Komunikasi Data dan KomputerBab 17 - Wireless LANEdisi Kedelapan oleh William Stallings Kuliah slide oleh Lawrie Brown

High Speed LANPara penyelidik telah menerbitkan banyak laporan burung bergantian bersuara; burung berbicara dengan bersuara; memberikan perhatian penuh kepada pembicara dan tidak pernah disuarakan pada saat yang sama, seolahsama, seolaholah keduanya memegang percakapan Peneliti dan sarjana yang telah mempelajari komunikasi data burung hati-hati menulis (a) kode komunikasi hatiburung tersebut telah gagak belum rusak dengan cara apapun, apapun, (b) mungkin semua burung memiliki kosakata yang lebih luas dari siapa pun menyadari, dan (c) menyadari, kerumitan dan kedalaman diakui dalam komunikasi burung sebagai penelitian berlangsung. berlangsung. -Sifat Manusia Burung, Barber Theodore Burung,

Sekilas Wireless LANmenggunakan media transmisi nirkabel masalah harga tinggi, kecepatan data tinggi, rendah, rendah, masalah keselamatan kerja, & kerja, persyaratan perizinan sekarang ditangani tombol aplikasi bidang: bidang: Ekstensi LAN membangun cross-interkoneksi cross nomaden akses jaringan ad hoc

Single Cell LAN Extension

Multi Cell LAN Extension

CrossCross-Gedung Interconnect terhubung

LAN di gedung-gedung di gedung-

dekatnya point-to-point nirkabel link point-to Bukan LAN per se terhubung jembatan atau router

Akses nomadenlink LAN hub & mobile data terminal komputer laptop atau notepad memungkinkan karyawan untuk transfer data dari komputer portabel ke server juga berguna dalam lingkungan diperpanjang seperti kampus atau kelompok bangunan bergerak pengguna dengan komputer portabel mungkin ingin akses ke server di LAN kabel

Infrastruktur Wireless LAN

Jaringan Ad Hoc sementara

peer-to-peer jaringan peer-to-

Wireless LAN Persyaratan

keluaran - efisien menggunakan media nirkabel tidak ada node - ratusan node di beberapa sel koneksi ke LAN backbone - menggunakan modul kontrol layanan area - 100 hingga 300 m konsumsi daya rendah - untuk baterai yang tahan lama pada ponsel transmisi ketahanan dan keamanan collocated operasi jaringan bebas lisensi operasi handoff / roaming dinamis konfigurasi - penambahan, penghapusan, dan penambahan, penghapusan, relokasi sistem akhir tanpa gangguan bagi pengguna

Teknologiinframerah (IR) LANs sel individu IR LAN terbatas pada kamar single Cahaya IR tidak menembus dinding buram spread spectrum LAN kebanyakan beroperasi di ISM (industri, ilmiah, dan (industri, ilmiah, medis) medis) band tidak ada Komisi Komunikasi Federal (FCC) perizinan diperlukan di Amerika Serikat narrowband microwave frekuensi gelombang mikro tapi tidak digunakan spread spectrum beberapa memerlukan lisensi FCC

Infrared LANsdibangun menggunakan sebagian spektrum inframerah kekuatan spektrum maka harga tinggi mungkin hampir tak terbatas spektrum tidak diatur saham inframerah beberapa sifat cahaya tampak refleksi mencakup kamar, dinding mengisolasi jaringan kamar, murah dan sederhana kelemahan radiasi latar belakang, misalnya sinar matahari, belakang, matahari, pencahayaan dalam ruangan daya dibatasi oleh keprihatinan untuk keselamatan mata dan konsumsi daya

Inframerah LANsTransmission Teknik

diarahkandiarahkan-beam IR point-to-point link point-to jangkauan tergantung pada kekuasaan dan fokus untuk digunakan dalam ruangan dapat mengatur LAN token ring IR pemancar diposisikan sehingga data beredar di ring omnidirectional basa tunggal stasiun dengan saling berhadapan untuk stasiun lainnya bertindak sebagai multiport repeater stasiun lain menggunakan sinar terarah untuk itu disebarkan konfigurasi stasiun difokuskan / ditujukan untuk mencerminkan difus langitlangitlangit

Tersebar spektrum LAN Konfiguras

biasanya menggunakan pengaturan multi-sel multisel yang bersebelahan menggunakan frekuensi pusat yang berbeda konfigurasi: konfigurasi: pusat tersambung ke kabel LAN terhubung ke stasiun di LAN kabel dan pada sel lain mungkin melakukan handoff otomatis peer-topeer-to-peer ada hub Algoritma MAC seperti CSMA digunakan untuk mengontrol akses untuk LAN ad hoc

