Trial Printing Version.doc

Đồ án tốt nghiệp Đại học

MỤC LỤC

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .......................................................................................................... iv

LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................... viii

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN ..................................................................... ix

1.1 Sự cần thiết của mạng WLAN ............................................................................................... ix

1.2 Quá trình phát triển của mạng WLAN ................................................................................... xi

xi

1.3 Các thành phần của mạng WLAN ......................................................................................... xi

1.3.1 Các card giao diện mạng vô tuyến ............................................................................... xii

1.3.2 Các điểm truy nhập vô tuyến ........................................................................................ xii

1.3.3 Các cầu nối vô tuyến từ xa .......................................................................................... xiii

1.4 Kiến trúc giao thức WLAN ................................................................................................... xiii

1.5 Cấu hình WLAN .................................................................................................................. xiv

1.6 Phân loại mạng WLAN ........................................................................................................ xvi

1.6.1 Các LAN vô tuyến ...................................................................................................... xvii

1.6.1.1 Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS) .................................................................. xvii

1.6.1.2 Trải phổ nhảy tần (FHSS) .......................................................................... xix

1.6.1.3 So sánh các mạng WLAN DSSS và FHSS .................................................. xx

1.6.1.4 Cảm biến sóng mang .................................................................................. xxiii

1.6.2 Các mạng LAN hồng ngoại ....................................................................................... xxiv

1.6.3 Các mạng LAN trực tiếp và khuyếch tán ................................................................... xxv

1.6.4 Các đặc tính của các mạng LAN hồng ngoại ............................................................ xxvi

CHƯƠNG II. CÁC TIÊU CHUẨN CỦA MẠNG WLAN ................................................ xxvii

2.1 Giới thiệu về các tiêu chuẩn .............................................................................................. xxvii

2.2 Tiêu chuẩn IEEE 802.11 .................................................................................................. xxviii

2.2.1 Kiến trúc mạng IEEE 802.11 .................................................................................... xxix

2.2.2 Mô hình tham chiếu IEEE 802.11 cơ sở ..................................................................... xxx

2.3 Lớp vật lý IEEE 802.11 ...................................................................................................... xxxi

2.3.1 Các khuôn dạng gói dữ liệu chung ............................................................................ xxxi

2.3.2 Lớp vật lý DSSS ...................................................................................................... xxxii

2.3.3 Lớp vật lý FHSS ..................................................................................................... xxxiii

2.3.4 Lớp vật lý hồng ngoại .............................................................................................. xxxiv

2.4 Lớp điều khiển truy nhập môi trường IEEE 802.11 ........................................................ xxxvi

2.4.1 Đơn vị dữ liệu giao thức MAC 802.11 tổng quát .................................................. xxxvii

2.4.2 Các khoảng trống liên khung .................................................................................. xxxvii

2.4.3 Chức năng phối hợp phân tán .................................................................................. xxxix

2.4.4 Chức năng phối hợp điểm ............................................................................................ xlv

2.4.5 Kết hợp và tái kết hợp ................................................................................................. xlvi

2.4.6 Nhận thực và bảo mật ................................................................................................ xlvii

2.4.7 Đồng bộ hoá .............................................................................................................. xlviii

2.4.8 Quản lý công suất ..................................................................................................... xlviii

2.4.9 Quá trình phân mảnh gói ............................................................................................ xlix

2.5 Tiêu chuẩn HIPERLAN Type I ................................................................................................. l

2.5.1 Lớp vật lý ........................................................................................................................ li

2.5.2 So sánh các đặc tính kỹ thuật giữa IEEE 802.11 và HIPERLAN ............................... lii

2.5.3 Lớp điều khiển truy nhập môi trường HIPERLAN Type I ........................................ liii

2.5.4 Chuyển tiếp nội bộ ........................................................................................................ lv

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

2.5.5 Nút ẩn ........................................................................................................................... lvi

