Bài giảng Mạng không dây - Chương 2: Wireless Local Area Networks (WLAN)

Chương 2:

Wireless Local Area

Networks (WLAN)

1. Introduction _ Giới thiệu

^Mạng LAN không dây là mạng cục bộ gồm các

máy tính liên lạc với nhau bằng sóng radio hoặc

hồng ngoại .

^Dùng chuẩn IEEE 802.11 định nghĩa tầng vật lý và tầng

MAC cho một mạng nội bộ không dây.

^Chuẩn này định nghĩa ba tầng vật lý khác nhau cho

mạng LAN không dây 802.11, mỗi tầng hoạt động ở một

dải tần khác nhau và sử dụng các tốc độ 1 Mbps và 2

Mbps.

1. Introduction _ Giới thiệu (tiếp)

^Thành tố cơ bản của kiến trúc 802.11 là tế bào (cell), với

tên gọi trong 802.11 là BSS (basic service set - bộ dịch

vụ cơ bản).

^Mỗi BSS thường gồm một vài máy trạm không dây và

một trạm cơ sở trung tâm được gọi là AP (access point -

điểm truy cập).

^Các máy trạm (có thể di động hoặc cố định) và trạm

trung tâm liên lạc với nhau bằng giao thức MAC IEEE

802.11 không dây.

1. Introduction _ Giới thiệu (tiếp)

^Có thể kết nối nhiều trạm AP với nhau bằng

mạng hữu tuyến Ethernet hoặc một kênh không

dây khác để tạo một hệ thống phân tán (DS -

Distributed System).

^Đối với các giao thức ở tầng cao hơn, hệ thống

phân tán này như là một mạng 802 đơn.

1. Introduction _ Giới thiệu (tiếp)

^Các máy trạm dùng chuẩn IEEE 802.11 có thể nhóm lại

với nhau để tạo thành một mạng Ad hoc.

^Trong trường hợp này, mạng được hình thành tức thời

khi một số thiết bị di động tình cờ thấy mình đang ở gần

nhau trong khi đang có nhu cầu liên lạc mà không tìm

thấy một cơ sở hạ tầng mạng sẵn có tại chỗ (chẳng hạn

một BSS 802.11 với một trạm AP).

1. Introduction _ Giới thiệu (tiếp)

^Tương tự trong như mạng Ethernet hữu tuyến 802.3,

các máy trạm trong mạng LAN không dây 802.11 phải

phối hợp với nhau khi dùng chung môi trường truyền

dẫn (tần số radio).

^Giao thức MAC có nhiệm vụ điều khiển sự phối hợp này.

^MAC IEEE 802.11 là giao thức CSMA/CA (carrier sense

multiple access with collision avoidance).

1. Introduction _ Giới thiệu (tiếp)

^Giao thức CSMA/CA là giao thức điều khiển đa

truy cập sử dụng sóng mang tránh xung đột.

^Nó khác giao thức ALOHA ở chỗ có lắng nghe trạng thái

của môi trường truyền trước khi truyền khung dữ liệu.

^Có 3 dạng nghe đường truyền:

^Không kiên nhẫn

^Kiên nhẫn lắng nghe đường truyền, nếu rỗi thì truyền toàn bộ

dữ liệu

^Kiên nhẫn lắng nghe đường truyền, nếu rỗi thì truyền dữ liệu với

xác suất 0<p<1.

Lịch sử ra đời WLAN

^Công nghệ WLAN xuất hiện lần đầu tiên vào cuối năm

1990, khi những nhà sản xuất giới thiệu những sản

phẩm hoạt động trong băng tần 900Mhz. Tốc độ truyền

dữ liệu 1Mbps.

^Năm 1992, bắt đầu những sản phẩm WLAN sử dụng

băng tần 2.4Ghz, tốc độ truyền được nâng lên.

^Năm 1997, tổ chức 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

Lịch sử ra đời WLAN (tiếp)

^Năm 1999, IEEE thông qua hai sự bổ sung cho chuẩn

802.11 là các chuẩn 802.11b và 802.11a. 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.

 Năm 2003, IEEE công bố sự cải tiến là chuẩn 802.11g

mà có thể truyền nhận thông tin ở cả hai dãy tần 2.4Ghz

và 5Ghz, nâng tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54Mbps.