Spread Spectrum LAN Masalah Transmisiperaturan perizinan berbeda antara negara-negara negaraUSA FCC memungkinkan di band ISM: spread spectrum (1W), sangat daya rendah (0.5W) 902-928 MHz (band 915-MHz) 902915 2,4-2,4835 GHz (band 2.4 GHz) 2,4 5,725-5,825 GHz (band 5.8 GHz) 5,725 2,4 GHz juga di Eropa dan Jepang gangguan banyak perangkat sekitar 900 MHz: telepon tanpa kabel, kabel, mikrofon nirkabel, dan radio amatir nirkabel, lebih sedikit perangkat di 2,4 GHz; oven microwave sedikit kompetisi di 5.8 GHz

IEEE 802 StandardsStandard Scope Medium access control (MAC): One common MAC for WLAN applications IEEE 802.11 Physical layer: Infrared at 1 and 2 Mbps Physical layer: 2.4-GHz FHSS at 1 and 2 Mbps Physical layer: 2.4-GHz DSSS at 1 and 2 Mbps IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11c IEEE 802.11d IEEE 802.11e IEEE 802.11f IEEE 802.11g IEEE 802.11h IEEE 802.11i IEEE 802.11j Physical layer: 5-GHz OFDM at rates from 6 to 54 Mbps Physical layer: 2.4-GHz DSSS at 5.5 and 11 Mbps Bridge operation at 802.11 MAC layer Physical layer: Extend operation of 802.11 WLANs to new regulatory domains (countries) MAC: Enhance to improve quality of service and enhance security mechanisms Recommended practices for multivendor access point interoperability Physical layer: Extend 802.11b to data rates >20 Mbps Physical/MAC: Enhance IEEE 802.11a to add indoor and outdoor channel selection and to improve spectrum and transmit power management MAC: Enhance security and authentication mechanisms Physical: Enhance IEEE 802.11a to conform to Japanese requirements Radio resource measurement enhancements to provide interface to higher layers for radio and network measurements Maintenance of IEEE 802.11-1999 standard with technical and editorial corrections Physical/MAC: Enhancements to enable higher throughput Physical/MAC: Wireless access in vehicular environments Physical/MAC: Fast roaming (fast BSS transition) Physical/MAC: ESS mesh networking Recommended practice for the Evaluation of 802.11 wireless performance Physical/MAC: Interworking with external networks

IEEE 802.11k

IEEE 802.11m IEEE 802.11n IEEE 802.11p IEEE 802.11r IEEE 802.11s IEEE 802.11,2 IEEE 802.11u

IEEE 802 TerminologyAccess point (AP) Any entity that has station functionality and provides access to the distribution system via the wireless medium for associated stations A set of stations controlled by a single coordination function The logical function that determines when a station operating within a BSS is permitted to transmit and may be able to receive PDUs A system used to interconnect a set of BSSs and integrated LANs to create an ESS A set of one or more interconnected BSSs and integrated LANs that appear as a single BSS to the LLC layer at any station associated with one of these BSSs The unit of data exchanged between two peer MAC entites using the services of the physical layer Information that is delivered as a unit between MAC users Any device that contains an IEEE 802.11 conformant MAC and physical layer

Basic service set (BSS) Coordination function

Distribution system (DS) Extended service set (ESS) MAC protocol data unit (MPDU) MAC service data unit (MSDU) Station

IEEE 802.11 Architecture

IEEE 802.11 - BSS pelayanan

dasar set (BSS) blok bangunan dapat diisolasi dapat menyambung ke backbone sistem distribusi (DS) melalui titik akses (AP) BSS biasanya sesuai dengan sel DS bisa switch, kabel jaringan, atau jaringan, jaringan nirkabel telah BSS independen (IBSS) tanpa AP

Extended Service Set (ESS)mungkin konfigurasi: konfigurasi: sederhana adalah setiap stasiun milik BSS tunggal dapat memiliki dua BSSs tumpang tindih stasiun dapat berpartisipasi di lebih dari satu BSS hubungan antara stasiun dan BSS dinamis ESS adalah dua atau lebih BSS dihubungkan oleh DS LAN muncul logis sebagai single untuk LLC

IEEE 802 ServicesService Association Authentication Deauthentication Dissassociation Distribution Integration MSDU delivery Privacy Reassocation Provider Distribution system Station Station Distribution system Distribution system Distribution system Station Station Distribution system Used to support MSDU delivery LAN access and security LAN access and security MSDU delivery MSDU delivery MSDU delivery MSDU delivery LAN access and security MSDU delivery