2.5.6 Chất lượng dịch vụ ...................................................................................................... lvii

2.5.7 Quản lý công suất ........................................................................................................ lvii

2.5.8 An ninh ......................................................................................................................... lvii

2.6 Chuẩn WLIF OpenAir .......................................................................................................... lvii

2.7 Chuẩn HomeRF SWAP ....................................................................................................... lviii

2.7.1 Cấu hình mạng .............................................................................................................. lix

2.7.2 Ứng dụng ....................................................................................................................... lix

2.8 Chuẩn Bluetooth ..................................................................................................................... lix

2.8.1 Tính cần thiết của chuẩn Bluetooth .............................................................................. lx

2.8.2 Các đặc tả kỹ thuật Bluetooth ....................................................................................... lx

2.8.3 Các kiểu kết nối ............................................................................................................ lxi

2.8.4 Nhận thực và bảo mật .................................................................................................. lxii

2.8.5 Tiêu thụ công suất ........................................................................................................ lxii

2.8.6 Sửa lỗi .......................................................................................................................... lxii

2.8.7 Các phát triển trong tương lai ...................................................................................... lxii

2.9 Các chuẩn W3C và WAP ..................................................................................................... lxiii

2.9.1 W3C ............................................................................................................................ lxiii

2.9.2 Diễn đàn WAP-WAP Forum ...................................................................................... lxiii

2.10 Chuẩn kết hợp dữ liệu hồng ngoại ..................................................................................... lxiv

2.11 Tổng kết .............................................................................................................................. lxvi

CHƯƠNG III. CÁC VẤN ĐỀ CỦA MẠNG WLAN ........................................................... lxvi

3.1 Các vấn đề khi triển khai WLAN ........................................................................................ lxvi

3.1.1 Nút ẩn .......................................................................................................................... lxvi

3.1.2 Theo dõi công suất ...................................................................................................... lxix

3.1.3 Các vật cản LAN truyền tín hiệu ................................................................................. lxx

3.1.4 Các nguồn nhiễu vô tuyến ........................................................................................... lxx

3.2 Các phương pháp nâng cao chất lượng WLAN .................................................................. lxxi

3.2.1 Cấu hình đa kênh ........................................................................................................ lxxi

3.2.2 Hoạt động đa kênh đối với các WLAN DSSS 2.4 GHz ........................................... lxxii

3.2.3 Hoạt động đa kênh đối với WLAN FHSS 2.4 GHZ ................................................. lxxii

3.2.4 Lọc lưu lượng mạng ................................................................................................. lxxiii

3.2.5 Giảm tốc độ dữ liệu (Fall back) ............................................................................... lxxiii

3.2.6 Chuyển vùng và chuyển giao .................................................................................... lxxiv

3.2.7 Cân bằng tải ................................................................................................................ lxxv

3.2.8 Đảm bảo truy nhập vô tuyến ...................................................................................... lxxv

3.2.9 Quản lý công suất ....................................................................................................... lxxv

3.3 An ninh mạng WLAN ....................................................................................................... lxxvi

3.3.1 Giới thiệu .................................................................................................................. lxxvi

3.3.2 Các tập giải pháp an ninh mạng cho WLAN .......................................................... lxxvi

3.3.2.1 Mã hoá ...................................................................................................... lxxvii

3.3.2.2 Giao thức WEP ......................................................................................... lxxvii

3.3.2.3 Các tiêu chuẩn mã hoá dữ liệu ................................................................ lxxviii

3.3.2.4 Nhận thực ................................................................................................. lxxix

3.3.2.5 Lớp khe cắm an ninh SSL ......................................................................... lxxix

3.3.2.6 Lọc địa chỉ MAC (hay danh sách điều khiển truy nhập) .......................... lxxix

3.3.2.7 Giao thức nhận thực mở rộng (EAP) ........................................................ lxxix

3.3.2.8 802.1x .......................................................................................................... lxxx

