Tải bản đầy đủ (.docx) (120 trang)

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xây dựng mạng thông tin vô tuyến đa người dùng tốc độ cao và ứng dụng tại trường đại học kỹ thuật công nghệ cần thơ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.81 MB, 120 trang )

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN HIẾU NGHĨA

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MẠNG THÔNG TIN
VÔ TUYẾN ĐA NGƯỜI DÙNG TỐC ĐỘ CAO VÀ
ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 8520203

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS NGUYỄN VĂN TUẤN
2. PGS.TS NGUYỄN LÊ HÙNG

Đà Nẵng, 2019


LỜI CAM ĐOAN


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU............................................................................................................................ 1
1. Tính cần thiết của đề tài.................................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu...................................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu:............................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................................ 2
6. Cấu trúc của luận văn...................................................................................................... 3
Chương 1 -TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNGTIN VỐ TUYẾN ĐA NGƯỜI


DÙNG................................................................................................................................ 4
1.1. Giới thiệu chương........................................................................................................ 4
1.2. Ứng dụng và lợi ích của mạng WLAN........................................................................ 4
1.2.1. Các ứng dụng của mạng WLAN............................................................................... 4
1.2.2. Các lợi ích của mạng WLAN.................................................................................... 5
1.2.3. Hạn chế của mạng WLAN........................................................................................ 6
1.2.4 Bảng so sánh ưu và nhược điểm giữa mạng không dây và có dây.............................6
1.3. Truyền dẫn trong WLAN và các thiết bị mạng WLAN................................................ 8
1.3.1. Truyền dẫn trong WLAN.......................................................................................... 8
1.3.1.1. Sóng vơ tuyến (radio)............................................................................................. 8
1.3.1.2. Sóng viba............................................................................................................... 8
1.3.2. Thiết bị truyền dẫn mạng WLAN............................................................................ 9
1.3.2.1. Card PCI Wireless.................................................................................................. 9
1.3.2.2. Card PCMCIA Wireless......................................................................................... 9
1.3.2.3. Card USB Wireless................................................................................................ 9
1.3.2.4. Anten thu phát........................................................................................................ 9
1.3.2.5. Các cầu nối của WLAN....................................................................................... 10
1.4. Bảo mật trong mạng WLAN...................................................................................... 11
1.5. Kết luận chương......................................................................................................... 12
Chương 2 - CHUẨN IEEE 802.11.AC WAVE2 CHO MẠNG VÔ TUYẾN................13
ĐA NGƯỜI DÙNG TỐC ĐỘ CAO............................................................................... 13
2.1. Giới thiệu chương...................................................................................................... 13


2.2. Các tiêu chuẩn của mạng WLAN............................................................................... 13
2.2.1 Giới thiệu về các tiêu chuẩn..................................................................................... 13
2.2.2. Chuẩn IEEE 802.11AC........................................................................................... 18
2.2.2.1. Các thành phần kiến trúc...................................................................................... 18
2.2.2.2. Mô tả các lớp chuẩn IEEE 802.11 và 802.11 ac................................................... 22
2.2.2.4. Các chứng thực mức MAC.................................................................................. 24

2.2.2.5. Phân đoạn và Tái hợp........................................................................................... 24
2.3. Các mô hình mạng WLAN......................................................................................... 25
2.3.1 Giới thiệu................................................................................................................. 25
2.3.2. Mơ hình mạng WLAN............................................................................................ 26
2.4. Bảo mật trong mạng WLAN...................................................................................... 28
2.4.1. Giới thiệu................................................................................................................ 28
2.4.2. Bảo mật bằng WEP (Wired Equivalent Privacy)..................................................... 29
2.4.3 Bảo mật bằng WPA (Wifi Protected Access)............................................................ 29
2.5. Kết luận chương......................................................................................................... 31
Chương 3 - TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠNG WLAN CỦA........................................ 32
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ.................................. 32
3.1 Giới thiệu chương....................................................................................................... 32
3.2. Các vấn đề cơ bản trong việc tính tốn thiết kế mạng WLAN...................................32
3.2.1 Xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu trong mạng WLAN.............32
3.3. Cấu hình mạng WLAN của Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ............39
3.3.1. Hiện trạng mạng LAN tại Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ............39
3.3.2 Phương án triển khai mạng WLAN.......................................................................... 42
3.3.3. Đề xuất về tính năng cơ bản của thiết bị mới.......................................................... 43
3.3.4. Phương án triển khai mạng WLAN đa người dùng tốc độ cao tại Trường Đại học
Kỹ thuật - Cơng nghệ Cần Thơ......................................................................................... 44
3.4. Tính tốn thiết kế....................................................................................................... 49
3.4.1. Kết nối từ nguồn phát tới thiết bị người dùng ở bên ngoài (sân trường).................49
3.4.2. Kết nối từ nguồn phát tới thiết bị người dùng trong nhà (trong phòng học)...........51
3.5. Kết luận chương......................................................................................................... 51


