Đề tài Nghiên cứu công nghệ mạng không dây WLAN

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn: Thầy giáo, Th.s: Võ Trường Sơn, đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Các thầy, cô khoa Điện- Điện tử, trường Đại học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở 2 đã trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu trong quá trình học tập. Các bạn khoa Điện- Điện tử, đã đồng hành và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT:.................................................................................................................. ………….............................................................................................................................................…...................................................................................................................................................…...............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................…….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………................................................................................................................................................................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................…….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................….............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................……….......................................................................................................................................................……… Tp.HCM, tháng 05 Năm 2009 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT NHẬN XÉT.......................................................................................…........................ ....................................................…...................................................................................................................................................….................................................................................................................................................................................................................................................................................................………............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................………….............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................…………...................................................................................................................................................…............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................………….............................................................................................................................................……….............................................................................................................................. Tp.HCM, tháng 05 Năm 2009 Giáo viên đọc duyệt MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN....................................................................................................1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN...............................................2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT.................................................3 MỤC LỤC..........................................................................................................4 DANH MỤC HÌNH...........................................................................................6 DANH MỤC BẢNG..........................................................................................7 LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................8 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MẠNG LAN........................................................10 1.1 Mạng cục bộ LAN...................................................................................10 1.2 Đặc tính vật lý của mạng LAN................................................................10 1.2.1 Môi trường truyền dẫn.....................................................................10 1.2.2 Các kiểu hình mạng LAN: ..............................................................12 1.3 Các giao thức truyền dẫn ........................................................................16 1.3.1. Giao thức tranh chấp CSMA/CD ..................................................16 1.3.2. Giao thức truyền token...................................................................17 1.4 Các chuẩn của mạng máy tính.................................................................17 1.4.1 Mô hình chuẩn OSI:.........................................................................17 1.4.2 Chuẩn IEEE......................................................................................20 1.5.Các thiết bị kết nối chính của LAN .........................................................21 CHƯƠNG 2. MẠNG CỤC BỘ KHÔNG DÂY................................................24 2.1 Tổng quan về WLAN...............................................................................24 2.1.1 Wireless LAN là gì ?........................................................................24 2.1.2 Sự phát triển của Wireless LAN ......................................................24 2.1.3 Ưu điểm của WLAN so với mạng có dây truyền thống...................24 2.1.4 Các thiết bị cơ bản của hệ thống WLAN .........................................26 2.1.5 Các kỹ thuật sử dụng trong giao diện WLAN..................................28 2.1.6 Cấu trúc và các mô hình của WirelessLAN......................................31 2.1.7 Các giao thức truyền dữ liệu trong WLAN......................................34 2.2 Các chuẩn thông dụng của WLAN...........................................................41 2.2.1 Các chuẩn IEEE 802.11....................................................................43 2.2.2 HiperLAN.........................................................................................50 2.2.3 Các chuẩn khác.................................................................................52 2.2.4 Bảng tóm tắt các chuẩn.....................................................................54 2.3 Ứng dụng của hệ thống WLAN................................................................55 2.3.1 Vai trò truy cập: ...............................................................................55 2.3.2 Mở rộng mạng: ................................................................................56 2.3.3 Kết nối các toà nhà: ........................................................................ 57 2.3.4 Văn phòng nhỏ- Văn phòng gia đình: .............................................59 CHƯƠNG 3: BẢO MẬT MẠNG CỤC BỘ KHÔNG DÂY............................60 3.1 Giới thiệu.................................................................................................60 Một số hình thức tấn công xâm nhập mạng không dây phổ biến.....61 a) Tấn công không qua chứng thực ...........................................................61 b) Tấn công truyền lại................................................................................62 c) Giả mạo AP...........................................................................................62 d) Tấn công dựa trên sự cảm nhận sóng mang lớp vật lý..........................64 e) Giả địa chỉ MAC....................................................................................64 f) Tấn công từ chối dịch vụ........................................................................65 3.2 Các phương pháp bảo mật cho mạng Wireless LAN..............................65 3.2.1 Các phương pháp lọc........................................................................66 3.2.2 Xác thực............................................................................................69 3.2.3 Mã hóa dữ liệu truyền.......................................................................74 Một số sai lầm phổ biến về bảo mật cho mạng LAN không dây......81 CHƯƠNG 4. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG VIỆC THIẾT KẾ, TRIỂN KHAI VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG WLAN...............................................................83 4.1 Phương pháp triển khai lắp đặt Access Point.........................................83 4.1.1 Xem xét trước khi thiết kế ...............................................................84 4.1.2 Triển khai AP ...................................................................................88 4.2 Các vấn đề liên quan khi sử dụng WLAN...............................................90 4.2.1 Nút ẩn................................................................................................91 4.2.2 Theo dõi công suất............................................................................92 4.2.3 Các nguồn nhiễu vô tuyến.................................................................93 4.2.4 Các vật cản lan truyền tín hiệu .........................................................93 4.3 Một số phương pháp nâng cao chất lượng WLAN..................................93 4.3.1 Xây dựng cấu hình đa kênh...............................................................93 4.3.2 Khai thác đa kênh cho WLAN 2,4 GHz, WLAN DSSS 2,4 GHz.... 94 4.3.3 Giảm tốc độ dữ liệu (Fall back).........................................................95 4.3.4 Lọc lưu lượng mạng..........................................................................95 4.3.5 Phủ sóng và chuyển vùng..................................................................95 4.3.6 Cân bằng tải.......................................................................................97 4.3.7 Bảo vệ truy nhập vô tuyến.................................................................98 4.4 Vài nét về các điểm HotSpot....................................................................98 4.5 Khắc phục một số khó khăn khi sử dụng mạng không dây....................100 KẾT LUẬN..............................................................................................................106 BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT..................................................................................107 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................112 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Mô hình mạng Star................................................................................. 13 Hình 1.2: Mô hình mạng Bus........................................................................... 14 Hình 1.3: Mô hình mạng Ring.........................................................................15 Hình 1.4: Mô hình 7 mức OSI.........................................................................18 Hình 2.1: Card mạng không dây sử dụng khe cắm PCI...................................26 Hình 2.2: Access Point.....................................................................................27 Hình 2.3: Cấu trúc cơ bản của WirelessLAN…….........................................32 Hình 2.4: Mô hình Ad hoc.............................................................................. 33 Hình 2.5: Mô hình Infrastructure ...................................................................34 Hình 2.6: Mô hình ESS...................................................................................35 Hình 2.7: IEEE 802.11 và OSI........................................................................42 Hình 2.8: Dải tần 5Ghz....................................................................................45 Hình 2.9: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) ............... 45 Hình 2.10:Hai anten ở mỗi đầu thiết bị giúp chuẩn 802.11n tăng tốc độ không dây lên gấp bốn lần..........................................................................................49 Hình 2.11: Mô hình OSI và HiperLAN........................................................... 51 Hình 2.12: Access Role....................................................................................56 Hình 2.13: Mở rộng mạng................................................................................57 Hình 2.14: Kết nối các toà nhà......................................................…………...57 Hình 2.15: Dịch vụ dặm cuối...........................................................................58 Hình 2.16: Sự di động......................................................................................59 Hình 3.1: Một người lạ truy cập vào mạng ......................................... ……...61 Hình 3.2: Giả mạo AP.....................................................................................63 Hình 3.3: Mô hình bảo mật LAN không dây .................................................66 Hình 3.4: Mô tả quá trình lọc SSID................................................................67 Hình 3.5: Lọc địa chỉ MAC............................................................................68 Hình 3.6: Mô hình chứng thực sử dụng RADIUS Server..............................70 Hình 3.7: Quá trình liên kết và xác thực........................................................71 Hình 3.8: Kiến trúc EAP cơ bản.....................................................................72 Hình:3.9 Cấu trúc khung của bản tin EAP....................................................73 Hình 3.10: Cài đặt mã khóa dùng chung cho WEP.........................................74 Hình 3.11: Mô tả quá trình mã hoá khi truyền đi............................................75 Hình 3.12: Mô tả quá trình giải mã khi nhận về.............................................76 Hình 4.1: Mô hình triển khai Access point.....................................................83 Hình 4.2: Tách kênh................................................................……………...86 Hình 4.3: Quá trình chuyển vùng...................................................................97 Hình 4.4: Mô hình Hotspot.............................................................................99 Hình 4.5: Khắc phục lỗ đen Wifi...................................................................101 Hình 4.6: Loại bỏ lỗ đen Wifi.......................................................................101 Hình 4.7: Tránh lỗi Wifi trong Windows XP...............................................103 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Các lựa chọn chuẩn 802.11b............................................................44 Bảng 2.2: Bảng tóm tắt thông số các chuẩn IEEE 802.11 thông dụng.............47 Bảng 2.3: Các tiêu chuẩn của ETSI HIPERLAN..............................................51 Bảng 2.4: Bảng tóm tắt các chuẩn.....................................................................54 LỜI MỞ ĐẦU Có thể nói thập kỷ vừa qua chính là thập kỷ của CNTT, với sự bùng nổ mạnh mẽ của nghành CNTT. Ngày nay khái niệm về mạng không còn là một khái niệm còn xa lạ với bất kỳ đối tượng nào trong xã hội nữa mà nó đã trở thành một công cụ gần như không thể thiếu của tất cả các nghành nghề, công việc. Song song với sự phát triển đó thì hệ thống mạng cũng luôn được nâng cấp và cải tiến và một trong những đột biến chính là việc đưa hệ thống mạng không dây vào sử dụng và ngày cang phổ biến trong các doanh nghiệp và cá nhân. Chính vì sự tiện lợi của của nó mà mạng không dây đang dần thay thế một số hệ thống mạng đi dây hiện tại. Mạng không dây nói chung và mạng WLAN nói riêng đều bộc lộ nhiều ưu điểm cũng như sự hạn chế. Ưu điểm lớn nhất của mạng WLAN đó là tính linh hoạt, di động. Nó tạo ra sự thoải mái trong việc truyền tải qua các thiết bị hỗ trợ mà không có sự ràng buộc chặt chẽ về khoảng cách và không gian như mạng có dây thông thường. Đồng thời giá thiết bị ngày càng rẻ,