3.3.2.9 Nhận thực .................................................................................................... lxxx

3.3.2.10 Mạng riêng ảo .......................................................................................... lxxxi

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

3.3.3 Các kiểu tấn công an ninh vô tuyến điển hình ......................................................... lxxxi

3.3.3.1 WEP Cracking - bẻ gãy WEP ................................................................... lxxxi

3.3.3.2 Tấn công địa chỉ MAC ............................................................................. lxxxii

3.3.3.3 Các tấn công gây ra bởi một người ở vị trí trung gian ............................ lxxxii

3.3.3.4 Các tấn công dạng từ điển ........................................................................ lxxxii

3.3.3.5 Tấn công phiên ........................................................................................ lxxxiii

3.3.3.6 Từ chối dịch vụ (DoS) ............................................................................ lxxxiii

3.3.3.7 Các giải pháp tương lai ngăn chặn các tấn công vào mạng WLAN ..... lxxxiii

3.3.4 An ninh trong thực tế .............................................................................................. lxxxiv

3.3.4.1 Khu vực nhà ở và văn phòng nhỏ – Yêu cầu an ninh thấp ..................... lxxxiv

3.3.4.2 Văn phòng nhỏ và người dùng ở xa – Yêu cầu an ninh trung bình ......... lxxxv

3.3.4.3 Người sử dụng của các tổ chức/tập đoàn – Yêu cầu an ninh cao ........... lxxxvi

3.3.4.4 An ninh truy nhập công cộng ................................................................. lxxxvii

3.3.5 Các hướng phát triển trong tương lai ................................................................... lxxxviii

3.3.6 Kết luận ................................................................................................................. lxxxviii

3.3.7 Phụ lục: Các công nghệ và các sáng kiến an ninh .................................................. lxxxix

3.3.7.1 Nhận thực ................................................................................................ lxxxix

3.3.7.2 Kiểm tra dư chu trình CRC ..................................................................... lxxxix

3.3.7.3 Chữ ký số/ chứng chỉ số .......................................................................... lxxxix

3.3.7.4 Tường lửa ................................................................................................ lxxxix

3.3.7.5 Kerberos ......................................................................................................... xc

3.3.7.6 Tính toàn vẹn ................................................................................................. xc

3.3.7.7 Chuyển đổi khoá Internet (IKE) .................................................................... xc

3.3.7.8 IPSec ............................................................................................................... xc

3.3.7.9 LEAP ............................................................................................................. xci

3.3.7.10 Điều khiển truy nhập môi trường (MAC) .................................................. xci

3.3.7.11 Giao thức nhận thực mở rộng được bảo vệ (PEAP) .................................. xci

3.3.7.12 Hạ tầng khoá chung (PKI) .......................................................................... xci

3.3.7.13 Dịch vụ người sử dụng quay số nhận thực từ xa (RADIUS) ..................... xci

3.3.7.14 Bộ nhận dạng tập dịch vụ (SSID) ............................................................... xci

3.3.7.15 An ninh lớp truyền tải (TLS) ..................................................................... xcii

3.3.7.16 An ninh lớp truyền tải đường ống (TTLS) ................................................ xcii

KẾT LUẬN ............................................................................................................................... xcii