Chương 4 - TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG MẠNG WLAN............................................. 53
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ.......................... 53
SỬ DỤNG PHẦN MỀM CHUYÊN DỤNG EKAHAU................................................ 53
4.1. Giới thiệu chương...................................................................................................... 53

4.2. Thông tin chung về phần mềm ESS (EKAHAU SITE SURVEY).............................53
4.3. Ứng dụng phần mềm chuyên dụng Ekahau site survey để làm sáng tỏ tính tốn mạng
WLAN tại Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ............................................. 54
4.3.1. Giao diện phần mềm và thao tác nhập dữ liệu........................................................ 54
4.3.2. Kết quả thực nghiệm sau khi nhập dữ liệu tính tốn thiết kế mạng WLAN tại
Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ............................................................... 57
4.4. Thiết lập các bước bảo mật nâng cao và mô phỏng diễn giải các chức năng bảo mật
nâng cao quản trị mạng theo phương thức phần mềm ứng dụng unifi controller..............63
4.4.1. Giới thiệu phần mềm ứng dụng unifi controller...................................................... 63
4.4.2. Cơ chế bảo mật và cấu hình bảo mật với phần mềm unifi controller......................63
4.5. Kết luận chương......................................................................................................... 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 68
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI...................................................... Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC......................................................................................................................... 70
[18] Kết quả tính tốn thiết kế mạng theo phần mềm chuyên dụng Ekahau..................... 70
[19]Hướng dẫn cài đặt phần mềm mô phỏng unifi controller vào thực tiễn mạng Wlan . 81
Bước 3: Trường hợp UniFi Controller cài đặt trên máy tính local (Local Controller).....89
1. Site:............................................................................................................................... 89
2. Adopt:........................................................................................................................... 89
3. Set inform: :8080/inform.............................................................. 89
Bước 4: Kết nối UniFi Access Point (AP) với mạng LAN................................................ 90


NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐA NGƯỜI DÙNG
TỐC ĐỘ CAO VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG
NGHỆ CẦN THƠ
Học viên: Nguyễn Hiếu Nghĩa

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử


Mã số: 8520203 Khóa: K36 KTĐTCT

Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt - Luận văn này nghiên cứu xây dựng mạng thông tin vô tuyến đa người dùng tốc độ
cao và ứng dụng tại Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ. Luận văn đề xuất giải
pháp xây dựng mạng WLAN dựa vào tiêu chuẩn IEEE 802.1lac WAVE2 cho mạng vô tuyến
đa người dùng tốc độ cao. Tiếp đến, dựa vào hiện trạng sử dụng mạng WLAN tại Trường và
các thông số kỹ thuật của các trang thiết bị, luận văn đề xuất cấu hình và lập phương án triển
khai theo nhu cầu sử dụng mạng WLAN tại Trường Đại học Kỹ thuật - Cơng nghệ Cần Thơ.
Để kiểm chứng độ chính xác của các kết quả tính tốn thiết kế, luận văn sử dụng phần mềm
thiết kế chuyên dụng Ekahau (Ekahau site survey) mơ tả tính tốn thiết kế kết nối từ nguồn
phát tới thiết bị người dùng ở bên ngoài (sân trường) và kết nổi từ nguồn phát tới thiết bị
người dùng trong nhà (trong phịng học). Sau đó, luận văn sử dụng phần mềm chuyên dụng
Unifi để cài đặt, nâng cao tính bảo mật cho mạng WLAN của Trường.

Từ khóa - ứng dụng WLAN; IEEE 802.1lac WAVE2, mạng vơ tuyến đa người dùng tôc
độ cao; bảo mật;
STUDY ON BUILDING HIGH-SPEED MULTI –USERS WIRELESS
LOCAL AREA NETWORK (WLAN) AND ITS APPLICATION AT CAN THO
UNIVERSITY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY
Abstract - This thesis studies the building of a high-speed multi-user Wireless Local Area
Network (WLAN) and its application at Can Tho University of Engineering and
Technology. This thesis proposes solution for building a new WLAN based on IEEE
802.11ac Wave2 standard for high-speed multi-user WLAN. Then, the thesis proposes its
configuration and deployment plan based on the current structure and available equipment
of WLAN at the university. In order to check the accuracy of calculating and designing
results, the thesis uses specialized design software named Ekahau (Ekahau Site Survey)
that carry out calculating and designing from the source to the outdoor user devices (at

school yard) and from the source to the indoor user devices (in classroom). After that, the
thesis uses specialized software named Unifi to set up and enhance the security of this
new WLAN.
Keywords - WLAN application; IEEE 802.1lac WAVE2, high-speed multi-user Wireless
Local Area Network; security.


