Bảo mật cho mạng không dây WIFI

Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời gian gần đây chúng ta thường nghe nói về WiFi và Internet không dây.
Thực ra, WiFi không chỉ được dùng để kết nối Internet không dây mà còn dùng để kết
nối hầu hết các thiết bị tin học và viễn thông quen thuộc như máy tính, máy in, PDA,
điện thọai di động mà không cần dây cáp nối, rất thuận tiện cho người sử dụng.
Mạng không dây là một trong những bước tiến lớn của ngành máy tính. Truy cập
Internet trở thành nhu cầu quen thuộc đối với mọi người.
Tuy nhiên, để có thể kết nối Internet người sử dụng phải truy nhập Internet từ một
vị trí cố định thông qua một máy tính kết nối vào mạng. Điều này đôi khi gây ra rất
nhiều khó khăn cho những người sử dụng khi đang di chuyển hoặc đến một nơi không
có điều kiện kết nối vào mạng.
Xuất phát từ yêu cầu mở rộng Internet, WLAN đã được nghiên cứu và triển khai
ứng dụng trong thực tế. Với những tính năng hỗ trợ đáp ứng được băng thông, triển khai
lắp đặt dễ dàng và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, kinh tế. Chẳng hạn việc sử dụng
công nghệ Internet không dây Wi- Fi cho phép mọi người truy cập và lấy thông tin ở bất
kỳ vị trí nào như bến xe, nhà ga, sân bay,…
Khi nghiên cứu triển khai ứng dụng công nghệ WLAN, người ta đậc biệt quan tâm
tới tính bâo mật an toàn thông tin của nó. Do môi trường truyền dẫn vô tuyến nên
WLAN rất dễ bị rò rỉ thông tin do tác động của môi trường bên ngoài, đặc biệt là sự tấn
công của các Hacker.
Do đó, đi đôi với phát triển WLAN phải phát triển các khả năng bảo mật WLAN
an toàn, để cung cấp thông tin hiệu quả, tin cậy cho người sử dụng.
Từ những yêu cầu đó, Luận văn này sẽ trình bày đề tài về mạng cục bộ không dây
WLAN và một số vấn đề bảo mật cho mạng không dây Wi- Fi với nội dung gồm 3
chương:
Chương 1: Tổng quan mạng cục bộ không dây WLAN
Chương 2: Các tiêu chuẩn của mạng WLAN
Chương 3: Một số vấn đề bảo mật cho mạng không dây Wi- Fi
Trong quá trình thực hiện đề tài, do hạn chế về thời gian và lượng kiến thức cũng
như kinh nghiệm thực tế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong sự

đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
1
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN MẠNG CỤC BỘ KHÔNG DÂY WLAN
1.1 Giới thiệu
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học, công nghệ thông tin và viễn thông,
ngày nay các thiết bị di động công nghệ cao như máy tính xách tay laptop, máy tính bỏ
túi palm top, điện thoại di động, máy nhắn tin… không còn xa lạ và ngày càng được sử
dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Nhu cầu truyền thông một cách dễ dàng và tự
phát giữa các thiết bị này dẫn đến sự phát triển của một lớp mạng di động không dây
mới, đó là mạng WLAN. WLAN cho phép duy trì các kết nối mạng không dây, người
sử dụng duy trì các kết nối mạng trong phạm vi phủ sóng của các điểm kết nối trung
tâm. Phương thức kết nối mới này thực sự đã mở ra cho người sử dụng một sự lựa chọn
tối ưu, bổ xung cho các phương thức kết nối dùng dây.
WLAN là mô hình mạng được sử dụng cho một khu vực có phạm vi nhỏ như một
tòa nhà, khuôn viên của một công ty, trường học. Nó là loại mạng linh hoạt có khả năng
cơ động cao thay thế cho mạng cáp đồng truyền thống và bắt đầu phát triển vào giữa
thập kỉ 80 của thế kỷ XX bởi tổ chức FCC (Federal Communications Commission).
WLAN sử dụng sóng vô tuyến hay hồng ngoại để truyền và nhận dữ liệu thông qua
không gian, xuyên qua tường trần và các cấu trúc khác mà không cần cáp. WLAN cung
cấp tất cả các chức năng và các ưu điểm của một mạng LAN truyền thống như Ethernet
hay Token Ring nhưng lại không bị giới hạn bởi cáp. Ngoài ra WLAN còn có khả năng
kết hợp với các mạng có sẵn, WLAN kết hợp rất tốt với LAN tạo thành một mạng năng
động và ổn định hơn. WLAN là mạng 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. Sự phát triển
ngày càng tăng nhanh của các máy tính xách tay nhỏ gọn hơn, hiện đại hơn và rẻ hơn đã
thúc đẩy sự tăng trưởng rất lớn trong công nghiệp WLAN những năm gần đây.

WLAN sử dụng băng tần ISM (băng tần phục vụ công nghiệp, khoa học, y tế :
2.4GHz và 5GHz ), vì thế nó không chịu sự quản lý của chính phủ cũng như không cần
cấp giấy phép sử dụng. Sử dụng WLAN sẽ giúp các nước đang phát triển nhanh chóng
tiếp cận với các công nghệ hiện đại, nhanh chóng xây dựng hạ tầng viễn thông một cách
thuận lợi và ít tốn kém.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều sản phẩm phục vụ cho WLAN theo các
chuẩn khác nhau như: IrDA (Hồng ngoại), OpenAir, BlueTooth, HiperLAN 2, IEEE
802.11b, IEEE 802.11a, 802.11g (Wi-Fi), …trong đó mỗi chuẩn có một đặc điểm khác
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
2
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
nhau. IrDA, OpenAir, BlueTooth là các mạng liên kết trong phạm vi tương đối nhỏ:
IrDA (1m), OpenAir(10m), Bluetooth (10m) và mô hình mạng 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 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 (sử dụng
Access Point) . 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.
Ứng dụng lớn nhất của WLAN là việc áp dụng WLAN như một giải pháp tối ưu
cho việc sử dụng Internet. Mạng WLAN được coi như một thế hệ mạng truyền số liệu
mới cho tốc độ cao được hình thành từ hoạt động tương hỗ của cả mạng hữu tuyến hiện
có và mạng vô tuyến. Mục tiêu của việc triển khai mạng WLAN cho việc sử dụng
internet là để cung cấp các dịch vụ số liệu vô tuyến tốc độ cao.
1.2 Quá trình phát triển của mạng WLAN
Mạng WLAN, với đặc tính “không dây” nó rất linh động trong điều kiện người
dùng di động hay trong các cấu hình tạm thời. Các mạng LAN không dây đang ngày
càng được ưa chuộng và phát triển trên thế giới. Với các ưu điểm nổi trội như: dễ dàng
cải thiện năng suất, cài đạt nhanh, đơn giản và linh hoạt, dễ cấu hình không đòi hỏi cơ
sở hạ tầng cồng kềnh như các mạng LAN truyền thống, đặc biệt là hiệu quả trong các

