Bezprzewodowe sieci lokalne - Technologia Inform .Lokalne sieci bezprzewodowe w modelu ISO/OSI Rysunek

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Bezprzewodowe sieci lokalne - Technologia Inform .Lokalne sieci bezprzewodowe w modelu ISO/OSI...

Bezprzewodowe sieci lokalne

Uniwersytet Marii Curie-SkodowskiejWydzia Matematyki, Fizyki i Informatyki

Instytut Informatyki

Bezprzewodowe sieci lokalne

Karol KuczyskiWaldemar Suszyski

Lublin 2012

Instytut Informatyki UMCSLublin 2012

Karol KuczyskiWaldemar SuszyskiBezprzewodowe sieci lokalne

Recenzent: Andrzej Bobyk

Opracowanie techniczne: Marcin DenkowskiProjekt okadki: Agnieszka Kumierska

Praca wspfinansowana ze rodkw Unii Europejskiej w ramachEuropejskiego Funduszu Spoecznego

Publikacja bezpatna dostpna on-line na stronachInstytutu Informatyki UMCS: informatyka.umcs.lublin.pl.

WydawcaUniwersytet Marii Curie-Skodowskiej w LublinieInstytut Informatykipl. Marii Curie-Skodowskiej 1, 20-031 LublinRedaktor serii: prof. dr hab. Pawe Mikoajczakwww: informatyka.umcs.lublin.plemail: dyrii@hektor.umcs.lublin.pl

DrukFIGARO Group Sp. z o.o. z siedzib w Rykachul. Warszawska 1008-500 Rykiwww: www.figaro.pl

ISBN: 978-83-62773-37-4

Spis treci

Przedmowa vii

1 Podstawowe pojcia 11.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Architektura logiczna sieci bezprzewodowych . . . . . . . . . 31.3. Nawizywanie poczenia z punktem dostpowym . . . . . . . 61.4. Lokalne sieci bezprzewodowe w modelu ISO/OSI . . . . . . . 7

2 Podstawy fizyczne 92.1. Fale elektromagnetyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2. Anteny i ich parametry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.3. Pasmo ISM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3 Standardy lokalnych sieci bezprzewodowych 213.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.2. 802.11b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.3. 802.11a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.4. 802.11g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233.5. 802.11n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.6. Przyszo standardu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4 Mechanizm dostpu do medium 274.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.2. Podstawy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.3. Problem ukrytego wza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.4. RTS/CTS i fragmentacja ramek . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.5. Ramki 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5 Bezprzewodowe punkty dostpowe 395.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405.2. Konfiguracja punktu dostpowego Cisco Aironet . . . . . . . 41

6 Bezpieczestwo sieci bezprzewodowych 55

vi SPIS TRECI

6.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566.2. Najprostsze zabezpieczenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576.3. Zabezpieczenia kryptograficzne . . . . . . . . . . . . . . . . . 586.4. Monitorowanie sieci bezprzewodowej . . . . . . . . . . . . . . 726.5. Podsumowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

7 Bezprzewodowe wirtualne sieci lokalne 757.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767.2. Konfiguracja VLAN na punktach dostpowych Aironet . . . . 767.3. Zadanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 817.4. Wskazwki do zadania 7.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

8 Przekaniki i mosty bezprzewodowe 858.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868.2. Mosty bezprzewodowe w otwartej przestrzeni . . . . . . . . . 888.3. Konfiguracja punktu dostpowego Aironet w roli przekanika

bezprzewodowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908.4. Zadanie przekanik bezprzewodowy . . . . . . . . . . . . . . 928.5. Konfiguracja mostu bezprzewodowego z urzdzeniami Aironet 928.6. Zadanie konfiguracja mostu bezprzewodowego . . . . . . . . 968.7. Zadanie konfiguracja mostu grupy roboczej . . . . . . . . . 96

9 Integrowanie bezprzewodowych rozwizaw sieciach lokalnych 999.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009.2. Protokoy LWAPP i CAPWAP . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019.3. Przykadowa konfiguracja kontrolera WLAN . . . . . . . . . . 1039.4. Konfiguracja kontrolera WLAN z uyciem wiersza polece . . 1079.5. Konfigurowanie kontrolera WLAN przez przegldark WWW 1099.6. Zadanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

10 Rozwizania typu open source dla sieci bezprzewo-dowych 11710.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11810.2. Moliwoci alternatywnego oprogramowania . . . . . . . . . . 119

A DHCP i translacja adresw 123A.1. DHCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124A.2. Translacja adresw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

Bibliografia 129

Skorowidz 133

Przedmowa

Od wielu lat lokalne sieci komputerowe (ang. Local Area Networks, LAN)zdominowane s przez kolejne generacje technologii Ethernet. Niegdy kon-kurencyjne rozwizania, jak Token Ring (protok IEEE 802.5 [1]), FDDI(ANSI X3T9.5 [2]) i ARCNET (ATA 878.1-1999 [3]) maj ju jedynie zna-czenie historyczne.

Od pocztku XXI wieku bardzo dynamicznie wzrasta popularno lo-kalnych sieci bezprzewodowych, dziaajcych zgodnie ze standardami IEEE802.11, popularnie okrelanych mianem sieci Wi-Fi. Oczekuje si, e bdone funkcjonalnym odpowiednikiem tradycyjnych sieci lokalnych, przy czymokablowanie czce poszczeglne urzdzenia (a przynajmniej znaczna jegocz) jest wyeliminowane dziki transmisji bezprzewodowej, za porednic-twem fal radiowych.

