Frequently-Asked-Questions zu Wireless LAN Standards und Security

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1 Frequently-Asked-Questions zu Wireless LAN Standards und Security März 2003 Wie ist die derzeitige Marktsituation 5 GHz WLAN Produkten nach IEEE a? Der Wireless-LAN Standard IEEE a wurde bereits im Jahr 1999 verabschiedet. Eine Änderung des Modulationsverfahrens und die Verwendung des 5 GHz Frequenzbandes machen hierbei gegenüber WLANs nach dem IEEE b Wi-Fi Standard Datenübertragungsraten von bis zu 54 Mbit/s möglich. Wireless-LANs nach IEEE a haben jedoch bislang nur in den USA größere Verbreitung gefunden, da in Deutschland und den meisten anderen europäischen Ländern das von IEEE a WLANs verwendete 5 GHz Frequenzband nicht für die Datenübertragung durch Funknetzwerke benutzt werden durfte. Im Rahmen der europäischen Harmonisierung hat die deutsche Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP) am das 5 GHz Frequenzband für die Verwendung von WLANs unter bestimmten technischen Auflagen freigegeben und eine Allgemeinzuteilung erteilt 1. Teil der technischen Auflagen sind eine dynamische Kontrolle der Sendeleistung (TPC Transmit Power Control) und eine automatische Wahl der verwendeten Frequenzen (DFS Dynamic Frequency Selection) im 5 GHz Frequenzband. Die Allgemeinzuteilung der Frequenzen von MHz und MHz ist dabei nicht an einen bestimmten technischen Standard gebunden, was den Einsatz von WLAN Produkten nach dem IEEE a Standard unter der Berücksichtigung von TPC (mit einer Leistungsregelung von 6 db) und DFS ermöglicht. Generell darf die Sendeleistung im Frequenzband von MHz maximal 200 mw betragen, wobei der Betrieb ausschließlich innerhalb geschlossener Räume gestattet ist. Im Frequenzbereich von MHz ist eine Sendeleistung von maximal 1 Watt erlaubt, hier ist der Betrieb sowohl innerhalb als auch außerhalb geschlossener Räume gestattet. Da die bislang auf dem amerikanischen Markt angebotenen IEEE a Produkte weder TPC noch DFS unterstützen, können diese Produkte in Deutschland nicht ohne technische Änderungen verwendet werden. In einem Sonderfall wird es lediglich in einem Teil des niedrigen Frequenzbandes von MHz gestattet, auf DFS zu verzichten; jedoch ist dann die Sendeleistung entweder auf 30 mw ohne TPC, oder auf 60 mw mit TPC begrenzt. Auch dieser Sonderfall kann mit den derzeit in den USA verkauften Produkten nicht erfüllt werden, da diese mit etwa 40 mw Sendeleistung ohne TPC arbeiten und somit über den maximal erlaubten 30 mw liegen. Durch die Freigabe des 5 GHz Bandes durch die RegTP ist somit der Weg für die ersten Funk-LANs mit bis zu 54 Mbit/s Übertragungsrate geebnet worden. Während bislang insbesondere die geringere Reichweite von Produkten nach dem IEEE a Standard ein Problem darstellte, ist nun durch die Möglichkeit zur Nutzung von höheren Sendeleistungen bei gleichzeitiger Verwendung des gesamten zu Verfügung stehenden Frequenzbereichs mit insgesamt 19 unabhängigen Kanälen ein sinnvoller Einsatz von WLAN Produkten nach dem IEEE a Standard möglich. 1 Siehe:

2 LANCOM Systems bietet ab der CeBit 2003 Produkte nach dem IEEE a Standard an, welche in Deutschland einsetzbar sind und entsprechend der Anforderungen der RegTP zertifiziert wurden. Hierbei legt LANCOM Systems Wert darauf, dass diese Produkte auch wirklich sinnvoll einsetzbar sind, und somit die vorhandenen und erlaubten Möglichkeiten mittels TPC und DFS auch ausnutzen. Der LANCOM 3050 Wireless ist bereits für den Einsatz in Funk-Netzwerken entsprechend dem IEEE a Standard vorbereitet. Mit den ab der CeBit 2003 erhältlichen IEEE a Funkmodulen kann der LANCOM 3050 Wireless durch einfaches Hinzustecken einer IEEE a PC-Card auf den IEEE a Standard aufgerüstet werden. Damit ist der gleichzeitige Betrieb von Funknetzwerken nach beiden Standards möglich und