1 / 42

Overview of IEEE 802.11 Standard

Explore IEEE 802.11 standards & WLAN technology, including MAC layer details, access methods, and security features. Learn about ESS, BSS, DCF, PCF, and more.

juliethompson
Download Presentation

Overview of IEEE 802.11 Standard

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Overview of IEEE 802.11 Standard

  2. IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC) IEEE 802.3 CSMA/CD IEEE 802.4 Token Bus IEEE 802.5 Token Ring IEEE 802.11 Wireless ... Η οικογένεια προτύπων 802.x OSI Layer 2 (Data Link) MAC OSI Layer 1 (Physical) PHY

  3. 802.11 Με Υποδομή ESS 802.11 LAN Station (STA) – terminal with access mechanisms to the wireless medium and radio contact to the access point Basic Service Set (BSS) – group of stations using the same radio frequency Access Point – station integrated into the wireless LAN and the distribution system Portal – bridge to other (wired) networks Distribution System – interconnection network to form one logical network (EES: Extended Service Set) based on several BSS BSS 1 STA 2 802.x LAN STA 1 Access Point Portal Distribution System Access Point STA 3 STA 4 BSS 2 802.11 LAN

  4. 802.11 Ad-Hoc 802.11 LAN – Station (STA): terminal with access mechanisms to the wireless medium – Independent Basic Service Set (IBSS): group of stations using the same radio frequency without an Access Point STA 1 STA 2 IBSS 1 STA 3 STA 1 STA 2 IBSS 2 802.11 LAN

  5. Στοίβα Πρωτοκόλλων 802.11

  6. Applications Application Level Data Application Διάφανη υποστήριξη IP εφαρμογών Network addressing, routing TCP/IP stack IP routing TCP/IP Bridge control 802.11 WLAN radio Ethernet 802.11 – Ασύρματη Επέκταση του Ethernet 802.11 WLAN radio Ethernet Ethernet

  7. Τεχνικά Χαρακτηριστικά

  8. To ΜAC είναι υπεύθυνο για • δέσμευση του καναλιού • διευθυνσιοδότηση (addressing) • δομή των πλαισίων μετάδοσης • έλεγχο λαθών (επαναμεταδόσεις) • fragmentation/reassembly Τρία είδη πλαισίων: • management (association, synchronization, authentication) • control (acks, end of contention-free period) • data

  9. Μέθοδοι Πρόσβασης Distributed Coordination Function (DCF) - υποχρεωτική - η βασική μέθοδος πρόσβασης - βασίζεται στον ανταγωνισμό για το μέσο (contention) Point Coordination Function (PCF) - προαιρετική - χωρίς ανταγωνισμό - μειώνει τις μεταβολές στις καθυστερήσεις μετάδοσης - μόνο στη δομημένη διάρθρωση

  10. Distributed Coordination Function (I)(Listen Before Talk - CSMA/CA) Sense the medium No medium free for t > DIFS ? Yes Send RTS Yes Collision ? No Backoff Receive CTS Send data Yes (Retransmission) Error ? No Receive ACK DIFS: DCF Interframe Space

  11. Collision Hidden Terminal Problem

  12. Πολύ σημαντική η ενημέρωση των NAVs με τη χρήση των RTS/CTS/data MPDUs (επιλύει το πρόβλημα του “κρυμένου τερματικού” - hidden terminal problem)

  13. Παράδειγμα Μετάδοσης με DCF CTS RTS

  14. Point Coordination Function (I) • Ενεργοποιείται από το ΑΡ όποτε αυτό κρίνει ότι πρέπει να περάσει σε contention-free period (πιθανόν για να επιλύσει πολλαπλές συγκρούσεις) • Σε αυτή τη λειτουργία το ΑΡ ονομάζεται και Point Coordinator • Έχει προτεραιότητα σε σχέση με την DCF γιατί ενεργοποιείται μετά από idle χρόνο PIFS<DIFS

  15. Point Coordination Function (II) Synchronization beacon (Including the Target Beacon Transition Time - TBTT) Variable duration of Contention Free Period

  16. Point Coordination Function (III) Στην περίπτωση που ένα STA θέλει να μιλήσει σε ένα άλλο STA κατά τη διάρκεια της PCF SIFS (TBTT) Μόλις έρθει η σειρά του, ένα STA επιλέγει να μεταδώσει σε ένα άλλο STA στο ίδιο BSS Mόλις το άλλο STA λάβει τα δεδομένα, απαντά με ένα DCF Ack στο πρώτο STA To AP περιμένει χρόνο ίσο με PIFS πριν συνεχίσει με το επόμενο STA

  17. Ασφάλεια στο 802.11 Όπου απαιτείται κρυπτογράφηση και πιστοποίηση 3 παράγοντες λαμβάνονται υπόψη - οι ανάγκες του χρήστη για ασφάλεια και πόσο αυτές θα κοστίσουν - η ευκολία στη χρήση του μηχανισμού - οι κυβερνητικοί περιορισμοί στις μεθόδους κρυπτογράφησης, ειδικά όσον αφορά την εξαγωγή τους

  18. Wired Equivalent Privacy (WEP) Protocol • Σχετικά ισχυρό, σε σχέση με το κόστος και τις ανάγκες που καλύπτει • «Αυτο-συγχρονιζόμενο» (σταθμοί μπαίνουν και βγαίνουν εύκολα) • Χαμηλών υπολογιστικών αναγκών • Μπορεί να εξάγεται εκτός ΗΠΑ • Προαιρετικό στην υλοποίηση • Περιλαμβάνει δύο διαδικασίες (κρυπτογράφηση και πιστοποίηση)

