Wireless Local Area Network

Wireless Local Area Network (WLAN) Matthias Merkle Westendstr. 26 74321 Bietigheim-Bissingen matthias.merkle@hs-furtwangen.de Tel.: 07142 / 31201 Matrikelnummer: 227790 CNB02 Hausarbeit Wissenschaftliches Arbeiten Dr. Thomas Schake SS 2007 05. Juli 2007

Abstract II Abstract Diese wissenschaftliche Hausarbeit wurde an der Hochschule Furtwangen im Rahmen der Vorlesung Wissenschaftliches Arbeiten erstellt. Das Thema dieser Arbeit ist das moderne Wireless Local Area Network (WLAN). Zu Beginn werden kurz die historischen Hintergründe, wie sich das WLAN über die Jahre entwickelte, dargestellt. Danach werden einige Informationen rund um das Wireless LAN aufgezeigt. Hier werden unter anderem die verschiedenen Standards der IEEE802.11-Familie sowie das HiperLAN näher gebracht. Außerdem werden in diesem Kapitel verschiedene Eigenschaften der WLAN-Technologie behandelt und erklärt. Diese Eigenschaften werden im nächsten Kapitel mit der kabelbasierenden Technik des herkömmlichen LAN verglichen, um dem Lesen die Vor- und Nachteile der verschiedenen Techniken aufzuzeigen. Auch der Abschnitt zum Thema Zukunftsaussichten des WLANs, vor allem mit den mobilen Arbeitsplätzen zeigt auf, wie sich die moderne Technik nach und nach durchsetzen könnte. Zum Schluss dieser Arbeit gibt es noch eine kurze Zusammenfassung.

Inhaltsverzeichnis III Inhaltsverzeichnis Abstract...II Inhaltsverzeichnis... III Tabellenverzeichnis...IV Abkürzungsverzeichnis... V Abkürzungsverzeichnis... V 1 Einleitung... 1 2 Geschichtlicher Hintergrund... 2 2.1 Geschichte in Zahlen... 3 3 Informationen zu WLAN... 4 3.1 Standards... 4 3.1.1 IEEE802.11... 4 3.1.2 HiperLAN... 7 3.2 Eigenschaften... 8 3.2.1 Reichweite... 8 3.2.2 Sicherheit... 9 3.2.3 Mobilität... 10 3.2.4 Erweiterbarkeit... 10 3.2.5 Kosten... 11 4 WLAN versus LAN... 12 4.1 Reichweite... 12 4.2 Sicherheit... 13 4.3 Mobilität... 13 4.4 Erweiterbarkeit... 14 4.5 Kosten... 14 4.6 Zusammenfassung... 15 5 Zukunftsaussichten... 16 5.1 Hotspots... 16 5.2 Mobiler Arbeitsplatz... 17 5.3 Erweiterung des Campus Netzwerks an der HFU... 17 6 Zusammenfassung... 18 Quellenverzeichnis... 19

Tabellenverzeichnis IV Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Geschichte des WLAN in Zahlen... 3 Tabelle 2: Übersicht der IEEE802.11-Standards... 6 Tabelle 3: Weitere Standards der 802.11-Familie... 7 Tabelle 4: Reichweite in der freien Umgebung... 8 Tabelle 5: Reichweite innerhalb von Gebäuden... 8

Abkürzungsverzeichnis V Abkürzungsverzeichnis AP ca. DMZ DSSS ETSI etc. GHz IAPP IEEE HFU LLC MAC Mbit/s Mbps MIB MHz OFDM QoS SA SSID vs. WEP Wi-Fi WLAN z.b. Access Point circa (lateinisch für ungefähr ) Demilitarisierte Zone Direct Sequence Spread Spectrum European Telecommunication Standards Institute und so weiter (von lat.: et cetera, und die übrigen ) Gigaherz Inter Access Point Protocol Institute of Electrical and Electronics Engineers Hochschule Furtwangen University Logical Link Control Medium Access Control Megabit pro Sekunde Mega Bit Per Second Mebibyte Megaherz Orthogonal Frequency Division Multiplex Quality of Service Standards Association Service Set Identifier (Network Name) versus (lateinisch für: gegen, gegenüber gestellt) Wired Equivalent Privacy Wireless Fidelity Wireless Local Area Network zum Beispiel

Einleitung 1 1 Einleitung In der heutigen Gesellschaft steigt der Bedarf an Informationsaustausch stetig. Neue Schlagwörter, wie zum Beispiel Flexibilität und Mobilität sind dabei in der neuen Kommunikationswelt das A und O. 1 Die zukunftsträchtige Technik des Wireless LANs entwickelt sich ständig weiter. Es werden immer schnellere Verbindungen standardisiert und die Anschaffungskosten sinken. 2 Um ein WLAN fachgerecht zu installieren, sollte man sich natürlich erst einmal mit der WLAN-Technologie vertraut machen und sich mit neuen Fachbegriffen wie Access Points, SSID, etc. vertraut machen. 3 In dieser wissenschaftlichen Arbeit werden Ihnen in Kürze die wichtigsten Standards sowie verschiedene Eigenschaften eines WLANs, wie z.b. Funkweite, Sicherheitsmechanismen, etc., vorgestellt. Danach geht es in diesem Werk hauptsächlich um das Thema WLAN versus LAN, welches meiner Meinung nach einen sehr hohen Stellenwert in der heutigen Zeit hat. Die Zukunftsaussichten des Wireless Local Area Network sind auch nicht außer acht zu lassen und somit werden einige wenige Beispiele am Ende dieser Arbeit vorgestellt. 1 vgl. Rech, Jörg (2004): Wireless LANs, 2004, S. V 2 vgl. Klau, Peter (2003): Wireless LAN in der Praxis, 2003, S. VI 3 vgl. Rech (2004): S. VI