der LANCOM 3050 Wireless wird zum Dual-Band Access-Point. Welche Vor- und Nachteile haben Produkte nach dem IEEE a Standard gegenüber Produkten nach dem IEEE b Standard? Als wesentlicher Vorteil von Produkten nach dem IEEE a Standard ist die hohe Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 54 Mbit/s zu nennen. Hinzu kommt, dass im verwendeten 5 GHz Frequenzband bis zu 18 verschiedene Kanäle zur Verfügung stehen, während bei IEEE b im verwendeten 2.4 GHz Frequenzband lediglich 3 nichtüberlappende Kanäle benutzt werden können. Nachteilig wirkt sich bei IEEE a jedoch das etwas schlechtere Verhalten bezüglich der Reichweite aus. Um im 5 GHz Band identische Reichweiten wie im 2,4 GHz Band zu erreichen ist eine höhere Sendeleistung als bei IEEE b Produkten nötig. Somit erreichen IEEE a Produkte also eine etwas geringere Reichweite als IEEE b Produkte in der gleichen Umgebung. Die IEEE a WLAN Karten von LANCOM Systems sind jedoch so optimiert das der Unterschied in der Reichweite nur sehr gering ausfällt. Einer höheren Übertragungsgeschwindigkeit und mehr verfügbare Kanäle stehen somit also der etwas geringeren Reichweite der IEEE a Produkte im Vergleich zu b Produkten gegenüber. Für Produkte nach dem IEEE a Standard ergeben sich somit Einsatzmöglichkeiten bei Anwendungen, die einen hohen Bandbreitenbedarf haben und in Umgebungen, wo der 2,4 GHz Frequenzbereich schon weitgehend belegt ist und zusätzliche Übertragungskanäle benötigt werden. Es darf darüber hinaus nicht übersehen werden, dass Produkte entsprechend dem IEEE a Standard nicht kompatibel zu dem bereits eingeführten und akzeptierten 11 Mbit/s IEEE b Standard sind. Welche Position hat LANCOM Systems zu den derzeit am Markt auftauchenden WLAN Produkten, die nach dem Draft Standard von IEEE g arbeiten? Noch vor der Verabschiedung des IEEE g Standards tauchen momentan bereits die ersten WLAN Produkte auf dem Markt auf, die dem Draft-Standard von IEEE g entsprechen. Der kommende IEEE g Standard bietet 54 MBit/s Datenübertragungsrate im bekannten 2,4 GHz Frequenzband bei gleichzeitiger Abwärtskompatibilität zur weit verbreiteten IEEE b Hardware.

3 Der IEEE g "Standard" existiert jedoch momentan nur in einer "Draft" Version - also einer Vorabversion - die noch nicht endgültig verabschiedet ist. Mit der endgültigen Verabschiedung des IEEE g Standards ist nicht vor Mitte des Jahres 2003 zu rechnen. Die momentan angebotene g Hardware entspricht also bestenfalls diesem Draft Standard, und es ist momentan nicht abzuschätzen, ob diese Hardware sich mittels Firmware- oder Treiberupdates zum endgültigen IEEE g Standard kompatibel machen lassen wird. Eventuelle Wifi-Logos auf heutigen g Produkten beziehen sich lediglich auf die (Abwärts-) Kompatibilität zu bestehender IEEE b-Hardware; eine garantierte Kompatibilität zu anderen g-Lösungen schließt dies keinesfalls ein, weil entsprechende Tests von der WiFi-Alliance (vormals WECA) mangels eines Standards noch nicht definiert sind. Wer also zum jetzigen Zeitpunkt g Hardware kauft, muß damit rechnen, in einem halben Jahr auf einer ähnlichen "Kompatibilitätsinsel" zu sitzen wie mit der ebenfalls im Augenblick angebotenen 22 MBit-Hardware, bzw. muß seine bisher getätigten Invesitionen mangels Kompatibilität eventuell abschreiben. LANCOM Systems bedient mit seinen Lösungen in erster Linie den Markt der professionellen Anwender, in dem Wert auf langfristigen Support und Einhaltung von Standards gelegt wird. Eine Einhaltung dieser Kriterien läßt sich nach heutiger Einschätzung mit der momentan verfügbaren g Hardware jedoch nicht zuverlässig garantieren, weshalb LANCOM Systems solche Hardware im Augenblick noch nicht anbietet. LANCOM Systems wird auch weiterhin die Entwicklung der WLAN Standards intensiv beobachten und g Lösungen anbieten, sobald diese einen den