vùng khó thực hiện bằng dây và đòi hỏi có thẩm mỹ cao…, WLAN phát triển rất nhanh
chóng và đang dần thay thế cho các mạng có dây trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Quá trình phát triển của các mạng WLAN được sơ lược qua:
Công nghệ WLAN lần đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1990, khi những nhà sản
xuất giới thiệu những sản phẩm hoạt động trong băng tần 900Mhz. Những giải pháp này
(không được thống nhất giữa các nhà sản xuất) cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps,
thấp hơn nhiều so với tốc độ 10Mbps của hầu hết các mạng sử dụng cáp hiện thời.
Năm 1992, những nhà sản xuất bắt đầu bán những sản phẩm WLAN sử dụng
băng tần 2.4Ghz. Mặc dầu những sản phẩm này đã có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn
nhưng chúng vẫn là những giải pháp riêng của mỗi nhà sản xuất không được công bố
rộng rãi. Sự cần thiết cho việc hoạt động thống nhất giữa các thiết bị ở những dãy tần số
khác nhau dẫn đến một số tổ chức bắt đầu phát triển ra những chuẩn mạng không dây
chung.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
3
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Năm 1997, Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE) đã phê
chuẩn sự ra đời của chuẩn 802.11, và cũng được biết với tên gọi WIFI (Wireless
Fidelity) cho các mạng WLAN. Chuẩn 802.11 hỗ trợ ba phương pháp truyền tín hiệu,
trong đó có bao gồm phương pháp truyền tín hiệu vô tuyến ở tần số 2.4Ghz.
Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn 802.11 là các chuẩn 802.11a
và 802.11b (định nghĩa ra những phương pháp truyền tín hiệu). Và những thiết bị
WLAN dựa trên chuẩn 802.11b đã nhanh chóng trở thành công nghệ không dây vượt
trội. Các thiết bị WLAN 802.11b truyền phát ở tần số 2.4Ghz, cung cấp tốc độ truyền
dữ liệu có thể lên tới 11Mbps. IEEE 802.11b được tạo ra nhằm cung cấp những đặc
điểm về tính hiệu dụng, thông lượng (throughput) và bảo mật để so sánh với mạng có
dây thông thường.
Năm 2003, IEEE công bố thêm một sự cải tiến là chuẩn 802.11g mà có thể truyền
nhận thông tin ở cả hai dãy tần 2.4Ghz và 5Ghz và có thể nâng tốc độ truyền dữ liệu lên
đến 54Mbps. Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng có thể tương thich

ngược với các thiết bị chuẩn 802.11b.
Hình 1.1: Quá trình phát triển của mạng WLAN
1.3 Phân loại mạng WLAN
Các mạng WLAN có thể được phân loại thành mạng WLAN vô tuyến và WLAN
hồng ngoại. Các mạng WLAN vô tuyến có thể dựa trên quá trình truyền dẫn băng hẹp
hay truyền dẫn trải phổ trong khi đó đối với các WLAN hồng ngoại có thể là khuyếch
tán hay được định hướng. Dưới đây đề cập cơ bản các mạng WLAN vô tuyến và hồng
ngoại, có đánh giá điểm mạnh cũng như điểm yếu của mỗi loại.
1.3.1 Các WLAN vô tuyến
Đa số các hệ thống mạng WLAN sử dụng công nghệ trải phổ. Khái niệm về trải
phổ đảm bảo quá trình truyền thông tin cậy và an toàn. Trải phổ đề cập đến các sơ đồ tín
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
4
2.4 GHz
1 & 2 Mbps860 Kbps
900 MHz
Proprietary
11 Mbps
Theo tiªu chuÈn
IEEE 802.11
®­îc phª chuÈn

2.4 GHz
Radio
Network
Speed
1 & 2 Mbps860 Kbps
900 MHz
§éc quyÒn
198

6
198
8
199
0
199
2
199
4
199
6
199
8
200
0
200
2
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
hiệu dựa trên một số dạng mã hoá (độc lập với thông tin được phát đi) và chúng sử dụng
băng thông lớn hơn nhiều so với yêu cầu để truyền tín hiệu. Băng thông lớn hơn có
nghĩa là nhiễu và các hiệu ứng fading đa đường chỉ ảnh hưởng một phần đến quá trình
truyền dẫn trải phổ. Vì vậy mà năng lượng tín hiệu thu hầu như không đổi theo thời
gian. Điều này cho phép tách sóng dễ dàng khi máy thu được đồng bộ với các tham số
của tín hiệu trải phổ. Các tín hiệu trải phổ có khả năng hạn chế nhiễu và gây khó khăn
cho quá trình phát hiện và chặn tín hiệu trên đường truyền. Có hai kỹ thuật trải phổ: Trải
phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) và trải phổ nhảy tần (FHSS).
1.3.1.1 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)
Đây là công nghệ trải phổ tần số rộng sử dụng phương pháp tạo ra một mẫu bít
thừa cho mỗi bít sẽ truyền đi, bít này được gọi là chíp hoặc mã chíp. Mã chíp càng dài
khả năng khôi phục tín hiệu gốc càng cao. Khó khăn trong phương pháp này là tốn

nhiều băng thông.
Tỷ lệ chíp sử dụng trên một bít gọi là tỷ lệ trải phổ. Tỷ lệ này càng cao sẽ giúp cho
khả năng chống nhiễu khi truyền tin hiệu, trong khi tỷ lệ này thấp sẽ giúp tăng băng
thông cho các thiết bị di dộng. Thuật toán đặc biệt được sử dụng để khôi phục lại thông
tin mà không yêu cầu gửi lại gói tin
Có thể hiểu đơn giản hơn là mỗi bít được mã hoá thành một chuỗi các bit
Ví dụ: 1 được mà hoá thành 10011100011
và 0 sẽ được mã hoá là: 01100011100
thì khi đó việc truyền chuỗi 101 đi sẽ thành gửi đi chuỗi:
100111000110110001110010011100011
Các mã chíp thông thường nghịch đảo lẫn nhau, điều này làm cho DSSS đối phó
tốt đối với nhiễu.
Bởi vì DSSS trải rộng trên toàn phổ, nên số lượng các kênh bị chồng lên nhau
trong dải tần 2.4 Ghz là rất it (thông thường là ba kênh), vì vậy số lượng các mạng cùng
hoạt động độc lập trong một phạm vi mà không bị nhiễu là rất hạn chế.
1.3.1.2 Trải phổ nhảy tần (FHSS)
Công nghệ trải phổ này sử dụng băng tần hẹp để truyền thông tin. Với FHSS, một
chuỗi giả ngẫu nhiên được sử dụng để thay đổi đột ngột những tần số và cho phép một
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
5
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
trạm nhảy từ tần số này sang tần số khác. Tuy nhiên mỗi thiết bị WLAN vận hành theo
cách này sự thay đổi tần số sử dụng cùng một thuật toán, thuật toán FHSS sẽ phát tín
hiệu trên một tần số trong một thời gian ngắn, rồi tự động nhảy sang tần số khác để
truyền tín hiệu.
Các thiết bị truyền và nhận tín hiệu FHSS sẽ phải được đồng bộ hoá sao cho chúng
có cùng tần số tại cùng một thời điểm, để tín hiệu được đảm bảo trong suốt quá trình kết
nối.
Theo FHSS, nó có khả năng hạn chế tối đa nhiễu trên băng tần hẹp từ bên ngoài.
Bởi vì nếu FHSS bị nhiễu tại một kênh nào đó thì nó sẽ chuyển sang kênh tần khác để