Jasa - Distribusi pesandistribusi pelayanan layanan utama yang digunakan oleh stasiun untuk menukar MAC frame saat frame harus melintasi DS jika stasiun di BSS yang sama, layanan sama, distribusi logis berjalan melalui AP tunggal dari BSS Integrasi layanan memungkinkan transfer data antara 802.11 stasiun LAN dan satu pada LAN 802.x terpadu

Asosiasi Layanan terkaitDS membutuhkan info tentang stasiun dalam ESS disediakan oleh layanan asosiasi terkait stasiun harus asosiasi sebelum berkomunikasi 3 jenis transisi mobilitas: mobilitas: tidak ada transisi - diam atau dalam BSS tunggal BSS transisi - antara BSS di ESS yang sama ESS transisi: antara BSS di ESS yang berbeda transisi:

Asosiasi Layanan terkaitDS kebutuhan identitas statio tujuan stasiun harus memelihara asosiasi dengan AP di dalam BSS saat ini 3 layanan berkaitan dengan persyaratan ini: ini: Asosiasi - mendirikan asosiasi awal antara stasiun dan AP Reassociation - untuk mentransfer asosiasi ke AP Disassociation - oleh stasiun atau AP

Medium Access Control Lapisan

MAC mencakup tiga area fungsional pengiriman data dapat diandalkan kontrol akses keamanan

Reliable Data Pengiriman802.11 fisik / MAC lapisan diandalkan kebisingan, gangguan, dan propagasi mengakibatkan efek kebisingan, gangguan, lain hilangnya frame bahkan dengan kode koreksi kesalahan, frame tidak kesalahan, mungkin berhasil diterima dapat ditangani pada lapisan yang lebih tinggi, misalnya TCP tinggi, lebih efisien untuk berurusan dengan kesalahan di MAC tingkat 802.11 meliputi frame protokol pertukaran stasiun menerima kembali frame acknowledgement (ACK) frame tukar diperlakukan sebagai unit atom jika tidak ada ACK dalam waktu singkat, retransmit singkat,

Empat Frame Exchange

dapat menggunakan empat-frame pertukaran untuk empatkeandalan yang lebih baik sumber masalah Permintaan untuk Kirim (RTS) bingkai ke tujuan tujuan merespon dengan Hapus untuk Kirim (CTS) setelah menerima CTS, sumber memancarkan data tujuan merespon dengan ACK RTS Tanda semua stasiun dalam jangkauan sumber yang pertukaran sedang berjalan CTS Tanda semua stasiun dalam jangkauan tujuan stasiun lainnya tidak mengirim untuk menghindari tabrakan RTS / CTS pertukaran diperlukan fungsi MAC tetapi mungkin dinonaktifkan

Media akses kontrol

Fungsi Koordinasi TerdistribusiDCF sublayer menggunakan CSMA jika stasiun memiliki bingkai untuk mengirimkannya mendengarkan media jika medium idle, stasiun dapat mengirimkan lagi menunggu sampai pengiriman saat ini lengkap tidak ada tabrakan karena pada jaringan nirkabel DCF termasuk penundaan yang bertindak sebagai skema prioritas

IEEE 802.11 Medium Access Control Logika

Prioritas IFS NilaiSIFS (IFS pendek) pendek) untuk semua tindakan tanggapan langsung (lihat nanti) nanti) PIFS (IFS fungsi koordinasi titik) titik) digunakan oleh pengendali terpusat dalam skema PCF saat menerbitkan jajak pendapat DIFS (didistribusikan koordinasi IFS fungsi) (didistribusikan fungsi) digunakan sebagai delay minimum untuk frame asinkron bersaing untuk akses

Penggunaan CIFS

SIFS memberikan prioritas tertinggi atas stasiun menunggu PIFS atau waktu DIFS SIFS digunakan dalam keadaan berikut: berikut: Acknowledgment (ACK) stasiun merespon dengan ACK setelah menunggu gap SIFS untuk mendeteksi tabrakan efisien & transmisi multi-frame multi Clear to Send (CTS) stasiun memastikan data frame akan melalui dengan menerbitkan RTS dan menunggu respon CTS dari tujuan Poll respon lihat Point Fungsi koordinasi (PCF) diskusi berikutnya