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... xciii

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Thuật

ngữ

Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

ACK Acknowledgement Xác nhận

ACL Asynchronous connectionless Phi kết nối không đồng bộ

Ad-hoc Ad-hoc network Mạng độc lập

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao số không đối

xứng

AES Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hoá tiên tiến

AP Access Point Điểm truy nhập

AR Association Request Yêu cầu kết hợp

AR Association Response Đáp ứng kết hợp

ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu lặp lại tự động

BSA Basic Service Area Vùng dịch vụ cơ sở

BSS Basis Service Set Bộ dịch vụ cơ sở

BSS Broadcasting Support Service Dịch vụ hỗ trợ quảng bá

BSSID Basis Service Set Identification Nhận dạng BSS

BT Bandwith-Time product Tích số băng thông-thời gian

CA Certificate Authority Quyền chứng nhận

CA Collision Avoidance Tránh xung đột

CCA Clear Channel Assessment Đánh giá kênh rỗi

CD Collision Detection Phát hiện xung đột

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã

CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư chu trình

CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy nhập cảm biến sóng mang

CTS Clear To Send Xoá để phát

DBPSK Differential Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân vi sai

DCF Distributed Coordination Function Chức năng phối hợp phân bố

DCLA Direct Current Level Adjustment Điều chỉnh mức dòng một chiều

DECT Digital Enhanced Cordless Telephone Điện thoại vô tuyến số tiên tiến

DES Data Encryption Standard Chuẩn mã hoá dữ liệu

DFIR Diffused Infrared Hồng ngoại khuyếch tán

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình host động

DIFS Distributed Coordination Function IFS IFS phối hợp phân bố

DMZ Data Management Zone Khu vực quản lý dữ liệu

DoS Denial of Service Từ chối dịch vụ

DQPSK Differential Quadrature Phase Shift

Keying

Khoá dịch pha cầu phương vi sai

DS Distribution System Hệ thống phân bố

DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp

DTIM Delivery TIM Bản đồ chỉ dẫn lưu lượng phân bổ

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

EAP Extensible Authentication Protocol Giao thức nhận thực mở rộng

ESS Extended Service Set Bộ dịch vụ mở rộng

ESSID ESS Identification Nhận dạng ESS

ETSI European Telecommunication and

Standard Institute

Viện các tiêu chuẩn và viễn thông

Châu Âu

EY￾NPMA

Elimination Yield Non Pre – emptive

Multiple Access

Đa truy nhập không ưu tiên loại trừ

độ lợi

FCC Federal Communication Commission Uỷ ban truyền thông liên bang

FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước

FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum Trải phổ nhảy tần

FIPS Federal Information Processing

Standard

Tiêu chuẩn xử lý thông tin liên bang

FSK Frequency Shift Keying Khoá dịch tần

GFSK Gaussian Frequency Shift Keying Khoá dịch tần Gauss

GMSK Gaussian Minimum Shift Keying Khoá dịch Gauss cực tiểu

HIPERL

AN

High Performance LAN Mạng LAN hiệu năng cao

HRFWG HomeRF Working Group Nhóm công tác HomeRF

IBSS Independent Basic Service Set Bộ dịch vụ cơ sở độc lập

IEEE Institute of Electrical and Electronic

Engineers

Viện các kỹ sư điện và điện tử

IETF Internet Engineering Task Force Uỷ ban chuyên trách về Internet

IFS Interframe Space Khoảng trống liên khung

IKE Internet Key Exchange Trao đổi khoá Internet

IP Internet Protocol Giao thức Internet

IPSec IP Security An ninh IP

IrDA Infrared Data Association Kết hợp dữ liệu hồng ngoại

IrLAN Infrared LAN Mạng LAN hồng ngoại

IrLAP Infrared Link Access Protocol Giao thức truy nhập kết nối hồng

ngoại

IrLMP Infrared Link Management Protocol Giao thức quản lý kết nối hồng

ngoại

ISA Industry Standard Architecture Kiến trúc chuẩn trong công nghiệp

ISM Industrial, Scientific, and Medical Băng tần công nghiệp, khoa học và

y tế

ISDN Integrated Subcriber Digital Network Mạng tích hợp thuê bao số

ISO International Standards Organization Tổ chức chuẩn hoá quốc tế

