
TN
5.3.2 Thiết lập khóa bí mật ngẫu nhiên cho phiên làm việc................120
5.3.3 Trao đổi thông tin đã được mã hóa.............................................120
5.4
Giao thức liên lạc RFB- các thông điệp của giao thức .......................121
5.4.1 Các thông điệp khởi động:..........................................................121
5.4.2 Những thông điệp từ Client đến Server......................................123
5.4.3 Các thông điệp từ Server đến Client...........................................126
Phân tích-Thiểt kế ...............................................................................128
5.5.1 Các hoạt động bảo mật chính .....................................................128
H
5.5
Đ
5.5.2 Các thiết kế xử lý chính ..............................................................129
–
5.5.3 Thiết kế giao diện .......................................................................131
6.1
6.2
Tổng kết..................................................................................................... 134
C
N
TT
Chương 6
Kết luận ...............................................................................................134
Hướng phát triển .................................................................................134
Các từ viết tắt............................................................................................ 136
Phuï luïc B -
Tình hình sử dụng Wireless LAN trên thế giới và tại Việt Nam.......... 142
Phuï luïc C -
Cấu trúc và cách xây dựng Plugin .......................................................... 150
K
H
O
A
Phuï luïc A -
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1-1:Mô hình chung của các mạng không dây cơ bản................................................................ 2
Hình 1-2:Mô hình ứng dụng Bluetooth.............................................................................................. 6
Hình 1-3: Microsoft đã hỗ trợ các API lập trình Bluetooth trong Platform SDK .............................. 7
Hình 1-4:Một ví dụ về WWAN ....................................................................................................... 10
K
H
TN
Hình 2-1:Mô hình Wireless LAN .................................................................................................... 29
Hình 2-2: Vùng phục vụ độc lập- Mạng Ad-hoc ............................................................................. 30
Hình 2-3:Mạng cơ sở hạ tầng........................................................................................................... 31
Hình 2-4:Basic Service Set .............................................................................................................. 33
Hình 2-5:Extended Service Set ........................................................................................................ 35
Hình 2-6:Một ví dụ kết hợp Wireless LAN với mạng LAN ............................................................ 36
Hình 2-7:Mối quan hệ giữa các lớp của LAN và mô hình OSI ....................................................... 37
H
Hình 2-8:Mô tả mối quan hệ giữa các thực thể quản lý ................................................................... 38
Đ
Hình 3-1:Lược đồ chính của mô hình Use-Case.............................................................................. 46
Hình 3-2: Màn hình giới thiệu ......................................................................................................... 56
–
Hình 3-3:Màn hình chính................................................................................................................. 57
Hình 3-4:Màn hình điều chỉnh tuỳ chọn .......................................................................................... 58
C
N
TT
Hình 3-5:Màn hình thêm Plugin bước 1 .......................................................................................... 59
Hình 3-6: Màn hình thêm Plugin khi chọn Help.............................................................................. 60
Hình 3-7:Màn hình thêm Plugin bước 2 .......................................................................................... 61
Hình 3-8:Màn hình cập nhật Plugin ................................................................................................. 62
Hình 3-9:Sequence Diagram thay đổi tùy chọn ............................................................................... 63
Hình 3-10: Sequence Diagram của Thêm Plugin............................................................................. 64
Hình 3-11: Sequence Diagram cập nhật Plugin ............................................................................... 65
K
H
O
A
Hình 3-12: Lược đồ chính của mô hình Use-Case........................................................................... 66
Hình 3-13: Màn hình giới thiệu ....................................................................................................... 71
Hình 3-14: Màn hình kết nối Server ................................................................................................ 71
Hình 3-15: Màn hình cố gắng kết nối Server ................................................................................... 72
Hình 3-16: Màn hình điều khiển ...................................................................................................... 72
Hình 3-17: Màn hình kết nối Server của PocketPC ......................................................................... 73
Hình 3-18: Màn hình tạm thời chưa kết nối được với Server của PocketPC ................................... 74
Hình 3-19: Màn hình điều khiển của PocketPC.............................................................................. 74
Hình 3-20: Sequence Diagram kết nối với Server ........................................................................... 75
Hình 3-21: Sequence Diagram của yêu cầu server thực hiện chức năng ......................................... 76
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Hình 3-22: Mô hình cài đặt ứng dụng “AGRemoteDesktop” .......................................................... 77
Hình 4-1: Lược đồ chính của mô hình Use-Case............................................................................. 80
Hình 4-2: Màn hình giới thiệu ......................................................................................................... 90
Hình 4-3: Màn hình kết nối.............................................................................................................. 90
Hình 4-4: Màn hình quản lý tài khoản ............................................................................................. 91