PIFS dan DIFS Penggunaandigunakan oleh controller terpusat untuk menerbitkan jajak pendapat memiliki hak lebih lalu lintas normal contention tetapi tidak SIFS DIFS digunakan untuk semua lalu lintas asynchronous biasa PIFS

IEEE 802.11 MAC Timing Metode Akses Dasar

Point Koordinasi Fungsi (PCF)

metode akses alternatif diimplementasikan di atas DCF pemungutan suara oleh master polling terpusat (koordinator point) menggunakan PIFS saat menerbitkan jajak pendapat titik koordinator jajak pendapat dalam round-robin ke stasiun rounddikonfigurasi untuk pemungutan suara ketika jajak pendapat yang dikeluarkan, stasiun yang ditanyai dikeluarkan, mungkin akan menjawab dengan menggunakan SIFS jika titik koordinator menerima respon, itu masalah jajak respon, pendapat lain menggunakan PIFS jika ada respon yang diharapkan selama waktu turnaround, koordinator masalah jajak pendapat koordinator bisa mengunci lalu lintas async dengan menerbitkan jajak pendapat memiliki interval superframe didefinisikan

PCF Superframe Waktu

IEEE 802.11 Format MAC Frame

kontrol Frames

Power Save-Poll (PS-Poll) Save(PSAP mengirimkan permintaan frame buffer saat dalam modus hemat daya Permintaan untuk Kirim (RTS) pertama frame di empat arah pertukaran frame Hapus untuk Kirim (CTS) kedua bingkai dalam pertukaran empat arah Pengakuan (ACK) ContentionContention-Free (CF)-akhir (CF)mengumumkan akhir bagian periode pertarungan-bebas dari PCF pertarunganCFCF-End + CF-Ack: CF-Ack: mengakui CF-end untuk akhir periode pertarungan bebas dan CFstasiun rilis dari pembatasan terkait

Data Frames - Data Nilai

delapan subtipe frame data, dalam dua kelompok pertama empat membawa data tingkat atas Data data sederhana frame, pertarungan atau menggunakan contentioncontention-free Data + CF-Ack CF membawa data dan mengakui sebelumnya menerima data selama periode contention-free contentionData + CF-Poll CF digunakan oleh koordinator titik untuk memberikan data & req kirim Data + CF-Ack + CF-Poll CFCF menggabungkan Data + CF-Ack dan Data + CF-Poll CFCF-

Data Frames - Data Tidak Tercatatlain empat data frame tidak membawa data pengguna Null Fungsi tidak membawa data, jajak pendapat, atau pendapat, ucapan terima kasih membawa kekuasaan bit Manajemen telp di lapangan frame kontrol untuk AP menunjukkan stasiun sedang mengubah ke keadaan low-power low lain tiga frame (CF-Ack, CF-Poll, CF-Ack + CF(CF-Ack, CFCFCFPoll) sama seperti bingkai yang sesuai pada daftar sebelumnya tapi tanpa data

Manajemen Frame digunakan

untuk mengelola komunikasi antara stasiun dan Aps seperti manajemen asosiasi permintaan, respon, reassociation, permintaan, respon, reassociation, pemisahan, pemisahan, dan otentikasi

802.11 Physical Layer802.11 Available bandwidth Unlicensed frequency of operation Number of nonoverlapping channels Data rate per channel Compatibility 83.5 MHz 802.11a 300 MHz 5.15 - 5.35 GHz OFDM 5.725 - 5.825 GHz OFDM 4 indoor 4 (indoor/outdoor) 4 outdoor 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps Wi-Fi5 802.11b 83.5 MHz 802.11g 83.5 MHz

2.4 - 2.4835 GHz DSSS, FHSS

2.4 - 2.4835 GHz DSSS

2.4 - 2.4835 GHz DSSS, OFDM

3 (indoor/outdoor)

3 (indoor/outdoor)

3 (indoor/outdoor) 1, 2, 5.5, 6, 9, 11, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps Wi-Fi at 11 Mbps and below

1, 2 Mbps

1, 2, 5.5, 11 Mbps Wi-Fi

802.11

Original 802.11 Physical Layer - DSSSDirectDirect-sequence spread spectrum (DSSS) 2.4 GHz ISM band pada 1 Mbps dan 2 Mbps sampai tujuh saluran, masing-masing 1 Mbps atau 2 saluran, masingMbps, bisa digunakan tergantung pada bandwidth yang dialokasikan oleh berbagai peraturan nasional 13 di sebagian besar negara Eropa satu di Jepang masing-masing channel 5 MHz bandwidth masing skema pengkodean DBPSK untuk 1-Mbps dan DQPSK untuk 2-Mbps menggunakan Barker 11-chip 11seq