CÁC TỪ VIẾT TẮT
Thuật ngữ
ACK
Ad-hoc

Acknow
Ad-hoc n

ADSL
AES
AP
AR
BER
BSSs
BSS
BSSID
CA
CD
CRC
CTS
DCF
DBPSK


Asymme
Advance
Access P
Associat
Bit Error
Basis Se
Broadca
Basis Se
Collision
Collision
Cyclic R
Clear To
Distribut
Different

DES
DFIR
DHCP
DS
DSSS
EAP
ESS
ESSID
EP
FHSS
IBSSs

Data Enc
Diffused
Dynamic

Distribut
Direct Se
Extensib
Extended
ESS Iden
Extensio
Frequenc
Independ
Institute

IEEE

Engineer

IFS
IP
ISO
LAN

Interfram
Internet
Internati
Local Ar

LMSC

LAN/MA

MAC
Mbps


Media A
Megabit


MIC

Message


MPDU
MSDU
NAV
NIC
OSI
PC
PCI
PDA
PHY
PIFS
PPPoE

MAC Pr
MAC se
Network
Network
Open Sy
Personal
Peripher
Personal

Physical
PCF Inte
Point- to

Point Pr

PPTP

Point – t

QoS

Quality o
Remote A

RADIUS
RC
RR
RTS
SIFS
SNR
TCP/IP
TS
USB
UHF
VHF
VPN
WDS
WEP
WPA

Wi-Fi
WLAN

User Ser
Rivest C
Reassoci
Request
Short IFS
Signal –
Transmis

Protocol
Time Slo
Universa
Ultra hig
Very hig
Virtual P
Wireless
Wired Eq
Wi – Fi P
Wireless
Wireless


MỤC LỤC HÌNH
Hình&Bảng
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4

Hình 1.5
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 2.11
Hình 2.12
Hình 2.13
Hình 2.14
Hình 2.15


Hình 2.16
Hình 2.17
Hình 2.18
Hình 2.19
Hình 2.20
Hình 2.21
Hình 2.22
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3

Hình 3.4


Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8

Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11


Hình 4.1
Hình 4.2
Hình 4.3
Hình 4.4


Hình 4.5
Hình 4.6
Hình 4.7
Hình 4.8
Hình 4.9
Hình 4.10
Hình 4.11
Hình 4.12
Hình 4.13
Hình 4.14
Hình 4.15



1
MỞ ĐẦU
1. Tính cần thiết của đề tài
Ngày nay cùng với sự phát triển rất mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và
ngành Điện tử Viễn thơng nói riêng, công nghệ không dây đã ra đời và phát triển mạnh
mẽ giúp cho người dùng linh động hơn trong việc liên lạc trao đổi thông tin. Mạng thông
tin vô tuyến đa người dùng tốc độ cao là hệ thống mạng máy tính cho phép người dùng
kết nối với hệ thống mạng hữu tuyến truyền thống thông qua một kết nối khơng dây. Đặc
biệt trường học là nơi có rất nhiều thiết bị sử dụng internet thơng qua sóng Wi-Fi để tìm
kiếm tài liệu phục vụ cho học tập, nghiên cứu cũng như giải trí. Đa số các trường đại học,
cao đẳng, dạy nghề, trung học…đều đang gặp rất nhiều khó khăn với hệ thống cung cấp
internet có dây và khơng dây của mình. Trong thời gian gần đầy, nhu cầu truy cập internet
và mạng LAN của sinh viên, cán bộ viên chức nhà trường rất lớn để trao đổi thông tin bài
giảng, nguồn tài nguyên thư viện, đào tạo trực tuyến từ xa…
Tuy nhiên, hạ tầng mạng hiện tại không đáp ứng nổi thời kỳ bùng nổ những thiết bị
thông minh: SmartPhone, Laptop, Tablet cùng các ứng dụng cần nguồn tài nguyên lớn: Zalo,
Skype, FaceTime,… Điều này đặt ra thách thức phải đổi mới trang bị cho một hệ thống Wi-Fi
tốc độ cao hơn và ổn định hơn thay thế cho hệ thống LAN khó quản lý, đồng thời yêu cầu hệ
thống phục vụ nhiều người dùng, tốc độ cao hơn mạng có dây, cần tính bảo mật cao, vùng
phủ sóng rộng lớn và kết nối khơng bị gián đoạn. Những khu vực hạn chế kéo dây cáp
Ethernet cũng cần thay thế phủ sóng Wi-Fi như các khu vực chung, các lớp học tạm, khu thực
hành thí nghiệm hay nhiều nơi khác trong khuôn viên trường. Đội ngũ nhân viên phụ trách
công nghệ thông tin của trường không đáp ứng kịp với khối lượng công việc quá lớn, nên giải
pháp xây dựng mạng không dây WLAN cho trường học là giải pháp hợp lý, tiết kiệm và hiện
đại nhất. Các vấn đề này đã và đang được rất nhiều viện nghiên cứu, các cơ quan, công ty về
bảo mật cũng như những nhà sản xuất thiết bị không dây quan tâm. Đây là một hướng nghiên
cứu mở cho những những người muốn nghiên cứu vấn đề an toàn trong hệ thống mạng khơng
dây, đặc biệt là mạng máy tính khơng dây.