Anforderungen von professionellen Anwendern genügenden Reifegrad erreicht haben. Sind durch die neuen Standards drahtlose Netzwerke nach IEEE b veraltet? Die Produkte nach dem IEEE a Standard werden die aktuellen Wi-Fi Produkte (IEEE b) ergänzen und nicht ersetzen. Der 11MBit/s Wi-Fi -Standard wird auch in den nächsten Jahren der Industriestandard für Wireless LANs in Firmen, Heimnetzwerken und öffentlichen Plätzen (Public Hot Spots) sein, denn Wi-Fi Produkte sind interoperabel, kostengünstig, sicher und überall verfügbar. Eine Vielzahl von Geräten (z.b. Notebooks) wird zukünftig mit integrierten Wireless LAN Funkmodulen entsprechend dem 11 Mbit/s Standard IEEE b ausgerüstet sein. Was hat es mit den momentan im Markt befindlichen 22Mbit/s WLAN Karten auf sich? Es laufen bereits seit einiger Zeit Bestrebungen, auch im 2,4 GHz-Band höhere Datenraten als 11 Mbit/s zur Verfügung zu stellen, die unter dem geplanten Standard g zusammengefasst werden sollen. Im Standardisierungsgremium gibt es zwei Parteien, die hierbei unterschiedliche Modulationsverfahren favorisierten. Die Mehrheit bevorzugte das schon im 5 GHz Frequenzband mit dem IEEE a Standard eingesetzte OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), welches Übertragungsraten von bis zu 54 Mbit/s ermöglicht. Texas Instruments als Chiphersteller hingegen favorisierte das eigene Verfahren PBCC (Packet Binary Convolution Coding), das Übertragungsraten von bis zu 33 Mbit/s erlaubt. Das IEEE Gremium hat sich dahingehend geeinigt, dass eine g-Karte OFDM unterstützen muss, PBCC jedoch nur optional ist (die bisherigen Datenraten von 1, 2, 5.5

4 und 11 muss sie natürlich auch kennen um abwärtskompatibel zum IEEE b Standard mit seiner breiten installierten Basis zu sein). Mit der endgültigen Verabschiedung des g Standards und somit mit der Verfügbarkeit von OFDM-fähigen g Karten ist voraussichtlich in der Mitte des Jahres 2003 zu rechnen, und es ist wahrscheinlich, dass diese kein PBCC unterstützen werden. Die 22 Mbit/s Karten, die momentan am Markt sind, beherrschen jedoch nur PBCC, was bedeutet, dass diese Karten mit den zukünftigen g-Karten voraussichtlich nur mit maximal 11 Mbit/s kommunizieren werden können. Wer also jetzt in diese Technik investiert, riskiert in eine technische Sackgasse zu laufen. Es ist momentan nicht abzusehen, ob sich PBCC schnell genug durchsetzen wird, dass auch das 'OFDM-Lager' darauf eingehen muss. LANCOM Systems wird auch in Zukunft nur Karten anbieten die standardkonform sind und ein Höchstmaß an Interoperabilität bieten. Wann werden 54 Mbit Produkte nach dem g Standard verfügbar sein und welche Vorteile werden sie haben? Bei dem g WLAN Standard handelt es sich um die Realisierung von bis 54 Mbit/s Übertragungsrate im 2,4 GHz Frequenzband. Der g Standard befindet sich derzeit noch im Stadium der Definition, es ist damit zu rechnen, dass er Mitte des Jahres 2003 endgültig verabschiedet wird. Mit den ersten g fähigen WLAN Produkten, die dem endgültigen IEEE g Standard genügen, ist somit in der zweiten Hälfte des Jahres 2003 zu rechnen. Der große Vorteil des kommenden IEEE g Standards ist seine Abwärtskompatibilität zu den heute verwendeten und weit verbreiteten IEEE b Wi-Fi Produkten, während die 54 Mbit/s schnellen WLAN Produkte nach dem IEEE a Standard nicht kompatibel zu den heutigen Wi-Fi Produkten sind. Da der kommende IEEE g Standard das selbe Frequenzband wie die heutigen Wi-Fi Produkte verwendet und auch die gleiche Sendeleistung möglich ist, ist nur mit geringen Reichweiteneinbußen gegenüber heutigen IEEE b Produkten zu rechnen. Die weltweit mögliche Nutzung des 2,4 GHz Frequenzbandes und die Abwärtskompatibilität zu den weit verbreiteten IEEE b Produkten lassen erwarten, dass die endgültigen IEEE g Produkte auf breite Akzeptanz stoßen und sich schnell verbreiten werden.