Original 802.11 Physical Layer - FHSSFrekuensiFrekuensi-hopping spread spectrum 2.4 GHz ISM band pada 1 Mbps dan 2 Mbps 23 saluran di Jepang 70 saluran di Amerika Serikat sinyal hopping antara beberapa saluran berdasarkan urutan pseudonoise Saluran 1-MHz digunakan melompat skema adjustable dua-level modulasi FSK Gaussian untuk 1 Mbps dua empat-tingkat GFSK modulasi yang digunakan empatuntuk 2 Mbps

Original 802.11 Physical Layer - Inframerah

omnidirectional jangkauan hingga 20 m 1 Mbps menggunakan 16-PPM (pulsa modulasi posisi) 16(pulsa posisi) 4 kelompok bit data dipetakan ke salah satu simbol 1616-PPM setiap simbol string 16 bit setiap string 16-bit memiliki lima belas 0s dan satu 16biner 1 2-Mbps memiliki masing-masing kelompok 2 bit data masingdipetakan ke salah satu dari empat urutan 4-bit urutan masing-masing terdiri dari tiga 0s dan satu masingbiner 1 modulasi intensitas digunakan untuk transmisi

802.11amenggunakan pita 5-GHz (berbeda dengan varian lain) 5(berbeda mendukung kecepatan data yang lebih tinggi, kurang tinggi, berantakan orthogonal frekuensi division multiplexing (OFDM) beberapa pembawa sinyal pada frekuensi yang berbeda beberapa bit pada setiap saluran sampai dengan 48 subcarrier dimodulasi menggunakan BPSK, QPSK, 16-QAM, atau 64-QAM 1664 frekuensi subcarrier jarak 0,3125 MHz kode konvolusi pada tingkat 1, / 2 2 / 3, atau 3 / 4 menyediakan maju koreksi kesalahan kombinasi teknik modulasi dan coding rate menentukan data rate

802.11a Physical Frame

802.11bperpanjangan 802.11 DS-SS skema DS dengan kecepatan data sebesar 5,5 dan 11 Mbps Tingkat chipping 11 MHz sama seperti skema DS-SS asli DS Pelengkap Code Keying (CCK) modulasi memberikan tarif yang lebih tinggi data dengan bandwidth yang sama & chipping tingkat juga Packet Binary Convolutional Coding (PBCC) untuk penggunaan masa depan yang lebih tinggi tingkat

1111-Mbps CCK Skema Modulasi

802.11b Physical Frame

802.11gkecepatan yang lebih tinggi ekstensi untuk 802.11b beroperasi di 2.4GHz band kompatibel dengan perangkat 802.11b menggabungkan teknik-teknik encoding lapisan teknikfisik yang digunakan dalam 802.11 dan 802.11b untuk memberikan pelayanan pada berbagai tingkat data ERP-OFDM untuk 6, 9, 12, 18,, 24, 36 48, ERP54Mbps tingkat ERP-PBCC untuk 22 & 33Mbps tarif ERP

Data Rate vs Jarak (m)Data Rate (Mbps) 1 2 5.5(b)/6(a/g) 9 11(b)/12(a/g) 18 24 36 48 54 802.11b 90+ 75 60 50 802.11a 60+ 50 45 40 30 25 15 10 802.11g 90+ 75 65 55 50 50 45 35 25 20

Akses dan Privasi Jasa Otentikasi

otentikasi digunakan untuk menetapkan identitas stasiun LAN kabel menganggap koneksi fisik memberikan wewenang untuk menggunakan LAN bukan asumsi berlaku untuk LAN nirkabel 802.11 mendukung beberapa skema otentikasi tidak mandat skema tertentu dari yang relatif aman handshaking untuk enkripsi kunci publik 802.11 membutuhkan saling diterima, otentikasi diterima, sukses sebelum asosiasi

Akses dan Privasi Deauthentication Layanan & PrivasiDeauthentication dipanggil setiap kali otentikasi yang ada harus dihentikan Privasi digunakan untuk mencegah pesan-pesan yang pesandibaca oleh orang lain 802.11 memungkinkan penggunaan enkripsi opsional asli fitur keamanan WEP lemah kemudian 802.11i dan alternatif WPA berevolusi memberikan keamanan yang lebih bai

Ringkasan LAN

nirkabel alternatif IEEE 802.11 arsitektur dan jasa 802.11 Media Kontrol Akses 802.11 Lapisan fisik 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g Pertimbangan Keamanan