Luận văn Nghiên cứu và phát triển ứng dụng trên mạng không dây

KH OA C NT T – Đ H KH TN TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KHOA HOÏC TÖÏ NHIEÂN KHOA COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ PHAÀN MEÀM SINH VIEÂN THÖÏC HIEÄN ƒ ÑAËNG BÌNH PHÖÔNG 0012078 ƒ HUYØNH SANG 0012083 NGHIEÂN CÖÙU VAØ PHAÙT TRIEÅN ÖÙNG DUÏNG TREÂN MAÏNG KHOÂNG DAÂY LUAÄN VAÊN CÖÛ NHAÂN TIN HOÏC Tp.HCM, 2004 KH OA C NT T – Đ H KH TN TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KHOA HOÏC TÖÏ NHIEÂN KHOA COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN BOÄ MOÂN COÂNG NGHEÄ PHAÀN MEÀM SINH VIEÂN THÖÏC HIEÄN ƒ ÑAËNG BÌNH PHÖÔNG 0012078 ƒ HUYØNH SANG 0012083 NGHIEÂN CÖÙU VAØ PHAÙT TRIEÅN ÖÙNG DUÏNG TREÂN MAÏNG KHOÂNG DAÂY GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS. NGUYEÃN TAÁN TRAÀN MINH KHANG GV. TRAÀN MINH TRIEÁT Tp.HCM, 2004 KH OA C NT T – Đ H KH TN LÔØI CAÙM ÔN Chuùng em xin chaân thaønh caùm ôn Khoa Coâng Ngheä Thoâng Tin, tröôøng Ñaïi Hoïc Khoa Hoïc Töï Nhieân TpHCM ñaõ taïo ñieàu kieän toát cho chuùng em thöïc hieän ñeà taøi luaän vaên toát nghieäp naøy. Chuùng em xin chaân thaønh caùm ôn Thaày Nguyeãn Taán Traàn Minh Khang vaø thaày Traàn Minh Trieát ñaõ taän tình höôùng daãn, chæ baûo chuùng em trong suoát thôøi gian thöïc hieän ñeà taøi. Chuùng em xin chaân thaønh caùm ôn quyù Thaày Coâ trong Khoa ñaõ taän tình giaûng daïy, trang bò cho chuùng em nhöõng kieán thöùc quyù baùu trong nhöõng naêm hoïc vöøa qua. Chuùng con xin noùi leân loøng bieát ôn saâu saéc ñoái vôùi OÂng Baø, Cha Meï ñaõ chaêm soùc, nuoâi daïy chuùng con thaønh ngöôøi. Xin chaân thaønh caùm ôn caùc anh chò vaø baïn beø ñaõ uûng hoä, giuùp ñôõ vaø ñoäng vieân chuùng em trong thôøi gian hoïc taäp vaø nghieân cöùu. Maëc duø chuùng em ñaõ coá gaéng hoaøn thaønh luaän vaên trong phaïm vi vaø khaû naêng cho pheùp nhöng chaéc chaén seõ khoâng traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt. Chuùng em kính mong nhaän ñöôïc söï caûm thoâng vaø taän tình chæ baûo cuûa quyù Thaày Coâ vaø caùc baïn. Sinh vieân thöïc hieän, Ñaëng Bình Phöông & Huyønh Sang 07/2004 KH OA C NT T – Đ H KH TN Lời mở đầu Ngày nay, cùng với sự bùng nổ thông tin thì sự phát triển của các phương tiện thông tin liên lạc là một điều tất yếu. Mọi người luôn có nhu cầu cập nhật, trao đổi thông tin ở mọi lúc mọi nơi. Do đó, để đáp ứng các nhu cầu trên, hàng loạt hệ thống mạng đã được ra đời. Đầu tiên là sự xuất hiện của LAN, WAN, sau đó là các mạng không dây như hiện nay. Cùng với sự phát triển của hệ thống mạng di động, mạng không dây thực sự là một bước đột phá trong lĩnh vực truyền thông. Trong những năm qua, bên cạnh việc các thiết bị hỗ trợ liên lạc vô tuyến như PDA, Pocket PC, Smart phone xuất hiện hàng loạt, mạng không dây chính vì vậy mà cũng phát triển không kém. Hàng loạt chuẩn mạng không dây được ra đời, từ các chuẩn thuộc thế hệ 2G, 3G của các điện thoại di động, đến các chuẩn IrDA, OpenAir, BlueTooth, và các chuẩn của Wireless LAN như IEEE 802.11, HiperLAN. Với nhiều lợi thế như dễ kết nối, tính cơ động cao, chí phí giá thành rẻ, cho nên việc nghiên cứu mạng không dây thực sự là điều tất yếu. Đề tài “Nghiên cứu và phát triển ứng dụng trên mạng không dây” được xây dựng nhằm mục tiêu nghiên cứu, thử nghiệm, đánh giá về mạng không dây và đặc biệt là Wireless LAN. Trên cơ sở đó, chúng em xây dựng một số ứng dụng điều khiển thiết bị, truyền thông trên mạng không dây. KH OA C NT T – Đ H KH TN Nội dung luận văn được trình bày thành 2 phần, phần lý thuyết được trình bày trong 2 chương là phần nghiên cứu về mạng không dây và mạng cục bộ không dây, phần ứng dụng bao gồm 3 chương tập trung vào các ứng dụng liên lạc trên Wireless LAN: ƒ Chương 1. Tổng quan về mạng không dây: Giới thiệu chung về các khái niệm và các loại mạng không dây. ƒ Chương 2. Mạng cục bộ không dây: Trình bày các nghiên cứu về mạng cục bộ không dây. Tóm tắt một số chuẩn giao tiếp qua mạng cục bộ không dây quan trọng khác. ƒ Chương 3. Ứng dụng AGRemoteDesktop: bộ chương trình giúp người dùng có thể sử dụng các máy tính để bàn hoặc các máy tính cầm tay có gắn thiết bị mạng không dây và để điều khiển máy tính để bàn. ƒ Chương 4. Ứng dụng AGMessenger: bộ chương trình giúp người dùng có thể sử dụng các máy tính để bàn hoặc các máy tính cầm tay có gắn thiết bị mạng không dây để chat với nhau. ƒ Chương 5. Tổng kết: kết luận và hướng phát triển cho đề tài. KH OA C NT T – Đ H KH TN MỤC LỤC Chương 1 Tổng quan về mạng không dây ................................................................... 