© SKiTI 2017

Sieci Komputerowe i Technologie Internetowe(SKiTI)

Wykład 8: Sieci WLAN - WiFi

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI – KATEDRA IN ŻYNIERII SYSTEMÓW STEROWANIAKierunek: Automatyka i Robotyka

Studia stacjonarne I stopnia: rok I, semestr IIdr in ż. Tomasz Rutkowski

2017

Plan WykładuPlan Wykładu

1.1. Komunikacja bezprzewodowa Komunikacja bezprzewodowa 2.2. Wybrane standardy z rodziny 802.11Wybrane standardy z rodziny 802.11

© SKiTI 2017 2

2.2. Wybrane standardy z rodziny 802.11Wybrane standardy z rodziny 802.113.3. Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN4.4. Działanie protokołu 802.11Działanie protokołu 802.115.5. Standard 802.11 a bezpieczeństwoStandard 802.11 a bezpieczeństwo

Komunikacja bezprzewodowaKomunikacja bezprzewodowa

Główne obawy użytkowników komunikacji Główne obawy użytkowników komunikacji bezprzewodowej:bezprzewodowej:

�� teoretyczna możliwość przechwycenia transmisji teoretyczna możliwość przechwycenia transmisji bezprzewodowej (nieuprawniony i niepożądany dostęp do bezprzewodowej (nieuprawniony i niepożądany dostęp do łącza komunikacyjnego)łącza komunikacyjnego)

© SKiTI 2017 3

łącza komunikacyjnego)łącza komunikacyjnego)�� sabotażsabotaż

Działania firm wprowadzających nowe technologie:Działania firm wprowadzających nowe technologie:�� pokazy sprawnie działających urządzeń i sieci, pokazy sprawnie działających urządzeń i sieci,

wykorzystujących technologię bezprzewodowąwykorzystujących technologię bezprzewodową�� przedstawianie dowodów, że sygnał informacyjny jest przedstawianie dowodów, że sygnał informacyjny jest

wystarczająco silny, że przesyłane dane nie ulegają wystarczająco silny, że przesyłane dane nie ulegają przekłamaniu, że efektywne algorytmy kodowania informacjiprzekłamaniu, że efektywne algorytmy kodowania informacji

Przykłady wykorzystaniaPrzykłady wykorzystaniatransmisji bezprzewodowejtransmisji bezprzewodowej

�� Systemy informowania pasażerów „na Systemy informowania pasażerów „na bieżąco” o czasie przyjazdu tramwajów i bieżąco” o czasie przyjazdu tramwajów i autobusówautobusów

�� Systemy sterowania pomp z wysięgnikiem Systemy sterowania pomp z wysięgnikiem do rozlewu betonudo rozlewu betonu

© SKiTI 2017 4

do rozlewu betonudo rozlewu betonu

�� Hydrologiczne i meteorologiczne systemy Hydrologiczne i meteorologiczne systemy telemetryczne (np. polski system SMOK)telemetryczne (np. polski system SMOK)

�� Zdalne monitoring procesów oraz ich Zdalne monitoring procesów oraz ich parametrów (np. monitoring stanu pracy parametrów (np. monitoring stanu pracy pomp w sieci wodociągowej)pomp w sieci wodociągowej)

Przykłady wykorzystaniaPrzykłady wykorzystaniatransmisji bezprzewodowejtransmisji bezprzewodowej

�� Bezprzewodowe odczyty pomiarów Bezprzewodowe odczyty pomiarów liczników energii elektrycznej (ENERGA)liczników energii elektrycznej (ENERGA)

�� Bezprzewodowe odczyty z oksymetrów Bezprzewodowe odczyty z oksymetrów (urządzeń do bezinwazyjnego określania (urządzeń do bezinwazyjnego określania poziomu hemoglobiny we krwi, na poziomu hemoglobiny we krwi, na

© SKiTI 2017 5

poziomu hemoglobiny we krwi, na poziomu hemoglobiny we krwi, na podstawie jej nasycenia tlenem)podstawie jej nasycenia tlenem)

�� Połączenia w ramach pól aktywnych (Połączenia w ramach pól aktywnych (ang. ang. hotspothotspot) instalowanych w kawiarniach, ) instalowanych w kawiarniach, hotelach, centrach konferencyjnych, hotelach, centrach konferencyjnych, kampusach, parkach itp...kampusach, parkach itp...