Geschichtlicher Hintergrund 2 2 Geschichtlicher Hintergrund Die Universität von Hawaii entwickelte zur Anbindung ihres auf mehreren Inseln verteilten Campus an den Zentralrechner auf der Insel Oahu ein Funknetzwerk. Dieses Funknetz hieß Aloha-Net und war 1969 die hawaiianische Variante des Arpanet/Ethernet und nimmt viele (angeblich) moderne Ansätze aus dem heutigen Wireless-LAN vorweg. Die ersten Entwicklungen, die zu unseren heutigen WLAN-Standards führten waren vor allem für den Industriebereich gedacht und wurden in den 90er Jahren durchgeführt. Gearbeitet wurde vor allem an Netzen mit hohen Übertragungsraten von bis zu 100 MBit pro Sekunde, welche in gegen Störungen weitestgehend unanfälligen Frequenzbereichen arbeiteten (60 GHz). 1997 wurde dann die Technik in den Frequenzbereich zwischen 2,4 GHz und 5 GHz übertragen, um diese für den kommerziellen Bereich tauglich zu machen. Noch etwas später wurden all diese Entwicklungen dann durch die verschiedenen IEEE 802.11 Standards (auch Wi-Fi genannt) und den HomeRF-Standard und HIPERLAN ersetzt. Durchgesetzt haben sich aber bis heute vor allem die IEEE 802.11 Standards, denen wir daher auch eine extra Seite gewidmet haben, wo wir diese im Detail beschreiben. Gerade in den letzten Jahren hat sich die WLAN-Technologie zu einer immer wichtigeren und vor allem weit verbreiteten Netzwerk-Technik entwickelt und wird heute in vielen professionellen und semiprofessionellen Umgebungen eingesetzt. Der Markt im Wireless LAN Bereich ist stark wachsend. 1998 noch machte der WLAN-Markt gerade mal 0,3 Milliarden Dollar Umsatz, 2005 werden es Schätzungen zufolge bereits über 1,6 Milliarden sein. Mittlerweile ist WLAN auch im Privatbereich erschwinglich geworden und entwickelt sich zunehmend zu einem Massenmedium.

3 Diese Hausarbeit soll einen fundierten Einstieg in das Thema Netzwerke geben und den grundlegenden Aufbau verschiedenster Netzwerke und den darin verlaufenden Vorgängen veranschaulichen. 4 2.1 Geschichte in Zahlen Tabelle 1: Geschichte des WLAN in Zahlen Jahr Information 1941 Patent Frequency Hopping 1969 Aloha-Net der Universität von Hawaii 90er Jahre erste Entwicklungen Übertragungsraten von bis zu 100 MBit/sek. Frequenzbereiche von 60 GHz. 1996 HiperLAN (High Performance Radio Local Area Network) 1997 Wireless LAN - IEEE802.11 Frequenzbereichen zwischen 2.4 GHz und 5 GHz. 1999 Weitere drahtlose LANs (Standards) 2007 IEEE802.11n-Standard Quelle: VoIP Information (14.04.2007) [2] 4 vgl. AmbiWeb GmbH (14.04.2007)

Informationen zu WLAN 4 3 Informationen zu WLAN In diesem Kapitel werden Ihnen die wichtigsten Standards, die es derzeit zum Thema WLAN gibt, vorgestellt. Des weiteren hat ein Wireless LAN verschiedene Eigenschaften, die sich ganz unterschiedlich auswirken. Diese werden Ihnen ebenfalls näher gebracht. 3.1 Standards In der drahtlosen Netzwerkwelt gibt es verschiedenste Standardisierungen. Viele davon haben sich nicht wirklich durchgesetzt. Die wichtigsten Standardisierungen in der Elektrotechnik- und Informatik-Welt werden durch das IEEE gemacht. Der IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ist eine weltweite technische Gesellschaft für Ingenieure und Informatiker. Es ist die größte technische Vereinigung der Welt mit 340.000 Mitgliedern in ungefähr 150 Ländern. Mehr als 50.000 dieser Mitglieder sind Studenten. 5 Es gibt jedoch auch andere Arbeitsgruppen, die Standards für die Netzwerkwelt definieren. Hierzu gehört u.a. das ETSI (European Telecommunication Standards Institute). 3.1.1 IEEE802.11 Zuerst widmen wir uns der IEEE Spezifikation 802.11. Diese wird auch mit der Abkürzung Wi-Fi (Wireless Fidelity) belegt. 6 Die Familie der 802- Standards beschreibt mit der Bitübertragungsschicht (Physical Layer) und der Sicherungsschicht (Data Link Layer) die unteren zwei Schichten des ISO/OSI-Referenzmodells. Die Verbindungsschicht wird dabei nochmals unterteilt: 5 vgl. IEEE Student Branch University of Hannover (21.04.2007) 6 vgl. Plötner, Johannes/Wendzel, Steffen (2005): Netzwerk-Sicherheit, Galileo Press, S. 141