gửi tín hiệu.
Theo quy định của FCC số lượng kênh tối thiểu được sử dụng trong FHSS là 75
kênh, sau này giảm xuống còn 15 và độ trễ tối đa là 400ms trên mỗi kênh.
Phương pháp FHSS cho phép xây dựng nhiều kênh mà không chồng lấn lên nhau,
nó cũng cho phép sử dụng nhiều điểm truy cập trong một vùng làm việc nếu như cần
tăng thêm lượng băng thông hoặc cần tăng thêm số người truy nhập tối đa.
Cuối cùng là sự khuyếch đại công suất là rất hiệu quả, các thiết bị FHSS sẽ tiêu
thụ ít năng lượng hơn, và như vậy các thiết bị như các thiết bị di dộng sẽ có thể kết nối
với thời gian lâu hơn mà không phải thay sạc pin.
1.3.2 Các mạng WLAN hồng ngoại
Mạng WLAN đầu tiên được phát triển sử dụng truyền dẫn hồng ngoại cách đây
khoảng chừng 20 năm. Các hệ thống này khai thác các điểm thuận lợi do sử dụng vô
tuyến hồng ngoại như là một môi trường cho truyền dẫn vô tuyến. Chẳng hạn, tia hồng
ngoại có băng thông không cấp phép rất dồi dào, nó loại bỏ được nhiễu vô tuyến, các
thiết bị hồng ngoại nhỏ và tiêu thụ ít công suất.
Không giống như các sóng vô tuyến, các tần số hồng ngoại là quá cao để thực hiện
điều chế giống như đối với các tần số vô tuyến. Vì vậy, các đường truyền hồng ngoại
thường dựa trên cơ sở điều chế xung bật- tắt và tách sóng tín hiệu quang. Quá trình
truyền dẫn xung bật- tắt được thực hiện bằng cách biến đổi cường độ (biên độ) dòng
điện trong máy phát hồng ngoại như là laser diode hay diode phát quang chẳng hạn.
Theo cách này, dữ liệu được mang đi bởi cường độ (chứ không phải là pha hay tần số)
của sóng ánh sáng. Các hệ thống hồng ngoại sử dụng hai thành phần vật lý khác nhau
(các bộ phát và các bộ tách) để phát và thu tín hiệu sóng quang. Điều này trái ngược với
các hệ thống vô tuyến vì ở đó sử dụng một anten chung để phát và thu tín hiệu.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
6
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Các mạng WLAN hồng ngoại khác với các mạng WLAN vô tuyến ở nhiều điểm.
Nói chung, các hệ thống vô tuyến luôn tạo ra vùng phủ rộng hơn. Mặt khác, tín hiệu vô
tuyến luôn có độ rộng băng thông hẹp hơn các tín hiệu quang mặc dù các hệ thống

thương mại vẫn chưa khai thác được hết băng thông tín hiệu quang.
1.4 Ứng dụng của hệ thống mạng WLAN
Lúc đầu WLAN chỉ được sử dụng bởi các tổ chức, công ty lớn nhưng ngày nay,
thì WLAN đã có giá cả chấp nhận được mà ta có thể sử dụng. Sau đây là một số ứng
dụng chung và phù hợp của WLAN.
1.4.1 Vai trò truy cập (Access role)
WLAN ngày nay hầu như được triển khai ở lớp access, nghĩa là chúng được sử
dụng ở một điểm truy cập vào mạng có dây thông thường. Wireless là một phương pháp
đơn giản để người dùng có thể truy cập vào mạng. Các WLAN là các mạng ở lớp data-
link như tất cả những phương pháp truy cập khác. Vì tốc độ thấp nên WLAN ít được
triển khai ở core và distribution.
Các WLAN cung cấp giải pháp cho một vấn đề khá khó đó là: khả năng di động.
Giải pháp sử dụng cellular có tốc độ thấp và mắc. Trong khi WLAN thì có cùng sự linh
hoạt nhưng lại rẻ hơn. Các WLAN nhanh, rẻ và có thể xác định ở mọi nơi.
Hình 1.2: Access Role
1.4.2 Mở rộng mạng (Network extension)
Các mạng không dây có thể được xem như một phần mở rộng của một mạng có
dây. Khi muốn mở rộng một mạng hiện tại, nếu cài đặt thêm đường cáp thì sẽ rất tốn
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
7
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
kém. Hay trong những toà nhà lớn, khoảng cách có thể vượt quá khoảng cách của CAT5
cho mạng Ethernet. Có thể cài đặt cáp quang nhưng như thế sẽ yêu cầu nhiều thời gian
và tiền bạc hơn, cũng như phải nâng cấp switch hiện tại để hỗ trợ cáp quang.
Các WLAN có thể được thực thi một cách dễ dàng. Vì ít phải cài đặt cáp trong
mạng không dây.
Hình 1.3: Mở rộng mạng
1.4.3 Kết nối các toà nhà
Trong môi trường mạng campus hay trong môi trường có 2 toà nhà sát nhau, có
thể có trường hợp những người dùng từ toà nhà này muốn truy cập vào tài nguyên của

toà nhà khác. Trong quá khứ thì trường hợp này được giải quyết bằng cách đi một
đường cáp ngầm giữa 2 toà nhà hay thuê một đường leases- line từ công ty điện thoại.
Sử dụng kỹ thuật WLAN, thiết bị có thể được cài đặt một cách dễ dàng và nhanh chóng
cho phép 2 hay nhiều toà nhà chung một mạng. Với các loại anten không dây phù hợp,
thì bất kỳ toà nhà nào cũng có thể kết nối với nhau vào cùng một mạng trong một
khoảng cách cho phép.
Có 2 loại kết nối: P2P và P2MP. Các liên kết P2P là các kết nối không dây giữa 2
toà nhà. Loại kết nối này sử dụng các loại anten trực tiếp hay bán trực tiếp ở mỗi đầu
liên kết.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
8
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Hình 1.4: Kết nối các toà nhà
Các liên kết P2MP là các kết nối không dây giữa 3 hay nhiều toà nhà, thường ở
dạng hub- and- spoke hay kiểu kết nối star, trong đó một toà nhà đóng vai trò trung tâm
tập trung các điểm kết nối. Toà nhà trung tâm này sẽ có core network, kết nối internet,
và server farm. Các liên kết P2MP giữa các toà nhà thường sử dụng các loại anten đa
hướng trong toà nhà trung tâm và anten chung hướng trên các spoke.
Có hai kiểu kết nối này:
1.4.3.1 Phân phát dữ liệu dặm cuối (Last Mile Data Delivery)
Wireless Internet Service Provider (WISP) đã cung cấp các dịch vụ phân phát dữ
liệu trên last-mile cho các khách hàng của họ. “Last mile” đề cập đến hạ tầng giao tiếp
có dây hay không dây tồn tại giữa telco hay công ty cáp và người dùng cuối.
Hình 1.5: Dịch vụ dặm cuối
Trong trường hợp nếu cả công ty cáp và telco đều gặp khó khăn trong việc mở
rộng mạng của họ để cung cấp các kết nối băng thông rộng cho nhiều người dùng hơn
nữa. Nếu sống trong khu vực nông thôn thì khó có thể truy cập vào kết nối băng thông
rộng (như cable modem hay xDSL). Sẽ kinh tế hơn rất nhiều nếu các WISP đưa ra giải
pháp truy cập không dây vào những nơi ở xa đó vì các WISP sẽ không gặp những khó
khăn như của các công ty cáp hay telco vì không phải cài đặt nhiều thiết bị. Các WISP