K
H
TN
Hình 4-5: Màn hình thêm tài khoản ................................................................................................. 91
Hình 4-6: Màn hình cập nhật tài khoản............................................................................................ 92
Hình 4-7: Màn hình chat .................................................................................................................. 92
Hình 4-8: Sequence Diagram khởi động server ............................................................................... 93
Hình 4-9: Sequence Diagram ngừng server ..................................................................................... 94
Hình 4-10: Sequence Diagram thêm tài khoản ................................................................................ 95
Hình 4-11: Sequence Diagram cập nhật tài khoản........................................................................... 96
H
Hình 4-12: Sequence Diagram tán gẫu ............................................................................................ 97
Hình 4-13: Lược đồ chính của mô hình Use-Case........................................................................... 98
Đ
Hình 4-14: Màn hình trước khi kết nối với Server........................................................................ 106
Hình 4-15: Màn hình sau khi kết nối với Server........................................................................... 106
–
Hình 4-16: Màn hình chat của PC.................................................................................................. 107
Hình 4-17: Màn hình giới thiệu của AGMessenger cho Desktop.................................................. 107
C
N
TT
Hình 4-18: Màn hình kết nối với Server của Pocket PC ................................................................ 108
Hình 4-19: Màn hình tạm thời chưa kết nối được với Sever của Pocket PC ................................. 109
Hình 4-20: Màn hình điều khiển của Pocket PC............................................................................ 109
Hình 4-21: Sequence diagram của kết nối server........................................................................... 110
Hình 4-22: Sequence diagram của đăng kí tài khoản mới ............................................................. 111
Hình 4-23: Sequence diagram của đăng nhập tài khoản ................................................................ 112
K
H
O
A
Hình 4-24: Sequence diagram đăng xuất ra khỏi tài khoản .......................................................... 113
Hình 4-25: Sequence diagram của tán gẫu..................................................................................... 113
Hình 4-26: Mô hình cài đặt ứng dụng “AGMessenger” ................................................................ 115
Hình 5-1: Sơ đồ trạng thái của Server............................................................................................ 128
Hình 5-2: Sơ đồ trạng thái của Client ............................................................................................ 129
Hình 5-3: Sequence truyền và nhận dữ liệu của cả client và server............................................... 129
Hình 5-4: Sequence tiếp nhận kết nối từ client của Server ............................................................ 130
Hình 5-5: Sequence tiếp nhận kết nối từ Server của Client ........................................................... 130
Hình 5-6: Màn hình About............................................................................................................. 131
Hình 5-7: Màn hình Properties....................................................................................................... 131
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Hình 5-8: Màn hình About trên Pocket PC.................................................................................... 132
Hình 5-9: Màn hình Authentication trên Pocket PC ...................................................................... 132
Hình 5-10: Màn hình chính trên Pocket PC ................................................................................... 133
Hình 5-11: Màn hình Properties trên Pocket PC...............................Error! Bookmark not defined.
Hình B-6-1:Thị phần các hãng sản xuất thiết bị Wireless LAN trong thị trường tiêu dùng quý 1/2003 146
K
H
TN
Hình B-6-2: Thị phần các hãng tại thị trường thương mại quý I/2003 .......................................... 146
Hình B-6-3: Tỷ lệ sử dụng thiết bị Wireless LAN phân chia theo khu vực trên thế giới .............. 147
K
H
O
A
C
N
TT
–
Đ
H
Hình B-6-4: Mức thâm nhập Wireless LAN trong thị trường các dịch vụ băng rộng ................... 147
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
DANH SÁCH CÁC BẢNG
K
H
TN
Bảng 1-1: So sánh các đặc tính của tia hồng ngoại và sóng radio ..................................................... 5
Bảng 1-2: So sánh ưu và khuyết điểm của Wireless LAN với LAN ................................................. 9
Bảng 1-3: Bảng so sánh ưu và khuyết điểm của WWAN với mạng hữu tuyến.............................. 11
Bảng 2-1: Các tiêu chuẩn của ETSI HIPERLAN ............................................................................ 21
Bảng 2-2:Các kiểu điều chế và tốc độ trong HIPERLAN............................................................... 23
Bảng 2-3: Các chức năng của HIPERLAN/2................................................................................... 23
Bảng 2-4: Tóm tắt các chuẩn Wireless LAN thông dụng trên thế giới............................................ 26
H
Bảng 2-5: Tóm tắt các dịch vụ mạng .............................................................................................. 42
K
H
O
A
C
N
TT
–
Đ
Bảng 5-1: Mười thành phố có số điểm truy cập HotSpots cao nhất nước Mỹ ............................... 145
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
Chương 1
Tổng quan về mạng không dây
1.1 Mở đầu
Hàng ngày, chúng ta đã rất quen thuộc với việc sử dụng các hệ thống mạng
K
H
TN
máy tính, từ việc duyệt web đến gửi và nhận thư điện tử, từ những trao đổi thông tin
cá nhân đến các giao dịch điện tử trong kinh doanh... Việc kết nối giữa các máy tính
với nhau giúp mọi người có thể dễ dàng chia sẻ và truy cập những tài nguyên dùng
chung trên các mạng cục bộ hay trên mạng diện rộng như Internet. Mạng máy tính
đã trở nên một thành phần có ý nghĩa quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực của đời
H
sống xã hội mà thậm chí chính mỗi chúng ta cũng khó có thể cảm nhận và đánh giá
Đ
hết được.