Informationen zu WLAN 5 Die Zugriffssteuerung übernimmt das Medium Access Control (MAC), der Logical Link Control (LLC) ist für die logische Steuerung der Verbindungen zuständig, welches für alle Standards nach IEEE802 identisch ist. 7 Mit der Verabschiedung des ersten herstellerunabhängigen Standards für Wireless LANs (WLANs) nach 802.11 hat die Standards Association (SA) des IEEE 1997 eine zentrale Grundlage für den immensen Wachstumsmarkt der drahtlosen Übertragungsprotokolle geschaffen. Der IEEE802.11 entwickelte sich in den letzten Jahren zu einer Protokollfamilie. Die zugehörigen Teilstandards firmieren landläufig unter der Bezeichnung IEEE802.11 "abc". 8 Nachfolgend sind die ersten freigegebenen Standards der IEEE aufgelistet: 9 802.11 - erster WLAN-Standard (2,4GHz / 1, 2Mbit / FHSS, DSSS), inzwischen abgelöst durch 11b 802.11b - DAS WLAN (2,4GHz / bis 11Mbit / DSSS), wenn von WLAN allgemein die Rede ist, dann ist dieser Standard gemeint 802.11a - neuer schnellerer Standard (5GHz / bis 54Mbit / OFDM) Diese drei verschiedenen Standards gehören, wie zuvor schon erwähnt, zur Protokollfamilie IEEE802.11. Nun möchte ich Ihnen die verschiedenen Standards und ihre Eigenheiten etwas genauer darstellen. Zu Beginn gab es den allgemeinen 802.11-Standard, der durch die IEEE freigegeben wurde. Hier ein paar Informationen dazu: 10 802.11 ursprünglicher Standard, 1997 verabschiedet o Datentransfer: brutto 1 oder 2 MBit/s o Frequenzband 2,400 bis 2,485 GHz (lizenzfrei) o Akzeptanz: veraltet, nicht mehr breit genutzt Nur zwei Jahre später wurde dieser Standart überarbeitet und es folgten zwei Erweiterungen: 11 7 vgl. Sikora, Axel (2001): Wireless LAN, S. 80 8 vgl. IDG Business Media GmbH (14.04.2007) 9 vgl. Wireless LAN Seiten der Uni Konstanz (Wiki) (14.04.2007) 10 vgl. Netzwerk-Informationen (14.04.2007) 11 vgl. Netzwerk-Informationen (14.04.2007)

Informationen zu WLAN 6 802.11a Erweiterung der physischen Schicht, 1999 o Datentransfer: brutto 54 MBit/s (netto maximal 50 %) o Frequenzband 5 GHz (seit dem 13. November 2002 in Deutschland freigegeben, genaueres siehe 802.11h) o Akzeptanz: gering verbreitet 802.11b Erweiterung der physischen Schicht, 1999 o Datentransfer: brutto 11 MBit/s (netto maximal 50 %) o Frequenzband 2,400 bis 2,485 GHz (lizenzfrei) o Akzeptanz: noch relativ weit verbreitet Im Jahre 2003 wurde erneut eine Erweiterung verabschiedet: 12 802.11g Erweiterung der physikalischen Schicht, 2003 o Datentransfer: brutto 54 MBit/s (netto maximal 40 %) o Frequenzband: 2,400 bis 2,485 GHz (lizenzfrei) o Akzeptanz: mittlerweile der am weitesten verbreitete Standard Hier erhalten Sie noch einmal eine Kurzübersicht zu den derzeit aktuellen IEEE802.11-Standards: Tabelle 2: Übersicht der IEEE802.11-Standards Standard Leistung IEEE 802.11 2 Mbps maximal IEEE 802.11a 54 Mbps maximal (108 Mbps bei 40 MHz Bandbreite proprietär) IEEE 802.11b 11 Mbps maximal (22 Mbps bei 40 MHz Bandbreite proprietär, 44 Mbps bei 60 MHz Bandbreite proprietär) IEEE 802.11g 54 Mbps maximal (g+ =108 Mbps proprietär, bis 125 Mbps möglich; 2 Mbps im Mischbetrieb(g+b) mit IEEE 802.11b) IEEE 802.11h 54 Mbps maximal (108 Mbps bei 40 MHz Bandbreite) Quelle 1: Plötner, Johannes/Wendzel, Steffen (2005): Netzwerk-Sicherheit, S. 515f 12 vgl. Netzwerk-Informationen (14.04.2007)