Do đó, việc thay thế phần nào mạng lan hữu tuyến thành mạng WLAN là hoàn toàn

hợp lý. Bản thân tôi là một cán bộ quản lý về hạ tầng mạng tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Cần Thơ nên đã nhìn thấy rõ những ưu khuyết điểm về hệ thống mạng Wi-Fi,
LAN nội bộ này. Chính những lý đó nên tơi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu xây
dựng mạng thông tin vô tuyến đa người dùng tốc độ cao và ứng dụng tại Trường Đại học
Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ”.


2
2. Mục đích nghiên cứu
Từ nhu cầu và tính cấp thiết của mạng WLAN trong việc trao đổi dữ liệu nên
trong luận văn này em sẽ đi vào nghiên cứu thiết kếhạ tầng trang thiết bị, cơ sở vật chất
và cấu hình một mạng WLAN đa người dùng tốc độ cao cho khối nhà hành chính, mở
rộng quy mơ phát wifi đến các phòng học lý thuyết thực hành nhằm đưa ra khuyến nghị
ứng dụng vào thực tế tại Trường đồng thời cấu hình nhiều lớp bảo mật nhằm mục đích
nâng cao tính an tồn cho dữ liệu người sử dụng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:
- Kiến thức tổng quan về mạng không dây,
- Các giải pháp nâng cao chất lượng sử dụng mạng LAN - WIFI,

- Hệ thống mạng internet cho Trường Đại học Kỹ thuật - ông nghệ Cần Thơ.
Phạm vi nghiên cứu:
- Hạ tầng mạng hiện hữu tại Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ.
- Mạng WLAN đa người dùng tốc độ cao
4. Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp nghiên cứu xuyên suốt của luận văn là kết hợp nghiên cứu lý thuyết
với tính tốn/mơ phỏng để kiểm chứng nội dung đề tài. Các nội dung cụ thể được trình
bày như sau:
- Sưu tập các tài liệu tham khảo, các cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài

- Phân tích các số liệu và thơng tin liên quan hệ thống LAN - WIFI.
- Tính tốn thiết kế mạng WLAN thỏa mãn yêu cầu đề ra
- Sử dụng phần mềm chuyên dụng để đánh giá, kiểm chứng các nội dung tính tốn

thiết kế mạng.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Bên cạnh thuật toán mang ý nghĩa khoa học trong lĩnh vực thông tin vô tuyến đa
người dùng, luận văn còn đề xuất phương án xây dựng phần mềm chun dụng thiết kế
WLAN, tính tốn tự động giá trị thơng tin, có khả năng áp dụng cho một số chương trình
đơn giản trong thực tế.


3
6. Cấu trúc của luận văn
Luận văn này gồm 4 chương:
Chương 1. Tổng quan về mạng thông tin vô tuyến đa người dùng
Chương này sẽ giới thiệu cơ bản về một mạng WLAN:
- Trình bày về mạng WLAN.
- Các ứng dụng và lợi ích của mạng WLAN mạng lại.
- So sánh ưu và nhược điểm giữa mạng không dây và mạng có dây.
- Phương thức truyền dẫn trong mạng WLAN và các thiết bị mạng WLAN.
- Biện pháp bảo mật trong mạng WLAN.