1.1.1 Một số mô hình mạng cơ bản
–
Khi nối kết các máy tính hoặc thiết bị với nhau, chúng ta đã hình thành một hệ
C
N
TT
thống mạng cho phép chia sẻ dịch vụ và thông tin. Tùy theo phạm vi triển khai của
toàn bộ hệ thống, chúng ta có thể chia thành một số mô hình mạng cơ bản sau đây:
Mạng cá nhân – Personal Area Network (PAN): được triển khai trong phạm
vi rất hẹp (ví dụ như trong phạm vị bán kính vài metre). Thông thường, chúng ta ít
quan tâm đến mô hình mạng này đối với các hệ thống mạng hữu tuyến. Tuy nhiên,
đây lại là một mô hình mạng khá phổ biến trong hệ thống mạng không dây (ví dụ
K
H
O
A
mạng sử dụng IrDA, Bluetooth)
Mạng cục bộ - Local Area Network (LAN) được triển khai trong phạm vi
hẹp (ví dụ như trong phạm vi bán kính dưới 500m), thường được sử dụng trong nội
bộ một công ty, doanh nghiệp, hay phòng thí nghiệm, trường học... Các hệ thống
mạng cục bộ thường có băng thông lớn, tốc độ truyền dữ liệu nhanh và chi phí triển
khai tương đối thấp, phù hợp với khả năng của đơn vị cần triển khai.
Mạng trung tâm – Metropolitan Area Network (MAN): thường được triển
khai trong phạm vi rộng hơn mạng cục bộ, ví dụ như trong một thành phố, giữa các
trường Đại học hoặc Viện nghiên cứu, hoặc giữa các chi nhánh của một công ty
1
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
trong một vùng địa giới hành chính... Chúng ta có thể xem như mạng trung tâm là
sự kết nối giữa các hệ thống mạng cục bộ tại từng đơn vị với nhau.
Mạng diện rộng – Wide Area Network (WAN): hệ thống mạng liên lạc triển
khai trên phạm vi rộng, ví dụ như giữa các thành phố, các tiểu bang, hay giữa các
K
H
TN
quốc gia trong khu vực hay trên toàn thế giới. Hệ thống mạng Internet chính là
mạng diện rộng kết nối giữa các máy tính trên toàn thế giới với nhau.[1]
WAN
(Wide Area Network)
MAN
(Metropolitan Area Network)
H
LAN
(Local Area Network)
Đ
PAN
PAN
–
(Personal Area Network)
LAN
MA N
WAN
802.11
MMDS, LMDS
22+ Mbps
GSM, GPRS,
CDMA, 2.5-3G
10-384 Kbps
Bluetooth
Tốc độ
< 1 Mbps
802.11a, 11b, 11g
HiperLAN2
2-54+ Mbps
Tầm phủ sóng
Ngắn
Trung bình
Khá xa
Xa
Ứng dụng
Peer-to-Peer
Enterprise
Fixed, last mile
PDAs, Mobile
Device-to-Device
networks
access
Phones, cellular
K
H
O
A
C
N
TT
Chuẩn
Hình 1-1:Mô hình chung của các mạng không dây cơ bản
1.1.2 Tầm quan trọng của hệ thống mạng
Mạng máy tính được sử dụng ngày càng nhiều hơn và càng trở nên có ý nghĩa
hết sức quan trọng trong các hoạt động hàng ngày của đời sống. Ví dụ như trong các
doanh nghiệp, hệ thống mạng cục bộ thường được dùng để chia sẻ các tài nguyên
trong đơn vị, ví dụ như chia sẻ tập tin hay các thiết bị (ví dụ như máy in, máy scan...)