Informationen zu WLAN 7 Neben den bereits erwähnten und genauer beschriebenen Teilstandards 802.11a und b gibt es noch eine Reihe weiterer Aktivitäten, die zu weiterem Erfolg des gesamten Standards verhelfen sollen. Diese weiteren Stan-dards der IEEE802.11- Familie sind in der nachfolgenden Tabelle aufgelistet: Tabelle 3: Weitere Standards der 802.11-Familie Standard Informationen 802.11b-cor Korrekturen des MIB aus 802.11 802.11d Aktuallisierung der Regulatory Domains 802.11e Verbesserung bei der Unterstützung von Dienstgüten (QoS) und der Sicherheitsmechanismen (128b, verbesserte Authentifizierung, Verwaltung von Schlüssel) 802.11f IAPP (Inter Access Point Protocol) für Roaming und Load Balancing 802.11g Erweiterung des 802.11b für 22Mbps 802.11h Frequenzspektrum des 802.11a Quelle: Sikora, Axel (2001):Wireless LAN, S. 117 3.1.2 HiperLAN Das europäische Standardisierungsgremium ETSI spezifizierte im Jahre 1996 das HiperLAN/1 (EN 300 652). HiperLAN/1 nutzt das 5 GHz-Band für eine Datenübertragung von bis zu 24 Mbit/s. HiperLAN/1 steht für: High Performance Radio Local Area Network / Version 1 HiperLAN/I arbeitet als Steuerungsprotokoll, welches den Zugang zum Wireless LAN über ein verbindungsloses Protokolll kontrolliert. Es besitzt außerdem einen integrierten Priorisierungsmechanismus, mit dem es möglich ist das Merkmal Quality of Service (QoS) abzubilden. 13 Ebenfalls wurde HiperLAN/2 bei der ETSI definiert. HiperLAN/2 wird von der Arbeitsgruppe HiperLAN/2 Global Forum (H2GF) gefördert. Mit HiperLAN/2 sind Datenraten von bis zu 54 Mbit/s über Entfernung von 100 m bis hin zu 2 km möglich. HiperLAN/2 soll bestehende LAN-Technologien ergänzen und den mobilen Zugang bereit stellen. Den Zugangspunkt zwischen den fest installierten LANs und HiperLAN/2 bildet der Radio Access Point (RAP) 13 vgl. Dittrich, Jens/v. Thienen, Uwe (2002): Netzwerk-Infrastrukturen, mitip-verlag, S. 553f

Informationen zu WLAN 8 3.2 Eigenschaften Hier werden Ihnen die verschiedene Eigenschaften eines Wireless Local A- rea Networks aufgezeigt, die im nächsten Kapitel mit einen herkömlichen kabelgebundenen LAN verglichen werden. Dies sind Eigenschaften, wie z.b. Reichweite, Sicherheit und auch Mobilität sowie Kosten. 3.2.1 Reichweite Nach dem 802.11-Standard nimmt die zur Verfügung stehende Bandbreite mit zunehmender Entfernung ab. Außerdem spielen Umwelteinflüsse wie z.b. Hindernisse, Luftfeuchtigkeit, Reflexionen etc. eine große Rolle. Die folgende Tabelle liefert eine kleine Übersicht über Reichweite und Bandbreite bei besten Bedingungen für den Außenbereich: 14 Tabelle 4: Reichweite in der freien Umgebung Entfernung Bandbreite ca. 150 m 11 Mbps ca. 270 m 5,5 Mbps ca. 400 m 2Mbps ca. 460 m 1Mbps Quelle: Klau, Peter: Wireless LAN in der Praxis, S. 244 Man kann den Sendebereich mittels einer guten Antenne bis auf einige Kilometer ausdehnen. Für ein Wireless LAN, das sich innerhalb eines Gebäudes befindet, kann man folgende Werte als ideal bezeichnen: 15 Tabelle 5: Reichweite innerhalb von Gebäuden Entfernung Bandbreite ca. 30 m 11 Mbps ca. 50 m 5,5 Mbps ca. 70 m 2 Mbps ca. 90 m 1 Mbps Quelle: Klau, Peter: Wireless LAN in der Praxis, S. 245 14 vgl. Klau, Peter (2003): Wireless LAN in der Praxis, vieweg Verlag, S. 244 15 vgl. Klau, Peter (2003): S. 245

Informationen zu WLAN 9 3.2.2 Sicherheit "Wer Daten in den Wind sät...... muss damit rechnen, dass jemand sie erntet."(klau, Peter: Wireless LAN in der Praxis, S. 243) Dieser Satz spiegelt die Sicherheit eines WLANs wieder. Sobald man Daten über Funkwellen versenden möchte ist nicht garantiert, dass nur der Empfänger die Daten erhält, für den sie bestimmt sind. Der größte Vorteil des WLANs ist auch gleichzeitig die größte Sicherheitslücke. Deshalb ist in 802.11-Standard schon ein Verschlüsselungsmechanismus integriert: WEP - Wired Equivalent Privacy. Diese Verschlüsselung hatte zu Beginn des Standards einen 40-Bit- Schlüssel. Inzwischen ist die Technik aber soweit vorangeschritten, dass viele Hersteller auf 64- oder 128-Bit verlängert haben. Einen 40-Bit-Schlüssel könnte man, die richtige Software vorausgesetzt, innerhalb von ca. 15 Minuten knacken. 128-Bit bedeutet nicht die doppelte Sicherheit, wie bei einem 64-Bit- Schlüssel. Die Schwierigkeit, einen Schlüssel zu knacken, wächst quadratisch. Deshalb bietet ein 65-Bit-Schlüssel den doppelten Schutz eines 64-Bit- Schlüssels. Ein 128-Bit-Schlüssel bietet den 2^64-fachen Schutz eines 64- Bit-Schlüssels. Das ist 18x10^18 (18 gefolgt von 18 Nullen) mal schwieriger. Man muss drei Bereiche abdecken, will man ähnliche Sicherheit bei drahtlosen Netzen haben, wie bei kabelgebundenen: Abhörsicherheit, Zugangskontrolle und Datenintegrität. Um zu verhindern, dass übertragene Inhalte von Unbefugten gelesen werden, fremde Stationen Zugriff auf das Netz haben oder Übertragungen manipuliert werden, bietet WEP eine Lösung. 16 Aufgrund der lange andauernden Verabschiedung des 802.1x Standards durch das IEEE, ging die Industrie mit dem Wireless Protected Access (WPA) zunächst einen eigenen Schritt voran. Dieser Standard enthält alle wesentlichen Merkmale von 802.1x, kann jedoch auf Endgeräte, sowie Access Points nachgerüstet werden. Mit WPA ist es erstmals möglich ein Wireless LAN privat oder in einem Unternehmen ohne weitere Sicherheitslösun- 16 vgl. Klau, Peter (2003): S. 246f