1 1.1 Mở đầu ....................................................................................................1 1.1.1 Một số mô hình mạng cơ bản .........................................................1 1.1.2 Tầm quan trọng của hệ thống mạng ...............................................2 1.1.3 Mạng không dây – bước phát triển quan trọng của hệ thống mạng máy tính ......................................................................................................3 1.2 Phân loại mạng không dây ......................................................................4 1.3 Cơ chế truyền thông trong mạng không dây...........................................5 1.4 Mạng cá nhân không dây - WPAN và công nghệ Bluetooth..................5 1.5 Mạng cục bộ không dây – Wireless LAN...............................................8 1.5.1 Giới thiệu: .......................................................................................8 1.5.2 Một số khái niệm cơ bản ................................................................8 1.5.3 Ưu và khuyết điểm .........................................................................9 1.6 Mạng diện rộng WWAN.........................................................................9 1.6.1 Giới thiệu ........................................................................................9 1.6.2 Một số khái niệm cơ bản ..............................................................10 1.6.3 Ưu và khuyết điểm .......................................................................11 Chương 2 Mạng cục bộ không dây-Wireless LAN.................................................... 12 2.1 Tổng quan về Wireless LAN ................................................................12 2.1.1 Giới thiệu chung ...........................................................................12 2.1.2 Các ứng dụng của Wirless LAN...................................................13 2.1.3 Các ưu và khuyết điểm của Wireless LAN ..................................14 2.2 Các chuẩn thông dụng của Wireless LAN............................................15 2.2.1 IEEE 802.11 của Viện kỹ thuật Điện-Điện tử Mỹ .......................16 2.2.2 HiperLAN của Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI) ......20 2.2.3 Các tiêu chuẩn khác......................................................................24 2.2.4 Tóm tắt các tiêu chuẩn thông dụng...............................................26 2.3 Kiến trúc, các đặc điểm kỹ thuật của Wireless LAN IEEE 802.11 ......27 2.3.1 Các khái niệm chính của Wireless LAN ......................................28 2.3.2 Cấu trúc của Wireless LAN..........................................................37 KH OA C NT T – Đ H KH TN 2.3.3 Giới thiệu về băng tần của Wireless LAN....................................42 Chương 3 Ứng dụng “AG Remote Desktop”............................................................. 44 3.1 Giới thiệu...............................................................................................44 3.1.1 Các chức năng của phiên bản "AG Remote Desktop Server"......44 3.1.2 Các chức năng của phiên bản "AG Remote Desktop Client for Desktop" ...................................................................................................45 3.2 Phân tích - Thiết kế ...............................................................................46 3.2.1 Phân hệ “AG Remote Desktop Server”........................................46 3.2.2 Phân hệ “AG Remote Desktop Client for Desktop” và “AG Remote Desktop Client for Pocket PC” ...................................................66 3.3 Cài đặt và thử nghiệm ...........................................................................76 3.3.1 Công cụ và môi trường phát triển ứng dụng.................................76 3.3.2 Mô hình cài đặt .............................................................................77 3.4 Plugin ....................................................................................................78 3.4.1 Giới thiệu ......................................................................................78 3.4.2 Cấu trúc và cách xây dựng một Plugin.........................................78 Chương 4 Ứng dụng “AG Messenger”....................................................................... 79 4.1 Giới thiệu...............................................................................................79 4.1.1 Các chức năng của phiên bản "AG Messenger Server" ...............79 4.1.2 Các chức năng của phân hệ "AG Messenger Client for Desktop" và phiên bản “AG Messenger Client for Pocket PC”...............................80 4.2 Phân tích - Thiết kế ...............................................................................80 4.2.1 Ứng dụng “AG Messenger Server” ..............................................80 4.2.2 Phân hệ “AG Messenger Client for Desktop” và “AG Messenger Client for Pocket PC” ...............................................................................98 4.3 Cài đặt và thử nghiệm .........................................................................114 4.3.1 Công cụ và môi trường phát triển ứng dụng...............................114 4.3.2 Mô hình cài đặt ...........................................................................115 Chương 5 ỨNG DỤNG “AG VNC VIEWER”........................................................ 