Các mạng LAN thường được kết nối với nhau thông qua hệ thống mạng diện rộng
(WAN), ví dụ như Internet, để trao đổi thông tin và phối hợp hoạt động với nhau,
2
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
đồng thời cung cấp thông tin, dịch vụ cho khách hàng truy cập thông qua Internet.
Như vậy, hệ thống mạng đã trở nên một thành phần quan trọng của cơ sở hạ tầng và
ngày càng phát huy vai trò và hiệu quả của mình trong mọi lĩnh vực của đời sống xã
hội, từ các chức năng trao đổi thông tin cá nhân (email, chat...), tra cứu thông tin
K
H
TN
trong hệ thống Internet, đến những giao dịch điện tử trong kinh doanh, thương mại,
chứng khoán, những hệ thống xử lý phân tán (distributed system), tính toán phân
tán (distributed computing, ví dụ như Grid computing)...
1.1.3 Mạng không dây – bước phát triển quan trọng của hệ thống
mạng máy tính
H
Mặc dù mạng không dây đã xuất hiện từ nhiều thập niên nhưng mãi đến thời
gian khoảng 5 năm gần đây, với sự bùng nổ các thiết bị di động và thiết bị cầm tay
Đ
(ví dụ như điện thoại di động, Pocket PC, laptop...), nhu cầu nghiên cứu và phát
triển các hệ thống mạng không dây hiệu quả ngày càng trở nên cấp thiết và thu hút
–
sự quan tâm và đầu tư của giới nghiên cứu và giới công nghiệp trên toàn thế giới.
C
N
TT
Rất nhiều những công nghệ, phần cứng, giao thức và chuẩn đã được công bố cũng
như đang được tiếp tục nghiên cứu và phát triển.
Tương tự như hệ thống mạng hữu tuyến vốn được sử dụng rất phổ biến từ
trước đến nay, hệ thống mạng không dây cho phép các thiết bị có thể kết nối, liên
lạc với nhau thông qua kết nối không dây. Như vậy, thay cho các loại cáp nối kết
trong mạng hữu tuyến - ví dụ như cáp đồng trục, cáp UTP... hay cáp quang, hệ
K
H
O
A
thống mạng không dây khai thác sóng radio hoặc tia hồng ngoại để tạo kênh liên lạc
giữa các thiết bị với nhau. Ưu điểm nổi bật của mạng không dây là tính chất động
của hệ thống này:
Mạng không dây có tính linh hoạt cao, cho phép các thiết bị có tính di động
cao, không bị ràng buộc cố định về phân bố địa lý như trong mạng hữu tuyến.
Bên cạnh đó, mạng không dây có thể cho phép dễ dàng bổ sung, thay thế các
thiết bị tham gia trong mạng mà không cần phải cấu hình phức tạp lại toàn bộ
topology (vật lý và logic) của mạng.
3
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
Tuy nhiên, mạng không dây có hạn chế chính là tốc độ truyền còn chưa cao so
với mạng hữu tuyến. Công nghệ Bluetooth sử dụng trong mạng cá nhân (WPAN)
chỉ cho phép băng thông tối đa 1 Mbps; hệ thống mạng cục bộ không dây (Wireless
LAN) cho phép truyền thông tin với tốc độ tối đa từ 11 Mbps (chuẩn IEEE 802.11b)
K
H
TN
đến 54 Mbps (chuẩn IEEE 802.11a/g); các chuẩn GSM, TDMA, CDMA, PDC dùng
trong mạng diện rộng không dây (WWAN) hiện tại chỉ mới hỗ trợ tốc độ truyền tối
đa từ 5 đến 20 Kbps. Ngoài ra, khả năng bị nhiễu và mất gói tin cũng là vấn đề đáng
quan tâm đối với hệ thống mạng không dây.
Tuy nhiên, đây chỉ là những hạn chế ở bước phát triển ban đầu của mạng
không dây. Những nghiên cứu về mạng không dây hiện đang thu hút các viện
H
nghiên cứu cũng như doanh nghiệp trên thế giới. Bên cạnh những chuẩn đã được
công bố, các chuẩn về hiệu năng của mạng không dây vẫn đang được tiếp tục
Đ
nghiên cứu và hoàn thiện dần. Ví dụ như chuẩn IEEE 802.11i về tính bảo mật và an
–
toàn của Wireless LAN vừa được chính thức thông qua vào ngày 24 tháng 06 năm
2004 và sẽ bắt đầu được triển khai vào các thiết bị phần cứng từ giữa năm 2004,
C
N
TT
chuẩn IEEE 802.11e về truyền âm thanh và video trên mạng không dây đang được
khẩn trương hoàn chỉnh và sắp được chính thức công bố vào cuối năm 2004.