Informationen zu WLAN 10 gen sicher zu betreiben. Die Authentifizierung ist bei WPA vorgeschrieben, bei anderen Sicherheitskonzepten war dies optional vorgesehen. 17 3.2.3 Mobilität Die Mobilität ist das beste was die WLAN-Technik mit sich bringt. Unabhängig vom Ort, ob innerhalb eines Unternehmens, einer Hochschule oder eines privaten Gebäudes, kann jede Person Zugang zu einem Wireless LAN haben. 18 Die Bandbreiten werden immer besser und auch die Übertragungsweiten (siehe Tabelle 5) nehmen zu. Vor allem in Unternehmen ist die Mobilität der Mitarbeiter gefragt. Denn ein Vertriebsmitarbeiter ist sehr häufig beim Kunden vor Ort und hat nicht immer einen festen Arbeitsplatz im Firmengebäude. Mit Hilfe seines Notebooks hat er per WLAN Zugriff auf das Firmennetzwerk. Ein weiteres Beispiel wäre eine große Lagerhalle, in der die Mitarbeiter mit Ihren kleinen Hand-PC s die Lagersysteme prüfen. Sie können sich so in die zentrale Datenbank einwählen, ohne immer ein Kabel mitnehmen zu müssen. Auch die inzwischen in jeder größeren Stadt Deutschlands eingerichteten Hot-Spots, welche ich Ihnen im Kapitel Zukunftsaussichten näher beschreiben werde, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Ohne die Mobilität wäre das WLAN nicht so erfolgreich. Die Liste an Beispielen lässt sich noch beliebig fortsetzen. Sie sollte aber ausreichen, um das, was man unter der Mobilität bei einem WLAN versteht, anschaulich zu erläutern. 3.2.4 Erweiterbarkeit Ein Wireless Local Area Network lässt sich sehr schnell und sehr gut erweitern. Da es ein kabelloses Netzwerk ist müssen keine Kabel verlegt werden, sondern es reicht einfach, wenn man die Hardware installiert und die Verbindungen zu den einzelnen Netzwerkkomponenten herstellt. Schon kann man in einem WLAN arbeiten. Es wird sehr viel Zeit gespart, da man keine Kabel 17 vgl. Sauter, Martin (2006): Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme, vieweg Verlag, S. 288f 18 vgl. Dittrich, J./v. Thienen, U. (2002): S. 245f

Informationen zu WLAN 11 verlegen muss und dadurch eventuell auch keine Wände durchbohren müsste. Die Zeitersparnis sowie auch die dafür anfallenden Kosten entfallen. Ein WLAN kann beliebig erweitert werden. Auch an schlecht zugänglichen Bereichen, wie z.b. im Gebirge, können WLANs erschlossen werden. Auch bei einem größeren Firmengelände, wo man verschiedenen Gebäude miteinander vernetzen möchte, empfiehlt sich, nicht nur aufgrund der Flexibilität eines WLANs, dass man diese Gebäude über WLANs miteinander verbindet. So ist es auch möglich, die herkömmlichen LANs, welche innerhalb der Gebäude installiert sind, durch WLANs miteinander zu verbinden. 3.2.5 Kosten Wenn man sich nun einmal die Kosten anschaut, die man zum einen hat, wenn man ein neues WLAN installiert oder ein anderes Netzwerk mit Hilfe eines Wireless LAN erweitert, so erkennt man schnell, dass sich diese sehr gering halten. Heutzutage ist in jedem Notebook standardmäßig eine WLAN- Karte integriert. Da man für ein drahtloses Netzwerk nicht mehr Kilometer an Datenkabel verlegen muss fallen diese Kosten ganz weg. Die meisten Kosten für ein kabelbasiertes LAN liegen hauptsächlich in der Hardware bei der Installation von Datenkabeln. Da man für ein WLAN keine Kabel mehr verlegen muss kann man solch ein Netzwerk in viel kürzerer Zeit realisieren. Auch die Hardware, die man für ein Wireless LAN benötigt, sind inzwischen in der Preisklasse wie für ein herkömmliches Local Area Network.