Chương 2. Chuẩn IEEE 802.11.AC và 802.11 AC wave 2 cho mạng vô tuyến đa
người dùng tốc độ cao
Chương này sẽ trình bày các tiêu chuẩn, phân tích mơ hình và bảo mật trong mạng
WLAN của chuẩn IEEE 802.11.AC và 802 11 AC wave 2
Chương 3. Tính tốn thiết kế mạng vô tuyến đa người dùng tốc độ cao
Chương 4. Tính tốn, mơ phỏng áp dụng vào mạng tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Cần Thơ



4
Chương 1 -TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNGTIN VỐ TUYẾN
ĐA NGƯỜI DÙNG
1.1. Giới thiệu chương
Mạng WLAN là một hệ thống thông tin vô tuyến liên lạc dữ liệu linh hoạt được thực
hiện như phần mở rộng, hoặc thay thế cho mạng LAN hữu tuyến trong nhà hoặc trong các
cơ quan. Sử dụng sóng điện từ, mạng WLAN truyền và nhận dữ liệu qua khoảng không,
tối giản nhu cầu cho các kết nối hữu tuyến. Như vậy, mạng WLAN kết nối dữ liệu với đa
người dùng lưu động và thông qua cấu hình được tinh giản hóa, cho phép xây dựng một
mạng LAN với cấu hình linh hoạt hơn.
Chương tập trung trình bày các nội dung sau đây:
- Tổng quan về mạng WLAN.
- Các ứng dụng và lợi ích của mạng WLAN mạng lại.
- So sánh ưu và nhược điểm giữa mạng khơng dây và mạng có dây.
- Phương thức truyền dẫn trong mạng W AN và các thiết bị mạng WLAN.
- Biện pháp bảo mật trong mạng WLAN.

1.2. Ứng dụng và lợi ích của mạng WLAN
1.2.1. Các ứng dụng của mạng WLAN
Mạng thông tin vô tuyến WLAN đa người dùng là kỹ thuật thay thế cho mạng LAN
hữu tuyến truyền thống, nó cung cấp mạng cuối cùng với khoảng cách kết nối tối thiểu
giữa một mạng xương sống và mạng trong nhà hoặc người dùng di động trong các cơ
quan. Sau đây là các ứng dụng phổ biến của mạng thông tin vô tuyến WLAN đa người
dùng thông qua tốc độ cao và tính linh hoạt của mạng WLAN:
- Trong lĩnh vực y tế, các y bác sỹ và điều dưỡng trao đổi thông tin về bệnh nhân

một cách tức thời, hiệu quả hơn nhờ các máy tính notebook, Smart phone sử dụng công
nghệ mạng thông tin vô tuyến WLAN.

- Các nhóm tư vấn bán hàng online làm việc tăng năng suất với khả năng cài đặt

mạng tốc độ cao.
- Nhà quản lý mạng trong các môi trường năng động tối thiểu hóa tổng hao phí đi

lại, bổ sung và thay đổi với mạng WLAN, do đó giảm bớt hơn giá thành sở hữu mạng
LAN truyền thống.


5
- Các cơ sở đào tạo của các công ty và các sinh viên ở các trường đại học cao đẳng sử

dụng kết nối không dây để dễ dàng truy cập thông tin, trao đổi thông tin, và nghiên cứu.
- Các nhà quản lý mạng nhận thấy rằng mạng thông tin vô tuyến WLAN đa người

dùng tốc độ cao là giải pháp cơ sở hạ tầng mạng lợi nhất để lắp đặt nâng cấp các máy tính
nối mạng trong các tòa nhà cũ.
- Nhà quản lý của các cửa hàng bán lẻ sử dụng mạng không dây để đơn giản hóa

việc tái định cấu hình mạng thường xun.
- Các nhà quản lý mạng thực hiện mạng WLAN để cung cấp dự phòng cho các ứng

dụng trọng yếu đang hoạt động trên các mạng nối dây.
- Các cán bộ cấp cao trong các phòng hội nghị cho các quyết định nhanh hơn vì họ

sử dụng thơng tin thời gian thực ngay tại bàn hội nghị.
1.2.2. Các lợi ích của mạng WLAN
Sự phát triển mạnh mẽ của các nhà mạng và các dịch vụ trực tuyến là bằng chứng cụ
thể với lợi ích của dữ liệu và chia sẻ nguồn tài nguyên dùng chung. Với mạng thông tin
vô tuyến WLAN, người dùng truy cập thơng tin dùng chung mà khơng cần tìm cáp mạng

để cắm vào để thiết lập hoặc bổ sung mạng mà không lắp đặt hoặc di chuyển dây nối.
Mạng WLAN cung cấp các hiệu suất sau: phục vụ đa người dùng, tiện nghi, và các lợi thế
về hao phí hơn hẳn các mạng nối dây truyền thống.
- Khả năng di động cải thiện hiệu suất và dịch vụ
- Các hệ thống mạng WLAN cung cấp sự truy cập thông tin thời gian thực tại bất cứ