116 5.1 Mở đầu ................................................................................................116 KH OA C NT T – Đ H KH TN 5.2 Một số vấn đề về tính an toàn và bảo mật trong liên lạc của hệ thống wireless LAN.........................................................................................................116 5.2.1 Một số vấn đề về bảo mật thông tin trong hệ thống RealVNC ..117 5.3 Giải pháp đề nghị cho việc bảo đảm an toàn cho hệ thống VNC trên WirelessLAN.........................................................................................................119 5.3.1 Đăng nhập vào hệ thống VNC Server ........................................119 5.3.2 Thiết lập khóa bí mật ngẫu nhiên cho phiên làm việc................120 5.3.3 Trao đổi thông tin đã được mã hóa.............................................120 5.4 Giao thức liên lạc RFB- các thông điệp của giao thức .......................121 5.4.1 Các thông điệp khởi động:..........................................................121 5.4.2 Những thông điệp từ Client đến Server......................................123 5.4.3 Các thông điệp từ Server đến Client...........................................126 5.5 Phân tích-Thiểt kế ...............................................................................128 5.5.1 Các hoạt động bảo mật chính .....................................................128 5.5.2 Các thiết kế xử lý chính..............................................................129 5.5.3 Thiết kế giao diện .......................................................................131 Chương 6 Tổng kết..................................................................................................... 134 6.1 Kết luận ...............................................................................................134 6.2 Hướng phát triển .................................................................................134 Phuï luïc A - Các từ viết tắt............................................................................................ 136 Phuï luïc B - Tình hình sử dụng Wireless LAN trên thế giới và tại Việt Nam.......... 142 Phuï luïc C - Cấu trúc và cách xây dựng Plugin .......................................................... 150 KH OA C NT T – Đ H KH TN DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1-1:Mô hình chung của các mạng không dây cơ bản................................................................ 2 Hình 1-2:Mô hình ứng dụng Bluetooth.............................................................................................. 6 Hình 1-3: Microsoft đã hỗ trợ các API lập trình Bluetooth trong Platform SDK .............................. 7 Hình 1-4:Một ví dụ về WWAN ....................................................................................................... 10 Hình 2-1:Mô hình Wireless LAN .................................................................................................... 29 Hình 2-2: Vùng phục vụ độc lập- Mạng Ad-hoc ............................................................................. 30 Hình 2-3:Mạng cơ sở hạ tầng........................................................................................................... 31 Hình 2-4:Basic Service Set .............................................................................................................. 33 Hình 2-5:Extended Service Set ........................................................................................................ 35 Hình 2-6:Một ví dụ kết hợp Wireless LAN với mạng LAN ............................................................ 36 Hình 2-7:Mối quan hệ giữa các lớp của LAN và mô hình OSI ....................................................... 37 Hình 2-8:Mô tả mối quan hệ giữa các thực thể quản lý ................................................................... 38 Hình 3-1:Lược đồ chính của mô hình Use-Case.............................................................................. 46 Hình 3-2: Màn hình giới thiệu ......................................................................................................... 56 Hình 3-3:Màn hình chính................................................................................................................. 57 Hình 3-4:Màn hình điều chỉnh tuỳ chọn .......................................................................................... 58 Hình 3-5:Màn hình thêm Plugin bước 1 .......................................................................................... 59 Hình 3-6: Màn hình thêm Plugin khi chọn Help.............................................................................. 60 Hình 3-7:Màn hình thêm Plugin bước 2 .......................................................................................... 61 Hình 3-8:Màn hình cập nhật Plugin ................................................................................................. 