WLAN versus LAN 12 4 WLAN versus LAN In diesem Abschnit t geht es darum einmal die beiden gängigst en Net zwerkt echniken gegenüber zu st ellen, um einen kleinen Einblick zu haben, welches Netzwerk in den verschiedenen Punkten bevorzugt werden kann. Diese Gegenüberstellung ist eine persönlich zusammen getragene Erkenntnis. 4.1 Reichweite In Europa sind für WLAN derzeit dank dem IEEE802.11-Standard bis zu 54 MBit/ s möglich. Allerdings muss man beachten, dass es sich bei einem WLAN um ein gemeinsames Medium handelt, das von allen St at ionen einer Funkzelle gleichzeitig genutzt werden kann, somit wird die "Nenn-Bandbreite" von 54 MBit/ s auf die verschiedenen Stationen aufgeteilt. 19 Im Gegensatz dazu hat ein kabelbasierendes Netzwerk derzeit bis zu 1GBit/ s an Bandbreite. Meist werden j edoch in den Unternehmen die 100MBit-Leitung verwendet. Somit ist man immer noch deutlich schneller als bei der WLAN-Technik. Außerdem wird bei der herkömmlichen LAN- Technik die Bandbreite nicht aufgeteilt, sondern j ede Leitung wird von einer Station in Anspruch genommen. Auch die Länge eines LAN-Kabels kann sehr flexibel gehalten werden. Es können mehrere 100 Meter Kabel sein, ohne irgendeine Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeit. Ergebnis: Hier ist das LAN dem WLAN noch voraus. 19 vgl. Dittrich, Jens/v. Thienen, Uwe (2002): S. 570f

WLAN versus LAN 13 4.2 Sicherheit Die Sicherheitskriterien wurden in Kapitel 3.2.2 schon kurz beschrieben. Bei einem Wireless LAN gibt es so viele Möglichkeit en sich "unbeobacht et" einzuklinken, da man j a nicht nachprüfen kann, wo die versendeten Daten letztendlich landen. Im Gegensatz dazu ist die Sicherheit bei einem kabelgebundenen Netzwerk wesentlich höher, da man j a nur über die verschiedenen Leitungen sich Zugang zu den Dat en verschaffen kann. So kann man einfach eine DMZ (Demilitarisierte Zone) einrichten, die sehr gut geschützt ist mit verschiedenen Firewalls etc. Bei einem WLAN kann man auch eine DMZ einrichten, allerdings kommt man trotzdem in die dahinterliegenden WLANs. Ergebnis: Das herkömmliche LAN ist in diesem Punkt wesent lich sicherer. 4.3 Mobilität Um es einmal vorweg zu nehmen: Hier ist eindeutig das Wireless LAN im Vorteil. Mit einem heutigen Notebook, in dem standardmäßig schon eine WLAN-Karte integriert ist, kann man überall da, wo auch ein WLAN zum Einsatz kommt, in einem Wireless Local Area Network arbeiten. Man braucht dazu auch nicht immer irgendwelche Netzwerkkabel mitzunehmen. Man benötigt lediglich die Autorisierungsdaten des WLANs, in dem man gerne arbeiten, surfen etc. möchte. Auch in unzugänglichen Gebieten lassen sich WLANs realisieren. So wäre es z.b. möglich, auch in der Alpenbergwelt WLANs zu installieren, um mit einem kleinen Hand-PC dort direkt vor Ort sich seine Wanderroute anzeigen zu lassen. Das normale LAN ist dazu eher statisch. Man braucht immer ein Kabel, um sich mit dem Netzwerk zu verbinden. Wenn keine Ports mehr frei sind

WLAN versus LAN 14 müsste man auch noch einen Switch dazwischen schalten, damit im entsprechenden Netzwerk gearbeitet werden kann. Ergebnis: Ein WLAN ist wesentlich flexibler einsetzbar und dazu auch sehr mobil. 4.4 Erweiterbarkeit Bei der Erweiterung von Netzwerken ist das WLAN dem normalen LAN überlegen. Nicht nur, dass man keine Kabel verlegen und dafür eventuell Wände beschädigen müsste, auch die zeitnahe Erschließung unzugänglicher Gebiete, wie z.b. Wohngebiete in Bergen, sind durch ein Wireless Local Area Network sehr schnell und einfach realisierbar. Die Erweiterung eines LANs ist sehr umständlich, da viele Kabel verlegt werden müssten und dies nicht nur viel Zeit in Anspruch nimmt, sondern auch dementsprechend hohe Kosten mit sich bringt. Vor allem bei historischen Gebäuden ist es fast unmöglich, diese mit einem kabelbasierenden Netzwerk auszustatten, da man die Struktur dieser Gebäude nicht verändern oder beschädigen darf. So setzt man hier schon lange auf die WLAN-Technik. Ergebnis: Ein WLAN ist schneller und einfacher erweit erbar als ein kabelbasierendes Netzwerk. 4.5 Kosten Bei den Kosten zur Installation eines neuen Netzwerkes oder zur Erweiterung eines bestehenden Netzwerkes ist es sinnvoller, ein Wireless LAN Technik zu nutzen. Nicht nur die Kosten für die Kabel, die man bei einem herkömmlichen LAN verlegen müsste entfallen, sondern auch die Arbeitskosten sinken, da man für ein WLAN nur APs und Router installieren muss. Die Arbeitskosten sind vor allem in der Bundesrepublik Deutschland sehr hoch. Diese Kosten entfallen bei einem WLAN komplett. Man muss auch berücksichtigen, dass, wenn einmal ein Kabel defekt ist, dieses komplett austauschen werden müssten und dafür vielleicht sogar auch