đâu cho người dùng, hỗ trợ rất tốt về hiệu suất làm việc mà mạng nối dây không thể thực
hiện được.
- Đơn giản và tốc độ cao trong cài đặt (cài đặt hệ thống mạng WLAN nhanh và dễ

dàng và loại trừ nhu cầu kéo cáp qua tường và các trần nhà).
- Linh hoạt trong cài đặt (công nghệ không dây cho phép mạng đi đến các nơi mà

mạng nối dây không thể).
- Giảm bớt giá thành khi thực hiện (trong khi đầu tư ban đầu của phần cứng cần cho

mạng WLAN có giá thành cao hơn các chi phí phần cứng mạng LAN hữu tuyến, nhưng
chi phí cài đặt tồn bộ và giá thành tính theo tuổi thọ thấp hơn đáng kể. Các lợi ích về giá
thành tính theo tuổi thọ là đáng kể trong môi trường năng động yêu cầu thường xuyên di
chuyển, bổ sung, và thay thế).


6
- Tính linh hoạt của các hệ thống (mạng WLAN được định hình theo các kiểu khác

nhau để đáp ứng các nhu cầu của các ứng dụng và các cài đặt cụ thể. Cấu hình mạng dễ
thay đổi từ các mạng độc lập phù hợp với số nhỏ người dùng đến các mạng cơ sở hạ tầng
với hàng nghìn người sử dụng trong một vùng rộng lớn).
- Khả năng vô hướng (các mạng máy tính khơng dây có thể được cấu hình theo các


nhu cầu ứng dụng và lắp đặt cụ thể, các cấu hình dễ dàng thay đổi từ các mạng ngang
hàng thích hợp cho một số lượng nhỏ người sử dụng đến các mạng có cơ sở hạ tầng đầy
đủ, có khả năng di chuyển trên một vùng rộng)
1.2.3. Hạn chế của mạng WLAN
Mặc dù có nhiều ưu điểm cho thấy mạng Wireless như: tính linh động, tiện lợi, thoải
mái…thì mạng Wireless vẫn khơng thể thay thế được mạng có dây truyền thống.
- 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.
- Trong mạng hữu tuyến truyền thống thì tín hiệu truyền trong dây dẫn nên có thể

được bảo mật an tồn hơn. Cịn 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, ngồi ra mạng Wireless thì có ranh giới khơng rõ ràng
cho nên rất khó quản lý.
1.2.4 Bảng so sánh ưu và nhược điểm giữa mạng không dây và có dây
Phạm vi ứng dụng
Mạng có dây
- Có thể ứng dụng trong tất cả các mô - Chủ yếu là trong mơ hình mạng nhỏ và
hình mạng nhỏ, trung bình, lớn, rất lớn. trung bình, với những mơ hình lớn vẫn
phải kết hợp với mạng có dây.
- Gặp khó khăn ở những nơi xa xơi, địa - Có thể triển khai ở những nơi khơng
hình phức tạp, những nơi khơng ổn định,
khó kéo cáp, đường truyền.
Độ phức tạp kỹ thuật
Mạng có dây
- Độ phức tạp kỹ thuật tùy thuộc từng loại
mạng cụ thể.



Độ tin cậy
Mạng có dây
- Khả năng chịu ảnh hưởng khách quan
bên ngồi như thời tiết, khí hậu tốt.
- Chịu nhiều cuộc tấn công đa dạng, phức
tạp, nguy hiểm của những kẻ phá hoại vơ
tình và cố tình.
- Ít nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe.
Lắp đặt, triển khai
Mạng có dây
- Lắp đặt, triển khai tốn nhiều thời gian và
chi phí.
Tính linh hoạt, khả năng thay đổi, phát triển
Mạng có dây
- Vì là hệ thống kết nối cố định nên tính
linh hoạt kém, khó thay đổi, nâng cấp,
phát triển.
Chi phí đầu tư
Mạng có dây
- Giá cả tùy thuộc vào từng mơ hình mạng
cụ thể.


