Wireless Local Area Network (Internet Mobil) Zengyu Lu

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1 Wireless Local Area Network (Internet Mobil) Zengyu Lu

2 Überblick Einleitung Der IEEE Standard Die Zugriffskontrollebene (MAC) Der Verbindungsprozess eines WLANs Literaturen & Quellen Proseminar KVBK 2

3 Einleitung Die neue Anforderung aus Mobilität Ein lokales, aber drahtloses Netzwerk Durch den IEEE Standard definiert werden Verschiedene Geräte miteinander vernetzen Proseminar KVBK 3

4 Einleitung Vorteile: Mobilität Einfache Einrichtung Kosten Robustheit Proseminar KVBK 4

5 Überblick Einleitung Der IEEE Standard Die Zugriffskontrollebene (MAC) Der Verbindungsprozess eines WLANs Literaturen & Quellen Proseminar KVBK 5

6 Der IEEE Standard Jahr: 1997 Bandbreite: 2.4 GHz Datenrate: 1-2 Mbps (Mbit/s) MAC Protokoll und drei Technologien auf PHY Ebene Zwei Frequenz-Spreizverfahren (SST) Infrarot Verfahren Sicherheit: WEP (Wired Equivalent Privacy) Proseminar KVBK 6

7 Die 802.x Familie im Überblick: IEEE Logical Link Control IEEE Ethernet IEEE Token- Bus IEEE Token- Ring IEEE WLAN OSI-Schicht 2 (Data Link Layer) Zugriffskontrollebene (Medium Access Control) Physikalische Ebene OSI-Schicht 1 (Physical Layer) Proseminar KVBK 7

8 Ergänzungen: b/11a/11g IEEE Zugriffskontrollebene IEEE b DSSS Mb/s ca m IEEE a OFDM Mb/s ca.30-50m IEEE g DSSS+OFDM max. 54 Mb/s ca.30-50m Proseminar KVBK 8

9 Überblick Einleitung Der IEEE Standard Die Zugriffskontrollebene (MAC) Der Verbindungsprozess eines WLANs Literaturen & Quellen Proseminar KVBK 9

10 Die Zugriffskontrollebene Vereinheitlichte (Teil-) Schicht Die Aufgaben sind: 1. Der Aufbau der Nachrichten 2. Die Adressierung 3. De- und Fragmentierung Kollisionsfreier Zugriff auf das Funk- Medium 1. Das CSMA/CA Verfahren 2. Die Anderen Verfahren (CFP Verfahren, ) Proseminar KVBK 10

11 Nachrichtenformate Rahmen (Frame) als Träger Wichtige Infos im Rahmen- Kopf Kontrollfeld: Rahmen-Typen Dauer: unterschiedlich je nach Länger des Datenteils Adressen in 48-Bit-Format Sequenzkontrollfeld: Fragmentierung Datenteil: Bytes Checksum Proseminar KVBK 11

12 Das CSMA/CA Verfahren Hidden-Station-Problem Kollision vermeiden Spezielle Kontrollrahmen: RTS & CTS RTS- Frame CTS- Frame Sender Daten- Frame Empfänger ACK- Frame RTS: request to send; CTS: clear to send Proseminar KVBK 12

13 Überblick Einleitung zum WLAN Der IEEE Standard Die Zugriffskontrollebene (MAC) Der Verbindungsprozess eines WLANs Literaturen & Quellen Proseminar KVBK 13

14 WLAN Referenz-Modell ESS Rechner DS Rechner AP AP BSS Station Station Station Proseminar KVBK 14

15 Der Verbindungsprozess 1. Synchronic Scanning Reichweite Station AP Proseminar KVBK 15

16 Der Verbindungsprozess 1. Synchronic Scanning Reichweite Station Eintreten Station AP Proseminar KVBK 16

17 Der Verbindungsprozess 1. Synchronic Scanning Reichweite Abtastung Station Eintreten Station Den AP mit stärkstem Signal finden AP Proseminar KVBK 17

18 Der Verbindungsprozess 1. Synchronic Scanning Reichweite Wenn ein AP festgestellt wird, versucht die Station mit dem AP primitiv zu verbinden Station AP Proseminar KVBK 18

19 Der Verbindungsprozess 2. Authentication & Association Authentifizierungs-Frame Authentifizierungsalgorithmus: gemeinsame Schlüssel Sequenznummer = 1 Station Authentifizierungs-Frame Authentifizierungsalgorithmus: gemeinsame Schlüssel Sequenznummer = 2 Challenge-Text (128 Bytes) AP Proseminar KVBK 19

20 Weiter Station Authentifizierungs-Frame Authentifizierungsalgorithmus: gemeinsame Schlüssel Sequenznummer = 3 Verschlüsselter Challenge - Text Authentifizierungs-Frame Authentifizierungsalgorithmus: gemeinsame Schlüssel Sequenznummer = 4 Ergebnis AP Proseminar KVBK 20

21 Weiter Assoziieren Management-Frame Association-Request Anmelden bei DS Management-Frame Station Association-Response AP DS Verbindung aufbauen Information austauschen Relations abbildung Proseminar KVBK 21

22 WLAN Referenz-Modell ESS Rechner DS Rechner AP AP BSS Station Station Station (Roaming) Proseminar KVBK 22

23 Der Verbindungsprozess 3. Roaming Ziel: fehlerfreie Wanderung im WLAN Station: zwei Phasen wiederholen AP: Ab- & Anmeldung der Station beim Verteilungssystem (DS) DS: die Veränderung der Relationsabbildung durchführen Proseminar KVBK 23

24 Zusammenfassung Der Begriff und die Vorteile des WLANs Einführung des IEEE Standards die 802.x Familie und ihre Beziehungen 3 Erweiterungen b/802.11a/802.11g Die Aufgaben der Zugriffskontrollebene Nachrichten-Formate, CSMA/CA Verfahren Der Verbindungsprozess eines WLANs WLAN Referenz Modell Synchronic Scanning; Authentication+Association; Roaming; Proseminar KVBK 24

25 Literaturen & Quellen Wireless LANs Networker s Guide Arno Kral, Heinz Kreft; Markt+Technik Verlag, 2003 Das drahtlose Ethernet, der IEEE Standard Edgar Nett, Michael Mock, Martin Gergeleit; Addison-Wesley, Proseminar KVBK 25