WLAN versus LAN 15 Wände aufgerissen. Dies sind alles noch laufende Kosten, die bei einem WLAN nicht vorkommen können. Man kann einfach die W-LAN-Adapter oder andere Hardware austauschen, an die man in der Regel sehr schnell heran kommt, und somit auch in kürzester Zeit die Arbeit des WLANs wieder aufnehmen. Ergebnis: Durch die unkomplizierte Hardware eines WLAN sind die Kostenersparnisse bei Arbeitsaufwand für die Erschließung eines neuen Netzwerkes sowie der Verzicht auf Kabel machen ein Wireless Local Area Network sehr kostengünstig. 4.6 Zusammenfassung Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein WLAN denn herkömmlichen LAN doch einige große Vorteile hat. Da in einem Unternehmen viel auf die Kosten und Flexibilität geachtet wird, ist ein WLAN in der heutigen Zeit sehr lukrativ. Es muss allerdings auch gesagt werden, dass man nun ein herkömmliches Netzwerk nicht einfach von heute auf morgen in ein WLAN umwandeln soll, da spielen noch weitere Faktoren, wie Datenübertragung und Sicherheit eine große Rolle. Im großen und Ganzen kann man aber sagen, dass die WLAN-Technik weiter auf dem Vormarsch ist und man in vielleicht 15-20 Jahren nur noch auf die kabellose Technik setzt, wenn die Datengeschwindigkeiten und Sicherheit mindestens auf dem Niveau der aktuellen kabelbasierenden Netzwerke ist.

Zukunftsaussichten 16 5 Zukunftsaussichten Das Wireless Local Area Network ist eine noch sehr j unge Technik, wenn man überlegt, dass diese erst Mitte bis Ende der 90er Jahre populär wurde. Somit hat diese Technik, da sie immer weiter verbessert und standardisiert wird, einen immer höher werdenden St ellenwert. In diesem Abschnit t findet man einige Anwendungsbeispiele, die inzwischen eingesetzt werden oder sich noch im Aufbau befinden. 5.1 Hotspots In j eder größeren Stadt werden so genannte Hotspots aufgebaut. Ein Hotspot ist ein öffentlicher, per Funknetzwerk (Wireless LAN) zur Verfügung gestellter Zugangspunkt, zum World Wide Web (Internet). Hierbei handelt es sich um einen räumlich begrenzten Funkbereich mit unterschiedlichen Größenordnungen (übliche Reichweite bis zu 300m). Solche Hotspots sind häufig in Hotels, Flughäfen, Messehallen, Bahnhöfen, (Internet-)Cafès, Universitäten und Hochschulen, in Krankenhäusern oder Kongresszentren eingerichtet. Manche Hotspots sind kostenlos, andere muss man bezahlen. 20 Ein solcher kostenloser Hotspot ist beispielsweise der Rathausplatz in Freiburg im Breisgau. Dort muss man einfach nur seine MAC-Adresse der Netzwerkkarte und Angaben zur Person im Rathaus hinterlegen und man bekommt die Zugangsdaten, um in diesem Netzwerk frei surfen zu können. Diese Hotspots finden immer mehr Anklang, da man so auch in der freien Umgebung arbeiten und zudem noch Kontakte zu anderen Surfen knüpfen kann. 20 vgl. dsltarife.net (13.05.2007)

Zukunftsaussichten 17 5.2 Mobiler Arbeitsplatz Diese Art von Arbeitsplätzen findet man schon seit einigen Jahren im medizinischen Umfeld wieder, denn dort ist eine sehr hohe Mobilit ät erforderlich. So ist es zum Beispiel für Krankenschwestern und Ärzte möglich, direkt am Krankenbett sämtliche Daten der Patienten abzurufen. Es wird ein einfacher und st ändiger Zugriff auf den Dat enbest and gewährleist et und dadurch ist die Zeitersparnis enorm. So haben die Ärzte wieder mehr Zeit für Ihre Patienten. Das dazugehörige Stichwort ist mobile Krankenpflegestation. Das sind Kombinationen aus Krankenwagen und PC-Arbeitsplatz. Viele Kliniken sind in ält eren, hist orischen Gebäuden unt ergebracht, deshalb ist es auch hier von Vorteil wenn die WLAN-Technik zum Einsatz kommt, da man historische Gebäude nur bedingt verändern darf. 21 5.3 Erweiterung des Campus Netzwerks an der HFU Auch in der Welt der Hochschule Furtwangen gibt es schon seit einiger Zeit verschiedene Zugangspunkte zu WLANs. Diese sogenannten Hotspots sind z.b. in der Cafeteria, im Foyer des C-Bau sowie auch in der Bibliothek. Dies sind alles Standorte, wo sich regelmäßig viele Studenten aufhalten. Es werden von Semester zu Semester mehr Studenten an der HFU und somit ist die Erweiterung der derzeitig vorhanden Zugangsknoten unumgänglich. Die einzelnen Hörsäle werden nicht mit WLAN-Netzen ausgestattet, da es nicht der Philosophie der Hochschule entspricht. Am 4. Juni 2007 ging im neu gebauten I-Bau ein weiteres WLAN an den Start. Hierfür wurden in den Gängen des Gebäudes Access Points installiert. Des Weiteren werden in der alten Cafeteria ebenfalls Zugangspunkte eingerichtet. Auch der Vorplatz der HFU soll mit einem WLAN ausgestattet werden. 22 21 vgl. Rössel, Heiko (2001): Jahrbuch 2001 Kommunikationsnetze, Addison-Wesley Verlag, S. 192f 22 Rohner, Claus-Peter (2007)