Với sự đầu tư nghiên cứu của cả các nhà khoa học và giới công nghiệp trên
toàn thế giới, hiệu quả và chất lượng của hệ thống mạng không dây sẽ ngày càng
được nâng cao, hứa hẹn những tiềm năng rất lớn của mạng không dây.[1][2]
K
H
O
A
1.2 Phân loại mạng không dây
Đối với hệ thống mạng không dây, chúng ta cũng có sự phân loại theo quy mô
và phạm vi triển khai tương tự như hệ thống mạng hữu tuyến. Đối với các mạng cục
bộ sử dụng kết nối không dây, chúng ta có hệ thống Wireless LAN (wireless local
area network). Tương tự như Internet, đối với hệ thống mạng không dây kết nối trên
toàn thế giới, chúng ta có mạng Internet không dây (wireless Internet). Chúng ta
cũng có hệ thống mạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area Network -
4
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
WPAN), mạng trung tâm không dây (Wireless Metropolitan Area Network WMAN) và mạng diện rộng không dây (Wireless Wide Area Network - WWAN)
1.3 Cơ chế truyền thông trong mạng không dây
K
H
TN
Trong hệ thống mạng hữu tuyến, dữ liệu được truyền từ thiết bị này sang thiết
bị khác thông qua một tập hữu hạn các dây cáp hoặc thiết bị trung gian. Ngược lại,
trong mạng không dây, tín hiệu được truyền trong không khí trong một khu vực
nhất định, gọi là vùng phủ sóng. Thiết bị nhận chỉ cần nằm trong vùng phủ sóng của
thiết bị phát thì sẽ nhận được tín hiệu. Các thiết bị truyền và nhận thông tin thông
qua sóng điện từ, thông thường là sóng radio hoặc tín hiệu hồng ngoại. So với tín
H
hiệu hồng ngoại, sóng radio được sử dụng rộng rãi hơn trong các Wireless LAN và
WWAN. Những đặc tính của hai sóng này được thể hiện ở bảng sau:
Đ
Bảng 1-1: So sánh các đặc tính của tia hồng ngoại và sóng radio
Sóng radio
–
Tia hồng ngoại
Băng thông rộng nhưng dễ nghẽn
Băng thông thấp hơn nhưng do có
C
N
TT
mạch.
Slower but more reliable
Điều kiện giao tiếp thông qua tia hồng
ngoại khá nghiêm ngặt. Các mạng
khả năng chia sẻ các băng tần nên
khó nghẽn mạch.
Các mạng lấy sóng radio làm
các vật thể, khi truyền nhận thông tin
phương thức giao tiếp thì thông
thì phạm vi cũng nhỏ hẹp hơn sóng
thường sử dụng kỹ thuật trải phổ.
K
H
O
A
hồng ngoại không thể liên lạc xuyên
radio.
Nguồn: WR Hambrecht +Co,tạp chí kỹ thuật 3COM, Techguice.com
1.4 Mạng cá nhân không dây - WPAN và công nghệ
Bluetooth
Bluetooth là một công nghệ không dây cho phép các thiết bị điện, điện tử giao
tiếp với nhau bằng sóng radio qua băng tần chung ISM (Industrial, Scientific,
Medical) 2.4 GHz. Bluetooth cho phép các thiết bị như điện thoại di động, PDA,
5
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
Laptop… có thể giao tiếp và trao đổi thông tin với nhau mà không cần phải sử dụng
K
H
O
A
C
N
TT
–
Đ
H
K
H
TN
dây nối giữa chúng.
Hình 1-2:Mô hình ứng dụng Bluetooth
Xuất phát từ ý tưởng đề nghị của hãng Ericsson (năm 1994) về việc nghiên
cứu và phát triển giao diện vô tuyến công suất nhỏ, chi phí thấp, sử dụng sóng vô
tuyến để kết nối không dây giữa các thiết bị di động với nhau và các thiết bị điện tử
khác, tổ chức SIG (Special Interest Group) đã chính thức giới thiệu phiên bản 1.0
của Bluetooth vào tháng 7 năm 1999.
6
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
K
H
TN
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
Hình 1-3: Microsoft đã hỗ trợ các API lập trình Bluetooth trong Platform SDK
H
Được sự hỗ trợ của 9 công ty hàng đầu về công nghệ là Ericsson, IBM, Intel,
Nokia, Toshiba, 3Com, Lucent Technologies, Microsoft và Motorola, các đặc tả về
Đ
chuẩn Bluetooth được hoàn thiện dần, các thiết bị sử dụng công nghệ Bluetooth
ngày càng trở nên phổ biến - trong đó phải kể đến các thế hệ điện thoại di động đời
–
mới của Nokia, Ericsson, Motorola..., và các môi trường lập trình đã chuẩn hóa các
hàm và giao diện lập trình hỗ trợ Bluetooth (ví dụ như API trong .NET Framework
C
N
TT
cũng như .NET Compact Framework).