��oo „małym„małym zasięgu”zasięgu”(do(do kilkunastukilkunastu metrów)metrów)

��oo „średnim„średnim zasięgu”zasięgu”

Komunikacja bezprzewodowaKomunikacja bezprzewodowa–– przykładowe technologie przykładowe technologie – –

© SKiTI 2017 6

��oo „średnim„średnim zasięgu”zasięgu”(do(do kilkudziesięciu/kilkusetkilkudziesięciu/kilkuset metrów)metrów)

��oo „dużym„dużym zasięgu”zasięgu”(od(od kilkukilku dodo setek/tysięcysetek/tysięcy kilometrów)kilometrów)

6

��oo „małym„małym zasięgu”zasięgu”npnp.:.: IrDAIrDA,, BluetoothBluetooth,, WibreeWibree ((BluetoothBluetooth ultraultra

lowlow powerpower))

Komunikacja bezprzewodowaKomunikacja bezprzewodowa–– przykładowe technologie przykładowe technologie – –

© SKiTI 2017 7

��oo „średnim„średnim zasięgu”zasięgu”npnp.:.: HomeRFHomeRF,, WiFiWiFi,, ZigBeeZigBee

��oo „dużym„dużym zasięgu”zasięgu”npnp.:.: radiomodemy,radiomodemy, siecisieci telefoniitelefonii komórkowejkomórkowej

7

Komunikacja bezprzewodowaKomunikacja bezprzewodowa–– media transmisyjne media transmisyjne – –

Rodzaje stosowanych łączy bezprzewodowych:Rodzaje stosowanych łączy bezprzewodowych:

�� PodczerwonePodczerwone�� RadioweRadiowe

© SKiTI 2017 8

�� RadioweRadiowe�� MikrofaloweMikrofalowe�� UltradźwiękoweUltradźwiękowe�� LaseroweLaserowe

Widmo promieniowaniaWidmo promieniowaniaelektroelektro --magnetycznegomagnetycznego

źródło: http:źródło: http:\\\\pl.wikipedia.orgpl.wikipedia.org

© SKiTI 2017 9

A – fale akustyczneB – fale radioweC – mikrofale

D – podczerwie ńE – światło widzialneF – ultrafiolet

Promieniowanie:G – rentgenowskieH – gamma

Pasmo ISMPasmo ISM

ISM (ang. ISM (ang. Industrial, Scientific, Industrial, Scientific, MedicalMedical):):

�� ISM to pasmo radiowe przeznaczone dla zastosowań ISM to pasmo radiowe przeznaczone dla zastosowań przemysłowych, naukowych i medycznychprzemysłowych, naukowych i medycznych

�� ISM jest pasmem nielicencjonowanymISM jest pasmem nielicencjonowanym

© SKiTI 2017 10

�� ISM jest pasmem nielicencjonowanymISM jest pasmem nielicencjonowanym�� Przykładowe przedziały:Przykładowe przedziały:

2,4 2,4 GHzGHz –– 2,5 2,5 GHzGHz5,7 5,7 GHzGHz –– 5,8 5,8 GHzGHz

�� Urządzenia radiowe pracujące w tych zakresach muszą Urządzenia radiowe pracujące w tych zakresach muszą stosować rozpraszanie widma sygnałustosować rozpraszanie widma sygnału

�� Moc nadajnika nie może być większa niż 1W (USA), 100mW Moc nadajnika nie może być większa niż 1W (USA), 100mW (Europa), 10mW (Japonia)(Europa), 10mW (Japonia)

Pasmo 2 Pasmo 2 GHzGHz i 5 i 5 GHzGHz wykorzystywane są:wykorzystywane są:

�� sieci WLAN, WPANsieci WLAN, WPAN�� do komunikacji radiowej między instytucjami do komunikacji radiowej między instytucjami

© SKiTI 2017 11

�� do komunikacji radiowej między instytucjami do komunikacji radiowej między instytucjami bezpieczeństwa publicznego bezpieczeństwa publicznego t.jt.j. policja, straż . policja, straż

�� do zbierania danych za pomocą radarów do zbierania danych za pomocą radarów naziemnych i morskich (systemy naziemnych i morskich (systemy radiolokacyjne)radiolokacyjne)

�� ... i wiele innych ...... i wiele innych ...

Wybrane standardyWybrane standardytransmisji bezprzewodowejtransmisji bezprzewodowej

Porównanie wybranych standardów:Porównanie wybranych standardów:

IrDA BluetoothIEEE 802.11

IEEE 802.11b

IEEE 802.11a

IEEE 802.11g

IEEE 802.11n

IEEE 802.11ac

Zasięg 1 m 10 m 60 m 100 m 75 m 100 m > 100 m > 100 m

Max. Szybkość transmisji

4 Mb/s 1 Mb/s 2 Mb/s 11 Mb/s 54 Mb/s 54 Mb/s 600 Mb/s 1,3 Gb/s

© SKiTI 2017 12

Medium pod-czerwień fale radiowefale

radiowefale

radiowefale

radiowefale

radiowefale

radiowefale

radiowe

Dł. fali / 850-900 nm 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 5 GHz 2,4 GHz