5 Welche Wireless-LAN Standards gibt es oder sind geplant? Drahtlose Funknetzwerke werden in den IEEE Standards der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) zusammengefasst, wobei heute über 90% der im Einsatz befindlichen WLAN Komponenten diese Standards nutzen. Andere Technologien die nicht diesen Standards entsprechen, wie zum Beispiel HiperLAN oder HomeRF, konnten sich bis heute nicht am Markt durchsetzen. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die aktuellen IEEE Standards und deren Arbeitsgruppen: Arbeitsgruppe / Standard Beschreibung Status IEEE Definition eines gemeinsamen MAC-Protokolls und verschiedener physikalischer Übertragungsverfahren (PHY) für lokale drahtlose Netzwerke. Übertragungsrate Seit 1997 veröffentlicht bis 2 Mbit/s. Frequenzband 2,4-2,48 GHz (DSSS, FHSS) und IR. IEEE a Physikalische Schicht für eine schnellere Datenübertragung mit bis zu 54 Mbit/s im 5 GHz Frequenzband unter Verwendung von OFDM Seit 1999 veröffentlicht (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Modulation. IEEE b Weiterentwicklung der physikalischen Schicht von im 2,4 GHz Frequenzband. CCK Modulation und Seit 1999 veröffentlicht Datenraten von bis zu 11 Mbit/s. IEEE c MAC Verbesserungen für Bridges Veröffentlicht als Teil von 802.1D IEEE d PHY-Änderungen für die Zulassung in unterschiedlichen Seit Juni 2001 veröffentlicht Regionen (Regulatory Domains) IEEE e Quality-of-service Erweiterungen für Sprach- und Multimediaanwendungen IEEE f Definition des Inter Access Point Protokolls (IAPP) für Roaming zwischen Funkzellen unterschiedlicher Hersteller IEEE g Physikalische Schicht für eine schnellere Datenübertragung mit bis zu 54 Mbit/s im 2,4 GHz Frequenzband unter Verwendung von OFDM Modulation. Abwärtskompatibel zu b. IEEE h Erweiterung von um Leistungskontrolle (TPC) und dynamische Frequenzwahl (DFS) gemäß europäischer Normen IEEE i Erweiterung des MAC Protokolls für höhere Sicherheit und Authentifizierung Sind drahtlose Netzwerke unsicherer als drahtgebundene Netzwerke? Nein! Drahtlose Netzwerke sind nur auf den ersten Blick unsicherer als ihre drahtgebundenen Varianten, denn im Gegensatz zum Ethernet ist bei Wireless-LANs Datenverschlüsselung und Zugangskontrolle (Access Control) bereits ein definierter Bestandteil. Noch weiter gesteigert wird die Sicherheit vor unerlaubtem Zugriff durch den Einsatz von neuen Technologien wie IEEE 802.1x mit erweiterten Authentifizierungs-Protokollen oder VPNs (Virtual Private Networks) zur Absicherung der Funkstrecke (IPSec-over-WLAN). Insbesondere durch die Kombinationen der verschiedenen Verfahren können Wireless-LANs auch in kritischen Unternehmensanwendungen mit höchsten Sicherheitsanforderungen eingesetzt werden. Mit der Unterstützung umfangreicher Sicherheitsstandards und Sicherheitsmechanismen angefangen bei Closed-Networks über Access-Control-Lists und 802.1x/EAP sowie WEP und WEPplus bis hin zu IPSec-over-WLAN bieten LANCOM Wireless Access-Points für unterschiedliche Ansprüche die optimale Lösung.