ITU-T International Telecommunication Union

- Telecommunications Sector

Liên minh viễn thông thế giới-Ban

viễn thông

KDC Key Distribution Center Trung tâm phân bổ khoá

L2TP Layer Two Tunneling Protocol Giao thức tạo đường ống lớp 2

LAN Local Area Network Mạng nội bộ

LDAP Lightweight Directory Access Protocol Giao thức truy nhập danh bạ mức

thấp

LEAP Lightweight Extensible Authentication Giao thức nhận thực mở rộng mức

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

Protocol thấp

LLC Logical Link Control Điều khiển kết nối logic

LMSC LAN/MAN Standards Committee Uỷ ban các tiêu chuẩn mạng

LAN/MAN

MAC Media Access Control Điều khiển truy nhập môi trường

MIB Management Information Base Quản lý thông tin cơ sở

MIC Message Integrity Check Kiểm tra tính toàn vẹn bản tin

MPDU MAC Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức MAC

NAV Network Allocation Vector Vector cấp phát mạng

NIC Network Interface Card Card giao diện mạng

NIST National Institute of Standards and

Technology

Viện các tiêu chuẩn và công nghệ

quốc gia

NRL Normalized Residual Lifetime Thời gian sống còn dư chuẩn hoá

OFDM Orthorgonal Frequency Division

Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tàn số

trực giao

OSI Open System Interconnection Mô hình kết nối các hệ thống mở

PC Personal Computer Máy tính cá nhân

PCF Point Coordination Function Chức năng phối hợp điểm

PCI Peripheral Component Interconnect Kết nối thành phần ngoại vi

PEAP Protected Extensible Authentication

Protocol

Giao thức nhận thực mở rộng được

bảo vệ

PHY Physical layer Lớp vật lý

PIFS PCF Interframe Space Khoảng trống liên khung PCF

PKI Public Key Infrastructure Hạ tầng khoá công cộng

PLCP Physical Layer Convergence Protocol Giao thức hội tụ lớp vật lý

PPDU PLCP Protocol Data Unit Đơn vị dữ liệu giao thức PLCP

PPM Pulse Position Modulation Điều chế vị trí xung

PPTP Point – to – Point Tunneling Protocol Giao thức tạo đường ống điểm đến

điểm

PR Probe Request Yêu cầu thăm dò

PR Probe Response Đáp ứng thăm dò

RADIUS Remote Authentication Dial – In User

Service

Dịch vụ người sử dụng quay số

nhận thực từ xa

RR Reassociation Request Yêu cầu tái kết hợp

RSN Robust Security Network Mạng an ninh tăng cường

RTS Request to Send Yêu cầu truyền

SCO Synchoronous Connection Oriented Định hướng kết nối dồng bộ

SFD Start Frame Delimiter Bộ phân định khung khởi đầu

SIFS Short IFS IFS ngắn

SIG Special Interest Group Nhóm chuyên trách đặc biệt

SNR Signal – to – Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm

SOHO Small Office Home Office Văn phòng ở nhà văn phòng nhỏ

SSID Service Set Identifier Bộ nhận dạng tập dịch vụ

SSL Sercure Socket Layer Lớp khe cắm an ninh

STA Station Trạm

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

SWAP Shared Wireless Access Protocol Giao thức truy nhập vô tuyến dùng

chung

SWAP￾MM

Shared Wireless Access Protocol

Multimedia

Đa phương tiện giao thức truy nhập

vô tuyến dùng chung

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet

Protocol

Giao thức Internet/Giao thức điều

khiển truỳen dẫn

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời

gian

TIM Traffic Indication Map Bản đồ chỉ dẫn lưu lượng

TLS Transport Layer Security An ninh lớp truyền tải

TS Time Slot Khe thời gian

TTLS Tunneled Transport Layer Security An ninh lớp truyền tải đường ống

UNII Unlicensed National Information

Infrastructure

Hạ tầng thông tin quốc gia không

cấp phép

USB Universal Serial Bus Bus nối tiếp chung

VPN Virtual Private Network Mạng riêng ảo

W3C World Wide Web Consortium Tập đoàn W3C

WEP Wired Equipvalent Privacy Bảo mật tương ứng hữu tuyến

Wi-Fi Wireless - Fidelity Vô tuyến - Tính trung thực

WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội hạt vô tuyến

WLIF Wireless LAN Interoperability Forum Diễn đàn tương thích mạng LAN vô

tuyến

WPA Wi – Fi Protected Access Truy nhập được bảo vệ Wi – Fi

XML Extended Markup Language Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