  19. Κρυπτογράφηση (Encryption) • Υλοποιείται με ένα κρυφό κλειδί μήκους 40 bits αποθηκευμένο μόνιμα στους σταθμούς • Το κλειδί αυτό περνά από μια γεννήτρια για να παραχθεί μια ακολουθία χαρακτήρων βασισμένη στο κρυφό κλειδί • Η ακολουθία και τα δεδομένα τροφοδοτούν μια XOR • Το αποτέλεσμα τροφοδοτείται για μετάδοση

  20. Παράδειγμα Κρυπτογράφησης Έστω ότι το διαδικό 2 (00000010) είναι το κλειδί κρυπτογράφησης. Περνάει από μια XOR με το κείμενο που θέλουμε να μεταδώσουμε. Για το παράδειγμά μας το κείμενο είναι το “HI” H I 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 XOR 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 Κρυπτογραφημένο κείμενο Όταν λαμβάνεται το κρυπτογραφημένο κείμενο περνά πάλι από μια XOR Με το ίδιο κλειδί για να ανακτηθεί το αρχικό κείμενο. 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 Κρυπτογραφημένο κείμενο XOR 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 H I

  21. Πιστοποίηση (Authentication) • Χρησιμοποιεί το ίδιο κρυφό κλειδί με την κρυπτογράφηση (όχι και τόσο καλό από άποψη ασφάλειας)

  22. Shared Key Authentication Node Access Point

  23. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req

  24. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req Challenge Text

  25. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req Challenge Text WEP Encryption of Challenge Text

  26. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req Challenge Text WEP Encryption of Challenge Text Encrypted Challenge Text

  27. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req Challenge Text WEP Encryption of Challenge Text WEP Decryption of Encrypted Challenge Text Encrypted Challenge Text

  28. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req Challenge Text WEP Encryption of Challenge Text WEP Decryption of Encrypted Challenge Text Encrypted Challenge Text Authentication Decision

  29. Shared Key Authentication Node Access Point Authentication Req Challenge Text WEP Encryption of Challenge Text WEP Decryption of Encrypted Challenge Text Encrypted Challenge Text Authentication Decision Node Approval based on Decision

  30. Κινητικότητα A STA associated with a BSS Poor connection quality ? Yes Scan the medium Find a better connection ? No Yes Reassociation request to new AP Reassosiation response No Yes STA has roamed to a new AP New AP informs DS Old AP is notified through DS

  31. MT MT • Καμία ρύθμιση για τα πακέτα που θα χαθούν κατά τη διάρκεια του handover (αφήνεται στα υψηλότερα επίπεδα - IP)

  32. Εξέλιξη του 802.11 IEEE 802.11a – compatible MAC – now 5 GHz band – OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) – transmission rates up to 54 Mbit/s – close cooperation with BRAN (ETSI Broadband Radio Access Network) - HIPERLAN/2 IEEE 802.11b – combatible MAC – higher data rates at 2.4 GHz – Direct Sequence Spread Specrtum (Complemendary Code Keying) – proprietary solutions already offer 10 Mbit/s

  33. IEEE 802.11eWireless LAN for QoS

  34. Περιορισμοί του 802.11 σε QoS • To DCF βασίζεται στον ανταγωνισμό και γι’ αυτό το λόγο δεν παρέχει διαφοροποίηση της κίνησης και εγγυημένες καθυστερήσεις ή απώλειες. • Στο PCF το Beacon μπορεί να καθυστερήσει αν το κανάλι χρησιμοποιείται για μετάδοση, καθυστερώντας τη μετάβαση σε contention-free περίοδο. • Στο PCF είναι άγνωστη η περίοδος μετάδοσης ενός τερματικού στο οποίο δίνεται η άδεια μετάδοσης (polling).

  35. EDCF(Enhanced Distributed Coordination Function) • CSMA/CA and Exponential Backoff • Eight Traffic Categories (TCs) within one station

  36. Inter Frame Space and Contention Window newCW [TC]>=((oldCW[TC]+1)*PF)-1

  37. HCF(Hybrid Coordination Function)

  38. Inter-Access Point Protocol (IAPP) – 802.11f • Στόχος του η δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ Aps για την ανταλλαγή πληροφοριών, ώστε να επιταχυνθεί η διαδικασία μεταπομπής. • Θεωρητικά το IAPP δεν περιορίζεται μόνο για το 802.11, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε άλλα συστήματα (π.χ. Bluetooth).

  39. Διαδικασία Μεταπομπής

  40. Μηνύματα IAPP • Μεταδίδονται πάνω από TCP • Το Move-Response περιέχει το Context Block • “A container for information defined in other 802.11 standards that needs to be forwarded from one AP to another upon reassociation of a MS”. • Αποτελείται από μια μεταβλητή σειρά Information Elements (IΕs) της μορφής: • To 802.11f δεν ορίζει συγκεκριμένα ΙΕs, εξαρτάται από τη χρήση του

  41. Διαλειτουργικότητα WLANs με δίκτυα GPRS/UMTS Corresponding Node HLR (3) (4) GPRS/ UMTS Internet Authentication Server (2) (7) IP Gateway IWU (5) WLAN (6) (1) AP EAP-SIM IMSI@network.country

More Related