Trådlöst LAN Föreläsning 3.1 Familjen 802.11.

En presentation över ämnet: "Trådlöst LAN Föreläsning 3.1 Familjen 802.11."— Presentationens avskrift:

1 Trådlöst LAN Föreläsning 3.1 Familjen

2 Under det förra passet Aristoteles fem element Radiovågor
Frekvensplaner Antenner Interferens Att dela kanal med andra Modulering Kodning

3 Under det här passet Kanalplan för WLAN 802.11-familjen Bandspridning
FHSS – Frekvens Hopp Spread Spectrum DSSS - Direkt Sekvens Spread Spectrum OFDM - Ortogonal Frekvens Dividering Multiplexering CSMA/CA Faktisk kapacitet WLAN-termer

4 familjen Family of specifications for wireless local area network (WLAN) use Employs phase-shift keying Provides a wireless alternative to wired Ethernet LANs Several enhancements as defined below 802.11a Enhancement to that applies to wireless ATM systems Used in access hubs Enhanced data speed Frequency range GHz to GHz 802.11b Enhancement to that employs complementary code keying (CCK) High data speed Low susceptibility to multipath-propagation interference Frequency range GHz to GHz 802.11d Enhancement to that allows for global Roaming Attributes similar to b Particulars can be set at Media Access Control (MAC) layer 802.11e Enhancement to that includes Quality of Service (QoS) features Facilitates prioritization of data, voice, and video transmissions

5 familjen 802.11f Standard for Inter Access Point communications based on IAPP enabling roaming and reassociation 802.11g Enhancement to that offers wireless transmission over relatively short distances Operates at up to 54 megabits per second (Mbps) 802.11h Enhancement to a that resolves interference issues Dynamic frequency selection (DFS) Transmit power control (TPC) 802.11i Enhancement to that offers additional security for WLAN applications 802.11k Radio resource measurements for networks using family specifications 802.11m Maintenance of family specifications Corrections and amendments to existing documentation 802.11p Standard for mobile WLAN in automotive products using the 5.9MHz band and w. a speed of upto 6Mbps 802.11x Generic term for family specifications under development General term for all family specifications Källa: Techtarget.com

6 Bandspridning En kanal med låg effekt är svår att upptäcka, stör inte andra och ger lägre exponering för användarna En kanal med stor bredd ger utrymme för hög överföringshastighet och är svår att störa ut Med en brett band och låg effekt kan vi använda den höga överföringshastigheten till att överföra redundant information som är svår att störa ut samtidigt som vi inte stör andra

7 FHSS – Frequency Hop Spread Spectrum
Varje kanal som är upptagen störs ut vilket kräver omsändning eller att vi överför redundant information Används som en av bärarteknikerna i Kräver att sändare och mottagare är överens om nästa frekvenshopp, ”kanalen”

8 DSSS - Direkt Sequence Spread Spectrum
Använd för de lägre hastigheterna av b och g För hastigheter över 5Mb/s används CCK (Complementary Code Keying) Är fortfarande känslig för symbolinterferens vilket begränsar hastigheten Kräver att sändare och mottagare är överens om chipsekvensen, ”kanalen”

9 OFDM - Ortogonal Frequency Division Multiplexing
Används för höga överföringshastigheter > 11 Mb/s av a och g Använder flera kanaler med separata bärvågor och med låg symbolhastighet och varje symbol följs av en kort tids tystnad. Känsligheten för symbolinterferens blir därmed minimerad Kräver att sändare och mottagare är överens om vilka bärvågor som skall användas, ”kanalen”

10 Kanaler 802.11, b och g använder beroende på land ”kanaler” i 2,4MHz-bandet 802.11a (med tillägget h) använder 8 kanaler i 5MHz-bandet Kanalerna lappar över och angränsande WLAN kan därför inte använda kanalerna bredvid varandra

11 CSMA / CA Nej Har mediet varit ledigt under en IFS? Nej
Finns det ett ledigt media? Ja Stationen redo att sända Ja Sänd RTS Har CTS mottagits ? Ja Vänta en IFS Nej Skicka en ram

12 Faktisk kapacitet CSMA/CA med väntetider gör att den faktiska överföringshastigheten ligger på 40-60% av märkhastigheten (1, 2, 5, 11 osv.) Protokoll för kryptering och tillgångsstyrning gör att hastigheten sjunker ytterligare. En AP (Access Punkt) kommunicerar med alla stationer över samma kanal. All trafik delar därmed på den aktuella kanalen och dess kapacitet, precis som med en Ethernethubb Dessutom så tar data som skickas mellan stationer upp dubbelt så mycket tid i nätet eftersom de först skickas till APen och sedan till stationen som de skall till

13 WLAN-termer Station Access Punkt (AP) Gateway (Portal/Nätsluss)
Bryggning WEP WPA SSID Service Set IDentifier BSSID Basic Service Set IDentifier ESSID Extended Service Set IDentifier Distributionsystem

14 Under det här passet Kanalplan för WLAN 802.11-familjen Bandspridning
FHSS – Frekvens Hopp Spread Spectrum DSSS - Direkt Sekvens Spread Spectrum OFDM - Ortogonal Frekvens Dividering Multiplexering CSMA/CA Faktisk kapacitet WLAN-termer