8
1.3. Truyền dẫn trong WLAN và các thiết bị mạng WLAN
1.3.1. Truyền dẫn trong WLAN
1.3.1.1. Sóng vơ tuyến (radio)
Sóng radio nằm trong phạm vi từ 10 KHz đến 1 GHz, trong miền này ta có rất nhiều
dải tần ví dụ như: sóng ngắn, VHF (dùng cho tivi và radio FM), UHF (dùng cho tivi). Ở

mỗi quốc gia, nhà nước sẽ quản lý cấp phép sử dụng các băng tần để tránh tình trạng các
sóng bị nhiễu. Nhưng có một số băng tần được chỉ định là vùng tự do có nghĩa là chúng ta
dùng nhưng không cần đăng ký (vùng này thường có dải tần 2,4 Ghz). Tận dụng lợi điểm
này các thiết bị Wireless của các hãng như Cisco, Compex đều dùng ở dải tần này. Tuy
nhiên, chúng ta sử dụng tần số khơng cấp phép sẽ có nguy cơ nhiễu nhiều hơn.[1]

Hình 1.1 Truyền dữ liệu qua sóng vơ tuyến
1.3.1.2. Sóng viba
Truyền thơng viba thường có hai dạng: truyền thông trên mặt đất và các nối kết với
vệ tinh. Miền tần số của viba mặt đất khoảng 21-23 GHz, các kết nối vệ tinh khoảng 1114 Mhz. Băng thơng từ 1-10 MBps. Sự suy yếu tín hiệu tùy thuộc vào điều kiện thời tiết,
công suất và tần số phát. Chúng dễ bị nghe trộm nên thường được mã hóa.

Hình 1.2 Truyền dữ liệu thơng qua vệ tinh

Hình 1.3 Truyền dữ liệu trực tiếp giữa hai thiết bị


9
1.3.2. Thiết bị truyền dẫn mạng WLAN
1.3.2.1. Card PCI Wireless
Là thành phần phổ biến nhất trong WLAN.Dùng để kết nối các máy trạm vào hệ
thống mạng không dây. Được cắm vào khe PCI trên máy tính. Loại này được sử dụng phổ
biến cho các máy tính để bàn (desktop) kết nối vào mạng không dây.
1.3.2.2. Card PCMCIA Wireless
Trước đây được sử dụng trong các máy tính xách tay(laptop) và cácthiết bị hỗ trợ cá
nhân số PDA(Personal Digital Associasion). Hiện nay nhờ sự phát triển của cơng nghệ
nên PCMCIA wireless ít được sử dụng vì máy tính xách tay và PDA,…. đều được tích
hợp sẵn Card Wireless bên trong thiết bị.
1.3.2.3. Card USB Wireless
Loại rất được ưu chuộng hiện nay dành cho các thiết bị kết nối vào mạng khơng dây

vì tính năng di động và nhỏ gọn .Có chức năng tương tự như ard PCI Wireless, nhưng hỗ
trợ chuẩn cắm là USB (Universal Serial Bus) Có thể tháo lắp nhanh chóng (khơng cần
phải cắm cố định như Card PCI Wireless) và hỗ trợ cắm khi máy tính đang hoạt động.
1.3.2.4. Anten thu phát
- Anten là một thành phần thiết yếu trong mạng khơng dây, dùng để phát hoặc thu tín

hiệu đã được điều chế qua không gian để hai trạm phát và thu trao đổi tín hiệu cho nhau. Các
anten trên thực tế có rất nhiều loại hình dạng,kích cỡ và có những dặc tính điện từ sau:
+ Phạm vi lan truyền.
+ Công suất phát xạ.
+ Dải tần làm việc.
- Phạm vi truyền dẫn của một anten xác định vùng phủ sóng của anten đó. Một anten

vơ hướng bức xạ lượng điện từ theo tất cả các hướng, trong khi đó một anten định hướng
tập trung hầu hết các lăng lượng theo một hướng cố định. Công suất phát xạ là công suất
phát của một máy phát vô tuyến. Hầu hết các thiết bị Lan không dây hoạt động tại cơng
suất dưới 5W.
- Một anten định hướng có độ tăng ích (hệ số khuếch đại) lớn hơn so với anten vơ

hướng, và có khảlan truyền tín hiệu đã được điều chế xa hơn do nó hội tụ cơng suất theo
một hướng. Độ tăng ích phụ thuộc vào sự định hướng của anten
- Dải tần làm việc là phạm vi tần số mà anten thu và phát làm việc có hiệu quả.


10
- Độ rộng băng tần là một phổ tần hiệu quả mà tín hiệu truyền lan. Chẳng hạn độ

rộng băng tần của tín hiệu thoại là từ 0 đến 4KHz . Các hệ thống sóng vơ tuyến có độ
rộng băng tần lớn hơn tại các tần số cao hơn. Tốc độ dữ liệu và độ rộng băng tần tỷ lệ
thuận với nhau, tốc độ dữ liệu càng lớn thì độ rộng băng tần càng cao.