Công nghệ này được thiết kế dựa trên các tiêu chí sau: Chi phí thấp, ít tiêu hao
năng lượng, sử dụng công nghệ sóng vô tuyến, đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng
mạng cá nhân với khoảng cách ngắn và trung bình.
Một số đặc điểm chính:
-
Bluetooth cho phép các thiết bị kết nối tạm thời khi cần thiết (ad hoc
K
H
O
A
network) trong phạm vi ngắn có khả năng di động cao. Khi các thiết bị di
chuyển, mạng được thiết lập cũng di chuyển theo.
-
Khoảng cách: tối đa 10m (phụ thuộc vào loại kết nối client-to-client hay
client-to-access point, môi trường vật lý triển khai hệ thống là trong nhà
hay ngoài trời...).
-
Hỗ trợ giao thức TCP/IP và OBEX
-
Tốc độ truyền: băng thông tối đa là 1 Mbps được chia sẻ cho tất cả kết nối
trên cùng 1 thiết bị.
-
Hỗ trợ tối đa 8 kết nối đồng thời với các thiết bị khác[1][2]
7
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
1.5 Mạng cục bộ không dây – Wireless LAN
1.5.1 Giới thiệu:
Đặc điểm - Wireless LAN (Wireless Local Area Network) sử dụng sóng điện
K
H
TN
từ (thường là sóng radio hay tia hồng ngoại) để liên lạc giữa các thiết bị trong phạm
vi trung bình. Hiện nay, phần lớn các thiết bị dùng sóng radio với kỹ thuật trải .
Không giống Bluetooth, Wireless LAN có khả năng kết nối phạm vi rộng hơn với
nhiều vùng phủ sóng khác nhau, do đó các thiết bị di động có thể tự do di chuyển
giữa các vùng với nhau.
Phạm vi hoạt động - tầm hoạt động của Wireless LAN khá rộng từ 100-500m
H
Tốc độ truyền dữ liệu-từ 11Mbs-54Mbs.
chương 2.
–
1.5.2 Một số khái niệm cơ bản
Đ
Chi tiết về mạng cục bộ không dây-Wireless LAN sẽ được trình bày trong
C
N
TT
access point—là thiết bị đóng vai trò cầu nối cho các thiết bị di động, cung
cấp vùng phục vụ cho các thiết bị, và mở rộng với mạng hữu tuyến.
extension point—là thiết bị có vai trò tương tự như access point nhưng nó chỉ
có khả năng mở rộng vùng phục vụ chứ không có khả năng kết nối với mạng hữu
tuyến.
infrastructure network—các thiết bị trong Infrastructure networks liên lạc
K
H
O
A
nhau thông qua access point, Infrastructure networks là loại cấu hình mạng được sử
dụng phổ biến trong Wireless LAN. Infrastructure networks tích hợp Wireless LAN
với LAN tạo thành một mạng có khả năng linh hoạt hơn.
independent network— các thiết bị trong independent network kết nối trực
tiếp vơi nhau. Independent network thông thường chỉ phục vụ cho những kết nối
tạm thời.
8
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
1.5.3 Ưu và khuyết điểm
Với những thông tin trên thì Wireless LAN thực sự là mạng cơ động, linh hoạt,
khả năng mở rộng hoặc tích hợp khá cao nhưng so với LAN, Wireless LAN vẫn có
một số khuyết điểm. Bảng sau so sánh các ưu và khuyết điểm của Wireless LAN
K
H
TN
với LAN.
Bảng 1-2: So sánh ưu và khuyết điểm của Wireless LAN với LAN
Ưu điểm
Khuyết điểm
Dễ cấu hình và cài đặt mạng
Tốc độ còn chậm so với LAN
Tiết kiệm chi phí khi mở rộng
Dễ bị nhiễu
Tốn kém chi phí khi cài đặt thành
mạng
Khả năng cơ động cao
H
phần cơ sở.
–
1.6 Mạng diện rộng WWAN
Đ
Nguồn: WR Hambrecht +Co,tạp chí kỹ thuật 3COM, Techguice.com
C
N
TT
1.6.1 Giới thiệu
Hiện nay, phần lớn các mạng diện rộng WWAN (Wireless Wide Area
Network) sử dụng hệ thống điện thoại số (Digital Cellular Phone), cho phép các
thiết bị di động như điện thoại, laptop... có thể kết nối vào Internet trên diện rộng.