cũng gặp phải một số trở ngại. Như các nhà cung cấp xDSL gặp phải vấn đề là khoảng
cách vượt quá 5.7 km từ CO đến nhà cung cấp cáp, còn vấn đề của WISP chính là các
vật cản như mái nhà, cây,...
1.4.3.2 Sự di động (Mobility)
Chỉ là một giải pháp ở lớp access, nên WLAN không thể thay thế mạng có dây
trong tốc độ truyền. Một môi trường không dây sử dụng các kết nối không liên tục và có
tỉ lệ lỗi cao. Do đó, các ứng dụng và giao thức truyền dữ liệu được thiết kế cho mạng có
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
9
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
dây có thể hoạt động kém trong môi trường không dây. Lợi ích mà các mạng không dây
mang lại chính là tăng khả năng di động để bù lại tốc độ và QoS.
Hình 1.6: Sự di động
Trong từng trường hợp, các mạng wireless đã tạo nên khả năng truyền dữ liệu mà
không cần yêu cầu thời gian và sức người để đưa dữ liệu, cũng như giảm được các thiết
bị được kết nối với nhau như mạng có dây. Một trong những kỹ thuật mới nhất của
wireless là cho phép người dùng có thể roam, nghĩa là di chuyển từ khu vực không dây
này sang khu vực khác mà không bị mất kết nối, giống như điện thoại di động, người
dùng có thể roam giữa các vùng di động khác nhau. Trong một tổ chức lớn, khi phạm vi
phủ sóng của wireless rộng thì việc roaming khá quan trọng vì người dùng có thể vẫn
giữ kết nối với mạng khi họ ra ngoài.
1.4.4 Văn phòng nhỏ- Văn phòng gia đình (Small Office-Home Office)
Trong một số doanh nghiệp chỉ có một vài người dùng và họ muốn trao đổi thông
tin giữa các người dùng và chỉ có một đường ra Internet. Với những ứng dụng này
(Small office-home office-SOHO), thì một đường wireless LAN là rất đơn giản và hiệu
quả. Các thiết bị wireless SOHO thì rất có ích khi những người dùng muốn chia sẻ một
kết nối Internet.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
10
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội

Hình 1.7: SOHO WLAN
1.4.5 Văn phòng di dộng (Mobile Offices)
Các văn phòng di động cho phép người dùng có thể di chuyển đến một vị trí khác
một cách dễ dàng. Vì tình trạng quá tải của các lớp học, nhiều trường hiện nay đang sử
dụng lớp học di động. Để có thể mở rộng mạng máy tính ra những toà nhà tạm thời, nếu
sử dụng cáp thì rất tốn chi phí. Các kết nối WLAN từ toà nhà chính ra các lớp học di
động cho phép các kết nối một cách linh hoạt với chi phí có thể chấp nhận được.
Hình 1.8: Văn phòng di động
1.5 Ưu, nhược điểm của mạng WLAN
1.5.1 Ưu điểm
Mạng không dây không dùng cáp cho các kết nối, thay vào đó, chúng sử dụng
sóng Radio. Ưu thế của mạng không dây là khả năng di động và sự tự do, người dùng
không bị hạn chế về không gian và vị trí kết nối. Những ưu điểm của mạng không dây
bao gồm:
- Khả năng di động và sự tự do- cho phép kết nối bất kì đâu trong khu vực triển
khai mạng. Với sự gia tăng người sử dụng máy tính xách tay là một điều rất thuận lợi..
- Không bị hạn chế về không gian và vị trí kết nối: Người dùng có thể duy trì kết
nối mạng khi họ di chuyển từ nơi này đến nơi khác.
- Dễ lắp đặt và triển khai. Đáp ứng tức thời khi gia tăng số lượng người dùng.
- Tiết kiệm thời gian lắp đặt dây cáp.
- Không làm thay đổi thẩm mỹ, kiến trúc tòa nhà.
- Giãm chi phí bảo trì, bảo dưỡng hệ thống.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
11
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
- Với những công ty mà vị trí không tốt cho việc thi công cáp như tòa nhà củ,
không có khoảng không gian để thi công cáp hoặc thuê chổ để đặt văn phòng,…
- Hiện nay, công nghệ mạng không dây đang dần dần thay thế các hệ thống có dây
vì tính linh động và nâng cấp cao.
1.5.2 Nhược điểm

- Nhiễu:
Nhược điểm của mạng không dây có thể kể đến nhất là khả năng nhiễu sóng radio
do thời tiết, do các thiết bị không dây khác, hay các vật chắn (như các nhà cao tầng, địa
hình đồi núi…)
- Bảo mật:
Đây là vấn đề rất đáng quan tâm khi sử dụng mạng không dây. Việc vô tình truyền
dữ liệu ra khỏi mạng của công ty mà không thông qua lớp vật lý điều khiển khiến người
khác có thể nhận tín hiệu và truy cập mạng trái phép. Tuy nhiên WLAN có thể dùng mã
truy cập mạng để ngăn cản truy cập, việc sử dụng mã tuỳ thuộc vào mức độ bảo mật mà
người dùng yêu cầu. Ngoài ra người ta có thể sử dụng việc mã hóa dữ liệu cho vấn đề
bảo mật.
- Phạm vi:
Một mạng chuẩn 802.11g với các thiết bị chuẩn cũng chỉ hoạt động tốt trong phạm
vi vài chục met. Nó chỉ phù hợp cho không gian khoảng cách nhỏ. Nếu muốn sử dụng
phải sử dụng thêm thiết bị: Repeater hay AP. Dẫn đến chi phí gia tăng.
CHƯƠNG 2
CÁC TIÊU CHUẨN CỦA MẠNG WLAN
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mạng không dây, các chuẩn (và đồng thời là
các thiết bị) cho mạng không dây WLAN lần lượt ra đời và ngày càng được nâng cấp,
cải tiến. Những chuẩn ra đời sớm nhất như IEEE 802.11 đã trở nên phổ biến. Sau đó là
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
12
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
HiperLAN, HomeRF, OpenAir và gần đây là Bluetooth. Mỗi chuẩn đều mang một số
đặc tính, ưu điểm riêng của nó.
2.1 Các chuẩn IEEE 802.11
2.1.1 Nguồn gốc ra đời của chuẩn IEEE 802.11
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) là tổ chức đi tiên phong
trong lĩnh vực chuẩn hoá mạng cục bộ. Đề án IEEE 802 được triển khai từ những năm
1980 mà kết quả là sự ra đời của chuẩn thuộc họ 802.x. Đây là chuẩn áp dụng riêng cho