2,4 GHzlub

5 GHz5 GHz

Częstotliwość

Wrażliwość na zakłócenia

duża średnia średnia mała średnia duża średnia mała

Data zatwierdzenia 1993 1998 1997 1999 1999 2003 2009 2013

Kanały w standardach:Kanały w standardach:802.11b i 802.11g (2,4 802.11b i 802.11g (2,4 GHzGHz))

�� Dostępne pasmo dzieli się Dostępne pasmo dzieli się na 14 nakładających się na na 14 nakładających się na siebie kanałówsiebie kanałów

�� Częstotliwości „środkowe” Częstotliwości „środkowe” kanałów oddalone są od kanałów oddalone są od

Nr kanału Cz ęstotliwo ść [MHz]

1 2412

2 2417

3 2422

4 2427

5 2432

© SKiTI 2017 13

kanałów oddalone są od kanałów oddalone są od siebie o 5 siebie o 5 MHzMHz

�� Kanały 1, 6 i 11 „nie Kanały 1, 6 i 11 „nie pokrywają się” pokrywają się”

�� Gdy w danej przestrzeni będą działały 3 Gdy w danej przestrzeni będą działały 3 sieci WLAN to aby wyeliminować sieci WLAN to aby wyeliminować możliwość wzajemnych zakłóceń, możliwość wzajemnych zakłóceń, należy przydzielić im co piąty kanał należy przydzielić im co piąty kanał

5 2432

6 2437

7 2442

8 2447

9 2452

10 2457

11 2462

12 2467

13 2472

14 2484

Kanały w standardzie:Kanały w standardzie:802.11n (5 802.11n (5 GHzGHz))

�� Dostępne pasmo dzieli się Dostępne pasmo dzieli się na 19 odseparowanych na 19 odseparowanych kanałówkanałów

�� Szerokość kanału 20MHzSzerokość kanału 20MHz

l.p. Nr kanału Cz ęstotliwo ść [MHz]

1 36 5180

2 40 5200

3 44 5220

4 48 5240

5 52 5260

6 56 5280

7 60 5300

8 64 5320

9 100 5500

© SKiTI 2017 14

10 104 5520

11 108 5540

12 112 5560

13 116 5580

14 120 5600

15 124 5620

16 128 5640

17 132 5660

18 136 5680

19 140 5700

Kanały pasmach 2,4 Kanały pasmach 2,4 GHzGHz i 5 i 5 GHzGHz

źródło: http:źródło: http:\\\\www.komputerswiat.plwww.komputerswiat.pl

© SKiTI 2017 15

Główne ró żnice pomi ędzyGłówne ró żnice pomi ędzystandardami 802.11g i 802.11nstandardami 802.11g i 802.11n

�� MIMO (MIMO (MultipleMultiple InputInput MultipleMultiple OutputOutput) ) -- umożliwia transmisję umożliwia transmisję zduplikowanych lub całkowicie różnych radiowych strumieni zduplikowanych lub całkowicie różnych radiowych strumieni danych poprzez dwie, trzy lub nawet cztery anteny ale do danych poprzez dwie, trzy lub nawet cztery anteny ale do jednego klienta (tzw. Single jednego klienta (tzw. Single UserUser MIMO)MIMO)

© SKiTI 2017 16

jednego klienta (tzw. Single jednego klienta (tzw. Single UserUser MIMO)MIMO)�� Scalanie kanałów Scalanie kanałów -- możliwość korzystania z pasma dwóch możliwość korzystania z pasma dwóch

przyległych do siebie kanałów radiowych (szerokość 40 przyległych do siebie kanałów radiowych (szerokość 40 MHzMHz) ) wraz z zarezerwowanym i niewykorzystywanym wcześniej wraz z zarezerwowanym i niewykorzystywanym wcześniej pasmem pomiędzy nimi pozwala ponad dwukrotnie zwiększyć pasmem pomiędzy nimi pozwala ponad dwukrotnie zwiększyć szybkość transmisji danychszybkość transmisji danych

�� Agregacja ramek Agregacja ramek -- po uzyskaniu dostępu do kanału nadajnik po uzyskaniu dostępu do kanału nadajnik agreguje ramki, transmitując w ten sposób dłuższe pakiety niż agreguje ramki, transmitując w ten sposób dłuższe pakiety niż ma to miejsce normalnie, poprawiając wydajnośćma to miejsce normalnie, poprawiając wydajność

Główne ró żnice pomi ędzyGłówne ró żnice pomi ędzystandardami 802.11n i 802.11acstandardami 802.11n i 802.11ac