^Thêm vào đó, những sản phẩm áp dụng 802.11g cũng

có thể tương thích ngược với các thiết bị chuẩn 802.11b.

Hiện nay chuẩn 802.11g đã đạt đến tốc độ 108Mbps-

300Mbps.

2. Topology mạng WLAN

Mạng 802.11 linh hoạt về thiết kế, gồm 3

mô hình mạng sau:

^Mô hình mạng độc lập(IBSSs) hay

còn gọi là mạng Ad hoc

^Mô hình mạng cơ sở (BSSs)

^Mô hình mạng mở rộng(ESSs)

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

^Khối căn bản của mạng 802.11 là BSS (Basic Service

Set) bao gồm một nhóm các trạm truyền thông với nhau

^BSS gồm có hai loại: Independent BSS (Ad hoc) và

Infrastructure BSS (BSS cơ sở hạ tầng)

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

^Ad hoc : wireless clients communicate directly

with each other without the use of a wireless AP or

a wired network

 Ad hoc mode is also called peer-to-peer mode.

Wireless clients in ad hoc mode form an

Independent Basic Service Set (IBSS), which is

two or more wireless clients who communicate

directly without the use of a wireless AP.

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

2.1. Ad hoc:

^Các nút di động tập trung lại trong một không gian nhỏ để

hình thành nên kết nối ngang cấp (peer-to-peer) giữa

chúng.

^Các nút di động có card mạng wireless là chúng có thể trao

đổi thông tin trực tiếp với nhau, không cần phải quản trị

mạng.

 Nó rất thích hợp để sử dụng trong các hội nghị thương mại

hoặc trong các nhóm làm việc tạm thời.

^Tuy nhiên chúng có thể có những nhược điểm về vùng phủ

sóng bị giới hạn, mọi người sử dụng đều phải nghe

được lẫn nhau.

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

2.1. Ad hoc:

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

2.2. Mô hình mạng cơ sở (Basic service sets

(BSSs))

^Sử dụng AP (Access Point)

 Hai trạm truyền thông cho nhau qua AP.

 Các trạm phải nằm trong tầm phủ của AP

 Ưu điểm của BSS:

^Sử dụng AP làm giảm sự phức tạp do không phải duy trì mối

quan hệ với các nốt liền kề trong mạng

^AP có thể hỗ trợ các trạm giảm tiêu thụ điện bằng cách yêu

cầu các trạm tắt thiết bị thu phát

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

2.2. Mô hình mạng cơ sở (Basic service sets

(BSSs)) _ tiếp

^Các trạm di động sẽ chọn AP tốt nhất để kết nối.

 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 cấu hình

mạng WLAN độc lập.

 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, do đó sẽ làm giảm hiệu quả

truyền dẫn và tăng trễ truyền dẫn.

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

2.2. Mô hình mạng cơ sở (Basic service sets

(BSSs))

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

^Mô hình mạng mở rộng

(Extended Service Set

– ESS) - Tập dịch vụ

mở rộng:

^A set of two or more

wireless APs connected to

the same wired network is

known as an Extended

Service Set (ESS).

 An ESS is a single logical

network segment (also

known as a subnet), and is

identified by its SSID

(Service Set Identifier).

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

^Mô hình mạng mở rộng (Extended Service

Set – ESS) - Tập dịch vụ mở rộng (tiếp):

^Vậy: Một ESSs là một tập hợp các BSSs nơi mà

các Access Point giao tiếp với nhau để chuyển lưu

lượng từ một BSS này đến một BSS khác để làm

cho việc di chuyển dễ dàng của các trạm giữa các

BSS.

 Cung cấp vùng phủ lớn hơn

^Nối nhiều BSS với một mạng xương sống, vd.

Ethernet

2. Topology mạng WLAN (tiếp)

Mô hình mạng mở rộng (Extended Service Set

– ESS) - Tập dịch vụ mở rộng (tiếp):

 Sự hoạt động:

^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 một lưu lượng được nhận từ một BSS.

^Hệ thống phân phối được tiếp sóng trở lại một đích trong cùng

một BSS, chuyển tiếp trên hệ thống phân phối tới một Access

Point khác, hoặc gởi tới một mạng có dây tới đích không nằm

trong ESS.

^Các thông tin nhận bởi Access Point từ hệ thống phân phối được

truyền tới BSS sẽ được nhận bởi trạm đích.