6 Was ist Sec 2 net Security? LANCOM sec 2 net steht für die WLAN Security-Technologie von LANCOM Systems. Dahinter verbergen sich Funktionen, die die Sicherheit und Vertraulichkeit der Daten in drahtlosen Netzwerken gewährleisten, denn Sicherheit wird bei LANCOM Systems groß geschrieben. Welche Sicherheitsfunktionen beinhaltet Sec 2 net Security? Sec 2 net Security von LANCOM Systems beinhaltet insgesamt fünf Sicherheitsfunktionen, die sich beliebig in einem Wireless-LAN kombinieren lassen können. Dies sind im einzelnen: Closed-Network: Über die Closed-Network Funktion wird ein Funknetzwerk für fremde Stationen nur mit Kenntnis des verwendeten Netzwerknamens (SSID Service Set Identifier) zugänglich. Access-Control-List: Access-Points können mit Hilfe der Access-Control-List (ACL) die erlaubten Stationen anhand deren MAC Adressen filtern, das heißt nur bestimmte Adressen für den Betrieb mit dem Access-Point zulassen und andere verbieten. IEEE 802.1x / EAP: Der IEEE 802.1x / EAP (Extensible Authentication Protocol) Standard sorgt in Netzwerken für eine sichere Authentifizierung der Benutzer gegenüber dem Access- Point oder einem hinter dem Access-Point befindlichen Netzwerkserver der via RADIUS angesprochen wird. WEP / WEPplus: Das WEP-Protokoll (Wired Equivalent Privacy) verschlüsselt die Funkdaten mit einer typischen Schlüssellänge von 40 oder 104 Bit. Die ursprüngliche Form von WEP wird mittlerweile (mit erheblichem Aufwand) für angreifbar gehalten. Daher wurde WEPplus entwickelt, welches die Schwächen des WEP Verfahrens beseitigt und als sicher gilt. IPSec-over-WLAN: Mittels IPSec-basiertem VPN kann die Funkstrecke zwischen Client und Access-Point oder auch zwischen dem Client und einem hinter dem Access-Point befindlichen Server zusätzlich verschlüsselt werden (IPSec-over-WLAN). Was ist das Besondere an IPSec-over-WLAN von LANCOM Systems? Bei den existierenden VPN Lösungen zur Absicherung der WLAN Funkstrecke ist stets ein eigener Server notwendig, um die VPN Strecke im verdrahteten LAN zu terminieren. Dies ist insbesondere in kleineren Netzwerken mit einem erheblichen Aufwand verbunden, da hierfür ein spezieller VPN Server angeschafft und eingerichtet werden muss. Bei der IPSec-over- WLAN Lösung von LANCOM Systems wird das VPN jedoch mittels der LANCOM VPN Option direkt im LANCOM 3050 Wireless Access-Point terminiert und ein zusätzlicher Server ist dabei nicht notwendig. Der Access-Point kümmert sich außerdem darum mittels einer integrierten Firewall ein Eindringen von Unbefugten in das Netzwerk wirkungsvoll zu verhindern.

7 Was ist das WPA Sicherheitsverfahren? Am hat die Wi-Fi-Alliance (vormals WECA) ein neues Sicherheitsverfahren für WLAN Geräte namens WPA (Wi-Fi Protected Access) angekündigt, welches WEP ablösen soll. WPA nutzt ausgewählte Bestandteile des zukünftigen IEEE i Standards, wie zum Beispiel erweiterte Initialisations-Vektoren, Re-Keying und Message-Integrity-Check. Diese Features sind unter einem erweiterten Datenverschlüsselungsverfahren namens TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) zusammengefasst. In größeren Netzwerken können diese Features mit IEEE 802.1x/EAP kombiniert werden. WPA ist abwärtskompatibel zu WEP und soll später aufwärtskompatibel zu IEEE i sein. Es wird jedoch allgemein erwartet dass sich die Verabschiedung des IEEE i Standards bis Ende des Jahres 2003 verzögern wird. Die Abwärtskompatibilität zu WEP birgt jedoch den Nachteil, dass wenn sich nur ein WEP Gerät in einer WPA Funkzelle befindet, alle Geräte auch die WPA fähigen, nur noch mit WEP funktionieren. WPA ist also nur dann sinnvoll einzusetzen wenn alle Geräte in einer Funkzelle auch WPA unterstützen. Um WPA auch in kleinen Umgebungen ohne Authentifizierungsserver einsetzen zu können wird ein spezieller "Home / SoHo-Mode" angeboten in dem ein Pre-Shared-Key als Masterkey verwendet wird welcher zum Anstossen des TKIP-Prozesses benutzt wird. Um auch in Zukunft dem wachsenden Bedürfnis nach Sicherheit in Wireless-LANs Rechnung zu tragen wird LANCOM Systems WPA in einem der nächsten Firmware Releases unterstützen. Es ist damit zu rechnen das WPA ab dem zweiten Quartal 2003 von den LANCOM Wireless Access-Points und den LANCOM AirLancer WLAN Karten unterstützt werden wird. Unabhängig hiervon wird in sicherheitskritischen Bereichen empfohlen, IPSec-over-WLAN zur Absicherung von Funknetzwerken zu verwenden, da der IPSec Standard allgemein als sicher anerkannt wird. IPSec-over-WLAN wird optional durch den LANCOM 3050 Wireless unterstützt.