�� MUMU--MIMO (Multi MIMO (Multi UserUser MultipleMultiple InputInput MultipleMultiple OutputOutput) ) ––pozwala stacji bazowej na wysyłanie w tym samym czasie i w pozwala stacji bazowej na wysyłanie w tym samym czasie i w tym samym kanale radiowym wielu różnych strumieni danych tym samym kanale radiowym wielu różnych strumieni danych przeznaczonych dla różnych klientówprzeznaczonych dla różnych klientów

© SKiTI 2017 17

przeznaczonych dla różnych klientówprzeznaczonych dla różnych klientów�� Scalanie kanałów Scalanie kanałów -- możliwość korzystania z kanałów o możliwość korzystania z kanałów o

szerokości 20 szerokości 20 MHzMHz, 40 , 40 MHzMHz, 80 , 80 MHzMHz, 160 , 160 MHzMHz�� Rozwinięcie techniki modulacji Rozwinięcie techniki modulacji -- najbardziej złożona najbardziej złożona

modulacja 64 QAM standardu 802.11n zostaje podniesiona modulacja 64 QAM standardu 802.11n zostaje podniesiona do 256 QAM w standardzie 802.11acdo 256 QAM w standardzie 802.11ac

Główne ró żnice pomi ędzyGłówne ró żnice pomi ędzystandardami 802.11n i 802.11acstandardami 802.11n i 802.11ac

źródło: http:źródło: http:\\\\www.cyberbajt.plwww.cyberbajt.pl

© SKiTI 2017 18

ModulacjaModulacja

Modulacja:Modulacja:�� to celowy proces zmiany parametrów fali to celowy proces zmiany parametrów fali

umożliwiający przesyłanie danych (informacji)umożliwiający przesyłanie danych (informacji)�� urządzenie dokonujące modulacji to modulatorurządzenie dokonujące modulacji to modulator

© SKiTI 2017 19

�� urządzenie dokonujące modulacji to modulatorurządzenie dokonujące modulacji to modulator

Demodulacja:Demodulacja:�� proces odwrotny do modulacjiproces odwrotny do modulacji�� urządzenie dokonujące demodulacji to demodulatorurządzenie dokonujące demodulacji to demodulator�� demodulator dekoduje sygnał do jego wyjściowej demodulator dekoduje sygnał do jego wyjściowej

postaci (przed modulacją)postaci (przed modulacją)

Modulacja AmplitudyModulacja Amplitudyźródło: http:źródło: http:\\\\pl.wikipedia.orgpl.wikipedia.org

© SKiTI 2017 20

Modulacja Cz ęstotliwo ściModulacja Cz ęstotliwo ściźródło: http:źródło: http:\\\\pl.wikipedia.orgpl.wikipedia.org

© SKiTI 2017 21

Modulacja FazyModulacja Fazyźródło: http:źródło: http:\\\\pl.wikipedia.orgpl.wikipedia.org

© SKiTI 2017 22

ModulacjaModulacja

Standard 802.11b:Standard 802.11b:�� Modulacja DSSS (Modulacja DSSS (ang. ang. DirectDirect SequenceSequence SpreadSpread SpectrumSpectrum) ) --

bezpośrednie modulowanie nośnej sekwencją kodową bezpośrednie modulowanie nośnej sekwencją kodową (technika rozpraszania widma)(technika rozpraszania widma)

�� Fizyczna transmisja np. za pomocą jednej z technik modulacji fazy Fizyczna transmisja np. za pomocą jednej z technik modulacji fazy BPSK BPSK

© SKiTI 2017 23

�� Fizyczna transmisja np. za pomocą jednej z technik modulacji fazy Fizyczna transmisja np. za pomocą jednej z technik modulacji fazy BPSK BPSK ((ang.ang. Binary Phase Shift KeyingBinary Phase Shift Keying))

Standardy 802.11a, 802.11g i 802.11n :Standardy 802.11a, 802.11g i 802.11n :�� Modulacja OFDM (ang. Modulacja OFDM (ang. OrthogonalOrthogonal FrequencyFrequency--DivisionDivision

MultiplexingMultiplexing) wykorzystująca wiele ortogonalnych względem ) wykorzystująca wiele ortogonalnych względem siebie podnośnychsiebie podnośnych

�� Fizyczna transmisja np. za pomocą jednej z technik modulacji fazy Fizyczna transmisja np. za pomocą jednej z technik modulacji fazy BPSK BPSK ((ang.ang. Binary Phase Shift KeyingBinary Phase Shift Keying))

Modulacja BPSKModulacja BPSKźródło: http:źródło: http:\\\\pl.wikipedia.orgpl.wikipedia.org