mạng cục bộ. Năm 1990, Viện các kỹ sư điện và điện tử IEEE đã thành lập một uỷ ban
để phát triển tiêu chuẩn cho các mạng WLAN hoạt động ở tốc độ từ 1 đến 2 Mbps. Quá
trình phát triển chuẩn IEEE 802.11 đã bị ảnh hưởng mạnh bởi các sản phẩm của mạng
WLAN có mặt trên thị trường. Vì vậy, mặc dù cần khá nhiều thời gian để hoàn thiện các
tiêu chuẩn (do có khá nhiều đề xuất mang nặng tính cạnh tranh từ phía các nhà cung cấp
thiết bị), nó vẫn là tiêu chuẩn phổ biến nhất cho đến nay.
Họ tiêu chuẩn 802.11 do IEEE phát triển định nghĩa giao diện vô tuyến giữa trạm
vô tuyến và trạm gốc hay giữa hai trạm vô tuyến với nhau. Chuẩn đầu tiên mà IEEE cho
ra đời là IEEE 802.11 vào năm 1997. Tốc độ đạt được là 2Mbps sử dụng phương pháp
trải phổ trong băng tần ISM không quản lý (băng tần dành cho công nghiệp, khoa học và
y học). Họ tiêu chuẩn 802.11 có nhiều phần mở rộng trong đó ba tiêu chuẩn IEEE
802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g là quan trọng nhất, và mới đây nhất là sự ra đời
của chuẩn IEEE 802.11i và IEEE 802.11n.
2.1.2 IEEE 802.11b
Được đưa vào năm 1999, tiêu chuẩn IEEE 802.11b hay Wi- fi, là phần mở rộng
của tiêu chuẩn 802.11. Chuẩn này cung cấp việc truyền dữ liệu trong dải tần 2.4 Ghz ,
với các tốc độ 1- 2 Mbps
IEEE 802.11b sử dụng phương pháp trải phổ trực tiếp DSSS. Tiêu chuẩn 802.11b
được xây dựng ở 2 lớp dưới cùng của mô hình OSI: PHY và lớp con MAC thuộc lớp
liên kết dữ liệu.
Để tăng tốc độ truyền lên cho chuẩn 802.11b, vào năm 1998, Lucent và Harris đề
xuất cho IEEE một chuẩn được gọi là Complementary Code Keying(CCK). CCK sử
dụng một tập 64 từ các mã 8 bit, do đó 6 bit có thể được đại diện bởi bất kỳ từ mã nào.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
13
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Vì là một tập hợp những từ mã này có các đặc tính toán học duy nhất cho phép chúng
được bên nhận nhận ra một cách chính xác với các kỹ thuật khác, ngay cả khi có sự hiện
diện của nhiễu.
Với tốc độ 5.5 Mbps sử dụng CCK để mã hoá 4 bit mỗi sóng mang, và với tốc độ

11 Mbps mã hoá 8 bit mỗi sóng mang. Cả hai tốc độ đều sử dụng QPSK làm kỹ thuật
điều chế và tín hiệu ở 1.375 MSps. Vì FCC điều chỉnh năng lượng đầu ra thành 1 watt
Effective Isotropic Radiated Power(EIRP). Do đó với những thiết bị 802.11, khi di
chuyển ra khỏi sóng radio, radio có thể thích nghi và sử dụng kỹ thuật mã hoá ít phức
tạp hơn để gửi dữ liệu và kết quả là tốc độ chậm hơn.
Một trong những nhược điểm của IEEE 802.11b là băng tần dễ bị nghẽn và hệ
thống dễ bị nhiễu bởi các hệ thống mạng khác, lò vi ba, các loại điện thoại hoạt động ở
tần số 2.4 GHz và các mạng Bluetooth. Đồng thời IEEE 802.11b cũng có những hạn chế
như: thiếu khả năng kết nối giữa các thiết bị truyền giọng nói, không cung cấp dịch vụ
QoS (Quality of Service) cho các phương tiện truyền thông.
Mặc dù vẫn còn một vài hạn chế và nhược điểm nhưng chuẩn 802.11b (thường gọi
là Wifi) là chuẩn thông dụng, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay với số lượng lớn các
nhà cung cấp cho các đối tượng khách hàng là các doanh nghiệp, gia đình hay các văn
phòng nhỏ.
Hình 2.1: Các lựa chọn chuẩn IEEE 802.11b
IEEE 802.11b+: TI (Texas Instruments) đã phát triển một kỹ thuật điều chế gọi là
PBCC (Packet Binary Convolutional Code) mà nó có thể cung cấp các tốc độ tín hiệu ở
22Mbps và 33Mbps. TI sản xuất các chipset dựa trên 802.11b còn hỗ trợ PBCC
22Mbps.Các sản phẩm kết hợp các chipset này được biết như là các thiết bị 802.11b+.
Chúng hoàn toàn tương thích với 802.11b, và khi giao tiếp với nhau có thể đạt được tốc
độ tín hiệu 22Mbps. Một sự tăng cường mà TI có thể được sử dụng giữa các thiết bị
802.11b+ là chế độ 4x, nó sử dụng kích thước gói tin tối đa lớn hơn (4000 byte) để giảm
chồng lấp và tăng thông lượng.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
14
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
2.1.3 IEEE 802.11a
Chuẩn 802.11b sử dụng kỹ thuật mã hoá dựa trên DSSS, một kỹ thuật được phát
triển bởi quân đội. Không giống 802.11b, 802.11a được thiết kế để hoạt động ở băng tần
5 GHz Unlicensed National Information Infrastructure (UNII). Không giống như băng

tần ISM (khoảng 83 MHz trong phổ 2.4 GHz), 802.11a sử dụng gấp 4 lần băng tần ISM
vì UNII sử dụng phổ không nhiễu 300MHz.
Hình 2.2: Dải tần 5 GHz
Ích lợi đầu tiên của 802.11a so với 802.11b là chuẩn hoạt động ở phổ 5.4 GHz,
cho phép nó có hiệu suất tốt hơn vì có tần số cao hơn.
Ích lợi thứ hai dựa trên kỹ thụât mã hoá sử dụng bởi 802.11a. 802.11a sử dụng một
phương thức mã hoá được gọi là coded orthogonal FDM(COFDM hay OFDM). Mỗi
kênh phụ trong sự thực thi COFDM có độ rộng khoảng 300 kHz. COFDM hoạt động
bằng cách chia nhỏ kênh truyền dữ liệu tốc độ cao thành nhiều kênh truyền phụ có tốc
độ thấp hơn, và sau đó sẽ được truyền song song. Mỗi kênh truyền tốc độ cao có độ
rộng là 20MHz và được chia nhỏ thành 52 kênh phụ, mỗi cái có độ rộng khoảng 300
kHz.
COFDM sử dụng 48 kênh phụ cho việc truyền dữ liệu, và 4 kênh còn lại được sử
dụng cho sửa lỗi. COFDM có tốc độ truyền cao hơn và có khả năng phục hồi lỗi tốt
hơn, nhờ vào kỹ thuật mã hoá và sửa lỗi của nó. Mỗi kênh phụ có độ rộng khoảng 300
kHz. Để mã hoá 125 kbps thì BPSK được sử dụng cho tốc độ khoảng 6000 kbps. Sử
dụng QPSK thì có khả năng mã hoá l6n tới 250 kbps mỗi kênh, cho tốc độ khoảng
12Mbps. Bằng cách sử dụng QAM 16 mức mã hoá 4bit/Hertz, và đạt được tốc độ 24
Mbps. Tốc độ 54 Mbps đạt được bằng cách sử dụng 64 QAM, cho phép từ 8-10 bit cho
mỗi vòng, và tổng cộng lên đến 1.125 Mbps cho mỗi kênh 300 kHz. Với 48 kênh cho
tốc độ 54 Mbps, tuy nhiên, tốc độ tối đa theo lý thuyết của COFDM là 108 Mbps.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
15
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Tất cả các băng tần dùng cho Wireless LAN là không cần đăng ký, vì thế nó dễ dàng dẫn
đến sự xung đột và nhiễu. Để tránh sự xung đột này, cả 802.11a và 802.11b đều có sự điều
chỉnh để giảm các mức của tốc độ truyền dữ liệu. Trong khi 802.11b có các tốc độ truyền dữ
liệu là 5.5, 2 và 1 Mbps thì 802.11a có bảy mức (48, 36, 24, 18, 12, 9, và 6 )..
2.1.4 IEEE 802.11g
Chuẩn IEEE 802.11g là một chuẩn mới, được khởi thảo từ năm 2001 nhưng mãi