1.3.2.5. Các cầu nối của WLAN
Có hai loại cầu nối cục bộ là cầu nối cục bộ và cầu nối từ xa. Cầu nối cục bộ kết nối
mạng LAN ở gần nhau, cầu nối từ xa nối các vị trí cách nhau xa hơn nhiều so với khoảng
cách mà các giao thức LAN cho phép.
- Bridge Mode: Chế độ Bridge mode thường được sử dụng khi muốn kết nối 2 đoạn

mạng độc lập với nhau. Trong Bride mode, AP hoạt động hoàn toàn giống với một Bridge
không dây. Thật vậy, AP sẽ trở thành một Bridge khơng dây khi được cấu hình theo cách
này. Chỉ một số ít các AP trên thị trường có hỗ trợ chức năng Bridge, điều này sẽ làm cho
thiết bị có giá cao hơn đáng kể. Bạn có thể thấy từ hình dưới rằng lient khơng kết nối với
Bridge, nhưng thay vào đó, Bridge được sử dụng để kết nối 2 hoặc nhiều đoạn mạng có
dây lại với nhau bằng kết nối khơng dây.

Hình 1.4 Mơ hình Bridge Mode
- Repeater Mode :Access Point trong chế độ repeater kết nối với client như 1 AP và kết

nối như 1 client với AP server. Chế độ Repeater thường được sử dụng để mở rộng vùng phủ
sóng.Trong Repeater mode, AP có khả năng cung cấp một đường kết nối không dây vào mạng
không dây thay vì một kết nối có dây bình thường.Như trong hình dưới, một AP hoạt động
như là một root AP và AP còn lại hoạt động như là một Repeater không dây.AP trong repeater
mode kết nối với các client như là một AP và kết nối với AP khác như là một client. Việc sử
dụng AP trong Repeater mode là hồn tồn khơng nên trừ khi cực kỳ cần thiết bởi vì các cell
xung quanh mỗi AP trong trường hợp này phải chồng lên nhau ít nhất là 50%. Cấu hình này
sẽ giảm trầm trọng phạm vi mà một client có thể kết nối đến repeater AP. Thêm vào đó,
Repeater AP giao tiếp cả với client và đồng thời giao tiếp với AP chính


11
thông qua kết nối không dây, điều này sẽ làm giảm băng thông trên đoạn mạng không
dây. Người sử dụng được kết nối với một Repeater AP sẽ cảm nhận được tốc độ truyền dữ

liệu giữa các client trong Repeater AP với máy chủ thấp hơn nhiều so với kiểu kết nối
truyền thống.

Hình 1.5 Mơ hình Repeater
Mode 1.4. Bảo mật trong mạng WLAN
Mạng Wireless là mạng mà việc “đánh bật key” 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, ngồi ra mạng Wireless thì có ranh giới khơng rõ ràng cho nên rất khó quản
lý. Vì vậy, khả năng tấn công của người dùng là rất cao.
Những cuộc tấn công mạng xảy ra ngày càng nhiều, phức tạp làm cho cơ sở dữ liệu
người dùng mất an toàn, dễ bị rơi tay những kẻ xấu,…. Điều này làm cho việc đảm bảo an
ninh của hệ thống WLAN là một vấn đề rất quan trọng và luôn được đặt lên hàng đầu.
Với một hệ thống Wire-line ta có thể dễ dàng kiểm soát việc cắm dây vào mạng, nhưng
với WLAN ta không thể ngăn cản việc thu phát sóng Radio trong khu vực phủ sóng của
mạng mình. Điều này làm cho việc đảm bảo an ninh trong mạng WLAN khó hơn nhiều so
với mạng LAN thơng thường.
Chính vì vậy, em sẽ đi vào tìm hiểu và nghiên cứu xây dựng mạng thông tin vô tuyến
đa người dùng tốc độ cao và ứng dụng tại Trường Đại học Kỹ thuật – Công nghệ Cần Thơ.


12
1.5. Kết luận chương
Chương này đã trình bày tổng quan của mạng WLAN bao gồm ưu nhược điểm của
nó đối với mạng có dây, các mơ hình cơ sở của một mạng WLAN. Từ đó nhận thấy được
nhu cầu, tiện ích cũng như sự cần thiết của mạng WLAN trong thời điểm hiện nay.
Với các ưu điểm vượt trội như trình bày trong chương, mạng WLAN sẽ là giải pháp
lựa chọn hiệu quả để xây dựng mạng không dây đa người dùng, tốc độ cao đáp ứng với
nhu cầu thông tin đa dịch vụ, băng tần rộng trong trường đại học và viện nghiên cứu trong
tương lai không xa.



×