Dostpne obecnie technologie lokalnych sieci bezprzewodowych pod wie-loma wzgldami ustpuj sieciom przewodowym. S znacznie wolniejsze,mniej stabilne i niezawodne. Cigle aktualn kwesti jest zapewnienie odpo-wiedniego poziomu bezpieczestwa. Problemy te zostan dokadniej przed-stawione w kolejnych rozdziaach tego podrcznika. Jednak nawet bardzopobiena analiza rynku urzdze sieciowych dowodzi, e ju na obecnymetapie rozwoju sieci bezprzewodowych, ich niezaprzeczalne zalety s w sta-nie zrekompensowa z nawizk pewne niedogodnoci. Odnosi si to doniewielkich sieci domowych, maych biur, jak rwnie najwikszych siecikorporacyjnych.

Pocztkowe rozdziay podrcznika zawieraj teoretyczne wprowadzeniedo technologii lokalnych sieci bezprzewodowych. Przedstawione s fizycz-ne podstawy transmisji radiowej, standardy, mechanizmy dostpu do me-dium, problemy bezpieczestwa w kolejnych generacjach protokow rodziny802.11. Omwiony jest sposb konfigurowania bezprzewodowych punktwdostpowych, w podstawowym i nieco bardziej zaawansowanym zakresie.Kolejne zagadnienia to repeatery i mosty bezprzewodowe oraz bezprzewo-dowe wirtualne sieci LAN (VLAN). Zaproponowano szereg wicze prak-tycznych, moliwych do wykonania w laboratorium sieciowym, wyposao-nym w urzdzenia jednego z wiodcych producentw (bezprzewodowe punk-

viii Przedmowa

ty dostpowe Aironet oraz przeczniki Catalyst, produkowane przez CiscoSystems). Nieco uwagi powicono take alternatywnym rozwizaniom typuopen source.

Zakadamy, e czytelnikowi znane s ju podstawowe zagadnienia zwi-zane z routingiem [4, 5] i przeczaniem w sieciach lokalnych, wirtualnymisieciami LAN (VLAN) [6, 7], jak rwnie sposb konfiguracji urzdze Ciscoz systemem IOS.

Z oczywistych wzgldw, wiele zagadnie musiao zosta pominitychlub przedstawionych pobienie. Jednak zawarty tu zasb wiedzy powinienwystarczy do samodzielnej budowy prostych sieci bezprzewodowych, jakrwnie stanowi podstaw do studiowania bardziej zaawansowanych aspek-tw technologii. Wicej informacji mona znale w cytowanej dokumentacjitechnicznej i opisach standardw, jak rwnie w literaturze uzupeniajcej[8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15].

Rozdzia 1

Podstawowe pojcia

1.1. Wstp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Architektura logiczna sieci bezprzewodowych . . . . . . 3

1.2.1. IBSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.2. BSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.3. ESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.3. Nawizywanie poczenia z punktem dostpowym . . . 61.4. Lokalne sieci bezprzewodowe w modelu ISO/OSI . . . . 7

2 1. Podstawowe pojcia

1.1. Wstp

Bezprzewodowe sieci lokalne s alternatyw dla konwencjonalnych roz-wiza sieci LAN (czyli obecnie przede wszystkim dla technologii Ethernet),pozbawion ogranicze wynikajcych z koniecznoci prowadzenia okablowa-nia. Istniej rwnie rozwizania bezprzewodowe dla innych rodzajw sieci,np.: Bluetooth i IrDA s przykadami sieci osobistych (ang. Personal Area

Network, PAN), o zasigu do kilku metrw. Bezprzewodow technologi dla sieci metropolitalnych (MAN) jest Wi-

MAX (standard IEEE 802.16 [17]). Zapewnia on szybki dostp do siecii zasig rzdu kilkudziesiciu kilometrw. Moe by rwnie alternatywdla sieci komrkowych. Wiele wskazywao, e WiMAX stanie si po-wszechnym sposobem dostpu do Internetu dla uytkownikw indywi-dualnych. Obecnie jednak wzrasta tu zainteresowanie technologi LTE(Long Term Evolution), wywodzc si wprost z GSM/GPRS/UMTS,oferujc lepsze parametry.

Do bezprzewodowych technologii sieci rozlegych (WAN) mona zaliczytelefoni komrkow GSM, GPRS, UMTS, rnego rodzaju cza sate-litarne.

Rysunek 1.1. Logo Wi-Fi CERTIFIEDTM zastrzeony znak towarowyWi-Fi Alliance R

Przedmiotem tego podrcznika s tylko bezprzewodowe sieci lokalne.Powszechnie s one okrelane mianem Wi-Fi (Wireless Fidelity). W rze-czywistoci, dobrze znane logo Wi-Fi (rys. 1.1) jest znakiem towarowym

1.2. Architektura logiczna sieci bezprzewodowych 3

Wi-Fi Alliance1 (dawniej WECA, Wireless Ethernet Compatibility Allian-ce) stowarzyszenia zrzeszajcego firmy produkujce urzdzenia sieciowe.Jego celem jest promow