LỜI NÓI ĐẦU

Vũ Quang Thành D2001VT

Đồ án tốt nghiệp Đại học

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN

1.1 Sự cần thiết của mạng WLAN

Các mạng LAN sử dụng cáp để kết nối các máy tính, các file server, các máy in và

các thiết bị mạng khác. Các mạng này cho phép người sử dụng trao đổi thông tin với

nhau qua thư điện tử và truy nhập các chương trình ứng dụng đa người sử dụng và các

cơ sở dữ liệu dùng chung. Để kết nối tới một mạng LAN, thiết bị người sử dụng phải

được kết nối vật lý tới một lối ra hay một khe cắm cố định, vì thế mà tạo ra một mạng

có ít hoặc nhiều nút cố định. Việc di chuyển từ một vị trí này đến một vị trí khác cần

phải ngắt kết nối khỏi mạng LAN và thực hiện tái kết nối ở một vị trí mới. Việc mở

rộng mạng LAN bắt buộc phải lắp đặt thêm cáp, quá trình này tốn nhiều thời gian,

chiếm nhiều không gian hơn và làm tăng đáng kể chi phí ban đầu. Các yếu tố này làm

cho mạng LAN hữu tuyến có chi phí cao và khó khăn khi lắp đặt, bảo dưỡng và nhất là

khi sửa chữa.

Các mạng WLAN đem lại lợi ích cho người sử dụng di động và cho quá trình triển

khai mạng linh hoạt trong các mạng tính toán nội hạt. Khi di động, người sử dụng di

chuyển giữa các vị trí khác nhau trong môi trường mạng LAN mà không làm mất kết

nối. Một điểm thuận lợi của WLAN là khả năng linh hoạt trong việc cấu hình lại hoặc

bổ sung nút mới vào mạng mà không phải quy hoạch lại mạng và không mất chi phí cho

việc tái lắp đặt cáp, vì vậy mà làm cho việc nâng cấp trong tương lai trở nên đơn giản và

không tốn kém. Khả năng đối phó với các thành phần của một mạng LAN động được

tạo ra bởi các người sử dụng di động và các thiết bị tính toán cầm tay là một yếu tố quan

trọng khác cần xem xét đến khi lựa chọn một mạng WLAN. Vì thế, việc sử dụng rộng

rãi các máy tính xách tay và các thiết bị kỹ thuật số cá nhân cầm tay đã dẫn tới mức độ

phụ thuộc càng tăng lên vào các mạng WLAN trong những năm gần đây. Hiện nay có

khoảng 40 sản phẩm WLAN có mặt trên thị trường. Người ta hy vọng là nó sẽ còn tăng

hơn nữa với sự xuất hiện gần đây của các tiêu chuẩn WLAN HIPERLAN và IEEE

802.11.

Mạng WLAN khác với các mạng vô tuyến diện rộng ở chỗ quá trình truyền thông

tin số bằng vô tuyến tế bào hoặc vô tuyến gói. Vì các hệ thống này phủ sóng ở khoảng

cách lớn, chúng đòi hỏi cơ sở hạ tầng đắt tiền, chúng cho phép các tốc độ dữ lỉệu thấp

và yêu cầu người sử dụng trả tiền theo thời gian sử dụng độ rộng băng thông hoặc việc

sử dụng cơ sở. Tuy nhiên ở trong nhà hoặc khu vực địa lý bị giới hạn các mạng WLAN

không yêu cầu chi phí sử dụng và cho phép tốc độ số liệu cao hơn.

Vũ Quang Thành D2001VT

IEEE 802.11

®­îc phª chuÈn