đến năm 2003 mới hoàn thành. Mặc dù chuẩn 802.11a có tốc độ nhanh (54 Mbps), hoạt
động tại băng tần cao (5 GHz ) nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là không tương thích
với chuẩn 802.11b. Vì thế sẽ không thể thay thế hệ thống đang dùng 802.11b mà không
phải tốn kém quá nhiều. IEEE đã cho ra đời chuẩn 802.11g nhằm cải tiến 802.11b về tốc
độ truyền cũng như băng thông. 802.11g có hai đặc tính chính sau đây:
Sử dụng kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), để có
thể cung cấp các dịch vụ có tốc độ lên tới 54Mbps. Trước đây, FCC (Federal
Communication Commission- USA) có cấm sử dụng OFDM tại 2,4GHz. Nhưng hiện
nay FCC đã cho phép sử dụng OFDM tại cả hai băng tần 2.4GHz và 5GHz.
Tương thích với các hệ thống 802.11b tồn tại trước. Do đó, 802.11g cũng có hỗ trợ
CCK và thiết bị 802.11g cũng có thể giao tiếp với thiết bị 802.11b có sẵn
Một thuận lợi rõ ràng của 802.11g là tương thích với 802.11b (được sử dụng rất
rộng rãi ) và có được tốc độ truyền cao như 802.11a . Tuy nhiên số kênh tối đa mà
802.11g được sử dụng vẫn là 3 như 802.11b. Bên cạnh đó, do hoạt động ở tần số 2,4
GHz như 802.11b, hệ thống sử dụng 802.11g cũng dễ bị nhiễu như 802.11b.
IEEE 802.11g+: được cải tiến từ chuẩn 802.11g, hoàn toàn tương thích với
802.11a và 802.11b, được phát triển bởi TI. Khi các thiết bị 802.11g+ hoạt động với
nhau thì thông lượng đạt được có thể lên đến 100Mbps.
Tầm hoạt động trung bình của các chuẩn có thể đạt đến 90 mét, tùy theo tiêu
chuẩn, tốc độ và điều kiện môi trường làm việc.
Bảng1: Bảng tóm tắt thông số các chuẩn 802.11 thông dụng
Chuẩn WiFi
Tần
số (GHz)
Tốc độ
(Mbps)
Khoảng cách (m)
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
16
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội

IEEE 802.11a 5 54
12m: 54Mb/s
90m: 6Mb/s
EEE 802.11b 2.4 11
30m: 11Mb/s
90m: 1Mb/s
IEEE 802.11g 2.4 54
15m: 54Mb/s
45m: 11Mb/s
2.1.5 IEEE 802.11i
Nó là chuẩn bổ sung cho các chuẩn 802.11a, 802.11b, 802.11g về vấn đề bảo mật.
Nó mô tả cách mã hóa dữ liệu truyền giữa các hệ thống sử dụng các chuẩn này. 802.11i
định nghĩa một phương thức mã hoá mạnh mẽ gồm Temporal Key Integrity Protocol
(TKIP) và Advanced Encryption Standard (AES).
2.1.6 IEEE 802.11n
Một chuẩn Wi-Fi mới đang được Liên minh WWiSE đưa ra xin phê chuẩn (dự
kiến vào năm 2008), với mục tiêu đưa kết nối không dây băng thông rộng lên một tầm
cao mới. Công nghệ này hứa hẹn sẽ đẩy mạnh đáng kể tốc độ của các mạng cục bộ
không dây (WLAN).
Liên minh WWiSE (WorldWide Spectrum Efficiency), bao gồm các công ty:
Airgo Networks, Bermai, Broadcom, Conexant Systems, STMicroelectronics và Texas
Instruments, cho biết công nghệ Wi-Fi mới đang được nhóm thảo luận 802.11n của
Viện Kỹ thuật Điện và Điện tử (IEEE) xem xét. Đây là bộ phận giám sát một chuẩn Wi-
Fi thế hệ kế tiếp có khả năng duy trì tốc độ trao đổi dữ liệu không dây vượt mức
100Mbps.
Chuẩn Wi- Fi đề xuất dựa trên công nghệ MIMO- OFDM ( multiple input,
multiple output- orthogonal frequency division multiplexing), cung cấp tốc độ cao hơn
bằng cách sử dụng hai anten ở mỗi đầu của tín hiệu (một để truyền, một để nhận), thay
vì một anten ở mỗi đầu như hiện nay.
Công nghệ MIMO sẽ là thành phần cốt yếu của chuẩn 802.11n, cung cấp phạm vi

phủ sóng WLAN ổn định hơn với tỷ lệ truyền dữ liệu siêu nhanh. Nó sẽ cho phép người
dùng thực hiện nhiều công việc hơn với Wi- Fi, đặc biệt trong các ứng dụng đa phương
tiện.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
17
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
WWiSE cho biết công nghệ mới có thể đạt tỷ lệ truyền tối đa lên đến 135Mbps
trong cấu hình tối thiểu 2 nối 2 (two- by- two), và tỷ lệ này có thể lên tới 540Mbps qua 1
cấu trúc MIMO 4 nối 4 (four- by- four) và độ rộng kênh truyền 40MHz.
2.1.7 Cấu trúc cơ bản của WLAN IEEE 802.11
Một mạng WLAN 802.11 thông thường gồm bốn thành phần chính: Hệ thống
phân phối (DS), Điểm truy nhập (AP), Môi trường vô tuyến (WM) và Các trạm STA
: Hình.2.3: Các thành phần vật lý cơ bản của WLAN
2.1.7.1 Hệ thống phân phối (Distribution System)
Thành phần kiến trúc dùng để kết nối các nhóm dịch vụ với nhau và tích hợp với
các mạng LAN để tạo thành một mạng mở rộng được gọi là Hệ thống phân phối DS.
Hay nói cách khác, DS sử dụng để kết nối các BSS với nhau, để điều phối thông tin đến
các trạm đích.
Một DS cho phép hỗ trợ các thiết bị di động bằng cách cung cấp các dịch vụ logic
cần thiết giám sát địa chỉ để chuyển đổi đích và tích hợp nhiều BSS. Dữ liệu di chuyển
giữa một BSS và DS qua một AP. Các địa chỉ được AP sử dụng để trao đổi thông tin
trên môi trường vô tuyến WM và trên môi trường hệ thống phân phối DSM không nhất
thiết phải giống nhau.
WLAN phân tích một cách logic môi trường vô tuyến với môi trường hệ thống
phân phối. Mỗi môi trường logic khác nhau được sử dụng cho mỗi mục đích khác nhau
bởi một thành phần kiến trúc khác nhau.
Trong thực tế, hệ thống phân phối được xem như sự kết hợp giữa cầu nối (bridge)
và môi trường hệ thống phân phối. Nó là các mạng xương sống (backbone), sử dụng để
chuyển các gói tin giữa các điểm truy nhập.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT

18
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
2.1.7.2 Điểm truy nhập (Access Points)
Thiết bị gọi là điểm truy nhập đóng vai trò như là cầu nối giữa mạng WLAN với
trường bên ngoài. Chức năng chính của điểm truy nhập là mở rộng mạng (mở rộng một
vùng phủ sóng vô tuyến). Các điểm truy nhập bổ sung có thể được triển khai trong một
toà nhà hay khuôn viên trường đại học nhằm tạo ra các vùng truy nhập vô tuyến rộng
lớn.
Điểm truy nhập hỗ trợ khả năng truy nhập tới hệ thống phân phối bằng cách cung
cấp các dịch vụ bổ sung để nó hoạt động như một trạm cơ sở. Ngoài ra điểm truy nhập
cũng đóng vai trò phân bố trong các cấu hình mạng không ngang hàng.
2.1.7.3 Môi trường vô tuyến (Wireless Medium)
Là môi trường truyền các sóng điện từ mang thông tin từ trạm này đến trạm khác.
Đây chính là môi trường không khí.
2.1.7.4 Các trạm (Station)
Các mạng WLAN được thiết kế và xây dựng nhằm mục đích kết nối các trạm với
nhau. Trạm có thể là những thiết bị như máy tính, điện thoại cầm tay hay bất cứ thiết bị
nào có giao diện vô tuyến.
 Basic service set (BSS)
802.11 định nghĩa BSS như một khối kết cấu cơ bản của mạng WLAN. Hình 2.4
biểu diễn hai BSS, mỗi BSS có hai trạm.
`
`
`
`
STA1
STA2
STA3
STA4
BSS1

BSS2
Hình 2.4: Cấu trúc cơ bản của WLAN
BSS chỉ gồm một nhóm các trạm không dây truyền thông với nhau trong một
phạm vi giới hạn, được xác định bởi các đặc tính của môi trường truyền. Khi một trạm
nằm trong vùng phục vụ, nó có thể liên lạc với tất cả các thành phần khác trong BSS.
Nếu một trạm di chuyển ra ngoài BSS của nó, nó sẽ không liên lạc trực tiếp được với
các thành viên khác của BSS.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
19
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
2.1.8 Mô hình của WLAN IEEE 802.11
Hai mô hình cơ bản sử dụng cho WLAN là mạng Ad- hoc và mạng cơ sở hạ tầng
(Infrastructure). Hai mô hình này có sự khác biệt nhau rõ ràng về giới hạn không gian sử
dụng, cách quản lý mạng, kiến trúc mạng.
2.1.8.1 Ad- hoc hay còn gọi là IBSS (Independent Basic Service Set)
Ad- hoc là mô hình mạng mà trong đó chỉ bao gồm các máy trạm, không có
Access Point. Mỗi thiết bị kết nối trực tiếp với các thiết bị khác trong mạng, các nút di
động trao đổi thông tin trực tiếp với nhau thông qua các bộ biến đổi vô tuyến..Về cơ
bản, hai máy tính được trang bị thêm Card adapter vô tuyến có thể hình thành một mạng
độc lập khi chúng ở trong dải tần của nhau. Mô hình này rất thích hợp cho việc kết nối
một nhóm nhỏ các thiết bị và không cần phải giao tiếp với các hệ thống mạng khác, như
trong các hội nghị thương mại hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời. Các mạng hình
thành theo nhu cầu như vậy không cần thiết phải quản lý hay thiết lập cấu hình từ trước.
Nút di động có thể truy cập vào các tài nguyên của các máy khác mà không phải qua
một máy chủ trung tâm. Tuy nhiên chúng có thể có những nhược điểm về vùng phủ
sóng bị giới hạn, mọi người sử dụng đều nghe được lẫn nhau.
Hình 2.5: Mô hình Ad- hoc
2.1.8.2 Mô hình mạng cơ sở hạ tầng (Infrastructure Basic Service Set)
Infrastructure BSS là một mô hình mở rộng của một mạng WLAN đã có bằng cách
sử dụng điểm truy cập Access Point, các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp với

nhau mà giao tiếp với các điểm truy nhập. Điểm truy cập AP đóng vai trò vừa là cầu nối
của mạng WLAN với các mạng khác vừa là trung tâm điều khiển sự trao đổi thông tin
trong mạng. Điểm truy cập giúp truyền và nhận dữ liệu giữa các thiết bị trong một vùng
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
20
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
lớn hơn. Phạm vi và số thiết bị sử dụng trong mạng cơ sở hạ tầng tuỳ thuộc vào chuẩn
sử dụng và sản phẩm của các nhà sản xuất. Trong mô hình mạng cơ sở hạ tầng có thể có
nhiều AP để tạo ra một mạng hoạt động trên phạm vi rộng hay chỉ có duy nhất một
Access Point cho một phạm vi nhỏ như trong một căn nhà, một toà nhà. Mạng cơ sở hạ
tầng có hai lợi thế chính so với mạng độc lập IBSS:
• Infrastructure được thiết lập phụ thuộc vào tầm hoạt động của AP. Vì vậy, muốn
thiết lập WLAN tất cả các thiết bị di động bắt buộc phải nằm trong vùng phủ sóng của
AP và mọi công việc giao tiếp mạng đều phải thông qua AP. Ngược lại, kết nối trực tiếp
IBSS trong mạng ad- hoc giúp hạn chế thông tin truyền và nhận của mạng nhưng chi phí
lại gia tăng ở tầng vật lý bởi vì tất các thiết bị đều luôn luôn phải duy trì kết nối với tất
cả các thiết bị khác trong vùng dịch vụ.
• Trong mạng cơ sở hạ tầng , AP còn cho phép các station chuyển sang chế độ tiết
kiệm năng lượng. Các AP được thông báo khi một station chuyển sang chế độ tiết kiệm
năng lượng và tạo frame đệm cho chúng. Các thiết bị chú trọng sử dụng năng lượng
(Battery- operated) có thể chuyển bộ thu phát tín hiệu của mình sang chế độ nghỉ và khi
hoạt động lại sẽ nhận được tín hiệu được khôi phục từ các frame đệm lưu trong AP.
Hình 2.6: Mô hình mạng cơ sở hạ tầng Infratructure
Các cell có thể chồng lấn lên nhau khoảng 10-15 % cho phép các trạm di động có
thể di chuyển mà không bị mất kết nối vô tuyến và cung cấp vùng phủ sóng với chi phí
thấp nhất. Các máy trạm sẽ chọn AP tốt nhất để kết nối.
Việc thiết kế WLAN sẽ tương đối đơn giản nếu thông tin về mạng và quản lý cùng
nằm trong một vùng. Một điểm truy nhập nằm ở trung tâm có thể điều khiển và phân
phối truy nhập cho các nút tranh chấp, cung cấp truy nhập phù hợp với mạng đường
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT

21
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
trục, ấn định các địa chỉ và các mức ưu tiên, giám sát lưu lượng mạng, quản lý chuyển
đi các gói và duy trì theo dõi cấu hình mạng. Tuy nhiên giao thức đa truy nhập tập trung
không cho phép các nút di động truyền trực tiếp tới nút khác nằm trong cùng vùng với
điểm truy nhập như trong mô hình mạng Ah- hoc. Trong trường hợp này, mỗi gói sẽ
phải được phát đi 2 lần (từ nút phát gốc và sau đó là điểm truy nhập) trước khi nó tới
nút đích, quá trình này sẽ làm giảm hiệu quả truyền dẫn và tăng trễ truyền dẫn. Tuy
nhiên các hệ thống như vậy thường cung cấp các thông lượng dữ liệu cao hơn, vùng phủ
sóng rộng hơn và có thể phục vụ các lưu lượng video, thoại với thời gian thực. Ngoài ra
một điểm truy nhập nằm ở vị trí thích hợp có thể giảm tối thiểu được công suất phát và
giải quyết được các vấn đề của nút ẩn một cách hiệu quả. Vì WLAN sử dụng các giao
thức đa truy nhập cảm nhận sóng mang CSMA/CA nên có thể các nút trong mạng cơ sở
yêu cầu chỉ truyền gói tới điểm truy nhập. Sau đó điểm truy nhập sẽ chuyển tiếp các gói
tới đúng địa chỉ đích.
2.1.8.3 Mô hình mạng mở rộng ESS (Extended Service Set)
Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới một phạm vi bất kỳ thông qua ESS.
Một ESS là một tập hợp của các Infrastructure BSS nơi mà các Access Point giao tiếp
với nhau để chuyển lưu lượng từ một BSS tới một BSS khác để làm cho việc di chuyển
dễ dàng của các trạm giữa các BSS
Access Point thực hiện việc giao tiếp thông qua hệ thống phân phối. Hệ thống
phân phối là một lớp mỏng trong mỗi Access Point mà nó xác định đích đến cho lưu
lượng được nhận từ một BSS. Hệ thống phân phối xác định lưu lượng nên được tiếp
sóng trở lại một đích đến trong cùng một BSS, chuyển tiếp trên hệ thống phân phối tới
một Access Point khác, hoặc gửi tới mạng có dây tới đích đến không nằm trong ESS.
Các thông tin nhận bởi Access Point từ hệ thống phân phối được truyền tới BSS để
được nhận bởi trạm đích.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
22
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội

Hình 2.7: Mô hình ESS
Ví dụ về mô hình hoàn chỉnh:

Hình 2.8: Mạng WLAN hoàn chỉnh tổng quát
2.1.9 Mô hình tham chiếu WLAN IEEE 802.11
Hệ thống bao gồm hai phần chính:
 Lớp MAC của lớp liên kết dữ liệu
 Lớp vật lý PHY
Những lớp này tương ứng với các lớp thấp nhất trong mô hình tham chiếu cơ bản
OSI.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
23
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Lớp liên kết
dữ liệu
Lớp vật lý
Phân lớp MAC
Phân lớp hàm hội tụ lớp vật
lý PLCP
Phân lớp phụ thuộc lớp vật lý
PMD
Quản lý
trạm
Quản lý
phân lớp
MAC
Quản lý
phân lớp
vật lý
PHY

Hình 2.9: Mô hình tham chiếu cơ sở IEEE 802.11
2.1.9.1 Phân lớp vật lý PHY
Lớp vật lý của IEEE 802.11 tương ứng hoàn toàn với lớp vật lý trong mô hình OSI
chuẩn. Lớp vật lý cung cấp sự kết nối cho phép truyền các khung dữ liệu MAC từ trạm
này đến trạm khác qua môi trường truyền. Lớp vật lý PHY được chia thành 2 phân lớp
và thực thể chức năng quản lý lớp vật lý:
- PMD (Physical Medium Depentdant): Phân lớp phụ thuộc môi trường vật lý.
Xử lý các thuộc tính của môi trường vô tuyến (tức là các phương pháp trải phổ) và
xác định cách phát và thu dữ liệu thông qua môi trường (ví dụ như điều chế và mã hoá).
- PLCP (Physical Layer Covergence Procedure): Phân lớp hội tụ lớp vật lý.
Xác định phương pháp chuyển đổi các đơn vị dữ liệu giao thức phân lớp MAC vào
một khuôn dạng gói thích hợp cho phân lớp PMD. Nó cũng có thể thực hiện cảm biến
sóng mang (ấn định kênh) cho phân lớp MAC.
+ PLME: Chức năng quản lý lớp vật lý.
Thực hiện quản lý các chức năng lớp vật lý kết hợp với các thực thể quản lý MAC
Tóm lại PHY cung cấp ba chức năng:
Đầu tiên, PHY cung cấp một giao diện để trao đổi các frame với lớp MAC ở trên
cho việc truyền và nhận dữ liệu.
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
24
Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐH Công Nghệ_ ĐHQG Hà Nội
Thứ hai, PHY sử dụng điều chế sóng mang tín hiệu và phổ trải rộng để truyền các
frame dữ liệu qua môi trường vô tuyến.
Thứ ba, PHY cung cấp một dấu hiệu cảm ứng sóng mang trở lại MAC để kiểm tra
hoạt động trên môi trường.
802.11 cung cấp ba định nghĩa PHY khác nhau: cả FHSS và DSSS hỗ trợ tốc độ
dữ liệu 1 Mbps và 2 Mbps. Một sự mở rộng của kiến trúc 802.11 (802.11a) định nghĩa
các kỹ thuật đa thành phần có thể đạt được tốc độ dữ liệu tới 54 Mbps. Một sự mở rộng
khác (802.11b) định nghĩa tốc độ dữ liệu 11 Mbps và 5.5 Mbps tận dụng một sự mở
rộng tới DSSS được gọi là High Rate DSSS (HR/DSSS). 802.11b còn định nghĩa một

kỹ thuật thay đổi tốc độ mà từ mạng 11 Mbps xuống còn 5.5 Mbps, 2 Mbps, hoặc 1
Mbps dưới các điều kiện nhiễu hoặc để hoạt đông với các lớp PHY 802.11 thừa kế.
Khác với các mạng có dây truyền thống, mạng không dây truyền dữ liệu thông qua
môi trường mạng qua hình thức phát xạ sóng điện từ trường. Yêu cầu chung là vùng phủ
sóng phải rộng, đủ đáp ứng được các nhu cầu của người sử dụng. Hai loại môi trường
được sử dụng rộng rãi nhất cho các ứng dụng vùng cục bộ là sóng hồng ngoại và sóng
vô tuyến. Hầu hết các máy tính cá nhân hiện nay đều có cổng hồng ngoại cho phép kết
nối nhanh tới máy in và các thiết bị ngoại vi khác.
Tuy nhiên sóng hồng ngoại có một số hạn chế, nó sẽ dễ bị cản trở bởi tường ngăn
hoặc vật cản. Còn sóng vô tuyến lại có thể xâm nhập qua hầu hết các vật chướng ngại
trong phòng và cho vùng bao phủ rộng. Do đó, hầu hết các sản phẩm 802.11 trên thị
trường hiện nay đều sử dụng sóng vô tuyến để truyền phát thông tin.
2.1.9.2 Phân lớp điều khiển truy nhập môi trường MAC
Đặc trưng nhất của IEEE 802.11 chính là lớp con MAC. Lớp con MAC quy định
các phương thức truy nhập kênh, truyền khung dữ liệu và tương tác với môi trường
mạng bên ngoài. Giống như Ethernet, 802.11 sử dụng phương thức đa truy cập cảm
nhận sóng mang để điều khiển việc truy nhập môi trường truyền. Tuy nhiên, do sự phức
tạp của môi trường vô tuyến nên giao thức của nó cũng phức tạp hơn.
2.1.9.2.1 Chức năng lớp con MAC
Kiến trúc của lớp con MAC trong tiêu chuẩn IEEE 802.11 bao gồm hai chức năng
phối hợp cơ bản (Hình 2.9):
- Chức năng phối hợp phân bố DCF (Distribution Coordiration Funtion).
Nguyễn Thị Huyền_ K49Đ- HTVT
25