62 Hình 3-9:Sequence Diagram thay đổi tùy chọn ............................................................................... 63 Hình 3-10: Sequence Diagram của Thêm Plugin............................................................................. 64 Hình 3-11: Sequence Diagram cập nhật Plugin ............................................................................... 65 Hình 3-12: Lược đồ chính của mô hình Use-Case........................................................................... 66 Hình 3-13: Màn hình giới thiệu ....................................................................................................... 71 Hình 3-14: Màn hình kết nối Server ................................................................................................ 71 Hình 3-15: Màn hình cố gắng kết nối Server ................................................................................... 72 Hình 3-16: Màn hình điều khiển ...................................................................................................... 72 Hình 3-17: Màn hình kết nối Server của PocketPC ......................................................................... 73 Hình 3-18: Màn hình tạm thời chưa kết nối được với Server của PocketPC................................... 74 Hình 3-19: Màn hình điều khiển của PocketPC.............................................................................. 74 Hình 3-20: Sequence Diagram kết nối với Server ........................................................................... 75 Hình 3-21: Sequence Diagram của yêu cầu server thực hiện chức năng ......................................... 76 KH OA C NT T – Đ H KH TN Hình 3-22: Mô hình cài đặt ứng dụng “AGRemoteDesktop” .......................................................... 77 Hình 4-1: Lược đồ chính của mô hình Use-Case............................................................................. 80 Hình 4-2: Màn hình giới thiệu ......................................................................................................... 90 Hình 4-3: Màn hình kết nối.............................................................................................................. 90 Hình 4-4: Màn hình quản lý tài khoản ............................................................................................. 91 Hình 4-5: Màn hình thêm tài khoản ................................................................................................. 91 Hình 4-6: Màn hình cập nhật tài khoản............................................................................................ 92 Hình 4-7: Màn hình chat .................................................................................................................. 92 Hình 4-8: Sequence Diagram khởi động server ............................................................................... 93 Hình 4-9: Sequence Diagram ngừng server ..................................................................................... 94 Hình 4-10: Sequence Diagram thêm tài khoản ................................................................................ 95 Hình 4-11: Sequence Diagram cập nhật tài khoản........................................................................... 96 ình 4-12: Sequence Diagram tán gẫu ............................................................................................ 97 Hình 4-13: Lược đồ chính của mô hình Use-Case........................................................................... 98 Hình 4-14: Màn hình trước khi kết nối với Server........................................................................ 106 Hình 4-15: Màn hình sau khi kết nối với Server........................................................................... 106 Hình 4-16: Màn hình chat của PC.................................................................................................. 107 Hình 4-17: Màn hình giới thiệu của AGMessenger cho Desktop.................................................. 107 Hình 4-18: Màn hình kết nối với Server của Pocket PC................................................................ 108 Hình 4-19: Màn hình tạm thời chưa kết nối được với Sever của Pocket PC ................................. 109 Hình 4-20: Màn hình điều khiển của Pocket PC............................................................................ 109 Hình 4-21: Sequence diagram của kết nối server........................................................................... 110 Hình 4-22: Sequence diagram của đăng kí tài khoản mới ............................................................. 111 Hình 4-23: Sequence diagram của đăng nhập tài khoản ................................................................ 112 Hình 4-24: Sequence diagram đăng xuất ra khỏi tài khoản .......................................................... 113 Hình 4-25: Sequence diagram của tán gẫu.................................................................