© SKiTI 2017 24

Faza może przyjmować jedną z dwóch wartości przesuniętych Faza może przyjmować jedną z dwóch wartości przesuniętych względem siebie o 180względem siebie o 180°° reprezentując logiczne "0" lub "1"reprezentując logiczne "0" lub "1"

Modulacja QAMModulacja QAMźródło: http:źródło: http:\\\\pl.wikipedia.orgpl.wikipedia.org

© SKiTI 2017 25

Modulacja QAMModulacja QAMźródło: http:źródło: http:\\\\www.cyberbajt.plwww.cyberbajt.pl

© SKiTI 2017 26

Mechanizm ACTMechanizm ACT

ACT (ACT (ang. Air ang. Air TraficTrafic ControlControl):):

�� Umożliwia komunikację pomiędzy różnymi Umożliwia komunikację pomiędzy różnymi urządzeniami standardu 802.11urządzeniami standardu 802.11

© SKiTI 2017 27

�� Inna modulacja urządzeń 802.11a i 802.11g (OFDM) Inna modulacja urządzeń 802.11a i 802.11g (OFDM) oraz urządzeń 802.11b (DSSS) oraz urządzeń 802.11b (DSSS) –– nie wykrywają się nie wykrywają się nawzajemnawzajem

�� Urządzenia 802.11a i 802.11g przed nadawaniem Urządzenia 802.11a i 802.11g przed nadawaniem wysyłają krótką informację w modulacji DSSS, wysyłają krótką informację w modulacji DSSS, informując urządzenia 802.11b o transmisji i informując urządzenia 802.11b o transmisji i rezerwując medium na jej czasrezerwując medium na jej czas

StandaryzacjaStandaryzacja

�� Organizacja IEEE nie sprawdza jak producenci Organizacja IEEE nie sprawdza jak producenci wywiązują się z zaleceń jej standardówwywiązują się z zaleceń jej standardów

�� W 1999 powstaje organizacja WECA (ang. W 1999 powstaje organizacja WECA (ang. WirelessWirelessEthernet Ethernet CompatibilityCompatibility Alliance) wydająca certyfikaty Alliance) wydająca certyfikaty

© SKiTI 2017 28

Ethernet Ethernet CompatibilityCompatibility Alliance) wydająca certyfikaty Alliance) wydająca certyfikaty zgodności z normązgodności z normą

�� Po przejściu testów zgodności z normą urządzenie Po przejściu testów zgodności z normą urządzenie otrzymuje certyfikat otrzymuje certyfikat WiWi--FiFi ((ang. ang. WirelessWireless FidelityFidelity))

�� W 2002 organizacja WECA zmieniła nazwę naW 2002 organizacja WECA zmieniła nazwę naWiWi--FiFi AllianceAlliance

Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN

�� Sieć Ad HocSieć Ad Hoc�� Sieć BSS (Sieć BSS (ang. Basic Service Setang. Basic Service Set))

© SKiTI 2017 29

�� Sieć BSS (Sieć BSS (ang. Basic Service Setang. Basic Service Set))�� Sieć ESS (Sieć ESS (ang. Extended Service Setang. Extended Service Set))�� Sieć z mostemSieć z mostem�� Sieć WLAN z roamingiemSieć WLAN z roamingiem

Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN

� Sieć Ad Hoc

© SKiTI 2017 30

Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN

� Sieć BSS (ang. Basic Service Set)

BSS

© SKiTI 2017 31

AP (ang. Access Point )

Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN

� Sieć ESS (ang. Extended Service Set )

BSS1

BSS2Internet

ESS

© SKiTI 2017 32

BSS1

AP

AP

Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN

� Sieć z mostem

MOST

© SKiTI 2017 33

BSS1 BSS2

ESS

MOST

Struktury sieci WLANStruktury sieci WLAN� Sieć WLAN z roamingiem

BSS2

Internet

ESS BSS3

© SKiTI 2017 34

BSS1

AP

AP

Kontrola dost ępu do mediumKontrola dost ępu do mediumMetoda CSMA/CA (Metoda CSMA/CA (ang. ang. CarrierCarrier SenseSense MultipleMultiple AcessAcess

withwith ColisionColision AvoidanceAvoidance):):

•• Jeżeli stacja przez określony czas nie wykryje transmisji to przełącza Jeżeli stacja przez określony czas nie wykryje transmisji to przełącza się w tryb gotowości do nadawania i czeka jeszcze trochęsię w tryb gotowości do nadawania i czeka jeszcze trochę

•• Jeżeli nadal nikt nie prowadzi nadawania to stacja rozpoczyna Jeżeli nadal nikt nie prowadzi nadawania to stacja rozpoczyna

© SKiTI 2017 35

•• Jeżeli nadal nikt nie prowadzi nadawania to stacja rozpoczyna Jeżeli nadal nikt nie prowadzi nadawania to stacja rozpoczyna transmisjętransmisję