Đặc điểm chính: Trong mạng Wireless LAN, người sử dụng có thể chọn dùng
K
H
O
A
băng tần để liên kết giữa các thiết bị mà không cần phải đăng ký trước với cơ quan
chức năng; đồng thời, việc quản trị hệ thống kết nối này do mỗi người sử dụng tự
quản lý. Ngược lại, hệ thống WWAN thường được triển khai bởi một công ty hay tổ
chức trên phạm vi rộng, khai thác băng tần đã đăng ký trước với cơ quan chức năng
và sử dụng các chuẩn mở như AMPS, GSM, TDMA, và CDMA.
Khoảng cách: triển khai trên diện rộng lên đến hàng chục hoặc hàng trăm
kilometre.
Tốc độ truyền: từ 5 kbps đến 20 kbps.[1]
9
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
K
H
TN
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
Hình 1-4:Một ví dụ về WWAN
Nguồn: WR Hambrecht + Co
1.6.2 Một số khái niệm cơ bản
H
2G hoặc thế hệ thứ hai—là khoảng thời gian mà các thiết bị di động sử dung
sóng tuần tự hay số trên tần số 800MHz hoăc 1900MHz. Nó bao gồm Advanced
Đ
Mobile Phone Service (AMPS), Division Multiple Access (TDMA), Global System
for Mobile Communications (GSM), and Code Division Multiple Access (CDMA).
–
3G hoặc thế hệ thứ 3—còn được biết đến qua tên Universal Mobile
C
N
TT
Telecommunications System (UMTS), chuẩn của thế hệ thứ 3 chú trọng vào các
dịch vụ mở rộng như vùng phủ sóng lớn, tốc độ truyền dữ liệu cao (tốc độ dữ liệu từ
384 KBs đến 2Mbs).
Hệ thống tuần tự— bao gồm các chuẩn cũ như AMPS(Advanced Mobile
Phone Service ), được ứng dụng trong những năm 70, sử dụng băng tần 800MHz.
Hệ thống số—là các chuẩn sử dụng liên lạc dạng số như TDMA, CDMA, IS,
K
H
O
A
GSM.
Băng tần PCS—PCS (personal communication services ) là băng tần
1900MHz và truyền nhận dữ liệu dưới dạng số (các chuẩn sử dung băng tần này là
TDMA, CDMA, và GSM).
WAP—là các đặc điểm kỹ thuật cho việc truyền, nhận, thể hiện các dữ liệu
dưới dạng Web trên thiết bị di động.
WML—là định dạng của các nội dung nhận được từ WAP. WML là ngôn ngữ
lập trình dựa trên HTML.
10
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 1. Tổng quan về mạng không dây
1.6.3 Ưu và khuyết điểm
Do truyền bằng sóng radio nên WWAN dễ bị gián đoạn mạng hoặc phát sinh
những nguy cơ tiềm ẩn do sự ảnh hưởng của thời tiết, địa hình, và những điều kiện
tự nhiên khác. Sau đây là bảng so sánh những điểm thuận lợi và khó khăn của
K
H
TN
WWAN với các mạng hữu tuyến thông thường.
Bảng 1-3: Bảng so sánh ưu và khuyết điểm của WWAN với mạng hữu tuyến
Ưu điểm
Khuyết điểm
Dễ dàng mở rộng mạng
Tránh được các giới hạn của việc
dùng cáp và các thiết bị phần cứng
Dễ bị ảnh hưởng bởi những tác
động của môi trường.
Không an toàn, thông tin dễ bị thất
chưa được cao.
Đ
Khả năng cơ động cao. Các thiết bị
H
lạc hoặc mất. Chất lượng mạng
khác
phạm vi rộng.
–
di động có thể di chuyển trong
Chi phí cao trong việc thiết lập cơ
sở hạ tầng.