15 Föreläsning 3.2 Hur ett WLAN etableras
Trådlöst LAN Föreläsning 3.2 Hur ett WLAN etableras

16 Under det förra passet Kanalplan för WLAN 802.11-familjen
Bandspridning FHSS – Frekvens Hopp Spread Spectrum DSSS - Direkt Sekvens Spread Spectrum OFDM - Ortogonal Frekvens Dividering Multiplexering CSMA/CA Faktisk kapacitet WLAN-termer

17 Under det här passet Logiskt nät Ad Hoc eller Infrastruktur Profiler
”Avancerade” inställningar IP-addressering Stationer Accesspunkt Associerad Avstånd vs. Prestanda Beacon och avsökning MAC-huvudet Ramtyper, fält och informationselement

18 Logiskt nät Ett WLAN, ett trådlöst lokalt nätverkt identifieras av sitt SSID Ett SSID identifierar ett logiskt nät Det logiska nätet kommunicerar med omvärlden via en router, via lager 3 (nätverkslagret) i OSI-modellen SSIDet sänds ut i klartext och är inte skyddat SSID används för att välja nät Ett SSID kan vara gemensamt för flera accesspunkter som då bildar ett större logiskt nät ”Any” används av stationer för att ansluta till första bästa WLAN.

19 Ad Hoc eller Infrastruktur
Ad Hoc-nät är logiska nät som inte har en AP som central punkt utan där ett antal stationer med gemensam SSID ansluter direkt till varandra Infrastrukturnät är logiska nät där en eller flera AP styr trafiken mellan stationer med gemensam SSID och trafik mellan stationerna och yttre nät

20 Profiler En station som är flyttbar kan komma att ansluta till ett flertal logiska nät För varje logiskt nät kan en profil användas som anger inställningar för SSID, kryptering, accesskontroll, brandvägg, etc...) En standardprofil, ofta kallad default, används vid associering till nya eller tillfälliga nät

21 ”Avancerade” inställningar
De flesta AP tillåter att man filtrerar stationer beroende på vilken MAC-adress de har. Vissa AP stödjer kort inledningssekvens (Short Preamble) som kan ge en viss prestandavinst. Detta sköts ofta automatiskt men kan behöva skötas manuellt Fintrimning av MTU (Maximum Transmission Unit - Maximal ramlängd) etc.

22 IP-adressering Ett WLAN som använder IP-adressering i nätverkslagret adresseras precis som ett LAN Varje station tilldelas nodadress, nätverksmask och standargateway Adresseringen kan skötas manuellt eller via DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) Om det logiska nätverket tillåts att bli större än ett subnät, ett nät med gemensam nätverksadress och standardgateway, kan detta ställa till problem som kräver speciallösningar (tex. Mobile IP)

23 Stationer En station är en nod som är ansluten eller försöker ansluta till ett logiskt nät. En station kräver: Ett nätverkskort En adress i lager 2 En station kan vara en: Handdator Bärbar dator Stationär arbetsstation En brygga med trådbunden nod/noder bakom IP-telefon etc...

24 Accesspunkt En AP är centralpunkten för ett logiskt nät av infrastrukturtyp och behöver inte ha en nodadress i lager 3. Men det används ofta för administration och övervakning. En AP kan kombineras med: En brygga/switch för att ansluta till andra segment i lager 2 En router för att ansluta till andra nät i lager 3 En brandvägg för anslutning mot okända eller osäkra nät DHCP-server

25 Associerad När en station skall ansluta till ett logisk nät genomgår den ett antal faser deautentisering autetisering oautentiserad oassocierad deautentisering autentiserad oassocierad associering reassociering autentiserad associerad deassociering

26 Avstånd vs. Prestanda Överföringshastigheten mellan olika stationer i ett logiskt nät bestäms av kvaliteten på signalen mellan AP och station och belastningen av APen. Kvaliteten på signalen beror oftast på avståndet Optimal överföringshastighet uppnås bara i närheten av AP Överföringshastigheten kan vara asymmetrisk, dvs. olika vid trafik från station till AP, och vid trafik från AP till station

27 Beacon och avsökning Beacon-signalen används av APen för att förmedla information om det logiska nätet till stationer i närheten Den skickas ut enl standarden med 1 eller 2 Mb/s Stationer som inte är associerade söker av frekvensbandet för WLAN och kan där upptäcka Beacon-signalen med dess information

28 MAC-Ramen FC – Frame Control Duration/ID Sequence number
Frame Body / Payload FCS – Frame Check Sequence FC Duration/ID Destination Address Source Address BSSID Seq.# Frame Body FCS

29 Frame Control Protocol Version Type Subtype ToDS/FromDS(AP)
More Fragments Retry Power Management More Data WEP Order FC Duration/ID Destination Address Source Address BSSID Seq.#. Frame Body FCS Protocol Version Type Subtype To DS From DS More Fragments Retry Power Management More Data WEP Order

30 Ramtyper, fält och informationselement
Det finns tre ram-typer i WLAN: Management (Skickas med 1 el. 2Mb/s) Kontroll (Skickas med 1 el. 2Mb/s) Data (Skickas med full fart) De fält som ingår i en ram bestäms av typen Ett fält kan bestå av ett informationselement där den första delen av fältet är en identifierare, nästa del en längdbeskrivning av fältets information och den avslutande delen informationen. Fältelement ger en flexibilitet när man vill lägga till ny funktionalitet i standarden

31 Under det här passet Logiskt nät Ad Hoc eller Infrastruktur Profiler
”Avancerade” inställningar IP-addressering Stationer Accesspunkt Associerad Avstånd vs. Prestanda Beacon och avsökning MAC-huvudet Ramtyper, fält och informationselement