•• Dla każdej przesłanej ramki, do nadawcy musi dotrzeć potwierdzenie Dla każdej przesłanej ramki, do nadawcy musi dotrzeć potwierdzenie poprawności odbioru ACK (ang. poprawności odbioru ACK (ang. AcknowledgeAcknowledge), wysłane przez ), wysłane przez odbiorcęodbiorcę

Mechanizm ten nazywa si ę skrótem CCA (ang. Clear Chanel Mechanizm ten nazywa si ę skrótem CCA (ang. Clear Chanel AssessmentAssessment))Przypadek dwie stacje, brak po średnictwa punktu dost ępowego,Przypadek dwie stacje, brak po średnictwa punktu dost ępowego,

np.: sie ć Ad Hoc.np.: sie ć Ad Hoc.

Kontrola dost ępu do mediumKontrola dost ępu do mediumMechanizm DCF (Mechanizm DCF (ang. ang. DistributedDistributed CoordinationCoordination

FunctionFunction):):

�� W tym przypadku nadawca wysyła ramkę RTS (W tym przypadku nadawca wysyła ramkę RTS (ang. ang. RequestRequest to to sendsend) ) będącą informacją dla stacji w jego zasięgu o zamiarze nadawaniabędącą informacją dla stacji w jego zasięgu o zamiarze nadawaniaPośredni odbiorca danych (punkt dostępowy) wysyła ramkę CTS (ang. Pośredni odbiorca danych (punkt dostępowy) wysyła ramkę CTS (ang.

© SKiTI 2017 36

�� Pośredni odbiorca danych (punkt dostępowy) wysyła ramkę CTS (ang. Pośredni odbiorca danych (punkt dostępowy) wysyła ramkę CTS (ang. Clear to Clear to sendsend) informującą o gotowości odbioru. W tym momencie ) informującą o gotowości odbioru. W tym momencie odbiorca docelowy otrzyma informacje o rozpoczynającej się transmisji.odbiorca docelowy otrzyma informacje o rozpoczynającej się transmisji.

�� Rozpoczyna się właściwa wymiana ramki danych, której otrzymanie Rozpoczyna się właściwa wymiana ramki danych, której otrzymanie odbiorca potwierdza ramką ACKodbiorca potwierdza ramką ACK

�� Jeżeli nadawca nie otrzyma ramki ACK musi ponowić transmisjęJeżeli nadawca nie otrzyma ramki ACK musi ponowić transmisję

Przypadek dwie stacje komunikuj ą się za pośrednictwem punktu Przypadek dwie stacje komunikuj ą się za pośrednictwem punktu dost ępowego, np. sie ć BSS.dost ępowego, np. sie ć BSS.

Mechanizm transmisjiMechanizm transmisji

1)1) Każda stacja prowadzi nasłuch pasma (stacja nasłuchuje Każda stacja prowadzi nasłuch pasma (stacja nasłuchuje wtedy gdy nie nadaje !!!) wtedy gdy nie nadaje !!!)

2)2) W polu ramki protokołu 802.11 stacja umieszcza W polu ramki protokołu 802.11 stacja umieszcza informację o planowanym czasie nadawania aktualnej informację o planowanym czasie nadawania aktualnej

© SKiTI 2017 37

informację o planowanym czasie nadawania aktualnej informację o planowanym czasie nadawania aktualnej ramki. Czas rezerwacji łącza nazywany jest wektorem ramki. Czas rezerwacji łącza nazywany jest wektorem alokacji sieci (alokacji sieci (wirtualna funkcja wykrywania zajętości wirtualna funkcja wykrywania zajętości kanału transmisyjnegokanału transmisyjnego))

3)3) Po tym czasie następuje okno czasowe rywalizacji i Po tym czasie następuje okno czasowe rywalizacji i stacje rywalizują o dostęp i rezerwację pasma dla siebiestacje rywalizują o dostęp i rezerwację pasma dla siebie

Ramki protokołówRamki protokołów802.3 i 802.11802.3 i 802.11

�� Ramka 802.3 (Ethernet)Ramka 802.3 (Ethernet)