K
H
O
A
C
N
TT
Nguồn: WR Hambrecht +Co,tạp chí kỹ thuật 3COM, Techguice.com
11
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 2. Mạng cục bộ không dây-Wireless LAN
Mạng cục bộ không dây-Wireless LAN
Chương 2
K
H
TN
2.1 Tổng quan về Wireless LAN
2.1.1 Giới thiệu chung
Wireless LAN - Wireless LAN là loại mạng linh hoạt có khả năng cơ động cao
được sử dụng thay thế hoặc mở rộng mạng cáp đồng. Wireless LAN sử dụng sóng
vô tuyến hay hồng ngoại dể truyền và nhận dữ liệu thông qua không gian, xuyên
qua tường trần và các cấu trúc khác mà không cần cáp. Wireless LAN cung cấp tất
H
cả các chức năng và các ưu điểm của một mạng LAN truyền thống như Ethernet
Đ
hay Token Ring nhưng lại không bị giới hạn bởi cáp. Một ưu điểm khác của
Wireless LAN là khả năng tích hợp với các mạng có sẵn, Wireless LAN kết hợp rất
–
tốt với LAN tạo thành một mạng năng động và ổn định hơn. Wireless LAN là mạng
C
N
TT
rất phù hợp cho việc phát triển điều khiển thiết bị từ xa, cung cấp mạng dịch vụ ở
nơi công cộng, khách sạn, văn phòng,… Ngoài ra công nghệ Wireless LAN là công
nghệ có giá thành tương đối hạ, đang phát triển mạnh trên toàn cầu và đặc biệt tỏ ra
thích hợp với nhu cầu thiết lập mạng hiện nay. Mặt khác, công nghệ này không chịu
sự quản lý của chính phủ cũng như không cần có giấy phép vì sử dụng băng tần
ISM (bằng tần phục vụ cho công nghiệp, khoa học, y tế- 2,4GHz đến 5GHz), đồng
K
H
O
A
thời cũng phát triển trên nền các tiêu chuẩn đã được thừa nhận rộng rãi trong ngành
viễn thông thế giới từ trước tới nay . Sử dụng Wireless LAN có thể giúp các nước
đang phát triển có bước đi đón đầu trong tương lai, nó sẽ giúp các quốc gia tiến
được những bước dài về công nghệ và hạ tầng viễn thông cũng như tạo ra cho mọi
người khả năng sử dụng các dịch vụ viễn thông một cách thuận lợi và ít tốn kém
nhất.
Hiện nay trên thị trường thương mại, Wireless LAN xuất hiện dưới nhiều dạng
sản phẩm thuộc các chuẩn khác nhau như: IrDA, OpenAir, BlueTooth, HiperLAN 2,
IEEE 802.11b (Wi-Fi), …Tuy sản phẩm của các chuẩn trên đều là kết nối không
12
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
Chương 2. Mạng cục bộ không dây-Wireless LAN
dây nhưng mỗi chuẩn lại có một đặc điểm khác nhau. IrDA, OpenAir, BlueTooth là
các mạng liên kết trong phạm vi tương đối nhỏ: IrDA (1m), OpenAir(10m),
Bluetooth (10m) và đồ hình mạng (topology) là dạng peer-to-peer tức là kết nối trực
tiếp không thông qua bất kỳ một thiết bị trung gian nào. Ngược lại, HiperLAN và
K
H
TN
IEEE 802.11 là hai mạng phục vụ cho kết nối phạm vi rộng hơn khoảng 100m, và
cho phép kết nối 2 dạng: kết nối trực tiếp, kết nối dạng mạng cơ sở. Với khả năng
tích hợp với các mạng thông dụng như (LAN, WAN), HiperLAN và Wi-Fi được
xem là hai mạng có thể thay thế hoặc dùng để mở rộng mạng LAN.
2.1.2 Các ứng dụng của Wirless LAN
Hiện nay, Wireless LAN là công nghệ có một thị trường tương đối rộng trong
–
• Ở các mạng thương mại:
Đ
và cũng như trong các mạng gia đình.
H
các mạng thương mại, trong các cơ sở như bệnh viện, kho hàng, trường đại học, …
Thị trường chính của các thiết bị Wireless LAN hiện nay là các mạng thương
C
N
TT
mại. Các thuận lợi Wireless LAN trong mạng thương mại là:
- Tính di động: Wireless LAN cho phép tự do di chuyển và kết nối cố định.
- Cài đặt mạng đơn giản và nhanh chóng do không cần cáp trong cài đặt.
- Cài đặt mềm dẻo: Các mạng Wireless LAN có thể cài đặt ở những nơi mà
mạng cáp không thiết lập được, ở những nơi có các hoạt động tạm thời hoặc
K
H
O
A
những nơi sẽ xây dựng lại.
- Giảm giá thành: Wireless LAN sẽ giảm bớt giá thành của chủ đầu tư do
không cần cáp nên sẽ tiết kiệm được chi phí trong môi trường thay đổi
thường xuyên.
- Tiện lợi: việc mở rộng và cấu hình lại mạng không phức tạp, và người sử
dụng có thể thêm vào trong mạng một cách đơn giản bằng cách lắp card
Wireless LAN vào thiết bị của mình.
- Thiết bị có tính tương thích trong các chuẩn riêng.
13
Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399