Zusammenfassung 18 6 Zusammenfassung Diese Hausarbeit soll dem Leser einen Überblick über die Unterschiede zwischen einem Wireless Local Area Network und einem kabelgebundenen Local Area Network. Es kommt immer auf das Anwendungsgebiet an, welches Netzwerk man am Besten dafür installieren sollte. Beispielsweise sollte man die vorhandenen Kabel, welche schon in Firmengebäuden verlegt wurden verwenden, anstatt diese brach liegen zu lassen und ein neues WLAN einzusetzen. Außerdem muss man sich gut überlegen wofür man ein WLAN einsetzen möchte. Für große Datenübertragungen ist dies zum heutigen Zeitpunkt eine schlechte Wahl, da die Übertragungsgeschwindigkeiten noch nicht denen eines herkömmlichen LANs entsprechen. Auch die Sicherheit eines Wireless LANs ist zu beachten. Ein Unternehmen, welches geheime Daten verwaltet, wie z.b. eine Versicherung oder Bank, sollte sich gut überlegen, ob ein WLAN dafür sinnvoll ist, oder ob man lieber auf Nummer sicher gehen möchte und ein kabelbasierendes Netzwerk einrichten soll. Doch durch die Mobilität und Flexibilität des WLANs wird es in den nächsten Jahren weiter auf dem Vormarsch sein. Auch die unkomplizierte Erweiterung dieser Netzwerktechnik ist beispielhaft für die moderne Technik. Jeder, der ein neues Netzwerk installieren oder ein bestehendes Netzwerk erweitern, möchte, muss sich selbst Gedanken darüber machen, wie er dieses Vorgehen am Besten meistern könnte. Diese wissenschaftliche Arbeit soll eine kleine Hilfestellung diesbezüglich geben.

Quellenverzeichnis 19 Quellenverzeichnis AmbiWeb GmbH (14.04.2007): Wireless Lan (WLAN), Geschichte und Entwicklung, http://www.informationsarchiv.net/statisch/wlan/geschichte.html (Stand: 14. April 2007) Dit t rich, Jens/ von Thienen, Uwe (2002): Net zwerk-infrast rukt uren, mit ip- Verlag/ Bonn, 2002. dsltarife.net (13.05.2007): Hotspot - Erklärung und Info, http://www.dsltarife.net/lexikon/191.html (Stand: 13.05.2007) IDG Business Media GmbH (14.04.2007): 802.11 Standard für drahtlose Netze Der MAC-Layer, http://www.tecchannel.de/news/themen/netzwerk/430159/ (Stand: 14.04.2007) IEEE Student Branch University of Hannover (21.04.2007): Informationen IEEE, http://www.etp.uni-hannover.de/ieee/infoieee_ger.htm (Stand: 21.04.2007) Kauffels, Franz-Joachim (1991): Personalcomputer und lokale Netzwerke, Markt & Technik Verlag AG, 1991. Larisch, Dirk (1998): Netzwerkpraxis für Anwender, Carl Hanser Verlag, 1998. Netzwerk-Informationen (14.04.2007): 802.11n :Neuer WLAN-Standard Netzwerk-Informationen, http://www.netzwerkinformationen.de/netz/archives/6-802.11n-neuer-wlan-standard.html (Stand: 14.04.2007) Plötner, Johannes/Wendzel, Steffen (2005): Netzwerk-Sicherheit, Galileo Press, 1. Auflage, 2005. Rohner, Claus-Peter (2007): persönliche Auskunft (06.06.2007), System betreuung Netzwerke, Hochschule Furtwangen, Furtwangen. Rössler, Heiko (2001): Jahrbuch 2001 Kommunikationsnetze, Addison-Wesley Verlag, 2001. Sauter, Martin (2006): Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme. Vieweg Verlag, 2006. VoIP Information (14.04.2007) [1]: Reichweite von WLAN, http://www.voip-information.de/reichweite-wlan.html (Stand: 14.04.2007) VoIP Information (14.04.2007) [2]: WLAN Geschichte, http://www.voip-information.de/wlan-geschichte.html (Stand: 14.04.2007)

Quellenverzeichnis 20 Wireless LAN Seiten der Uni Konstanz (Wiki) (14.04.2007): Standards im Wireless LAN, http://wiki.unikonstanz.de/wiki/bin/view/wireless/wlanstandards (Stand: 14.04.2007)

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