© SKiTI 2017 38

�� Ramka 802.11Ramka 802.11

Działanie protokołu 802.11Działanie protokołu 802.11Stacja bezprzewodowa może się Stacja bezprzewodowa może się

znajdować w trzech stanach:znajdować w trzech stanach:1)1)Stan początkowy Stan początkowy –– nieuwierzytelniony i nie nieuwierzytelniony i nie

skojarzony z żadnym punktem skojarzony z żadnym punktem

© SKiTI 2017 39

skojarzony z żadnym punktem skojarzony z żadnym punktem dostępowymdostępowym

2)2)UwierzytelnionyUwierzytelniony3)3)Połączony i skojarzony z danym punktem Połączony i skojarzony z danym punktem

dostępowymdostępowym

Działanie protokołu 802.11Działanie protokołu 802.11Skanowanie:Skanowanie:�� W wyniku skanowania użytkownik otrzymuje W wyniku skanowania użytkownik otrzymuje

raport, zawierający listę wykrytych sieci BSS raport, zawierający listę wykrytych sieci BSS oraz ich parametr, np.:oraz ich parametr, np.:

© SKiTI 2017 40

oraz ich parametr, np.:oraz ich parametr, np.:�� BSSID BSSID –– identyfikator BSSidentyfikator BSS�� SSID SSID –– nazwa sieci ESSnazwa sieci ESS�� BSS BSS TypeType –– typ sieci: Adtyp sieci: Ad--Hoc lub BSSHoc lub BSS

Działanie protokołu 802.11Działanie protokołu 802.11Przyłączenie:Przyłączenie:�� Proces w całości wykonywany przez stacjęProces w całości wykonywany przez stację�� Wybierany jest BSS do którego się „podłącza” Wybierany jest BSS do którego się „podłącza”

stacjastacja

© SKiTI 2017 41

stacjastacja�� Następnie dostosowywane są parametry Następnie dostosowywane są parametry

połączeniapołączenia

Działanie protokołu 802.11Działanie protokołu 802.11Uwierzytelnianie:Uwierzytelnianie:�� W standardzie 802.11 zakłada się że punkty W standardzie 802.11 zakłada się że punkty

dostępowe są „wiarygodne”dostępowe są „wiarygodne”�� Obowiązek uwierzytelniania spada na Obowiązek uwierzytelniania spada na

© SKiTI 2017 42

�� Obowiązek uwierzytelniania spada na Obowiązek uwierzytelniania spada na poszczególne stacjeposzczególne stacje

�� Uwierzytelnianie typu Uwierzytelnianie typu openopen--systemsystem�� Uwierzytelnianie typu Uwierzytelnianie typu sharedshared--keykey ––

wykorzystuje klucz wykorzystuje klucz wspołdzielonywspołdzielony przez oba przez oba urządzenia (WEP)urządzenia (WEP)

Działanie protokołu 802.11Działanie protokołu 802.11Kojarzenie:Kojarzenie:�� Jest to powiązanie stacji z punktem Jest to powiązanie stacji z punktem

dostępowymdostępowym�� Polega na przydzieleniu stacji numeru AID Polega na przydzieleniu stacji numeru AID

© SKiTI 2017 43

�� Polega na przydzieleniu stacji numeru AID Polega na przydzieleniu stacji numeru AID ((ang. ang. AssociationAssociation IDID) , który identyfikuje stację ) , który identyfikuje stację w procesie buforowania ramek przez punkt w procesie buforowania ramek przez punkt dostępowydostępowy

Bezpiecze ństwo Bezpiecze ństwo �� WEP (WEP (ang. Wired Equivalency Privacyang. Wired Equivalency Privacy))

�� Klucze szyfrujące muszą być skonfigurowane na Klucze szyfrujące muszą być skonfigurowane na każdym z urządzeńkażdym z urządzeń

�� Autoryzacja stacji odbywa się na podstawie Autoryzacja stacji odbywa się na podstawie adresu MAC (który można zmienić !)adresu MAC (który można zmienić !)

© SKiTI 2017 44

adresu MAC (który można zmienić !)adresu MAC (który można zmienić !)�� Od 2001 pojawiają się opracowania naukowe z Od 2001 pojawiają się opracowania naukowe z

serii „Jak złamać WEP”, a zaraz po nich serii „Jak złamać WEP”, a zaraz po nich odpowiednie programyodpowiednie programy

(Obecnie 95% szansa złamania klucza 128 bitowego zajmuje:(Obecnie 95% szansa złamania klucza 128 bitowego zajmuje:

-- niecałe 2 minuty na przechwycenie 95 tysięcy pakietówniecałe 2 minuty na przechwycenie 95 tysięcy pakietów-- niecałe 3 sekundy na uzyskanie klucza na komputerzeniecałe 3 sekundy na uzyskanie klucza na komputerze

Pentium 1,7 GHz)Pentium 1,7 GHz)

Bezpiecze ństwo Bezpiecze ństwo �� WPA (WPA (ang. ang. WiFiWiFi ProtectedProtected AccessAccess))

�� Standard WPA został opracowany w 2003 przez Standard WPA został opracowany w 2003 przez WiWi--FiFi AllianceAlliance

�� WPA oparty jest na drafcie standardu 802.11iWPA oparty jest na drafcie standardu 802.11i

© SKiTI 2017 45

�� Standard WPA zarządza dynamicznie kluczami Standard WPA zarządza dynamicznie kluczami szyfrowania i zapewnia potwierdzenia tożsamości szyfrowania i zapewnia potwierdzenia tożsamości stacji mobilnychstacji mobilnych

�� Dla każdego klienta w określonych odstępach Dla każdego klienta w określonych odstępach czasu generowane są niepowtarzalne klucze czasu generowane są niepowtarzalne klucze szyfrowaniaszyfrowania

Bezpiecze ństwo Bezpiecze ństwo �� WPA2 (WPA2 (ang. ang. WiFiWiFi ProtectedProtected Access 2Access 2))

�� Standard WPA2 został opracowany w 2004 roku Standard WPA2 został opracowany w 2004 roku przez przez WiWi--FiFi AllianceAlliance

�� Jest uzupełniony o szyfrowanie protokołem AESJest uzupełniony o szyfrowanie protokołem AES

© SKiTI 2017 46

�� WPA3 (WPA3 (ang. ang. WiFiWiFi ProtectedProtected Access 3Access 3))�� Kolejny udoskonalony standard WPAKolejny udoskonalony standard WPA

Inne ciekawe projekty WLAN Inne ciekawe projekty WLAN �� 802.11p802.11p

�� Zapewnienie WLAN dla pojazdów mobilnychZapewnienie WLAN dla pojazdów mobilnych

�� 802.15802.15�� Specyfikacja osobistych sieci bezprzewodowychSpecyfikacja osobistych sieci bezprzewodowych

© SKiTI 2017 47

�� Specyfikacja osobistych sieci bezprzewodowychSpecyfikacja osobistych sieci bezprzewodowych

�� 802.16802.16�� Grupa standardów dotyczących miejskich sieci Grupa standardów dotyczących miejskich sieci

bezprzewodowych MAN bezprzewodowych MAN -- WiMaxWiMax

Elementy sieci WLAN Elementy sieci WLAN �� Bezprzewodowe karty siecioweBezprzewodowe karty sieciowe�� Punkty dostępowe Punkty dostępowe �� AntenyAnteny

© SKiTI 2017 48

Zalety WIZalety WI--FI FI �� Możliwość budowy sieci bezprzewodowej, np. w Możliwość budowy sieci bezprzewodowej, np. w

domu lub biurzedomu lub biurze�� Darmowy Internet poprzez HotSpotDarmowy Internet poprzez HotSpot--y (dostępne w y (dostępne w

większych miastach, na uczelniach w kampusach)większych miastach, na uczelniach w kampusach)�� Swoboda i mobilnośćSwoboda i mobilność

© SKiTI 2017 49

�� Swoboda i mobilnośćSwoboda i mobilność�� Łatwo dostępne, coraz tańsze urządzeniaŁatwo dostępne, coraz tańsze urządzenia�� Urządzenia proste w instalacjiUrządzenia proste w instalacji�� Relatywne szybkie w porównaniu do standardowych Relatywne szybkie w porównaniu do standardowych

wymagań użytkownikówwymagań użytkowników

Wady WIWady WI--FI FI �� Relatywnie mały zasięgRelatywnie mały zasięg�� Połączenia na większe odległości mogą okazać się Połączenia na większe odległości mogą okazać się

niestabilne, gdy odbierany sygnał z punktu niestabilne, gdy odbierany sygnał z punktu dostępowego jest zbyt słabydostępowego jest zbyt słaby

�� Szybkość transmisji zależy od odległości między Szybkość transmisji zależy od odległości między

© SKiTI 2017 50

�� Szybkość transmisji zależy od odległości między Szybkość transmisji zależy od odległości między urządzeniamiurządzeniami

�� Podatne na zakłóceniaPodatne na zakłócenia�� W przypadku niepoprawnej konfiguracji, może się W przypadku niepoprawnej konfiguracji, może się

stać łatwym celem atakustać łatwym celem ataku�� Tłok w eterze (szczególnie w dużych miastach)Tłok w eterze (szczególnie w dużych miastach)�� Wymagają rezerwacji odpowiedniego pasmaWymagają rezerwacji odpowiedniego pasma

BibliografiaBibliografia

Przykładowa Literatura:Przykładowa Literatura:

� K. Krysiak. Sieci Komputerowe.Gliwice, 2005. Helion

© SKiTI 2017 51

� J. Duntemann. Przewodnik po sieciach Wi-Fi.Poznań, 2006. Nakom

� http://www.cyberbajt.pl� http://komputerswiat.pl

Dziękuję za uwagę !!!

© SKiTI 2017 52

Dziękuję za uwagę !!!